偏光素子、液晶装置及び電子機器
【課題】波長域が異なる光に対して優れた特性を発揮する偏光素子を提供すること。
【解決手段】複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、前記複数の偏光部に含まれ、所定の波長域の光を吸収する光吸収材４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂとを備え、前記光吸収材が吸収する前記波長域は、前記偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。
【解決手段】複数の偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと、前記複数の偏光部に含まれ、所定の波長域の光を吸収する光吸収材４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂとを備え、前記光吸収材が吸収する前記波長域は、前記偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、液晶装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子の一つとして、偏光ガラスが知られている。偏光ガラスは無機物のみで構成できるため、有機物を含む偏光板に比べて、光に対する劣化が著しく少ない。したがって、偏光ガラスは、近年、高輝度化が進んでいる液晶プロジェクターに有効な光デバイスとして注目されている。
【０００３】
一般的な偏光ガラスとして、下記の特許文献１に記載されたものが公知である。その偏光ガラスの製造方法は以下の通りである。
（１）塩化物、臭化物、およびヨウ化物の群から選択した少なくとも一つのハロゲン化物および銀を含有する組成物から、所望の形状のガラス製品を作製する。
（２）そのガラス製品を、ガラス製品中にＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、またはＡｇＩの結晶を生成せしめるのに十分な期間にわたって、歪み点より高いが、ガラスの軟化点から約５０℃は高くない温度にまで加熱し、結晶含有製品を作製する。
（３）この結晶含有製品を、結晶が少なくとも５：１のアスペクト比に伸長されるように、アニール点より高いが、ガラスが約１０８ポアズの粘度を示す温度より低い温度において応力下で伸長せしめる。
（４）その製品を、製品上に化学的な還元表面層を発達せしめるのに十分な期間にわたり、約２５０℃より高いが、ガラスのアニール点から約２５℃は高くない温度の還元雰囲気に暴露する。ここで、伸長ハロゲン化銀粒子の少なくとも一部は銀元素に還元されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１６９１４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の製造方法では、ガラス製品中に万遍なくハロゲン化物が析出する一方で、還元工程ではガラス製品の表層のハロゲン化物しか還元できない。そのため、ガラス製品の厚さ方向の中央部分にハロゲン化物が残存する。その結果、偏光素子の透過率が低下し、この偏光素子を液晶表示装置などに適用した場合、十分な明るさが得られない虞がある。
【０００６】
さらに、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。一般に、偏光素子が持つ偏光特性は波長依存性を有しており、一つの偏光素子を用いた場合には赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに対する偏光特性は異なる。そのため、赤色光、緑色光、青色光に対して平均的な偏光特性を持つ偏光素子を用いるのが通常であった。逆に言えば、偏光素子が持つ偏光特性は赤色光、緑色光、青色光の各々に対して最適化されたものではなかった。その結果、液晶表示装置として十分な明るさやコントラスト、色再現性が得られないという問題があった。
【０００７】
なお、特許文献２は、可視域に吸収波長のピークを持つナノ粒子をコーティング材料に適用することが記載されているのみであり、偏光素子への応用については示唆されていない。
【０００８】
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、複数の色光に対して優れた偏光特性を発揮する偏光素子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】
【０００９】
本発明に係る偏光素子は、複数の偏光部を備え、前記複数の偏光部のうち第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、前記複数の偏光部のうち第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有し、前記第２の波長域は前記第１の波長域とは異なることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有しているので、第１の波長域と第２の波長域とを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１１】
上記の偏光素子において、前記第一偏光部及び前記第二偏光部は、互いに隣り合って配置されている。
この構成によれば、例えば液晶装置のサブ画素などのように互いに隣り合った２つの領域それぞれを異なる波長域の色光が透過する構成に適用する場合に、偏光特性をより高めることができる。
【００１２】
上記の偏光素子において、前記複数の偏光部を支持する基材をさらに備え、前記第一偏光部及び前記第二偏光部からなる偏光部群が複数、前記基材の表面にマトリクス状に配置されている。
この構成によれば、例えば液晶装置のように複数のサブ画素を含む画素がマトリクス状に配置された構成に適用する場合において、偏光特性をより高めることができる。
【００１３】
上記の偏光素子において、前記偏光部群は、２つの前記第一偏光部を含む。
この構成によれば、偏光部群が２つの第一偏光部を含むので、例えば液晶装置のように複数のサブ画素を含む画素がマトリクス状に配置された構成に適用する場合において、偏光特性をより高めることができる。
【００１４】
上記の偏光素子において、前記第１の偏光部は、第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、前記第２の偏光部は、第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有する。
この構成によれば、第１の偏光部が第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、第２の偏光部が第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有するので、偏光特性の高い偏光素子を得ることができる。
【００１５】
上記の偏光素子において、前記複数の第１の針状粒子の諸元は、前記第１の波長域に対応して設定され、前記複数の第２の針状粒子の諸元は、前記第２の波長域に対応して設定されている。
この構成によれば、複数の第１の針状粒子の諸元が第１の波長域に対応して設定され、複数の第２の針状粒子の諸元が第２の波長域に対応して設定されているので、複数の第１の針状粒子の諸元と複数の第２の針状粒子の諸元とを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１６】
上記の偏光素子において、前記諸元は、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかである。
この構成によれば、諸元が、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかであるので、これら材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１７】
上記の偏光素子において、前記複数の偏光部のうち第３偏光部は、第３の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第３光吸収材を有し、前記第１の波長域は赤色光に対応し、前記第２の波長域は緑色光に対応し、前記第３の波長域は青色光に対応する。
この構成によれば、例えば赤色画素、緑色画素、青色画素を備えた液晶装置に用いた場合において、好適な偏光素子を実現することができる。
【００１８】
本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持され、カラーフィルターが設けられた液晶パネルと、前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子とを備え、前記偏光素子として、上記の偏光素子が用いられている。
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。
【００１９】
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】
【００２０】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２は、偏光素子２０のうち一の偏光部群２１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
図３に示すように、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（針状金属粒子）と、所定の波長域の光を吸収する光吸収材４１が分散されたものである。
【００２９】
光吸収材４１は、偏光部２１Ｒに含まれる赤色色材４１Ｒと、偏光部２１Ｇに含まれる緑色色材４１Ｇと、偏光部２１Ｂに含まれる青色色材４１Ｂとを有している。赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂについては、例えば染料や顔料などを用いることができる。また、赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂは、一の物質に限られず、複数の物質の組み合わせであっても構わない。
【００３０】
染料としては、例えば、アゾ染料、アントラキノン染料、縮合多環芳香族カルボニル染料、インジゴイド染料、カルボニウム染料、フタロシアニン染料、メチン、ポリメチン染料等が挙げられる。
【００３１】
また、顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２１，２２，２３，３０，３１，３２，３７，３８，４０，４１，４２，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９：１，４９：２，５０：１，５２：１，５３：１，５７，５７：１，５７：２，５８：２，５８：４，６０：１，６３：１，６３：２，６４：１，８１，８１：１，８３，８８，９０：１，９７，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６，１０８，１０８：１，１１２，１１３，１１４，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１５０，１５１，１６６，１６８，１７０，１７１，１７２，１７４，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８０，１８５，１８７，１８８，１９０，１９３，１９４，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１５，２１６，２２０，２２４，２２６，２４２，２４３，２４５，２５４，２５５，２６４，２６５；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７，３６，１５，１７，１８，１９，２６，５０，５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：６，１７：１，１８，６０，２７，２８，２９，３５，３６，６０，８０；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，３，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２０，２４，３１，３４，３５，３５：１，３７，３７：１，４２，４３，５３，５５，６０，６１，６５，７１，７３，７４，８１，８３，９３，９４，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１６，１１７，１１９，１２０，１２６，１２７，１２８，１２９，１３８，１３９，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１６６，１６８，１７５，１８０，１８４，１８５；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１，３，１４，１６，１９，２３，２９，３２，３６，３８，５０；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１，５，１３，１４，１６，１７，２０，２０：１，２４，３４，３６，３８，４０，４３，４６，４９，５１，６１，６３，６４，７１，７３，１０４；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン７，１１，２３，２５，３３；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１，７や、これらの誘導体等が挙げられる。
【００３２】
また、赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂとして、例えば金属ナノ粒子を用いることもできる。金属ナノ粒子としては、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、銅ナノ粒子、金コア・銀シェル複合ナノ粒子、金コア・銅シェル複合ナノ粒子などが挙げられる。
【００３３】
色材として、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、高い耐熱性が要求される場合には、金属ナノ粒子を用いればよい。
【００３４】
赤色色材４１Ｒは、第１の波長域、例えば６５０ｎｍ（赤色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｒからは、赤色波長域の偏光成分が射出される。緑色色材４１Ｇは、第２の波長域、例えば５３０ｎｍ（緑色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｇからは、緑色波長域の偏光成分が射出される。青色色材４１Ｂは、第３の波長域、例えば４１０ｎｍ（青色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｂからは、青色波長域の偏光成分が射出される。このように、光吸収材４１が吸収する波長域は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂごとに設定されている。
【００３５】
偏光部群２１には、隔壁２２が形成されている。隔壁２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを仕切るように形成されている。隔壁２２の材料としては、例えば無機材料や有機材料などを適宜用いることができる。
【００３６】
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、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。
【００３７】
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、金ナノロッド４０Ｇ、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１の金属）からなる針状結晶の表面が銀（第２の金属）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。
【００３８】
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。３種類のナノロッド４０は、略同一の方向、すなわち、ガラス基板１０の主面（ｘｙ平面）に平行な方向であってｘ軸と平行な方向に配向している。
【００３９】
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、第１の波長域あるいは第１の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、赤色色材４１Ｒが含まれた偏光部２１Ｒに、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒが含まれているため、赤色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４０】
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、第２の波長域あるいは第２の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、緑色色材４１Ｇが含まれた偏光部２１Ｇに、金ナノロッド４０Ｇが含まれているため、緑色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４１】
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、第３の波長域あるいは第３の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、青色色材４１Ｂが含まれた偏光部２１Ｂに、銀ナノロッド４０Ｂが含まれているため、青色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
このように、偏光部２１Ｒには、偏光部２１Ｒに入射する光の波長に対応して赤色色材４１Ｒが含まれ、さらに金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒの諸元は偏光部２１Ｒに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４６】
偏光部２１Ｇには、偏光部２１Ｇに入射する光の波長に対応して緑色色材４１Ｇが含まれ、さらに金ナノロッド４０Ｇの諸元は偏光部２１Ｇに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４７】
偏光部２１Ｂには、偏光部２１Ｂに入射する光の波長に対応して青色色材４１Ｂが含まれ、さらに銀ナノロッド４０Ｂの諸元は偏光部２１Ｂに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４８】
ここで、赤色色材４１Ｒが偏光部２１Ｒに含まれていない状態において、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。
【００４９】
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。
【００５０】
なお、所定の波長域において、金コア・銀シェルナノロッド４Ｒによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において金コア・銀シェルナノロッド４Ｒが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。同様に、所定の波長域において、金ナノロッド４Ｇによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において金ナノロッド４Ｇが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。また、所定の波長域において、銀ナノロッド４Ｂによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において銀ナノロッド４Ｂが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。
【００５１】
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ている。
【００５２】
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上に隔壁２２を形成する。隔壁２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを形成する領域を区切るように形成する。当該隔壁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ってパターニングして形成することができる。勿論、他の方法により隔壁２２を形成しても構わない。
【００５３】
ガラス基板１０上に隔壁２２を形成した後、図５に示すように、ガラス基板１０のうち隔壁２２で囲まれた領域に、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ及び赤色色材４１Ｒを含有する有機溶媒溶液６１、金ナノロッド４０Ｇ及び緑色色材４１Ｇを含有する有機溶媒溶液６２、銀ナノロッド４０Ｂ及び青色色材４１Ｂを含有する有機溶媒溶液６３をそれぞれ塗布する（塗布工程）。有機溶媒溶液６１〜６３を塗布する際には、例えば液的吐出法などを用いることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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）。このとき、第一電極７１と第二電極７２とが交互に複数配置されたステージ７４上にガラス基板１０を載置する。なお、図６には示していないが、第一電極７１および第二電極７２はｙ軸方向に延在している。第一電極７１には高周波電源７３を接続し、第二電極７２は接地する。
【００５６】
この状態で、第一電極７１と第二電極７２との間に高周波電圧を印加すると、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、長軸方向が電界の方向に沿うように配向する。
【００５７】
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。
【００５８】
従来の偏光素子は、光の波長に対してブロードな偏光特性を持つのが普通であり、偏光特性が各色光に対して最適化されているわけではなかった。そのため、例えば液晶装置に用いた際に輝度やコントラストの低下、色再現性の悪化等、表示上の不具合が生じていた。また、従来の偏光子を微細な形状に分断し、所定の平面上に並べることによって、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性が高い偏光素子を製造することは非常に困難である。
【００５９】
これに対して、本発明の偏光素子２０は、光吸収材が吸収する波長域が偏光部ごとに設定されている。そのため、偏光部に含まれているナノロッドの光吸収特性に対応するように、光吸収材が吸収する波長域を適切に選択することによって、複数の波長域の色光に対して高い偏光特性を示す偏光素子を実現することができる。また、本発明に係る偏光素子２０は、既に説明したように公知の薄膜形成技術を用いて容易に製造できるため、従来と比較して偏光素子の厚さを薄くすることができる。
その結果、本発明の偏光素子２０を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００６０】
また、本実施形態の偏光素子２０は、偏光素子２０中に含まれるナノロッド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、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。そのため、それら諸元を適切に選択して設定することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。
【００６１】
具体的には、本実施形態においてナノロッド４０として用いられる、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、赤色波長域、緑色波長域、青色波長域のそれぞれに特定の偏光成分の吸収ピーク波長を有している。そのため、１つの偏光素子が赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した偏光特性を有していることになる。その結果、本実施形態の偏光素子２０を、サブ画素として赤色画素と緑色画素と青色画素とを有する画素を複数有する液晶装置に用いた場合、輝度やコントラストの低下、色再現性等を高められ、表示品位を向上させることができる。
【００６２】
また、偏光素子２０の構成材料が全て無機材料であるため、耐熱性に優れた偏光素子を実現することができる。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
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４７が設けられている。
【００６６】
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、偏光板４４側には、不図示のバックライトが配置されている。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、偏光特性が各色光毎に高められた構成となっている。
【００７３】
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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
例えば、上記実施形態では、液晶表示装置３１の一画素内に３つのサブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢが含まれており、当該サブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、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。
【００７７】
例えば、図１２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１の赤色サブ画素ＰＸＲ１、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、第２の赤色サブ画素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。
【００７８】
この場合、カラーフィルター４３の色材層は、赤色サブ画素ＰＸＲに対しては赤色色材層４３Ｒ、緑色サブ画素ＰＸＧに対しては緑色色材層４３Ｇ、青色サブ画素ＰＸＢに対しては青色色材層４３Ｂ、もう一つの赤色サブ画素ＰＸＲについては赤色色材層４３Ｒが、それぞれ平面視で重なる位置に配置される。
【００７９】
また、偏光板４５の構成としては、第１の赤色サブ画素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２の赤色サブ画素ＰＸＲ２が偏光部２１Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００８０】
なお、図１２に示す構成では、液晶表示装置３１の一画素内に、第１の赤色サブ画素ＰＸＲ１及び第２の赤色サブ画素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に含まれる光吸収材４１と偏光部２１Ｒ２に含まれる光吸収材４１は、共に赤色色材４１Ｒとする。
【００８１】
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。
【００８２】
例えば、各サブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ、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２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｒ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。
【００８３】
上記実施形態では、ナノロッド４０の諸元を設定するに当たり、複数の互いに異なる波長に対して優れた偏光特性を有する偏光素子を実現する手段として、銀ナノロッド、金ナノロッド、金コア・銀シェルナノロッドというように、波長に応じてナノロッドの材料を選択した。この手段に代えて、波長に応じてナノロッドのアスペクト比を選択してもよい。ナノロッドのアスペクト比を変えることにより、吸収ピーク波長をシフトさせることができる。この手段によっても、複数の互いに異なる波長に対して優れた偏光特性を有する偏光素子を実現することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、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。
【００８５】
また、上記実施形態では、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、上記実施形態では、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
また、ナノロッド４０の諸元の一つである分布密度を設定する場合には、ナノロッド４０の分布密度が小さくなると、その分、透過率が上昇し、偏光度が低下することに鑑み、例えば実験やシミュレーションなどにより、予め最適な分布密度を設定することができる。
【００９２】
なお、ナノロッド４０の分布密度については、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂごとに個別に設定することができる。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに含まれるナノロッド４０の分布密度を個別に調整する場合、偏光素子２０の製造過程において、有機溶媒溶液６１〜６３を作製する際に、単位量あたりの有機溶媒に含まれるナノロッド４０の量を有機溶媒溶液６１〜６３ごとに個別に調整すればよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの間に隔壁２２が設けられる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。互いに隣り合う２つの偏光部、たとえば偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇとが互いに接するように形成されていても構わないる。また、互いに隣り合う２つの偏光部、たとえば偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇとの間に隙間が空いた構成であっても構わない。
【００９４】
また、上記実施形態においては、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂにナノロッド４０（金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ及び銀ナノロッド４０Ｂ）が含ま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く、例えばナノロッド４０が設けられない構成であっても構わない。この場合、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに、別の偏光手段を設けるようにすれば良い。
【００９５】
また、上記実施形態においては、光吸収材として、カラーフィルターに用いられる色材が用いら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。例えば、ナノロッド４０の光吸収特性を利用し、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに入射する光の波長に対応するように、吸収ピーク波長の異なる複数種類のナノロッド４０を適宜組み合わせて当該偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに含ませる構成としても構わない。
【符号の説明】
【００９６】
１０…ガラス基板 １０ａ…一面 ２０…偏光素子 ２１…偏光部群 ２１Ｒ…偏光部、２１Ｇ…偏光部、２１Ｂ…偏光部 ２２…隔壁 ３１…液晶表示装置 ＰＸＲ…赤色サブ画素、ＰＸＧ…緑色サブ画素、ＰＸＢ…青色サブ画素 ３５…液晶層 ３６…液晶パネル 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 ４１…光吸収材 ４１Ｒ…赤色色材 ４１Ｇ…緑色色材 ４１Ｂ…青色色材 ４３…カラーフィルター ４３Ｒ…赤色色材層 ４３Ｇ…緑色色材層 ４３Ｂ…青色色材層 ５０…母材 ６１〜６３…有機溶媒溶液 １３００…携帯電話機（電子機器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子、液晶装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光素子の一つとして、偏光ガラスが知られている。偏光ガラスは無機物のみで構成できるため、有機物を含む偏光板に比べて、光に対する劣化が著しく少ない。したがって、偏光ガラスは、近年、高輝度化が進んでいる液晶プロジェクターに有効な光デバイスとして注目されている。
【０００３】
一般的な偏光ガラスとして、下記の特許文献１に記載されたものが公知である。その偏光ガラスの製造方法は以下の通りである。
（１）塩化物、臭化物、およびヨウ化物の群から選択した少なくとも一つのハロゲン化物および銀を含有する組成物から、所望の形状のガラス製品を作製する。
（２）そのガラス製品を、ガラス製品中にＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、またはＡｇＩの結晶を生成せしめるのに十分な期間にわたって、歪み点より高いが、ガラスの軟化点から約５０℃は高くない温度にまで加熱し、結晶含有製品を作製する。
（３）この結晶含有製品を、結晶が少なくとも５：１のアスペクト比に伸長されるように、アニール点より高いが、ガラスが約１０８ポアズの粘度を示す温度より低い温度において応力下で伸長せしめる。
（４）その製品を、製品上に化学的な還元表面層を発達せしめるのに十分な期間にわたり、約２５０℃より高いが、ガラスのアニール点から約２５℃は高くない温度の還元雰囲気に暴露する。ここで、伸長ハロゲン化銀粒子の少なくとも一部は銀元素に還元されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１６９１４０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の製造方法では、ガラス製品中に万遍なくハロゲン化物が析出する一方で、還元工程ではガラス製品の表層のハロゲン化物しか還元できない。そのため、ガラス製品の厚さ方向の中央部分にハロゲン化物が残存する。その結果、偏光素子の透過率が低下し、この偏光素子を液晶表示装置などに適用した場合、十分な明るさが得られない虞がある。
【０００６】
さらに、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。一般に、偏光素子が持つ偏光特性は波長依存性を有しており、一つの偏光素子を用いた場合には赤色光、緑色光、青色光のそれぞれに対する偏光特性は異なる。そのため、赤色光、緑色光、青色光に対して平均的な偏光特性を持つ偏光素子を用いるのが通常であった。逆に言えば、偏光素子が持つ偏光特性は赤色光、緑色光、青色光の各々に対して最適化されたものではなかった。その結果、液晶表示装置として十分な明るさやコントラスト、色再現性が得られないという問題があった。
【０００７】
なお、特許文献２は、可視域に吸収波長のピークを持つナノ粒子をコーティング材料に適用することが記載されているのみであり、偏光素子への応用については示唆されていない。
【０００８】
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、複数の色光に対して優れた偏光特性を発揮する偏光素子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】
【０００９】
本発明に係る偏光素子は、複数の偏光部を備え、前記複数の偏光部のうち第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、前記複数の偏光部のうち第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有し、前記第２の波長域は前記第１の波長域とは異なることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有しているので、第１の波長域と第２の波長域とを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１１】
上記の偏光素子において、前記第一偏光部及び前記第二偏光部は、互いに隣り合って配置されている。
この構成によれば、例えば液晶装置のサブ画素などのように互いに隣り合った２つの領域それぞれを異なる波長域の色光が透過する構成に適用する場合に、偏光特性をより高めることができる。
【００１２】
上記の偏光素子において、前記複数の偏光部を支持する基材をさらに備え、前記第一偏光部及び前記第二偏光部からなる偏光部群が複数、前記基材の表面にマトリクス状に配置されている。
この構成によれば、例えば液晶装置のように複数のサブ画素を含む画素がマトリクス状に配置された構成に適用する場合において、偏光特性をより高めることができる。
【００１３】
上記の偏光素子において、前記偏光部群は、２つの前記第一偏光部を含む。
この構成によれば、偏光部群が２つの第一偏光部を含むので、例えば液晶装置のように複数のサブ画素を含む画素がマトリクス状に配置された構成に適用する場合において、偏光特性をより高めることができる。
【００１４】
上記の偏光素子において、前記第１の偏光部は、第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、前記第２の偏光部は、第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有する。
この構成によれば、第１の偏光部が第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、第２の偏光部が第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有するので、偏光特性の高い偏光素子を得ることができる。
【００１５】
上記の偏光素子において、前記複数の第１の針状粒子の諸元は、前記第１の波長域に対応して設定され、前記複数の第２の針状粒子の諸元は、前記第２の波長域に対応して設定されている。
この構成によれば、複数の第１の針状粒子の諸元が第１の波長域に対応して設定され、複数の第２の針状粒子の諸元が第２の波長域に対応して設定されているので、複数の第１の針状粒子の諸元と複数の第２の針状粒子の諸元とを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１６】
上記の偏光素子において、前記諸元は、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかである。
この構成によれば、諸元が、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかであるので、これら材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかを適切に選択することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。その結果、本発明の偏光素子を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００１７】
上記の偏光素子において、前記複数の偏光部のうち第３偏光部は、第３の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第３光吸収材を有し、前記第１の波長域は赤色光に対応し、前記第２の波長域は緑色光に対応し、前記第３の波長域は青色光に対応する。
この構成によれば、例えば赤色画素、緑色画素、青色画素を備えた液晶装置に用いた場合において、好適な偏光素子を実現することができる。
【００１８】
本発明に係る液晶装置は、一対の基板間に液晶が挟持され、カラーフィルターが設けられた液晶パネルと、前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子とを備え、前記偏光素子として、上記の偏光素子が用いられている。
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。
【００１９】
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】
【００２０】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図２は、偏光素子２０のうち一の偏光部群２１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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
図３に示すように、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（針状金属粒子）と、所定の波長域の光を吸収する光吸収材４１が分散されたものである。
【００２９】
光吸収材４１は、偏光部２１Ｒに含まれる赤色色材４１Ｒと、偏光部２１Ｇに含まれる緑色色材４１Ｇと、偏光部２１Ｂに含まれる青色色材４１Ｂとを有している。赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂについては、例えば染料や顔料などを用いることができる。また、赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂは、一の物質に限られず、複数の物質の組み合わせであっても構わない。
【００３０】
染料としては、例えば、アゾ染料、アントラキノン染料、縮合多環芳香族カルボニル染料、インジゴイド染料、カルボニウム染料、フタロシアニン染料、メチン、ポリメチン染料等が挙げられる。
【００３１】
また、顔料としては、例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２１，２２，２３，３０，３１，３２，３７，３８，４０，４１，４２，４８：１，４８：２，４８：３，４８：４，４９：１，４９：２，５０：１，５２：１，５３：１，５７，５７：１，５７：２，５８：２，５８：４，６０：１，６３：１，６３：２，６４：１，８１，８１：１，８３，８８，９０：１，９７，１０１，１０２，１０４，１０５，１０６，１０８，１０８：１，１１２，１１３，１１４，１２２，１２３，１４４，１４６，１４９，１５０，１５１，１６６，１６８，１７０，１７１，１７２，１７４，１７５，１７６，１７７，１７８，１７９，１８０，１８５，１８７，１８８，１９０，１９３，１９４，２０２，２０６，２０７，２０８，２０９，２１５，２１６，２２０，２２４，２２６，２４２，２４３，２４５，２５４，２５５，２６４，２６５；Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７，３６，１５，１７，１８，１９，２６，５０，５８；Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１，１５，１５：１，１５：２，１５：３，１５：４，１５：６，１７：１，１８，６０，２７，２８，２９，３５，３６，６０，８０；Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１，３，１２，１３，１４，１５，１６，１７，２０，２４，３１，３４，３５，３５：１，３７，３７：１，４２，４３，５３，５５，６０，６１，６５，７１，７３，７４，８１，８３，９３，９４，９５，９７，９８，１００，１０１，１０４，１０６，１０８，１０９，１１０，１１３，１１４，１１６，１１７，１１９，１２０，１２６，１２７，１２８，１２９，１３８，１３９，１５０，１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６，１５７，１６６，１６８，１７５，１８０，１８４，１８５；Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１，３，１４，１６，１９，２３，２９，３２，３６，３８，５０；Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ１，５，１３，１４，１６，１７，２０，２０：１，２４，３４，３６，３８，４０，４３，４６，４９，５１，６１，６３，６４，７１，７３，１０４；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラウン７，１１，２３，２５，３３；Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１，７や、これらの誘導体等が挙げられる。
【００３２】
また、赤色色材４１Ｒ、緑色色材４１Ｇ及び青色色材４１Ｂとして、例えば金属ナノ粒子を用いることもできる。金属ナノ粒子としては、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、銅ナノ粒子、金コア・銀シェル複合ナノ粒子、金コア・銅シェル複合ナノ粒子などが挙げられる。
【００３３】
色材として、これらから選択される１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、高い耐熱性が要求される場合には、金属ナノ粒子を用いればよい。
【００３４】
赤色色材４１Ｒは、第１の波長域、例えば６５０ｎｍ（赤色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｒからは、赤色波長域の偏光成分が射出される。緑色色材４１Ｇは、第２の波長域、例えば５３０ｎｍ（緑色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｇからは、緑色波長域の偏光成分が射出される。青色色材４１Ｂは、第３の波長域、例えば４１０ｎｍ（青色波長域）とは異なる波長域の光を吸収する。このため、偏光部２１Ｂからは、青色波長域の偏光成分が射出される。このように、光吸収材４１が吸収する波長域は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂごとに設定されている。
【００３５】
偏光部群２１には、隔壁２２が形成されている。隔壁２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを仕切るように形成されている。隔壁２２の材料としては、例えば無機材料や有機材料などを適宜用いることができる。
【００３６】
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、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。
【００３７】
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、金ナノロッド４０Ｇ、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１の金属）からなる針状結晶の表面が銀（第２の金属）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。
【００３８】
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。３種類のナノロッド４０は、略同一の方向、すなわち、ガラス基板１０の主面（ｘｙ平面）に平行な方向であってｘ軸と平行な方向に配向している。
【００３９】
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、第１の波長域あるいは第１の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、赤色色材４１Ｒが含まれた偏光部２１Ｒに、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒが含まれているため、赤色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４０】
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、第２の波長域あるいは第２の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、緑色色材４１Ｇが含まれた偏光部２１Ｇに、金ナノロッド４０Ｇが含まれているため、緑色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４１】
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、第３の波長域あるいは第３の波長域の近傍、たとえば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。本実施形態において、青色色材４１Ｂが含まれた偏光部２１Ｂに、銀ナノロッド４０Ｂが含まれているため、青色波長域の光成分を高精度に偏光することができる構成となっている。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
このように、偏光部２１Ｒには、偏光部２１Ｒに入射する光の波長に対応して赤色色材４１Ｒが含まれ、さらに金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒの諸元は偏光部２１Ｒに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４６】
偏光部２１Ｇには、偏光部２１Ｇに入射する光の波長に対応して緑色色材４１Ｇが含まれ、さらに金ナノロッド４０Ｇの諸元は偏光部２１Ｇに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４７】
偏光部２１Ｂには、偏光部２１Ｂに入射する光の波長に対応して青色色材４１Ｂが含まれ、さらに銀ナノロッド４０Ｂの諸元は偏光部２１Ｂに入射する光の波長に対応して選択されている。
【００４８】
ここで、赤色色材４１Ｒが偏光部２１Ｒに含まれていない状態において、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。
【００４９】
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。
【００５０】
なお、所定の波長域において、金コア・銀シェルナノロッド４Ｒによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において金コア・銀シェルナノロッド４Ｒが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。同様に、所定の波長域において、金ナノロッド４Ｇによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において金ナノロッド４Ｇが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。また、所定の波長域において、銀ナノロッド４Ｂによって吸収されない偏光成分の透過率を、所定の波長域の光において銀ナノロッド４Ｂが透過させる偏光成分の透過率とみなすことができる。
【００５１】
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ている。
【００５２】
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上に隔壁２２を形成する。隔壁２２は、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂを形成する領域を区切るように形成する。当該隔壁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ってパターニングして形成することができる。勿論、他の方法により隔壁２２を形成しても構わない。
【００５３】
ガラス基板１０上に隔壁２２を形成した後、図５に示すように、ガラス基板１０のうち隔壁２２で囲まれた領域に、金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ及び赤色色材４１Ｒを含有する有機溶媒溶液６１、金ナノロッド４０Ｇ及び緑色色材４１Ｇを含有する有機溶媒溶液６２、銀ナノロッド４０Ｂ及び青色色材４１Ｂを含有する有機溶媒溶液６３をそれぞれ塗布する（塗布工程）。有機溶媒溶液６１〜６３を塗布する際には、例えば液的吐出法などを用いることができる。
【００５４】
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。
【００５５】
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）。このとき、第一電極７１と第二電極７２とが交互に複数配置されたステージ７４上にガラス基板１０を載置する。なお、図６には示していないが、第一電極７１および第二電極７２はｙ軸方向に延在している。第一電極７１には高周波電源７３を接続し、第二電極７２は接地する。
【００５６】
この状態で、第一電極７１と第二電極７２との間に高周波電圧を印加すると、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、長軸方向が電界の方向に沿うように配向する。
【００５７】
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。
【００５８】
従来の偏光素子は、光の波長に対してブロードな偏光特性を持つのが普通であり、偏光特性が各色光に対して最適化されているわけではなかった。そのため、例えば液晶装置に用いた際に輝度やコントラストの低下、色再現性の悪化等、表示上の不具合が生じていた。また、従来の偏光子を微細な形状に分断し、所定の平面上に並べることによって、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性が高い偏光素子を製造することは非常に困難である。
【００５９】
これに対して、本発明の偏光素子２０は、光吸収材が吸収する波長域が偏光部ごとに設定されている。そのため、偏光部に含まれているナノロッドの光吸収特性に対応するように、光吸収材が吸収する波長域を適切に選択することによって、複数の波長域の色光に対して高い偏光特性を示す偏光素子を実現することができる。また、本発明に係る偏光素子２０は、既に説明したように公知の薄膜形成技術を用いて容易に製造できるため、従来と比較して偏光素子の厚さを薄くすることができる。
その結果、本発明の偏光素子２０を液晶装置に用いた際に表示品位を高めることができる。
【００６０】
また、本実施形態の偏光素子２０は、偏光素子２０中に含まれるナノロッド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、２１Ｇ、２１Ｂごとに設定されている。そのため、それら諸元を適切に選択して設定することにより、互いに異なる波長域の色光各々に対して偏光特性を高めることができる。
【００６１】
具体的には、本実施形態においてナノロッド４０として用いられる、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、赤色波長域、緑色波長域、青色波長域のそれぞれに特定の偏光成分の吸収ピーク波長を有している。そのため、１つの偏光素子が赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した偏光特性を有していることになる。その結果、本実施形態の偏光素子２０を、サブ画素として赤色画素と緑色画素と青色画素とを有する画素を複数有する液晶装置に用いた場合、輝度やコントラストの低下、色再現性等を高められ、表示品位を向上させることができる。
【００６２】
また、偏光素子２０の構成材料が全て無機材料であるため、耐熱性に優れた偏光素子を実現することができる。
【００６３】
［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。
【００６４】
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。
【００６５】
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４７が設けられている。
【００６６】
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、偏光板４４側には、不図示のバックライトが配置されている。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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、偏光特性が各色光毎に高められた構成となっている。
【００７３】
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。
【００７４】
［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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
例えば、上記実施形態では、液晶表示装置３１の一画素内に３つのサブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢが含まれており、当該サブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、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。
【００７７】
例えば、図１２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１の赤色サブ画素ＰＸＲ１、緑色サブ画素ＰＸＧ、青色サブ画素ＰＸＢ、第２の赤色サブ画素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。
【００７８】
この場合、カラーフィルター４３の色材層は、赤色サブ画素ＰＸＲに対しては赤色色材層４３Ｒ、緑色サブ画素ＰＸＧに対しては緑色色材層４３Ｇ、青色サブ画素ＰＸＢに対しては青色色材層４３Ｂ、もう一つの赤色サブ画素ＰＸＲについては赤色色材層４３Ｒが、それぞれ平面視で重なる位置に配置される。
【００７９】
また、偏光板４５の構成としては、第１の赤色サブ画素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２の赤色サブ画素ＰＸＲ２が偏光部２１Ｒ２と平面視で重なる位置に配置される。
【００８０】
なお、図１２に示す構成では、液晶表示装置３１の一画素内に、第１の赤色サブ画素ＰＸＲ１及び第２の赤色サブ画素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に含まれる光吸収材４１と偏光部２１Ｒ２に含まれる光吸収材４１は、共に赤色色材４１Ｒとする。
【００８１】
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。
【００８２】
例えば、各サブ画素ＰＸＲ、ＰＸＧ、ＰＸＢ、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２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、２１Ｒ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。
【００８３】
上記実施形態では、ナノロッド４０の諸元を設定するに当たり、複数の互いに異なる波長に対して優れた偏光特性を有する偏光素子を実現する手段として、銀ナノロッド、金ナノロッド、金コア・銀シェルナノロッドというように、波長に応じてナノロッドの材料を選択した。この手段に代えて、波長に応じてナノロッドのアスペクト比を選択してもよい。ナノロッドのアスペクト比を変えることにより、吸収ピーク波長をシフトさせることができる。この手段によっても、複数の互いに異なる波長に対して優れた偏光特性を有する偏光素子を実現することができる。
【００８４】
また、上記実施形態では、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。
【００８５】
また、上記実施形態では、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
また、上記実施形態では、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
また、ナノロッド４０の諸元の一つである分布密度を設定する場合には、ナノロッド４０の分布密度が小さくなると、その分、透過率が上昇し、偏光度が低下することに鑑み、例えば実験やシミュレーションなどにより、予め最適な分布密度を設定することができる。
【００９２】
なお、ナノロッド４０の分布密度については、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂごとに個別に設定することができる。偏光部２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂに含まれるナノロッド４０の分布密度を個別に調整する場合、偏光素子２０の製造過程において、有機溶媒溶液６１〜６３を作製する際に、単位量あたりの有機溶媒に含まれるナノロッド４０の量を有機溶媒溶液６１〜６３ごとに個別に調整すればよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂの間に隔壁２２が設けられる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。互いに隣り合う２つの偏光部、たとえば偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇとが互いに接するように形成されていても構わないる。また、互いに隣り合う２つの偏光部、たとえば偏光部２１Ｒと偏光部２１Ｇとの間に隙間が空いた構成であっても構わない。
【００９４】
また、上記実施形態においては、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂにナノロッド４０（金コア・銀シェルナノロッド４０Ｒ、金ナノロッド４０Ｇ及び銀ナノロッド４０Ｂ）が含ま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く、例えばナノロッド４０が設けられない構成であっても構わない。この場合、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに、別の偏光手段を設けるようにすれば良い。
【００９５】
また、上記実施形態においては、光吸収材として、カラーフィルターに用いられる色材が用いら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。例えば、ナノロッド４０の光吸収特性を利用し、偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに入射する光の波長に対応するように、吸収ピーク波長の異なる複数種類のナノロッド４０を適宜組み合わせて当該偏光部２１Ｒ、２１Ｇ及び２１Ｂに含ませる構成としても構わない。
【符号の説明】
【００９６】
１０…ガラス基板 １０ａ…一面 ２０…偏光素子 ２１…偏光部群 ２１Ｒ…偏光部、２１Ｇ…偏光部、２１Ｂ…偏光部 ２２…隔壁 ３１…液晶表示装置 ＰＸＲ…赤色サブ画素、ＰＸＧ…緑色サブ画素、ＰＸＢ…青色サブ画素 ３５…液晶層 ３６…液晶パネル 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 ４１…光吸収材 ４１Ｒ…赤色色材 ４１Ｇ…緑色色材 ４１Ｂ…青色色材 ４３…カラーフィルター ４３Ｒ…赤色色材層 ４３Ｇ…緑色色材層 ４３Ｂ…青色色材層 ５０…母材 ６１〜６３…有機溶媒溶液 １３００…携帯電話機（電子機器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の偏光部を備え、
前記複数の偏光部のうち第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、
前記複数の偏光部のうち第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有し、
前記第２の波長域は前記第１の波長域とは異なる
ことを特徴とする偏光素子。
【請求項２】
前記第一偏光部及び前記第二偏光部は、互いに隣り合って配置されている
請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記複数の偏光部を支持する基材をさらに備え、
前記第一偏光部及び前記第二偏光部からなる偏光部群が複数、前記基材の表面にマトリクス状に配置されている
請求項２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記偏光部群は、２つの前記第一偏光部を含む
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項５】
前記第１の偏光部は、第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、
前記第２の偏光部は、第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有する
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】
前記複数の第１の針状粒子の諸元は、前記第１の波長域に対応して設定され、
前記複数の第２の針状粒子の諸元は、前記第２の波長域に対応して設定されている
請求項５に記載の偏光素子。
【請求項７】
前記諸元は、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかである
請求項６に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記複数の偏光部のうち第３偏光部は、第３の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第３光吸収材を有し、
前記第１の波長域は赤色光に対応し、前記第２の波長域は緑色光に対応し、前記第３の波長域は青色光に対応する
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】
一対の基板間に液晶が挟持され、カラーフィルターが設けられた液晶パネルと、
前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子と
を備え、
前記偏光素子として、請求項１から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１０】
請求項９に記載の液晶装置を備える電子機器。
【請求項１】
複数の偏光部を備え、
前記複数の偏光部のうち第１偏光部は、第１の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第１光吸収材を有し、
前記複数の偏光部のうち第２偏光部は、第２の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第２光吸収材を有し、
前記第２の波長域は前記第１の波長域とは異なる
ことを特徴とする偏光素子。
【請求項２】
前記第一偏光部及び前記第二偏光部は、互いに隣り合って配置されている
請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
前記複数の偏光部を支持する基材をさらに備え、
前記第一偏光部及び前記第二偏光部からなる偏光部群が複数、前記基材の表面にマトリクス状に配置されている
請求項２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記偏光部群は、２つの前記第一偏光部を含む
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の偏光素子。
【請求項５】
前記第１の偏光部は、第１の母材及び当該第１の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第１の針状金属粒子を有し、
前記第２の偏光部は、第２の母材及び当該第２の母材中に長軸方向が略一方向に配向するように分散された複数の第２の針状金属粒子を有する
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】
前記複数の第１の針状粒子の諸元は、前記第１の波長域に対応して設定され、
前記複数の第２の針状粒子の諸元は、前記第２の波長域に対応して設定されている
請求項５に記載の偏光素子。
【請求項７】
前記諸元は、材質、分布密度、径及び長軸方向の寸法のうち少なくともいずれかである
請求項６に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記複数の偏光部のうち第３偏光部は、第３の波長域とは異なる波長域の光を吸収する第３光吸収材を有し、
前記第１の波長域は赤色光に対応し、前記第２の波長域は緑色光に対応し、前記第３の波長域は青色光に対応する
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】
一対の基板間に液晶が挟持され、カラーフィルターが設けられた液晶パネルと、
前記液晶パネルの少なくとも一面側に配置された偏光素子と
を備え、
前記偏光素子として、請求項１から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１０】
請求項９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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１８２７（Ｐ２０１３−１１８２７Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６０１８（Ｐ２０１１−１４６０１８）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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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