(57)【要約】【課題】薄膜化が可能で表示特性および耐久性能にも優れる光学部材、および該光学部材を備え、軽量で表示特性および耐久性能にも優れる液晶表示装置を提供する。【解決手段】ガラス基板（１１）または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層と、該ガラス基板または該薄膜トランジスター層もしくは該カラーフィルター層の上に形成された偏光子（１２）と、を備え、該偏光子（１２）は分子チューブと該分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、該複合体は実質的に一方向に配向した状態で該ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくは該カラーフィルター層の上に形成されてなる光学部材（１０１）およびこれを備える液晶表示装置に関する。【選択図】図１
2008111977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と前記ガラス基板の上に形成された偏光子とを備え、
前記偏光子は分子チューブと前記分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、
前記複合体は実質的に一方向に配向した状態で前記ガラス基板の上に形成されてなる、光学部材。
【請求項２】
前記ガラス基板を挟んで前記偏光子と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える、請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記偏光子を挟んで前記ガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える、請求項１に記載の光学部材。
【請求項４】
前記偏光子と前記薄膜トランジスター層または前記カラーフィルター層との間に形成された位相差層をさらに備える、請求項３に記載の光学部材。
【請求項５】
前記薄膜トランジスター層または前記カラーフィルター層を挟んで前記偏光子と対向するように形成された位相差層をさらに備える、請求項３に記載の光学部材。
【請求項６】
薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と、前記薄膜トランジスター層または前記カラーフィルター層の上に形成された偏光子と、を備え、
前記偏光子は分子チューブと前記分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、
前記複合体は実質的に一方向に配向した状態で前記薄膜トランジスター層または前記カラーフィルター層の上に形成されてなる、光学部材。
【請求項７】
前記偏光子を挟んで前記薄膜トランジスター層または前記カラーフィルター層と対向するように形成された位相差層をさらに備える、請求項６に記載の光学部材。
【請求項８】
前記複合体の光吸収ピーク波長が３８０〜７８０ｎｍの範囲内にある、請求項１または６に記載の光学部材。
【請求項９】
前記共役高分子がポリアニリンからなる、請求項１または６に記載の光学部材。
【請求項１０】
前記分子チューブが環状化合物の分子間架橋体からなる、請求項１または６に記載の光学部材。
【請求項１１】
前記環状化合物がシクロデキストリンからなる、請求項１０に記載の光学部材。
【請求項１２】
一対のセル基板の間に液晶を封入してなる液晶セルを備え、前記セル基板の少なくとも一方が請求項１〜１１のいずれかに記載の光学部材からなる、液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子チューブと共役高分子との複合体を用いた偏光子が形成された光学部材および該光学部材を備える液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、消費電力が低く、低電圧で動作し、軽量で薄型であるという特徴を有し、これらの特徴を生かして、各種の表示用デバイスに用いられている。液晶表示装置は、液晶セル、偏光板、位相差板、集光シート、光拡散シート、導光板、光反射シート、輝度向上フィルム等の多くの材料から構成されている。そのため、液晶表示装置を構成するフィルムやシートの枚数を減らしたり、フィルムまたはシートの厚さを薄くしたりすることで、生産性の向上、軽量化、明度の向上等を目指した改良が盛んに行なわれている。
【０００３】
そして、用途によっては厳しい耐久条件に耐えうる製品が必要とされている。たとえば、カーナビゲーションシステム用の液晶表示装置においては、該液晶表示装置が置かれる車内の温度や湿度が高くなることがあるため、通常のテレビ用やパーソナルコンピュータ用のモニターに比べると、温度および湿度の条件が厳しい。よって、たとえばカーナビゲーションシステム用等の用途においては、偏光板も高い耐久性を示すものが求められる。
【０００４】
偏光板は通常、二色性色素が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂からなる偏光子の両面または片面に透明な保護フィルムが積層された構造になっている。偏光子は、ポリビニルアルコール系樹脂フィルムに縦一軸延伸と二色性色素による染色を行なった後、ホウ酸処理によって架橋反応を起こさせ、次いで水洗、乾燥する方法により製造されている。二色性色素としては、ヨウ素または二色性有機染料が用いられる。かくして得られる偏光子の両面または片面に保護フィルムを積層して偏光板が形成され、該偏光板は液晶表示装置に組み込まれて使用される。上記の保護フィルムとしては、トリアセチルロースに代表されるセルロースアセテート系樹脂フィルムが多く使用されており、該保護フィルムの厚みは通例３０〜１２０μｍ程度である。また、偏光子への保護フィルムの積層には、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を用いることが多い。
【０００５】
二色性色素が吸着配向している偏光子の両面または片面に、ポリビニルアルコール系樹脂の水溶液からなる接着剤を介してトリアセチルセルロースからなる保護フィルムを積層した偏光板は、湿熱条件下で長時間使用した場合に、偏光性能が低下したり、保護フィルムと偏光子とが剥離しやすかったりする問題を有する。
【０００６】
そこで、少なくとも一方の保護フィルムを、セルロースアセテート系以外の樹脂で構成する試みがある。たとえば、特許文献１には、偏光子の両面に保護フィルムを積層した偏光板において、該保護フィルムの少なくとも一方を、位相差フィルムの機能を有する熱可塑性ノルボルネン系樹脂で構成することが記載されている。また、特許文献２には、ヨウ素または二色性有機染料が吸着配向したポリビニルアルコール系樹脂フィルムからなる偏光子の一方の面に非晶性ポリオレフィン系樹脂からなる保護フィルムが積層され、他方の面には、セルロースアセテート系樹脂等、非晶性ポリオレフィン系樹脂とは異なる樹脂からなる保護フィルムが積層された偏光板が記載されている。さらに、特許文献３には、ポリビニルアルコール系偏光子に、ウレタン系接着剤とポリビニルアルコール系樹脂とを含有する接着剤を介して、シクロオレフィン系樹脂からなる保護フィルムを積層することが記載されている。
【０００７】
しかし、ノルボルネン系樹脂等の非晶性ポリオレフィン系樹脂（シクロオレフィン系樹脂ともいう）は、最近実用化された樹脂であって、一般に高価である。また非晶性ポリオレフィン系樹脂は、アセトン、トルエン、酢酸エチル等の有機溶剤によって侵食されやすい。これらの有機溶剤は、粘着剤の調製に用いられるため、粘着剤中に残存することがある。さらに、保護フィルムが積層された偏光板は通常１００μｍ以上の膜厚を有しているため、特に中小型用途で顕著な薄膜化の要求に追随していくことは難しい。
【０００８】
分子の結晶化を利用したコーティングタイプの薄膜偏光板の市販品として、たとえばナカン（株）製のＯＰＴＩＶＡが知られている。非特許文献１には、ＯＰＴＩＶＡ社が開発した材料を用いて複数の平面楕円状染料分子の高濃度水溶液を調製し、平面楕円状染料分子がカラム状となったＳｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌｅｓを基材上に塗工し、その乾燥過程で該Ｓｕｐｒａｍｏｌｅｃｕｌｅｓが結晶化することで偏光板が得られることが開示されている。非特許文献１に開示される偏光板はコーティングタイプであるため、薄膜化は可能であるが、偏光度が低く、脆弱である、耐水性に劣る等の点が指摘されていた。
【０００９】
近年、高分子をシクロデキストリンで包接した超分子構造体が検討されている（たとえば、非特許文献２参照）。特に、包接される高分子を導電性高分子とした分子被覆電線が開発されている（たとえば、非特許文献３〜６参照）。
【００１０】
ところで、液晶表示装置における偏光板の構成例としては、下記のような技術が提案されている。すなわち、特許文献４には、位相差板の変形を回避し、該変形に起因する光抜けを防止できる液晶表示装置として、偏光板が液晶セル外に設けられ、位相差板が液晶セル内に設けられた液晶表示装置が提案されている。
【００１１】
また、特許文献５には、液晶表示素子のセルの内側に偏光フィルムとして設けることができる異方性膜、さらに液晶表示素子の所定の位置に所定の偏光軸を有する部分を配置することを可能とするパターニングされた偏光フィルムとして機能する異方性膜として、重合性二色性色素の配向を保ち、かつ他の重合性モノマーと共重合体を形成して硬膜をなしていることを特徴とする異方性膜が提案されている。
【００１２】
また、特許文献６には、液晶層の劣化を防止して信頼性の向上を図ることが可能な液晶表示装置として、対向配置された第１基板および第２基板と、これらの第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、当該第１基板における液晶層側の面上に設けられた位相差層と、当該位相差層の上部に設けられた配向膜とを有する液晶表示装置において、配向膜と位相差層との間に、当該位相差層を覆う保護膜が設けられていることを特徴とする液晶表示装置が提案されている。
【００１３】
また、特許文献７には、新たな配向膜を設けることなく、セル内部に液晶を配向させて位相差層を形成することにより、表示特性の向上および薄型化を図ることができる液晶表示装置として、液晶層を挟持する一方の基板の一部に反射部が形成され、他方の基板の液晶層側に、カラーフィルターおよび当該カラーフィルターを保護する保護膜が形成された液晶表示装置であって、他方の基板の液晶層側に、液晶ポリマーからなる位相差層が形成され、位相差層の配向がカラーフィルターあるいは保護膜により規制されている液晶表示装置が提案されている。
【００１４】
特許文献８には、ノーマリーブラックモードの半透過型液晶表示装置において、セル内部に形成した位相差層により、液晶層の旋光性の補償、白表示の着色化問題の解消、視野角の補償といった光学補償を行なうことができる液晶表示装置として、反射部および透過部が設けられ、液晶層への印加電圧が低電圧状態において黒を表示し高電圧状態において白を表示する液晶表示装置であって、反射部および透過部が設けられた一対の基板と、一対の基板に挟持され、液晶分子が捩じれたツイスト配列をもつ液晶層と、一対の基板のうちのいずれかの基板と液晶層との間に形成され、液晶ポリマーからなり、当該液晶ポリマー中の液晶分子が捩じれたツイスト配列をもつ位相差層とを有する液晶表示装置が提案されている。
【００１５】
しかし、上記の技術によっても、液晶表示装置の表示特性、軽量性および耐久性能の向上という点では未だ改良の余地がある。
【特許文献１】特開平８−４３８１２号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４７２９号公報
【特許文献３】特開２００４−３３４１６８号公報
【特許文献４】特開２０００−２２１５０６号公報
【特許文献５】特開２００１−１３３６３０号公報
【特許文献６】特開２００４−１５１３１０号公報
【特許文献７】特開２００４−３１７６１１号公報
【特許文献８】特開２００５−１４１０８６号公報
【非特許文献１】大村，「分子結晶化薄膜偏光板」，月刊ディスプレイ，２００２年８月，ｐ．１７−１９
【非特許文献２】原田，「ポリロタキサンの化学」，現代化学，１９９７年３月，ｐ．２６−３１
【非特許文献３】下村他，「導電性高分子とシクロデキストリンを用いた分子被覆導線」，高分子加工，４９（８），ｐ．３６１−３６５（２０００年）
【非特許文献４】Ｔ．Ｓｈｉｍｏｍｕｒａら，“Ａｔｏｍｉｃ  ｆｏｒｃｅ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｗｉｒｅ  ｆｏｒｍｅｄ  ｂｙ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ａｎｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｎａｎｏｔｕｂｅ”，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１１６（５），ｐ．１７５３−１７５６（２００２年）
【非特許文献５】下村他，「分子ナノチューブを用いた分子被覆導線」，表面科学，２３（１０），ｐ．６３４−６４０（２００２年）
【非特許文献６】下村他，「導電性ナノファイバー」，高分子，５５（３），ｐ．１３４−１３７（２００６年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記の課題を解決し、薄膜化が可能で表示特性および耐久性能にも優れる光学部材、および該光学部材を備え、軽量で表示特性および耐久性能にも優れる液晶表示装置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】
【００１７】
本発明は、ガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備え、該偏光子は分子チューブと該分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、該複合体は実質的に一方向に配向した状態で該ガラス基板の上に形成されてなる光学部材に関する。
【００１８】
本発明はまた、上記のガラス基板と偏光子とを備える光学部材において、該ガラス基板を挟んで該偏光子と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える光学部材に関する。
【００１９】
本発明はまた、上記のガラス基板と偏光子とを備える光学部材において、該偏光子を挟んで該ガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える光学部材に関する。
【００２０】
本発明はまた、上記のガラス基板と偏光子とを備え、その偏光子を挟んでガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える光学部材において、該偏光子と該薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層との間に形成された位相差層をさらに備える光学部材に関する。
【００２１】
本発明はまた、上記のガラス基板と偏光子とを備え、その偏光子を挟んでガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備える光学部材において、該カラーフィルター層または該薄膜トランジスター層を挟んで該偏光子と対向するように形成された位相差層をさらに備える光学部材に関する。
【００２２】
本発明は、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と、該薄膜トランジスター層または該カラーフィルター層の上に形成された偏光子と、を備え、該偏光子は分子チューブと該分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、該複合体は実質的に一方向に配向した状態で該薄膜トランジスター層または該カラーフィルター層の上に形成されてなる光学部材に関する。
【００２３】
本発明はまた、上記の薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と偏光子とを備える光学部材において、該偏光子を挟んで該薄膜トランジスター層または該カラーフィルター層と対向するように形成された位相差層をさらに備える光学部材に関する。
【００２４】
上記の各光学部材において、複合体の光吸収ピーク波長は３８０〜７８０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。
【００２５】
また上記の各光学部材において、共役高分子はポリアニリンからなることが好ましい。
さらに上記の各光学部材において、分子チューブは環状化合物の分子間架橋体からなることが好ましい。この場合、環状化合物の好ましい例としてシクロデキストリンを挙げることができる。
【００２６】
上述した各光学部材は、液晶セルにおける少なくとも一方のセル基板として用いられることができる。そこで、本発明はさらに、一対のセル基板の間に液晶を封入してなる液晶セルを備え、該セル基板の少なくとも一方が上述した光学部材のいずれかからからなる液晶表示装置に関する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、高偏光度で機械強度および耐久性にも優れる偏光子を備えることにより、薄膜化が可能で表示特性および耐久性能にも優れる光学部材、および該光学部材を備え、軽量で表示特性および耐久性能にも優れる液晶表示装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、ガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備える光学部材を提供する。該偏光子は分子チューブと該分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、該複合体は実質的に一方向に配向した状態で該ガラス基板の上に形成されている。図１は、ガラス基板と偏光子とを備える本発明の光学部材の基本的な構成を示す断面図である。光学部材１０１において、ガラス基板１１の上に偏光子１２が形成されている。本発明において、ガラス基板の上に形成されるとは、ガラス基板の表面に直接または他の部材を介して形成されることを意味する。
【００２９】
本発明はまた、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と、該薄膜トランジスター層または該カラーフィルター層の上に形成された偏光子とを備える光学部材を提供する。該偏光子は分子チューブと該分子チューブに包接された可視光領域に吸収を有する共役高分子とからなる複合体を含み、かつ、該複合体は実質的に一方向に配向した状態で該カラーフィルター層または該薄膜トランジスター層の上に形成されている。図２および図３は、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と偏光子とを備える本発明の光学部材の基本的な構成を示す断面図である。図２の光学部材２０１においては、薄膜トランジスター層１３の上に偏光子１２が形成されており、図３の光学部材３０１においては、カラーフィルター層２３の上に偏光子２２が形成されている。本発明において、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層の上に形成されるとは、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層の表面に直接または他の部材を介して形成されることを意味する。
【００３０】
本発明の光学部材において形成される偏光子は、分子チューブと該分子チューブに包接された共役高分子とからなる複合体（以下、単に複合体とも称する）を含み、該複合体は実質的に一方向に配向している。本発明において、分子チューブとは、内部に空洞を有するチューブ状の分子構造を持つ化合物を意味し、共役高分子とは、分子内に共役多重結合を有する高分子化合物を意味する。本発明で形成される偏光子に含まれる複合体においては、分子チューブが共役高分子を包接していることにより、剛直な分子チューブの空洞内で共役高分子が伸びたコンフォメーションをとることができる。このような複合体が実質的に一方向に配向していることにより、該偏光子は高偏光度を有する。また共役高分子が伸びたコンフォメーションをとることにより、偏光子の製造時における取扱い性も良好となる。
【００３１】
特に、分子チューブが液晶性または結晶性といった自己組織化能を有する場合には、該自己組織化能を利用して複合体を実質的に一方向に配向させることができるため、より高偏光度の偏光子を形成することができる。また、共役系の高分子は一般に酸素等の影響を受けやすいことが知られているが、本発明においては共役高分子が分子チューブで被覆されているため、外部の劣化因子による共役高分子への影響を回避でき、耐熱性、耐湿熱性、耐水性といった各種耐久性能が良好に得られる。よって、本発明で用いられる偏光子は、たとえばコーティング等の方法により、ガラス基板の上に、または薄膜トランジスター層の上に、またはカラーフィルター層の上に、直接または他の部材を介して単独で形成されることができるため、本発明によれば軽量で優れた表示特性および耐久性能を与える光学部材を得ることが可能である。
【００３２】
＜偏光子＞
本発明の光学部材に設けられる偏光子の典型的な態様について以下に詳述する。
【００３３】
（共役高分子）
共役高分子としては、１種の共役高分子成分を単独で用いても２種以上の共役高分子成分を組み合わせて用いても良い。共役高分子は可視光領域に吸収を有し、典型的には、分子チューブとの複合体とされた状態で、可視光領域、特に３８０〜７８０ｎｍの範囲内の光吸収ピーク波長を与える共役高分子が使用されることが好ましい。共役高分子は可視光領域に吸収を有することが、本発明の偏光子を構成する上で必要となるが、共役高分子が可視光領域に光吸収ピーク波長を与える場合であっても、分子チューブに包接されることで、複合体の状態では吸収ピークがシフトすることもあり得る。よって、偏光子を規定する上では複合体の光吸収ピーク波長で考えるのが実用的である。なお、本発明において２種以上の共役高分子成分を組み合わせて用いる場合における複合体の光吸収ピーク波長とは、これら２種以上の共役高分子成分の各々に由来する光吸収スペクトルが重ね合された光吸収スペクトルにおいて吸光度が最大となる波長を意味する。光吸収ピーク波長は、たとえば分光光度計を用いた吸光度の測定から求めることができる。
【００３４】
本発明の光学部材が液晶表示装置に用いられる場合、偏光子が可視光領域と紫外域とに吸収を有するように共役高分子成分の種類および組み合わせが選択されることも有用である。この場合、偏光子に紫外線吸収能が付与されるため、該偏光子によって紫外線から液晶分子が良好に保護され得る。偏光子を液晶表示装置の液晶セル内に形成する場合には、液晶分子の保護効果が特に大きい。
【００３５】
本発明の光学部材が液晶表示装置に使用される場合、偏光子が可視光領域のほぼ全域を含むブロードな波長域での吸収を有するように共役高分子成分の種類および組み合わせを選択することができる。一方、たとえば液晶プロジェクターにおける赤、緑および青の三原色に分光された光の通路となる液晶セルのように、単色の光が通過する液晶セルに対しては、上記３色の波長領域の各々に対応する吸収波長を持つように共役高分子成分の種類および組合せが選択された単色用の偏光子を形成しても良い。
【００３６】
共役高分子成分の具体例としては、ｔｒａｎｓ−ポリアセチレン、ｃｉｓ−ｔｒａｎｓｏｉｄポリアセチレン、ｔｒａｎｓ−ｃｉｓｏｉｄポリアセチレン、ポリフェニルアセチレン、ポリフェニルクロルアセチレン、ポリ（１，６−ヘプタジイン）等のポリアセチレン系、ポリパラフェニレン、ポリメタフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンセレナイド等のポリフェニレン系、ポリピロール、ポリセレノフェノン、ポリチオフェン、ポリテルロフェン、ポリフラン、ポリ２,５−ピリジンジイル等の複素環高分子系、ポリアニリン、ポリ（３−メチル−４−カルボキシピロール）等のイオン性高分子系、ポリアセン、ポリアセナセン等のラダー状高分子系等が例示できる。これらの共役高分子成分はそれぞれに固有の吸収波長を有するため、各吸収波長に応じた偏光子を作製できる。また、吸収波長が異なる複数の共役高分子成分を組み合わせることにより、吸収波長を広帯域化することができる。
【００３７】
共役高分子成分には、たとえばアルカリ金属、金属塩、ヨウ素、有機カルボン酸、スルホン酸等をドーピングすることもできる。この場合、所望の吸収波長を有する共役高分子を比較的簡便に得ることができる点で有利である。
【００３８】
吸収波長が可視光領域のほぼ全域に存在する偏光子が求められる場合には、共役高分子がポリアニリンからなることが特に好ましい。ポリアニリンはその酸化状態により、ロイコエメラルディンベース（還元型ポリアニリンとも呼ばれる）、エメラルディンベース（塩基性型ポリアニリン酸化（Ｉ）型とも呼ばれる）、パーニグラニリンベース（アニリンブラック酸化（ＩＩ）型とも呼ばれる）の３種類の構造を有する。ロイコエメラルディンベースには３４０ｎｍ付近にシャープな吸収が、エメラルディンベースには６４０ｎｍ付近にブロードな吸収が、パーニグラニリンベースには５４０ｎｍ付近にブロードな吸収がそれぞれ存在する。上記３種類の構造のポリアニリンの存在比を適切にコントロールすることで、たとえば液晶表示装置において液晶セル内の液晶分子に悪影響を及ぼす紫外線をカットすると同時に可視光領域の全域にわたる吸収帯を得ることができる。
【００３９】
共役高分子は一般に水に対して不溶であるが、分子中に親水性官能基を導入し水溶性または水分散性を付与した共役高分子も好ましく使用され得る。親水性の共役高分子を用いる場合には偏光子の作製時に有機溶媒に代えて水または親水性溶媒を用いることができるため、環境保護の観点で好ましい。本発明で用いられる偏光子において共役高分子は分子チューブ内に包接されていることによって化学的に安定化されているため、該共役高分子に水溶性または水分散性が付与された場合にも偏光子の耐水性は良好に維持され得る。
【００４０】
上記の親水性官能基としては、たとえばスルホン基、アミノ基、アミド基、イミノ基、四級アンモニウム塩基、ヒドロキシル基、メルカプト基、ヒドラジノ基、カルボキシル基、硫酸エステル基、リン酸エステル基、またはそれらの塩等が挙げられる。共役高分子の分子中に親水性官能基が導入されることにより、水に溶けやすくなったり、水に微粒子状で分散しやすくなり、水溶性または水分散性の共役高分子を調製することができる。尚、共役高分子の水溶液または水分散液には、水の他に親水性溶媒を含有させることもできる。親水性溶媒としては、たとえば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ｓｅｃ−アミルアルコール、ｔｅｒｔ−アミルアルコール、１−エチル−１−プロパノール、２−メチル−１−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が挙げられる。
【００４１】
共役高分子の好ましい分子量としては、ポリスチレン換算による重量平均分子量で５０００〜５０００００の範囲内が例示できる。該重量平均分子量が５０００以上である場合、分子鎖が長く偏光子の偏光度および耐久性能がより良好である点で有利であり、５０００００以下である場合、分子チューブと共役高分子との複合体を実質的に一方向に配向させる際の取扱い性に優れる点で有利である。
【００４２】
水溶性または水分散性の共役高分子のポリスチレン換算による重量平均分子量は、５０００００以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０００００以下である。該重量平均分子量が５０００００以下である場合、良好な水溶性または水分散性をより容易に実現できるとともに、分子チューブとの複合体の形成をより容易に行なうことができる点で有利である。一方、水溶性または水分散性の共役高分子のポリスチレン換算による重量平均分子量が１００００以上、さらに５００００以上である場合、偏光子の偏光度および耐久性能が良好である点で好ましい。
【００４３】
水溶性共役高分子の市販品の例としては、ポリアニリンスルホン酸（三菱レーヨン社製，ポリスチレン換算による重量平均分子量１５００００）等が挙げられる。水分散性共役高分子の市販品の例としては、ポリチオフェン系導電性ポリマー（ナガセケムテック社製、商品名：デナトロンシリーズ）等が挙げられる。
【００４４】
（分子チューブ）
本発明で使用される分子チューブは、チューブ状であって共役高分子を包接できるものであればどのようなものでもよい。分子チューブの内径は共役高分子の外径よりも大きくされる。分子チューブ内に共役高分子を包接させる方法としては、共役高分子が単独で存在している状態よりも分子チューブ内に包接された状態において化学的に安定となるように、共役高分子と分子チューブとの分子構造の組み合わせを制御する方法等が例示できる。たとえば、分子チューブの内壁をなす部位と共役高分子とが分子間相互作用を有するように分子チューブおよび共役高分子の分子設計を行なう方法は好ましい。さらに具体的には、分子全体として疎水性である共役高分子を包接させる場合に、チューブの外壁をなす部位に親水性の構造を有し、かつチューブの内壁をなす部位に疎水性の構造を有する分子チューブを組み合わせる方法等が採用され得る。分子チューブの内壁をなす部位と共役高分子とが分子間相互作用を有するような組み合わせにおいて該分子チューブの内径と該共役高分子の外径とが近接している場合、分子チューブ内に共役高分子が包接され易いと考えられるため好ましい。たとえば共役高分子としてポリアニリンを用い、分子チューブとしてシクロデキストリンの分子間架橋体を用いる場合、β−シクロデキストリンの分子間架橋体が好ましく用いられる。
【００４５】
また、偏光子の吸収波長の広帯域化や偏光子への紫外線吸収能の付与を目的として複数種類の共役高分子成分を組み合わせた共役高分子を使用する場合、全ての種類の共役高分子成分が分子チューブ内に良好に包接されるようにするため、各々の共役高分子成分の分子半径に応じた分子チューブを準備することが好ましい。
【００４６】
分子チューブの具体例としては、たとえば環状化合物の分子間架橋体等が例示でき、具体的には、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のシクロデキストリンの分子間架橋体が挙げられる。また、これらのシクロデキストリンのエステル、エーテル、エーテル誘導体および塩も環状化合物として使用され得る。
【００４７】
上記の環状化合物を筒状に分子間架橋させることにより、本発明において使用される分子チューブを形成することができる。環状化合物を原料とする分子チューブは公知の方法に従って製造されることができ、特許第３２８８１４９号に記載のシクロデキストリンポリマーの製造方法に従って上記分子チューブを製造する方法等が採用され得る。より具体的な例を挙げると、まず、α−シクロデキストリン等の環状化合物の環内に直鎖状分子が包み込まれた構造のポリロタキサンを公知の方法（たとえば特開平６−２５３０７号公報に記載の製造方法、但し該公報では、ポリロタキサンは直鎖状分子のα−サイクロデキストリン包接化合物として表現されている）に従って合成する。次に、ポリロタキサンを構成する環状化合物（たとえばα−シクロデキストリン）の架橋剤を加える等の公知の手段で、当該環状化合物を分子間架橋させる。その後、アルカリ等を用いる公知の手段により直鎖状分子の封鎖基を除去し、ポリロタキサン中の直鎖状分子を抜き取ることにより、分子チューブを製造することができる。所望により、上記封鎖基の除去後、さらに、濃縮、転溶、抽出、結晶化、透析、再沈殿等の公知の精製手段を施してもよい。
【００４８】
なお上記の方法において、架橋剤としては、たとえばエピクロロヒドリン、ジイソシアネート化合物等が使用され得る。また、アルカリとしては、たとえば強アルカリ等、より具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が使用され得る。また、直鎖状分子としては、たとえばポリエチレングリコールビスアミン等の如きアミノ化ポリアルキレングリコール類、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフランの如きポリアルキレングリコール類、ポリイソプレンやポリブタジエンの如き共役ジエン系ポリマー類、ポリジメチルシロキサンの如きポリジアルキルシロキサン類、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリイソブチレンの如きポリオレフィン類等が使用され得る。
【００４９】
なお、本発明において用いられる偏光子が分子チューブ内に共役高分子が包接された構造を有することは、たとえばＡＦＭ（原子間力顕微鏡）等を用いた分子サイズの測定等により確認することができる。
【００５０】
（その他の成分）
本発明において用いられる偏光子は、分子チューブと共役高分子とからなる複合体を含むが、該複合体の他に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等のようなバインダ能力を有する透明樹脂等を含んでいても良い。この場合、偏光子単独の状態での形態保持能がより良好となる。
【００５１】
＜光学部材＞
本発明の光学部材においては、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層の上に、上記のような偏光子が形成されている。ガラス基板、薄膜トランジスター層およびカラーフィルター層としてはたとえば液晶表示装置に通常用いられるような材質、形状のものが適宜使用される。薄膜トランジスター層としてはたとえばアモルファスシリコン等が使用され得る。また、カラーフィルター層としては従来公知の構成のものを画素領域に対応して適宜形成することができる。
【００５２】
本発明においては、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層の上に、分子チューブと共役高分子との複合体を配向させるための配向層を介して偏光子を形成しても良い。配向層としては、表面にラビング処理を施した層や、一軸延伸等によって一方向に分子配向させた延伸フィルム等が好ましく採用され得る。
【００５３】
配向層を形成する材料としては、たとえば液晶表示装置において低分子液晶の配向剤として使用される公知のものが使用できる。具体的には、ポリビニルアルコール、加熱処理によりポリイミド化できるような各種のポリアミック酸、ポリイミド、レシチン、各種のカルボン酸クロム錯体、シラン系カップリング剤、酸化珪素の斜方蒸着膜等を例示できる。またラビング処理された配向層としては、通常の液晶表示セル等の製造に使用される公知の方法でラビング処理が施された配向層が使用され得る。なお具体的なラビング処理条件は、使用するラビング布や配向層の材質等により変化するため、それぞれに適切な条件が選定され得る。
【００５４】
本発明で用いられる偏光子は良好な機械強度を有するため、該偏光子単独で光学部材に組み込まれることができるが、用途に応じて、たとえば偏光子の片面または両面に透明樹脂フィルムが組み合された偏光板の状態で光学部材に組み込まれても良い。
【００５５】
透明樹脂フィルムとしては、透明で光学的に等方性であるものが好ましく、具体的には、たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、環状ポリオレフィン、ポリアリレート、トリアセチルセルロース等のセルロース誘導体、無色透明ポリイミド等が例示される。透明樹脂フィルムの厚みは、通常、０.１μｍ〜１００μｍの範囲内、好ましくは１μｍ〜５０μｍの範囲内とされることができる。透明樹脂フィルムの厚みが上記の範囲内であれば、最終用途において何ら支障をきたすことがない。
【００５６】
＜光学部材の製造方法＞
以下に、本発明の光学部材の典型的な製造方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００５７】
本発明で用いられる偏光子は、たとえば、分子チューブと該分子チューブに包接された共役高分子とからなる複合体を形成する複合体形成工程と、該複合体を含む流動体を調製する流動体調製工程と、流動体をガラス基板の上、薄膜トランジスター層の上、カラーフィルター層の上、またはその他の支持基板の上に塗布し、複合体を実質的に一方向に配向させた偏光子を形成する配向工程とを含む方法により製造されることができる。以下に各工程の典型的な態様について説明する。
【００５８】
（複合体形成工程）
分子チューブと共役高分子との複合体の作製方法としては、分子チューブを形成した後に共役系高分子を分子チューブ内に包接させる方法や、分子チューブの原料である環状化合物の環の部分に共役高分子を包接させた後、該環状化合物を分子間架橋させて分子チューブを形成する方法等が好ましく採用され得る。
【００５９】
まず、分子チューブを形成した後に共役高分子を分子チューブ内に包接させる方法について以下に説明する。分子チューブを作製するための公知の方法として前述したような方法で分子チューブを作製し、得られた分子チューブを水または有機溶剤に溶解させ、これを共役高分子の溶液または分散液と混合する。本発明において使用される分子チューブは共役高分子を包接する機能を有し、分子チューブと共役高分子との組み合わせを選択することにより、上記のような混合によって共役高分子が分子チューブ内に包接され、複合体が形成され得る。なお、特に共役高分子が分散液の状態で分子チューブと混合される場合には、上記の混合の後に加熱下で超音波処理を行なって分子チューブと共役高分子とを複合化することが好ましい。また、分子チューブと共役高分子との複合化の後、共役高分子の末端もしくは分子チューブの末端孔を化学的に封止しても良い。複合化後または末端の封止後に、さらに濃縮、転溶、抽出、結晶化、透析または再沈殿等の公知の精製手段を用いても良い。上記方法により、共役高分子が分子チューブ内に包接されることにより該共役高分子が該分子チューブで被覆された複合体を得ることができる。
【００６０】
次に、分子チューブの原料である環状化合物の環の内部に共役高分子を包接させた後、該環状化合物を分子間架橋させて分子チューブを形成する方法について説明する。この方法において用いられる分子チューブも、あらかじめ分子チューブを形成した後に該分子チューブと共役高分子とを複合化する方法で用いられる分子チューブと同様に、チューブ状であって共役高分子を包接できるものであればどのようなものでも良い。具体的には、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン等のシクロデキストリンの分子間架橋体が挙げられる。また、これらのシクロデキストリンのエステル、エーテル、エーテル誘導体および塩も環状化合物として使用できる。
【００６１】
環状化合物としてシクロデキストリンを用いる場合を例に典型的な方法について説明すると、たとえば特開平６−２５３０７号公報に記載されるような公知の方法で、多数連なったシクロデキストリンの環の内部に共役高分子が包接されたポリロタキサンを合成した後、架橋剤を加える等の公知の手段でシクロデキストリンを分子間架橋させ、ついでアルカリ等を用いる公知の手段によりポリロタキサンの封鎖基を除去する方法等が採用される。なお本発明においては、複合体中に上記の封鎖基を残存させても良い。分子間架橋後または上記封鎖基の除去後、さらに、濃縮、転溶、抽出、結晶化、透析、再沈殿等の公知の精製手段を用いても良い。
【００６２】
架橋剤としては、たとえばエピクロロヒドリン、ジイソシアネート化合物等が使用され得る。また、アルカリとしては、たとえば強アルカリ等、より具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が使用され得る。
【００６３】
（流動体調製工程）
次に、上記のような方法で作製した複合体を実質的に一方向に配向させる。複合体を配向させる方法としては、たとえば、複合体を溶融したり溶媒に溶解したりする方法で複合体の流動体を調製し、該流動体をガラス基板の上、薄膜トランジスター層の上、カラーフィルター層の上、またはその他の支持基板の上に塗布し、複合体層を形成する方法等が採用され得る。複合体を溶融して得た流動体を用いる場合には、該流動体を塗布した後に冷却、固化する方法によって、また複合体を溶媒に溶解して得た流動体を用いる場合には、該流動体を塗布した後に乾燥する方法によって、それぞれ複合体層を形成できる。複合体層の膜厚均一性が良好である点で、該流動体は、共役高分子と分子チューブとの複合体を溶解し得る溶剤に該複合体を溶解させた溶液であることが好ましい。
【００６４】
上記の溶液の調製に用いる溶剤に関しては、複合体を溶解させることができ、かつ適当な条件で留去できる溶剤であれば特に制限は無く、一般的にアセトン、メチルエチルケトン、イソホロン等のケトン類、２−ブトキシエチルアルコール、２−ヘキシルオキシエチルアルコール、１−メトキシ-２-プロパノール等のエーテルアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル類、酢酸エチル、酢酸メトキシプロピル、乳酸エチル等のエステル類、フェノール、クロロフェノール等のフェノール類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶剤、クロロホルム、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲン系溶剤、水、およびこれらの混合系の溶剤を使用することができる。また、複合体層の膜厚均一性をより良好にする観点で、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤等を適宜溶液に添加することができる。
【００６５】
（配向工程）
上記で調製した流動体をガラス基板の上、薄膜トランジスター層の上、カラーフィルター層の上、またはその他の支持基板の上に塗布し、複合体が実質的に一方向に配向した偏光子を作製する。流動体を、ガラス基板、薄膜トランジスター層、またはカラーフィルター層以外の支持基板上に塗布する場合、該支持基板の材料としては、自身がラビング処理可能でありかつ耐熱性を有するものが好ましく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、セルロース誘導体、環状ポリオレフィン等が好ましい。支持基板としては長尺のフィルム、あるいは適当な大きさの枚葉が使用できるが、生産効率の観点から長尺フィルムを用いることが好ましい。
【００６６】
複合体を含む流動体をガラス基板の上、薄膜トランジスター層の上、カラーフィルター層の上、またはその他の支持基板の上に塗布する方法は、特に限定されず、たとえば、スピンコート法、バーコート法、ロールコート法、カーテンコート法、および、スロットコートやエクストルージョンコート等のダイコート法等を採用することができる。複合体を含む流動体として複合体の溶液を用いる場合には、該溶液を塗布した後、ヒーター加熱や温風吹きつけ等の方法によって溶剤を乾燥除去し、複合体層を形成することができる。
【００６７】
複合体を含む流動体が塗布される基板は、表面が実質的に一方向に配向している配向基板であることが好ましい。この場合、該配向基板の上に複合体を含む流動体を塗布することによって、該複合体がより配向し易くなり、より高い偏光度を有する偏光子を簡便に形成できる点で有利である。このような配向基板は、たとえばガラス基板、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層の上に配向膜を形成し、その表面にラビング処理を施したものであることができるほか、表面にラビング処理が施された樹脂からなる支持基板や、一軸延伸等によって一方向に分子配向させた延伸フィルム等であることもできる。
【００６８】
本発明においては、分子チューブと共役高分子とからなる複合体の配向をより完全に近いものとするために、上記の方法において複合体を含む流動体を乾燥させた後、熱処理を実施しても良い。この場合の熱処理温度は、使用される共役高分子と分子チューブとの複合体の液晶性や結晶性により最適条件や限界値が異なるため一概には言えないが、通常５０〜３００℃の範囲内、より好ましくは５０〜２５０℃の範囲内、さらに好ましくは８０〜２３０℃の範囲内とされることができる。該熱処理温度が５０℃以上である場合には、共役高分子と分子チューブとの複合体の流動性が良好であるため該複合体を良好に配向させることができる点で有利である。また該熱処理温度が３００℃以下である場合には、共役高分子と分子チューブとの複合体の分解が生じ難い点で有利である。
【００６９】
上記熱処理における熱処理時間は、通常、１０秒〜２時間の範囲内、より好ましくは３０秒〜１時間の範囲内、さらに好ましくは１分〜３０分の範囲内とされることができる。該熱処理時間が１０秒以上である場合、所望の配向状態を良好に完成させることができる点で有利であり、２時間以下である場合、生産性が良好である点で有利である。
【００７０】
上記の熱処理の後には、複合体層を冷却することにより複合体の配向状態を固定化することができる。複合体層の冷却方法は特に制限されるものではない。通常、上記のような熱処理を行なった後、複合体層が形成された支持基板ごと室温中に取り出すことによって、該支持基板の上に形成された複合体層の配向状態を固定化することが可能である。また、共役高分子と分子チューブとの複合体の種類に応じて、または生産性の観点から、たとえば冷風吹きつけや冷却ロールとの接触等の強制冷却手段を用いることによって配向状態を固定化しても良い。
【００７１】
上記のような方法によって、複合体が実質的に一方向に配向した偏光子を得ることができるが、ガラス基板、薄膜トランジスター層、またはカラーフィルター層以外の樹脂フィルムからなる支持基板上に偏光子を形成させた場合は、必要に応じて延伸を実施することも有用である。偏光子の膜厚は特に制限されるものではなく、所望の偏光度が得られれば特に限定されない。本発明の光学部材を液晶表示装置に使用する場合には、通常、該膜厚は０.１μｍ以上、さらに０.３μｍ以上であることが好ましく、また１００μｍ以下であることが好ましい。該膜厚が０.１μｍ以上である場合、偏光子の膜厚を精度良く制御することができるとともに、共役高分子と分子チューブとの複合体が配向した構造に起因する機能が良好に発揮される点で有利である。また、該膜厚が１００μｍ以下である場合、複合体の配向状態が良好となり、また良好に薄膜化された偏光子が得られる点で有利である。
【００７２】
（ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層への偏光子の形成）
本発明で用いられる偏光子は、上記のようにガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層の上に直接形成することができるが、その偏光子が自己支持性を有している場合には、樹脂フィルムからなる支持基板上に偏光子を形成した後に、その支持基板を剥離除去し、偏光子を、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはガラスフィルター層の上に形成することもできる。一方、偏光子が自己支持性を有しない場合には、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層を支持基板としてその上に偏光子を形成するか、支持基板の上に偏光子を形成した後、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層に該偏光子を転写し、支持基板を剥離除去することが好ましい。
【００７３】
偏光子のガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層への転写方法は、特に制限されるものではないが、支持基板の上に形成された偏光子と、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層とを、粘接着剤の層を介して貼り合わせ、必要により該粘接着剤に硬化処理を施した後に、支持基板を剥離除去する方法等が好ましく採用され得る。
【００７４】
支持基板を剥離除去する方法についても特に制限されるものではないが、たとえば、支持基板のコーナー端部に粘着テープを貼り付けて人為的に剥離する方法、ロール等を用いて機械的に剥離する方法、構成材料全てに対する貧溶媒に浸積した後に機械的に剥離する方法、該貧溶媒中で超音波を照射して剥離する方法、熱膨張係数の差を利用して温度変化により剥離する方法等を適宜採用することができる。
【００７５】
上記の剥離転写に用いられる粘接着剤の塗布方法には特に制限は無く、また使用できる粘接着剤も特に制限されるものではないが、最終用途によっては、粘接着剤の種類として光学的に等方性のものが望ましい場合がある。光学的に等方性の粘接着剤としては、たとえばアクリル系、ポリウレタン系、エチレン−酢酸ビニル共重合体系、各種ゴム系等の粘接着剤や、各種の反応性の粘接着剤が挙げられる。反応性の粘接着剤としては、熱硬化型、光硬化型または電子線硬化型の粘接着剤等が挙げられ、より具体的には、アクリル系のモノマーやオリゴマーを主成分とするものを好適に使用することができる。なお粘接着剤には、必要に応じて各種の光重合開始剤、増感剤、粘度調整剤等を添加することもできる。反応性の粘接着剤の硬化方法は、特に制限されるものではなく、光硬化法、電子線硬化法等を適宜採用できるが、偏光子の配向状態を損なわない範囲で実施することが望ましい。
【００７６】
反応性の粘接着剤を光硬化法によって硬化させる場合は、公知の硬化手段として、たとえば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を使用することができる。また上記の硬化手段の露光量は、用いる反応性の粘接着剤の種類により異なるため一概には言えないが、通常５０〜２０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内、好ましくは１００〜１０００ｍＪ／ｃｍ2の範囲内とされることができる。
【００７７】
一方、反応性の粘接着剤を電子線硬化法によって硬化させる場合に照射される電子線の加速電圧は、電子線の透過力や硬化力により適宜選定されるものであり一概にはいえないが、通常、３０〜１０００ｋＶ、好ましくは５０〜５００ｋＶの条件とされることができる。
【００７８】
以上のような方法で、本発明の光学部材を形成することができる。以下に、本発明の光学部材の好ましい構成の例についてより具体的に説明する。
【００７９】
＜実施の形態１＞
図１に示したようなガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備える本発明の光学部材は、該ガラス基板を挟んで偏光子と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備えることができる。
【００８０】
図４は、本発明の実施の形態１に係る光学部材の構成を示す断面図である。図４に示す光学部材４０１においては、ガラス基板１１の上に偏光子１２が形成され、ガラス基板１１を挟んで偏光子１２と対向するように薄膜トランジスター層１３が形成されている。また光学部材４０２においては、ガラス基板２１の上に偏光子２２が形成され、ガラス基板２１を挟んで偏光子２２と対向するようにカラーフィルター層２３が形成されている。本発明の光学部材には保護効果を付与するためのオーバーコートが形成されても良く、図４に示す光学部材４０１，４０２においては、薄膜トランジスター層１３およびカラーフィルター層２３の上にそれぞれオーバーコート１４，２４が形成されている。
【００８１】
薄膜トランジスター層１３は、たとえばアモルファスシリコン等で形成することができる。また、カラーフィルター層２３は、従来公知の構成で、画素領域に対応して形成されている。
【００８２】
オーバーコート１４，２４に用いられる材料は、透明性、機械強度、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層との接着性を満足するものであれば、特に限定されない。具体的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂が好適に使用され得る。オーバーコートは、透明樹脂ワニスを薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層上に塗布した後、溶媒を除去する方法や、無溶剤の紫外線硬化型樹脂または熱硬化型樹脂を塗工した後、それぞれ紫外線照射または加熱処理を施す方法等により形成できる。
【００８３】
本発明に係る光学部材４０１および光学部材４０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。液晶表示装置の典型的な構成については後述するが、たとえば、光学部材４０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材４０２のカラーフィルター層２３とが対向するように該光学部材４０１と該光学部材４０２とを配置し、該光学部材４０１と該光学部材４０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。光学部材４０１の偏光子１２と光学部材４０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【００８４】
＜実施の形態２＞
図１に示したようなガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備える本発明の光学部材は、偏光子を挟んでガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層をさらに備えることができる。
【００８５】
図５は、本発明の実施の形態２に係る光学部材の構成を示す断面図である。なお本実施の形態において特記していない事項については、実施の形態１で述べた態様と同様の態様が採用され得る。図５に示す光学部材５０１においては、ガラス基板１１の上に偏光子１２が形成され、該偏光子１２を挟んでガラス基板１１と対向するように薄膜トランジスター層１３が形成されている。また光学部材５０２においては、ガラス基板２１の上に偏光子２２が形成され、該偏光子２２を挟んでガラス基板２１と対向するようにカラーフィルター層２３が形成されている。なお図５に示す光学部材５０１，５０２においては、薄膜トランジスター層１３およびカラーフィルター層２３の上にそれぞれオーバーコート１４，２４が形成されている。
【００８６】
光学部材５０１および光学部材５０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。この場合、光学部材５０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材５０２のカラーフィルター層２３とが対向するように該光学部材５０１と該光学部材５０２とを配置し、該光学部材５０１と該光学部材５０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。この場合も、光学部材５０１の偏光子１２と光学部材５０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【００８７】
＜実施の形態３＞
図１に示したようなガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備える本発明の光学部材は、偏光子を挟んでガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層を備え、さらに、該偏光子と該カラーフィルター層または該薄膜トランジスター層との間に形成された位相差層を備えても良い。
【００８８】
図６は、本発明の実施の形態３に係る光学部材の構成を示す断面図である。なお本実施の形態において特記していない事項については、実施の形態１および２で述べた態様と同様の態様が採用され得る。図６に示す光学部材６０１，６０２は、図５に示す光学部材５０１の偏光子１２と薄膜トランジスター層１３との間、および、図５に示す光学部材５０２の偏光子２２とカラーフィルター層２３との間に、それぞれ位相差層１５，２５をさらに備えるものである。本発明の光学部材が位相差層を備える場合、所望される光学特性が良好に付与される。位相差層としては、直線偏光の向きを変えるλ／２板や、円偏光を形成するλ／４板、それぞれ視野角を広げるためのネガティブＯプレート、ポジティブＯプレート、ネガティブＣプレート、ポジティブＣプレート、ネガティブＡプレート、二軸性ポジティブＡプレート、等が好ましく使用され得る。
【００８９】
光学部材６０１および光学部材６０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。この場合、光学部材６０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材６０２のカラーフィルター層２３とが対向するように該光学部材６０１と該光学部材６０２とを配置し、該光学部材６０１と該光学部材６０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。この場合も、光学部材６０１の偏光子１２と光学部材６０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【００９０】
本実施の形態のように、偏光子と、位相差
層と、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層とがこの順になるように配置される構成は、通常の光学フィルムをセル外に貼合した構成と比較して、液晶層と偏光子や位相差層との距離が近づき、ガラス基板の厚みに起因する光線のずれが軽減され、視角特性が改善できるため、有利である。
【００９１】
＜実施の形態４＞
図１に示したようなガラス基板と該ガラス基板の上に形成された偏光子とを備える本発明の光学部材は、偏光子を挟んでガラス基板と対向するように形成された薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層を備え、さらに、該カラーフィルター層または該薄膜トランジスター層を挟んで該偏光子と対向するように形成された位相差層を備えても良い。  
【００９２】
図７は、本発明の実施の形態４に係る光学部材の構成を示す断面図である。なお本実施の形態において特記していない事項については、実施の形態１〜３で述べた態様と同様の態様が採用され得る。図７に示す光学部材７０１，７０２は、図５に示す光学部材５０１，５０２のオーバーコート１４，２４の上に、それぞれ位相差層１５，２５をさらに備えるものである。
【００９３】
光学部材７０１および光学部材７０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。この場合、光学部材７０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材７０２のカラーフィルター層２３とが、位相差層１５，２５を挟んで対向するように該光学部材７０１と該光学部材７０２とを配置し、該光学部材７０１と該光学部材７０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。この場合も、光学部材７０１の偏光子１２と光学部材７０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【００９４】
本実施の形態のように、偏光子と、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と、位相差層とがこの順になるように配置される構成は、位相差層と偏光子とが分離した状態となるため、偏光子と位相差層との線膨張係数の差によって生じる白抜けなどの表示性能の低下が抑えられるばかりでなく、液晶層と位相差層との距離が近づき、ガラス基板の厚みに起因する光線のずれが軽減され、視角特性が著しく改善できるため、有利である。
【００９５】
＜実施の形態５＞
図８は、本発明の実施の形態５に係る光学部材の構成を示す断面図である。なお本実施の形態において特記していない事項については、実施の形態１〜４で述べた態様と同様の態様が採用され得る。図８に示す光学部材８０１においては、薄膜トランジスター層１３の上に偏光子１２が形成されている。また光学部材８０２においては、カラーフィルター層２３の上に偏光子２２が形成されている。なお図８には、薄膜トランジスター層１３と偏光子１２との間およびカラーフィルター層２３と偏光子２２との間にそれぞれオーバーコート１４，２４が形成されている場合について示している。また図８には、薄膜トランジスター層１３およびカラーフィルター層２３が、ガラス基板１１およびガラス基板２１の上にそれぞれ形成されている場合について示している。図８に示す実施の形態５は、図２に示した薄膜トランジスター層と偏光子とを備える光学部材や、図３に示したカラーフィルター層と偏光子とを備える光学部材を基本とするものである。
【００９６】
光学部材８０１および光学部材８０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。この場合、光学部材８０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材８０２のカラーフィルター層２３とが偏光子１２，２２を挟んで対向するように該光学部材８０１と該光学部材８０２とを配置し、該光学部材８０１と該光学部材８０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。この場合も、光学部材８０１の偏光子１２と光学部材８０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【００９７】
本実施の形態のように、ガラス基板上ではなく、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層の上に偏光子が形成される構成は、予め薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層を形成した後、最終的に偏光子が形成されるため、薄膜トランジスター層やカラーフィルター層を形成する際に印加される熱などで偏光子自体が劣化することがなく、ほぼ理想的な偏光性能が発現でき、高コントラストが実現できるため、有利である。
【００９８】
＜実施の形態６＞
本発明の光学部材が、図２および図３に示され、また実施の形態５（すなわち図８）において示されるような、薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層の上に偏光子が形成された構成とされる場合、該光学部材は、該偏光子を挟んで該薄膜トランジスター層または該カラーフィルター層と対向するように形成された位相差層をさらに備えても良い。
【００９９】
図９は、本発明の実施の形態６に係る光学部材の構成を示す断面図である。なお本実施の形態において特記していない事項については、実施の形態１〜５で述べた態様と同様の態様が採用され得る。図９に示す光学部材９０１においては、偏光子１２を挟んで薄膜トランジスター層１３と対向する位置に位相差層１５が形成され、光学部材９０２においては、偏光子２２を挟んでカラーフィルター層２３と対向する位置に位相差層２５が形成されている。
【０１００】
光学部材９０１および光学部材９０２はたとえば液晶表示装置用の光学部材として組み合わせて用いられることができる。この場合、光学部材９０１の薄膜トランジスター層１３と光学部材９０２のカラーフィルター層２３とが位相差層１５，２５を挟んで対向するように該光学部材９０１と該光学部材９０２とを配置し、該光学部材９０１と該光学部材９０２との間に液晶層、配向膜、電極等を従来公知の態様で設けることによって液晶表示装置を形成できる。この場合も、光学部材９０１の偏光子１２と光学部材９０２の偏光子２２とは、通常両者の吸収軸が直交するように配置される。
【０１０１】
本実施の形態のように、薄膜トランジスター層の上に偏光子が形成され、さらにその上に位相差層が形成される構成は、位相差層が液晶層に最も近い位置に配置されるため、視野角特性の観点から、有利である。
【０１０２】
また本実施の形態のように、カラーフィルター層の上に偏光子が形成され、さらにその上に位相差層が形成される構成も、位相差層が液晶層に最も近い位置に配置されるため、視野角特性の観点から、有利である。
【０１０３】
以上の実施の形態１〜６では、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層の上に直接またはオーバーコートを介して偏光子が形成される場合について説明したが、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層と偏光子との間に、前述したような配向層を介在させる場合、高偏光度の偏光子を形成できる点で有利である。また、ガラス基板または薄膜トランジスター層もしくはカラーフィルター層と偏光子との間には、配向層にかえて、または配向層とともに、絶縁層、各種バリア層、耐熱層等の層が形成されても良い。
【０１０４】
本発明の光学部材は、集光シート、拡散フィルム、導光板、光反射シート、輝度向上フィルム、防眩性シート等をさらに備えることができ、これらの光学層を目的に応じて組み合わせることによって本発明の光学部材に対して目的に応じた光学特性を持たせることができる。たとえば、本発明の光学部材の液晶層と接する側とは反対側に、光拡散シートと輝度向上フィルムとをこの順番で積層した構成等が例示できる。
【０１０５】
＜液晶表示装置＞
本発明はまた、一対のセル基板の間に液晶を封入してなる液晶セルを備え、該セル基板の少なくとも一方が上述した光学部材からなる液晶表示装置をも提供する。すなわち、液晶表示装置の作製に際しては、上述したような本発明の光学部材を一方のセル基板とし、他方のセル基板を別のもので構成することもできるし、一対のセル基板をそれぞれ本発明の光学部材で構成することもできる。図４〜図９を参照して説明したように、薄膜トランジスター層を有する光学部材と、カラーフィルター層を有する光学部材とを、薄膜トランジスター層とカラーフィルター層とが対向するように、換言すれば、ガラス基板が外側となるように、一対の基板を組み合わせるのが通例であり、この場合は一般に、薄膜トランジスター層を有する光学部材が背面（すなわちリア）側となり、カラーフィルター層を有する光学部材が前面（すなわちフロント）側となる。液晶表示装置を構成する液晶層は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、  ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、  ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）等、液晶表示装置の分野で知られている各種のモードのものであることができる。
【０１０６】
図１０は、本発明の液晶表示装置の構成例を示す断面図である。液晶表示装置１０００は、光学部材１，２と、該光学部材に挟まれた液晶層７とを備える。光学部材１は、たとえば図４〜９に示す光学部材４０１，５０１，６０１，７０１,８０１,９０１のような構造とされることができ、光学部材２は、たとえば図４〜９に示す光学部材４０２，５０２，６０２，７０２，８０２，９０２のような構造とされることができる。
【０１０７】
図４〜９に示した各実施の形態の中では、図４に示した実施の形態１のみ、偏光子１２，２２が液晶セルの外側に配置されることとなり、残りの図５〜図９に示す形態では、ガラス基板１１，２１が外側でセル基板を構成し、偏光子１２，２２がその内側に配置されることとなる。また、図４〜９には、薄膜トランジスター層が存在するかカラーフィルター層が存在するかにおいて異なる以外は、上下で同じ構成の光学部材を組み合わせる形態を示したが、上下で異なる構成の光学部材を組み合わせてもよいことは、上の説明から理解されるであろう。
【０１０８】
本発明の液晶表示装置における液晶セルは、典型的には、少なくとも一方が本発明の光学部材で構成される一対の基板と、該基板で挟まれた領域内に対向して設けられる一対の電極と、電極間に充填された液晶層とを少なくとも含む構造を有する。なお一対の電極と液晶層との間には、配向膜がさらに設けられることが好ましい。図１０に示す液晶表示装置１０００においては、光学部材１，２の一部としてそれぞれ形成される一対のガラス基板が液晶セルの基板を兼ね、一対の電極３，４と、該電極３，４の内側に形成される配向膜５，６と、該配向膜５，６の内側に形成される液晶層７とが、一対の該ガラス基板で挟持されることによって液晶セルが形成されることができる。
【０１０９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明の光学部材は、たとえばカーナビゲーションシステム用、携帯電話用、パーソナルコンピュータをはじめとする各種モニター用、テレビ用等、種々の用途の液晶表示装置に対して好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ガラス基板と偏光子とを備える本発明の光学部材の基本的な構成を示す断面図である。
【図２】薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と偏光子とを備える本発明の光学部材の基本的な構成を示す断面図である。
【図３】薄膜トランジスター層またはカラーフィルター層と偏光子とを備える本発明の光学部材の基本的な構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る光学部材の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２，１０１，２０１，３０１，４０１，４０２，５０１，５０２，６０１，６０２，７０１，７０２，８０１，８０２，９０１，９０２  光学部材、３，４  電極、５，６  配向膜、７  液晶層、１１，２１  ガラス基板、１２，２２  偏光子、１３  薄膜トランジスター層、１４，２４  オーバーコート、２３  カラーフィルター層、１５，２５  位相差層、１０００  液晶表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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