JP2019124837A - 選択透過フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】材料選択の制限が少なく、大面積化が容易であり、透過波長域の選択の自由度が高く、波長選択性が良好な選択透過フィルターを提供する。【解決手段】コレステリック構造を有する液晶層１と、偏光板２ａ、２ｂとを有する選択透過フィルター１００であって、偏光板の間に液晶層が配置されるとともに、偏光板の透過軸が互いに９０°±１０°になるように配置された選択透過フィルター。【選択図】図１

Description

本発明は、選択透過フィルターに関する。

選択透過フィルターは、特定波長の光の透過率を選択的に低減するフィルターであり、例えば機械部品、電気・電子部品、自動車部品用の光フィルター部材、光学部材等に好適に用いられている。例えば光学部材の一つであるカメラモジュールの固体撮像素子には、光学ノイズとなる赤外線を遮断する赤外線カットフィルターが用いられている。当該フィルターとしては通常、蒸着法などにより高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した無機多層膜が設けられたものが使用されており、高屈折率層と低屈折率層の各層の厚みを調整することにより、所望の近赤外領域の光線の入射をカットすることができる。
また、色素を用いた赤外線カットフィルターも知られている。例えば特許文献１には、近赤外線吸収色素を含有し、可視光領域の光線透過率を高く維持しつつ、近赤外線領域の光線を広範囲にわたってカットすることができる吸収層を備えた光選択透過フィルターが提案されている。

特開２０１７−１８２０４３号公報

しかしながら色素を用いた光選択透過フィルターでは、所定の波長選択性を得るための色素材料の選択に制限があるため、得られるフィルターの透過波長域の選択の自由度が低いものであった。また、色素が紫外線等によりダメージを受けることも懸念される。一方、無機多層膜系のフィルターは一般に蒸着法を用いて製造されることから、製造工程上、大面積化が困難である。
本発明は、材料選択の制限が少なく、大面積化が容易であり、透過波長域の選択の自由度が高く、波長選択性が良好な選択透過フィルターを提供することを目的とする。

本発明者らは、所定の液晶層と偏光板とを組み合わせた構成とすることで前記課題を解決できることを見出した。
本発明は、以下の選択透過フィルターを提供する。
［１］コレステリック構造を有する液晶層と、偏光板とを有する選択透過フィルター。
［２］前記偏光板を２枚有し、該偏光板の間に前記液晶層が配置された上記［１］に記載の選択透過フィルター。
［３］前記偏光板の透過軸が互いに９０°±１０°になるように配置された上記［２］に記載の選択透過フィルター。
［４］前記液晶層が、重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーとカイラル剤とを含む硬化性組成物の硬化物である上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。
［５］選択透過波長域におけるピークトップ波長が４８０ｎｍ以下である上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。
［６］選択透過波長域における透過率３％の時のピーク幅が１５０ｎｍ以下である上記［１］〜［５］のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。

本発明の選択透過フィルターは材料選択の制限が少なく、大面積化が容易であり、透過波長域の選択の自由度が高く、波長選択性が良好である。本発明の選択透過フィルターは、各種光フィルター部材、センサー部材、光学部材等に好適に用いられる。

本発明の選択透過フィルターの一実施形態を示す断面模式図である。 参考例１〜５で得られたコレステリック構造を有する液晶層の反射率測定チャートである。 実施例１〜４で得られた選択透過フィルター、及び比較例１の直交偏光板の透過率測定チャートである。 実施例５における選択透過フィルターの透過率測定方法の説明図である。 実施例５における選択透過フィルターの透過率測定チャートである。

［選択透過フィルター］
本発明の選択透過フィルターは、コレステリック構造を有する液晶層（以下「コレステリック液晶層」又は単に「液晶層」ともいう）と、偏光板とを有することを特徴とする。以下に本発明の実施形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の選択透過フィルターの一実施形態を示す断面模式図である。図１において、選択透過フィルター１００はコレステリック液晶層１と、偏光板２ａ及び２ｂとを有する。コレステリック液晶層１は、図１に示すような１層の液晶層のみから構成された単層構造でもよく、液晶層を２層以上積層した多層構造でもよい。
コレステリック液晶層１と偏光板２ａ及び２ｂとは、例えば光学粘着層３ａ及び３ｂを介して積層することができる。光学粘着層は、例えば光学用粘着剤や光学用粘着フィルムからなる、粘着性を有する層である。
選択透過フィルター１００は上記以外の任意の層、例えば、ガラス基板や樹脂フィルムからなる層（非図示）をさらに有していてもよい。

本発明の選択透過フィルターは偏光板を少なくとも１枚有していればよいが、図１に示すように、本発明の選択透過フィルターは偏光板を２枚有し、これら２枚の偏光板の間にコレステリック液晶層１が配置された構成であることが好ましい。

上記２枚の偏光板はクロスニコル配置であることが好ましい。より具体的には、図１における偏光板２ａの透過軸と偏光板２ｂの透過軸とが互いに９０°±１０°になるように配置されたものであることが好ましい。偏光板２ａの透過軸と偏光板２ｂの透過軸とがなす角度は、より好ましくは９０°±５°、さらに好ましくは９０°±２°である。
クロスニコル配置の２枚の偏光板に入射した光は透過しない。しかしながら、クロスニコル配置の２枚の偏光板の間にコレステリック液晶層を配置すると、特定の波長域の光を選択的に透過する。また後述するように、その透過波長域は、コレステリック液晶層を構成する液晶性分子のヘリカルピッチを制御することにより、紫外〜赤外線領域まで適宜調整することができる。

一方、例えば、選択透過フィルターへの入射光が偏光光である場合は、本発明の選択透過フィルターは偏光板を１枚のみ有する構成であってもよい。この場合はコレステリック液晶層の光出射面側に偏光板を配置することが好ましい。

＜コレステリック構造を有する液晶層＞
本発明の選択透過フィルターは、コレステリック構造を有する液晶層（コレステリック液晶層）を有する。
本明細書においてコレステリック構造を有する液晶層とは、コレステリック規則性を呈する液晶性分子からなる層をいう。コレステリック規則性とは、一平面上では分子軸が一定の方向に並んでいるが、それに重なる次の平面では分子軸の方向が少し角度をなしてずれ、さらに次の平面ではさらに角度がずれるというように、重なって配列している平面を順次透過して進むに従って当該平面中の分子軸の角度がずれて（ねじれて）いく構造である。このように分子軸の方向がねじれてゆく構造は光学的にカイラルな構造となる。

コレステリック液晶層は、一般的に、フィジカルな分子配列に基づいて、一方向の旋光成分とこれと逆回りの旋光成分とを分離する旋光選択特性を有する。このような液晶層に対して、液晶のプレーナー配列のヘリカル軸に沿って入射した光は、右旋及び左旋の２つの円偏光に別れ、一方が透過し、他方が反射される。この現象は、円偏光２色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における旋回方向を適宜選択すると、該旋回方向と同一の旋光方向を持つ円偏光が選択的に反射される。

この場合の最大旋光偏光光散乱は、下記式（１）の波長λ_０で生じる。
λ_０＝ｎａｖ・ｐ ・・・（１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造におけるヘリカルピッチ、ｎａｖはヘリカル軸に直交する平面内の平均屈折率である。
また、このときの反射光の波長バンド幅Δλは下記式（２）で示される。
Δλ＝Δｎ・ｐ ・・・（２）
ここで、Δｎは複屈折値である。

コレステリック液晶層単独での偏光分離作用について説明する。無偏光がコレステリック液晶層に入射した場合、前記波長λ_０を中心とした波長バンド幅Δλの範囲の光の右旋又は左旋の円偏光成分の一方が反射され、他方の円偏光成分及び他の波長域の光（無偏光）が透過される。なお、反射された右旋又は左旋円偏光は、通常の反射と異なり、位相が反転されることなくそのまま反射される。

コレステリック液晶層が有する選択反射波長域は実質的に本発明の選択透過フィルターの選択透過波長域に対応する。またコレステリック液晶層の反射率が高い方が、本発明の選択透過フィルターの選択透過波長域における透過率も高くなる。

コレステリック液晶層としては、重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーを含む硬化性組成物の硬化物や、ガラス状態にした液晶性ポリマーからなるものが挙げられる。
上記の中でも、コレステリック液晶層は重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーを含む硬化性組成物の硬化物であることが好ましい。コレステリック液晶層が上記硬化性組成物の硬化物であると、液晶分子をコレステリック液晶状態のままで光学的に固定化することができ、取り扱い性も向上するためである。
上記硬化性組成物は電離放射線硬化性、熱硬化性のいずれでもよいが、フィルターの生産性の観点からは電離放射線硬化性組成物であることが好ましい。本明細書において電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線（ＵＶ）又は電子線（ＥＢ）が用いられるが、その他、Ｘ線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。

重合性基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。重合性の観点からは（メタ）アクリロイル基又はビニル基が好ましく、（メタ）アクリロイル基がより好ましい。
重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーは、上記重合性基を少なくとも１つ有していればよいが、三次元架橋により液晶性分子が光学的に固定されたコレステリック液晶層を得る観点からは、重合性基を２つ以上有することが好ましく、両末端に重合性基を有する、２官能の液晶性モノマー又はオリゴマーがより好ましい。

重合性基を有する液晶性モノマーとしては、例えば、特開平７−２５８６３８号公報や特表平１０−５０８８８２号公報で開示されている液晶性モノマーが挙げられる。重合性基を有する液晶性オリゴマーとしては、例えば、特開昭５７−１６５４８０号公報で開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物が挙げられる。

重合性基を有する液晶性モノマーの具体例としては、例えば下記構造式（Ｉ）で表される、両末端にアクリロイル基を有する液晶性モノマーが挙げられる。

コレステリック液晶層は、重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーと、カイラル剤とを含む硬化性組成物の硬化物であることがより好ましい。前記液晶性モノマー又はオリゴマーを所定の温度で液晶層にした場合にはネマチック状態になるが、ここにカイラル剤を添加すれば、カイラルネマチック液晶（すなわち、コレステリック液晶）となる。また、使用するカイラル剤の種類を変えてカイラルパワーを変えるか、又はカイラル剤の配合量を変化させることによって、コレステリック液晶層に含まれる液晶分子の螺旋構造におけるヘリカルピッチを調整することができ、これによりコレステリック液晶層の選択反射波長域を調整することができる。

三次元架橋により液晶性分子が光学的に固定されたコレステリック液晶層を得る観点からは、コレステリック液晶層は、重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーと、重合性基を有するカイラル剤とを含む硬化性組成物の硬化物であることがさらに好ましい。
重合性基を有するカイラル剤としては、三次元架橋により液晶性分子が光学的に固定されたコレステリック液晶層を得る観点から、重合性基を２つ以上有するカイラル剤であることが好ましく、両末端に重合性基を有する、２官能のカイラル剤であることがより好ましい。重合性基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。重合性の観点からは（メタ）アクリロイル基又はビニル基が好ましく、（メタ）アクリロイル基がより好ましい。

カイラル剤としては、例えば、特開平７−２５８６３８号公報や特表平１０−５０８８８２号公報で開示されているキラル化合物が挙げられる。
カイラル剤の市販品としては、両末端に重合性基としてアクリロイル基を有するカイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ（登録商標）ＬＣ７５６」（ＢＡＳＦ社製）等が挙げられる。

コレステリック液晶層中のカイラル剤の量は、所望の波長選択性が得られる量であれば特に制限はないが、コレステリック液晶層の形成に用いる硬化性組成物中の液晶性モノマー、液晶性オリゴマー、及びカイラル剤の合計量を１００質量部とした時のカイラル剤の配合量として、通常０．５〜２０質量部、好ましくは１〜１５質量部、より好ましくは２〜１０質量部である。

コレステリック液晶層の形成に用いる硬化性組成物は、前述した電離放射線の照射により硬化するものであることが好ましい。電離放射線として電子線を用いる場合、その加速電圧については、用いる材料や層の厚さに応じて適宜選定し得るが、通常加速電圧７０〜３００ｋＶ程度で硬化させることが好ましい。
電離放射線として紫外線を用いる場合には、通常波長１９０〜３８０ｎｍの紫外線を含むものを放射する。紫外線源としては特に制限はなく、例えば高圧水銀燈、低圧水銀燈、メタルハライドランプ、カーボンアーク燈等が用いられる。

コレステリック液晶層の形成に用いる硬化性組成物は、さらに光重合開始剤を含むことが好ましい。硬化性組成物中の重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマー、並びに重合性基を有するカイラル剤を紫外線照射により硬化させることが可能になるためである。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーズケトン、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシルオキシムエステル、チオキサントン類等から選ばれる１種以上が挙げられる。
上記光重合開始剤は１種を単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。
前記硬化性組成物中の光重合開始剤の量は、液晶性モノマー、液晶性オリゴマー、及びカイラル剤の合計量を１００質量部とした時の光重合開始剤の配合量として、１〜１０質量部であることが好ましく、２〜８質量部であることがより好ましい。

コレステリック液晶層の形成に用いる硬化性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、さらに光重合促進剤、滑剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、架橋剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、導電剤、屈折率調整剤、溶剤等のその他の成分を含有してもよい。

コレステリック液晶層を構成する材料が液晶性ポリマーである場合、その具体例としては、液晶性を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の位置に導入したポリマー、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、例えば、特開平９−１３３８１０号公報で開示されている液晶性ポリマー、特開平１１−２９３２５２号公報で開示されている液晶性ポリマー等が挙げられる。
液晶性ポリマーとしては、液晶性ポリマーそれ自体にカイラル能を有しているコレステリック液晶性ポリマーそのものを用いてもよいし、ネマチック液晶性ポリマーとコレステリック液晶性ポリマーの混合物を用いてもよい。このような液晶性ポリマーは、温度によって状態が変わり、例えばガラス転移温度が９０℃、アイソトロピック転移温度が２００℃である場合は、９０〜２００℃の間でコレステリック液晶状態を呈し、これを室温まで冷却すれば、コレステリック構造を有したままガラス状態で固化させることができる。

液晶性ポリマーのように、コレステリック液晶層を構成する液晶材料がガラス転移温度を有するものである場合、温度を変化させることにより液晶のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことも可能である。この性質を利用して、本発明の選択透過フィルターは、必要に応じて一時的に全透過又は全遮蔽フィルターに変化させることもできる。また、温度による色変化機能を付与することもできる。

液晶性ポリマーのコレステリック構造に起因する入射光の選択反射波長域を調整するには、公知の方法で液晶性ポリマー分子中のカイラルパワーを調整すればよい。また、ネマチック液晶性ポリマーとコレステリック液晶性ポリマーの混合物を用いる場合は、その混合比を調整する。

本発明の選択透過フィルターが有するコレステリック液晶層は１層の液晶層のみから構成された単層構造でもよく、液晶層を２層以上積層した多層構造でもよい。液晶性分子のヘリカルピッチが異なるコレステリック液晶層を２層以上積層した構造とすることにより、複数の、又は幅広い選択透過波長域を有するフィルターを得ることも可能になる。
特に、右旋回性のコレステリック液晶層と左旋回性のコレステリック液晶層とを組み合わせて用いた場合、選択透過フィルターの選択透過波長域における透過率が向上するという利点がある。

コレステリック液晶層が多層構造である場合、層の数には特に制限はないが、生産性、光透過性の観点、並びに液晶性分子の配向乱れを抑制する観点等から、好ましくは２〜６層、より好ましくは２〜４層である。
コレステリック液晶層の厚さは、使用する液晶性モノマー又はオリゴマー、ポリマーやカイラル剤の種類、並びに所望するコレステリック液晶層の選択反射波長域によっても最適な範囲が異なるが、入射光の反射率を高める観点からは、好ましくは０．２μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。また、本発明の選択透過フィルターを搭載する各種部材の小型化、薄型化の観点からは、コレステリック液晶層の厚さは、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、よりさらに好ましくは３０μｍ以下、よりさらに好ましくは２０μｍ以下、よりさらに好ましくは１０μｍ以下である。なお、上記コレステリック液晶層の厚さは、液晶層全体の厚さであり、液晶層が２層以上である場合はその合計の厚さである。

コレステリック液晶層の厚さは、例えば、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて撮影した断面の画像から１０箇所の厚みを測定し、１０箇所の値の平均値から算出できる。ＳＴＥＭの加速電圧は１０ｋＶ〜３０ｋＶとすることが好ましい。ＳＴＥＭの倍率は、測定膜厚がミクロンオーダーの場合は１０００〜７０００倍とすることが好ましく、測定膜厚がナノオーダーの場合は５万〜３０万倍とすることが好ましい。

コレステリック液晶層の形成方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。以下、コレステリック液晶層が、前述した液晶性モノマー又はオリゴマーを含む電離放射線硬化性組成物の硬化物である場合を例として説明する。
まず、ガラス基板上に配向膜を形成し、その上に、液晶性モノマー又はオリゴマー、カイラル剤、並びに光重合開始剤、溶剤等のその他成分を含むコレステリック液晶層形成用の電離放射線硬化性組成物を塗布し、配向膜の配向規制力によって液晶性分子（液晶性モノマー及びオリゴマー）を配向させる。次に、この配向状態のままで電離放射線を照射して液晶性モノマー又はオリゴマーを三次元架橋させ、前記硬化性組成物の硬化物であるコレステリック液晶層を得ることができる。
前記硬化性組成物を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ダイコート法、バーコート法、ロールコーター法、メニスカスコーター法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、ビードコーター法等の公知の各種方法を挙げることができる。
前記硬化性組成物が溶剤を含有する場合、該硬化性組成物を塗布した後に、例えば３０〜１２０℃で１０〜１２０秒間乾燥を行うことが好ましい。

上記配向膜は従来知られている方法で作製することができる。例えば、ガラス基板上にポリイミドを成膜し、ラビングする方法；ガラス基板上に光配向膜となる高分子化合物を成膜し、偏光ＵＶ（紫外線）を照射する方法；延伸したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いる方法；マスクを用いてパターニングする方法；等が挙げられる。

コレステリック液晶層が前述した液晶性ポリマーからなるものである場合も、上記と同様にガラス基板上に配向膜を形成し、当該配向膜上に液晶性ポリマーを含む組成物を前記方法で塗布して、配向膜の配向規制力によってポリマーを配向させる。必要に応じて乾燥を行った後、冷却して液晶性ポリマーをガラス状態に固定させればコレステリック液晶層を得ることができる。

コレステリック液晶層が多層構造である場合も、上記と同様の方法で液晶層を順次積層して形成することができる。複数の液晶層は直接積層してもよく、光学粘着層や任意の層を介して積層してもよい。
複数の液晶層を積層する場合には、配向乱れを少なくするなどの観点から、隣接するコレステリック液晶層中の液晶性分子のダイレクタの方向を互いに略平行にすることが好ましい。

＜偏光板＞
本発明の選択透過フィルターは、上記コレステリック液晶層と、偏光板とを有する。偏光板を有することで、本発明の選択透過フィルターの透過波長域の光学ノイズが低減され、より良好な波長選択性を得ることができる。
当該偏光板は直線偏光板でも円偏光板でもよいが、直線偏光板が好ましい。また当該偏光板を構成する偏光子としては透過型偏光子でもよく、透過しない偏光成分を反射する機能を備えた反射型偏光子でもよいが、透過型偏光子が好ましい。
透過型偏光子としては、例えば、ヨウ素等により染色し、延伸したポリビニルアルコールフィルム、ポリビニルホルマールフィルム、ポリビニルアセタールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体系ケン化フィルム等のシート型偏光子、リオトロピック液晶や二色性ゲスト−ホスト材料を塗布した塗布型偏光子、多層薄膜型偏光子等が挙げられる。反射型偏光子としては、平行に並べられた多数の金属ワイヤからなるワイヤーグリッド型偏光子等が挙げられる。
偏光板は、上記偏光子の両面が樹脂フィルム、ガラス等の透明保護板で覆われたものであることが好ましい。

前述したように、本発明の選択透過フィルターは偏光板を少なくとも１枚有していればよいが、偏光板を２枚有し、これら２枚の偏光板の間にコレステリック液晶層が配置された構成であることが好ましい。
２枚の偏光板は、その透過軸が互いに９０°±１０°になるように配置されることが好ましい。２枚の偏光板の透過軸がなす角度は、より好ましくは９０°±５°、さらに好ましくは９０°±２°である。

コレステリック液晶層と偏光板との設置角度については特に制限はないが、選択透過波長域全体においてより高い透過率を得る観点からは、コレステリック液晶層中の液晶性分子の配向角（ダイレクタ方向平均値）と、光入射面側に配置される偏光板の透過軸とがなす角度が−４５°〜＋４５°の範囲であることが好ましく、−３０°〜＋３０°の範囲であることがより好ましく、−１５°〜＋１５°の範囲であることがさらに好ましく、−５°〜＋５°の範囲であることがよりさらに好ましい。
コレステリック液晶層中の液晶性分子の配向角（ダイレクタ方向平均値）は、位相差測定装置により求めることができる。

＜光学特性＞
本発明の選択透過フィルターは前記コレステリック液晶層と偏光板とを有するものであるため、大面積化が容易であり、透過波長域の選択の自由度が高く、また、選択透過フィルターの透過光のノイズも少なく波長選択性が良好である。さらには、色素を含有するフィルターとは異なり紫外線等によるダメージも受け難く、安定性にも優れる。
本発明の選択透過フィルターの選択透過波長域は、コレステリック液晶層に用いるカイラル剤の種類を変えてカイラルパワーを変えるか、又はカイラル剤の配合量を変化させることにより、紫外線領域、可視光領域、赤外線領域の範囲で調整することができる。例えば、選択透過フィルターの選択透過波長域におけるピークトップ波長は２００ｎｍ以上、８００ｎｍ以下であることが好ましい。なお「選択透過波長域におけるピークトップ波長」とは、選択透過フィルターの透過波長域に存在するピークにおいて最も透過率が高い波長をいう。
これらの中でも、選択透過波長域におけるピークトップ波長が４８０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは４５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４２０ｎｍ以下である。選択透過波長域におけるピークトップ波長が上記範囲であると、例えば、紫外線領域の光を用いた光化学反応を行う際に、光学ノイズの多い光源を使用して光照射を行っても、選択透過フィルターを介することにより、特定の波長域の光のみを選択的に照射することができる等の利点を有する。

また波長選択性に関して、本発明の選択透過フィルターは、選択透過波長域における透過率３％の時のピーク幅が１５０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１２０ｎｍ以下、さらに好ましくは１００ｎｍ以下である。当該ピーク幅が狭いほど波長選択性は良好である。
選択透過波長域における上記ピークトップ波長及びピーク幅は、分光光度計を用いて測定することができる。

＜用途＞
本発明の選択透過フィルターは、各種光フィルター部材、センサー部材、光学部材等に好適に用いられる。
例えば選択透過波長域が赤外線領域にあるフィルターは、ナイトビジョン、ＩＲ監視システム、ドアホン用カメラ、車載カメラ等に用いることができ、選択透過波長域が可視光領域にあるフィルターは、人感センサー、距離センサー、指紋・静脈認証センサー、防犯センサー、複眼カメラ、農業用途（植物工場、ハウス等）等に用いることができる。その他、光学機器（カラープリンター・写真用引伸機、テレビカメラ・液晶テレビ・ビデオプロジェクター等）、カラーディスプレイ用の一般照明用ランプ等にも適用できる。
さらには、前述したように、コレステリック液晶層を構成する液晶材料がガラス転移温度を有する液晶性ポリマー等である場合、温度を変化させることにより液晶のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことも可能である。この性質を利用して、本発明の選択透過フィルターは、必要に応じて一時的に全透過又は全遮蔽フィルターに変化させたり、温度による色変化機能を付与したりすることもできる。

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

参考例１
下記構造式で表される、両末端にアクリロイル基を有する液晶性モノマー（Ｉ）９３．７５質量部、両末端にアクリロイルを有するカイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ（登録商標）ＬＣ７５６」（ＢＡＳＦ社製）６．２５質量部、光重合開始剤「ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）９０７」（２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン）４質量部、アクリル系レベリング剤「ＢＹＫ−３６１Ｎ」（ビックケミー・ジャパン（株）製）０．１質量部をシクロペンタノンに溶解させた電離放射線硬化性組成物（固形分濃度：２８質量％）を調製した。
１００μｍ厚のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム「Ａ４１００」（東洋紡（株）製）の易接着層のない面をラビング処理し、ここに前記電離放射線硬化性組成物をバーコーターを用いて塗布し、１００℃でシクロペンタノンを蒸発させつつ２分間保持して液晶性モノマー分子を配向させた。ついで、その塗布面に３００ｍＪ／ｃｍ^２（波長３６５ｎｍ）の紫外線を照射して硬化させ、ＰＥＴフィルム上にコレステリック構造を有する液晶層（厚さ３．０μｍ）を備えたフィルムを作製した。

参考例２
前記電離放射線硬化性組成物において、液晶性モノマー（Ｉ）の配合量を９４．８４質量部、カイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ７５６」の配合量を５．１６質量部とした以外は、参考例１と同様にしてＰＥＴフィルム上にコレステリック構造を有する液晶層（厚さ３．０μｍ）を備えたフィルムを作製した。

参考例３
前記電離放射線硬化性組成物において、液晶性モノマー（Ｉ）の配合量を９５．７５質量部、カイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ７５６」の配合量を４．２５質量部とした以外は、参考例１と同様にしてＰＥＴフィルム上にコレステリック構造を有する液晶層（厚さ２．０μｍ）を備えたフィルムを作製した。

参考例４
前記電離放射線硬化性組成物において、液晶性モノマー（Ｉ）の配合量を９６．４７質量部、カイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ７５６」の配合量を３．５３質量部とした以外は、参考例１と同様にしてＰＥＴフィルム上にコレステリック構造を有する液晶層（厚さ３．３μｍ）を備えたフィルムを作製した。

参考例５
前記電離放射線硬化性組成物において、液晶性モノマー（Ｉ）の配合量を９１．５０質量部、カイラル剤「Ｐａｌｉｏｃｏｌｏｒ ＬＣ７５６」の配合量を８．５０質量部とした以外は、参考例１と同様にしてＰＥＴフィルム上にコレステリック構造を有する液晶層（厚さ１．７μｍ）を備えたフィルムを作製した。

参考例１〜５で得られたフィルムの、コレステリック構造を有する液晶層（以下「コレステリック液晶層」ともいう）液晶層面の反射率を、偏光子を内蔵した分光光度計「Ｖ−７１００」（日本分光（株）製）を用いて、測定光としてＮ偏光（４５度）を入射角５度で入射させて測定した。波長２５０〜８００ｎｍにおける反射率の測定チャートを図２に示す。
また、測定結果を表１に纏めて示した。表１において「中心波長」とは、最も反射率が高い反射ピークにおける半値幅の中心波長を意味する。

図２及び表１の結果から、参考例１〜５で得られたコレステリック液晶層は紫外〜赤外線領域においてそれぞれ異なる反射波長域を有しており、かつ、波長選択性も良好であることがわかる。

実施例１
ガラス基板（コーニング社製「ｅａｇｌｅ ＸＧ」（登録商標）０．７ｍｍ厚）の片面に光学用粘着フィルム（１０μｍ厚）を貼り、光学用粘着フィルム面と、参考例１で作製したフィルムのコレステリック液晶層面とを貼り合わせた。次いでＰＥＴフィルムを剥離し、ガラス基板上にコレステリック液晶層を転写した積層体を作製した。
次に、直線偏光板Ｉ、前記積層体（直線偏光板Ｉ側から順に、コレステリック液晶層、前記光学用粘着フィルムからなる光学粘着層、ガラス基材）、直線偏光板ＩＩの順に積層して（直線偏光板Ｉの透過軸と直線偏光板ＩＩの透過軸は直交）、選択透過フィルターを得た。
光源と測定セルとの間に偏光子を内蔵した分光光度計「Ｖ−７１００」（日本分光（株）製）内に、直線偏光板Ｉを光源側とし、かつその透過軸が分光光度計の設置面に対し垂直方向となるように選択透過フィルターを設置した。分光光度計内の偏光子を、分光光度計の設置面の垂直方向に対し４５度の角度に設置し、測定光を入射角０度の条件で選択透過フィルターに入射させて透過率を測定した。なお透過率測定において、直線偏光板に対するコレステリック液晶層の角度を、透過率が最も高くなる角度に設置した。波長２５０〜８００ｎｍにおける透過率の測定チャートを図３に示す。また、結果を表２に纏めて示した。

実施例２
参考例２で作製したフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして選択透過フィルターを作製し、透過率を測定した。結果を図３及び表２に示す。

実施例３
参考例３で作製したフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして選択透過フィルターを作製し、透過率を測定した。結果を図３及び表２に示す。

実施例４
参考例４で作製したフィルムを用いた以外は実施例１と同様にして選択透過フィルターを作製し、透過率を測定した。結果を図３及び表２に示す。

比較例１
直線偏光板Ｉと直線偏光板ＩＩのみを用いて（直線偏光板Ｉの透過軸と直線偏光板ＩＩの透過軸は直交）、実施例１と同様の方法で透過率を測定した。結果を図３に示す。

図３及び表２の結果から、実施例１〜４で得られた選択透過フィルターはそれぞれに選択透過波長域を有しており、波長選択性も良好であることがわかる。

実施例５
実施例１の選択透過フィルターにおいて、ガラス基板上にコレステリック液晶層を転写した積層体を、直線偏光板Ｉの透過軸に対し角度を変えて配置し、下記方法で波長２５０〜８００ｎｍにおける透過率を測定した。
まず、実施例１で作製した積層体について、コレステリック液晶層側から測定光が入射するように位相差測定装置「ＫＯＢＲＡ−ＷＲ」（王子計測機器（株）製）に設置して、面内リタデーションと配向角を測定した。面内リタデーションは５．３ｎｍ、測定器基準方向に対するコレステリック液晶層中の液晶性分子の配向角（ダイレクタ方向平均値）は４０．１度であった。ここで測定されたコレステリック液晶層の配向角を基準０度とした。
次に、実施例１と同様に直線偏光板Ｉ、前記積層体（直線偏光板Ｉ側から順に、コレステリック液晶層、前記光学用粘着フィルムからなる光学粘着層、ガラス基材）、直線偏光板ＩＩの順に積層した（直線偏光板Ｉの透過軸と直線偏光板ＩＩの透過軸は直交）。この選択透過フィルターについて、コレステリック液晶層の配向角と、直線偏光板Ｉの透過軸とがそれぞれ０度、４５度、−４５度、９０度の角度になるようにし（図４参照）、直線偏光板Ｉを光源側とし、かつその透過軸が垂直方向となるように分光光度計内に設置して透過率を測定した。
なお図４において、１１は積層体、２１ａは直線偏光板Ｉ、２１ｂは直線偏光板ＩＩ、ｄ１は直線偏光板Ｉの透過軸、ｄ２は直線偏光板ＩＩの透過軸を示す。
波長２５０〜８００ｎｍにおける透過率の測定チャートを図５に示す。

図５に示されるように、本発明の選択透過フィルターはコレステリック液晶層の配向角と光入射面側に配置される偏光板の透過軸とがなす角度を変えても波長選択性を発現する。但し、選択透過波長域全体においてより高い透過率を得る観点からは、当該角度が０度に近い方が好ましい。

本発明の選択透過フィルターは材料選択の制限が少なく、大面積化が容易であり、透過波長域の選択の自由度が高く、波長選択性が良好である。本発明の選択透過フィルターは、各種光フィルター部材、センサー部材、光学部材等に好適に用いられる。

１ コレスティック構造を有する液晶層
２ａ，２ｂ 偏光板
３ａ，３ｂ 光学粘着層
１００ 選択透過フィルター

Claims (6)

1. コレステリック構造を有する液晶層と、偏光板とを有する選択透過フィルター。
2. 前記偏光板を２枚有し、該偏光板の間に前記液晶層が配置された請求項１に記載の選択透過フィルター。
3. 前記偏光板の透過軸が互いに９０°±１０°になるように配置された請求項２に記載の選択透過フィルター。
4. 前記液晶層が、重合性基を有する液晶性モノマー又はオリゴマーとカイラル剤とを含む硬化性組成物の硬化物である請求項１〜３のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。
5. 選択透過波長域におけるピークトップ波長が４８０ｎｍ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。
6. 選択透過波長域における透過率３％の時のピーク幅が１５０ｎｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の選択透過フィルター。