(57)【要約】【課題】高彩度の色を表現するための波長選択フィルムを提供する。【解決手段】表示装置に配置され、所定の波長の光を遮断する波長選択フィルム（１０）であって、コレステリック液晶構造を具備するコレステリック液晶層（１３）を有し、コレステリック液晶層は５９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置に配置され、所定の波長の光を遮断する波長選択フィルムであって、
コレステリック液晶構造を具備するコレステリック液晶層を有し、
前記コレステリック液晶層は５９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する、
波長選択フィルム。
【請求項２】
前記コレステリック液晶層は、互いに反対の方向に旋回する螺旋構造を有する２つのコレステリック液晶による層が２層積層されることによりなる請求項１に記載の波長選択フィルム。
【請求項３】
前記２層のコレステリック液晶による層は粘着剤を介して一体にされている請求項２に記載の波長選択フィルム。
【請求項４】
前記コレステリック液晶層の厚みが１０μｍ以下である、請求項１乃至３のいずれかに記載の波長選択フィルム。
【請求項５】
前記コレステリック液晶層は、棒状の液晶を有してなる請求項１乃至４のいずれかに記載の波長選択フィルム。
【請求項６】
さらに他のコレステリック液晶層を有し、
前記他のコレステリック液晶層は４９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する、請求項１乃至５のいずれかに記載の波長選択フィルム。
【請求項７】
前記他のコレステリック液晶層は、互いに反対の方向に旋回する螺旋構造を有する２つのコレステリック液晶による層が２層積層されることによりなる請求項６に記載の波長選択フィルム。
【請求項８】
前記他のコレステリック液晶における前記２層のコレステリック液晶による層は粘着剤を介して一体にされている請求項７に記載の波長選択フィルム。
【請求項９】
前記他のコレステリック液晶層の厚みが１０μｍ以下である、請求項６乃至８のいずれかに記載の波長選択フィルム。
【請求項１０】
前記他のコレステリック液晶層は、棒状の液晶を有してなる請求項６乃至９のいずれかに記載の波長選択フィルム。
【請求項１１】
バックライトと、
前記バックライトの出光側に配置される請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長選択フィルムと、を備える、積層体。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長選択フィルムと、
前記波長選択フィルムの出光側に配置される液晶セル層と、を備える、積層体。
【請求項１３】
バックライトと、
前記バックライトの出光側に配置される請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長選択フィルムと、
前記バックライトの出光側に配置される液晶セル層と、
前記液晶セル層の出光側に配置されるカラーフィルタと、を備える、
映像源ユニット。
【請求項１４】
バックライトと、
前記バックライトの出光側に配置される波長選択フィルムと、
前記バックライトの出光側に配置される液晶セル層と、
前記液晶セル層の出光側に配置されるカラーフィルタと、を備え、
前記波長選択フィルムは、コレステリック液晶構造を具備するコレステリック液晶層を有し、前記コレステリック液晶層は４９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する、
映像源ユニット。
【請求項１５】
有機ＥＬ表示パネルと、
前記有機ＥＬ表示パネルの出光側に配置される請求項１乃至１０のいずれかに記載の波長選択フィルムと、を備える、
映像源ユニット。
【請求項１６】
請求項１３乃至１５に記載の映像源ユニットを筐体に収めた、表示装置。
【請求項１７】
請求項２に記載の波長選択フィルムを製造する方法であって、
前記２つのコレステリック液晶による層のうち一方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、
形成された前記層を巻き取ることなく、他方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法。
【請求項１８】
請求項６に記載の波長選択フィルムを製造する方法であって、
前記コレステリック液晶層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、
形成された前記コレステリック液晶層を巻き取ることなく、前記他のコレステリック液晶層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法。
【請求項１９】
請求項７に記載の波長選択フィルムを製造する方法であって、
前記他のコレステリック液晶層における前記２つのコレステリック液晶による層のうち一方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、
形成された前記層を巻き取ることなく、他方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に備えられ、高彩度の色の表現をするための波長選択フィルム、これを備える映像源ユニット、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）表示装置等のような表示装置には発光源が備えられており、それぞれの特徴を有する分光分布により発光している。また、表示装置における色の表現は、公知のように、ＲＧＢにわかれた領域が配列されたカラーフィルタにより行われていることがある。
近年、様々な発光源の種類が提案されるようになると、これまでの表示装置に用いられてきたカラーフィルタではそれぞれの分光分布の特徴に対応しきれなくなり、混色が起こる等して、高彩度の色が表現しきれない問題があった。またカラーフィルタを用いない表示装置でもより高彩度の色の表現が求められている。
【０００３】
これに対して、特許文献１には、顔料を用いてカラーフィルタにおける各ＲＧＢの分光透過率の特性を調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３４５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような、顔料を用いることによる分光透過率の調整は、顔料の吸収帯域が広く、吸収効率も限定的であるため、本来利用すべき波長の光の一部も吸収したり、逆に吸収すべき部分を透過したりして、必ずしも高彩度の色の表現ができるとは限らなかった。
【０００６】
そこで本発明は、上記の問題に鑑み、高彩度の色を表現するための波長選択フィルムを提供することを課題とする。また、この波長選択フィルムを備える映像源ユニット、表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明について説明する。
【０００８】
本発明の１つの態様は、表示装置に配置され、所定の波長の光を遮断する波長選択フィルムであって、コレステリック液晶構造を具備するコレステリック液晶層を有し、コレステリック液晶層は５９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する、波長選択フィルムである。
【０００９】
上記コレステリック液晶層は、互いに反対の方向に旋回する螺旋構造を有する２つのコレステリック液晶による層が２層積層されてなってもよい。
【００１０】
当該波長選択フィルムを製造するときには、２つのコレステリック液晶による層のうち一方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、形成された層を巻き取ることなく、他方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法により製造することができる。
【００１１】
２層のコレステリック液晶による層は粘着剤を介して一体に形成されてもよい。
【００１２】
コレステリック液晶層の厚みを１０μｍ以下としてもよい。
【００１３】
コレステリック液晶層は、棒状の液晶を有してなるように形成できる。
【００１４】
上記波長選択フィルムは、さらに他のコレステリック液晶層を有し、他のコレステリック液晶層は４９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射するものとすることができる。
【００１５】
当該波長選択フィルムを製造するときには、コレステリック液晶層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、形成されたコレステリック液晶層を巻き取ることなく、他のコレステリック液晶層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法により製造することができる。
【００１６】
上記他のコレステリック液晶層は、互いに反対の方向に旋回する螺旋構造を有する２つのコレステリック液晶による層が２層積層されてなってもよい。
【００１７】
当該波長選択フィルムを製造するときには、他のコレステリック液晶層における２つのコレステリック液晶による層のうち一方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布した後に配向及び硬化させ、形成された層を巻き取ることなく、他方のコレステリック液晶による層を構成する硬化前の組成物を塗布して、その後に配向及び硬化させる、波長選択フィルムの製造方法により製造することができる。
【００１８】
他のコレステリック液晶における２層のコレステリック液晶による層は粘着剤を介して一体に形成してもよい。
【００１９】
他のコレステリック液晶層の厚みが１０μｍ以下としてもよい。
【００２０】
他のコレステリック液晶層は、棒状の液晶を有してなるように形成できる。
【００２１】
本発明の他の態様は、バックライトと、バックライトの出光側に配置される上記波長選択フィルムと、バックライトの出光側に配置される液晶セル層と、液晶セル層の出光側に配置されるカラーフィルタと、を備える、映像源ユニットである。
【００２２】
本発明の他の態様は、バックライトと、バックライトの出光側に配置される上記波長選択フィルムと、を備える、積層体である。
【００２３】
本発明の他の態様は、上記波長選択フィルムと、波長選択フィルムの出光側に配置される液晶セル層と、を備える、積層体である。
【００２４】
本発明の他の態様は、バックライトと、バックライトの出光側に配置される波長選択フィルムと、バックライトの出光側に配置される液晶セル層と、液晶セル層の出光側に配置されるカラーフィルタと、を備え、波長選択フィルムは、コレステリック液晶構造を具備するコレステリック液晶層を有し、コレステリック液晶層は４９０ｎｍを含む所定の波長帯域の光を反射する、映像源ユニットである。
【００２５】
本発明の他の態様は、有機ＥＬ表示パネルと、有機ＥＬ表示パネルの出光側に配置される上記波長選択フィルムと、を備える、映像源ユニットである。
【００２６】
また、上記の映像源ユニットを筐体に収めた、表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、表示装置における色の表現において、広い色域とすることを可能とし、より高彩度の色も表現することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】波長選択フィルム１０の外観斜視図である。
【図２】カラーフィルタの透過率特性の例を表した図である。
【図３】映像源ユニット２０の層構成を説明する図である。
【図４】映像源ユニット３０の層構成を説明する図である。
【図５】発光源の波長強度特性の例を説明する図である。
【図６】第１コレステリック液晶層の透過率特性を説明する図である。
【図７】第２コレステリック液晶層の透過率特性を説明する図である。
【図８】発光源の波長強度特性の例を説明する図である。
【図９】発光源の波長強度特性の例を説明する図である。
【図１０】発光源の波長強度特性の例を説明する図である。
【図１１】カラーフィルタの透過率特性の例を表した図である。
【図１２】発光源の波長強度特性の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１は１つの形態を説明する図で波長選択フィルム１０の斜視図である。図１からわかるように、本形態の波長選択フィルム１０は、基材１１、第１コレステリック液晶層１２、及び第２コレステリック液晶層１３を有して構成されている。
【００３１】
基材１１は、第１コレステリック液晶層１２及び第２コレステリック液晶層１３を支持する透明なフィルムによる層である。基材１１をなす材料としては、種々の材料を使用することができる。ただし、光学的な素子を構成する部材の材料として広く使用され、優れた機械的特性、光学特性、安定性および加工性等を有するとともに安価に入手可能な材料を用いることができる。これには例えば脂環式構造を有する重合体樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルスルホン等の熱可塑性樹脂や、エポキシアクリレートやウレタンアクリレート系の反応性樹脂（電離放射線硬化型樹脂等）、トリアセチルセルロール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、及びガラス等を挙げることができる。
そしてその厚さは１０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲で構成することができ、好ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。
【００３２】
基材に延伸材料を用いたときには、その延伸軸を液晶の配向に利用できる。また、延伸材料を用いない場合には基材層に配向膜を積層してもよい。
【００３３】
第１コレステリック液晶層１２は、基材１１の一方の面に積層される層であり、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなる。そして液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造を備えている。
【００３４】
第１コレステリック液層層１２は、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、次式で示した波長λ０の光を選択的に反射する。
λ０＝ｎａｖｅ・ｐ
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長（液晶分子の分子螺旋の１ピッチ当たりの長さ）、ｎａｖｅは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００３５】
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
△λ＝△ｎ・ｐ
ここで△λの調整は、△ｎが異なる複数の材料を混ぜることにより行うことができる。混ぜる材料の種類は少ない方が好ましく、２種類の材料の比率で調整することが好ましいが、必要に応じてそれ以上の種類の材料を混ぜてもよい。
【００３６】
さらにこのような選択された波長の入射光は、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分との両者を含んでいる。これに対して、第１コレステリック液晶層１２は、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態（両回りの円偏光成分を含んだ状態）を、２つの円偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離し、一方は透過するとともに、他方を反射する。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００３７】
すなわち、第１コレステリック液晶層１２に入射する無偏光状態の光は、上記の偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する一方の円偏光成分（例えば選択反射波長域内の右円偏光）が反射光として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光、及び選択反射波長域外の右円偏光及び左円偏光）が透過される。
【００３８】
このような偏光分離特性を用いて、第１コレステリック液晶層１２は、波長選択フィルム１０が狙いとした波長に沿った光の選択反射性を備えるように構成することができる。従って選択反射の中心波長は狙いの波長となるように構成すればよい。具体的には次の通りである。
【００３９】
図２には、表示装置に用いられるカラーフィルタの透過率特性の一例を表した。横軸は波長、縦軸は１００％の透過率を１．０とした透過率を表した。そして図２において、Ｂは青色、Ｇは緑色、Ｒは赤色の成分を表している。図２からわかるように、このカラーフィルタでは４９０ｎｍにおいてＢとＧとが交差し、その前後の波長でＢとＧとの両者を含む。そして発光源からの出射光は通常、この波長を含んでいる（例えば後で示す図５、図８、図９、図１０、図１２に示す各発光源の出光特性参照。）。従って発光源からカラーフィルタに入射した光に対してＢとＧとの混色が生じる。同様に５９０ｎｍにおいてＧとＲとが交差し、その前後の波長でＧとＲとの両者を含み、発光源からの出射光は通常、この波長を含んでいることから、発光源から入射した光に対してＧとＲとの混色が生じる。このような混色が高い彩度による表現の妨げになる。
【００４０】
そこで、本形態では、第１コレステリック液晶層１２が、波長４９０ｎｍを含み所定の波長バンド幅△λ１を有する選択反射の特徴を有するように構成する。このような波長を選択反射するためには、上記のように、液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長を調整すればよく、これに所定の平均屈折率、複屈折率の材料を用いる。
ここで波長バンド幅△λ１の具体的な大きさは適宜設定することができ、バックライトの波長特性やカラーフィルタの特性により決めることができる。例えば波長バンド幅△λ１を中心波長（最も透過率が低い波長）に対する半値幅とすれば、通常は波長バンド幅△λ１は３０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲となり、これに基づいて材料の△ｎを決めることが可能である。
また、中心波長も特に限定されることはなくバックライトの波長特性やカラーフィルタの特性により適宜設定することができる。中心波長が４９０ｎｍであってもよいし、４９０ｎｍに対してずれがあってもよい。
【００４１】
これによれば、第１コレステリック液晶層１２に達した光のうち、波長４９０ｎｍを含み所定の波長バンド幅△λ１の光に対して、一方の円偏光成分を反射して透過させない。従って、当該混色が生じる光の少なくとも一部を観察者に出射しないので高彩度の表現ができるようになる。
【００４２】
なお、この第１のコレステリック液晶層１２を２層のコレステリック液晶による層で構成し、両層とも同じ波長の選択反射特性を有するとともに、コレステリック液晶の螺旋構造が、一方が右旋回構造、他方が左旋回構造とすれば、両方の円偏光成分を反射して透過させないのでさらに高彩度の表現ができるようになる。
【００４３】
第１コレステリック液晶層１２の厚みは特に限定されることはないが１μｍ以上１０μｍ以下程度とすることができる。好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。
【００４４】
第２コレステリック液晶層１３は、第１コレステリック液晶層１２に積層される層である。第２コレステリック液晶層１３も第１コレステリック液晶層１２と同様に考えることができる。ただし、第２コレステリック液晶層１３は、選択反射の中心波長が第１コレステリック液晶層１２とは異なるように構成する。より具体的には第２コレステリック液晶層１３の選択反射の波長は、図２で示したＧとＲとの交差部分である波長５９０ｎｍを含むように構成されている。すなわち、本形態では、第２コレステリック液晶層１３が、波長５９０ｎｍを含み所定の波長バンド幅△λ２を有する選択反射の特徴を有するように構成する。
このような波長を選択反射するためには、上記のように、液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長を調整すればよく、これに所定の平均屈折率、複屈折率の材料を用いる。
波長バンド幅及び中心波長の考え方は第１コレステリック液晶層と同様である。
【００４５】
これによれば、第２コレステリック液晶層１３に達した光のうち、波長５９０ｎｍを含み所定の波長バンド幅△λ２の光に対して、一方の円偏光成分を反射して透過させない。従って、当該混色が生じる光の少なくとも一部を観察者に出射しないので高彩度の表現ができるようになる。
【００４６】
なお、この第２コレステリック液晶層１３についても、これをコレステリック液晶による２層で構成し、両層とも同じ波長の選択反射特性を有するとともに、コレステリック液晶の螺旋構造が、一方が右旋回構造、他方が左旋回構造とすれば、両方の円偏光成分を反射して透過させないのでさらに高彩度の表現ができるようになる。
【００４７】
第２コレステリック液晶層１３の厚みは特に限定されることはないが１μｍ以上１０μｍ以下程度とすることができる。好ましくは１μｍ以上３μｍ以下である。
【００４８】
以上のような波長選択フィルム１０は、例えば次のように製造することができる。すなわち、基材１１に第１コレステリック液晶層となるべきコレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行って第１コレステリック液晶層とする。そしてさらに、この第１コレステリック液晶層が積層された積層体を巻き取ることなく第１コレステリック液晶層に、第２コレステリック液晶層となるべきコレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行って第２コレステリック液晶層とする。
【００４９】
また、上記説明したように、第１コレステリック液晶層が互いに反対に旋回する螺旋構造を有する２層のコレステリック液晶による層からなる場合、及び／又は第２コレステリック液晶層も互いに反対に旋回する螺旋構造を有する２層のコレステリック液晶による層からなる場合にも、同様に作製することができる。すなわち、最初の層を塗布、配向（乾燥）、硬化し、巻き取ることなく次の層をさらに塗布、配向（乾燥）、硬化する。これをさらに繰り返すことにより１度も巻き取ることなく積層されたコレステリック液晶による層を形成することができる。
【００５０】
これにより、巻き取ることによる基材裏面との接触に起因するコレステリック液晶層の汚染やキズ、巻き取り張力等による変形の発生を防止することができる。汚染やキズ防止のためにコレステリック液晶層の硬化を強くするという方法もあるが、このように硬化を強くすると積層のための組成物の塗布時に、はじき、配向不良、密着不良等が発生するリスクが高くなる。従って上記のよう作製すればこのようなリスクを回避することも可能となる。
【００５１】
ただしこれに限定されることなく、第１コレステリック液晶層の各層、第２コレステリック液晶層の各層、及び、第１コレステリック液晶と第２コレステリック液晶層との積層を転写によりおこなってもよい。このときには硬化した層同志を重ね合わせて粘着するため、各層は粘着剤により一体化される。
【００５２】
より詳しくは次の通りである。まず、基材１１を準備し、該基材１１の一方の面に第１コレステリック液晶層となるべき、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うことにより、第１コレステリック液晶層１２を積層させる。詳しくは次の通りである。
【００５３】
基材１１に第１コレステリック液晶層となるべきコレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布する方法としては、既存の任意の方法を用いることができる。具体的には、ロールコート法やグラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法などを用いることができる。また、基材１１としてプラスチックフィルムを用いる場合には、いわゆるロール・ツー・ロール（Roll to Roll）システムによるフィルムコーティングなどを用いることができる。
【００５４】
なお、塗布される液晶性組成物としては、コレステリック規則性を示すカイラルネマチック液晶やコレステリック液晶を用いることができる。このような材料としては、コレステリック液晶構造を形成し得る液晶材料であれば特に限定されるものではないが、特に、分子の両末端に重合性の官能基があるような重合性の棒状の液晶材料が、硬化後に光学的に安定した第１コレステリック液晶層１２を得る上で好ましい。
【００５５】
ここでは液晶性組成物としてコレステリック規則性を示すカイラルネマチック液晶を用いる場合を例に挙げて説明する。なお、カイラルネマチック液晶は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料とカイラル剤とを混合したものである。ここで、カイラル剤は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の螺旋ピッチ長を制御し、液晶性組成物が全体としてコレステリック規則性を呈するようにするためのものである。また、このような液晶性組成物には、重合開始剤や添加剤が適宜添加される。
【００５６】
ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の一例としては、例えば、下記の一般式（１）で表わされる化合物や、下記の式（２−ｉ）〜（２−ｘｉ）で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。
【００５７】
【化１】
2019139080.tif 000003
【００５８】
【化２】
2019139080.tif 000004
【００５９】
上記式（１）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ１及びＲ２はともに水素であることが好ましい。式（１）のＸは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記式（１）において、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶相を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【００６０】
なお、以上においては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として重合性液晶モノマーの例を挙げて説明したが、これに限らず、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーなどを用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーとしては、従来から提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
【００６１】
一方、カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、主として分子量１５００以下の化合物である。カイラル剤は主として、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋構造を誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間で溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋構造を誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されない。
【００６２】
なお、このようにして液晶に螺旋構造を誘起させるために用いられるカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必要である。従って、ここで用いられるカイラル剤としては、例えば１つ又は２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミンやキラルなスルフォキシドなどのようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンやビナフトールなどの軸不斉を持つ光学活性な部位を有する化合物が挙げられる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶（例えばキラルドーパント液晶Ｓ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製））が挙げられる。
【００６３】
しかしながら、選択されたカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいはカイラル剤が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下や、硬化後のフィルムの信頼性の低下を招く虞がある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量な使用は、液晶性組成物のコストアップを招く。従って、短い螺旋ピッチ長のコレステリック規則性を有する液晶層を形成する場合には、液晶性組成物に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤としては、螺旋構造を誘起させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記の式（３）、（４）又は（５）で表されるような、分子内に軸不斉を有する低分子化合物を用いることが好ましい。
【００６４】
【化３】
2019139080.tif 000005
【００６５】
【化４】
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【００６６】
【化５】
2019139080.tif 000007
【００６７】
上記式（３）又は式（４）において、Ｒ４は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜式（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）のいずれか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である上記式（３）又は（４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物では、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離などが起きる虞がある。
【００６８】
なお、このようなカイラル剤は、特に重合性を有する必要はない。しかしながら、カイラル剤が重合性を有している場合には、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と重合され、コレステリック規則性が安定的に固定化されるので、熱安定性などの面では好ましい。特に、分子の両末端に重合性の官能基があることが、耐熱性の良好な第１コレステリック液晶層１２を得る上で好ましい。
【００６９】
なお、液晶性組成物に含有されるカイラル剤の量は、螺旋構造の誘起能力や最終的に得られるコレステリック液晶構造などを考慮して最適値が決められる。
【００７０】
なお、液晶性組成物は基材１１上にそのまま塗布することも可能であるが、粘性を塗布装置に合わせたり、良好な配向状態を得る目的で有機溶媒などの溶媒に溶解させてインキ化したりしてもよい。
【００７１】
以上のように基材１１に液晶性組成物を塗布し、コレステリック液晶層を形成した後、コレステリック液晶層をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させる。
【００７２】
ここで、積層されたコレステリック液晶層を、コレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持すると、コレステリック液晶層は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶層を硬化させることにより、固定化することができる。
【００７３】
なお、このような配向処理は、塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われることが通常である。なお、溶媒を除去するためには、所定の乾燥温度で行われ、乾燥時間（加熱時間） はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去される時間が適宜設定される。
【００７４】
上記のようにしてコレステリック液晶層中の液晶分子を配向させた後、コレステリック液晶層を硬化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化して第１コレステリック液晶層１２とする。
【００７５】
ここで、硬化処理の方法としては、
（１）液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法
（２）加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法
（３）電離放射線（電子線や紫外線を含む。）の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法
（４）上記（１）〜（３）の少なくとも２つを組み合わせる方法
を挙げることができる。
【００７６】
第２コレステリック液晶層１３は、第１コレステリック液晶層１２の形成に倣って作製することができる。すなわち、第１コレステリック液晶層１２に、第２コレステリック液晶となるべきコレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行って第２コレステリック液晶層とする。
【００７７】
以上のような各工程を行うことにより、第１コレステリック液晶層１２及び第２コレステリック液晶層１３を有する波長選択フィルム１０を製造することができる。
【００７８】
このように、波長選択フィルム１０によれば、容易に必要な波長のみの光を透過し他を遮断することが可能なフィルムを作製することができる。
【００７９】
そして波長選択フィルム１０によれば、第１コレステリック液晶層１２、第２コレステリック液晶層１３により、ここに具備されるコレステリック液晶構造に基づく混色の原因となる特定の波長の光を選択的に反射し、それ以外の光を透過する。特にコレステリック液晶層による波長の選択反射は必要な帯域の波長の光を精度よく反射するため、透過させるべき必要な波長の光は効率よく透過させることができる。従って、多くの色の表現をすることができ、高彩度とすることが可能となる。
また、波長選択フィルム１０によれば、多くの種類の発光源に対して同じ波長選択フィルムにより効果を有するものとなる。
【００８０】
次に、上記波長選択フィルム１０を適用した表示装置について説明する。図３には１つの例にかかる表示装置である液晶表示装置に含まれる映像源ユニット２０の層構成を表した。このような映像源ユニット２０が、映像源ユニット２０を作動させる他の公知の機器とともに筐体に収められて表示装置として機能する。
【００８１】
映像源ユニット２０は、液晶表示装置のための映像源ユニットであり、発光源としてのバックライト２１の観察者側面に光学機能積層体としての液晶表示パネル２２が配置される。
【００８２】
液晶表示パネル２２は、液晶による液晶セル層２３が設けられ、この液晶セル層２３の面のうちバックライト２１側に、例えば感圧性の粘着層（図示せず）により直線偏光板２４が設けられる。なお、直線偏光板２４は、透明フィルムからなる２枚の基材の間に直線偏光板として機能を担う偏光子が挟持されて構成される。そして本形態では直線偏光板２４の面のうちバックライト２１側に、粘着層等により波長選択フィルム１０が配置される。
【００８３】
また本形態では液晶セル層２３の出光面側にカラーフィルタ２５が配置され、このカラーフィルタ２５の出光面側に直線偏光板２６が配置される。また必要に応じて直線偏光板２６の出光面側に保護層や他の機能層が積層されてもよい。
【００８４】
このような映像源ユニット２０によれば、バックライト２１から出光した光が波長選択フィルム１０に入射する。波長選択フィルム１０では上記したように、混色を生じる波長の光を反射してそれ以外の光を透過するように構成している。従って、波長選択フィルム１０を透過した光がカラーフィルタ２５に達しても混色を起こす波長がカットされているので、高い色純度で画像を提供することができる。またコレステリック液晶層による波長の選択反射は必要な帯域の波長の光を精度よく反射するため、透過させるべき必要な波長の光を効率よく透過させることができる。従って、より高彩度の色の表現が可能となる。
【００８５】
図４には他の１つの例にかかる表示装置である有機ＥＬ表示装置に含まれる映像源ユニット３０の層構成を表した。このような映像源ユニット３０が、映像源ユニット３０を作動させる他の公知の機器とともに筐体に収められて表示装置として機能する。
【００８６】
映像源ユニット３０は有機ＥＬ表示装置のための映像源ユニットであり、有機ＥＬ表示装置は、発光源としての有機ＥＬ表示パネル３１で自発光した映像光を観察者に提供する装置である。そして映像源ユニット３０では、有機ＥＬ表示パネル３１の観察者側面に光学機能積層体３２が積層されて構成されている。
【００８７】
具体的に光学機能積層体３２は、有機ＥＬ表示パネル３１側から、波長選択フィルム１０、カラーフィルタ３３、λ／４位相差板３４、直線偏光板としての偏光子３５、及び表面材である基材（保護フィルム）３６を有して構成されている。ここで、λ／４位相差板３４、及び偏光子３５が外光反射防止のための円偏光板として機能する。
【００８８】
このような映像源ユニット３０によれば、発光源である有機ＥＬ表示パネル３１から出光した光が波長選択フィルム１０に入射する。波長選択フィルム１０では上記したように、混色を生じる波長の光を反射してそれ以外の光を透過するように構成している。従って、波長選択フィルム１０を透過した光がカラーフィルタ３３に達しても混色を起こす波長がカットされているので、高い色純度で画像を提供することができる。またコレステリック液晶層による波長の選択反射は必要な帯域の波長の光を精度よく反射するため、透過させるべき必要な波長の光を効率よく透過させることができる。従って、高彩度の色を表現することができる。
【実施例】
【００８９】
１．試験体の形態
＜実施例１−１＞
実施例１−１では図３で示した液晶表示装置のための映像源ユニット２０の例に倣った映像源ユニットを想定してバックライト(光源)、カラーフィルター、及び波長選択フィルムの３層を積層した積層体の性能を検討した。実施例１−１における各部材の構成は次の通りである。
【００９０】
＜バックライト＞
本例での発光源としてのバックライトは量子ドットを用いたＱＤバックライトである。図５にこのバックライトの出光特性を示した。横軸は波長、縦軸は強さである。図５からわかるようにこの発光源は４９０ｎｍ及びその前後の波長、並びに、５９０ｎｍ及びその前後の波長を含んでいる。
【００９１】
＜カラーフィルタ＞
本例でのカラーフィルタは図２に示した透過率特性を有するものとした。その厚みはＲ＝３．３μｍ、Ｇ＝３．４μｍ、Ｂ＝３．６μｍである。
【００９２】
＜波長選択フィルムの基材＞
本例では基材層を用いず、カラーフィルタに第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を転写することにより波長選択フィルムを形成する態様とした。
【００９３】
＜波長選択フィルムの第１コレステリック液晶層＞
本例では、図６に示した透過率特性を有する第１コレステリック液晶層を適用した。この図も横軸に波長、縦軸に、非偏光入射光１００％を１．０としたときの透過率を表した。
図６からもわかるように、本例では第１コレステリック液晶層の選択反射の中心波長が４９０ｎｍ、半値幅を４０ｎｍ、右巻き（右旋回）の層の厚みを１．６μｍ、左巻き（左旋回）の層の厚みを１．６μｍとした。
【００９４】
＜波長選択フィルムの第２コレステリック液晶層＞
本例では、図７に示した透過率特性を有する第２コレステリック液晶層を適用した。この図も横軸に波長、縦軸に１００％を１．０としたときの透過率を表した。
図７からもわかるように、本例では第２コレステリック液晶層の選択反射の中心波長が５９０ｎｍ、半値幅を６０ｎｍ、右巻き（右旋回）の層の厚みを２．０μｍ、左巻き（左旋回）の層の厚みを２．０μｍとした。
【００９５】
［実施例１−２］
実施例１−２では、実施例１−１に対して、第２コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第１コレステリック液晶層のみである。
【００９６】
［実施例１−３］
実施例１−３では、実施例１−１に対して、第１コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第２コレステリック液晶層のみである。
【００９７】
［比較例１］
比較例１では、実施例１−１に対して、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を備えないものとした。
【００９８】
［実施例２−１］
実施例２−１では、実施例１−１に対して発光源としてのバックライトを変更した。その出光特性を図８に示した。このバックライトはＬＥＤによるバックライトである。図８からわかるようにこの発光源は４９０ｎｍ及びその前後の波長、並びに、５９０ｎｍ及びその前後の波長を含んでいる。
その他の構成は実施例１−１と同じである。
【００９９】
［実施例２−２］
実施例２−２では、実施例２−１に対して第２コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第１コレステリック液晶層のみである。
【０１００】
［実施例２−３］
実施例２−３では、実施例２−１に対して第１コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第２コレステリック液晶層のみである。
【０１０１】
［比較例２］
比較例２では、実施例２−１に対して、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を備えないものとした。
【０１０２】
［実施例３−１］
実施例３−１では、実施例１−１に対して発光源としてのバックライトを変更した。その出光特性を図９に示した。このバックライトはＣＩＥ標準光源であるＣ光源によるバックライトである。図９からわかるようにこの発光源は４９０ｎｍ及びその前後の波長、並びに、５９０ｎｍ及びその前後の波長を含んでいる。
その他の構成は実施例１−１と同じである。
【０１０３】
［実施例３−２］
実施例３−２では、実施例３−１に対して第２コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第１コレステリック液晶層のみである。
【０１０４】
［実施例３−３］
実施例３−３では、実施例３−１に対して第１コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第２コレステリック液晶層のみである。
【０１０５】
［比較例３］
比較例３では、実施例３−１に対して、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を備えないものとした。
【０１０６】
［実施例４−１］
実施例４−１では図４で示した液晶表示装置のための映像源ユニット３０の例に倣って映像源ユニットを想定して各部材を構成した。実施例４−１における各部材の構成は次の通りである。
【０１０７】
＜有機ＥＬパネル＞
本例での発光源としての有機ＥＬパネルはホワイト有機ＥＬパネルであり白色光を出光する。図１０にこの発光源の出光特性を示した。横軸は波長、縦軸は強さである。図１０からわかるようにこの発光源は４９０ｎｍ及びその前後の波長、並びに、５９０ｎｍ及びその前後の波長を含んでいる。
【０１０８】
＜カラーフィルタ＞
本例でのカラーフィルタは図１１に示した透過率特性を有するものとした。その厚みはＲ＝３．４μｍ、Ｇ＝３．７μｍ、Ｂ＝３．９μｍとした。
【０１０９】
＜波長選択フィルム＞
波長選択フィルムは実施例１−１と同じものを適用した。
【０１１０】
［実施例４−２］
実施例４−２では、実施例４−１に対して、第２コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第１コレステリック液晶層のみである。
【０１１１】
［実施例４−３］
実施例４−３では、実施例４−１に対して、第１コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第２コレステリック液晶層のみである。
【０１１２】
［比較例４］
比較例４では、実施例４−１に対して、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を備えないものとした。
【０１１３】
［実施例５−１］
実施例５−１では、実施例４−１に対して発光源としての有機ＥＬパネルを変更した。その出光特性を図１２に示した。この有機ＥＬパネルは、３色有機ＥＬパネルである。図１２からわかるようにこの発光源は４９０ｎｍ及びその前後の波長、並びに、５９０ｎｍ及びその前後の波長を含んでいる。
その他の構成は実施例４−１と同じである。
【０１１４】
［実施例５−２］
実施例５−２では、実施例５−１に対して第２コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第１コレステリック液晶層のみである。
【０１１５】
［実施例５−３］
実施例５−３では、実施例５−１に対して第１コレステリック液晶層を除外した。従って波長選択フィルムのコレステリック液晶層は第２コレステリック液晶層のみである。
【０１１６】
［比較例５］
比較例５では、実施例５−１に対して、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層を備えないものとした。
【０１１７】
２．評価
評価はＮＴＳＣ規格による色域に対してどの程度広い（狭い）色域となるかで評価した。より広い色域を有することにより高彩度な領域の色も表現することができることを意味する。ＮＴＳＣ規格による色域は公知の通りであるが、ｘｙ色度図上における頂点がＲ（０．６７０、０．３３０）、Ｇ（０．２１０、０．７１０）、Ｂ（０．１４０、０．０８０）である三角形である。
上記した各例の積層体に対してカラーフィルターの各画素のｘｙ色度座標を算出し、これにより上記座標を頂点とする三角形の色域を得た。そしてこの三角形に対してＮＴＳＣ規格による三角形の色域との対比を行った。具体的には、上記各例による色域の面積をＮＴＳＣ規格の色域の面積で除した値を「ＮＴＳＣに対する比」として百分率で表した。
ここでｘｙ色度座標の算出のための測定は、分光放射計（ＳＲ−２、ＴＯＰＣＯＮ社製）を用い、分光放射計と積層体表面との距離を５０ｃｍ、測定角２度の条件で行った。
【０１１８】
３．結果
主要な条件とともに結果を表１に示した。表１で「第１」の欄は第１コレステリック液晶層が有る場合を○で表し、「第２」の欄は第２コレステリック液晶層が有る場合を○で表している。また、表１において「ＮＴＳＣに対する比」は、上記したように百分率で表した面積比である。さらに表１の「比較例に対する比」は実施例１−１、１−２、１−３は、比較例１のＮＴＳＣに対する比を１．０としたときの、各例におけるＮＴＳＣに対する比を比で表している。実施例２−１、２−２、２−３は比較例２、実施例３−１、３−２、３−３は比較例３、実施例４−１、４−２、４−３は比較例４、実施例５−１、５−２、５−３は比較例５に対してそれぞれ同様に比を表している。
【０１１９】
【表１】
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【０１２０】
表１からわかるように、第２コレステリック液晶層を単独で備える場合、並びに、第１コレステリック液晶層及び第２コレステリック液晶層の両方を備える場合には、広い色域を得ることができ、高彩度な領域の色も表現することができることがわかる。
【０１２１】
また、第１コレステリック液晶を単独で備える場合は、特に液晶表示装置において広い色域を得ることができ、高彩度な領域の色も表現することができることがわかる。
【０１２２】
また、波長選択フィルムによれば、多くの種類の発光源に対して同じ波長選択フィルムにより効果を有するものとなる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  波長選択フィルム
１１  基材
１２  第１コレステリック液晶層
１３  第２コレステリック液晶層
２０  映像源ユニット
２１  バックライト
２２  液晶表示パネル
２３  液晶セル層
２４  直線偏光板
２５  カラーフィルタ
２６  直線偏光板
３０  映像源ユニット
３１  有機ＥＬ表示パネル
３２  光学機能積層体
３３  カラーフィルタ
３４  λ／４位相差板
３５  直線偏光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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