偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶装置及び電子機器
【課題】偏光部において均一な偏光特性を得ること。
【解決手段】複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層とを備え、前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している。
【解決手段】複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層とを備え、前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフルカラー表示の液晶表示装置の多くは、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の複数種の色材層からなるカラーフィルターを備えている。このような液晶表示装置には、偏光板などの偏光素子が設けられている。偏光板としては、一般的には有機偏光板が用いられるが、吸収タイプのワイヤーグリッド偏光板や、金属の針状粒子を含んだ偏光ガラスなどが用いられる。特許文献１及び非特許文献１には、母材中で針状粒子を配向させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３５９３９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】http://jstshingi.jp/abst/p/10/1056/kyushu1.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１には、具体的にどのような手順で針状粒子を配向させるかについての言及はされていない。また、非特許文献１に記載の手法においては、一対の電極が一面上に形成されたステージ上に、複数の針状粒子を含む液体層が塗布された基板を載置させた状態で、電極間に電圧を印加して基板上に電界を発生させる構成であるため、基板上においては電気力線が曲線状に形成されてしまう。このため、複数の針状粒子が当該曲線に沿って配向される場合がある。また、液体層と電極との距離にばらつきがあると、液体層の中での電気力線の形状にばらつきが生じる場合がある。その結果、複数の針状粒子の配向が偏光部内部でバラつき、偏光部全体で均一な偏光特性が得られない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子及び該偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。また、そのような偏光素子を用いることで表示品位に優れた液晶装置を提供することを目的とする。また、この種の液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る偏光素子は、複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層とを備え、前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差していることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、バンク層が少なくとも第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における複数の第一針状粒子の平均配向方向が第一導電部の延在方向と第二導電部の延在方向とに交差しているので、複数の第一針状粒子の配向は第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御されている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【０００９】
上記の偏光素子において、平面視における前記平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と直交することが好ましい。
本発明によれば、平面視における平均配向方向が第一導電部の延在方向と直交するので、複数の第一針状粒子の平均配向方向は、第一導電部から第二導電部へ向けて形成される電界の方向に沿っている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【００１０】
上記の偏光素子において、前記平均配向方向は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致することが好ましい。
本発明によれば、平均配向方向が第一導電部と第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致するので、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高くなる。これにより、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【００１１】
上記の偏光素子は、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部と前記バンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、前記第一導電部及び前記第二導電部は、前記支持面に平行な面上に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、第一の偏光部と第二の偏光部とバンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、第一導電部及び第二導電部が支持面に平行な面上に配置されているので、支持面に平行な方向の電界が形成されることになる。これにより、複数の針状粒子は、支持面に対して略平行に配向されることになる。従って、視角依存性が小さい偏光素子が得られる。
【００１２】
上記の偏光素子において、前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光吸収層を有することが好ましい。
本発明によれば、バンク層が表面の少なくとも一部に光吸収層を有するので、偏光部に入射する光以外の光を吸収することができる。
【００１３】
上記の偏光素子において、前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光反射層を有することが好ましい。
本発明によれば、バンク層が表面の少なくとも一部に光反射層を有するので、例えば液晶装置などのバックライト側に光反射層を配置させることにより、偏光部に入射させる光以外の光を再利用することができる。
【００１４】
上記の偏光素子において、前記第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、前記第一の偏光部に接していることが好ましい。
本発明によれば、第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、第一の偏光部に接しているので、第一の偏光部に対して直接的かつ効率的に電界を発生させることができる。これにより、針状粒子の配向をより確実に揃えることができる。
【００１５】
上記の偏光素子において、前記第一の偏光部は第一波長域の光に対して偏光子として機能し、前記第二の偏光部は前記第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能することが好ましい。
本発明によれば、第一の偏光部が第一波長域の光に対して偏光子として機能し、第二の偏光部が第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能することとしたので、偏光部ごとに異なる波長域の色光が入射する場合であっても、各偏光部における偏光特性をより高めることができる。
【００１６】
本発明に係る偏光素子の製造方法は、バンク層を形成するバンク層形成工程と、複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第一の領域に形成し、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第二の領域に形成する偏光部形成工程と、を含み、前記バンク層形成工程は、少なくとも前記第一の領域を平面視で挟むように第一導電部及び第二導電部を配置させる工程を含み、前記偏光部形成工程は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に電界を発生させることによって、前記複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御する工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、バンク層形成工程において、少なくとも一の偏光部を平面視で挟む位置に第一導電部及び第二導電部を配置させ、偏光部形成工程において、第一導電部と第二導電部との間に電界を発生させることによって、複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御することとしたので、複数の第一針状粒子の配向を、第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御することができる。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性を高めることができるため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子を得ることができる。
【００１８】
上記の偏光素子の製造方法において、前記偏光部形成工程は、前記複数の第一針状粒子を含む液体層を前記第一の領域に塗布する工程と、前記液体層に含まれた状態の前記複数の第一針状粒子を、前記電界によって配向させる工程と、前記複数の第一針状粒子が配向された状態で前記液体層を固化する工程とを含むことが好ましい。
本発明によれば、偏光部形成工程において、複数の第一針状粒子を含む液体層を第一の領域に塗布し、液体層に含まれた状態の複数の第一針状粒子を電界によって配向させ、複数の第一針状粒子が配向された状態で液体層を固化することとしたので、複数の針状粒子の配向が一の偏光部の内部で均一な構成を効率的に形成することができる。
【００１９】
本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に挟持された液晶層と、カラーフィルターと、を備えた液晶パネルと、少なくとも一つの偏光素子とを備え、前記偏光素子として、上記の偏光素子が用いられていることを特徴とする。
本発明の液晶装置は前記本発明の偏光素子を備えているため、表示品位に優れた液晶装置を実現することができる。
【００２０】
本発明に係る液晶装置は、第一色に対応する第一サブ画素と、第二色に対応する第二サブ画素と、前記第一サブ画素に対応して設けられた第一偏光部と、前記第二サブ画素に対応して設けられた第二偏光部と、前記第一偏光部に含まれる複数の第一針状粒子と、前記第二偏光部に含まれる複数の第二針状粒子と、前記第一偏光部と前記第二偏光部とを互いに区画するバンク層と、を含み、前記バンク層は、前記第一偏光部及び前記第二偏光部のうち少なくとも前記第一偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差していることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、複数の第一針状粒子の配向は第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御されている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い。そのため、コントラスト比が高い表示が得られる。
【００２２】
上記の液晶装置において、前記バンク層は、前記第一サブ画素と前記第二サブ画素との間の領域に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、バンク層が第一サブ画素と第二サブ画素との間の領域に設けられているため、当該バンク層が画像表示に関与しない領域に設けられていることになる。従って、第一導電部及び第二導電部が設けられていても表示される画像を暗くするといったことが引き起こされずに済むため、大面積の液晶装置に上記のバンク層がもうけられる構成であっても、明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００２３】
本発明の電子機器は、前記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は前記本発明の液晶装置を備えているため、表示品位に優れた液晶表示部を有する電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る偏光素子の構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る偏光素子の一部の構成を示す平面図。
【図３】本実施形態に係る偏光素子の一部の構成を示す断面図。
【図４】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図５】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図６】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図７】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図８】本発明の第二実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図９】本実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る液晶装置の一部の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第三実施形態に係る電子機器の構成を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す平面図。
【図１３】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す平面図。
【図１４】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る偏光素子２０を示す斜視図である。なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２６】
図１に示すように、偏光素子２０は、基材としてのガラス基板１０によって支持されている。偏光素子２０は、例えば複数のサブ画素からなる画素を複数有する液晶パネルの表示面などに貼り付けられて用いられる。
【００２７】
ガラス基板１０の具体的な材質は特に限定されるものではなく、公知のいかなるガラス基板を用いても良い。なお、透光性を有する基板であれば、特にガラス基板に限定されるものではなく、石英基板、水晶基板、サファイア基板、樹脂基板等を用いても良い。偏光素子２０に耐熱性が要求される場合には、無機系の基板を用いることが望ましい。
【００２８】
偏光素子２０は、ガラス基板１０の一面１０ａに設けられている。偏光素子２０は、ある特定の偏光状態の偏光を透過する一方、他の偏光状態の偏光を吸収する特性を有する。
【００２９】
偏光素子２０は、複数の偏光部を備えている。複数の偏光部は、複数の偏光部２１Ｒと複数の偏光部２１Ｇと複数の偏光部２１Ｂを含む。図１に示したように、一の偏光部２１Ｒと一の偏光部２１Ｇと一の偏光部２１Ｂによって、一の偏光部群２１が形成されている。従って、複数の偏光部群２１は、偏光素子２０内にマトリクス状に配置されている。各偏光部群２１には、ガラス基板１０の一面１０ａに平行な方向に並んで配置された複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂが形成されている。
【００３０】
図２は、偏光素子２０の構成を示す平面図である。
図２に示すように、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、矩形の形状を持ち、一方向に長手に形成されている。偏光部２１Ｒの短手方向をＸ軸方向とし、長手方向をＹ軸方向とする。ＸＹ面はガラス基板１０の一面１０ａと平行である。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、等ピッチで一列に並んで配置されている。すなわち、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、短手方向に互いに隣り合って配置されている。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、それぞれ同一形状及び同一寸法を持つ。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの配置及び寸法として、例えば偏光素子２０が貼り付けられる液晶パネルのサブ画素の配置及び寸法に対応させた寸法とすることができる。なお、偏光部２１Ｒは第一の偏光部に相当し、偏光部２１Ｇは第二の偏光部に相当し、偏光部２１Ｂは第３の偏光部に相当する。
【００３１】
偏光部群２１には、バンク層２２が形成されている。バンク層２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを仕切るように形成されている。バンク層２２は、複数の第一導電部２２Ａ、複数の第二導電部２２Ｂ及び２つの絶縁部２２Ｃを有している。このうち、２つの絶縁部２２ＣはＸ方向に延在しており、平面視（図中Ｚ方向視）で偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１ＢをＹ方向に挟む位置に設けられている。
【００３２】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。すなわち、一の偏光部群２１のＸＺ断面図である。
各第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａを有している。第一電極層２４Ａは、平面視で第一導電部２２Ａに重なる領域に配置されている。各第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂを有している。第二電極層２４Ｂは、平面視で第二導電部２２Ｂに重なる領域に配置されている。
【００３３】
第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂは、ガラス基板１０の一面１０ａに平行な面上に配置されている。複数の第一導電部２２Ａ及び複数の第二導電部２２Ｂは、Ｘ方向（各偏光部の短手方向）に交互に配置されている。同様に、複数の第一電極層２４Ａ及び複数の第二電極層２４Ｂは、Ｘ方向に交互に配置されている。各第一導電部２２Ａ及び各第二導電部２２Ｂは、例えばＹ軸方向（各偏光部の長手方向）に延在している。同様に、各第一電極層２４Ａ及び各第二電極層２４Ｂは、例えばＹ軸方向に延在している。
【００３４】
互いに隣り合う第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂは、平面視で偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１ＢのいずれかをＸ方向に挟む位置に設けられている。このように、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々は、平面視で、一つの第一電極層２４Ａと一つの第二電極層２４Ｂと２つの絶縁部２２Ｃとによって囲まれている。つまり、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々は、バンク層２２によって囲まれた領域に配置されている。
【００３５】
第一電極層２４Ａは、第一導電部２２ＡのＹ方向の端部から配線２６Ａに接続されている。配線２６Ａは、ガラス基板１０の表面や裏面、内部などに引き回されて形成され、不図示の端子を介して接地されるようになっている。第二電極層２４Ｂは、第二導電部２２ＢのＹ方向の端部から配線２６Ｂに接続されている。配線２６Ｂは、ガラス基板１０の表面や裏面、内部などに引き回されて形成され、不図示の端子を介して電源２７に接続されるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂ（第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂ）のＸ方向の両端面は、それぞれＹＺ平面に平行に形成されており、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに接している。また、第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂは、Ｚ方向においてガラス基板１０の一面１０ａから同一の高さ位置に配置されている。したがって、この第一電極層２４ＡのＸ方向の端面は、第二電極層２４ＢのＸ方向の端面と対向した状態となっている。このため、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加した場合、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）及び第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）の一方から他方へ向けてガラス基板１０の一面１０ａに平行な電界が形成される。
【００３７】
また、第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａのガラス基板１０とは反対側に光吸収層２３Ａを有し、第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂのガラス基板１０とは反対側に光吸収層２３Ｂを有している。したがって、偏光素子２０に対してガラス基板１０とは反対側から入射する光の一部は、光吸収層２３Ａ及び２３Ｂによって吸収されるようになっている。
【００３８】
また、第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａのガラス基板１０側に光反射層２５Ａを有し、第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂのガラス基板１０側に光反射層２５Ｂを有している。したがって、偏光素子２０に対してガラス基板１０側から入射する光の一部は、光反射層２５Ａ及び２５Ｂによってガラス基板１０側へ反射されるようになっている。
【００３９】
一方、バンク層２２によって囲まれた複数の領域に配置される偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、無機物を主原料とする透光性の母材５０、例えばシリコン酸化物からなる母材５０中に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等からなる複数のナノロッド４０（針状粒子）が分散したものである。
【００４０】
個々のナノロッド４０は、短軸方向が例えば数ｎｍから数十ｎｍ程度、長軸方向が例えば数十ｎｍから１００ｎｍ程度の寸法を有している。ナノロッド４０は、振動方向がナノロッド４０の短軸方向と一致した偏光成分に対する吸収特性と、振動方向がナノロッド４０の長軸方向と一致した偏光成分に対する吸収特性とが異なる。本実施形態では、以下説明するように、ナノロッド４０の材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくとも一つを含む諸元が、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに設定されている。
【００４１】
本実施形態では、ナノロッド４０として、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ（第一針状粒子）、金ナノロッド４０Ｇ（第二針状粒子）、銀ナノロッド４０Ｂ、が用いられている。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、金（第一金属）からなる針状結晶の表面が銀（第二金属）で被覆された複合金属で構成されている。一方、銀ナノロッド４０Ｂは銀単体から構成され、金ナノロッド４０Ｇは金単体から構成されている。
【００４２】
本実施形態の場合、偏光部２１Ｒの内部には、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒが配置されている。偏光部２１Ｇの内部には、金ナノロッド４０Ｇが配置されている。偏光部２１Ｂの内部には、銀ナノロッド４０Ｂが配置されている。複数のナノロッド４０は、略同一の方向に配向している。ただし、一の偏光部に含まれる複数のナノロッド４０の全てが同一方向に配向するとは限らず、複数のナノロッド４０各々の配向方向はある程度のばらつきを持っていることがある。そこで、複数のナノロッド４０の平均的な配向方向のことを、複数のナノロッド４０の平均配向方向と呼ぶことにする。一の偏光部に含まれる複数のナノロッド４０の平均配向方向は、ガラス基板１０の主面（ＸＹ平面）に略平行な方向であって、Ｚ軸と平行な方向から見たとき（平面視にて）、第一導電部２２Ａの延在方向及び第二導電部２２Ｂの延在方向と交差する方向である。第一導電部２２Ａの延在方向が第二導電部２２Ｂの延在方向と平行であれば、つまり、第一電極層２４Ａの延在方向が第二電極層２４Ｂの延在方向と平行であれば、平均配向方向は第一導電部２２Ａの延在方向及び第二導電部２２Ｂの延在方向と直交する方向である。当該方向は、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加した場合に、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）及び第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）の一方から他方へ向けて形成される電界の方向に略一致している。
【００４３】
これらの３種類のナノロッド４０は、それぞれ異なる吸収ピーク波長を有している。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分に対して６５０ｎｍ（赤色波長域）に吸収ピーク波長を有している。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、主に赤色波長域の光に対して振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４４】
金ナノロッド４０Ｇは、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分に対して５３０ｎｍ（緑色波長域）に吸収ピーク波長を有している。金ナノロッド４０Ｇは、主に緑色波長域の光に対して振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４５】
銀ナノロッド４０Ｂは、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分に対して４１０ｎｍ（青色波長域）に吸収ピーク波長を有している。銀ナノロッド４０Ｂは、主に青色波長域の光に対して振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４６】
各ナノロッド４０のサイズの一例として、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、長軸方向の寸法が例えば２４ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば１２ｎｍ、アスペクト比が２である。金ナノロッド４０Ｇは、長軸方向の寸法が例えば１５ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば５ｎｍ、アスペクト比が３である。銀ナノロッド４０Ｂは、長軸方向の寸法が例えば４０ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば５ｎｍ、アスペクト比が８である。なお、アスペクト比とは、ナノロッド４０の短軸方向の寸法に対する長軸方向の寸法の比である。
【００４７】
上述したように、銀ナノロッド４０Ｂおよび金ナノロッド４０Ｇと金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒとでは、吸収ピーク波長を示す偏光成分の振動方向が異なる。したがって、偏光素子２０において銀ナノロッド４０Ｂおよび金ナノロッド４０Ｇと金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒとを同一方向に配向させた場合、青色光および緑色光と赤色光とでは偏光素子２０を透過する偏光成分の振動方向が異なる。
【００４８】
しかしながら、この偏光素子２０を液晶装置に適用する場合、液晶パネルの光入射側と光射出側とに本実施形態に係る偏光素子２０を使用すれば、青色光、緑色光と赤色光とで透過する偏光成分が異なったとしても、液晶パネル内での偏光状態が異なるだけであり、表示上は差し支えない。
【００４９】
このように、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒの諸元は、偏光部２１Ｒに対応する色光もしくは偏光部２１Ｒに入射する色光に対応して選択される。また、金ナノロッド４０Ｇの諸元は、偏光部２１Ｇに対応する色光もしくは偏光部２１Ｇに入射する色光に対応して選択される。また、銀ナノロッド４０Ｂの諸元は、偏光部２１Ｂに対応する色光もしくは偏光部２１Ｂに入射する色光に対応して選択される。
【００５０】
ここで、所定の波長域の光に対して、偏光部２１Ｒが透過させる偏光成分の透過率を偏光部２１Ｒが遮断すべき偏光成分の透過率で除して得られる値を、所定の波長の光に対する偏光部２１Ｒの消光比と定義する。偏光部２１Ｇの消光比と偏光部２１Ｂの消光比も同様に定義する。
【００５１】
本発明による偏光素子２０は、赤色波長域において、偏光部２１Ｒの消光比は、偏光部２１Ｇの消光比および偏光部２１Ｂの消光比よりも大きい。また、緑色波長域において、偏光部２１Ｇの消光比は、偏光部２１Ｒの消光比および偏光部２１Ｂの消光比よりも大きい。また、青色波長域において、偏光部２１Ｂの消光比は、偏光部２１Ｒの消光比および偏光部２１Ｇの消光比よりも大きい。
【００５２】
そのため、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに異なる波長域の色光が入射する場合であっても、各偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂにおける偏光特性が従来の偏光素子よりも高められるような構成となっている。
【００５３】
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態の偏光素子２０の方法を説明する。
図４〜図７は、上記構成の偏光素子２０の製造工程を示す図である。
まず、図４に示すように、ガラス基板１０上にバンク層２２を形成する（バンク層形成工程）。バンク層２２は、偏光部２１Ｒを形成する第一の領域ＡＲと偏光部２１Ｇを形成する第二の領域ＡＧと偏光部２１Ｂを形成する第３の領域ＡＢとを互いに区切るように形成する。当該バンク層２２は、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法などによりパターニングして形成することができる。この場合、まず光反射層２５Ａ及び２５Ｂを形成し、その上に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを形成し、その後、光吸収層２３Ａ及び２３Ｂを形成する。
【００５４】
この方法においては、光反射層２５Ａ及び２５Ｂを同一層として平坦に形成することができるため、その上に形成される第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの一面１０ａからの高さ位置を揃えることができる。第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを形成する際には、ガラス基板１０に配線２６Ａ及び２６Ｂを同時に形成しても良い。当該配線２６Ａ及び２６Ｂについては、他の工程で形成しても構わない。勿論、他の方法によりバンク層２２及び配線２６Ａ、２６Ｂを形成しても構わない。
【００５５】
ガラス基板１０上にバンク層２２、配線２６Ａ及び２６Ｂを形成した後、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを形成する（偏光部形成工程）。偏光部形成工程では、まず、図５に示すように、バンク層２２で囲まれた第一の領域ＡＲに、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒを含有する有機溶媒溶液６１を塗布し、バンク層２２で囲まれた第二の領域ＡＧには、金ナノロッド４０Ｇを含有する有機溶媒溶液６２し、バンク層２２で囲まれた第３の領域ＡＢには、銀ナノロッド４０Ｂを含有する有機溶媒溶液６３を塗布する（塗布工程）。この塗布工程には、たとえば液的吐出法を用いることができる。
【００５６】
有機溶媒溶液６１〜６３は、それぞれシリコン酸化物の原料であるポリシラザンを任意の有機溶媒に溶解したものである。有機溶媒溶液６１〜６３を塗布した段階では、複数の金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、複数の金ナノロッド４０Ｇ、複数の銀ナノロッド４０Ｂは、それぞれランダムな方向を向いている。
【００５７】
次に、図６に示すように、有機溶媒溶液６１〜６３に対してｘ軸と平行な方向に電界を印加する（電界印加工程）。この工程では、配線２６Ａ及び配線２６Ｂを介して第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加する。第一電極層２４Ａは第二電極層２４Ｂに対して平行に設けられているため、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けて、有機溶媒溶液６１〜６３の内部にＸ軸と平行な方向に電界が発生する。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ、銀ナノロッド４０Ｂは全て針状の形状をしており、各ナノロッド４０には分極が生じている。そのため、各ナノロッド４０は、長軸方向が概ね電界の方向に沿うように配向する。つまり、一の偏光部に含まれる複数のナノロッドの平均配向方向は略電界の方向に沿う。
【００５８】
次に、図７に示すように、例えばオーブン７５等を用いて有機溶媒溶液６１〜６３を焼成する（焼成工程）。これにより、有機溶媒溶液６１〜６３中の有機溶媒が除去されるとともに、ポリシラザンが大気中の水分や酸素と反応して固化し、シリコン酸化物（母材５０）に変化する。このとき、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ、銀ナノロッド４０Ｂが略同一方向に配向した状態で固定される。
以上の工程を経て、本実施形態の偏光素子２０が完成する。
【００５９】
従来の針状粒子の配向方法は、一対の電極が一面上に形成されたステージ上に、複数の針状粒子を含む液体層が塗布された基板を載置させた状態で、電極間に電圧を印加して基板上に電界を発生させる構成であった。そのため、液体層の厚さ方向の断面(XZ面)において電気力線が曲線状に形成される場合があった。また、液体層と電極との距離にばらつきがあると、液体層の面内(XY面)において電気力線の形状にばらつきが生じる場合があった。このため、複数の針状粒子の配向が偏光部内部でバラつき、偏光部全体で均一な偏光特性が得られない可能性があった。
【００６０】
これに対して、本実施形態に係る偏光素子２０は、バンク層２２が、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂのうち少なくとも偏光部２１Ｒを平面視で挟む位置に配置された第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを有し、複数のナノロッド４０が、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に発生する電界の方向に沿って配向されている。そのため、複数のナノロッド４０は第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けてガラス基板１０の一面１０ａと平行に形成される電界の方向に沿って配向されている。これにより、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々の内部において、複数のナノロッド４０の配向の均一性が高いため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々において均一性が高い偏光特性を得ることができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る偏光素子２０の製造方法は、バンク層形成工程において、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂのうち少なくとも偏光部２１Ｒを設ける領域を平面視で挟む位置に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを配置する。そして、偏光部形成工程において、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に電界を発生させ、複数のナノロッド４０を当該電界の方向に沿って配向させる。そのため、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けたガラス基板１０の一面１０ａと平行な電界が形成されることとなり、当該電界の方向に沿って複数のナノロッド４０を配向させることができる。これにより、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々の内部において、複数のナノロッド４０の配向の均一性を高めることができるため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々において偏光特性の均一性を高めることができる。
【００６２】
具体的には、偏光部形成工程に先立って行われるバンク層形成工程において、ガラス基板１０上のうち偏光部２１Ｒを形成する領域ＡＲと偏光部２１Ｇを形成する領域ＡＧと偏光部２１Ｂを形成する領域ＡＢ各々を囲うようなバンク層２２を配置させる。その後の偏光部形成工程において、ガラス基板１０上のうちバンク層２２に囲まれる領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢ各々に、複数のナノロッド４０を含む有機溶媒溶液６１〜６３を塗布する。次に、有機溶媒溶液６１〜６３に含まれた状態の複数のナノロッド４０を電界の方向に沿って配向させる。最後に、複数のナノロッド４０が配向された状態で有機溶媒溶液６１〜６３を固化する。これにより、複数のナノロッド４０の配向が一の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの内部で均一な構成を効率的に形成することができる。
【００６３】
また、大面積の偏光素子２０を製造する際、互いに隣り合う第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間隔を大きくする必要がないため、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に印加する電圧を高くする必要がない。そのため、大面積の液晶装置に用いることが可能な偏光特性が高く均一な大面積の偏光素子２０を容易に製造できる。
【００６４】
また、一の偏光部に含まれる複数のナノロッドの平均配向方向は略電界の方向に沿い、電界の方向はガラス基板１０の一面１０ａと略平行である。そのため、視角依存性が小さい偏光素子２０が得られる。
【００６５】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図８及び図９は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す図である。本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げて説明する。図８は本実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図９は図８のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【００６６】
図８および図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置３１は、ＴＦＴアレイ基板ＰＸと対向基板３３とがシール材３４によって貼り合わされ、このシール材３４によって区画された領域内に液晶層３５が封入された液晶パネル３６を有している。液晶層３５は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材３４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）３７が形成されている。
【００６７】
シール材３４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路３８および外部回路実装端子３９がＴＦＴアレイ基板ＰＸの一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路４６が形成されている。ＴＦＴアレイ基板ＰＸの残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路４６の間を接続するための複数の配線４１が設けられている。
【００６８】
また、対向基板３３の角部においては、ＴＦＴアレイ基板ＰＸと対向基板３３との間で電気的導通をとるための基板間導通材４２が配設されている。対向基板３３の液晶層３５側の面には、カラーフィルター４３が形成されている。液晶パネル３６の光入射側および光射出側には、偏光板４４，４５がそれぞれ配置されている。これらの偏光板４４、４５（特に偏光板４５）は、上記実施形態の偏光素子である。なお、液晶表示装置３１の偏光板４５側には、不図示のバックライトが配置されている。
【００６９】
図１０は、液晶表示装置３１のうち１画素についての構成を模式的に示す分解斜視図である。
図１０に示すように、液晶表示装置３１は、マトリクス状に配列された複数の画素のそれぞれに、複数のサブ画素（赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ）を含んでいる。赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢは、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置されている。
【００７０】
カラーフィルター４３は、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢの各々に対応して、赤色色材層４３Ｒ、緑色色材層４３Ｇ、青色色材層４３Ｂを有している。
【００７１】
赤色色材層４３Ｒは、赤色サブ画素ＰＸＲに平面視で重なる位置に配置されており、赤色サブ画素ＰＸＲを含む寸法に形成されている。緑色色材層４３Ｇは、緑色サブ画素ＰＸＧに平面視で重なる位置に配置されており、緑色サブ画素ＰＸＧを含む寸法に形成されている。青色色材層４３Ｂは、青色サブ画素ＰＸＢに平面視で重なる位置に配置されており、青色サブ画素ＰＸＢを含む寸法に形成されている。
【００７２】
本実施形態に係る偏光板４５では、偏光部２１Ｒは、赤色サブ画素ＰＸＲに平面視で重なる位置に配置されており、赤色サブ画素ＰＸＲを含む寸法に形成されている。偏光部２１Ｇは、緑色サブ画素ＰＸＧに平面視で重なる位置に配置されており、緑色サブ画素ＰＸＧを含む寸法に形成されている。偏光部２１Ｂは、青色サブ画素ＰＸＢに平面視で重なる位置に配置されており、青色サブ画素ＰＸＢを含む寸法に形成されている。
【００７３】
また、偏光部２１Ｒは、赤色色材層４３Ｒに平面視で重なる位置に配置されており、偏光部２１Ｇは、緑色色材層４３Ｇに平面視で重なる位置に配置されており、偏光部２１Ｂは、青色色材層４３Ｂに平面視で重なる位置に配置されている。
【００７４】
また、図１０に示したように、偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇと偏光部２１Ｂを互いに区切るようにバンク層２２が設けられている。第一導電部２２Ａは、緑色サブ画素ＰＸＧと青色サブ画素ＰＸＢとの間の、画像表示に関与しない領域に設けられている。また、第二導電部２２Ｂは、緑色サブ画素ＰＸＧと赤色サブ画素ＰＸＲとの間の、画像表示に関与しない領域に設けられている。
【００７５】
ここで、例えば、緑色サブ画素ＰＸＧを第一のサブ画素とし、青色サブ画素ＰＸＢを第二のサブ画素とすることができる。このように、バンク層２２は互いに隣り合う２つのサブ画素の間の画像表示に関与しない領域に設けられている。従って、第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂは、表示される画像を暗くする等の問題を引き起こすことはないため、本発明の偏光板４５を大面積の液晶表示装置に用いても、明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００７６】
また、この構成において、不図示のバックライトから射出され、赤色色材層４３Ｒ、緑色色材層４３Ｇ、青色色材層４３Ｂを透過した光は、それぞれ偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂに照射されることになる。ここで、偏光板４５の偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂには、ナノロッド４０が含まれており、これらナノロッド４０についての、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくとも一つを含む諸元が、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに設定されている。そのため、各色光毎に偏光特性が高められた構成となっている。
【００７７】
たとえば、赤色サブ画素ＰＸＲに対応する偏光部２１Ｒは、赤色に適した金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒを備える。また、緑色サブ画素ＰＸＧに対応する偏光部２１Ｇは、緑色に適した金ナノロッド４０Ｇを備える。青色サブ画素ＰＸＢに対応する偏光部２１Ｂは、青色に適した銀ナノロッド４０Ｂを備える。このため、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置を実現できる。
【００７８】
また、偏光板４５においては、第一実施形態において説明した光反射層２５Ａ及び２５Ｂ（図３等参照）が形成されているため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂから外れた領域に照射された光は、光反射層２５Ａ及び２５Ｂによってバックライト側に反射されることになる。バックライト側においては、当該反射光を散乱等させる構成を配置しておくことにより、光を再利用することができる。
【００７９】
本実施形態に係る液晶装置は、赤色サブ画素ＰＸＲに対応して設けられた偏光部２１Ｒと、緑色サブ画素ＰＸＧに対応して設けられた偏光部２１Ｇと、青色サブ画素ＰＸＢに対応して設けられた偏光部２１Ｂと、偏光部２１Ｒに含まれる複数のナノロッド４０Ｒと、偏光部２１Ｇに含まれる複数のナノロッド４０Ｇと、偏光部２１Ｂに含まれる複数のナノロッド４０Ｂと、複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを区画するバンク層２２と、を含む。
さらに、バンク層２２が備える第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂの各々は、互いに隣り合う２つのサブ画素の間の画像表示に関与しない領域に設けられており、各ナノロッド４０が、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に発生する電界の方向に沿って配向されている。
【００８０】
そのため、赤色サブ画素ＰＸＲと緑色サブ画素ＰＸＧと青色サブ画素ＰＸＢ各々において均一性が高い偏光特性を得ることができる。さらに、第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂは、表示される画像を暗くする等の問題を引き起こすことはないため、第一実施形態で説明したように、大面積の液晶装置に用いることが可能な偏光特性が高く均一な大面積の偏光板４５を容易に製造できる。そのため、本実施形態に係る液晶装置によれば明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００８１】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図１１は本実施形態に係る携帯電話機の構成を示す斜視図である。
図１１に示すように、携帯電話機１３００（電子機器）は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、送話口１３０４とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部１３０１を備えている。
【００８２】
なお、本発明の電子機器の具体例としては、上記の携帯電話機の他、プロジェクター、電子ブック、パーソナルコンピューター、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビジョン、ビューファインダー型またはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた電子機器等が挙げられる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂの断面形状は矩形に限られない。例えば、図１２に示すように、ガラス基板１０の一面１０ａ上に断面視で台形状の隔壁２５Ａ及び隔壁２５Ｂが配置され、当該隔壁２５Ａの少なくとも側面に第一電極層２４Ａが設けられ、当該隔壁２５Ｂの少なくとも側面に第二電極層２４Ｂが設けられた構成であってもよい。
【００８４】
この場合、隔壁２５Ａと第一電極層２４Ａが第一導電部２２Ａ’を構成し、隔壁２５Ｂと第二電極層２４Ｂが第二導電部２２Ｂ’を構成する。更に当該第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを覆うように光吸収層２３Ａ及び２３Ｂが形成されても構わない。さらに、隔壁２５Ａ及び隔壁２５Ｂの断面形状は台形に限られず、矩形であってもよい。
【００８５】
このようなバンクは、偏光部を厚くしなければならない場合、有利である。第一実施形態で示したような構成において偏光部を厚くするためには、厚い電極層を設けなければならないが、電極層を厚くすると応力のために断線する虞がある。しかし、本変形例の構成であれば、高い隔壁の側面に電極層を設けているため、電極層の厚さの増加を抑えつつ容易に厚い偏光部を形成することができる。
【００８６】
このような構成であっても、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加することにより、当該第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの一方から他方に向けて電界がＸ軸に平行に発生することになる。なお、この場合、第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの表面が覆われた状態となるため、当該第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂを保護することができるという利点がある。
【００８７】
このほか、例えば下記のような変更も可能である。
第二実施形態では、基板と偏光板とを別体として設けていたが、それに限られない。例えば、対向基板３３あるいはＴＦＴアレイ基板ＰＸの液晶層側の面に複数の偏光部を設けてもよい。この構成によれば、液晶層と偏光部との間の距離が短くなるため、液晶装置を斜めから見たときの明るさの低下や画質の低下を低減することができる。
【００８８】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂの構成として、ガラス基板１０の一面１０ａ上に光反射層２５Ａ及び２５Ｂが形成され、その上に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂが形成され、更にその上に光吸収層２３Ａ及び２３Ｂが形成された積層構造を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。第一導電部２２Ａは少なくとも第一電極層２４Ａを有していればよく、第二導電部２２Ｂは少なくとも第二電極層２４Ｂを有していればよい。
【００８９】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、互いに隣り合う第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂとの間に１つの偏光部が設けられていたが、それに限られない。互いに隣り合う第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂとの間に、Ｘ方向に複数の偏光部が設けられていてもよい。
【００９０】
さらに、上記第一実施形態から第三実施形態においては、液晶表示装置３１の一画素内に赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが含まれており、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。
【００９１】
また、例えば上記第一実施形態から第三実施形態においては、液晶表示装置３１の一画素内に赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが含まれており、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。
【００９２】
例えば、図１３に示すように、液晶表示装置３１の一画素内に４つのサブ画素（第一赤色サブ画素ＰＸＲ１、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２）が配置されており、当該４つのサブ画素が一画素内にマトリクス状に配置された構成であっても構わない。
【００９３】
この場合、カラーフィルター４３の色材層の構成としては、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１が赤色色材層４３Ｒ１と平面視で重なり、緑色サブ画素ＰＸＧが緑色色材層４３Ｇと平面視で重なり、青色サブ画素ＰＸＢが青色色材層４３Ｂと平面視で重なり、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が赤色色材層４３Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００９４】
また、偏光板４５の構成としては、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１が偏光部２１Ｒ１と平面視で重なり、緑色サブ画素ＰＸＧが偏光部２１Ｇと平面視で重なり、青色サブ画素ＰＸＢが偏光部２１Ｂと平面視で重なり、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が偏光部２１Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００９５】
なお、図１３に示す構成では、液晶表示装置３１の一画素内に、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１及び第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が設けられているため、赤色に対応する偏光部２１Ｒ１および赤色に対応する偏光部２１Ｒ２が設けられた構成となる。この場合、偏光部２１Ｒ１の諸元を偏光部２１Ｒ２の諸元と同一とすれば、製造が容易になる。なお、この場合、図１４に示すように、偏光部２１Ｒ１、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｒ２は、サブ画素ごとにバンク層２２によって区切られている。
【００９６】
具体的には、バンク層２２のうち図中Ｘ方向に延在する絶縁部２２Ｃが、偏光部２１Ｒ１と偏光部２１Ｂとを区切り、かつ偏光部２１Ｇと偏光部２１Ｒ２とを区切っている。このような構成により、偏光部２１Ｒ１、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｒ２ごとに最適な種類のナノロッド４０を配置させることができる。
【００９７】
なお、液晶表示装置３１のサブ画素の配置や形状、色などの構成が他の構成である場合には、偏光板４５の偏光部の配置や形状、色を当該サブ画素の配置や色に対応させればよい。例えば、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、赤色サブ画素ＰＸＲが、正方形や長方形に形成されている場合には、偏光板４５の偏光部２１Ｒ１、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂ、偏光部２１Ｒ２の形状を対応させて正方形や長方形に形成すればよい。このような構成により、液晶表示装置３１のサブ画素の配置や色などがどのような構成であっても、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置を実現できる。
【００９８】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、ナノロッドの材料として、金と銀を用いたが、これに限定されない。半導体材料を用いてもよい。
【００９９】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、３種類のナノロッドを用いることで、三つの波長域に吸収ピークを持つ偏光素子２０を実現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像表示を構成する色光が赤、緑、青、黄のように４つであれば、偏光素子がこれらの色に応じて四つの波長域に吸収ピークを持つように、４種類のナノロッドを用いればよい。
【０１００】
また、画像表示を構成する色光が３つであっても、偏光素子が２つの波長域に吸収ピークを持つように、２種類のナノロッドを用いてもよい。この場合、画像表示を構成する３つの波長域のうち１つの波長域が、偏光素子が有する２つの吸収ピーク波長のいずれかと重なっていることが好ましい。
【０１０１】
さらに、波長域についても、青色波長域、緑色波長域、赤色波長域に限るものではない。その他、偏光素子の各部の構成材料、寸法、製造工程等に関して、適宜変更が可能である。
【０１０２】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、ナノロッド４０の諸元の一つであるナノロッド４０の長軸方向の寸法として、例えば１５ｎｍ〜４０ｎｍとした場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、長軸方向の寸法を４０ｎｍ以上としても構わない。一例を挙げると、銀ナノロッド４０Ｂの長軸方向の寸法を３００ｎｍ〜５００ｎｍ程度としても構わない。
【０１０３】
また、例えば赤色波長域や緑色波長域の光が照射される偏光部２１Ｒ、２１Ｇに用いられるナノロッドの材料として、金及び銀以外の金属、例えば銅などが用いられた構成であっても構わない。
【０１０４】
例えば、偏光部２１Ｒに用いられるナノロッド４０の材料として、銀を用いる構成であっても構わない。また、例えば偏光部２１Ｇに用いられるナノロッド４０の材料として、銅を用いる構成であっても構わない。また、例えば偏光部２１Ｂに用いられるナノロッド４０の材料として、赤リンを用いる構成であっても構わない。
【符号の説明】
【０１０５】
ＰＸ…ＴＦＴアレイ基板 ＰＸＲ、ＰＸＲ１、ＰＸＲ２…赤色サブ画素 ＰＸＧ…緑色サブ画素 ＰＸＢ…青色サブ画素 １０…ガラス基板 １０ａ…一面 ２０…偏光素子 ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｒ１、２１Ｒ２…偏光部 ２２…バンク層 ２２Ａ…第一導電部 ２２Ｂ…第二導電部 ２２Ｃ…絶縁部 ２３Ａ、２３Ｂ…光吸収層 ２４Ａ…第一電極層 ２４Ｂ…第二電極層 ２５Ａ、２５Ｂ…光反射層 ３１…液晶表示装置 ４０…ナノロッド ４０Ｒ…金コア・銀シェルナノロッド ４０Ｇ…金ナノロッド ４０Ｂ…銀ナノロッド ４３…カラーフィルター ４４、４５…偏光板 ５０…母材 ６１〜６３…有機溶媒溶液 １３００…携帯電話機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフルカラー表示の液晶表示装置の多くは、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の複数種の色材層からなるカラーフィルターを備えている。このような液晶表示装置には、偏光板などの偏光素子が設けられている。偏光板としては、一般的には有機偏光板が用いられるが、吸収タイプのワイヤーグリッド偏光板や、金属の針状粒子を含んだ偏光ガラスなどが用いられる。特許文献１及び非特許文献１には、母材中で針状粒子を配向させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３５９３９４号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】http://jstshingi.jp/abst/p/10/1056/kyushu1.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１には、具体的にどのような手順で針状粒子を配向させるかについての言及はされていない。また、非特許文献１に記載の手法においては、一対の電極が一面上に形成されたステージ上に、複数の針状粒子を含む液体層が塗布された基板を載置させた状態で、電極間に電圧を印加して基板上に電界を発生させる構成であるため、基板上においては電気力線が曲線状に形成されてしまう。このため、複数の針状粒子が当該曲線に沿って配向される場合がある。また、液体層と電極との距離にばらつきがあると、液体層の中での電気力線の形状にばらつきが生じる場合がある。その結果、複数の針状粒子の配向が偏光部内部でバラつき、偏光部全体で均一な偏光特性が得られない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子及び該偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。また、そのような偏光素子を用いることで表示品位に優れた液晶装置を提供することを目的とする。また、この種の液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る偏光素子は、複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層とを備え、前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差していることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、バンク層が少なくとも第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における複数の第一針状粒子の平均配向方向が第一導電部の延在方向と第二導電部の延在方向とに交差しているので、複数の第一針状粒子の配向は第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御されている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【０００９】
上記の偏光素子において、平面視における前記平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と直交することが好ましい。
本発明によれば、平面視における平均配向方向が第一導電部の延在方向と直交するので、複数の第一針状粒子の平均配向方向は、第一導電部から第二導電部へ向けて形成される電界の方向に沿っている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【００１０】
上記の偏光素子において、前記平均配向方向は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致することが好ましい。
本発明によれば、平均配向方向が第一導電部と第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致するので、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高くなる。これにより、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子が得られる。
【００１１】
上記の偏光素子は、前記第一の偏光部と前記第二の偏光部と前記バンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、前記第一導電部及び前記第二導電部は、前記支持面に平行な面上に配置されていることが好ましい。
本発明によれば、第一の偏光部と第二の偏光部とバンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、第一導電部及び第二導電部が支持面に平行な面上に配置されているので、支持面に平行な方向の電界が形成されることになる。これにより、複数の針状粒子は、支持面に対して略平行に配向されることになる。従って、視角依存性が小さい偏光素子が得られる。
【００１２】
上記の偏光素子において、前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光吸収層を有することが好ましい。
本発明によれば、バンク層が表面の少なくとも一部に光吸収層を有するので、偏光部に入射する光以外の光を吸収することができる。
【００１３】
上記の偏光素子において、前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光反射層を有することが好ましい。
本発明によれば、バンク層が表面の少なくとも一部に光反射層を有するので、例えば液晶装置などのバックライト側に光反射層を配置させることにより、偏光部に入射させる光以外の光を再利用することができる。
【００１４】
上記の偏光素子において、前記第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、前記第一の偏光部に接していることが好ましい。
本発明によれば、第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、第一の偏光部に接しているので、第一の偏光部に対して直接的かつ効率的に電界を発生させることができる。これにより、針状粒子の配向をより確実に揃えることができる。
【００１５】
上記の偏光素子において、前記第一の偏光部は第一波長域の光に対して偏光子として機能し、前記第二の偏光部は前記第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能することが好ましい。
本発明によれば、第一の偏光部が第一波長域の光に対して偏光子として機能し、第二の偏光部が第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能することとしたので、偏光部ごとに異なる波長域の色光が入射する場合であっても、各偏光部における偏光特性をより高めることができる。
【００１６】
本発明に係る偏光素子の製造方法は、バンク層を形成するバンク層形成工程と、複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第一の領域に形成し、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第二の領域に形成する偏光部形成工程と、を含み、前記バンク層形成工程は、少なくとも前記第一の領域を平面視で挟むように第一導電部及び第二導電部を配置させる工程を含み、前記偏光部形成工程は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に電界を発生させることによって、前記複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御する工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、バンク層形成工程において、少なくとも一の偏光部を平面視で挟む位置に第一導電部及び第二導電部を配置させ、偏光部形成工程において、第一導電部と第二導電部との間に電界を発生させることによって、複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御することとしたので、複数の第一針状粒子の配向を、第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御することができる。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性を高めることができるため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い偏光素子を得ることができる。
【００１８】
上記の偏光素子の製造方法において、前記偏光部形成工程は、前記複数の第一針状粒子を含む液体層を前記第一の領域に塗布する工程と、前記液体層に含まれた状態の前記複数の第一針状粒子を、前記電界によって配向させる工程と、前記複数の第一針状粒子が配向された状態で前記液体層を固化する工程とを含むことが好ましい。
本発明によれば、偏光部形成工程において、複数の第一針状粒子を含む液体層を第一の領域に塗布し、液体層に含まれた状態の複数の第一針状粒子を電界によって配向させ、複数の第一針状粒子が配向された状態で液体層を固化することとしたので、複数の針状粒子の配向が一の偏光部の内部で均一な構成を効率的に形成することができる。
【００１９】
本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に挟持された液晶層と、カラーフィルターと、を備えた液晶パネルと、少なくとも一つの偏光素子とを備え、前記偏光素子として、上記の偏光素子が用いられていることを特徴とする。
本発明の液晶装置は前記本発明の偏光素子を備えているため、表示品位に優れた液晶装置を実現することができる。
【００２０】
本発明に係る液晶装置は、第一色に対応する第一サブ画素と、第二色に対応する第二サブ画素と、前記第一サブ画素に対応して設けられた第一偏光部と、前記第二サブ画素に対応して設けられた第二偏光部と、前記第一偏光部に含まれる複数の第一針状粒子と、前記第二偏光部に含まれる複数の第二針状粒子と、前記第一偏光部と前記第二偏光部とを互いに区画するバンク層と、を含み、前記バンク層は、前記第一偏光部及び前記第二偏光部のうち少なくとも前記第一偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差していることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、複数の第一針状粒子の配向は第一導電部と第二導電部との間に印加される電界によって制御されている。これにより、第一の偏光部における複数の第一針状粒子の配向の均一性が高いため、第一の偏光部における偏光特性の面内での均一性が高い。そのため、コントラスト比が高い表示が得られる。
【００２２】
上記の液晶装置において、前記バンク層は、前記第一サブ画素と前記第二サブ画素との間の領域に設けられていることが好ましい。
本発明によれば、バンク層が第一サブ画素と第二サブ画素との間の領域に設けられているため、当該バンク層が画像表示に関与しない領域に設けられていることになる。従って、第一導電部及び第二導電部が設けられていても表示される画像を暗くするといったことが引き起こされずに済むため、大面積の液晶装置に上記のバンク層がもうけられる構成であっても、明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００２３】
本発明の電子機器は、前記本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本発明の電子機器は前記本発明の液晶装置を備えているため、表示品位に優れた液晶表示部を有する電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る偏光素子の構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態に係る偏光素子の一部の構成を示す平面図。
【図３】本実施形態に係る偏光素子の一部の構成を示す断面図。
【図４】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図５】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図６】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図７】本実施形態に係る偏光素子の製造過程を示す工程図。
【図８】本発明の第二実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図。
【図９】本実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図。
【図１０】本実施形態に係る液晶装置の一部の構成を示す断面図。
【図１１】本発明の第三実施形態に係る電子機器の構成を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す平面図。
【図１３】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す平面図。
【図１４】本発明に係る偏光素子の他の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る偏光素子２０を示す斜視図である。なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２６】
図１に示すように、偏光素子２０は、基材としてのガラス基板１０によって支持されている。偏光素子２０は、例えば複数のサブ画素からなる画素を複数有する液晶パネルの表示面などに貼り付けられて用いられる。
【００２７】
ガラス基板１０の具体的な材質は特に限定されるものではなく、公知のいかなるガラス基板を用いても良い。なお、透光性を有する基板であれば、特にガラス基板に限定されるものではなく、石英基板、水晶基板、サファイア基板、樹脂基板等を用いても良い。偏光素子２０に耐熱性が要求される場合には、無機系の基板を用いることが望ましい。
【００２８】
偏光素子２０は、ガラス基板１０の一面１０ａに設けられている。偏光素子２０は、ある特定の偏光状態の偏光を透過する一方、他の偏光状態の偏光を吸収する特性を有する。
【００２９】
偏光素子２０は、複数の偏光部を備えている。複数の偏光部は、複数の偏光部２１Ｒと複数の偏光部２１Ｇと複数の偏光部２１Ｂを含む。図１に示したように、一の偏光部２１Ｒと一の偏光部２１Ｇと一の偏光部２１Ｂによって、一の偏光部群２１が形成されている。従って、複数の偏光部群２１は、偏光素子２０内にマトリクス状に配置されている。各偏光部群２１には、ガラス基板１０の一面１０ａに平行な方向に並んで配置された複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂが形成されている。
【００３０】
図２は、偏光素子２０の構成を示す平面図である。
図２に示すように、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、矩形の形状を持ち、一方向に長手に形成されている。偏光部２１Ｒの短手方向をＸ軸方向とし、長手方向をＹ軸方向とする。ＸＹ面はガラス基板１０の一面１０ａと平行である。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、等ピッチで一列に並んで配置されている。すなわち、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、短手方向に互いに隣り合って配置されている。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、それぞれ同一形状及び同一寸法を持つ。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの配置及び寸法として、例えば偏光素子２０が貼り付けられる液晶パネルのサブ画素の配置及び寸法に対応させた寸法とすることができる。なお、偏光部２１Ｒは第一の偏光部に相当し、偏光部２１Ｇは第二の偏光部に相当し、偏光部２１Ｂは第３の偏光部に相当する。
【００３１】
偏光部群２１には、バンク層２２が形成されている。バンク層２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを仕切るように形成されている。バンク層２２は、複数の第一導電部２２Ａ、複数の第二導電部２２Ｂ及び２つの絶縁部２２Ｃを有している。このうち、２つの絶縁部２２ＣはＸ方向に延在しており、平面視（図中Ｚ方向視）で偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１ＢをＹ方向に挟む位置に設けられている。
【００３２】
図３は、図２におけるＡ−Ａ断面に沿った構成を示す図である。すなわち、一の偏光部群２１のＸＺ断面図である。
各第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａを有している。第一電極層２４Ａは、平面視で第一導電部２２Ａに重なる領域に配置されている。各第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂを有している。第二電極層２４Ｂは、平面視で第二導電部２２Ｂに重なる領域に配置されている。
【００３３】
第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂは、ガラス基板１０の一面１０ａに平行な面上に配置されている。複数の第一導電部２２Ａ及び複数の第二導電部２２Ｂは、Ｘ方向（各偏光部の短手方向）に交互に配置されている。同様に、複数の第一電極層２４Ａ及び複数の第二電極層２４Ｂは、Ｘ方向に交互に配置されている。各第一導電部２２Ａ及び各第二導電部２２Ｂは、例えばＹ軸方向（各偏光部の長手方向）に延在している。同様に、各第一電極層２４Ａ及び各第二電極層２４Ｂは、例えばＹ軸方向に延在している。
【００３４】
互いに隣り合う第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂは、平面視で偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１ＢのいずれかをＸ方向に挟む位置に設けられている。このように、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々は、平面視で、一つの第一電極層２４Ａと一つの第二電極層２４Ｂと２つの絶縁部２２Ｃとによって囲まれている。つまり、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々は、バンク層２２によって囲まれた領域に配置されている。
【００３５】
第一電極層２４Ａは、第一導電部２２ＡのＹ方向の端部から配線２６Ａに接続されている。配線２６Ａは、ガラス基板１０の表面や裏面、内部などに引き回されて形成され、不図示の端子を介して接地されるようになっている。第二電極層２４Ｂは、第二導電部２２ＢのＹ方向の端部から配線２６Ｂに接続されている。配線２６Ｂは、ガラス基板１０の表面や裏面、内部などに引き回されて形成され、不図示の端子を介して電源２７に接続されるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂ（第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂ）のＸ方向の両端面は、それぞれＹＺ平面に平行に形成されており、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに接している。また、第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂは、Ｚ方向においてガラス基板１０の一面１０ａから同一の高さ位置に配置されている。したがって、この第一電極層２４ＡのＸ方向の端面は、第二電極層２４ＢのＸ方向の端面と対向した状態となっている。このため、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加した場合、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）及び第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）の一方から他方へ向けてガラス基板１０の一面１０ａに平行な電界が形成される。
【００３７】
また、第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａのガラス基板１０とは反対側に光吸収層２３Ａを有し、第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂのガラス基板１０とは反対側に光吸収層２３Ｂを有している。したがって、偏光素子２０に対してガラス基板１０とは反対側から入射する光の一部は、光吸収層２３Ａ及び２３Ｂによって吸収されるようになっている。
【００３８】
また、第一導電部２２Ａは、第一電極層２４Ａのガラス基板１０側に光反射層２５Ａを有し、第二導電部２２Ｂは、第二電極層２４Ｂのガラス基板１０側に光反射層２５Ｂを有している。したがって、偏光素子２０に対してガラス基板１０側から入射する光の一部は、光反射層２５Ａ及び２５Ｂによってガラス基板１０側へ反射されるようになっている。
【００３９】
一方、バンク層２２によって囲まれた複数の領域に配置される偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂは、無機物を主原料とする透光性の母材５０、例えばシリコン酸化物からなる母材５０中に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等からなる複数のナノロッド４０（針状粒子）が分散したものである。
【００４０】
個々のナノロッド４０は、短軸方向が例えば数ｎｍから数十ｎｍ程度、長軸方向が例えば数十ｎｍから１００ｎｍ程度の寸法を有している。ナノロッド４０は、振動方向がナノロッド４０の短軸方向と一致した偏光成分に対する吸収特性と、振動方向がナノロッド４０の長軸方向と一致した偏光成分に対する吸収特性とが異なる。本実施形態では、以下説明するように、ナノロッド４０の材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくとも一つを含む諸元が、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに設定されている。
【００４１】
本実施形態では、ナノロッド４０として、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ（第一針状粒子）、金ナノロッド４０Ｇ（第二針状粒子）、銀ナノロッド４０Ｂ、が用いられている。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、金（第一金属）からなる針状結晶の表面が銀（第二金属）で被覆された複合金属で構成されている。一方、銀ナノロッド４０Ｂは銀単体から構成され、金ナノロッド４０Ｇは金単体から構成されている。
【００４２】
本実施形態の場合、偏光部２１Ｒの内部には、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒが配置されている。偏光部２１Ｇの内部には、金ナノロッド４０Ｇが配置されている。偏光部２１Ｂの内部には、銀ナノロッド４０Ｂが配置されている。複数のナノロッド４０は、略同一の方向に配向している。ただし、一の偏光部に含まれる複数のナノロッド４０の全てが同一方向に配向するとは限らず、複数のナノロッド４０各々の配向方向はある程度のばらつきを持っていることがある。そこで、複数のナノロッド４０の平均的な配向方向のことを、複数のナノロッド４０の平均配向方向と呼ぶことにする。一の偏光部に含まれる複数のナノロッド４０の平均配向方向は、ガラス基板１０の主面（ＸＹ平面）に略平行な方向であって、Ｚ軸と平行な方向から見たとき（平面視にて）、第一導電部２２Ａの延在方向及び第二導電部２２Ｂの延在方向と交差する方向である。第一導電部２２Ａの延在方向が第二導電部２２Ｂの延在方向と平行であれば、つまり、第一電極層２４Ａの延在方向が第二電極層２４Ｂの延在方向と平行であれば、平均配向方向は第一導電部２２Ａの延在方向及び第二導電部２２Ｂの延在方向と直交する方向である。当該方向は、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加した場合に、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）及び第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）の一方から他方へ向けて形成される電界の方向に略一致している。
【００４３】
これらの３種類のナノロッド４０は、それぞれ異なる吸収ピーク波長を有している。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分に対して６５０ｎｍ（赤色波長域）に吸収ピーク波長を有している。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、主に赤色波長域の光に対して振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４４】
金ナノロッド４０Ｇは、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分に対して５３０ｎｍ（緑色波長域）に吸収ピーク波長を有している。金ナノロッド４０Ｇは、主に緑色波長域の光に対して振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４５】
銀ナノロッド４０Ｂは、振動方向が短軸方向と一致した偏光成分に対して４１０ｎｍ（青色波長域）に吸収ピーク波長を有している。銀ナノロッド４０Ｂは、主に青色波長域の光に対して振動方向が短軸方向と一致した偏光成分を吸収し、振動方向が長軸方向と一致した偏光成分を透過する特性を発現する。
【００４６】
各ナノロッド４０のサイズの一例として、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒは、長軸方向の寸法が例えば２４ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば１２ｎｍ、アスペクト比が２である。金ナノロッド４０Ｇは、長軸方向の寸法が例えば１５ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば５ｎｍ、アスペクト比が３である。銀ナノロッド４０Ｂは、長軸方向の寸法が例えば４０ｎｍ、短軸方向の寸法が例えば５ｎｍ、アスペクト比が８である。なお、アスペクト比とは、ナノロッド４０の短軸方向の寸法に対する長軸方向の寸法の比である。
【００４７】
上述したように、銀ナノロッド４０Ｂおよび金ナノロッド４０Ｇと金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒとでは、吸収ピーク波長を示す偏光成分の振動方向が異なる。したがって、偏光素子２０において銀ナノロッド４０Ｂおよび金ナノロッド４０Ｇと金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒとを同一方向に配向させた場合、青色光および緑色光と赤色光とでは偏光素子２０を透過する偏光成分の振動方向が異なる。
【００４８】
しかしながら、この偏光素子２０を液晶装置に適用する場合、液晶パネルの光入射側と光射出側とに本実施形態に係る偏光素子２０を使用すれば、青色光、緑色光と赤色光とで透過する偏光成分が異なったとしても、液晶パネル内での偏光状態が異なるだけであり、表示上は差し支えない。
【００４９】
このように、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒの諸元は、偏光部２１Ｒに対応する色光もしくは偏光部２１Ｒに入射する色光に対応して選択される。また、金ナノロッド４０Ｇの諸元は、偏光部２１Ｇに対応する色光もしくは偏光部２１Ｇに入射する色光に対応して選択される。また、銀ナノロッド４０Ｂの諸元は、偏光部２１Ｂに対応する色光もしくは偏光部２１Ｂに入射する色光に対応して選択される。
【００５０】
ここで、所定の波長域の光に対して、偏光部２１Ｒが透過させる偏光成分の透過率を偏光部２１Ｒが遮断すべき偏光成分の透過率で除して得られる値を、所定の波長の光に対する偏光部２１Ｒの消光比と定義する。偏光部２１Ｇの消光比と偏光部２１Ｂの消光比も同様に定義する。
【００５１】
本発明による偏光素子２０は、赤色波長域において、偏光部２１Ｒの消光比は、偏光部２１Ｇの消光比および偏光部２１Ｂの消光比よりも大きい。また、緑色波長域において、偏光部２１Ｇの消光比は、偏光部２１Ｒの消光比および偏光部２１Ｂの消光比よりも大きい。また、青色波長域において、偏光部２１Ｂの消光比は、偏光部２１Ｒの消光比および偏光部２１Ｇの消光比よりも大きい。
【００５２】
そのため、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに異なる波長域の色光が入射する場合であっても、各偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂにおける偏光特性が従来の偏光素子よりも高められるような構成となっている。
【００５３】
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態の偏光素子２０の方法を説明する。
図４〜図７は、上記構成の偏光素子２０の製造工程を示す図である。
まず、図４に示すように、ガラス基板１０上にバンク層２２を形成する（バンク層形成工程）。バンク層２２は、偏光部２１Ｒを形成する第一の領域ＡＲと偏光部２１Ｇを形成する第二の領域ＡＧと偏光部２１Ｂを形成する第３の領域ＡＢとを互いに区切るように形成する。当該バンク層２２は、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法などによりパターニングして形成することができる。この場合、まず光反射層２５Ａ及び２５Ｂを形成し、その上に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを形成し、その後、光吸収層２３Ａ及び２３Ｂを形成する。
【００５４】
この方法においては、光反射層２５Ａ及び２５Ｂを同一層として平坦に形成することができるため、その上に形成される第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの一面１０ａからの高さ位置を揃えることができる。第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを形成する際には、ガラス基板１０に配線２６Ａ及び２６Ｂを同時に形成しても良い。当該配線２６Ａ及び２６Ｂについては、他の工程で形成しても構わない。勿論、他の方法によりバンク層２２及び配線２６Ａ、２６Ｂを形成しても構わない。
【００５５】
ガラス基板１０上にバンク層２２、配線２６Ａ及び２６Ｂを形成した後、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを形成する（偏光部形成工程）。偏光部形成工程では、まず、図５に示すように、バンク層２２で囲まれた第一の領域ＡＲに、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒを含有する有機溶媒溶液６１を塗布し、バンク層２２で囲まれた第二の領域ＡＧには、金ナノロッド４０Ｇを含有する有機溶媒溶液６２し、バンク層２２で囲まれた第３の領域ＡＢには、銀ナノロッド４０Ｂを含有する有機溶媒溶液６３を塗布する（塗布工程）。この塗布工程には、たとえば液的吐出法を用いることができる。
【００５６】
有機溶媒溶液６１〜６３は、それぞれシリコン酸化物の原料であるポリシラザンを任意の有機溶媒に溶解したものである。有機溶媒溶液６１〜６３を塗布した段階では、複数の金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、複数の金ナノロッド４０Ｇ、複数の銀ナノロッド４０Ｂは、それぞれランダムな方向を向いている。
【００５７】
次に、図６に示すように、有機溶媒溶液６１〜６３に対してｘ軸と平行な方向に電界を印加する（電界印加工程）。この工程では、配線２６Ａ及び配線２６Ｂを介して第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加する。第一電極層２４Ａは第二電極層２４Ｂに対して平行に設けられているため、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けて、有機溶媒溶液６１〜６３の内部にＸ軸と平行な方向に電界が発生する。金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ、銀ナノロッド４０Ｂは全て針状の形状をしており、各ナノロッド４０には分極が生じている。そのため、各ナノロッド４０は、長軸方向が概ね電界の方向に沿うように配向する。つまり、一の偏光部に含まれる複数のナノロッドの平均配向方向は略電界の方向に沿う。
【００５８】
次に、図７に示すように、例えばオーブン７５等を用いて有機溶媒溶液６１〜６３を焼成する（焼成工程）。これにより、有機溶媒溶液６１〜６３中の有機溶媒が除去されるとともに、ポリシラザンが大気中の水分や酸素と反応して固化し、シリコン酸化物（母材５０）に変化する。このとき、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ、銀ナノロッド４０Ｂが略同一方向に配向した状態で固定される。
以上の工程を経て、本実施形態の偏光素子２０が完成する。
【００５９】
従来の針状粒子の配向方法は、一対の電極が一面上に形成されたステージ上に、複数の針状粒子を含む液体層が塗布された基板を載置させた状態で、電極間に電圧を印加して基板上に電界を発生させる構成であった。そのため、液体層の厚さ方向の断面(XZ面)において電気力線が曲線状に形成される場合があった。また、液体層と電極との距離にばらつきがあると、液体層の面内(XY面)において電気力線の形状にばらつきが生じる場合があった。このため、複数の針状粒子の配向が偏光部内部でバラつき、偏光部全体で均一な偏光特性が得られない可能性があった。
【００６０】
これに対して、本実施形態に係る偏光素子２０は、バンク層２２が、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂのうち少なくとも偏光部２１Ｒを平面視で挟む位置に配置された第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを有し、複数のナノロッド４０が、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に発生する電界の方向に沿って配向されている。そのため、複数のナノロッド４０は第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けてガラス基板１０の一面１０ａと平行に形成される電界の方向に沿って配向されている。これにより、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々の内部において、複数のナノロッド４０の配向の均一性が高いため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々において均一性が高い偏光特性を得ることができる。
【００６１】
また、本実施形態に係る偏光素子２０の製造方法は、バンク層形成工程において、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂのうち少なくとも偏光部２１Ｒを設ける領域を平面視で挟む位置に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを配置する。そして、偏光部形成工程において、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に電界を発生させ、複数のナノロッド４０を当該電界の方向に沿って配向させる。そのため、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）から第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）へ向けたガラス基板１０の一面１０ａと平行な電界が形成されることとなり、当該電界の方向に沿って複数のナノロッド４０を配向させることができる。これにより、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々の内部において、複数のナノロッド４０の配向の均一性を高めることができるため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂ各々において偏光特性の均一性を高めることができる。
【００６２】
具体的には、偏光部形成工程に先立って行われるバンク層形成工程において、ガラス基板１０上のうち偏光部２１Ｒを形成する領域ＡＲと偏光部２１Ｇを形成する領域ＡＧと偏光部２１Ｂを形成する領域ＡＢ各々を囲うようなバンク層２２を配置させる。その後の偏光部形成工程において、ガラス基板１０上のうちバンク層２２に囲まれる領域ＡＲ，ＡＧ，ＡＢ各々に、複数のナノロッド４０を含む有機溶媒溶液６１〜６３を塗布する。次に、有機溶媒溶液６１〜６３に含まれた状態の複数のナノロッド４０を電界の方向に沿って配向させる。最後に、複数のナノロッド４０が配向された状態で有機溶媒溶液６１〜６３を固化する。これにより、複数のナノロッド４０の配向が一の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの内部で均一な構成を効率的に形成することができる。
【００６３】
また、大面積の偏光素子２０を製造する際、互いに隣り合う第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間隔を大きくする必要がないため、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に印加する電圧を高くする必要がない。そのため、大面積の液晶装置に用いることが可能な偏光特性が高く均一な大面積の偏光素子２０を容易に製造できる。
【００６４】
また、一の偏光部に含まれる複数のナノロッドの平均配向方向は略電界の方向に沿い、電界の方向はガラス基板１０の一面１０ａと略平行である。そのため、視角依存性が小さい偏光素子２０が得られる。
【００６５】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図８及び図９は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す図である。本実施形態では、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を画素スイッチング素子として用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置の例を挙げて説明する。図８は本実施形態の液晶表示装置を各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、図９は図８のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【００６６】
図８および図９に示すように、本実施形態の液晶表示装置３１は、ＴＦＴアレイ基板ＰＸと対向基板３３とがシール材３４によって貼り合わされ、このシール材３４によって区画された領域内に液晶層３５が封入された液晶パネル３６を有している。液晶層３５は、正の誘電率異方性を有する液晶材料から構成されている。シール材３４の形成領域の内側の領域には、遮光性材料からなる遮光膜（周辺見切り）３７が形成されている。
【００６７】
シール材３４の外側の周辺回路領域には、データ線駆動回路３８および外部回路実装端子３９がＴＦＴアレイ基板ＰＸの一辺に沿って形成されており、この一辺に隣接する２辺に沿って走査線駆動回路４６が形成されている。ＴＦＴアレイ基板ＰＸの残る一辺には、表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路４６の間を接続するための複数の配線４１が設けられている。
【００６８】
また、対向基板３３の角部においては、ＴＦＴアレイ基板ＰＸと対向基板３３との間で電気的導通をとるための基板間導通材４２が配設されている。対向基板３３の液晶層３５側の面には、カラーフィルター４３が形成されている。液晶パネル３６の光入射側および光射出側には、偏光板４４，４５がそれぞれ配置されている。これらの偏光板４４、４５（特に偏光板４５）は、上記実施形態の偏光素子である。なお、液晶表示装置３１の偏光板４５側には、不図示のバックライトが配置されている。
【００６９】
図１０は、液晶表示装置３１のうち１画素についての構成を模式的に示す分解斜視図である。
図１０に示すように、液晶表示装置３１は、マトリクス状に配列された複数の画素のそれぞれに、複数のサブ画素（赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ）を含んでいる。赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢは、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置されている。
【００７０】
カラーフィルター４３は、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢの各々に対応して、赤色色材層４３Ｒ、緑色色材層４３Ｇ、青色色材層４３Ｂを有している。
【００７１】
赤色色材層４３Ｒは、赤色サブ画素ＰＸＲに平面視で重なる位置に配置されており、赤色サブ画素ＰＸＲを含む寸法に形成されている。緑色色材層４３Ｇは、緑色サブ画素ＰＸＧに平面視で重なる位置に配置されており、緑色サブ画素ＰＸＧを含む寸法に形成されている。青色色材層４３Ｂは、青色サブ画素ＰＸＢに平面視で重なる位置に配置されており、青色サブ画素ＰＸＢを含む寸法に形成されている。
【００７２】
本実施形態に係る偏光板４５では、偏光部２１Ｒは、赤色サブ画素ＰＸＲに平面視で重なる位置に配置されており、赤色サブ画素ＰＸＲを含む寸法に形成されている。偏光部２１Ｇは、緑色サブ画素ＰＸＧに平面視で重なる位置に配置されており、緑色サブ画素ＰＸＧを含む寸法に形成されている。偏光部２１Ｂは、青色サブ画素ＰＸＢに平面視で重なる位置に配置されており、青色サブ画素ＰＸＢを含む寸法に形成されている。
【００７３】
また、偏光部２１Ｒは、赤色色材層４３Ｒに平面視で重なる位置に配置されており、偏光部２１Ｇは、緑色色材層４３Ｇに平面視で重なる位置に配置されており、偏光部２１Ｂは、青色色材層４３Ｂに平面視で重なる位置に配置されている。
【００７４】
また、図１０に示したように、偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇと偏光部２１Ｂを互いに区切るようにバンク層２２が設けられている。第一導電部２２Ａは、緑色サブ画素ＰＸＧと青色サブ画素ＰＸＢとの間の、画像表示に関与しない領域に設けられている。また、第二導電部２２Ｂは、緑色サブ画素ＰＸＧと赤色サブ画素ＰＸＲとの間の、画像表示に関与しない領域に設けられている。
【００７５】
ここで、例えば、緑色サブ画素ＰＸＧを第一のサブ画素とし、青色サブ画素ＰＸＢを第二のサブ画素とすることができる。このように、バンク層２２は互いに隣り合う２つのサブ画素の間の画像表示に関与しない領域に設けられている。従って、第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂは、表示される画像を暗くする等の問題を引き起こすことはないため、本発明の偏光板４５を大面積の液晶表示装置に用いても、明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００７６】
また、この構成において、不図示のバックライトから射出され、赤色色材層４３Ｒ、緑色色材層４３Ｇ、青色色材層４３Ｂを透過した光は、それぞれ偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂに照射されることになる。ここで、偏光板４５の偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂには、ナノロッド４０が含まれており、これらナノロッド４０についての、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくとも一つを含む諸元が、偏光部２１Ｒ、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂごとに設定されている。そのため、各色光毎に偏光特性が高められた構成となっている。
【００７７】
たとえば、赤色サブ画素ＰＸＲに対応する偏光部２１Ｒは、赤色に適した金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒを備える。また、緑色サブ画素ＰＸＧに対応する偏光部２１Ｇは、緑色に適した金ナノロッド４０Ｇを備える。青色サブ画素ＰＸＢに対応する偏光部２１Ｂは、青色に適した銀ナノロッド４０Ｂを備える。このため、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置を実現できる。
【００７８】
また、偏光板４５においては、第一実施形態において説明した光反射層２５Ａ及び２５Ｂ（図３等参照）が形成されているため、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂから外れた領域に照射された光は、光反射層２５Ａ及び２５Ｂによってバックライト側に反射されることになる。バックライト側においては、当該反射光を散乱等させる構成を配置しておくことにより、光を再利用することができる。
【００７９】
本実施形態に係る液晶装置は、赤色サブ画素ＰＸＲに対応して設けられた偏光部２１Ｒと、緑色サブ画素ＰＸＧに対応して設けられた偏光部２１Ｇと、青色サブ画素ＰＸＢに対応して設けられた偏光部２１Ｂと、偏光部２１Ｒに含まれる複数のナノロッド４０Ｒと、偏光部２１Ｇに含まれる複数のナノロッド４０Ｇと、偏光部２１Ｂに含まれる複数のナノロッド４０Ｂと、複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを区画するバンク層２２と、を含む。
さらに、バンク層２２が備える第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂの各々は、互いに隣り合う２つのサブ画素の間の画像表示に関与しない領域に設けられており、各ナノロッド４０が、第一導電部２２Ａ（第一電極層２４Ａ）と第二導電部２２Ｂ（第二電極層２４Ｂ）との間に発生する電界の方向に沿って配向されている。
【００８０】
そのため、赤色サブ画素ＰＸＲと緑色サブ画素ＰＸＧと青色サブ画素ＰＸＢ各々において均一性が高い偏光特性を得ることができる。さらに、第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂは、表示される画像を暗くする等の問題を引き起こすことはないため、第一実施形態で説明したように、大面積の液晶装置に用いることが可能な偏光特性が高く均一な大面積の偏光板４５を容易に製造できる。そのため、本実施形態に係る液晶装置によれば明るくコントラスト比が高い高画質の画像を表示することができる。
【００８１】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図１１は本実施形態に係る携帯電話機の構成を示す斜視図である。
図１１に示すように、携帯電話機１３００（電子機器）は、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、送話口１３０４とともに、上記実施形態の液晶表示装置からなる表示部１３０１を備えている。
【００８２】
なお、本発明の電子機器の具体例としては、上記の携帯電話機の他、プロジェクター、電子ブック、パーソナルコンピューター、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビジョン、ビューファインダー型またはモニター直視型のビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた電子機器等が挙げられる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂの断面形状は矩形に限られない。例えば、図１２に示すように、ガラス基板１０の一面１０ａ上に断面視で台形状の隔壁２５Ａ及び隔壁２５Ｂが配置され、当該隔壁２５Ａの少なくとも側面に第一電極層２４Ａが設けられ、当該隔壁２５Ｂの少なくとも側面に第二電極層２４Ｂが設けられた構成であってもよい。
【００８４】
この場合、隔壁２５Ａと第一電極層２４Ａが第一導電部２２Ａ’を構成し、隔壁２５Ｂと第二電極層２４Ｂが第二導電部２２Ｂ’を構成する。更に当該第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂを覆うように光吸収層２３Ａ及び２３Ｂが形成されても構わない。さらに、隔壁２５Ａ及び隔壁２５Ｂの断面形状は台形に限られず、矩形であってもよい。
【００８５】
このようなバンクは、偏光部を厚くしなければならない場合、有利である。第一実施形態で示したような構成において偏光部を厚くするためには、厚い電極層を設けなければならないが、電極層を厚くすると応力のために断線する虞がある。しかし、本変形例の構成であれば、高い隔壁の側面に電極層を設けているため、電極層の厚さの増加を抑えつつ容易に厚い偏光部を形成することができる。
【００８６】
このような構成であっても、第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂとの間に電圧を印加することにより、当該第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの一方から他方に向けて電界がＸ軸に平行に発生することになる。なお、この場合、第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂの表面が覆われた状態となるため、当該第一電極層２４Ａと第二電極層２４Ｂを保護することができるという利点がある。
【００８７】
このほか、例えば下記のような変更も可能である。
第二実施形態では、基板と偏光板とを別体として設けていたが、それに限られない。例えば、対向基板３３あるいはＴＦＴアレイ基板ＰＸの液晶層側の面に複数の偏光部を設けてもよい。この構成によれば、液晶層と偏光部との間の距離が短くなるため、液晶装置を斜めから見たときの明るさの低下や画質の低下を低減することができる。
【００８８】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、第一導電部２２Ａ及び第二導電部２２Ｂの構成として、ガラス基板１０の一面１０ａ上に光反射層２５Ａ及び２５Ｂが形成され、その上に第一電極層２４Ａ及び第二電極層２４Ｂが形成され、更にその上に光吸収層２３Ａ及び２３Ｂが形成された積層構造を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。第一導電部２２Ａは少なくとも第一電極層２４Ａを有していればよく、第二導電部２２Ｂは少なくとも第二電極層２４Ｂを有していればよい。
【００８９】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、互いに隣り合う第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂとの間に１つの偏光部が設けられていたが、それに限られない。互いに隣り合う第一導電部２２Ａと第二導電部２２Ｂとの間に、Ｘ方向に複数の偏光部が設けられていてもよい。
【００９０】
さらに、上記第一実施形態から第三実施形態においては、液晶表示装置３１の一画素内に赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが含まれており、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。
【００９１】
また、例えば上記第一実施形態から第三実施形態においては、液晶表示装置３１の一画素内に赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが含まれており、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢが、一画素内において一方向に等ピッチで並んで配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。
【００９２】
例えば、図１３に示すように、液晶表示装置３１の一画素内に４つのサブ画素（第一赤色サブ画素ＰＸＲ１、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２）が配置されており、当該４つのサブ画素が一画素内にマトリクス状に配置された構成であっても構わない。
【００９３】
この場合、カラーフィルター４３の色材層の構成としては、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１が赤色色材層４３Ｒ１と平面視で重なり、緑色サブ画素ＰＸＧが緑色色材層４３Ｇと平面視で重なり、青色サブ画素ＰＸＢが青色色材層４３Ｂと平面視で重なり、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が赤色色材層４３Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００９４】
また、偏光板４５の構成としては、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１が偏光部２１Ｒ１と平面視で重なり、緑色サブ画素ＰＸＧが偏光部２１Ｇと平面視で重なり、青色サブ画素ＰＸＢが偏光部２１Ｂと平面視で重なり、第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が偏光部２１Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００９５】
なお、図１３に示す構成では、液晶表示装置３１の一画素内に、第一赤色サブ画素ＰＸＲ１及び第二赤色サブ画素ＰＸＲ２が設けられているため、赤色に対応する偏光部２１Ｒ１および赤色に対応する偏光部２１Ｒ２が設けられた構成となる。この場合、偏光部２１Ｒ１の諸元を偏光部２１Ｒ２の諸元と同一とすれば、製造が容易になる。なお、この場合、図１４に示すように、偏光部２１Ｒ１、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｒ２は、サブ画素ごとにバンク層２２によって区切られている。
【００９６】
具体的には、バンク層２２のうち図中Ｘ方向に延在する絶縁部２２Ｃが、偏光部２１Ｒ１と偏光部２１Ｂとを区切り、かつ偏光部２１Ｇと偏光部２１Ｒ２とを区切っている。このような構成により、偏光部２１Ｒ１、２１Ｇ、２１Ｂ及び２１Ｒ２ごとに最適な種類のナノロッド４０を配置させることができる。
【００９７】
なお、液晶表示装置３１のサブ画素の配置や形状、色などの構成が他の構成である場合には、偏光板４５の偏光部の配置や形状、色を当該サブ画素の配置や色に対応させればよい。例えば、赤色サブ画素ＰＸＲ、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、赤色サブ画素ＰＸＲが、正方形や長方形に形成されている場合には、偏光板４５の偏光部２１Ｒ１、偏光部２１Ｇ、偏光部２１Ｂ、偏光部２１Ｒ２の形状を対応させて正方形や長方形に形成すればよい。このような構成により、液晶表示装置３１のサブ画素の配置や色などがどのような構成であっても、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置を実現できる。
【００９８】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、ナノロッドの材料として、金と銀を用いたが、これに限定されない。半導体材料を用いてもよい。
【００９９】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、３種類のナノロッドを用いることで、三つの波長域に吸収ピークを持つ偏光素子２０を実現したが、本発明はこれに限定されない。例えば、画像表示を構成する色光が赤、緑、青、黄のように４つであれば、偏光素子がこれらの色に応じて四つの波長域に吸収ピークを持つように、４種類のナノロッドを用いればよい。
【０１００】
また、画像表示を構成する色光が３つであっても、偏光素子が２つの波長域に吸収ピークを持つように、２種類のナノロッドを用いてもよい。この場合、画像表示を構成する３つの波長域のうち１つの波長域が、偏光素子が有する２つの吸収ピーク波長のいずれかと重なっていることが好ましい。
【０１０１】
さらに、波長域についても、青色波長域、緑色波長域、赤色波長域に限るものではない。その他、偏光素子の各部の構成材料、寸法、製造工程等に関して、適宜変更が可能である。
【０１０２】
また、上記第一実施形態から第三実施形態においては、ナノロッド４０の諸元の一つであるナノロッド４０の長軸方向の寸法として、例えば１５ｎｍ〜４０ｎｍとした場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、長軸方向の寸法を４０ｎｍ以上としても構わない。一例を挙げると、銀ナノロッド４０Ｂの長軸方向の寸法を３００ｎｍ〜５００ｎｍ程度としても構わない。
【０１０３】
また、例えば赤色波長域や緑色波長域の光が照射される偏光部２１Ｒ、２１Ｇに用いられるナノロッドの材料として、金及び銀以外の金属、例えば銅などが用いられた構成であっても構わない。
【０１０４】
例えば、偏光部２１Ｒに用いられるナノロッド４０の材料として、銀を用いる構成であっても構わない。また、例えば偏光部２１Ｇに用いられるナノロッド４０の材料として、銅を用いる構成であっても構わない。また、例えば偏光部２１Ｂに用いられるナノロッド４０の材料として、赤リンを用いる構成であっても構わない。
【符号の説明】
【０１０５】
ＰＸ…ＴＦＴアレイ基板 ＰＸＲ、ＰＸＲ１、ＰＸＲ２…赤色サブ画素 ＰＸＧ…緑色サブ画素 ＰＸＢ…青色サブ画素 １０…ガラス基板 １０ａ…一面 ２０…偏光素子 ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｒ１、２１Ｒ２…偏光部 ２２…バンク層 ２２Ａ…第一導電部 ２２Ｂ…第二導電部 ２２Ｃ…絶縁部 ２３Ａ、２３Ｂ…光吸収層 ２４Ａ…第一電極層 ２４Ｂ…第二電極層 ２５Ａ、２５Ｂ…光反射層 ３１…液晶表示装置 ４０…ナノロッド ４０Ｒ…金コア・銀シェルナノロッド ４０Ｇ…金ナノロッド ４０Ｂ…銀ナノロッド ４３…カラーフィルター ４４、４５…偏光板 ５０…母材 ６１〜６３…有機溶媒溶液 １３００…携帯電話機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、
複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、
前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層と
を備え、
前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、
平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している
偏光素子。
【請求項２】
平面視における前記平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と直交する
請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記平均配向方向は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致する
請求項１又は２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記第一の偏光部と前記第二の偏光部と前記バンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、
前記第一導電部及び前記第二導電部は、前記支持面に平行な面上に配置されている
請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の偏光素子。
【請求項５】
前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光吸収層を有する
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項６】
前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光反射層を有する
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項７】
前記第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、前記第一の偏光部に接している
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記第一の偏光部は第一波長域の光に対して偏光子として機能し、
前記第二の偏光部は前記第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項９】
バンク層を形成するバンク層形成工程と、
複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第一の領域に形成し、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第二の領域に形成する偏光部形成工程と、
を含み、
前記バンク層形成工程は、少なくとも前記第一の領域を平面視で挟むように第一導電部及び第二導電部を配置させる工程を含み、
前記偏光部形成工程は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に電界を発生させることによって、前記複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御する工程を含む
偏光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記偏光部形成工程は、前記複数の第一針状粒子を含む液体層を前記第一の領域に塗布する工程と、
前記液体層に含まれた状態の前記複数の第一針状粒子を、前記電界によって配向させる工程と、
前記複数の第一針状粒子が配向された状態で前記液体層を固化する工程と
を含む
請求項９に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項１１】
一対の基板間に挟持された液晶層と、カラーフィルターと、を備えた液晶パネルと、
少なくとも一つの偏光素子と
を備え、
前記偏光素子として、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の偏光素子が用いられている
液晶装置。
【請求項１２】
第一色に対応する第一サブ画素と、
第二色に対応する第二サブ画素と、
前記第一サブ画素に対応して設けられた第一偏光部と、
前記第二サブ画素に対応して設けられた第二偏光部と、
前記第一偏光部に含まれる複数の第一針状粒子と、
前記第二偏光部に含まれる複数の第二針状粒子と、
前記第一偏光部と前記第二偏光部とを互いに区画するバンク層と、を含み、
前記バンク層は、前記第一偏光部及び前記第二偏光部のうち少なくとも前記第一偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、
平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している
液晶装置。
【請求項１３】
前記バンク層は、前記第一サブ画素と前記第二サブ画素との間の領域に設けられている
請求項１２に記載の液晶装置。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の液晶装置を備える電子機器。
【請求項１】
複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部と、
複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部と、
前記第一の偏光部と前記第二の偏光部とを互いに区画するバンク層と
を備え、
前記バンク層は、少なくとも前記第一の偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、
平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している
偏光素子。
【請求項２】
平面視における前記平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と直交する
請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記平均配向方向は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に印加される電界の方向と略一致する
請求項１又は２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記第一の偏光部と前記第二の偏光部と前記バンク層とを支持する支持面を有する基板を更に備え、
前記第一導電部及び前記第二導電部は、前記支持面に平行な面上に配置されている
請求項１から請求項３のうちいずれかに記載の偏光素子。
【請求項５】
前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光吸収層を有する
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項６】
前記バンク層は、表面の少なくとも一部に光反射層を有する
請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項７】
前記第一導電部及び前記第二導電部のうち少なくとも一部は、前記第一の偏光部に接している
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記第一の偏光部は第一波長域の光に対して偏光子として機能し、
前記第二の偏光部は前記第一波長域とは異なる第二波長域の光に対して偏光子として機能する
請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項９】
バンク層を形成するバンク層形成工程と、
複数の第一針状粒子を含む第一の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第一の領域に形成し、複数の第二針状粒子を含む第二の偏光部を、前記バンク層によって区切られた第二の領域に形成する偏光部形成工程と、
を含み、
前記バンク層形成工程は、少なくとも前記第一の領域を平面視で挟むように第一導電部及び第二導電部を配置させる工程を含み、
前記偏光部形成工程は、前記第一導電部と前記第二導電部との間に電界を発生させることによって、前記複数の第一針状粒子の平均配向方向を制御する工程を含む
偏光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記偏光部形成工程は、前記複数の第一針状粒子を含む液体層を前記第一の領域に塗布する工程と、
前記液体層に含まれた状態の前記複数の第一針状粒子を、前記電界によって配向させる工程と、
前記複数の第一針状粒子が配向された状態で前記液体層を固化する工程と
を含む
請求項９に記載の偏光素子の製造方法。
【請求項１１】
一対の基板間に挟持された液晶層と、カラーフィルターと、を備えた液晶パネルと、
少なくとも一つの偏光素子と
を備え、
前記偏光素子として、請求項１から請求項８のうちいずれか一項に記載の偏光素子が用いられている
液晶装置。
【請求項１２】
第一色に対応する第一サブ画素と、
第二色に対応する第二サブ画素と、
前記第一サブ画素に対応して設けられた第一偏光部と、
前記第二サブ画素に対応して設けられた第二偏光部と、
前記第一偏光部に含まれる複数の第一針状粒子と、
前記第二偏光部に含まれる複数の第二針状粒子と、
前記第一偏光部と前記第二偏光部とを互いに区画するバンク層と、を含み、
前記バンク層は、前記第一偏光部及び前記第二偏光部のうち少なくとも前記第一偏光部を平面視で挟むように配置された第一導電部及び第二導電部を有し、
平面視における前記複数の第一針状粒子の平均配向方向は、前記第一導電部の延在方向と前記第二導電部の延在方向とに交差している
液晶装置。
【請求項１３】
前記バンク層は、前記第一サブ画素と前記第二サブ画素との間の領域に設けられている
請求項１２に記載の液晶装置。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のうちいずれか一項に記載の液晶装置を備える電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−２９７４５（Ｐ２０１３−２９７４５Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６６９３１（Ｐ２０１１−１６６９３１）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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