WO2014069217A1

WO2014069217A1 - 偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法

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Publication number: WO2014069217A1
Application number: PCT/JP2013/077731
Authority: WO
Inventors: 昌弘三谷; 和也辻埜; 洋典岩田
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Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2014-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-02

Abstract

本発明は、発電機能及び偏光特性に優れ、かつ効率的な構成を備える偏光素子を提供する。本発明の偏光素子は、支持基板と、第一の電極と、第二の電極と、該第一の電極と該第二の電極との間に配置された有機半導体層と、該第一の電極と該有機半導体層との間に配置された第一のキャリア輸送層、及び／又は、該有機半導体層と該第二の電極との間に配置された第二のキャリア輸送層とを有し、該支持基板と第一の電極と第二の電極とは、この順に配置され、該有機半導体層は、バルクへテロ接合型の単層の有機半導体層であり、該第一のキャリア輸送層、該有機半導体層、及び、該第二のキャリア輸送層の少なくとも一つが偏光特性を有するものである。

Description

偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法

偏光素子、偏光素子の製造方法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。より詳しくは、発電機能を有する偏光素子及びその製造方法、発電機能を有する偏光素子を備える液晶表示装置及びその製造方法に関するものである。

液晶表示（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）装置は、複屈折性を有する液晶分子の配向を制御することにより光の透過／遮断（表示のオン／オフ）を制御する機器である。一般的な液晶表示装置は、一対の基板及び一対の基板間に配置された液晶層からなる液晶パネルと、液晶パネルを挟むように配置された一対の偏光板と、バックライトユニットとを有する。すなわち、一対の基板はそれぞれ、液晶層と反対側の面上に偏光板を有する。液晶パネルの背面には、光源を含むバックライトユニットが備え付けられる。液晶層は、正又は負の誘電率異方性を有する液晶分子を含有する。偏光板は、一定の振動方向の光波だけを透過させる光学異方性を有し、透過する光の振動方向の軸を偏光軸ともいう。

液晶表示装置による表示方法をノーマリーブラックを例に説明する。液晶層内に電圧が印加されていない時には、バックライト等の光源からの光は、上記一対の偏光板により遮断され、液晶表示装置は黒表示を示す。一方、液晶層内に電圧が印加されると、電界の向きに応じて液晶分子の配向方向が変化する。液晶分子は、複屈折性を有するため、光源からの光の経路を変化させ、光源からの光は、偏光板の偏光軸と角度を成し観察者側へ射出される。これにより、液晶表示装置は白表示を示す。

太陽電池は、太陽光を利用して発電する機器である。太陽電池は、シリコン系、化合物半導体系、有機系に大別される。更に、シリコン系は、結晶シリコン型と薄膜シリコン型に分けられ、化合物半導体系は、化合物結晶系と化合物薄膜系に分けられ、有機系は、有機半導体系と色素増感型に分けられる。現在、シリコン系の太陽電池が主流であるが、低価格で製造できる可能性があることから、有機半導体系の太陽電池への関心が高まっている。

有機半導体系の太陽電池の種類としては、ＰＮ接合型、バルクヘテロ接合型が挙げられる。以下に、図５９～図６２を用いて、ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池と、バルクヘテロ接合型の有機半導体系の太陽電池の発電機構について説明する。図５９及び図６０は、ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池の模式図であり、図５９は斜視模式図、図６０は発電機構を示す断面模式図である。図６１及び図６２は、バルクヘテロ接合型の有機半導体系の太陽電池の模式図であり、図６１は斜視模式図、図６２は発電機構を示す断面模式図である。

ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池は、図５９に示すように、ガラス基板等の支持基板１、陽極２、正孔輸送層３、光電変換層４、陰極５を有する。光電変換層４は、ｐ型の有機半導体層４ａ及びｎ型の有機半導体層４ｂが積層された２層で構成される。ガラス基板１上に陽極２が形成され、陽極２上に正孔輸送層３が形成され、正孔輸送層３上にｐ型の有機半導体層４ａが形成され、ｐ型の有機半導体層４ａ上にｎ型の有機半導体層４ｂが形成され、ｎ型の有機半導体層４ｂ上に陰極５が形成される。

図６０に示すように、光電変換層４に励起光（例えば、太陽光）が照射されると、ｐ型の有機半導体層４ａとｎ型の有機半導体層４ｂとの界面（ｐ－ｎ接合界面）近傍において、電子７と正孔（ホール）８が一対となった励起子６が発生する。励起子６がｐ－ｎ接合界面まで到達すると、電子７と正孔（ホール）８に分離し、それぞれ陰極５と陽極２に移動する。このような電荷の移動により、電流が発生する。

バルクヘテロ接合型の有機半導体系の太陽電池は、図６１に示すように、ｐ型の有機半導体層及びｎ型の有機半導体層が積層された光電変換層の代わりに、ｐ型の有機半導体材料とｎ型の有機半導材料とを混合した単層の光電変換層９を有する。光電変換層９以外の構成は、ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池と同様である。

図６２に示すように、光電変換層９は、ｐ型の有機半導体材料とｎ型の有機半導材料とが混合されているため、ｐ－ｎ接合界面の面積が広い。そのため、光電変換層９に励起光（例えば、太陽光）が照射されると、励起子６がｐ－ｎ接合界面に達する確率が高く、励起子６が電子７と正孔８に分離しやすいため、光電変換効率が高い。

有機半導体系の太陽電池は、更に光電変換効率を向上させるために種々の研究がなされている（例えば、特許文献１、非特許文献１及び２参照。）。また、近年、ｐ型有機半導体層とｎ型有機半導体層を積層した二層構造の有機半導体系の太陽電池において、ｐ型有機半導体層をラビングすることで、偏光特性を付与することができることが報告されている（例えば、非特許文献３参照。）。

国際公開第１９９４／０５０４５号

C.W.Tang,「Twolayer organic photovoltaic cell」Applied Physics Letters 48,183(1986) Sean E.Shaheen, Christoph J.Brabec, N.Serdar Sariciftci, Franz Padinger, Thomas Fromherz et al.,「2.5% efficient organic plastic solar cells」Applied Physics Letters 78, 841(2001) Rui Zhu, Ankit Kumar, and Yang Yang,「Polarizing Organiv Photovoltaics」Advanced Materials 23, 4193(2011)

液晶表示装置をはじめとする表示装置は、映像を表示するために電源やバッテリー等の外部からの電力供給を必要とする。そのため、電力インフラが整備されていない地域では使用することができず、また、災害等で外部からの電力が供給されない場合には使用することができない。更に、近年、環境エネルギーに対する意識が高まっていることから、表示装置自身が発電するセルフパワードディスプレイが必要とされている。

セルフパワードディスプレイとして、シリコン系の太陽電池と表示装置とを組み合わせた商品は古くから提案されている。シリコン系の太陽電池を用いる場合には、表示面の裏側に太陽電池を配置するか、表示面と太陽電池とを並べて配置する必要がある。しかし、シリコン系の太陽電池は光を透過しないため、表示面の裏側に太陽電池を配置すると、表示と発電とを同時に行うことができない。また、表示面と太陽電池とを並べて配置すると、広い設置面積が必要となる。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、発電機能及び偏光特性に優れ、かつ効率的な構成を備える偏光素子、該偏光素子の製造方法、該偏光素子を有する液晶表示装置、及び、該液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、構成を複雑化することなく、表示と同時に発電を行うことが可能な構成について検討を行った。そして、有機半導体系の太陽電池は、一定の処理を施すことで偏光特性を付与することが可能な点に着目し、液晶表示装置が必須として備える偏光素子を、偏光特性を有する太陽電池に置き換えることで、構成を複雑化することなく、偏光素子に発電機能を付与することができることを見出した。なお、有機半導体系の太陽電池は、透光性を確保しやすいため、表示面と重ねて配置したとしても、光が遮られてしまうというデメリットが少ない。

また、本発明者らは、更に鋭意検討を行ったところ、ＰＮ接合型の有機半導体層ではなく、バルクヘテロ接合型の有機半導体層に対して偏光特性を付与した場合、同じ方法であったとしても、バルクヘテロ接合型の方が、ＰＮ接合型よりも優れた偏光特性を持つことが確認された。

こうして本発明者らは、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。

本発明の一態様は、支持基板と、第一の電極と、第二の電極と、該第一の電極と該第二の電極との間に配置された有機半導体層と、該第一の電極と該有機半導体層との間に配置された第一のキャリア輸送層、及び／又は、該有機半導体層と該第二の電極との間に配置された第二のキャリア輸送層とを有し、該支持基板と第一の電極と第二の電極とは、この順に配置され、該有機半導体層は、バルクへテロ接合型の単層の有機半導体層であり、該第一のキャリア輸送層、該有機半導体層、及び、該第二のキャリア輸送層の少なくとも一つが偏光特性を有する偏光素子である。

上記第一の電極は、陽極であっても陰極であってもよい。また、上記第二の電極は、陽極であっても、陰極であってもよい。上記第一のキャリア輸送層は、正孔輸送層であっても電子輸送層であってもよい。上記第二のキャリア輸送層は、正孔輸送層であっても電子輸送層であってもよい。

本発明の偏光素子の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。また、本発明の偏光素子の用途は限定されず、液晶表示装置のほかに、偏光サングラス、偏光レンズ、偏光フィルター等の光学素子に適用することも可能である。

好ましい形態としては、（ｉ）上記第一の電極が陽極であり、上記第二の電極が陰極であり、上記第一のキャリア輸送層が正孔輸送層であり、上記第二のキャリア輸送層が電子輸送層である組み合わせ、及び、（ｉｉ）上記第一の電極が陰極であり、上記第二の電極が陽極であり、上記第一のキャリア輸送層が電子輸送層であり、上記第二のキャリア輸送層が正孔輸送層である組み合わせが挙げられる。好ましい形態のうち、（ｉ）の構成を通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）ともいい、（ｉｉ）の構成を逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）ともいう。

上記有機半導体層の表面は、凹凸を有してもよい。該凹凸は、平面視において線状の溝であってもよい。溝の幅は１～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１０～１００００ｎｍであり、溝の深さは１～１００ｎｍであることが好ましい。

上記第一のキャリア輸送層の表面及び／又は前記第二のキャリア輸送層の表面は、凹凸を有してもよい。該凹凸は、平面視において線状の溝であってもよい。溝の幅は１～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１０～１００００ｎｍであり、溝の深さは１～１００ｎｍであることが好ましい。

上記支持基板の表面は、凹凸を有してもよい。該凹凸は、平面視において線状の溝であってもよい。溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～３００ｎｍであることが好ましい。

上記第二の電極は、異なる材料により形成された複数の部位を有してもよい。

上記第二の電極は、透光性を有する部位と、遮光性を有する部位とを有してもよい。

前記第二の電極は、格子状の電極部分と櫛歯状の電極部分とを有してもよい。

上記第二の電極は、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、電気伝導度が大きい材料で構成されていることが好ましい。

上記第二の電極は、陰極であり、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、仕事関数が小さい材料で構成されていることが好ましい。

上記第二の電極は、陽極であり、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、仕事関数が大きい材料で構成されていることが好ましい。

本発明の他の一態様は、支持基板上に第一の電極を形成する工程と、該第一の電極上にバルクへテロ接合型の単層の有機半導体層を形成する工程と、該有機半導体層上に第二の電極を形成する工程と、該第一の電極と該有機半導体層との間に第一のキャリア輸送層を形成する工程、及び／又は、該有機半導体層と該第二の電極との間に第二のキャリア輸送層を形成する工程とを有し、該第一のキャリア輸送層、該有機半導体層、及び、該第二のキャリア輸送層の少なくとも一つが偏光特性を有する偏光素子の製造方法である。

上記第一の電極は、陽極であっても陰極であってもよい。また、上記第二の電極は、陽極であっても、陰極であってもよい。上記第一のキャリア輸送層は、正孔輸送層であっても電子輸送層であってもよい。また、上記第二のキャリア輸送層は、正孔輸送層であっても電子輸送層であってもよい。

本発明の偏光素子の製造方法としては、このような工程を必須とするものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

上記有機半導体層を形成する工程と上記第二の電極を形成する工程との間に、上記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程を有してもよい。

上記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程は、上記有機半導体層の表面をラビングする工程であってもよい。ラビングする場合、溝の幅は１～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１０～１００００ｎｍであり、溝の深さは１～１００ｎｍであることが好ましい。

上記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、上記有機半導体層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であってもよい。フォトリソグラフィーを用いる場合、溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～１００ｎｍであることが好ましい。

上記有機半導体層を形成する工程の一例は、上記支持基板を一方向に移動させながら有機半導体材料を塗布する工程であってもよい。

上記有機半導体層を形成する工程と前記第二の電極を形成する工程との間に、有機半導体層を伸延する工程を有してもよい。

上記第一キャリア輸送層を形成する工程と上記有機半導体層を形成する工程との間に、該第一キャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程を有してもよい。

上記第一のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、上記第一キャリア輸送層の表面をラビングする工程であってもよい。ラビングする場合、溝の幅は１～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１０～１００００ｎｍであり、溝の深さは１～１００ｎｍであることが好ましい。

上記第一のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、上記第一キャリア輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であってもよい。フォトリソグラフィーを用いる場合、溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～１００ｎｍであることが好ましい。

上記第二キャリア輸送層を形成する工程と上記第二の電極を形成する工程との間に、前記第二キャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程を有してもよい。

上記前記第二キャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、上記第二キャリア輸送層の表面をラビングする工程であってもよい。ラビングする場合、溝の幅は１～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１０～１００００ｎｍであり、溝の深さは１～１００ｎｍであることが好ましい。

前記第二キャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、該第二キャリア輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であってもよい。フォトリソグラフィーを用いる場合、溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～１００ｎｍであることが好ましい。

上記有機半導体層の表面、第一のキャリア輸送層の表面、又は、上記第二のキャリア輸送層の表面をラビングする工程は、ラビング回数が１５～１６０回であることが好ましく、より好ましくは４０～１６０回であり、更に好ましくは８０～１６０回である。

上記支持基板上に第一の電極を形成する工程の前に、上記支持基板の表面に凹凸を形成する工程を有してもよい。

上記支持基板の表面に凹凸を形成する工程は、上記支持基板の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であってもよい。溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～３００ｎｍであることが好ましい。

本発明の他の一態様は、一対の基板と、該一対の基板の間に挟持された液晶層と、
一対の偏光素子とを有し、該一対の偏光素子の少なくとも一方は、上記本発明のいずれかの偏光素子であり、該一対の基板のいずれか一方の、液晶層側と反対側の面上に配置されている液晶表示装置（本発明の第一の液晶表示装置）である。

本発明の第一の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

上記一対の基板のいずれか一方は、ブラックマトリクスを有し、上記偏光素子が有する第二の電極の少なくとも一部は、該ブラックマトリクスと重畳するように配置されてもよい。

上記第二の電極の、上記ブラックマトリクスと重畳する部分は、上記ブラックマトリクスと重畳しない部分より厚くてもよい。

上記第二の電極の、上記ブラックマトリクスと重畳しない部分は、透光性を有してもよい。

上記第一の電極と上記液晶層との間に上記第二の電極が位置してもよい。

本発明の他の一態様は、一対の基板と、該一対の基板の間に挟持された液晶層とを有し、該一対の基板の少なくとも一方は、上記の偏光素子を含む液晶表示装置（本発明の第二の液晶表示装置）である。

本発明の第二の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素により特に限定されるものではない。

上記基板のいずれか一方は、ブラックマトリクスを有し、上記偏光素子が有する第二の電極の少なくとも一部は、該ブラックマトリクスと重畳するように配置されてもよい。

本発明の他の一態様は、上記本発明のいずれかの偏光素子の製造方法によって偏光素子を製造する工程と、該偏光素子を製造する工程によって製造された偏光素子を、液晶層を挟持する一対の基板のいずれか一方の、液晶層と反対側の面上に配置する工程とを有する液晶表示装置の製造方法（本発明の第一の液晶表示装置の製造方法）である。

本発明の第一の液晶表示装置の製造方法としては、このような工程を必須とするものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

本発明の他の一態様は、上記本発明のいずれかの偏光素子の製造方法によって、液晶層を挟持する一対の基板の少なくとも一方に、偏光素子を製造する工程を有する液晶表示装置の製造方法（本発明の第二の液晶表示装置の製造方法）である。

本発明の第二の液晶表示装置の製造方法としては、このような工程を必須とするものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。

本発明によれば、発電機能及び偏光特性に優れ、かつ効率的な構成を備える偏光素子、及び、該偏光素子を備える液晶表示装置が得られる。

実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の平面模式図。実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。応用形態１に係る偏光素子の平面模式図。応用形態１に係る偏光素子の平面模式図。応用形態１に係る偏光素子の陰極の製造工程（第一の製造工程）を表した模式図。応用形態１に係る偏光素子の陰極の製造工程（第二の製造工程）を表した模式図。実施例１に係る偏光素子の二色比を示したグラフ。比較例１に係る偏光素子の二色比を示したグラフ。実施形態２に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態２に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態２に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態３に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態３に係る偏光素子の平面模式図。実施形態３に係る偏光素子の平面模式図。実施形態３に係る偏光素子の平面模式図。実施形態２に係る偏光素子の発電機構を示す断面模式図。実施形態２に係る偏光素子のエネルギーバンド図。実施形態３に係る偏光素子の発電機構を示す断面模式図。実施形態３に係る偏光素子のエネルギーバンド図。実施形態３に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態３に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態４に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態４に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態５に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態５に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態６に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態６に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態７に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態７に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態８に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態８に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態９に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態９に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態９に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態１０に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態１０に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態１０に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態１１に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図。実施形態１１に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置の斜視模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置の断面模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図に対し、陰極の位置を付け加えた平面模式図。一般的な液晶表示装置の斜視模式図。一般的な液晶表示装置の断面模式図。実施形態１２に係る液晶表示装置における電力供給の経路を説明した図。実施形態１３に係る液晶表示装置の斜視模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置の断面模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の平面模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程を表した模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程を表した模式図。実施形態１３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の製造工程を表した模式図。実施形態１４に係る液晶表示装置の斜視模式図。実施形態１４に係る液晶表示装置の断面模式図。応用形態２に係る液晶表示装置の断面模式図。応用形態２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図に対し、陰極の位置を付け加えた平面模式図。応用形態２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図に対し、陰極の位置を付け加えた平面模式図。応用形態３に係る液晶表示装置の断面模式図。応用形態３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図。応用形態３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図。ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池の斜視模式図。ＰＮ接合型の有機半導体系の太陽電池の発電機構を示す断面模式図。バルクヘテロ接合型の有機半導体系の太陽電池の斜視模式図。バルクヘテロ接合型の有機半導体系の太陽電池の発電機構を示す断面模式図。

以下に実施形態を掲げ、本発明について図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

下記実施形態に係る各偏光素子は、例えば、太陽電池のように、光が当たったときに発生した電子及び正孔を直流電流として取り出すことが可能な「発電素子」として用いてもよいし、例えば、フォトダイオード、それを用いたＣＣＤ（Charged Coupled Device）又はＣＭＯＳイメージセンサーのように、光が当たったときに発生した電子を半導体層内部に保持し、回路駆動の仕方によって光の強弱（光信号）に応じた電気信号を外部に取り出すことが可能な「受光素子」として用いてもよい。

（実施形態１）
実施形態１では、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、ラビングにより有機半導体層に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図１及び図２は、実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の模式図であり、図１は断面模式図であり、図２は平面模式図である。図１に示すように、実施形態１に係る偏光素子１００は、支持基板１０１、陽極（第一の電極）１０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１０３、有機半導体層１０４、及び、陰極（第二の電極）１０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子１００は、シール材１０７により対向基板１０６と貼り付けられており、偏光素子１００、シール材１０７、及び、対向基板１０６の組み合わせが一つの偏光板１１０を構成する。陽極（第一の電極）１０２と有機半導体層１０４との間に正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１０３を配置することで、ポテンシャル障壁を小さくして陽極１０２から有機半導体層１０４への正孔の注入効率を高めることができる。陽極１０２は透光性を有しており、形状は平板状である。陰極１０５の形状の一例としては、図２に示すように、平面視において格子状である形状が挙げられる。

実施形態１では、有機半導体層１０４が偏光特性（光学的異方性）を有する。偏光特性は、二枚の偏光素子を偏光軸が互いに平行となるようにパラレルニコルに配置した場合と、偏光軸が互いに直交するようにクロスニコルに配置した場合との透過率の比で表すことができ、この透過率の比を「二色比」ともいう。偏光素子は、一般的に液晶表示装置等に用いた場合には、二色比が２以上でモノクロ表示を行うことができ、二色比の値が高いほど良好なモノクロ表示を得ることができる。本明細書において「偏光特性を有する」とは、５５０ｎｍの波長成分での二色比が２以上である場合をいう。

有機半導体層１０４は、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料とを混合して形成されたバルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。有機半導体層１０４は、光電変換層である。励起子がｐ－ｎ接合界面まで到達すると、電子と正孔（ホール）に分離し、電子は陰極１０５へ、正孔は陽極１０２に移動する。このような電荷の移動により、電流が発生する。有機半導体では、電子及び正孔の拡散長が数百ｎｍと短いため、ＰＮ接合型の有機半導体層では、励起子がｐ－ｎ接合界面に到達する確率が低いが、有機半導体層１０４は、バルクヘテロ接合型でｐ－ｎ接合界面の面積が広いため、励起子がｐ－ｎ接合界面に到達する確率が高い。従って、光電変換効率が向上する。

陰極１０５には、電子を効率的に収集しやすい仕事関数が小さい金属を用いることが好ましく、アルミニウム（Ａｌ、仕事関数：４．３ｅＶ）、銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）等が好適に用いられる。また、偏光素子１００の透過率を高くする観点からは、陰極１０５には、透光性又は半透光性を有する電極であることが好ましく、薄く形成することで透光性又は半透光性を付与することができる。透光性を有する電極とは、透過率が６０～１００％のものをいい、半透光性を有する電極とは、透過率が３０～６０％のものをいう。また、陽極１０２には、正孔を効率的に収集しやすい仕事関数が大きい透明電極を用いる事が好ましく、インジウム－スズ－オキサイド（ＩＴＯ、仕事関数４．８ｅＶ）等が好適に用いられる。

以下に、図３を用いて、実施形態１に係る偏光素子１００を含む偏光板１１０の製造方法の一例について説明する。図３は、実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

〔陽極の形成〕
図３（ａ）に示すように、支持基板１０１上に、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、又は、印刷法により、陽極１０２を形成する。支持基板１０１は、絶縁性の基板であり、ガラス基板、プラスチック基板、フィルムシート、フィルムシートをガラス基板に貼り付けた基板等を用いることができる。陽極１０２は、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン、それらが含まれたインク又は溶液等を用いて形成することができる。

〔正孔輸送層の形成〕
図３（ｂ）に示すように、陽極１０２上に、スピンコート法、スリットコート法、蒸着法等により、正孔輸送層１０３を形成する。好ましくは、正孔輸送層１０３を形成した後、正孔輸送層１０３中の水分、酸素を更に追い出すため、窒素置換したグローブボックス内で、アニール処理（熱処理）を行う。正孔輸送層１０３は、不純物を添加（ドープ）したポリアニリン、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ）、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリエチレンジオキシチオフェン－ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリシラン等を用いて形成することができる。上記不純物としては、電荷を中和する観点からは、ポリスチレンスルホン酸のような対イオンが好ましい。また、塗布性、膜強度を高める観点からは、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂、又は、ポリビニルアルコール等の親水性ポリマーが好ましい。

〔有機半導体層の形成〕
図３（ｃ）に示すように、正孔輸送層１０３上に、スピンコート法、スリットコート法等により、有機半導体材料を塗布し、有機半導体層１０４を形成する。有機半導体層１０４は、ｐ型の有機半導体材料とｎ型の有機半導体材料を混合した有機半導体材料を用いて形成する。ｐ型の有機半導体材料としては、銅フタロシアニン、ポリ（２－メトキシ、５－（２’－エチル－ヘキシルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン（ＭＥＨ－ＰＰＶ）、ポリ（２－メトキシ－５－（３’－７’－ジメチルオクチルオキシ）－１，４－フェニレンビニレン（ＭＤＭＯ－ＰＰＶ）、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）等が挙げられる。ｎ型の有機半導体材料としては、ペリレンジイミド誘導体、フラーレン、フェニルＣ_６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）、サイメフ（ＳＩＭＥＦ）等のフラーレン誘導体等が挙げられる。

〔有機半導体層に対するラビング〕
図３（ｄ）に示すように、有機半導体層１０４の表面を、ラビングローラー１０を用いてラビング処理を行う。ラビング処理を一方向に行うことで、有機半導体層１０４中の分子を一軸配向させ、有機半導体層１０４に偏光特性を付与することができる。ラビング回数は、１５回以上で、有機半導体層に偏光特性を付与することができ、ラビング回数が多いほど、二色比の値を高くすることができる。また、ラビング回数が多いほど、有機半導体層１０４の表面近傍においてｐ型の有機半導体材料とｎ型の有機半導体材料とが混合され、ｐ－ｎ接合界面の面積が増えるため、光電変換効率を高くすることができる。ラビング回数は、１５～１６０回が好ましく、より好ましくは４０～１６０回であり、更に好ましくは８０～１６０回である。ラビング処理は、加熱しながら行ってもよい。

〔陰極の形成〕
図３（ｅ）に示すように、有機半導体層１０４上に、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、又は、印刷法により、陰極１０５を形成する。これにより、偏光素子１００が完成する。陰極１０５は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン等の炭素化合物、それらが含まれたインク又は溶液等を用いて形成することができる。こうして、偏光素子１００が完成する。
〔その他〕
また、完成した偏光素子１００に対して、必要に応じてアニール処理（熱処理）を行ってもよい。

〔封止〕
図３（ｆ）に示すように、上記偏光素子１００と、対向基板１０６とを、シール材１０７により貼り合わせ、陽極１０２、正孔輸送層１０３、有機半導体層１０４及び陰極１０５を支持基板１０１と対向基板１０６との間に封止する。これにより、正孔輸送層１０３及び有機半導体層１０４が大気暴露されることを防ぐことができる。対向基板１０６は、ガラス基板、プラスチック基板、フィルムシート等を用いることができる。プラスチック基板又はフィルムシートの表面は、無機化合物からなる保護膜が形成されていてもよい。シール材１０７は、紫外光の照射により硬化するもの、熱により硬化するもの、並びに、熱及び紫外光照射のいずれによっても硬化するもののいずれを用いてもよい。紫外線の照射を行う場合には、正孔輸送層１０３及び有機半導体層１０４が劣化しないように、シール材１０７以外の部分をマスクキングすることが好ましい。

そして、偏光素子１００の陽極１０２及び陰極１０５を蓄電素子に接続することで、発生した起電力を蓄電素子に充電することができる。

偏光素子１００内に陽極１０２及び陰極１０５が形成されているか否かは、顕微鏡を用いて確認することができる。正孔輸送層１０３及び有機半導体層１０４の少なくとも一つが偏光特性を有するか否かは、偏光素子１００を含む偏光板１１０を一対用意し、分光器を用いて二色比を測定することで、確認することができる。また、偏光素子１００が発電機能を有するか否かは、ソーラーシミュレーターを用いて確認することができる。偏光素子が有機半導体層を有し、有機半導体層１０４がｐ型の有機半導体材料及びｎ型の有機半導体材料を混合して形成されたものであるか否かは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により確認することができる。有機半導体層１０４が単層であるか否かは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）を用いて確認することができる。

実施形態１によれば、発電機能を有するとともに、偏光特性の優れた偏光素子を得ることができる。また、量産化技術として確立しているラビング法を用いるため、大面積化及び量産が可能である。

（応用形態１）
応用形態１は、実施形態１に係る偏光素子を含む偏光板の一例であり、特に、陰極１０５の形状に着目した形態である。図４及び図５は、応用形態１に係る偏光素子の平面模式図である。図４及び図５に示すように、応用形態１では、陰極１０５は、格子状の電極部分１０５ｂと、格子状の電極部分１０５ｂに囲まれた櫛歯状の電極部分１０５ａとを有する。櫛歯状の電極部分１０５ａは、格子状の電極部分１０５ｂと電気的に接続されている。有機半導体層１０４では、ｐ－ｎ接合界面で分離した電子及び正孔の拡散長は数百ｎｍと短い。そのため、発生した電子及び正孔を効率良く回収するためには、陰極１０５は、できるだけ広く形成されることが好ましく、面積を稼ぐために、格子状の電極部分のみならず、櫛歯状の電極部分を更に有することが好ましい。

図４及び図５に示すように、櫛歯状の電極部分１０５ａは複数本設けられており、互いが一定の間隔を空けて交互に噛み合わさるように形成されている。櫛歯状の電極部分１０５ａは、図４に示すように直線状であってもよく、図５に示すように複数の屈曲部分を有していてもよい。櫛歯状の電極部分１０５ａを櫛歯状とすることで、電子の捕集効率を上げ、応用形態１に係る偏光素子の光電変換効率を高めることができる。櫛歯状の電極部分１０５ａは、偏光素子の透過率を高めつつ、有機半導体層１０４で発生した電子を効率的に収集するため、仕事関数が低く、導電率が高く、薄い膜であることが好ましい。そのため、格子状の電極部分１０５ｂ及び櫛歯状の電極部分１０５ａを同一材料で一体形成する場合の材料としては、銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）、アルミニウム（Ａｌ：仕事関数４．３ｅＶ）等を用いることが好ましい。

格子状の電極部分１０５ｂの厚みは、櫛歯状の電極部分１０５ａの厚みよりも大きいことが好ましい。格子状の電極部分１０５ｂには、電子捕集に適した仕事関数（小さい仕事関数）を有するアルミニウム（Ａｌ、仕事関数：４．３ｅＶ）、銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）等が好適に用いられる。格子状の電極部分１０５ｂの膜厚を大きくすることで、配線抵抗を低くすることができるので、電子を収集しやすくすることができる。

応用形態１に係る偏光子の製造工程では、上記実施形態１の図３（ｅ）で示した工程に換えて、後述の第一の製造工程又は第二の製造工程によって、陰極を形成する。図６及び図７は、応用形態１に係る偏光素子の陰極の製造工程を表した模式図であり、図６は第一の製造工程を表し、図７は第二の製造工程を表す。

第一の製造工程は、図６（ａ）に示すように、有機半導体層１０４上に、マスク蒸着法又はスパッタ法を用いて、後に格子状の電極部分１０５ｂが形成される部分以外の部分に、櫛歯状の電極部分１０５ａを形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、マスク蒸着法又はスパッタ法を用いて、櫛歯状の電極部分１０５ａが形成されていない部分に格子状の電極部分１０５ｂを形成する。

第二の製造工程は、図７（ａ）に示すように、マスク蒸着法又はスパッタ法を用いて、有機半導体層１０４の表面全面に、櫛歯状の電極部分１０５ａを形成する。その後、図７（ｂ）に示すように、マスク蒸着法を用いて、櫛歯状の電極部分１０５ａ上に格子状の電極部分１０５ｂを形成する。

第一及び第二の製造工程ともに、櫛歯状の電極部分１０５ａの厚さは、１～５０ｎｍが好ましく、より好ましくは１０～３０ｎｍである。格子状の電極部分１０５ｂの厚さは、第一の製造工程の場合は、１００～４００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～２００ｎｍであり、第二の製造工程の場合は、１００～４００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～２００ｎｍである。

応用形態１では、櫛歯状の電極部分１０５ａと格子状の電極部分１０５ｂとで、異なる材料を選択することができ、偏光素子１００の透過率を高めつつ、有機半導体層１０４で発生した電子を効率的に収集することができる。

具体的には、櫛歯状の電極部分１０５ａには、格子状の電極部分１０５ｂよりも、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１０５ｂにはアルミニウム（Ａｌ、導電率：３７．４×１０^６Ｓ／ｍ）、銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ）等を用い、櫛歯状の電極部分１０５ａには銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１０５ａに、格子状の電極部分１０５ｂよりも電気伝導度が大きい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分１０５ａの厚みを、格子状の電極部分１０５ｂの厚みよりも小さくすることができる。これにより、光の透過率を高めた半透明の薄膜を形成できるので、有機半導体層に照射される光が増加し、光電変換効率を高めることができる。

また、櫛歯状の電極部分１０５ａには、格子状の電極部分１０５ｂよりも、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１０５ｂには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１０５ａにはアルミニウム（Ａｌ、仕事関数：４．３ｅＶ）を用いてもよいし、格子状の電極部分１０５ｂには銅（Ｃｕ、仕事関数：４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１０５ａには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１０５ａに、格子状の電極部分１０５ｂよりも、仕事関数が小さい材料を用いることで、櫛歯状の電極部分１０５ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分１０５ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができる。

更に、櫛歯状の電極部分１０５ａには、格子状の電極部分１０５ｂよりも、導電率が大きく、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１０５ｂには銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１０５ａには銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１０５ａに、格子状の電極部分１０５ｂよりも電気伝導度が大きく、仕事関数が小さい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分１０５ａの厚みを、格子状の電極部分１０５ｂの厚みよりも小さくし、光の透過率を高めることができる。同時に、櫛歯状の電極部分１０５ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分１０５ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができるので、光電変換効率を高めることができる。

（実施例１）
以下に、実施形態１に準じた形で、偏光素子を含む偏光板を作製した実施例１を示す。

まず、スパッタ法を用いてガラス基板全面にＩＴＯ膜を形成した。続いて、２００℃で焼成した。その後、フォトリソグラフィーを用いて所望のパターン形状のレジストを形成した後、濃塩酸又は第二塩化鉄でＩＴＯ膜のエッチングを行って電極パターンを形成した。その後、剥離液を用いてレジストを剥離した。

ＩＴＯ膜上に、ポリエチレンジオキシチオフェン－ポリスチレンスルホン酸（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を塗布し、スピンコート法により２０００ｒｐｍ、６０ｓで回転させ、厚さ４０ｎｍのＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ膜を形成した。その後、シール材を塗布する領域、電極パッド領域等に付着したＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを拭取り、ホットプレートで１２０℃、１０分間の熱処理（アニール処理）を行い、溶媒を飛ばして正孔輸送層を形成した。その後、正孔輸送層中の水分、酸素を更に追い出すため、窒素置換したグローブボックス内で、１８０℃で５分間のアニール処理を行った。

次に、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）（１．２５ｗｔ％）とフェニルＣ_６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）（１ｗｔ％）とをクロロベンゼンに溶解し、混合溶液を調製した。窒素置換を行ったグローブボックス内で、正孔輸送層上に上記混合溶液を塗布し、１５００ｒｐｍ、６０ｓでスピンコートし、厚さ１５０ｎｍの有機半導体層を形成した。その後、シール材を塗布する領域、電極パッド領域等に付着した混合溶液を拭取り、ホットプレートで１５０℃、２０分間のアニール処理を行い、溶媒を飛ばした。その後、窒素置換を行ったグローブボックス内で、１５０℃に加熱したホットプレート上に基板を置き、有機半導体層の表面をラビングクロスで一方向に擦った。ラビング回数は０回のものと、１５回のものと、４０回のものを作成した。

ラビングした有機半導体層上に、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、厚さ１００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）電極を形成した。真空蒸着は、真空度１０^－４Ｐａ、蒸着速度１～１０Å／ｓの条件で行った。Ａｌ電極は、平面視において、格子状に形成した。その後、１５０℃、２０分間のアニール処理を行った。以上により、偏光素子を得た。アニール処理を行うことで、π共役高分子であるＰ３ＨＴが有するチオフェン骨格間のπ－π相互作用により、Ｐ３ＨＴが積み重なり自己組織化が促進し、光吸収特性や正孔移動度を向上させることができる。ただし、アニール処理により、ｎ型の有機半導体材料として用いたＰＣＢＭ（フラーレン誘導体）の凝集が進行し、ポリマー（Ｐ３ＨＴとＰＣＢＭ）の自己組織化が阻害されやすくなるため注意が必要である。

その後、グローブボックス内で、ディスペンサ装置を用いて、対向基板（ガラス基板）の周辺部に光硬化型シール樹脂を塗布し、偏光素子と貼り合せた。シール樹脂塗布部以外の部分をマスクし、シール樹脂塗布部に対して紫外線を１～２分照射し、偏光素子と対向基板とを接着した。

次に、偏光特性を確認した。以上のようにして作製した偏光素子を二枚用意し、各偏光素子をパラレルニコルに配置した場合と、クロスニコルに配置した場合とでそれぞれ透過率を測定し、透過率の比（二色比）を算出した。また、比較のために、同様にして、ＰＮ接合型の２層の有機半導体層を有する偏光素子（比較例１）を作製し、これについても透過率の比（二色比）を算出した。比較例１に係る偏光素子では、ｐ型半導体層の表面をラビングし、その上にｎ型半導体層を積層して形成した。図８は、実施例１に係る偏光素子の二色比を示したグラフであり、図９は、比較例１に係る偏光素子の二色比を示したグラフである。

二色比の測定には、実施例１として上記方法で作製した単層のバルクへテロ接合型のサンプルについては、ラビング回数が０回のものと、１５回のものと、４０回のものとを用意した。一方、比較例１として上記方法で作製したＰＮ接合型のサンプルについては、ラビング回数が０回のものと、ラビング回数が４０回のものとを用意した。二色比の測定は、分光器を用いて、パラレルニコルに配置した場合の透過率と、クロスニコルに配置した場合の透過率の比を求めることにより行った。測定波長域は、３５０～７５０ｎｍとした。

図８及び図９に示すように、ラビング回数が０回では、実施例１、比較例１ともに、二色比は１であり偏光特性を有さないことが分かった。図８に示すように、実施例１では、ラビング回数が多いほど偏光特性が向上し、ラビング回数が１５回で５５０ｎｍの波長成分の二色比が２程度であり、ラビング回数が４０回では、二色比が３程度であった。図８と図９とを比較すると、ラビング回数が１５回の実施例１と、ラビング回数が４０回の比較例１とでは、同等の偏光特性を有することが分かった。また、ラビング回数がともに４０回の場合において、実施例１と比較例１とを比較すると、実施例１の方が、比較例１と比べて１．５～２倍高い値を示すことが分かった。

以上により、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層を有する実施例１に係る偏光素子では、ラビング回数が多いほど偏光特性が向上すること、及び、ラビング回数が１５回で、モノクロ表示を行うことができる程度の偏光特性が得られることが分かった。更に、ＰＮ接合型の２層の有機半導体層を有する比較例１に係る偏光素子と比較して、少ないラビング回数で、偏光特性を向上させることができることが分かった。

（実施形態２）
実施形態２は、更に第二のキャリア輸送層を有する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）と電子輸送層（第二のキャリア輸送層）とを有し、ラビングにより有機半導体層に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図１０は、実施形態２に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図１０に示すように、実施形態２に係る偏光素子２００は、支持基板２０１、陽極（第一の電極）２０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）２０３、有機半導体層２０４、電子輸送層（第二のキャリア輸送層）２０８及び、陰極（第二の電極）２０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子２００は、シール材２０７により対向基板２０６と貼り付けられており、偏光素子２００、シール材２０７、及び、対向基板２０６の組み合わせが、一つの偏光板２１０を構成する。有機半導体層２０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態２では、有機半導体層２０４が偏光特性（光学的異方性）を有する。

陰極（第二の電極）２０５と有機半導体層２０４との間に電子輸送層（第二のキャリア輸送層）２０８を配置することで、有機半導体層２０４から陰極２０５への電子の注入効率を高めることができる。

以下に、図１１－１及び図１１－２を用いて、実施形態２に係る偏光素子２００を含む偏光板２１０の製造方法の一例について説明する。図１１－１及び図１１－２は、実施形態２に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態１と同様に、図１１－１（ａ）に示すように、支持基板２０１上に陽極２０２を形成し、図１１－１（ｂ）に示すように、陽極２０２上に正孔輸送層２０３を形成し、図１１－１（ｃ）に示すように、正孔輸送層２０３上に有機半導体層２０４を形成し、図１１－１（ｄ）に示すように、有機半導体層２０４の表面をラビングする。

実施形態２では、有機半導体層２０４上に電子輸送層２０８を形成する。図１１－２（ｅ）に示すように、有機半導体層２０４上に、ゾルゲル（ｓｏｌ－ｇｅｌ）法、スピンコート法、スリットコート法、スパッタ法、蒸着法等により、電子輸送層（第二のキャリア輸送層）２０８を形成する。電子輸送層２０８は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、又は、これらのナノ粒子（粒子径：１～３０ｎｍ程度）が分散された溶液を用いて形成することができる。

ゾルゲル（ｓｏｌ－ｇｅｌ）法を用いた場合の具体例を挙げると、バイアル瓶中で、四塩化チタン（ＴｉＣｌ_４）をエタノールとベンジルアルコールとの混合液に溶かした溶液を、８０℃で８時間アニール処理を行い、ゾルを形成させる。その後、懸濁液をジエチルエーテル液中に沈殿させ、遠心分離によって溶媒からナノ粒子を分離し、最終沈殿物をエタノール中に分散させて、透明なゾルを得る。得られたゾルを有機半導体層２０４上にスピンコート法又はドロップキャスト法で塗布し、３５０～４５０℃で焼成して、微結晶ＴｉＯ_２薄膜を形成する。

その後、実施形態１と同様に、図１１－２（ｆ）に示すように、電子輸送層２０８上に陰極２０５を形成し、実施形態２に係る偏光素子２００が完成する。そして、図１１－２（ｇ）に示すように、偏光素子２００と対向基板２０６とを、シール材２０７を介して互いに貼り合わせ、支持基板２０１と対向基板２０６との間に、陽極２０２、正孔輸送層２０３、有機半導体層２０４、電子輸送層２０８及び陰極２０５を封止することで、偏光板２１０が完成する。

実施形態２では、電子輸送層２０８を有するため、有機半導体層２０４で発生した電子を効率的に収集することができる。

（実施形態３）
実施形態３は、陽極、正孔輸送層、有機半導体層、電子輸送層及び陰極の、支持基板上での積層順が異なる点（より詳しくは、Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型である点）、及び陽極、陰極の材料が異なる点以外は、実施形態２と同様である。すなわち、逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）と電子輸送層（第二のキャリア輸送層）とを有し、ラビングにより有機半導体層に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図１２は、実施形態３に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図１２に示すように、実施形態３に係る偏光素子３００は、支持基板３０１、陰極（第一の電極）３０５、電子輸送層（第一のキャリア輸送層）３０８、有機半導体層３０４、正孔輸送層（第二のキャリア輸送層）３０３、及び、陽極（第二の電極）３０２を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子３００は、シール材３０７により対向基板３０６と貼り付けられており、偏光素子３００、シール材３０７、及び、対向基板３０６の組み合わせが、一つの偏光板３１０を構成する。有機半導体層３０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態３では、有機半導体層３０４が偏光特性（光学的異方性）を有する。

図１３～図１５は、実施形態３に係る偏光素子の平面模式図である。陽極３０２の形状の一例としては、図１３に示すように、実施形態１の図２と同様に、平面視において格子状である形状が挙げられる。また、陽極３０２は、図１４及び図１５に示すように、応用形態１の図４及び図５と同様に格子状の電極部分３０２ｂと、格子状の電極部分に囲まれた櫛歯状の電極部分３０２ａとを有してもよい。陰極３０５は、透光性を有しており、形状は平板状である。

実施形態３では、陽極３０２の形状を、実施形態１の陰極１０５の形状と同様とし、陰極３０５の形状を、実施形態１の陽極１０２の形状と同様としているが、陽極３０２及び陰極３０５に用いる電極材料が実施形態１と異なる。陰極３０５は、電子を収集する機能を果たすため、仕事関数が相対的に小さく、かつ透明な電極を用いることが好ましく、インジウム－スズ－オキサイド（ＩＴＯ、仕事関数４．８ｅＶ）等が好適に用いられる。また、陽極３０２は、正孔を収集する機能を果たすため、仕事関数が相対的に大きい金（Ａｕ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）等が好適に用いられる。また、陽極３０２に空気中でも安定で酸化しにくいＡｕ等の金属を用いることで、耐久性が高い偏光素子を得ることができる。一方、偏光素子３００の変換効率を高くする観点からは、陽極３０２には反射性のアルミニウム（Ａｌ）を用いることが好ましい。

図１４及び図１５を用いて詳述すると、櫛歯状の電極部分３０２ａは、偏光素子の透過率を高めつつ、有機半導体層で発生した正孔を効率的に収集するため、導電率が高く、薄い膜であることが好ましい。格子状の電極部分３０２ｂ及び櫛歯状の電極部分３０２ａを同一材料で一体形成する場合の材料としては、導電率が高く、薄膜化することで半透明となる金（Ａｕ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）、銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）等を用いることが好ましい。格子状の電極部分３０２ｂの厚みは、櫛歯状の電極部分３０２ａの厚みよりも大きいことが好ましい。格子状の電極部分３０２ｂには、正孔捕集に適した仕事関数（大きい仕事関数）を有する金（Ａｕ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）が好適に用いられる。格子状の電極部分３０２ｂの膜厚を大きくすることで、配線抵抗を低くすることができるので、電子を収集しやすくすることができる。

実施形態３においても、応用形態１と同様に、櫛歯状の電極部分３０２ａと格子状の電極部分３０２ｂとで、異なる材料を選択することができ、偏光素子３００の透過率を高めつつ、有機半導体層３０４で発生した正孔を効率的に収集することができる。

具体的には、櫛歯状の電極部分３０２ａには、格子状の電極部分３０２ｂよりも、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分３０２ｂには、アルミニウム（Ａｌ、導電率：３７．４×１０^６Ｓ／ｍ）、金（Ａｕ、導電率：４５．５×１０^６Ｓ／ｍ）等を用い、櫛歯状の電極部分３０２ａには、銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ）、銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ）等を用いてもよい。櫛歯状の電極部分３０２ａに、格子状の電極部分３０２ｂよりも電気伝導度が大きい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分３０２ａの厚みを、格子状の電極部分３０２ｂの厚みよりも小さくすることができる。これにより、光の透過率を高めた半透明の薄膜を形成できるので、有機半導体層に照射される光が増加し、光電変換効率を高めることができる。

また、櫛歯状の電極部分３０２ａには、格子状の電極部分３０２ｂよりも、仕事関数が大きい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分３０２ｂには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分３０２ａには金（Ａｕ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）を用いてもよいし、格子状の電極部分３０２ｂにはアルミニウム（Ａｌ、仕事関数：４．３ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分３０２ａには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）、銅（Ｃｕ、仕事関数：４．７～５．１ｅＶ）、金（Ａｕ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）等を用いてもよい。櫛歯状の電極部分３０２ａに、格子状の電極部分３０２ｂよりも、仕事関数が大きい材料を用いることで、櫛歯状の電極部分３０２ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分３０２ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができる。

更に、櫛歯状の電極部分３０２ａには、格子状の電極部分３０２ｂよりも、導電率が大きく、かつ、仕事関数が大きい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分３０２ｂにはアルミニウム（Ａｌ、導電率：３７．４×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．３ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分３０２ａには銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）、銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．７～５．１ｅＶ）、金（Ａｕ、導電率：４５．５×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．８～５．１ｅＶ）等を用いてもよい。櫛歯状の電極部分３０２ａに、格子状の電極部分３０２ｂよりも電気伝導度が大きく、仕事関数が大きい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分３０２ａの厚みを、格子状の電極部分３０２ｂの厚みよりも小さくし、光の透過率を高めることができる。同時に、櫛歯状の電極部分３０２ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分３０２ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができるので、光電変換効率を高めることができる。

実施形態３のような逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）では、特に正孔輸送層と電子輸送層との両方を有することが、光電変換効率の観点から好ましい。第一の電極（陰極）３０５と有機半導体層３０４との間に電子輸送層３０８を設けることで、正孔が陰極３０５に流れることを防ぎ、第二の電極（陽極）３０２と有機半導体層３０４との間に正孔輸送層３０３を設けることで、電子が陽極３０２に流れることを防ぐことができ、光電変換効率が低下することを防ぐことができるためである。

実施形態３のような逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）では、陽極３０２に腐食性の高いＡｌ等の代わりに、空気中で安定、かつ酸化しにくいＡｕを用いることができる。また、陰極３０５と接する電子輸送層３０８に、空気中で安定なＴｉＯ_２、ＺｎＯ等を用いることができ、耐久性が高い偏光素子を得ることができる。

以下に、実施形態２及び実施形態３を例にして、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）と逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）との発電機構の違いについて説明する。図１６は、実施形態２に係る偏光素子の発電機構を示す断面模式図であり、図１７は、実施形態２に係る偏光素子のエネルギーバンド図である。図１８は、実施形態３に係る偏光素子の発電機構を示す断面模式図であり、図１９は、実施形態３に係る偏光素子のエネルギーバンド図である。

実施形態２に係る偏光素子は通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）であり、第一の電極は陽極２０２であり、第二の電極は陰極２０５であり、第一のキャリア輸送層は正孔輸送層２０３であり、第二のキャリア輸送層は電子輸送層２０８である。図１６に示すように、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）では、陽極２０２、正孔輸送層２０３、有機半導体層２０４、電子輸送層２０８及び陰極２０５がこの順に積層される。図１７は、陽極２０２にＩＴＯ、正孔輸送層２０３にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、有機半導体層２０４にＰ３ＨＴ及びＰＣＢＭ、電子輸送層２０８にＴｉＯ_２、陰極２０５にＡｌを用いた場合のエネルギーバンド図である。図１７及び図１９中の、ＨＯＭＯ（Highest Occupied Molecular Orbital）は、電子が占有している軌道のうち最もエネルギー順位の高い分子軌道を示し、ＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）は、電子がない空の軌道のうち最もエネルギー順位の低い分子軌道を示す。

実施形態３に係る偏光素子は逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）であり、第一の電極は陰極３０５であり、第二の電極は陽極３０２であり、第一のキャリア輸送層は電子輸送層３０８であり、第二のキャリア輸送層は正孔輸送層３０３である。図１８に示すように、逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）では、陰極３０５、電子輸送層３０８、有機半導体層３０４、正孔輸送層３０３及び陽極３０２がこの順に積層される。図１９は、陰極３０５にＩＴＯ、電子輸送層３０８にＴｉＯ_２、有機半導体層３０４にＰ３ＨＴ及びＰＣＢＭ、正孔輸送層３０３にＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ、陽極３０２にＡｕを用いた場合のエネルギーバンド図である。

図１７及び図１９に示すように、有機半導体層２０４及び３０４に光が照射されると、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料との界面（ｐ－ｎ接合界面）近傍において、電子７と正孔（ホール）８が一対となった励起子６が発生する。励起子６がｐ－ｎ接合界面まで到達すると、電子７と正孔（ホール）８に分離する。

通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）では、第二の電極２０５に仕事関数が小さい金属を用い、第一の電極２０２に仕事関数が大きい金属を用いることで、図１７に示すように、電子７は陰極２０５に移動し、正孔８は陽極２０２に移動する。このような電荷の移動により、陽極（第一の電極）２０２から、陰極（第二の電極）２０５へ電流が発生する。

逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）では、第一の電極３０５に仕事関数が小さい金属を用い、第二の電極３０２に仕事関数が大きい金属を用いることで、図１９に示すように、電子７は第一の電極３０５へ移動し、正孔８は第二の電極３０２へ移動する。そのため、実施形態３では、電流の向きは実施形態１の通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）とは逆になり、第一の電極３０５は陰極となり、第二の電極３０２は陽極となる。

なお、電極、有機半導体等に用いる材料等の理由により、逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）よりも通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の方が、高い光電変換効率が得られる。

以下に、図２０－１及び図２０－２を用いて、実施形態３に係る偏光素子３００を含む偏光板３１０の製造方法の一例について説明する。図２０－１及び図２０－２は、実施形態３に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

実施形態３では、実施形態２と、陽極、正孔輸送層、有機半導体層、電子輸送層及び陰極の、支持基板上での積層順が異なる。図２０－１（ａ）に示すように、支持基板３０１上に、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、又は、印刷法により、陰極３０５を形成する。陰極３０５は、実施形態１で陽極（第一の電極）１０２の材料として用いた材料、すなわち、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン、それらが含まれたインク又は溶液等を用いて形成することができる。

図２０－１（ｂ）に示すように、陰極３０５上に電子輸送層３０８を形成し、図２０－１（ｃ）に示すように、電子輸送層３０８上に有機半導体層３０４を形成し、図２０－１（ｄ）に示すように、有機半導体層３０４の表面をラビングし、図２０－２（ｅ）に示すように、有機半導体層３０４上に正孔輸送層３０３を形成する。電子輸送層３０８に用いる材料、製法等は、実施形態２と同様である。有機半導体層３０４及び正孔輸送層３０３に用いる材料、製法等、並びに、有機半導体層３０４の表面をラビングする方法、回数は、実施形態１と同様である。

その後、図２０－２（ｆ）に示すように、正孔輸送層３０３上に、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、又は、印刷法により、陽極３０２を形成し、実施形態３に係る偏光素子３００が完成する。陽極３０２は、実施形態１で陰極（第二の電極）１０５の材料として用いた材料、すなわち、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェン等の炭素化合物、それらが含まれたインク又は溶液等を用いて形成することができる。ただし、実施形態３では、陽極３０２は、発生した正孔を取り出しやすくする観点から、より仕事関数の大きい金（Ａｕ）等を用いることが好ましい。

そして、図２０－２（ｇ）に示すように、偏光素子３００と対向基板３０６とを、シール材３０７を介して互いに貼り合わせ、支持基板３０１と対向基板３０６との間に、陰極３０５、正孔輸送層３０３、有機半導体層３０４、電子輸送層３０８及び陽極３０２を封止することで、偏光板３１０が完成する。

実施形態３によれば、耐久性が高い偏光素子を得ることができる。

（実施形態４）
実施形態４は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、有機半導体材料を含有する混合溶液を引き延ばしながら有機半導体層を形成する工程を有する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、有機半導体層を引き伸ばしながら形成することにより偏光特性を付与した形態について述べる。

図２１は、実施形態４に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図２１に示すように、実施形態４に係る偏光素子４００は、支持基板４０１、陽極（第一の電極）４０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）４０３、有機半導体層４０４、及び、陰極（第二の電極）４０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子４００は、シール材４０７により対向基板４０６と貼り付けられており、偏光素子４００、シール材４０７、及び、対向基板４０６の組み合わせが、一つの偏光板４１０を構成する。有機半導体層４０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態４では、有機半導体層４０４が偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図２２を用いて、実施形態４に係る偏光素子４００を含む偏光板４１０の製造方法の一例について説明する。図２２は、実施形態４に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態１と同様に、図２２（ａ）に示すように、支持基板４０１上に陽極４０２を形成し、図２２（ｂ）に示すように、陽極４０２上に正孔輸送層４０３を形成する。

実施形態４では、有機半導体層４０４は、例えばスリットコート法により形成する。図２２（ｃ）に示すように、スリットコーター４０を用いて有機半導体材料を溶解した混合溶液を上方より一定の幅で正孔輸送層４０３上に垂らしながら、塗布する。このとき、基板を移動させながら塗布することで、混合溶液を引き伸ばしながら塗布することができ、有機半導体材料中の有機分子を伸延方向に沿って配向させることができる。そしてその結果、偏光特性を有する有機半導体層４０４が得られる。実施形態４では、ラビング処理は不要である。実施形態４では、実施形態１で列挙したｐ型の有機半導体材料及びｎ型の有機半導体材料を、ジオキサン、シクロヘキサン、四塩化炭素、プロパノール、エタノール、エチレングリコール等の粘度が比較的高い溶媒に溶解させた混合溶液を用いる。混合溶液には、更にヨウ素及びヨウ化カリウムを含有するヨウ素溶液を混合してもよい。ヨウ素溶液中のヨウ素濃度は０．０１～１ｗｔ％であることが好ましく、ヨウ化カリウム濃度は０．０１～１０ｗｔ％であることが好ましい。

有機半導体層の製造工程の具体例を挙げると、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）（１．２５ｗｔ％）とフェニルＣ_６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）（１ｗｔ％）とをクロロベンゼンに溶解し、混合溶液を調製する。更に、調製した混合溶液に対し、ヨウ素（０．１ｗｔ％）及びヨウ化カリウム（０．１ｗｔ％）を含有するヨウ素溶液を混合する。次に、窒素置換を行ったグローブボックス内で、スリットコーターを用いて、混合溶液を正孔輸送層上に、一定の幅で垂らしながら、ゆっくりと基板を移動させて混合溶液を引き伸ばしながら塗布し、厚さ１５０ｎｍ程度の有機半導体層を形成する。その後、ホットプレートで１５０℃、２０分間加熱処理（アニール処理）を行い、溶媒を完全に飛ばし、有機半導体層を形成する。

その後、実施形態１と同様に、図２２（ｄ）に示すように、有機半導体層４０４上に陰極４０５を形成し、実施形態４に係る偏光素子４００が完成する。そして、図２２（ｅ）に示すように、偏光素子４００と対向基板４０６とを、シール材４０７を介して互いに貼り合わせ、支持基板４０１と対向基板４０６との間に、陽極４０２、正孔輸送層４０３、有機半導体層４０４及び陰極４０５を封止することで、偏光板４１０が完成する。

実施形態４では、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生を防止することができ、歩留まりが高い。実施形態４は、大面積化が容易であり、また、工程数が少なくスループットが高い。

（実施形態５）
実施形態５は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、有機半導体層を一軸伸延する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、有機半導体層を一軸伸延することにより偏光特性を付与した形態について述べる。

図２３は、実施形態５に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図２３に示すように、実施形態５に係る偏光素子５００は、支持基板５０１、陽極（第一の電極）５０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）５０３、有機半導体層５０４、及び、陰極（第二の電極）５０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子５００は、シール材５０７により対向基板５０６と貼り付けられており、偏光素子５００、シール材５０７、及び、対向基板５０６の組み合わせが一つの偏光板５１０を構成する。実施形態５において支持基板５０１は、透明フィルムからなる単層フィルムであり、対向基板５０６は、透明フィルム５０６ａ、及び、無機化合物により形成された保護膜５０６ｂからなる積層フィルムである。有機半導体層５０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態５では、有機半導体層５０４及び正孔輸送層５０４が偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図２４を用いて実施形態５に係る偏光素子５００を含む偏光板５１０の製造方法の一例について説明する。図２４は、実施形態５に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

図２４（ａ）に示すように、ベース基板５８０上に支持基板５０１を形成する。支持基板５０１には、極薄プラスチック基板、フィルムシート等の伸縮性を有する材料を用いることが好ましい。ベース基板５８０としては、例えば、ガラス基板が挙げられる。例えば、支持基板５０１は、ベース基板５８０上に透明なポリイミド溶液等を塗布し、焼成することによってフィルムシートとして形成することができる。その後、実施形態１と同様に、支持基板５０１上に陽極５０２を形成し、図２４（ｂ）に示すように、陽極５０２上に正孔輸送層５０３を形成し、図２４（ｃ）に示すように、正孔輸送層５０３上に有機半導体層５０４を形成する。有機半導体層５０４を形成する際には、実施形態４と同様にヨウ素溶液を併せて用いてもよい。

次に、図２４（ｄ）に示すように、支持基板５０１とベース基板５８０とをレーザー照射等により剥離し、その後、図２４（ｅ）に示すように、例えば、伸延ローラー５０を用いて有機半導体層５０４を一軸伸延する。この際、同時に正孔輸送層５０３も一軸伸延される。これにより、有機半導体層５０４及び正孔輸送層５０３に偏光特性を付与することができる。伸延倍率は１．２～７倍であることが好ましい。一軸伸延は、乾式伸延方式、湿潤伸延方式のいずれを用いてもよい。乾式伸延方式としては、ロール間伸延方法、加熱ロール伸延方法、圧縮伸延方法等が挙げられる。湿潤式伸延方式の一例としては、有機半導体層まで作製した積層体を、膨潤浴に浸漬し、該積層体を膨潤させて伸延を行い、その後、ヨウ素及びヨウ素化カリウムを含むヨウ素溶液内に浸漬して染色し、更に架橋浴に浸漬しながら伸延を行う。膨潤浴には、尿素又はチオ尿素等を含む溶液を用い、架橋浴には、ホウ酸、ホウ砂等を含む溶液を用いることができる。

具体例を挙げると、まず、ベース基板となるガラス基板上に対し、透明なポリイミド溶液を厚さ１０～３０μｍで塗布した後、ポリイミド溶液を焼成し、フィルムシートを形成する。そして、スクリーン印刷又はグラビア印刷を用いてフィルムシート全面に、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）からなるナノ粒子を含む陽極を形成する。更に、２００～３００℃で焼成し、ＩＴＯ膜の抵抗を下げる。有機半導体層は、ポリ（３－ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）（１．２５ｗｔ％）とフェニルＣ_６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）（１ｗｔ％）とをクロロベンゼンに溶解し、混合溶液を調製する。更に、調製した混合溶液に対し、ヨウ素（０．１ｗｔ％）及びヨウ化カリウム（０．１ｗｔ％）を含有するヨウ素溶液を混合する。次に、以上までで調整された混合溶液を、陽極上に、スピンコート法により塗布し、有機半導体層５０４を形成する。続いて、有機半導体層までが形成された積層フィルムをベース基板から剥離し、剥離した積層フィルムを、窒素置換を行ったグローブボックス内で、熱ロールに通し、乾式伸延方式により一軸伸延を行う。

その後、実施形態１と同様に、図２４（ｆ）に示すように、有機半導体層５０４上に陰極５０５を形成し、実施形態５に係る偏光素子５００が完成する。そして、図２４（ｇ）に示すように、偏光素子５００と対向基板５０６とを、シール材５０７により貼り合わせ、支持基板５０１と対向基板５０６との間に、陽極５０２、正孔輸送層５０３、有機半導体層５０４及び陰極５０５を封止することで、偏光板５１０が完成する。実施形態５では、支持基板５０１は、対向基板５０６を作製した方法と同じ方法で透明フィルムを作製し、更に、透明フィル上に、窒化シリコン等の無機化合物により保護膜を形成することで、作製することができる。

実施形態５によれば、発電機能を有するとともに、偏光特性の高い偏光素子が得られる。また、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生を防止することができ、歩留まりが高い。更に、支持基板及び対向基板にプラスチック、フィルムシート等の、薄型かつ軽量の素材を用いているので、軽量かつ柔軟性の高い偏光素子を得ることができる。

（実施形態６）
実施形態６は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、有機半導体層の表面に平面視において線状の溝を形成する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、レーザー照射により有機半導体層の表面に溝を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図２５は、実施形態６に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図２５に示すように、実施形態６に係る偏光素子６００は、支持基板６０１、陽極（第一の電極）６０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）６０３、有機半導体層６０４、及び、陰極（第二の電極）６０５を有し、これらはこの順に積層される。偏光素子６００は、シール材６０７により対向基板６０６と貼り付けられており、偏光素子６００、シール材６０７、及び、対向基板６０６の組み合わせが一つの偏光板６１０を形成する。有機半導体層６０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態６では、有機半導体層６０４の表面に平面視において線状の溝が形成されており、偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図２６を用いて実施形態６に係る偏光素子６００を含む偏光板６１０の製造方法の一例について説明する。図２６は、実施形態６に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態１と同様に、図２６（ａ）に示すように、支持基板６０１上に陽極６０２を形成し、図２６（ｂ）に示すように、陽極６０２上に正孔輸送層６０３を形成する。

次に、図２６（ｃ）に示すように、正孔輸送層６０３上に有機半導体層６０４を形成した後、図２６（ｄ）に示すように、有機半導体層６０４の表面に対しレーザー照射を行い、平面視において線状の溝を形成する。レーザーの照射方法としては、二光束干渉法、位相マスク法等が挙げられる。二光束干渉法は、２本のレーザービームの位相条件、行路長をマッチングさせ、重ね合わせた際に発生する周期的光強度分布（干渉パターン）を、対象となる部材に転写する光リソグラフィー技術の１つである。干渉パターンの周期は、２光束の干渉角度とレーザー波長に依存する。レーザーにより、１次元又は２次元の微細な凹凸パターンを、有機半導体層６０４の表面に形成することができる。溝の幅は１００～１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～３００ｎｍである。隣り合う溝の間隔は、１００～１００００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～１０００ｎｍである。溝の深さは、１０～１００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０～１００ｎｍである。有機半導体層６０４の表面に平面視において線状の溝を形成することにより、有機半導体層６０４に、偏光特性を付与することができる。実施形態６では、有機半導体層６０４の材料が、紫外光に対して感光性を有する材料を含むことが好ましく、光重合開始剤が添加されていることがより好ましい。

その後、実施形態１と同様に、図２６（ｅ）に示すように、有機半導体層６０４上に陰極６０５を形成し、実施形態６に係る偏光素子６００が完成する。そして、図２６（ｆ）に示すように、偏光素子６００と対向基板６０６とを、シール材６０７により貼り合わせ、支持基板６０１と対向基板６０６との間に、陽極６０２、正孔輸送層６０３、有機半導体層６０４及び陰極６０５を封止することで、偏光板６１０が完成する。

実施形態６では、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生を防止することができ、歩留まりが高い。また、一方向だけではなく、複数の方向に溝を形成することができるため、複数の方向に偏光方向を設定することができる。

（実施形態７）
実施形態７は、有機半導体層に対してラビングは行わず、その代わりに、正孔輸送層に対してラビングを行う点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、ラビングにより正孔輸送層に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図２７は、実施形態７に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図２７に示すように、実施形態７に係る偏光素子７００は、支持基板７０１、陽極（第一の電極）７０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）７０３、有機半導体層７０４、及び、陰極（第二の電極）７０５を有し、これらはこの順に積層される。偏光素子７００は、シール材７０７により対向基板７０６と貼り付けられ、偏光素子７００、シール材７０７、及び、対向基板７０６の組み合わせが一つの偏光板７１０を構成する。有機半導体層７０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態７では、正孔輸送層７０３及び有機半導体層７０４の両方又は一方が偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図２８を用いて実施形態７に係る偏光素子７００を含む偏光板７１０の製造方法の一例について説明する。図２８は、実施形態７に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態１と同様に、図２８（ａ）に示すように、支持基板７０１上に陽極７０２を形成し、図２８（ｂ）に示すように、陽極７０２上に正孔輸送層７０３を形成する。

その後、図２８（ｃ）に示すように、正孔輸送層７０３の表面に、ラビングローラー１０を用いてラビング処理を行う。ラビング処理を一方向に行うことで、正孔輸送層７０３中の分子を一軸配向させ、正孔輸送層７０３に偏光特性を付与することができる。ラビング回数は、１５回以上で、正孔輸送層に偏光特性を付与することができ、ラビング回数が多いほど、二色比の値を高くすることができる。ラビング回数は、１５～１６０回が好ましく、より好ましくは４０～１６０回であり、更に好ましくは８０～１６０回である。ラビング処理は、加熱しながら行ってもよい。正孔輸送層７０３の表面にラビングを施すことにより、後に正孔輸送層７０３上に形成する有機半導体層７０４にも、一軸配向性を持たせることができる。

その後、実施形態１と同様に、図２８（ｄ）に示すように、正孔輸送層７０３上に有機半導体層７０４を形成する。正孔輸送層７０３の表面にラビング処理がなされているので、有機半導体層７０４の正孔輸送層７０３と接する側の表面もまた、その影響を受けることになる。次に、図２８（ｅ）に示すように、有機半導体層７０４上に陰極７０５を形成し、実施形態５に係る偏光素子７００が完成する。そして、図２８（ｆ）に示すように、偏光素子７００と対向基板７０６とを、シール材７０７により貼り合わせ、支持基板７０１と対向基板７０６との間に、陽極７０２、正孔輸送層７０３、有機半導体層７０４及び陰極７０５を封止することで、偏光板７１０が完成する。

実施形態７では、ラビングにより正孔輸送層の表面に平面視において線状の溝が形成されることにより、入射光が散乱され、有機半導体層に入射する光の量が増加するため、光電変換効率を向上することができる。また、正孔輸送層には、偏光特性を向上させるために最適な材料を選択し、有機半導体層には、光電変換効率を向上させるために最適な材料を選択することができるので、材料選択の幅が広がり、プロセスマージンが広がる。

（実施形態８）
実施形態８は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、正孔輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、レーザー照射により正孔輸送層の表面に溝を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図２９は、実施形態８に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図２９に示すように、実施形態８に係る偏光素子８００は、支持基板８０１、陽極（第一の電極）８０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）８０３、有機半導体層８０４、及び、陰極（第二の電極）８０５が、この順に積層される。偏光素子８００は、シール材８０７により対向基板８０６と貼り付けられ、偏光素子８００、シール材８０７、及び、対向基板８０６の組み合わせが一つの偏光板８１０を構成する。有機半導体層８０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態８では、正孔輸送層８０３の表面に平面視において線状の溝が形成されており、正孔輸送層８０３及び有機半導体層８０４の両方又は一方は、偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図３０を用いて実施形態８に係る偏光素子８００を含む偏光板８１０の製造方法の一例について説明する。図３０は、実施形態８に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態１と同様に、図３０（ａ）に示すように、支持基板８０１上に陽極８０２を形成する。

次に、図３０（ｂ）に示すように、陽極８０２上に正孔輸送層８０３を形成した後、図３０（ｃ）に示すように、正孔輸送層８０３の表面に対しレーザー照射を行い、平面視において線状の溝を形成する。溝の幅は１００～１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～３００ｎｍである。隣り合う溝の間隔は、１００～１００００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～１０００ｎｍである。溝の深さは、１０～１００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０～１００ｎｍである。正孔輸送層８０３の表面に平面視において線状の溝を形成することにより、後に正孔輸送層８０３上に形成する有機半導体層８０４にも、偏光特性を付与することができる。実施形態８では、正孔輸送層８０３の材料が、紫外光に対して感光性を有する材料を含むことが好ましく、光重合開始剤が添加されていることがより好ましい。

具体例を挙げると、まず、陽極上に、ブチル（ｍ－ヒドロキシフェニル）ポリシラン（分子量１５００００）を２．５ｗｔ％含有するシクロヘキサノン溶液を２５００ｒｐｍ、３０ｓの条件でスピンコートする。その後、シール材を塗布する領域、電極パッド領域等に付着した溶液を拭取った後、ホットプレートで１５０℃、３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、溶媒を飛ばし、厚さ０．３μｍのポリシラン薄膜を形成する。その後、膜中の水分、酸素を更に追い出すため、窒素置換したグローブボックス内で、１８０℃、５分間のアニール処理を行う。次に、二光束干渉法によるレーザー照射を用いて、正孔輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する。これにより、例えば、平面視において線状であり、間隔が約１６０ｎｍであり、深さが１０～１００ｎｍの溝を形成することができる。光源には、波長３２５ｎｍのＨｅ－Ｃｄレーザーを用いることができる。

その後、実施形態１と同様に、図３０（ｄ）に示すように、正孔輸送層８０３上に有機半導体層８０４を形成する。正孔輸送層８０３の表面が平面視において線状の溝を有しているので、有機半導体層８０４の正孔輸送層８０３と接する側の表面もまた、必然的に溝を有することになる。次に、図３０（ｅ）に示すように、有機半導体層８０４上に陰極８０５を形成し、実施形態８に係る偏光素子８００が完成する。そして、図３０（ｆ）に示すように、偏光素子８００と対向基板８０６とを、シール材８０７により貼り合わせ、支持基板８０１と対向基板８０６との間に、陽極８０２、正孔輸送層８０３、有機半導体層８０４及び陰極８０５を封止することで、偏光板８１０が完成する。

実施形態８では、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生を防止することができ、歩留まりが高い。また、一方向だけではなく、複数の方向に溝を形成することができるため、複数の方向に偏光方向を設定することができる。

（実施形態９）
実施形態９は、有機半導体層に対してラビングは行わず、その代わりに、電子輸送層に対してラビングを行う点以外は、実施形態２と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）と電子輸送層（第二のキャリア輸送層）とを有し、ラビングにより電子輸送層の表面に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図３１は、実施形態９に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図３１に示すように、実施形態９に係る偏光素子９１０は、支持基板９０１、陽極（第一の電極）９０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）９０３、有機半導体層９０４、電子輸送層９０８（第二のキャリア輸送層）及び、陰極（第二の電極）９０５を有し、これらはこの順に積層される。偏光素子９００は、シール材９０７により対向基板９０６と貼り付けられ、偏光素子９００、シール９０７、及び、対向基板９０６の組み合わせが一つの偏光板９１０を構成する。有機半導体層９０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態９では、電子輸送層９０８が偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態２と同様である。

以下に、図３２－１及び図３２－２を用いて実施形態９に係る偏光素子９００を含む偏光板９１０の製造方法の一例について説明する。図３２－１及び図３２－２は、実施形態９に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態２と同様に、図３２－１（ａ）に示すように、支持基板９０１上に陽極９０２を形成し、図３２－１（ｂ）に示すように、陽極９０２上に正孔輸送層９０３を形成し、図３２－１（ｃ）に示すように、正孔輸送層９０３上に有機半導体層９０４を形成し、図３２－１（ｄ）に示すように、有機半導体層９０４上に電子輸送層９０８を形成する。

その後、図３２－２（ｅ）に示すように、電子輸送層９０８の表面に、ラビングローラー１０を用いてラビング処理を行う。ラビング処理を一方向に行うことで、電子輸送層９０８中の分子を一軸配向させ、電子輸送層９０８に偏光特性を付与することができる。ラビング回数は、１５回以上で、電子輸送層に偏光特性を付与することができ、ラビング回数が多いほど、二色比の値を高くすることができる。ラビング回数は、１５～１６０回が好ましく、より好ましくは４０～１６０回であり、更に好ましくは８０～１６０回である。ラビング処理は、加熱しながら行ってもよい。

その後、実施形態２と同様に、図３２－２（ｆ）に示すように、電子輸送層９０８上に陰極９０５を形成し、実施形態９に係る偏光素子９００が完成する。そして、図３２－２（ｇ）に示すように、偏光素子９００と対向基板９０６とを、シール材９０７により貼り合わせ、支持基板９０１と対向基板９０６との間に、陽極９０２、正孔輸送層９０３、有機半導体層９０４、電子輸送層９０８及び陰極９０５を封止することで、偏光板９１０が完成する。

電子輸送層９０８が偏光特性を有するか否かは、偏光素子９００を含む偏光板９１０を一対用意し、分光器を用いて二色比を測定することで、確認することができる。

実施形態９では、ラビングにより、電子輸送層の表面に平面視において線状の溝が形成されることにより、入射光が散乱され、有機半導体層に入射する光の量が増加するため、光電変換効率を向上することができる。また、電子輸送層には、偏光特性を向上させるために最適な材料を選択し、有機半導体層及び正孔輸送層には、光電変換効率を向上させるために最適な材料を選択することができるので、材料選択の幅が広がり、プロセスマージンが広がる。

（実施形態１０）
実施形態１０は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、電子輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する点以外は、実施形態２と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）と電子輸送層（第二のキャリア輸送層）を有し、レーザー照射により電子輸送層の表面に凹凸を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図３３は、実施形態１０に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図３３に示すように、実施形態１０に係る偏光素子１０００は、支持基板１００１、陽極（第一の電極）１００２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１００３、有機半導体層１００４、電子輸送層（第二のキャリア輸送層）１００８、及び、陰極（第二の電極）１００５を有し、これらはこの順に積層される。偏光素子１０００は、シール材１００７により対向基板１００６と貼り付けられており、偏光素子１０００、シール材１００７、及び、対向基板１００６の組み合わせが一つの偏光板１０１０を形成する。有機半導体層１００４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態１０では、電子輸送層１００８の表面に平面視において線状の溝が形成されており、偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態２と同様である。

以下に、図３４－１及び図３４－２を用いて実施形態１０に係る偏光素子１０００を含む偏光板１０１０の製造方法の一例について説明する。図３４－１及び図３４－２は、実施形態１０に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、実施形態２と同様に、図３４－１（ａ）に示すように、支持基板１００１上に陽極１００２を形成し、図３４－１（ｂ）に示すように、陽極１００２上に正孔輸送層１００３を形成し、図３４－１（ｃ）に示すように、正孔輸送層１００３上に有機半導体層１００４を形成し、図３４－１（ｄ）に示すように、有機半導体層１００４上に電子輸送層１００８を形成する。

次に、図３４－２（ｅ）に示すように、実施形態６と同様に、電子輸送層１００８の表面に対しレーザー照射を行い、平面視において線状の溝を形成する。溝の幅は１００～１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～３００ｎｍである。隣り合う溝の間隔は、１００～１００００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００～１０００ｎｍである。溝の深さは、１０～１００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０～１００ｎｍである。電子輸送層１００８の表面に平面視において線状の溝を形成することにより、電子輸送層１００８に、偏光特性を付与することができる。実施形態１０では、電子輸送層１００８の材料が、紫外光に対して感光性を有する材料を含むことが好ましく、光重合開始剤が添加されていることがより好ましい。

その後、実施形態２と同様に、図３４－２（ｆ）に示すように、電子輸送層１００８上に陰極１００５を形成し、実施形態１０に係る偏光素子１０００が完成する。そして、図３４－２（ｇ）に示すように、偏光素子１０００と対向基板１００６とを、シール材１００７により貼り合わせ、支持基板１００１と対向基板１００６との間に、陽極１００２、正孔輸送層１００３、有機半導体層１００４、電子輸送層１００８及び陰極１００５を封止することで、偏光板１０１０が完成する。

電子輸送層１００８が偏光特性を有するか否かは、実施形態９と同様の方法で、確認することができる。

実施形態１０では、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生を防止することができ、歩留まりが高い。また、一方向だけではなく、複数の方向に溝を形成することができるため、複数の方向に偏光方向を設定することができる。

（実施形態１１）
実施形態１１は、有機半導体層に対してラビングする工程を有さない点、その代わりに、支持基板の表面に平面視において線状の溝を形成する点以外は、実施形態１と同様である。すなわち、通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の偏光素子において、キャリア輸送層として正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）のみを有し、支持基板の表面に溝を形成して偏光特性を付与した形態について述べる。

図３５は、実施形態１１に係る偏光素子を含む偏光板の断面模式図である。図３５に示すように、実施形態１１に係る偏光素子１１００は、支持基板１１０１、陽極（第一の電極）１１０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１１０３、有機半導体層１１０４、陰極（第二の電極）１１０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子１１００は、シール材１１０７により対向基板１１０６と貼り付けられ、偏光素子１１００、シール材１１０７、及び、対向基板１１０６の組み合わせが一つの偏光板１１１０を形成する。有機半導体層１１０４は、バルクヘテロ接合型の単層の有機半導体層である。実施形態１１では、支持基板１１０１の表面に平面視において線状の溝が形成されており、正孔輸送層１１０３及び有機半導体層１１０４の両方又は一方は偏光特性（光学的異方性）を有する。発電機構は、実施形態１と同様である。

以下に、図３６を用いて実施形態１１に係る偏光素子１１００を含む偏光板１１１０の製造方法の一例について説明する。図３６は、実施形態１１に係る偏光素子を含む偏光板の製造工程を表した模式図である。

まず、支持基板１１０１の全面にレジストを塗布する。レジストはエッチング時の耐薬液性を考えて、ネガ型レジストを用いることが好ましい。その後、図３６（ａ）に示すように、エッチングする領域上のレジストを除去し、エッチングしない領域上にレジスト６０を残す。次に、フッ化水素酸（ＨＦ）、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）等を用いて、１０秒～３分程度ウェットエッチングすることにより、平面視において線状の溝を形成する。溝の幅は１００～１０００ｎｍであり、隣り合う溝の間隔は１００～１００００ｎｍであり、溝の深さは１０～３００ｎｍであることが好ましい。

上記では、ウェットエッチングの場合について説明したが、ドライエッチングを行ってもよい。ドライエッチングは、Ｄｅｅｐ　ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等のドライエッチを、１０秒～１分程度行うことにより、上記のような平面視において線状の溝を形成することができる。また、サンドブラスト法により、微細な粒子を支持基板１１０１に吹き付け、支持基板１１０１の表面に微細な溝を形成してもよい。支持基板１１０１がプラスチック基板又はフィルムシートである場合には、ガラス転位温度（Ｔｇ）以下の温度で加熱しながらラビング処理を行うことで表面に溝を形成してもよい。実施形態１１では、支持基板１１０１に平面視において線状の溝を形成することにより、その上に形成する正孔輸送層及び有機半導体層の両方又は一方に一軸配向性を持たせることができる。

その後、実施形態１と同様に、図３６（ｂ）に示すように、支持基板１１０１上に陽極１１０２を形成し、図３６（ｃ）に示すように、陽極１１０２上に正孔輸送層１１０３を形成し、図３６（ｄ）に示すように、正孔輸送層１１０３上に有機半導体層１１０４を形成し、図３６（ｅ）に示すように、有機半導体層１１０４上に陰極１１０５を形成し、実施形態１１に係る偏光素子１１００が完成する。そして、図３６（ｆ）に示すように、偏光素子１１００と対向基板１１０６とを、シール材１１０７により貼り合わせ、支持基板１１０１と対向基板１１０６との間に、陽極１１０２、正孔輸送層１１０３、有機半導体層１１０４及び陰極１１０５を封止することで、偏光板１１１０が完成する。

実施形態１１では、ラビングを行わないため、発塵及び静電気の発生が防止でき、歩留まりが高い。

実施形態４～８及び１１は、実施形態２と同様に、第二のキャリア輸送層を有してもよい。また、実施形態４～８及び１１は、実施形態３と同様に、陽極、正孔輸送層、有機半導体層、電子輸送層及び陰極の、支持基板上での積層順が異なる逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）を適用してもよい。更に、実施形態１の一例である応用形態１は、実施形態２～１１のいずれにも適用することができる。

有機半導体層に処理を施す実施形態１～６のいずれかは、第一のキャリア輸送層に処理を施す実施形態７又は８と組み合わせてもよいし、第二のキャリア輸送層に処理を施す実施形態９又は１０と組み合わせてもよい。また、実施形態１～６のいずれかは、実施形態７又は８と組み合わせ、更に実施形態９又は１０と組み合わせてもよい。実施形態１１は、実施形態１～１０のいずれかの実施形態と組み合わせてもよい。例えば、実施形態１と１１とを組み合わせた場合は、支持基板の表面に平面視において線状の溝を形成し、更に、有機半導体層の表面にラビング処理を行う。

上記実施形態１～１１は、偏光素子及び偏光素子の製造方法について説明した。上記の偏光素子を含む液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法について、以下の実施形態１２～１４で説明する。

（実施形態１２）
実施形態１２は、偏光素子を有する液晶表示装置である。図３７～図４０は、実施形態１２に係る液晶表示装置の模式図であり、図３７は斜視模式図、図３８は断面模式図、図３９はＴＦＴ基板の平面模式図、図４０はカラーフィルター基板の平面模式図である。

図３７に示すように、実施形態１２に係る液晶表示装置は、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かって、バックライトユニット１２２０、偏光板１２１０、ＴＦＴ基板１２３０、液晶層１２４０、カラーフィルター基板１２５０、及び、偏光板１２１０がこの順に積層されている。

図３８に示すように、偏光板１２１０は、偏光素子１２００、対向基板１２０６及びシール材１２０７を有する。偏光素子１２００は、支持基板１２０１、陽極（第一の電極）１２０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１２０３、有機半導体層１２０４、陰極（第二の電極）１２０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子１２００は、上記実施形態１～１１に係る偏光素子１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００及び１１００のいずれを適用してもよい。ＴＦＴ基板側の偏光素子１２００とカラーフィルター基板側の偏光素子１２００とは、実施形態１～１１のうち、それぞれ異なる実施形態に係る偏光素子を適用してもよい。

ＴＦＴ基板１２３０は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板１２３１を有し、その上にベースコート膜１２３２が形成され、その上にゲート電極１２３３が形成されている。ゲート電極１２３３上に、ゲート絶縁膜１２３４、及び、半導体層１２３５が積層され、半導体層１２３５と一部が重畳するようにソース電極１２３６及びドレイン電極１２３７が形成されている。また、ゲート絶縁膜１２３４上には、画素電極１２３８が形成されており、画素電極１２３８の一部は、ドレイン電極１２３７と重畳している。ソース電極１２３６の一部、ドレイン電極１２３７、半導体層１２３５、及び、画素電極１２３８の一部は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）１２３９を形成している。ＴＦＴ基板１２３０を平面視した場合、図３９に示すように、複数のゲート配線１２３３と複数のソース配線１２３６とを有し、複数のゲート配線１２３３と複数のソース配線１２３６とは互いに直交する。ゲート配線１２３３とソース配線１２３６との交点付近には、ＴＦＴ１２３９が形成されている。また、複数のゲート配線１２３３と複数のソース配線１２３６とに囲まれた領域には、画素電極１２３８が形成されている。また、複雑になるので図示はしないが、ソース配線１２３６からＴＦＴ１２３９を通して書き込まれたデータ信号（電荷）を保持するための保持容量配線も画素内に形成されている。

カラーフィルター基板１２５０は、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板１２５１の液晶層１２４０側にブラックマトリクス１２５３及びカラーフィルター１２５４を有する。カラーフィルター１２５４は、例えば、赤色のカラーフィルター１２５４Ｒ、緑色のカラーフィルター１２５４Ｇ、及び、青色のカラーフィルター１２５４Ｂから構成される。更に、カラーフィルター基板１２５０は、液晶層１２４０側に向かって、層間膜１２５５及び対向電極１２５６をこの順に積層して有する。平面視においては、図４０に示すように、ブラックマトリクス１２５３は格子状であり、ブラックマトリクス１２５３で囲まれた領域（開口部）に、カラーフィルター１２５４Ｒ、１２５４Ｇ、１２５４Ｂは配置されている。

図４１は、実施形態１２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図に対し、陰極の位置を付け加えた平面模式図である。図４１に示すように、偏光素子１２００の構成要素の一つである陰極１２０５は、ブラックマトリクス１２５３と重畳するように配置されている。平面視において、ブラックマトリクスの開口部に、偏光素子の陰極が形成されていないため、液晶表示装置の開口率を高くすることができる。

バックライトユニット１２２０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は冷陰極菅からなる光源１２２１、導光板１２２２、散乱板１２２３、プリズムシート１２２４等から構成される。

実施形態１２に係る偏光素子１２００では、陽極（第一の電極）１２０２と液晶層１２４０との間に陰極（第二の電極）１２０５が位置することが好ましい。すなわち、陽極１２０２が陰極１２０５よりも液晶層１２４０から遠い位置に配置されることが好ましい。具体的には、ＴＦＴ基板１２３０側の偏光素子１２００は、陽極１２０２が陰極１２０５よりもバックライトユニット１２２０に近い位置に配置されることが好ましい。このように配置することで、バックライトユニットからの光が陰極１２０５に遮られず、透明電極である陽極１２０２を通して発電層である有機半導体層１２０４に入射されるので、発電量を多くすることができる。また、カラーフィルター基板１２５０側の偏光素子１２００は、陽極１２０２が陰極１２０５よりも観察者側に近い位置に配置されることが好ましい。このように配置することで、太陽光が陰極１２０５に遮られず、透明電極である陽極１２０２を通して発電層である有機半導体層１２０４に入射されるので、発電量を多くすることができる。　

実施形態１２に係る液晶表示装置は、一般的な液晶表示装置の偏光板を、本発明の発電機能付き偏光素子を含む偏光板に置き換えた点で、一般的な液晶表示装置と異なる。以下に図４２及び図４３を用いて、一般的な液晶表示装置について説明する。図４２及び図４３は、一般的な液晶表示装置の模式図であり、図４２は斜視模式図であり、図４３は断面模式図である。

図４２に示すように、一般的な液晶表示装置は、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かって、バックライトユニット２０２０、偏光板２１００、ＴＦＴ基板２０３０、液晶層２０４０、カラーフィルター基板２０５０、及び、偏光板２１００をこの順に積層して有する。

図４３に示すように、偏光板２１００は一般的な偏光板であり、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）フィルム２１０１、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム２１０２、ＴＡＣフィルム２１０１が積層した構造を有する。偏光板２１００は、ＰＶＡフィルム２１０２を一軸伸延し、その両面にＴＡＣフィルム２１０１を貼り付けることで、作製することができる。偏光板２１００は、実施形態１～１１の偏光素子１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００及び１１００のように、陽極、第一及び又は第二のキャリア輸送層、有機半導体層及び陰極を有さないため、励起光を照射しても発電することはできない。バックライトユニット２０２０、ＴＦＴ基板２０３０、液晶層２０４０、及び、カラーフィルター基板２０５０の構成は、それぞれ上述の、バックライトユニット１２２０、ＴＦＴ基板１２３０、液晶層１２４０、及び、カラーフィルター基板１２５０の構成と同様である。

実施形態１２では、ＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板の両基板に偏光素子１２００を配置したが、ＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板のいずれか一方の基板に偏光素子１２００を配置し、他方の基板にＴＡＣフィルム、ＰＶＡフィルム等が積層された一般的な偏光板２１００を配置してもよい。

実施形態１２に係る液晶表示装置は、一般的な液晶表示装置に、単に、従来の太陽電池を組み合わせ、又は、重ね合わせた形態とは異なる。すなわち、実施形態１２に係る液晶表示装置は、一般的な偏光板が有する偏光機能と、太陽電池が有する発電機能とを単に足し合わせただけでは得られない相乗効果を奏する。

実施形態１の偏光素子を含む偏光板を用いた場合を例に挙げると、実施形態１に係る偏光素子は、バルクへテロ接合型の有機半導体層をラビングし、ｎ型有機半導体層とｐ型有機半導体層とが、混合されればされるほど、ｐ－ｎ接合界面が増え、太陽電池としての特性（光電変換効率）が向上するだけでなく、偏光板としての特性（偏光特性）も向上するという相乗効果を奏する。また、実施形態７又は９の偏光素子を含む偏光板を用いた場合を例に挙げると、実施形態７では、正孔輸送層をラビングして凹凸を形成し、実施形態９では、電子輸送層をラビングして凹凸を形成している。有機半導体層に接する正孔輸送層又は電子輸送層に凹凸を形成することで、単に偏光特性を付与するだけでなく、凹凸部での散乱光や反射光によって再び有機半導体層に光が入射することで、光電変換効率も向上させるという相乗効果を奏する。

以上のように、実施形態１２に係る液晶表示装置は、光電変換効率の向上及び偏光特性の向上という相乗効果を奏する点において、一般的な液晶表示装置に、単に、従来の太陽電池を組み合わせ、又は、重ね合わせた形態とは異なる。

以下に、図４４を用いて実施形態１２に係る液晶表示装置における電力供給の経路の一例について説明する。図４４は、実施形態１２に係る液晶表示装置における電力供給の経路を説明した図である。図４４に示すように、実施形態１２に係る液晶表示装置は、発電機能付き偏光素子１２００と、ＴＦＴ基板１２３０及びカラーフィルター基板１２５０を含む液晶パネルと、バックライトユニット１２２０とを有する。液晶パネル及びバックライトユニット１２２０に対しては、バッテリー１２９３、制御回路、及び、駆動回路を介して、外部電源１２９２から交流電流が供給される。発電機能付き偏光素子１２００が有する電極（陰極、陽極）のそれぞれは、蓄電素子１２９１の電極につながっている。偏光素子１２００に励起光（太陽光、バックライト光）１２９０が照射されると発電機能付き偏光素子１２００内で直流電流（正孔、電子の移動）が発生し、一旦蓄電素子１２９１に蓄電される。そして、蓄電素子１２９１から流れてくる直流電流は、パワーコンディショナー回路において交流電流に変換され、制御回路へと流れていく。これにより、外部電源に加え、発電機能付き偏光素子１２００が、ＴＦＴ基板１２３０、カラーフィルター基板１２５０、及び、バックライトユニット１２２０への電力の供給に寄与する。

液晶表示装置の駆動に必要な電力は、発電機能付き偏光素子１２００が発電する電力だけで賄ってもよいし、外部電源からの電力と合わせて賄ってもよい。例えば、透過型の液晶表示装置は、バックライトユニットが必要であるため消費電力が高く、バッテリー１２９３を設け、外部電源１２９２からの電力を充電して主電源とし、発電機能付き偏光素子１２００が発電する電力は補助的に利用することができる。これにより、バッテリーの電力消費を抑制し、バッテリーの利用時間を長くすることができる。一方、反射型の液晶表示装置は、バックライトユニットが不要であるため消費電力が低く、発電機能付き偏光素子１２００が発電する電力だけで駆動することができる。そのため、バッテリーが不要になり、液晶表示装置を軽量化することができる。

実施形態１２に係る液晶表示装置の他の構成要素について詳述する。

実施形態１２に係る液晶表示装置は、透過型、反射型及び反射透過両用型のいずれであってもよい。反射型又は反射透過両用型であれば、ＴＦＴ基板は、外光を反射するための反射板を備える。実施形態１２に係る液晶表示装置は、カラーフィルターをＴＦＴ基板に備えるカラーフィルタオンアレイ（Color Filter On Array）の形態であってもよい。また、実施形態１２に係る液晶表示装置はモノクロディスプレイであってもよく、その場合、カラーフィルターは配置される必要はない。

液晶層には、一定電圧が印加されることで特定の方向に配向する特性をもつ液晶材料が充填されている。液晶層内の液晶分子は、閾値以上の電圧の印加によってその配向性が制御される。実施形態１２において液晶分子の配向モードは、例えば、ＴＮモード、ＩＰＳモード、ＶＡモード等が挙げられ、特に限定されない。

実施形態１２に係る液晶表示装置においては、偏光素子を取り出し、例えば、顕微鏡を用いて偏光素子の構造を確認することで、陽極、陰極等の電極が形成されているかを確認することができる。また、ソーラーシミュレーターを用いて、偏光素子が発電機能を有することを確認することができる。更に、分光器を用いて、偏光素子（正孔輸送層、有機半導体層、及び、電子輸送層の少なくとも一つ）が偏光特性を有することを確認することができる。Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によれば、偏光素子が有機半導体層を有することを確認し、有機半導体層がｐ型の有機半導体材料及びｎ型の有機半導体材料を混合して形成されたものであることを確認することができる。更に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Transmission Electron Microscope）によれば、偏光素子が有する有機半導体層が単層であることを確認することができる。

実施形態１２によれば、ＴＦＴ基板、カラーフィルター基板等の構造を変えることなく、液晶表示装置に対して発電機能を付加することができる。また、互換性が高く、様々な液晶表示装置に適用することができる。

（実施形態１３）
実施形態１３は、偏光素子がＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板の外側ではなく、ＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板の内部に含まれている点以外は実施形態１２と同様である。図４５～図４８は、実施形態１３に係る液晶表示装置の模式図であり、図４５は斜視模式図、図４６は断面模式図、図４７はＴＦＴ基板の平面模式図、図４８はカラーフィルター基板の平面模式図である。

図４５に示すように、実施形態１３に係る液晶表示装置は、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かって、バックライトユニット１３２０、ＴＦＴ基板１３６０、液晶層１３４０、及び、カラーフィルター基板１３７０をこの順に積層して有する。バックライトユニット１３２０の構成は、実施形態１２と同様である。

図４６に示すように、ＴＦＴ基板１３６０及びカラーフィルター基板１３７０は、それぞれ偏光素子１３００を含む。偏光素子１３００は、支持基板１３０１、陽極（第一の電極）１３０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１３０３、有機半導体層１３０４、及び、陰極（第二の電極）１３０５が、この順に積層されて構成されている。偏光素子１３００は、上記実施形態１～１１の偏光素子１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００及び１１００のいずれを適用してもよい。ＴＦＴ基板内の偏光素子１３００とカラーフィルター基板内の偏光素子１３００とは、実施形態１～１１の偏光素子うち、それぞれ異なるものを適用してもよい。

ＴＦＴ基板１３６０は、偏光素子１３００を有し、その上にパッシベーション膜１３６１が形成され、その上にベースコート膜１３６２が形成される。ベースコート膜１３６２上には、実施形態１２と同様に、ゲート電極１３６３、ゲート絶縁膜１３６４、半導体層１３６５、ソース電極１３６６、ドレイン電極１３６７、及び、画素電極１３６８が形成され、ソース電極１３６６の一部、ドレイン電極１３６７、半導体層１３６５、及び、画素電極１３６８の一部は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）１３６９を形成している。ＴＦＴ基板を平面視した場合、図４７に示すように、複数のゲート配線１３６３と複数のソース配線１３６６とを有し、ゲート配線１３６３とソース配線１３６６との交点付近には、ＴＦＴ１３６９が形成され、複数のゲート配線１３６３と複数のソース配線１３６６とに囲まれた領域には、画素電極１３６８が形成されている。実施形態１３では、ゲート配線１３６３及びソース配線１３６６と重畳するように、偏光素子１３００の陰極１３０５が形成されている。

カラーフィルター基板１３７０は、偏光素子１３００を有し、その上にパッシベーション膜１３７１が形成され、その上にベースコート膜１３７２が形成される。ベースコート膜１３７２上には、実施形態１２と同様に、ブラックマトリクス１３７３、カラーフィルター１３７４、層間膜１３７５及び対向電極１３７６がこの順に積層されて形成されている。平面視においては、図４８に示すように、ブラックマトリクス１３７３は格子状であり、ブラックマトリクス１３７３で囲まれた領域（開口部）に、カラーフィルター１３７４Ｒ、１３７４Ｇ、１３７４Ｂが配置されている。更に、偏光素子１３００の陰極１３０５が、ブラックマトリクス１３７３と重畳するように形成されている。このように形成することで、液晶表示装置の開口率を高くすることができる。

以下に実施形態１３に係る液晶表示装置の製造工程を説明する。図４９－１、図４９－２、図５０は、実施形態１３に係る液晶表示装置の製造工程を表した模式であり、図４９－１及び図４９－２はＴＦＴ基板の製造工程、図５０はカラーフィルター基板の製造工程を表す。

まず、図４９－１及び図４９－２を用いて、実施形態１３に係る液晶表示装置のＴＦＴ基板の製造工程について説明する。

〔パッシベーション膜の形成〕
図４９－１（ａ）に示すように、上記実施形態１～１１のいずれかの方法により、偏光素子１３００を作成する。次に、図４９－１（ｂ）に示すように、偏光素子１３００の表面にパッシベーション膜１３６１を形成し、偏光素子１３００を封止する。パッシベーション膜としては、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の無機膜、スピンオングラス（ＳＯＧ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の有機膜、又は、それらの積層膜を用いることができる。パッシベーション膜１３６１は、ＣＶＤ法により形成することができる。

具体例を挙げると、偏光素子の表面に、ＣＶＤ法により窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を１００～３００ｎｍ成膜する。その後、窒化シリコンの表面上に、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を積層する。これにより、パッシベーション膜が完成する。

〔ベースコート膜及びゲート電極の形成〕
図４９－１（ｃ）に示すように、パッシベーション膜１３６１上に、ベースコート膜１３６２を作成し、ベースコート膜１３６２上にゲート電極１３６３を形成する。ベースコート膜１３６２を作成することで、不純物、水分等が、偏光素子１３００に浸入することを防ぐことができる。ベースコート膜１３６２には、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮＯ等の無機膜、又は、これらの積層膜を用いることができる。ゲート電極１３６３は、スパッタ法、真空蒸着法等を用いて成膜しフォトリソグラフィーとエッチングによりパターニングすることで形成することができる。ゲート電極１３６３は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、Ｗ（タングステン）、銅（Ｃｕ）等を用いて形成することができる。ゲート電極１３６３は、偏光素子１３００の陰極１３０５に重畳する位置に形成することが好ましい。これにより、開口率の低下を防ぐことができる。

具体例を挙げると、パッシベーション膜上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ_２膜を厚さ５０～５００ｎｍで成膜し、その上にＳｉＮ膜を厚さ５０～３００ｎｍで成膜して、ベースコート膜を形成する。その後、ベースコート膜上に、マスク真空蒸着法によりアルミニウム（Ａｌ）膜を厚さ４０～３００ｎｍで成膜して、ゲート電極を形成する。

〔ゲート絶縁膜及び半導体層の形成〕
図４９－１（ｄ）に示すように、ベースコート膜１３６２及びゲート電極１３６３上に、ゲート絶縁膜１３６４を形成し、図４９－２（ｅ）に示すように、ゲート電極１３６３と重畳する位置に半導体層１３６５を形成する。ゲート絶縁膜１３６４及び半導体層１３６５には、無機膜、有機膜のいずれも用いることができる。

ゲート絶縁膜１３６４及び／又は半導体層１３６５に無機膜を用いた場合は、ゲート絶縁膜１３６４及び／又は半導体層１３６５の信頼性に優れたＴＦＴが得られる。無機ゲート絶縁膜の材料としては、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ等が挙げられる。無機半導体層の材料としては、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）等が挙げられる。また、無機半導体層の材料として、ａ－Ｓｉの代わりに酸化物半導体（例えば、ＩＧＺＯ）を用いることもできる。

具体例を例に挙げると、ＣＶＤ法により、ＳｉＮ膜を厚さ５０～１５０ｎｍで成膜してゲート絶縁膜を形成する。ゲート絶縁膜上に、ａ－Ｓｉ層を５０～１００ｎｍで成膜し、その上にｎ^＋層を厚さ１０～１００ｎｍで成膜する。その後、フォトリソグラフィーとドライエッチングによりａ－Ｓｉ層とｎ^＋層との積層を島状に残す。ゲート絶縁膜、半導体層及びｎ^＋層の成膜及び熱処理は、例えば１５０℃～４００℃で行うことができる。他の具体例を挙げると、ＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜（ＳｉＯ_２、ＳｉＮ等）１３６４を厚さ５０～１５０ｎｍで成膜した後、スパッタ法によりＩＧＺＯ膜を厚さ５０～２００ｎｍで成膜し、同様にフォトリソグラフィーとエッチングにより、ＩＧＺＯ膜を島状に残す。ゲート絶縁膜、ＩＧＺＯ膜の成膜及び熱処理は、例えば１５０℃～４００℃で行う事ができる。ＩＧＺＯを用いる場合、ｎ^＋層は不要である。

ゲート絶縁膜１３６４及び半導体層１３６５に有機膜を用いた場合は、２００℃以下の低温で形成することができるので、偏光素子１３００の有機半導体層１３０５や、基板への加熱によるダメージ及び応力を抑えることができる。有機ゲート絶縁膜１３６４の材料としては、ポリメタクリルアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）、ＣＹＴＯＰ（旭硝子株式会社、登録商標）等が挙げられる。

半導体層１３６５は、ｐ型の有機半導体を採用する場合、ペンタセン、ルブレン、ジナフト［２，３－ｂ：２’，３’－ｆ］チエノ［３，２－ｂ］チオフェン（ＤＮＴＴ）等を用いて、蒸着法で形成することができる。また、６，１３－ビス（トリイソプロピルシリルエチニル）ペンタセン（ＴＩＰＳ－ペンタセン）、Ｐ３ＨＴ、ベンゾチエノ［３，２－ｂ］ベンゾチオフェン（ＢＴＢＴ）、Ｃｎ－ＢＴＢＴ等を用いて、スピンコート等の塗布法で形成することができる。ＤＮＴＴは耐熱性が２００℃以上と高いため、より好ましい。一方、ｎ型の有機半導体を採用する場合、Ｃ_６０フラーレン、フェニルＣ_６１酪酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）等を用いて、塗布法により形成することができる。スピンコート法の代わりに、インクジェット法や印刷法を用いてもよい。有機半導体を用いる場合も、ｎ^＋層は不要である。

具体例を挙げると、ベースコート膜及びゲート電極上に、ゲート絶縁膜の材料となる溶液を１５００～４０００ｒｐｍ、６０ｓ程度でスピンコートした後、ホットプレートで１２０℃、数分程度のアニールを行って、厚さ約５００～１０００ｎｍのゲート絶縁膜を形成する。

〔ソース電極及びドレイン電極の形成〕
基板全面に、スパッタ法、真空蒸着法等により金属膜を成膜し、その後、フォトリソグラフィー及びエッチングにより、図４９－２（ｆ）に示すように、ソース電極１３６６及びドレイン電極１３６７をパターニングする。ソース電極１３６６及びドレイン電極１３６７は、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム－ケイ素合金（ＡｌＳｉ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等を用いて形成することができる。

具体例を挙げると、まず、スパッタ法により、ＡｌＳｉ／Ｔｉ電極を３００／５０ｎｍ程度成膜した後、フォトリソグラフィーとドライエッチング（ギャップエッチング）を行うことで、ソース電極及びドレイン電極を形成することができる。

〔画素電極の形成〕
基板全面にスパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、印刷法等により金属膜を成膜する。その後、フォトリソグラフィー及びエッチングによって、図４９－２（ｇ）に示すように、画素電極１３６８をパターニングする。画素電極１３６８は、透明電極であるＩＴＯ、ＩＺＯ、ＣＮＴ、グラフェン、それらを含有するインク又は溶液等を用いて形成することができる。ソース電極１３６６の一部、ドレイン電極１３６７、半導体層１３６５、及び、画素電極１３６８の一部は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）１３６９を形成する。

具体例を挙げると、まず、スパッタ法により基板全面にＩＴＯ膜を形成し、続いて２００～３００℃で焼成し、ＩＴＯ膜の抵抗を下げる。その後、フォトリソグラフィーを用いて所望のパターン形状のレジストを形成した後、濃塩酸又は塩化第二鉄を用いてＩＴＯ膜のエッチングを行うことで、画素電極を形成することができる。

以上の工程により、ＴＦＴ基板１３６０が完成する。実施形態１３では、トップコンタクト型のＴＦＴを例に挙げたが、ＴＦＴの半導体層の材料としてＩＧＺＯ又は有機半導体を用いる場合は、信頼性やＴＦＴ特性を考慮し、ボトムコンタクト型のＴＦＴを形成してもよい。ボトムコンタクト型のＴＦＴは、半導体層の形成前にソース電極１３６６及びドレイン電極１３６７を形成する。

以下に、図５０を用いて、実施形態１３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の製造工程について説明する。

〔パッシベーション膜の形成〕
ＴＦＴ基板と同様に、図５０（ａ）に示すように、上記実施形態１～１１のいずれかの方法により、偏光素子１３００を作製し、図５０（ｂ）に示すように、偏光素子１３００の表面にパッシベーション膜１３７１を形成し、偏光素子１３００を封止する。

〔ベースコート膜及びブラックマトリクスの形成〕
次に、図５０（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板と同様に、ベースコート膜１３７２を形成し、ベースコート膜１３７２上にブラックマトリクス１３７３を形成する。ブラックマトリクス１３７３は、例えば、平面視において格子状に形成する。ブラックマトリクスにより、液晶分子の配向乱れによる光漏れを防ぐことができる。ブラックマトリクス１３７３は、クロム（Ｃｒ）、黒色色素を含有する樹脂等を用いて形成することができる。

具体例を挙げると、感光性を有する黒色色素を含んだ樹脂を、スリットコーターにより厚さ１～２μｍで塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングすることで、ブラックマトリクスを形成する。また、スパッタ法によりＣｒ膜を厚さ４０～３００ｎｍで成膜し、フォトリソグラフィー及びエッチングによりパターニングすることでも、ブラックマトリクスを形成することができる。

〔カラーフィルターの形成〕
図５０（ｄ）に示すように、ブラックマトリクス１３７３を形成した基板上に、感光性を有する色レジスト、例えば、感光性を有するＲ（赤）、Ｇ（緑）、又は、Ｂ（青）の色レジストをスリットコーターで塗布し、フォトリソグラフィーによりパターニングして、ブラックマトリクスに囲まれた領域にカラーフィルター１３７４を形成する。この工程をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色レジスト３回分繰り返して、３色のカラーフィルターを形成する。インクジェット法により、Ｒ、Ｇ、Ｂの色インクを塗布することでも形成することができる。

〔層間膜及び対向電極の形成〕
図５０（ｅ）に示すように、ブラックマトリクス１３７３及びカラーフィルター１３７４上に、層間膜１３７５を形成する。層間膜１３７５には、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮＯ等を材料とする無機膜、又は、スピンオングラス（ＳＯＧ）、樹脂等を材料とする有機膜を用いることができる。その後、層間膜１３７５上に、スパッタ法、真空蒸着法、インクジェット法、印刷法等により透光性を有する対向電極１３７６を形成する。対向電極１３７６は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＣＮＴ、グラフェン、これらを含有するインク又は溶液等を用いて形成することができる。次に、必要に応じてＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板間のセルギャップを保つための、感光性樹脂からなるスペーサーをフォトリソグラフィーにより形成してもよい。

以上により、カラーフィルター基板１３７０が完成する。

上記で作製したＴＦＴ基板１３６０及びカラーフィルター基板１３７０の表面に配向膜を形成し、ラビング処理を施す。次に、一方の基板の周辺部にシール樹脂を塗布して、他方の基板と貼り合わせる。その後、両基板の間に液晶材料を注入し、封止して液晶層１３４０を形成する。貼り合わせの別の方法としては、両基板にラビング処理を施した後、一方の基板の周辺部にシール樹脂を塗布し、シール材の内側に液晶材料を滴下した後、他方の基板と貼り合せてもよい（液晶滴下法）。ＴＦＴ基板１３６０の背面側には、バックライトユニット１３２０を配置する。以上により、実施形態１３に係る液晶表示装置が完成する。

実施形態１３では、実施形態１２に係る液晶表示装置における透明基板１２３１及び１２５１に相当する部材を削減できるので、より薄型、軽量な液晶表示装置を得ることができる。実施形態１３では、ＴＦＴ基板が画素電極を有し、カラーフィルター基板が対向電極を有する液晶表示装置を例示したが、このような形態に限定されない。例えば、カラーフィルター基板が対向電極を有さず、ＴＦＴ基板が画素電極及び共通電極を有するような液晶表示装置にも適用することができる。

（実施形態１４）
実施形態１４は、ＴＦＴ基板及びカラーフィルター基板のいずれか一方の内部に一対の偏光素子の一方が含まれており、他の一方の基板の外部に一対の偏光素子の他方が配置されている点以外は実施形態１２と同様である。図５１及び図５２は、実施形態１４に係る液晶表示装置の模式であり、図５１は斜視模式図、図５２は断面模式図である。

図５１に示すように、実施形態１４に係る液晶表示装置は、液晶表示装置の背面側から観察面側に向かって、バックライトユニット１４２０、偏光板１４１０、ＴＦＴ基板１４３０、液晶層１４４０、及び、カラーフィルター基板１４７０を有し、これらはこの順に積層されている。バックライトユニット１４２０の構成は、実施形態８と同様である。

図５２に示すように、カラーフィルター基板１４７０は、偏光素子１４００を含む。偏光素子１４００は、支持基板１４０１、陽極（第一の電極）１４０２、正孔輸送層（第一のキャリア輸送層）１４０３、有機半導体層１４０４、陰極（第二の電極）１４０５を有し、これらはこの順に積層されている。偏光素子１４００は、上記実施形態１～１１の偏光素子１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００及び１１００のいずれを適用してもよい。ＴＦＴ基板の外部に配置される偏光板１４１０に含まれる偏光素子１４００、及び、カラーフィルター基板１４７０に含まれる偏光素子１４００に対しては、それぞれ異なる実施形態に係る偏光素子を適用してもよい。

ＴＦＴ基板１４３０は、実施形態１２と同様に、ガラス等を材料とする絶縁性の透明基板１４３１を有し、その上に、ベースコート膜１４３２、ゲート電極１４３３、ゲート絶縁膜１４３４、半導体層１４３５、ソース電極１４３６、ドレイン電極１４３７、及び、画素電極１４３８が形成され、ソース電極１４３６の一部、ドレイン電極１４３７、半導体層１４３５、及び、画素電極１４３８の一部は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）１４３９を形成している。

カラーフィルター基板１４７０は、実施形態１３と同様に、偏光素子１４００を有し、その上に、パッシベーション膜１４７１、ベースコート膜１４７２、ブラックマトリクス１４７３、カラーフィルター１４７４、層間膜１４７５及び対向電極１４７６が形成されている。偏光素子１４００の陰極１４０５は、ブラックマトリクス１４７３と重畳するように形成されている。このように配置することで、液晶表示装置の開口率を高くすることができる。

（応用形態２）
応用形態２は、実施形態１２に係る液晶表示装置の一例であり、特に、陰極の形状に着目した形態である。図５３は、応用形態２に係る液晶表示装置の断面模式図である。図５４及び図５５は、応用形態２に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図に対し、陰極の位置を付け加えた平面模式図である。

図５３～図５５に示すように、応用形態２では、偏光板１２１０の陰極１２０５は、格子状の電極部分１２０５ｂと、格子状の電極部分１２０５ｂに囲まれた櫛歯状の電極部分１２０５ａとを有する。櫛歯状の電極部分１２０５ａ及び格子状の電極部分１２０５ｂの構成は、応用形態１の櫛歯状の電極部分１０５ａ及び格子状の電極部分１０５ｂの構成と同様である。励起光（太陽光、バックライト光）が照射されることにより励起子から分離した電子は、櫛歯状の電極部分１２０５ａに移動し、格子状の電極部分１２０５ｂを通じて、例えば、蓄電素子に充電される。

陰極１２０５の形状は、例えば、応用形態１の図４又は図５で示した形状とすることができる。図５４及び図５５に示すように、カラーフィルター基板１２５０のブラックマトリクス１２５３と、偏光素子１２００の格子状の電極部分１２０５ｂは、平面視において、互いに重畳し、ブラックマトリクス１２５３の開口部に櫛歯状の電極部分１２０５ａが重畳するように配置される。ブラックマトリクス１２５３の開口部と重なる位置にも陰極を配置することで、偏光素子で発生した電荷を効率よく集めることができ、光電変換効率を向上させることができる。櫛歯状の電極部分１２０５ａは、透明又は半透明であることが好ましい。

また、櫛歯状の電極部分１２０５ａと格子状の電極部分１２０５ｂとでは、それぞれ異なる材料を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１２０５ａには、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。また、櫛歯状の電極部分１２０５ａには、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。

具体的には、櫛歯状の電極部分１２０５ａには、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、導電率が大きい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１２０５ｂにはアルミニウム（Ａｌ、導電率：３７．４×１０^６Ｓ／ｍ）、銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ）等を用い、櫛歯状の電極部分１２０５ａには銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１２０５ａに、格子状の電極部分１２０５ｂよりも電気伝導度が大きい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分１２０５ａの厚みを、格子状の電極部分１２０５ｂの厚みよりも小さくすることができる。これにより、光の透過率を高めた半透明の薄膜を形成できるので、有機半導体層に照射される光が増加し、光電変換効率を高めることができる。

また、櫛歯状の電極部分１２０５ａには、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１２０５ｂには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１２０５ａにはアルミニウム（Ａｌ、仕事関数：４．３ｅＶ）を用いてもよいし、格子状の電極部分１２０５ｂには銅（Ｃｕ、仕事関数：４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１２０５ａには銀（Ａｇ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１２０５ａに、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、仕事関数が小さい材料を用いることで、櫛歯状の電極部分１２０５ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分１２０５ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができる。

更に、櫛歯状の電極部分１２０５ａには、格子状の電極部分１２０５ｂよりも、導電率が大きく、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。例えば、格子状の電極部分１２０５ｂには銅（Ｃｕ、導電率：５９×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．７ｅＶ）を用い、櫛歯状の電極部分１２０５ａには銀（Ａｇ、導電率：６１．４×１０^６Ｓ／ｍ、仕事関数：４．３～４．７ｅＶ）を用いてもよい。櫛歯状の電極部分１２０５ａに、格子状の電極部分１２０５ｂよりも電気伝導度が大きく、仕事関数が小さい金属を用いることで、櫛歯状の電極部分１２０５ａの厚みを、格子状の電極部分１２０５ｂの厚みよりも小さくし、光の透過率を高めることができる。同時に、櫛歯状の電極部分１２０５ａで捕集した電子を接続されている格子状の電極部分１２０５ｂ（やそれに繋がる外部端子）へ効率良く輸送することができるので、光電変換効率を高めることができる。

応用形態２では、開口率が高く、光電変換効率が高い液晶表示装置を得ることができる。

（応用形態３）
応用形態３は、実施形態１３に係る液晶表示装置の一例であり、特に、陰極の形状に着目した形態である。図５６は、応用形態３に係る液晶表示装置の断面模式図である。図５７及び図５８は、応用形態３に係る液晶表示装置のカラーフィルター基板の平面模式図である。

図５６～図５８に示すように、応用形態３では、偏光素子１３００の陰極１３０５は、格子状の電極部分１３０５ｂと、格子状の電極部分１３０５ｂに囲まれた櫛歯状の電極部分１３０５ａとを有する。櫛歯状の電極部分１３０５ａ及び格子状の電極部分１３０５ｂの構成は、応用形態１の櫛歯状の電極部分１０５ａ及び格子状の電極部分１０５ｂの構成と同様である。

陰極１３０５の形状は、例えば、応用形態１の図４又は図５で示した形状とすることができる。図５７及び図５８に示すように、カラーフィルター基板１３７０のブラックマトリクス１３７３と、偏光素子の格子状の電極部分１３０５ｂは、平面視において、互いに重畳し、ブラックマトリクス１３７３の開口部に櫛歯状の電極部分１３０５ａが重畳するように形成される。ブラックマトリクス１３７３の開口部と重なる位置にも陰極を形成することで、偏光素子で発生した電荷を効率よく集めることができ、光電変換効率を向上させることができる。櫛歯状の電極部分１３０５ａは、透明又は半透明であることが好ましい。櫛歯状の電極部分１３０５ａ及び格子状の電極部分１３０５ｂの構成は、応用形態２で示した櫛歯状の電極部分１２０５ａ及び格子状の電極部分１２０５ｂの構成と同様である。

応用形態３では、開口率が高く、光電変換効率が高い液晶表示装置を得ることができる。

応用形態２及び３では、陰極は、応用形態１の第一の製造工程で作製した陰極を例示したが、応用形態１の第二の製造工程で作製した陰極を用いてもよい。応用形態２及び３では、実施形態１及び応用形態１で示したような、第二の電極が陰極である通常型（Ｎｏｒｍａｌ型）の場合を例示したが、実施形態３に示したような、第二の電極が陽極である逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）の場合においても、同様に適用できる。逆型（Ｉｎｖｅｒｔｅｄ型）に適用する場合は、陽極が櫛歯状の電極部分と格子状の電極部分とを有する構成とし、陽極には、実施形態３で述べた電極材料と同様の電極材料を用いることができる。

１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１１０１、１２０１、１３０１：支持基板
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２、１００２、１１０２、１２０２、１３０２：陽極（第一の電極又は第二の電極）
３、１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、８０３、９０３、１００３、１１０３，１２０３、１３０３：正孔輸送層（第一のキャリア輸送層又は第二のキャリア輸送層）
４：ＰＮ接合型の光電変換層
４ａ：ｐ型の有機半導体層
４ｂ：ｎ型の有機半導体層
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、１２０４、１３０４：有機半導体層（バルクヘテロ接合型）
５、１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５、８０５、９０５、１００５、１１０５、１２０５、１３０５：陰極（第二の電極又は第一の電極）
６：励起子
７：電子
８：正孔（ホール）
９：バルクヘテロ接合型の光電変換層
１０：ラビングローラー
４０：スリットコーター
５０：伸延ローラー
６０：レジスト
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００：（発電機能付き）偏光素子
１０５ｂ、３０２ｂ、１２０５ｂ、１３０５ｂ：格子状の電極部分
１０５ａ、３０２ａ、１２０５ａ、１３０５ａ：櫛歯状の電極部分
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０：偏光板
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６、９０６、１００６、１１０６、１２０６、１４０６：対向基板
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、７０７、８０７、９０７、１００７、１１０７、１２０７、１４０７：シール材
２０８、１００８、１１０８：電子輸送層（第二のキャリア輸送層又は第一のキャリア輸送層）
５０６ａ：透明フィルム
５０６ｂ：保護膜
５８０：ベース基板
１２３１、１２５１、１４３１、２０３１、２０５１：透明基板
１２２０、１３２０、１４２０、２０２０：バックライトユニット
１２２１、１３２１、１４２１、２０２１：光源
１２２２、１３２２、１４２２、２０２２：導光板
１２２３、１３２３、１４２３、２０２３：散乱板
１２２４、１３２４，１４２４、２０２４：プリズムシート
１２３０、１４３０、２０３０：ＴＦＴ基板
１２５０、２０５０：カラーフィルター基板
１２３２、１３６２、１３７２、２０３２、１４３２、１４７２：ベースコート膜
１２３３、１３６３、１４３３、２０３３：ゲート電極（ゲート配線）
１２３４、１３６４、１４３４、２０３４：ゲート絶縁膜
１２３５、１３６５、１４３５、２０３５：半導体層
１２３６、１３６６、１４３６、２０３６：ソース電極（ソース配線）
１２３７、１３６７、２０３７：ドレイン電極
１２３８、１３６８、１４３８、２０３８：画素電極
１２５３、１３７３、１４７３、２０５３：ブラックマトリクス
１２５４、１３７４、１４７４、２０５４：カラーフィルター
１２５５、１３７５、１４７５、２０５５：層間膜
１２５６、１３７６、１４７６、２０５６：対向電極
１２９０：励起光
１２９１：蓄電素子
１２９２：外部電源
１２９３：バッテリー
１２９９、１４３９、２０３９：ＴＦＴ
１２４０、１３４０、１４４０、２０４０：液晶層
１２４１、１３４１、１４４１、２０４１：液晶分子
１３６０：ＴＦＴ基板（偏光素子を含む）
１３６１、１３７１、１４７１：パッシベーション膜
１３７０、１４７０：カラーフィルター基板（偏光素子を含む）
１３６９：ＴＦＴ
２１００：一般的な偏光板
２１０１：ＴＡＣフィルム
２１０２：ＰＶＡフィルム

Claims

支持基板と、第一の電極と、第二の電極と、該第一の電極と該第二の電極との間に配置された有機半導体層と、該第一の電極と該有機半導体層との間に配置された第一のキャリア輸送層、及び／又は、該有機半導体層と該第二の電極との間に配置された第二のキャリア輸送層とを有し、
該支持基板と第一の電極と第二の電極とは、この順に配置され、
該有機半導体層は、バルクへテロ接合型の単層の有機半導体層であり、
該第一のキャリア輸送層、該有機半導体層、及び、該第二のキャリア輸送層の少なくとも一つが偏光特性を有する
ことを特徴とする偏光素子。
前記第一の電極は、陽極であり、
前記第二の電極は、陰極であり、
前記第一のキャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
前記第二のキャリア輸送層は、電子輸送層である
ことを特徴とする請求項１に記載の偏光素子。
前記第一の電極は、陰極であり、
前記第二の電極は、陽極であり、
前記第一のキャリア輸送層は、電子輸送層であり、
前記第二のキャリア輸送層は、正孔輸送層である
ことを特徴とする請求項１に記載の偏光素子。
前記有機半導体層の表面は、凹凸を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の偏光素子。
前記第一のキャリア輸送層の表面及び／又は前記第二のキャリア輸送層の表面は、凹凸を有することを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の偏光素子。
前記支持基板の表面は、凹凸を有することを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の偏光素子。
前記凹凸は、平面視において線状の溝であることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、異なる材料により形成された複数の部位を有することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、透光性を有する部位と、遮光性を有する部位とを有することを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、格子状の電極部分と櫛歯状の電極部分とを有することを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、
該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、電気伝導度が大きい材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、陰極であり、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、
該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、仕事関数が小さい材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１、２、４～１１のいずれかに記載の偏光素子。
前記第二の電極は、陽極であり、より厚みの大きい部位と、より厚みの小さい部位とを有し、
該厚みの小さい部位は、該厚みの大きい部位に比べて、仕事関数が大きい材料で構成されている
ことを特徴とする請求項１、３～１１のいずれかに記載の偏光素子。
支持基板上に第一の電極を形成する工程と、
該第一の電極上にバルクへテロ接合型の単層の有機半導体層を形成する工程と、
該有機半導体層上に第二の電極を形成する工程と、
該第一の電極と該有機半導体層との間に第一のキャリア輸送層を形成する工程、及び／又は、該有機半導体層と該第二の電極との間に第二のキャリア輸送層を形成する工程とを有し、
該第一のキャリア輸送層、該有機半導体層、及び、該第二のキャリア輸送層の少なくとも一つが偏光特性を有する
ことを特徴とする偏光素子の製造方法。
前記第一の電極は、陽極であり、
前記第二の電極は、陰極であり、
前記第一のキャリア輸送層は、正孔輸送層であり、
前記第二のキャリア輸送層は、電子輸送層である
ことを特徴とする請求項１４に記載の偏光素子の製造方法。
前記第一の電極は、陰極であり、
前記第二の電極は、陽極であり、
前記第一のキャリア輸送層は、電子輸送層であり、
前記第二のキャリア輸送層は、正孔輸送層である
ことを特徴とする請求項１４に記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層を形成する工程と前記第二の電極を形成する工程との間に、前記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程を有することを特徴とする請求項１４～１６のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程は、前記有機半導体層の表面をラビングする工程であることを特徴とする請求項１７に記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、前記有機半導体層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であることを特徴とする請求項１７に記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層を形成する工程は、前記支持基板を一方向に移動させながら有機半導体材料を塗布する工程であることを特徴とする請求項１４～１６のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層を形成する工程と前記第二の電極を形成する工程との間に、前記有機半導体層を伸延する工程を有することを特徴とする請求項１４～１６のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記第一のキャリア輸送層を形成する工程と前記有機半導体層を形成する工程との間に、前記第一のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程を有することを特徴とする請求項１４～２１のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記第一のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、前記第一のキャリア輸送層の表面をラビングする工程であることを特徴とする請求項２２に記載の偏光素子の製造方法。
前記第一のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、前記第一のキャリア輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であることを特徴とする請求項２２に記載の偏光素子の製造方法。
前記第二のキャリア輸送層を形成する工程と前記第二の電極を形成する工程との間に、前記第二のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程を有することを特徴とする請求項１４～２４のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記第二のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、前記第二のキャリア輸送層の表面をラビングする工程であることを特徴とする請求項２５に記載の偏光素子の製造方法。
前記第二のキャリア輸送層の表面に凹凸を形成する工程は、フォトリソグラフィーを用いて、前記第二のキャリア輸送層の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であることを特徴とする請求項２５に記載の偏光素子の製造方法。
前記有機半導体層の表面、前記第一のキャリア輸送層の表面、又は、前記第二のキャリア輸送層の表面をラビングする工程は、ラビング回数が１５～１６０回であることを特徴とする請求項１８、２３及び２６のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記支持基板上に第一の電極を形成する工程の前に、前記支持基板の表面に凹凸を形成する工程を有することを特徴とする請求項１４～２８のいずれかに記載の偏光素子の製造方法。
前記支持基板の表面に凹凸を形成する工程は、前記支持基板の表面に平面視において線状の溝を形成する工程であることを特徴とする請求項２９に記載の偏光素子の製造方法。
一対の基板と、
該一対の基板の間に挟持された液晶層と、
一対の偏光素子とを有し、
該一対の偏光素子の少なくとも一方は、請求項１～１３のいずれかに記載の偏光素子であり、該一対の基板のいずれか一方の、液晶層側と反対側の面上に配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。
一対の基板と、
該一対の基板の間に挟持された液晶層とを有し、
該一対の基板の少なくとも一方は、請求項１～１３のいずれかに記載の偏光素子を含む
ことを特徴とする液晶表示装置。
前記一対の基板のいずれか一方は、ブラックマトリクスを有し、
前記偏光素子が有する第二の電極の少なくとも一部は、該ブラックマトリクスと重畳するように配置される
ことを特徴とする請求項３１又は３２に記載の液晶表示装置。
前記第二の電極の、前記ブラックマトリクスと重畳する部分は、前記ブラックマトリクスと重畳しない部分より厚いことを特徴とする請求項３３に記載の液晶表示装置。
前記第二の電極の、前記ブラックマトリクスと重畳しない部分は、透光性を有することを特徴とする請求項３３又は３４に記載の液晶表示装置。
前記第一の電極と前記液晶層との間に前記第二の電極が位置することを特徴とする請求項３１～３５のいずれかに記載の液晶表示装置。
請求項１４～３０のいずれかに記載の偏光素子の製造方法によって偏光素子を製造する工程と、
該偏光素子の製造方法によって製造された偏光素子を、液晶層を挟持する一対の基板のいずれか一方の、液晶層と反対側の面上に配置する工程とを有する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
請求項１４～３０のいずれかに記載の偏光素子の製造方法によって、液晶層を挟持する一対の基板の少なくとも一方に偏光素子を製造する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。