JPH01172904A - 光学フィルターおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は光学フィルター、たとえば光ノツチフィルター
、バンドパスフィルター、カラーフィルター、光アイソ
レーター等に使用するに適したコレステリック液晶を用
いた光学フィルターに関する。

（従来技術とその問題点） コレステリック液晶においては良く知られているように
、これらの分子は左巻あるいは左巻の何れかに回転する
螺旋構造を取り、その螺旋構造のピッチをｐ１平均屈折
率をｎとすれば、λ０＝ｎ−ｐに対応する波長λ０であ
って、且つその螺旋軸の向きに応じた回転方向の円偏光
の光を選択的に反射する性質がある。例えば、入射光の
円偏光成分のうち、この螺旋構造の回転方向が左巻なら
ば左円偏光を、同じく左巻ならば左円偏光を反射する。

ここで、この性質を利用しである特定の波長域の光を反
射する光フィルターを作成することが提案されている。

すなわち例えば、特開昭６０−１９１２０３号公報は、
ポリ−Ｌ−グルタミン酸−γ−プチルエステル及びポリ
ー〇−グルタミン酸−７−ブチルエステルをそれぞれト
リエチレングリコールジメタクリレートを溶媒としてラ
イオトロピックコレステリック液晶を形成せしめ次いで
これを固定することによりフィルム状の２枚のコレステ
リック液晶フィルムを得て、この２枚のフィルムを積層
しノツチフィルターを作成したものである。

また同じ（特開昭６２−１３６６０２号公報では、特定
構造のサーモトロピックコレステリック液晶性グルタミ
ン酸エステル共重合体のＤ一体とＬ一体をそれぞれ透明
フィルムに挾んで加熱プレスして成形しフィルムとなし
、その後この積層フィルムを所定温度で加熱し、急冷す
る事により分子配列を固定化してノツチフィルターを作
成したものである。

以上説明したように上記２件の公報記載の光学フィルタ
ーに代表されるような液晶フィルムからなるいわゆるノ
ツチフィルターは、何れも円偏光の回転方向が互いに反
対向きの液晶フィルムを２枚使用するものである。

すなわち、これらのノツチフィルターは、例えば光が通
過する際、一方のフィルターを構成する右巻き螺旋構造
を有するコレステリック液晶においては通過光のうち特
定波長の右回り円偏光のみを反射させ、次いでもう一方
の左巻き螺旋構造のコレステリック液晶において該透過
光のうち今度は反対に同一波長の左回りの円偏光を反射
させることからなり、その結果として該特定波長の光は
全反射しノツチフィルターが得られる乙とになる。

したがって、これら従来のコレステリック液晶を利用す
るノツチフィルターでは、いずれも右巻き螺旋構造を有
するコレステリック液晶と左巻き螺旋構造を有する液晶
の二種類の液晶が必要であった。

然るにこの二種類の液晶を必要とすることは、それに伴
う下記のような欠点がある。

すなわち、たとえばグルタミン酸を原料とするポリペプ
チド液晶においては右巻き螺旋構造を有するコレステリ
ック液晶を合成するためには、その原料として光学活性
であるグルタミン酸のうちＬ−グルタミン酸が、また同
じく左巻き螺旋構造のコレステリック液晶ポリマーの合
成にはＤ−’／ルタミン酸がそれぞれ必要である。とこ
ろが、Ｌ−グルタミン酸は、天然物あるいは微生物を利
用して製造が可能なため安価であるが、その反対にＤ−
グルタミン酸は不斉合成あるいは光学分割により製造さ
れろために一般に極めて高価である。

それ故、Ｄ−グルタミン酸を原料とせざるを得ない従来
の上述のような光学フィルターは高価なものとなるざる
を得ない。

更に、前記特開昭６０−１９１２０３号公報では、Ｌ一
体のポリマーとＤ−体のポリマーとを別々に紫外線硬化
性モノマーの溶液となして、これを同じく別個に光重合
してフィルムを製造し、次いでこれを積層するという２
度の紫外線硬化プロセスが必要である煩雑な行程から製
造されている。

また、前記特開昭６２−１３６６０２号公報では、前述
の通り反対方向の螺旋構造を有するサーモトロピックコ
レステリック液晶フィルム同士を積層し、これを加熱し
該液晶の選択反射波長を選択している。ここで、コレス
テリック液晶の選択反射波長は、前述の通りｉ晶自体の
屈折率と螺旋のピッチとに関係し、通常は屈折率はほぼ
一定であるから螺旋のピッチを可変とすることにより任
意の反射波長を選択できる。この螺旋のピッチは、環境
の種々の環境因子を制御し決定される。この環境因子と
しては例えば、熱、電界、磁界等が挙げられるほか、ラ
イオトロピックコレステリック液晶にあっては、溶媒の
種類、濃度等によっても制御し得る。しかるに、これら
の環境因子の影響する度合は、単に螺旋構造の回転方向
のみが相違するコレステリック液晶同士であってもかな
り相違するものである。

それ故、上記公報のように液晶積層体をそれ自体を加熱
するならば、２種の層の液晶の選択反射波長が同じ波長
に揃うことは難しい。ｒことえ同じ波長に揃うとしても
、今度はそのようなポリマーはそのモノマー組成が極め
て限られたものとなり、その結果そのようなポリマーの
合成は困難となるざるを得ない。

従って、同種のコレステリック液晶を用いた後学フィル
ターが望まれている。

（発明の構成） すなわち本発明は、光軸を平行にして重ねられた特定同
一波長であって同じ回転方向の円偏光を選択的に反射す
る二枚のフィルム状コレステリック液晶の間に、該特定
同一波長の光の位相を１８０゜変換する変換素子を挾ん
で積層してなる構造を有することを特徴とする光学フィ
ルターに関する。

更に本発明は、向きが同一回転方向の螺旋構造を有する
同種のサーモトロピックコレステリック液晶性物質でも
って複屈折性を有する高分子フィルムをその両面から挾
み、必要に応じて該液晶性物質を予備配向させて積層体
となした後に、該延伸フィルムが光の位相を１８０°変
換させる波長と３、該液晶の加熱の結果該液晶分子が配
向し選択的に反射する波長とが一致することとなる温度
にまで加熱し、しかるのちに急冷する事を特徴とする特
許 るものである。

以下更に本発明を説明する。

（光学フィルターの概要） 初めに本発明の光学フィルターの概要を第１図に従い説
明する。第１図において、１と３は、光軸を平行にして
重ねられた特定同一波長であって同じ回転方向の円偏光
を選択的に反射する二枚のフィルム状コレステリック液
晶層をそれぞれ示す。

２は、該特定同一波長の光の位相を１８０’変換する変
換素子である（１／２波長板）。

フィルターに入射した白色光４は、第１層目のコレステ
リック構造の液晶ポリマー１により次の関係を満足する
波長λＯの右回りの円偏光成分５のみを選択的に反射す
る。

λ０＝ｎ−ｐ ここでｎはコレステリック液晶１の平均屈折率、ｐはコ
レステリック液晶の螺旋構造の螺旋ピッチ長である。

第１層を通過した光は、波長＾０の光については右回り
の円偏光成分が第１層で反射する結果、左回りの円偏光
成分のみが存在することになる。

第２層目２は特定波長の光の位相を１８０°変換する変
換素子、すなわち波長λＯの光に対する１／２波長板で
あるから、第１層を通過した波長λ０の左回りの円偏光
は第２層２を通過した後にはその位相は１８０°変換さ
れ、左回りの円偏光が右回りの円偏光となる。

第３層３の液晶層は、第１層の液晶と同じピッチ長ｐと
平均屈折率ｎを有する液晶であって、同じく右回りに円
偏光成分を選択的に反射するので、第２層を透過した光
のうち波長λ０の右回りの円偏光６のみを選択的に反射
する。既に述べたように第２層を通過後は、波長λＧの
光についてはその左回り、右回りの各成分のうち右回り
の円偏光のみが存在するのであるから、結局波長λ０の
光については本発明の光学フィルターによ９全での成分
が反射されることになる。すなわち、このフィルターを
透過する白色光は、波長λ０の光のみが反射され、その
他の波長の光６は透過することになるので、本発明の光
学フィルターは特定波長λ０の光だけがカットされるノ
ツチフィルターの機能を有することになる。

以上は右回り円偏光を選択的に反射するコレステリック
液晶について説明したが、左回りの円偏光を選択的に反
射するコレステリック液晶でもその構成は全く同じであ
るので説明は省略する。

更に、第１層および第３層のコレステリック液晶も必ず
しも同一のコレステリック液晶を使用する必要はない。

すなわち、両層のコレステリック液晶は、特定の同一波
長の光を選択的に反射し、かつその円偏光の回転方向が
右回りあるいは左回りのいずれか同じ方向の円偏光であ
るならば、同種に限らず異なる種類のコレステリック液
晶を吏用することが可能である。再固定化の容易さなど
を考慮すれば同一のものが好ましい。

第１層及び第３層の液晶層は、コレステリック液晶であ
ることが必要である。コレステリック液晶である限り，
、サーモトロピック液晶あるいはライ，ｔ　ｌ−　０　
ヒック液晶の何れも部用出来る。これらコレステリック
液晶は、光学フィルターとしてはフィルム状となして使
用される。高分子のサーモトロピック液晶に限らず、低
分子のサーモトロピック液晶も適宜の手段でフィルム状
とすれば光学フィルターとして使用できる。好ましくは
常温固体のサーモトロピック液晶である。

第１層及び第３層を構成するコレステリック液晶として
は、酸性アミノ酸、例えばアスパラギン酸、グルタミン
酸、オキシグルタミン酸またはこれらのエステル誘導体
などを重合してなるポリペプチド化合物が挙げられる。

酸性アミノ酸のエステル誘導体としては、酸性アミノ酸
のメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキ
シル、シクロヘキシル、ベンジル、クロロベンジルなど
のエステルが例示される。もちろんこれらに限定される
ものではない。

何れにしろ、本発明のコレステリック液晶は、光学フィ
ルターとして使用するにはコレステリックの螺旋構造の
ピッチを固定する必要がある。前述のようにこのコレス
テリック・ピッチは色々な環境因子で変化するからこの
影響を排除するために固定化するのである。

コレステリック・ピッチを固定化する方法には、１０光
重合性モノマーを溶媒としたライオトロピック液晶を光
重合する、（２）ライオトロピック液晶状態から溶媒を
徐々に蒸発させ固体膜とする、（３）サーモトロピック
液晶を液晶状態でガラス化する、などがある。本発明で
七よ何れの方法により固定化されたコレステリック液晶
を使用することが出来る。

例えハ（１）の光重合性モノマーでコレステリック液晶
を固定化しフィルム状コレステリック液晶を得る方法は
、もちろんライオトロピック液晶のモノマー溶液が発現
する限り低分子液晶や高分子液晶にも応用できる。

この方法を、更に説明すると適宜の低分子量コレステリ
ック液晶を、これと相溶する光重合性モノマーに溶解し
、モノマー溶液からなるライオトロピック液晶を調製す
る。光重合性モノマーとしては、Ｎ、Ｎ’−ジメチル（
メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアミド、（メ
タ）アクリル酸またはそのエステル、例えば、エチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート等、酢酸ビニル、スチレン、（メ
タ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ビニル
ピリジン等が例示される。これら光重合性モノマーのラ
イオトロピック液晶溶液を調製し、適宜の基材上でフィ
ルムとなしてこれを光重合させることにより固定化され
た固体ポリマーのフィルムが得られる。これは、固体ポ
リマーであるからコレステリック液晶の螺旋ピッチなど
は、温度、電界、光などの外部環境因子に対して極めて
安定である。

第２相の１／２波長板を基材としてこの上でライオトロ
ピック液晶溶液を流延してフィルム状として、これを直
接光重合することも可能である。

上記の固定化方法では、用いる液晶がライオトロピック
・コレステリック液晶性を示す物質に限られ、またモノ
マーを重合し固定化する手法であるためコレステリック
・ピッチを自在に調節することが困難であり、更に一旦
固定化した後は再度ピッチを変えることはできないなど
の欠点がある。

上記（３）の固定化方法は、常温固体のサーモトロピッ
ク・コレステリック高分子液晶ならば、再固定化が容易
であり、またその成形方法も従来のポリマー加工方法を
適宜応用できるために他の固定化方法と比較し有利であ
る。すなわちある程度高い液晶化温度を有するサーモト
ロピック・コレステリック液晶を利用するならこれは（
３）の固定化方法が利用できしかもこのポリマーのフィ
ルム加工も容易であるので好ましい。

この観点から本発明のコレステリック液晶として特に好
ましい液晶は、サーモトロピック・コレステリック液晶
であって、例えば、下記一般式（Ｉ）及び（ＩＩ）で表
わされる繰り返し単位を含むサーモトロピック・コレス
テリック液晶であるグルタミン酸エステル共重合体が例
示されろ。

Ｒ，（Ｉ） Ｒ２（ＩＦ） ここで、それぞれＲ，は炭素数１〜１０、Ｒ２！、を炭
素数６〜３０の範囲にあるアルキル基、シクロアルキル
基、アリール基およびアリールアルキル基から選ばれる
互いに異なる有機残基である。ｍ。

ｎは５０≦ｍ＋ｎ≦２０００、ｍ／ｎ＝８０〜１０／２
０〜９０である。

式（Ｉ）におけるＲ１に用いられるアルキル基としては
、メチル、エチル、プロピル、ブチルなど、シクロアル
キル基としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、シ
クロペンチルメチル、シクロヘキシルメチルなど、また
アリール基としてはベンジル、メチルベンジルなどが例
示される。

式（ｎ）におけるＲ２に用いられるアルキル基としては
、ヘキシル、ドデシル、オクタデシルなど、また、シク
ロアルキル基としてはシクロヘキシル、メチルシクロヘ
キシル、アリール基としてはフェニル、トルイル、アリ
ールアルキル基としては、フェニルヘキシル、フェニル
ドデシル、フェニルオクチルなどが例示される。

Ｒ１とＲ２の炭素数の差は５以上あることが、サーモト
ロピック・コレステリック液晶性を上記グルタミン酸共
重合体が発現するために必要である。

また、ｍ、　ｎの比は８０〜１０／２０〜９０．好まし
くは７０〜４０／　８０〜６０の範囲にあり、この範囲
をはずれるとサーモトロピック・コレステリック液晶性
が明確に出現しない。＋ｍ＋ｒ＋、すなわち、重合度が
５０〜２０００、好ましくは１００〜１５００である。

５０未満の重合度では、結晶構造のガラス化が困難であ
ｈ１重合度の大きすぎるものは成形性が低下するので好
ましくない。

上記共重合体の製造方法は、例えば、ポリ（γ−ベンジ
ルーし一グルタメート）を出発ポリマーとしてエステル
交換反応により製造できろ。また、このポリ（γ−ベン
ジルーし一グルタメート）は、Ｎ−カルボキシル−Ｌ−
グルタミン酸−７−ベンジル無水物の開環重合によって
容易に製造される（ＮＣＡ法）。

上記共重合体は、その結晶化温度が従来のサーモトロピ
ック液晶である芳香族ポリエステルや芳香族ポリアミド
などよりも低いために、液晶状態からのガラス化が容易
であり、また低いとはいえ常温固体である。すなわち液
晶化温度は常温よりはかなり高いのであるから光学フィ
ルターとしてフィルム状として使用するのが容易である
。それ故、従来のポリマーからフィルムを製造するに適
用される加工方法を適宜に応用できるものである。

更に、コレステリックピッチの固定も単に温度のみなら
ず共重合モノマー組成及びその共重合組成比などを適宜
に変えることによりそのピッチを広範囲に変えることが
出来るために有利である。

従って、透過波長あるいはカット波長の微細な調節が要
求される各種光学フィルターに使用するに最適である。

本発明の中間層に用いる特定波長の光の位相を１８０°
変換する変換素子は、いわゆる１／２波長板であるが、
複屈折性を有し、フィルム状となした際リターデーシν
ン（複屈折Ｘ　フィルムまたは板の厚み）が、層の平行
方向に一定ならば何れのものも使用できる。例えば、延
伸した高分子フィルム、あるいは水晶、方解石、雲母な
どの無機結晶板が例示される。そのほか、適宜の液晶物
質を用いろこともできる。この１／２波長板により位相
は、１８０°進相もしくは遅相の何れかに変換されるこ
とにより右円偏光の光が左円偏光に変換される。

安価で有り、且つまた比較的大面積のフィルムを得られ
易くその取り扱いも容易であるという点から、好ましい
のは高分子フィルム、特に延伸高分子フィルムである。

高分子フィルムは、通常その熱変形温度はかなり高（サ
ーモトロピック・コレステリック液晶の液晶化温度ある
いはこれよりもかなり高温でも特にその光学的性質が変
わることはない。この高分子には、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ
スチレン、ポリメタアクリレート、ポリカーボネート、
ポリビニールアルコール、アセチルセルロールなどが例
示されろ。これらから延伸フィルムを製造するには公知
の延伸成形方法を取ることが出来る。

（光学フィルターの製造方法） 本発明の光学フィルターは、用いるコレステリック液晶
、】／２波長板などの性質に応じて種々の方法で製造さ
れる。

例えば、コレステリック液晶がライオトロピック液晶状
態となり得るならば、ライオトロピック液晶状態の光重
合生成モノマー溶液を１／２波長板の両面上に流延しこ
れを光重合することにより製造できる。

もちろん、サーモトロピック・コレステリック液晶に限
らずコレステリック液晶からなる液晶フィルムを別個に
調製し、これを必要に応じて接着剤を利用して１／２波
長板に貼合しても本発明の３層構造の光学フィルターを
製造できる。

前記式（Ｉ）と（ＩＩ）で表わされるグルタミン酸共重
合体は、もちろんサーモトロピック・コレステリック液
晶でもあり、またそのポリマー自体が通常の高分子フィ
ルムに対する接着性がよい。それ故、中間層としての１
／２波長板を、サーモトロピック・コレステリック液晶
で挾み、液晶化温度付近で加熱し、せん断力をかけつつ
予備的にサーモトロピック・コレステリック液晶を配向
させてフィルム化することにより３層の積層フィルムを
製造する。予備的にせん断力をかける方法は、プレスな
どの圧縮、ロールなどによる圧延、テンターあるいはロ
ールなどによる延伸などの方法を採用できる。サーモト
ロピック・コレステリック液晶の種類によっては、予備
的な配向は必要ないものもある。

また、積層フィルムの強度向上、湿度などに対する耐環
境性向上、あるいはゴミの付着による汚れ防止なとのた
め本発明の３層構造の光学フィルムを適宜の高分子フィ
ルムまたはガラスなどの透明体で上下に更に積層するこ
とも有効である。この透明高分子フィルムとしては、ポ
リエーテルサルフォン、ポリスチレン、ポリプロピレン
、ポリ（４−メチル−１−ペン、ポリ（メタ）′アクリ
レート、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレー
トなどが例示される。

３層構造の積層フィルムが調製されたならば、これを選
択的反射波長を示すコレステリック液晶状態を充分に成
長させろ。次にこれを水冷または空冷などの方法により
急冷しコレステリック液晶状態、すなわちコレステリッ
ク液晶の螺旋構造を固定化する。

ここで、本発明の光学フィルターとしての性能が決定さ
れる因子は、特定波長の反射率とスペクトル幅にある。

更に乙の反射率とスペクトル幅は、コレステリック構造
の制御の度合、すなわち、如何により完全なコレステリ
ック構造を発現させ得ろか、及び−旦生成したコレステ
リック構造を如何に固定できるかに主として存するもの
である。

完全なコレステリック構造の発現とその固定化は、ポリ
マーの組成などのほか、加熱とその時間により左右され
る。それ故、コレステリック・ピッチを固定化する際に
は、加熱時間は１０分〜５時間が適当である。更に好ま
しくは、３０分〜３時間である。１０分よりも短い場合
は、サーモトロピック・コレステリック液晶分子が充分
に配列し、コレステリック液晶構造が完全に発現する余
裕が無いので好ましくない。また５時間よりも長い場合
は、余りに加熱時間が長くなりすぎ、不経済であるとと
もに、場合によっては、−旦生成し配列したコレステリ
ック構造に再び乱れが生じる乙とがあるために好ましく
ない。

ところで本発明の光学フィルターにおいては、当然なが
ら特定波長の位相を１８０°変換する１／２波長板の特
定波長と、コレステリック液晶が選択的に反射する特定
波長は一致させろ必要がある。

コレステリック液晶の場合、他の環境因子が同一ならば
、温度のみによりコレステリック・ピッチ、すなわち反
射光の波長が決定されろ。それ故、サーモトロピック・
コレステリック液晶の場合、あらかじめ加熱による固定
化温度と反射光の波長との関係を測定して置き、使用す
る１／２波長板の変換波長と合致する加熱温度を設定す
る。

−力変換素子の方で言えば、無機結晶などからなる１／
２波長板では、特定波長を明記した１／２波長板を市販
している場合もある。１／２波長板として高分子フィル
ムを使用する場合など、１７２波長板を自製する場合は
、それが１８０°変換する特定波長を光学フィルムの制
作前に予め測定しておく必要がある。そこで、次にこの
１８０’変換する波長の測定方法を述べる。

この方法は、透過軸が平行になっている二つの直線偏光
子（平行ニコル）の間に、波長のわからない１／２波長
板を配置し、モノクロメータ−で連続的に波長の変化す
る光を入射させたときの出力光の強度を測定することに
より確認される。

すなわち、出力光■０の光強度は、下記式により決定さ
れる。

１０ａ　２１ｉ　・（１−ｓｉｎ２δ／　２　ｓ　ｒ　
ｎ”θ）δ＝２πＲ／λ＝２π・Δｎ−ｄ／λ ここで、Ｉｉは入射光強度、θは直線偏光子の透過軸と
変換素子の進相軸（または遅相軸）とのなす角、δは変
換素子によって変換される光の位相差（ラジアン）、Ｒ
は変換素子のりタープ−ジョン、Δｎは変換素子の面に
垂直方向の複屈折、ｄは変換素子の厚み、λは入射光の
波長である。

この測定方法においては、θは一定であり（θは４５度
であることが望ましい）、ＩＯはδ＝（ｆｆｉ＋１）・
πで表わされ、極小値を示す。たｔ！　Ｌ　ｍは整数で
ある。すなわち、連続的に入射光の波長を変えて測定し
、ＩＯが極小値となる波長の時、変換素子への入射光は
変換素子により位相が１８０°　（正確には１８０°の
整数倍）だけ変換する（位相の変換状態は進相または遅
相の何れかである）。それ故、このときの特定波長の光
については、変換素子に入射した一方の回転方向の円偏
光、例えば、左回りの円偏光成分は、該変換素子を通過
後には右回りの円偏光成分に変換される。

（フィルターの用途） 本発明の光フィルターは、例えば光ノツチフィルターと
して使用できる。まｔこ本発明のフィルターを適宜複数
組組み合わせることでバンドパスフィルターとしても使
用できる。また、カラーフィルターなどとしても使用で
きる。

更に、本発明の光フィルターはそれが高分子フィルムが
使用できて比較的大面積のフィルターが得られまたそれ
にも拘わらず安価なところから、いわゆる防眩フィルタ
ーとしても使用できる。

すなわち、安価なサーモトロピック・：Ｉ　レスｆリッ
ク液晶を液晶として、また安価な高分子フィルムを１／
２波長板とすれば安価でしかも大面積のフィルターが制
作できる。この際、反射する反射光の特定波長域を、人
の目が眩しく感じる波長域、例えば、４８０〜５８０ｎ
ｍの波長域とすれば防眩フィルムが得られる。防眩フィ
ルムとして使用するときは、更に反射率などを改善する
ために必要に応じて特定波長域の光吸収剤、着色剤など
を添加してもよい。

（発明の効果） 従来技術では特定波長の左右両部光を反射させてノツチ
フィルターを制作する場合、右巻き螺旋構造のコレステ
リック液晶及び左巻き螺旋構造のコレステリック液晶の
両方が必要であった。言い替えると、コレステリック液
晶により反射されろ反射光に円偏光の回転方向は、左回
転と右回転の両方が必要であったのである。

然るに本発明の構造の光フィルターとすれば、反射光が
左右どちらかの回転の円偏光となれば良く、１種類のコ
レステリック液晶で作成できる。

従来の２種のコレステリック液晶を用いる方法では、工
業的な製造は困難であった。すなわち、たとえ光学的異
性体であってもコレステリックピッチの例えば温度変化
などは微妙に相違するものである。温度変化が異なれば
、２層積層構造である従来の光学フィルターでは、２層
を同時に加熱処理しコレステリックピッチを固定化する
乙とができないろ各層毎に行わざるを得ない。積層体と
する以前ならば、このような操作も可能ではある。

しかし−旦積層体となした後においては、同時に加熱処
理せざるを得ないので両層のコレステリックピッチを揃
えろ、すなわち反射波長を同一とすることは極めて困難
となる。

然るに、本発明では二つのコレステリック液晶層を同一
液晶とするところから積層体となした後でも加熱により
両層の反射波長を揃えることは極めてたやすいことであ
る。もちろん、−旦固定化した後であっても、再度の固
定化も容易である。

さらに、円偏光の回転方向は、コレステリック液晶自体
の材料で決定されるために、両方の材料に価格差がある
ときは、より安い原料からのコレステリック液晶が利用
できることとなゆ、その結果安価な光学フィルターが得
られる。例えば、ポリペプチド系のコレステリック液晶
では、原料としてＬ−グルタミン酸と、Ｄ−グルタミン
酸またはこれらからの誘導体を原料とするコレステリッ
ク液晶は円偏光の回転方向が反対である。しかるにＤ−
グルタミン酸またはその誘導体は極めて高価である。そ
れ故、この高価なり一グルタミン酸からのコレステリッ
ク液晶を使用せざるを得ない従来の光学フィルターは高
価なものにならざるを得ない。

然るに、本発明においては、安価なし一グルタミン酸か
らのコレステリック液晶のみから光学フィルターを作成
できるために安価なものとなる。

また、１／２波長板を位相変換素子として本発明におい
ては使用するが、場合によっては比較的安価な高分子を
１／２波長板として使用できるｔこめに光学フィルター
としても安価である。

もちろん、本発明の光学フィルターの性能は、従来の２
種のコレステリック液晶を用いろ光学フィルターと比較
しても同等遜色の無い性能を発揮できろ。

更に、コレステリック液晶として特定構造のグルタミン
酸共重合体を選択するならば、この共重合体が適宜の液
晶化温度や接着性を有するところから、例えば、該共重
合体で変換素子を挾みプレスして積層体とし、その後所
定温度に加熱し固定化するのみであるという簡便な作成
方法で本発明の光フィルターが作成できる。この点から
も本発明の製造方法によれば安価な光フィルターが製造
される。

以下に実施例により本発明を詳述する。

（実施例１） サーモトロピック・コレステリック液晶ポリマーとして
使用したし一グルタミン酸エステル共重合体はポリ（γ
−ベンジルーし一グルタメート）（γ−ドデシルーＬ−
グルタメート）（分子量２５０００、ヘンシルエステル
とドデシルエステルの比、５４：　４６）である。この
し−グルタミン酸エステル共重合体ｏ　−ｏ　ｓｇを２
枚の２．７ｃｍ　Ｘ　２．７ｃｍ　Ｘ　Ｏ，８ｍの石英
ガラス板の中心に、厚さ５０μ醜のスペーサーと共には
さんで置き、卓上プレス成型機で１００℃で１０分間プ
レス成型を行った。このようにして同一の方法で５枚の
石英ガラス板にはさんだ予備的配向をしたＬ−グルタミ
ン酸エステル共重合体フィルムを作った。

これを、おのおの１０３℃、　１１１℃、１１６℃、１
２０℃。

１２５℃で２時間加熱し、水中に投入し急冷した。こう
して得られたコレステリック構造を有するし一グルタミ
ン酸エステル共重合体の最大選択反射波長と加熱温度と
の関係を第２図に示した。

次ニ厚み３８μｍの２軸延伸ポリエチレンテレフクレー
１．（ＰＥＴ）フィルムを透過軸が平行になっている２
つの直線偏光子の間に配置し、モノクロメータ−で連続
的に光の波長を変化させながら光を入射させた時の出力
光の強度変化を測定した。

その結果を第３図に示す。

極小値は４１０ｎｍ、　５０５ｎｍ、　７４２ｎｍに表
われた。

次に２．７ｃｍ　Ｘ　２．７ｍｍ　Ｘ　０．８ｍｍの石
英ガラスの上にＬ−グルタミン酸エステル共重合体０．
０５ｇを置き、その上に３８μ脂のＰＥＴフィルムを置
き、その上にＬ−グルタミン酸エステル共重合体０．０
５ｇ、更にその上に石英ガラスを乗せたものを卓上プレ
ス成型機で１００℃で１０分間プレス成型を行った。そ
の後この積層物を１１２℃に保たれた恒温槽中で２時間
加熱したのち水中に投入して急冷した。こうして得られ
た積層物の分光特性を第４図に示す。すなわち本実施例
で得られた積層物は５０５ｎｍ土１０ｎｍの光をほぼ完
全にカット（９２％）するノツチフィルター機能を有す
る。

（実施例２） 厚み５０μ園の２軸延伸ＰＥＴフイルムを実施例１と同
様の方法で直線偏光子の間に配置し出力光の強度変化を
測定した。極小値は３９５ｎｍ、　４３７ｎｍ。

４９２ｎｍ、　５９１ｎｍ、　７７０ｎｍに表われた。

次に１０ｃｍＸ　１０ｃｍＸ　５０μｍのポリエーテサ
ルフォン（ＰＥＳ）フィルムの上に厚さ５０μ謁のスペ
−サーと共に実施例１と同じＬ−グルタミン酸エステル
共重合体２ｇをおき、その上に厚み５０μ−〇ＰＥＴＰ
ＥＳフィルム、その上に厚さ５０μｍのスペーサーと共
にＬ−グ、・豐・タミン酸エステル共重合体２ｇをおき
、更にＰＥＳフィルムを乗せたものを１００℃で１０分
間プレス成型を行った。その後この積層フィルムを１２
３℃に保たれた恒温槽中で２時間加熱した後、水中に投
入して急冷した。こうして得られた積層フィルムの分光
特性を第５図に示す。すなわち本実施例で得られた積層
フィルムは？？Ｏｎｍ±１５ｎｍの光をほぼ完全（８９
％）にカットするノツチフィルター機能を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学フィルターの構成およびその機能
を説明す・る断面図、第２図は実施例で使用したし一グ
ルタミン酸エステル共重合体の加熱温度と最大選択反射
波長との関係、第３図は実施例１で用いたＰＥＴフィル
ム（厚み３８μ−の平行ニコル下での分光特性、第４図
は実施例１で製造した光フィルターの分光特性、第５図
は実施例２で製造した光フィルターの分光特性を示すグ
ラフである。 １・・・・・右巻き螺旋のコレステリック構造の液晶ポ
リマーフィルム） ２・・・・・・特定波長λ０に対する】／２波長板、３
・・・・・右巻き螺旋のコレステリック構造の液晶ポリ
マーフィルム、 ４・・・・・・特定波長λＯの入射光、５・・・・・・
特定波長λ０の右回り円偏光、６・・・・・・特定波長
λ０の左回り円偏光、７・・・・・特定波長λ０以外の
光。 特許出願人　　日本石油化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光軸を平行にして重ねられた特定同一波長であっ
   て同じ回転方向の円偏光を選択的に反射する二枚のフィ
   ルム状コレステリック液晶の間に、該特定同一波長の光
   の位相を１８０°変換する変換素子を挾んで積層してな
   る構造を有することを特徴とする光学フィルター。 （２）前記円偏光が、右円偏光である特許請求の範囲第
   １項記載の光学フィルター。 （３）前記コレステリック液晶が、サーモトロピックコ
   レステリック高分子液晶である特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の光学フィルター。 （４）前記コレステリック高分子液晶が、サーモトロピ
   ックコレステリック液晶性ポリペプチドである特許請求
   の範囲第３項記載の光学フィルタ（５）前記ポリペプチ
   ドが、グルタミン酸エステルの重合体または共重合体で
   ある特許請求の範囲第４項記載の光学フィルター。 （６）前記グルタミン酸の共重合体が、下記一般式（
   I ）及び（II）で表わされる繰り返し単位を有するグル
   タミン酸共重合体である特許請求の範囲第５項記載の光
   学フィルター。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （II） ここで、それぞれＲ＿１は炭素数１〜１０、Ｒ＿２は炭
   素数６〜３０の範囲にあるアルキル基、シクロアルキル
   基、アリール基およびアリールアルキル基から選ばれる
   互いに異なる有機残基である。ｍ、ｎは５０≦ｍ＋ｎ≦
   ２０００、ｍ／ｎ＝８０〜１０／２０〜９０である。 （７）前記変換する素子が、高分子フィルムである特許
   請求の範囲第１項記載の光学フィルター。 （８）前記高分子フィルムが高分子延伸フィルムである
   特許請求の範囲第７項記載の光学フィルター。 （９）前記高分子延伸フィルムが、ポリエーテルサルフ
   オン、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリスチレン、
   ポリメタアクリレート、ポリカーボネート及びアセチル
   セルロールから選ばれる延伸フィルムである特許請求の
   範囲第８項記載の光学フィルター。 （１０）向きが同一回転方向の螺旋構造を有する同種の
   サーモトロピックコレステリック液晶性物質でもって複
   屈折性を有する高分子フィルムをその両面から挾み、必
   要に応じて該液晶性物質を予備配向させて積層体となし
   た後に、該延伸フィルムが光の位相を１８０°変換させ
   る波長と、該液晶の加熱の結果該液晶分子が配向し選択
   的に反射する波長とが一致することとなる温度にまで加
   熱し、しかるのちに急冷する事を特徴とする光学フィル
   ターの製造方法。 （１１）前記サーモトロピックコレステリック液晶性物
   質が、サーモトロピックコレステリツク液晶性ポリペプ
   チドである特許請求の範囲第１０項記載の光学フィルタ
   ーの製造方法。 （１２）前記ポリペプチドが、グルタミン酸エステルの
   重合体または共重合体である特許請求の範囲第１１項記
   載の光学フィルターの製造方法。 （１３）前記グルタミン酸の共重合体が、下記一般式（
   I ）及び（II）で表わされる繰り返し単位を有するグ
   ルタミン酸共重合体である特許請求の範囲第１２項記載
   の光学フィルターの製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ （II） ここで、それぞれＲ＿１は炭素数１〜１０、Ｒ＿２は炭
   素数６〜３０の範囲にあるアルキル基、シクロアルキル
   基、アリール基およびアリールアルキル基から選ばれる
   互いに異なる有機残基である。ｍ、ｎは５０≦ｍ＋ｎ≦
   ２０００、ｍ／ｎ＝８０〜１０／２０〜９０である。 （１４）前記複屈折性を有する高分子フィルムが、ポリ
   エーテルサルフォン、ポリエステル、ポリオレフィン、
   ポリスチレン、ポリメタアクリレート及びポリカーボネ
   ート、アセチルセルロールから選ばれる高分子延伸フィ
   ルムである特許請求の範囲第１０項記載の光学フィルタ
   ーの製造方法。