(57)【要約】【課題】円偏光度の高い円偏光が得られる円偏光フィルターまたは円偏光を利用したセンサーシステムにおいて感度の向上を可能とする円偏光フィルターおよび円偏光を利用したセンサーシステムとして感度の高いシステムを提供する。【解決手段】円偏光分離層（好ましくは、コレステリック液晶相を固定した層または反射型直線偏光子とλ／４位相差層とを含む積層体）を含む円偏光フィルターであって、前記円偏光分離層は特定の波長において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる層であり、前記円偏光分離層の少なくとも一方の面側に前記の特定の波長域の光に対して透明である透明媒体を有し、前記透明媒体は前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し１°〜３０°の角度をなす傾斜面を有する円偏光フィルター、および前記円偏光フィルターを利用したセンサーシステム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏光分離層を含む円偏光フィルターであって、
前記円偏光分離層は特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる層であり、
前記円偏光分離層の少なくとも一方の面側に前記の特定の波長域の光に対して透明である透明媒体を有し、
前記透明媒体は前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し１°〜３０°の角度をなす傾斜面を有する円偏光フィルター。
【請求項２】
前記円偏光分離層がコレステリック液晶相を固定した層であるか、または反射型直線偏光子とλ／４位相差層とを含む積層体である請求項１記載の円偏光フィルター。
【請求項３】
前記透明媒体が、前記円偏光分離層と直接接しているか、または、直接接着されている請求項１または２に記載の円偏光フィルター。
【請求項４】
前記透明媒体が、均一媒体である請求項１〜３のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【請求項５】
透明媒体の屈折率と円偏光分離層の面内平均屈折率との差が０．０５以内である請求項４に記載の円偏光フィルター。
【請求項６】
前記傾斜面が最表面にある請求項１〜５のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【請求項７】
前記円偏光分離層の両側面に前記透明媒体を有し、かつ、膜厚が均一である請求項１〜６のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【請求項８】
前記の特定の波長域が波長８００ｎｍ-１５００ｎｍの範囲の、少なくとも５０ｎｍ幅以上の波長域である請求項１〜７のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【請求項９】
前記の特定の波長域以外の波長域の少なくとも一部において光を遮断する光遮断層を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【請求項１０】
波長３８０〜７８０ｎｍの５０ｎｍ幅以上の波長域において光を遮断する光遮断層を含む請求項８に記載の円偏光フィルター。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を発光する光源とを含む光源装置。
【請求項１２】
前記光源、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている請求項１１に記載の光源装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を感知できる受光素子とを含むセンサー。
【請求項１４】
前記受光素子、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている請求項１３に記載のセンサー。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を発光する光源と前記の特定の波長域内の波長の光を感知できる受光素子とを含むセンサーシステム。
【請求項１６】
前記光源、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置され、かつ
前記受光素子、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている請求項１５に記載のセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円偏光フィルターに関する。また、本発明は、光源、センサー、またはセンサーシステム等への円偏光フィルターの応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
円偏光フィルターは特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過または反射させることのできるフィルターであり、得られる円偏光の特質を生かして様々な分野で応用されている。
例えば、特許文献１には、植物栽培における円偏光の利用が開示されており、植物栽培用の照明装置に円偏光板を用いることについて記載されている。
また、特許文献２には、円偏光を利用した検知システムが開示されている。特許文献２においては、シリコン基板に円偏光フィルターを介した円偏光赤外光を照射し、さらにシリコン基板からの反射光もしくは透過光を円偏光フィルターを介して受光するシステムにより、シリコン基板のクラックを検出する技術が開示されている。この技術は、すなわち、クラックが存在しない箇所の反射光もしくは透過光は逆センスの円偏光であり円偏光フィルターを透過できない一方で、クラックでの反射光もしくは透過光においては乱反射によって円偏光フィルターを介しても感知できる光が生じることを利用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２０１２−１４４４２２号
【特許文献２】特開２０１３−３６８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、円偏光度の高い円偏光が得られる円偏光フィルター、または、円偏光を利用したセンサーシステムにおいて感度の向上を可能とする円偏光フィルターを提供することである。また、本発明は、円偏光を利用したセンサーシステムとして感度の高いシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者はコレステリック液晶相を固定した層を利用した円偏光フィルターを用いて、円偏光度を上げることができる構成について試行錯誤する過程で、コレステリック液晶相を固定した層を透過した光がさらに特定の構造の透明媒体を経由する構成をとることによって、驚いたことに円偏光度が向上することを見出した。そしてこの知見に基づき、さらに検討を重ね、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明は下記の［１］〜［１６］を提供するものである。
［１］コレステリック液晶相を固定した層からなる円偏光分離層を含む円偏光フィルターであって、前記円偏光分離層は特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる層であり、前記円偏光分離層の少なくとも一方の面側に前記の特定の波長域の光に対して透明である透明媒体を有し、前記透明媒体は前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し１°〜３０°の角度をなす傾斜面を有する円偏光フィルター。
［２］前記円偏光分離層がコレステリック液晶相を固定した層であるか、または反射型直線偏光子とλ／４位相差層とを含む積層体である［１］に記載の円偏光フィルター。
［３］前記透明媒体が、前記円偏光分離層と直接接しているか、または、直接接着されている［１］または［２］に記載の円偏光フィルター。
［４］前記透明媒体が、均一媒体である［１］〜［３］のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
【０００７】
［５］透明媒体の屈折率と円偏光分離層の面内平均屈折率との差が０．０５以内である［４］に記載の円偏光フィルター。
［６］前記傾斜面が最表面にある［１］〜［５］のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
［７］前記円偏光分離層の両側面に前記透明媒体を有し、かつ、膜厚が均一である［１］〜［５］のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
［８］前記の特定の波長域が波長８００ｎｍ-１５００ｎｍの範囲の、少なくとも５０ｎｍ幅以上の波長域である［１］〜［６］のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
［９］前記の特定の波長域以外の波長域の少なくとも一部において光を遮断する光遮断層を含む［１］〜［７］のいずれか一項に記載の円偏光フィルター。
［１０］波長３８０〜７８０ｎｍの５０ｎｍ幅以上の波長域において光を遮断する光遮断層を含む［８］に記載の円偏光フィルター。
【０００８】
［１１］［１］〜［９］のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を発光する光源とを含む光源装置。
［１２］前記光源、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている［１０］に記載の光源装置。
［１３］［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を感知できる受光素子とを含むセンサー。
［１４］前記受光素子、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている［１３］に記載のセンサー。
［１５］［１］〜［１０］のいずれか一項に記載の円偏光フィルターと前記の特定の波長域内の波長の光を発光する光源と前記の特定の波長域内の波長の光を感知できる受光素子とを含むセンサーシステム。
［１６］前記光源、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置され、かつ前記受光素子、前記円偏光分離層、および前記透明媒体がこの順で配置されている［１５］に記載のセンサーシステム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、円偏光度の高い円偏光が得られる円偏光フィルター、および円偏光を利用したセンサーシステムにおいて感度の向上を可能とする円偏光フィルターが提供される。本発明の円偏光フィルターは、植物栽培への応用や、または円偏光光源装置、センサー、センサーシステムなど構成部材として応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の円偏光フィルターの構成例（概略断面図）を示す図である。
【図２】本発明の円偏光フィルターのセンサーシステムとしての使用例を示す図である。
【図３】実施例で使用した円偏光フィルターの構成（概略断面図）を示す図である。
【図４】実施例１および比較例１の円偏光フィルターで得られた波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの円偏光度の測定結果を示すグラフである。
【図５】実施例で用いた、フィルター、光源、受光素子、鏡の配置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
【００１２】
本明細書において、円偏光につき「選択的」というときは、照射される光の右円偏光成分または左円偏光成分のいずれかの光量が、他方の円偏光成分よりも多いことを意味する。具体的には「選択的」というとき、光の円偏光度は、０．３以上であることが好ましく、０．６以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましい。実質的に１．０であることがさらに好ましい。  ここで、円偏光度とは、光の右円偏光成分の強度をＩR、左円偏光成分の強度をＩLとしたとき、｜ＩR−ＩL｜／（ＩR＋ＩL）で表される値である。光の円偏光成分の比を表すため、本明細書においては、円偏光度を用いることがある。
【００１３】
本明細書において、円偏光につき「センス」というときは、右円偏光であるか、または左円偏光であるかを意味する。円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の増加に従って時計回りに回る場合が右円偏光であり、反時計回りに回る場合が左円偏光であるとして定義される。
【００１４】
本明細書においては、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向について「センス」との用語を用いることもある。コレステリック液晶による選択反射は、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向（センス）が右の場合は右円偏光を反射し、左円偏光を透過し、センスが左の場合は左円偏光を反射し、右円偏光を透過する。
【００１５】
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の紫外、可視、または近赤外スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
【００１６】
なお、光の各波長の偏光状態は、円偏光板を装着した分光放射輝度計またはスペクトルメータを用いて測定することができる。この場合、右円偏光板を通して測定した光の強度がＩR、左円偏光板を通して測定した光の強度がＩLに相当する。また、白熱電球、水銀灯、蛍光灯、ＬＥＤ等の通常光源は、ほぼ自然光を発しているが、これらに装着された円偏光フィルターまたは円偏光分離層の偏光を作り出す特性は、例えば、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎなどを用いて測定することができる。
また、照度計や光スペクトルメータに、円偏光フィルターを取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。
【００１７】
（円偏光フィルター）
本発明の円偏光フィルターは円偏光分離層および透明媒体を含む。本発明の円偏光フィルターは必要に応じて、他の層または他の構成部材を含んでいてもよい。円偏光フィルターは、円偏光分離層の少なくとも一方の面側に透明媒体を有していればよい。すなわち、透明媒体は円偏光分離層のいずれか一方の面側にあってもよく、両方の面にあってもよい。なお、本明細書において、層またはフィルターなどのフィルム状の形態の対象について、「面」という場合は、フィルム面積を示す２つの面のいずれかを意味し、特に言及のない場合は、厚み方向の面を示さない。「面」は、円偏光フィルターの使用において、光の入射方向と角度をなす。例えば上記面は光の入射方向と３０°〜９０°などの角度で交差していればよい。
透明媒体は、層状の媒体であることが好ましい。また、円偏光分離層の片側面側にある透明媒体は、前記片側面の５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、または９９％以上、好ましくは実質的に１００％の面積を覆う層状の媒体であることが好ましい。
【００１８】
本発明の円偏光フィルターの片面は、他方の面に対して、傾斜していても、傾斜していなくてもよい。傾斜していない、すなわち、円偏光フィルターの両面が互いに略平行である場合には、円偏光フィルターの法線方向から入射した光がより法線方向に近い角度で出射するため好ましい。また、円偏光フィルターの両面が互いに略平行であるフィルターは、膜厚が均一となるため、取扱い性がよく好ましい。なお、本明細書において「略平行」というとき、互いがなす角度が１°未満、０．５°以下、０．４°以下、０．３°以下、０．２°以下、０．１°以下、０．０５°以下、０．０１°以下、または０°であることが好ましい関係を意味する。
【００１９】
本発明の円偏光フィルターの構成例を概略断面図（厚み方向の面から見た構成）で図１に示す。
図１（ａ）は円偏光分離層の両側の面に透明媒体を有する例である。円偏光フィルターの２つの面が略平行になるように２つの略同一形状の透明媒体が円偏光分離層の両側の面に配置されている。透明媒体が円偏光分離層の両側の面にある構成は、例えば図１(ｃ)に示す透明媒体が円偏光分離層の片側の面のみにある構成と比較して、使用の際に、いずれの面を光源や受光素子に向けてもよいため、向きの調整が不要であり好ましい。また、特にセンサーにおいて、受光素子と組み合わせて用いる円偏光フィルターとしては、透明媒体が円偏光分離層の両側の面にある構成の円偏光フィルターが好ましい。
本発明の円偏光フィルターは図１（ａ）に示すように、円偏光フィルターの厚み方向の面において光吸収層を有していてもよい。円偏光フィルターの厚み方向の面にある光吸収層は制御波長域を少なくとも含む波長域の光を吸収するものであることが好ましい。厚み方向の面において光吸収層を有することにより、厚み方向からの入射光や、フィルター内での厚み方向面からの反射光の影響を減らし、より円偏光度の高い円偏光を得ることができる。
【００２０】
図１(ｂ)は円偏光分離層の両側の面に透明媒体を有する例であり、円偏光分離層がジグザグ形状となっている例である。
図１(ｃ)は円偏光分離層の片側面に透明媒体を有する例であり、円偏光フィルターの片側面が他方の面に対して傾斜した構造を有している。円偏光分離層の片側面に透明媒体を有する図１(ｃ)の構成の円偏光フィルターを、円偏光分離のために使用する際、また、そのほか、円偏光度がより高い光を得るために使用する場合には、円偏光分離層側から光（円偏光、自然光または非偏光）を入射させることが好ましい。一方、センサーシステムなどにおいて、いずれかのセンスの円偏光を選択的に透過させて検知する必要がある場合には、透明媒体側から円偏光を入射させることも好ましい。
円偏光分離層の法線方向から入射した光は、透明媒体と空気との界面である傾斜面で屈折する。この光路を考慮して、円偏光度をより上げるために、必要に応じて、光源の位置や円偏光照射する対象物の位置を調整してもよい。
【００２１】
図１(ｄ)〜（ｈ）は光遮断層を有する例である。
図１(ｄ)は図１（ａ）の構成の片側面に光遮断層を加えた例である。
図１(ｅ)は図１（ｂ）の構成の片側面に光遮断層を加えた例である。
図１(ｆ) の円偏光フィルターは、ジグザグ形状の円偏光分離層の一方の面に透明媒体を有し、他方の面に光遮断層を有している。
図１(ｇ)は図１（ｃ）の構成の片側面に光遮断層を加えた例である。
図１(ｈ)は図１（ｃ）の構成の円偏光分離層透明媒体との間に光遮断層を加えた例である。
【００２２】
（円偏光フィルターの光学的性質）
円偏光フィルターは、特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させるフィルターである。本明細書において、円偏光フィルターまたは円偏光分離層が右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域を「制御波長域」ということがある。
円偏光フィルターは、いずれの面から入射した特定の波長域の光に対しても右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させるものであってもよく、いずれか一方の面から入射した特定の波長域の光に対してのみ右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、他側面から入射した光に対してはそのような同様の選択的透過を示さないものであってもよい。
【００２３】
制御波長域は特に限定されず、例えば、赤外線の波長域内であっても、可視光線の波長域内であっても、紫外線の波長域内であってもよく、赤外線および可視光線の波長域、可視光線および紫外線の波長域、または赤外線、可視光線および紫外線の波長域にまたがる波長域であってもよい。
【００２４】
赤外線（赤外光）は可視光線より長く電波より短い波長域電磁波である。近赤外光とは一般的に７００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の電磁波である。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。紫外線は可視光線より短くＸ線より長い波長域電磁波である。紫外線は可視光線およびＸ線と区別される波長領域の光であればよく、例えば波長１０〜４２０ｎｍの範囲の光である。
制御波長域は、円偏光フィルターの用途に応じて、適宜選択すればよい。例えば、センサーシステム用途では、赤外線カメラ、赤外線光電センサー、または赤外線通信などで用いられている近赤外光の波長域に対応する波長域であればよい。植物栽培用途においては、使用される光源や太陽光の使用したい波長域であればよい。
【００２５】
制御波長域の幅は、特に限定されない。例えば、赤外線、可視光線および紫外線の波長域のいずれか1つ以上の全てを含む幅であってもよく、１ｎｍ、１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、または２００ｎｍなどの波長幅であってもよい。幅は、５０ｎｍ幅程度以上あることが好ましい。
【００２６】
円偏光フィルターは制御波長域において、右または左円偏光のいずれか一方を入射させたときの入射光と同一センスの円偏光の光透過率｛（透過した円偏光の光強度）／（入射円偏光の光強度）×１００｝が、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、９９％以上、好ましくは実質的に１００％であればよい。同時に上記と同一の波長域において、他方のセンスの円偏光を入射させたときの入射光と同一センスの円偏光の光透過率｛（透過した円偏光の光強度）／（入射させた円偏光の光強度）×１００｝が３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、１％以下、好ましくは実質的に０％であればよい。
【００２７】
制御波長域以外の波長域の光に対する円偏光フィルターの光学特性は、特に限定されず、用途に応じて、好ましい特性が付与されていればよい。例えば、円偏光フィルターをセンサーシステムに使用する場合においては、制御波長域以外の波長域の少なくとも一部において低い光透過率を有していることが好ましい場合がある。受光素子に到達するセンシングに不必要な光（センシングに障害になる光）を大幅に減らすことができ、Ｓ／Ｎ比を高め、受光素子が検出する最低の光強度を下げることができるからである。このとき、特にセンシングに不必要な光の波長域において、平均光透過率が５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、または５％以下等であればよい。
円偏光フィルターは、法線方向および  円偏光フィルターの厚み方向を斜めに経由する方向において、屈折率の変化が小さく、光の進行方向が変化しないことが好ましい。
以下、円偏光フィルターを構成する各層について説明する。
【００２８】
（円偏光分離層）
円偏光分離層は、特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる機能を有する。円偏光分離層は、また、片側面から入射した特定の波長域の光（自然光、非偏光）を右円偏光および左円偏光に分離し、いずれか一方を選択的に他側面側に透過させることができる。
円偏光フィルターは円偏光分離層の上記機能が他の層によって喪失しないように円偏光分離層を含むことにより、特定の波長域の右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる機能を有する。すなわち、例えば、円偏光フィルターは、特定の波長域において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる円偏光分離層とともに同一の波長域で同一のセンスの円偏光を反射する円偏光分離層を同時に含むことにより、または同一の波長域において、光（自然光）を反射または吸収する層を光路上に含むことにより、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる個々の円偏光分離層の機能が相殺されていないことが好ましい。
【００２９】
円偏光分離層が右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域（制御波長域）およびその幅は上記円偏光フィルターについて説明したものと同様であればよい。円偏光分離層が右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる波長域は、円偏光フィルターの使用形態に合わせて、必要な光の波長域を含んでいればよい。
円偏光分離層は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる波長域以外の光については、透過させていても、反射していても、吸収していてもよい。
円偏光分離層としては、例えば、コレステリック液晶相を固定した層、または直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体を用いればよい。本発明の円偏光フィルターは、円偏光分離層として、コレステリック液晶相を固定した層を用いるとき、または直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体の直線偏光分離層として反射型直線偏光子を用いるときに、特に本発明の構成により得られる円偏光の円偏光度の向上などの効果が顕著である。
【００３０】
（コレステリック液晶相を固定した層：円偏光分離層）
コレステリック液晶相は、右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるとともに他方の円偏光を透過する円偏光選択反射を示すことが知られている。コレステリック液晶層は、通常、いずれの面から入射した光に対しても右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、かついずれの面から入射した光であっても右円偏光および左円偏光に分離していずれか一方を選択的に他側面側に透過させることができる。
円偏光選択反射性を示すフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶相を固定した層については、それらの従来技術を参照することができる。
【００３１】
コレステリック液晶相を固定した層とは、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている層であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した層であればよい。なお、コレステリック液晶相を固定した層においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、該層中の液晶性化合物はもはや液晶性を示していなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。
本明細書において前記コレステリック液晶相を固定した層をコレステリック液晶層または液晶層ということがある。
【００３２】
前記コレステリック液晶相を固定した層は、コレステリック液晶の螺旋構造に由来した円偏光反射を示す。その反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチ長Ｐ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。そのため、この螺旋構造のピッチ長を調節することによって、円偏光反射を示す波長を調整できる。すなわち、ｎ値とＰ値を調節して、例えば、近赤外光波長域の少なくとも一部において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過(反射)するようにするために、中心波長λが７８０ｎｍ〜１５００ｎｍ、好ましくは８００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長域となるようにすることができ、可視光波長域の少なくとも一部において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過(反射)するようにするために、中心波長λが３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域となるようにすることができ、紫外光波長域の少なくとも一部において右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過(反射)するようにするために、中心波長λが１０〜４２０ｎｍ、好ましくは２００〜４１０ｎｍの波長域となるようにすることができる。コレステリック液晶相のピッチ長は重合性液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望のピッチ長を得ることができる。なお、螺旋のセンスやピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編  シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会  丸善  １９６頁に記載の方法を用いることができる。
【００３３】
コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。そのため、円偏光分離層としては、螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層を用いればよい。円偏光分離層は、２つ以上のコレステリック液晶相を固定した層を積層したものであってもよいが、積層する際には、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層すればよい。周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによっては、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。積層の際は、別に作製したコレステリック液晶層を接着剤等を用いて積層してもよいが、後述の方法で形成された先のコレステリック液晶層の表面に直接、重合性液晶化合物等を含む液晶組成物を塗布し、配向および固定の工程を繰り返すことが好ましい。このような工程により、先に形成したコレステリック液晶層の空気界面側の液晶分子の配向方位と、その上に形成するコレステリック液晶層の下側の液晶分子の配向方位が一致し、円偏光分離層の偏光特性が良好となる。
【００３４】
また、円偏光選択反射を示す選択反射帯（円偏光反射帯）の半値幅Δλ（nm）
は、Δλが液晶化合物の複屈折Δｎと上記ピッチ長Ｐに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、前記選択反射帯の幅の制御は、Δｎを調整して行うことができる。Δｎの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
【００３５】
円偏光反射帯の幅（コレステリック液晶層の円偏光反射スペクトルプロファイルは方形であるため、通常、「幅」は「半値幅Δλ」と実質的に同じである。）は、例えば可視光領域において、通常１種の材料では５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。制御波長域を広げるためには、周期Ｐを変えた反射光の中心波長が異なるコレステリック液晶層を２種以上積層すればよい。この際も同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することが好ましい。
また、１つのコレステリック液晶層内において、周期Ｐを膜厚方向に対して緩やかに変化させることで制御波長域を広げることもできる。
【００３６】
（コレステリック液晶相を固定した層の作製方法）
以下、円偏光分離層および後述の光反射層に用いることができるコレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤（光学活性化合物）とを含む液晶組成物などがあげられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、基材（支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層など）に塗布し、コレステリック配向熟成後、固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。
【００３７】
重合性液晶化合物
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物があげられる。前記棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
【００３８】
重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜３個である。重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特開２００１−３２８９７３号公報などに記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。
【００３９】
また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、１０〜６０質量％であることが好ましく、２０〜５０質量％であることがより好ましく、３０〜４０質量％であることが特に好ましい。
【００４０】
キラル剤（光学活性化合物）  キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。前記キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、前記キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
【００４１】
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。前記光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ、アゾキシ、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−１７９６８１号公報、特開２００２−１７９６８２号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、特開２００３−３１３２９２号公報に記載の化合物を用いることができる。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。
【００４２】
重合開始剤
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等があげられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。
【００４３】
架橋剤
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。前記架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などがあげられる。また、前記架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。前記架橋剤の含有量が、３質量％未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、２０質量％を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。
【００４４】
配向制御剤
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７−２７２１８５号公報の段落〔００１８〕〜〔００４３〕等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２−２０３２３７号公報の段落〔００３１〕〜〔００３４〕等に記載の式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物などがあげられる。
なお、前記配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して０．０１質量％〜１０質量％が好ましく、０．０１質量％〜５質量％がより好ましく、０．０２質量％〜１質量％が特に好ましい。
【００４６】
その他の添加剤
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。また、前記液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。
【００４７】
コレステリック液晶層は、前記重合性液晶化合物および前記重合開始剤、更に必要に応じて添加される前記キラル剤、前記界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、基材上に塗布し、乾燥させて塗膜を得、この塗膜に活性光線を照射してコレステリック液晶性組成物を重合し、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶層を形成することができる。なお、複数のコレステリック液晶層からなる積層膜は、コレステリック液晶層の製造工程を繰り返し行うことにより形成することができる。
【００４８】
液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などがあげられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。
【００４９】
基材上への液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などがあげられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を基材上へ転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。
【００５０】
配向させた液晶化合物は、更に重合させればよい。前記重合は、熱重合、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。前記光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ2〜５０Ｊ／ｃｍ2が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ2〜１，５００ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は３５０ｎｍ〜４３０ｎｍが好ましい。重合反応率は安定性の観点から、高いほうが好ましく７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。
重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、ＩＲ吸収スペクトルを用いて決定することができる。
円偏光分離層の厚みは、１μｍ〜１５０μｍが好ましく、２μｍ〜１００μｍがより好ましく、３μｍ〜５０μｍが更に好ましい。
【００５１】
（直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体：円偏光分離層）
直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体からなる円偏光分離層では、直線偏光分離層の面から入射する光は、反射もしくは吸収によって直線偏光に変換され、その後λ／４位相差層を通過することによって右または左の円偏光に変換される。一方、λ／４位相差層からの光入射の場合、いずれの偏光状態の光でも最後に通過する直線偏光分離層によって直線偏光となるが、特に入射光が円偏光の場合はλ／４位相差層によって直線偏光層の透過軸に平行または直交する直線偏光に変換されるので、入射円偏光センスの識別に利用するためにはλ／４位相差層側から光を入射することが好ましく、出射円偏光を利用する場合には、直線偏光分離層側から光を入射することが好ましい。
直線偏光分離層としては、上記制御波長域に対応した直線偏光子を用いればよい。
【００５２】
（直線偏光子）
上記のように、本発明の円偏光フィルターにおいては、円偏光分離層として反射型直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体を円偏光分離層として用いるときに特に得られる円偏光の円偏光度の向上が顕著である。したがって、直線偏光子としては、反射型直線偏光子が好ましい。
反射型直線偏光子（直線偏光反射板）としては、例えば（ｉ）多層構造の直線偏光反射板、（ｉｉ）複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子、（ｉｉｉ）ワイヤーグリッド型偏光子、（ｉｖ）偏光プリズム、（ｖ）散乱異方性型偏光板、などが挙げられる。
【００５３】
（ｉ）多層構造の直線偏光反射板としては、互いに屈折率の異なる誘電体薄膜を複数層積層してなるものが挙げられる。波長選択反射膜とするためには、高屈折率の誘電体薄膜と低屈折率の誘電体薄膜とを交互に複数層積層することが好ましいが、２種以上に限定されず、それ以上の種類であっても構わない。
積層数は、２層〜２０層が好ましく、２層〜１２層がより好ましく、４層〜１０層が更に好ましく、６層〜８層が特に好ましい。前記積層数が２０層を超えると、多層蒸着により生産効率性が低下することがある。
【００５４】
誘電体薄膜の積層順については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、隣接する膜の屈折率が高い場合にはそれより低い屈折率の膜を最初に積層する。その逆に隣接する層の屈折率が低い場合にはそれより高い屈折率の膜を最初に積層する。前記屈折率が高いか低いかの境目は１．８である。なお、屈折率が高いか低いかは絶対的なものではなく、高屈折率の材料の中でも、相対的に屈折率の大きいものと小さいものとが存在してもよく、これらを交互に使用しても構わない。
【００５５】
高屈折率の誘電体薄膜の材料としては、例えば、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＣｅＦ3、ＨｆＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｐｒ6Ｏ11、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＴｌＣｌ、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｒＯ2、などが挙げられる。これらの中でも、Ｂｉ2Ｏ3、ＣｅＯ2、ＣｅＦ3、ＨｆＯ2、ＳｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｒＯ2が好ましく、これらの中でも、ＳｉＯ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＺｒＯ2が特に好ましい。
【００５６】
低屈折率の誘電体薄膜の材料としては、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣａＦ2、ＬａＦ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＦ2、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＭｇＯ、ＮｄＦ3、ＳｉＯ2、Ｓｉ2Ｏ3、ＮａＦ、ＴｈＯ2、ＴｈＦ4、などが挙げられる。これらの中でも、Ａｌ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ｓｉ2Ｏ3が好ましく、Ａｌ2Ｏ3、ＣａＦ2、ＭｇＦ2、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ｓｉ2Ｏ3が特に好ましい。
なお、誘電体薄膜の材料においては、原子比についても特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、成膜時に雰囲気ガス濃度を変えることにより、原子比を調整することができる。
【００５７】
誘電体薄膜の成膜方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンプレーティング、イオンビーム等の真空蒸着法、スパッタリング等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、などが挙げられる。これらの中でも、真空蒸着法、スパッタリング法が好ましく、スパッタリング法が特に好ましい。
スパッタリング法としては、成膜レートの高いＤＣスパッタリング法が好ましい。なお、ＤＣスパッタリング法においては、導電性が高い材料を用いることが好ましい。
また、スパッタリング法により多層成膜する方法としては、例えば、（１）１つのチャンバで複数のターゲットから交互又は順番に成膜する１チャンバ法、（２）複数のチャンバで連続的に成膜するマルチチャンバ法とがある。これらの中でも、生産性及び材料コンタミネーションを防ぐ観点から、マルチチャンバ法が特に好ましい。
誘電体薄膜の膜厚としては、光学波長オーダーで、λ／１６〜λの膜厚が好ましく、λ／８〜３λ／４がより好ましく、λ／６〜３λ／８がより好ましい。
【００５８】
誘電体蒸着層は、該誘電体蒸着層中を伝播する光は、各誘電体薄膜毎に光の一部が多重反射し、それらの反射光が干渉して誘電体薄膜の厚みと光に対する膜の屈折率との積で決まる波長の光のみが選択的に透過される。また、誘電体蒸着層の中心透過波長は入射光に対して角度依存性を有しており、入射光を変化させると透過波長を変えることができる。
【００５９】
（ｉｉ）複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子としては、例えば特表平９−５０６８３７号公報などに記載されたものを用いることができる。
具体的には、屈折率関係を得るために選ばれた条件下で加工すると、広く様々な材料を用いて、偏光子を形成できる。一般に、第一の材料の一つが、選ばれた方向において、第二の材料とは異なる屈折率を有することが必要である。この屈折率の違いは、フィルムの形成中、又はフィルムの形成後の延伸、押出成形、或いはコーティングを含む様々な方法で達成できる。更に、２つの材料が同時押出することができるように、類似のレオロジー特性（例えば、溶融粘度）を有することが好ましい。
複屈折の異なる薄膜を積層した偏光子としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、３Ｍ社製の商品名：ＤＢＥＦなどが挙げられる。
【００６０】
（ｉｉｉ）ワイヤーグリッド型偏光子は、金属細線の複屈折によって、偏光の一方を透過し、他方を反射させる偏光子である。
ワイヤーグリッド偏光子は、金属ワイヤーを周期的に配列したもので、テラヘルツ波帯域で主に偏光子として用いられる。ワイヤーグリッドが偏光子として機能するためには，ワイヤー間隔が入射電磁波の波長よりも十分小さいことが必要となる。
ワイヤーグリッド偏光子では、金属ワイヤーが等間隔に配列されている。金属ワイヤーの長手方向と平行な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子において反射され、垂直な偏光方向の偏光成分はワイヤーグリッド偏光子を透過する。
ワイヤーグリッド型偏光子としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、エドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッド偏光フィルタ５０×５０、ＮＴ４６−６３６などが挙げられる。
直線偏光分離層の厚さは、０．０５μｍ〜３００μｍが好ましく、０．２μｍ〜１５０μｍがより好ましく、０．５μｍ〜１００μｍが更に好ましい。
【００６１】
（λ／４位相差層）
λ／４位相差板の正面位相差は、制御波長域の波長（好ましくは中心波長）（例えば、光源装置に用いられる場合は光源の発光波長の中心波長）の１／４の長さ、または「中心波長＊ｎ±中心波長の１／４（ｎは整数）」であることが望ましく、例えば、光源の発光中心波長が１０００ｎｍであれば、２５０ｎｍ、７５０ｎｍ、１２５０ｎｍ、１７５０ｎｍなどの位相差であることが好ましい。また位相差の光入射角度の依存性は小さいほど好ましく、中心波長の１／４の長さの位相差を持つ位相差板がこの点において最も好ましい。
なお、正面位相差はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ又はＷＲ（王子計測機器（株）製）において制御波長域内の波長の光をフィルム法線方向に入射させて測定することができる。測定波長の選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、又は測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
【００６２】
λ／４波長板としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を有する無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜などが挙げられる。また、λ／４波長板としては、例えば、（１）特開平５−２７１１８号公報、及び特開平５−２７１１９号公報に記載された、レターデーションが大きい複屈折性フィルムと、レターデーションが小さい複屈折性フィルムとを、それらの光軸が直交するように積層させた位相差板、（２）特開平１０−６８８１６号公報に記載された、特定波長においてλ／４波長となっているポリマーフィルムと、それと同一材料からなり同じ波長においてλ／２波長となっているポリマーフィルムとを積層させて、広い波長領域でλ／４波長が得られる位相差板、（２）特開平１０−９０５２１号公報に記載された、二枚のポリマーフィルムを積層することにより広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、（３）国際公開第００／２６７０５号パンフレットに記載された変性ポリカーボネートフィルムを用いた広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、（４）国際公開第００／６５３８４号パンフレットに記載されたセルロースアセテートフィルムを用いた広い波長領域でλ／４波長を達成できる位相差板、などが挙げられる。
このようなλ／４波長板としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば商品名：ピュアエース  ＷＲ（帝人株式会社製）などが挙げられる。
【００６３】
円偏光分離層は、前記直線偏光子と前記λ／４波長板とを、直線偏光板の偏光吸収軸に対し該λ／４波長板の光軸が４５度となるように貼り合せて作製することができる。該貼り合せ方法としては、例えば、粘着フィルムを用いてロール同士のラミネーションを行う方法、などが挙げられる。この円偏光板を発光光源に装着する場合に、直線偏光板を光源に近い面とするように配置して使用することで、円偏光への偏光変換を行うことができる。
【００６４】
本発明の円偏光フィルターの制御波長域を広くしたい場合にも、上述の位相差板を用いることができるが、広帯域の位相差板を用いることがより好ましい。広帯域の位相差板とは広い波長範囲にわたって位相差角度が一定となる位相差板で、この例としては、複屈折率の波長分散が互いに異なる位相差層をその遅相軸を直交させることで広帯域とした積層位相差板、この原理を分子レベルで用い複屈折率の波長分散が互いに異なる置換基をその配列軸を直交させて配向形成した高分子フィルム、使用波長域の波長（λ）に対して位相差がλ／２の層とλ／４の層を互いの遅相軸を６０度に交差して積層した位相差板などをあげることができる。
λ／４層の厚さは、０．２μｍ〜３００μｍが好ましく、０．５μｍ〜１５０μｍがより好ましく、１μｍ〜８０μｍが更に好ましい。
【００６５】
（透明媒体）
透明媒体は前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し１°〜３０°の角度をなす傾斜面を有することを特徴とする。本発明者は、コレステリック液晶層からなる円偏光分離層を透過して得られる円偏光の円偏光度が、前記円偏光分離層に加えてさらに傾斜面を有する透明媒体を透過させることにより、顕著に増加することを偶然にも見出した。そして、さらに検討を重ねて、その傾斜が前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し１°〜３０°であることが好ましいことを見出したものである。本明細書において、１°〜３０°の角度をなすというとき、円偏光フィルター内に面が交わり１°〜３０°の角度をなす部分があることを意味していてもよく、単にそれぞれの面を含む延長面を想定したときに、それらの延長面同士交わってなす角度が１°〜３０°であることを意味していてもよい。前記角度は１°〜３０°であればよいが、４°〜１５°が好ましく、１０°程度がより好ましい。
【００６６】
なお、本明細書において、前記角度、すなわち、前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面に対し前記傾斜面がなす角度を「傾斜角」という。また、本明細書においては、「傾斜方向」との用語を用いることがある。「傾斜方向」は、前記傾斜面が前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面内のいずれの方向に向かって角度をなすように傾いているかを示す。本発明の円偏光フィルターの傾斜面の傾斜方向は特に限定されない。
【００６７】
傾斜は、図１（ａ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｇ）、（ｈ）に示したように、傾斜方向、および傾斜角において、円偏光フィルター全面において連続的であってもよく、図１（ｂ）、（ｅ）、（ｆ）に示したように傾斜方向が非連続的であって、傾斜方向が異なる面が交互に存在する傾斜であってもよい。このとき交互に存在する傾斜の幅は、特に限定されないが、100μm〜20ｍｍ、好ましくは  200μm〜5ｍｍ程度であればよい。幅が100μmより小さいと回折効果によって光の透過率が下がってしまう場合がある。さらに、交互に存在する傾斜の傾斜角は、異なっていても、同一でもよい。
また、傾斜は傾斜方向が連続的、すなわち、傾斜面全面において、同一の傾斜方向であるが、傾斜角が非連続的、すなわち、変化していてもよい。
本発明の円偏光フィルターにおいて、前記傾斜面は最表面にあることが好ましい。
【００６８】
透明媒体は制御波長域において、透明であればよい。すなわち、制御波長域において、透明媒体の光の透過率が５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、９９％以上、または実質的に１００％であればよい。透明媒体は前記の特定の波長域以外の波長域においては光の透過率が高くても低くてもよい。
【００６９】
また、透明媒体は、制御波長域において円偏光分離層の平均屈折率（面内平均屈折率）との屈折率の差が小さいことが好ましい。具体的には差が、０．２以内、０．１以内、または０．０５以内であればよい。コレステリック液晶層からなる円偏光分離層は平均屈折率が通常１．５５〜１．６程度であるため、透明媒体の屈折率は例えば１．３〜１．８、好ましくは１．４〜１．７の範囲であればよい。
【００７０】
平均屈折率については  ポリマーハンドブック（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ，ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：  セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）。また、ガラスの屈折率は１．５１程度である。
【００７１】
透明媒体は、１つの均一媒体からなるものであってもよく、複数の媒体からなるものであってもよい。
１つの均一媒体からなる透明媒体としては、例えば、ガラス板およびプラスチック板などがあげられる。透明媒体の材料の例として、具体的には、ガラスやポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等のポリマーや  アクリルモノマーやエポキシ、オキセタンモノマーを重合固定したものをあげることができる。
複数の媒体からなる透明媒体としては、例えば、平坦なガラス板またはプラスチックフィルム上に傾斜を持つように塗布された組成物（ポリマー組成物や重合固定化される重合性組成物）から形成される層を設けた構成を有する媒体や、２枚の平坦なガラス板またはプラスチックフィルムの間に流動性のある組成物を導入して形成される媒体、複数の透明フィルムの積層体などがあげられる。複数の媒体からなる透明媒体中の個々の媒体の材料としては、例えば。上記の１つの均一媒体からなる透明媒体の例として挙げた材料が使用できる。
また、後述の光遮断層、配向層、接着層、支持体等が、透明媒体の全部または一部を構成していてもよい。
【００７２】
円偏光分離層の透明媒体側の面と、この透明媒体の前記傾斜面との間には、円偏光分離層の平均屈折率との屈折率の差が大きい物質が含まれていないことが好ましい。言い換えると、円偏光フィルターを透過する光の進行方向を大きく変化させる物質が、当該光の進行方向を大きく変化させる形態で、円偏光分離層の透明媒体側の面と、この透明媒体の前記傾斜面との間に含まれていないことが好ましい。特に円偏光フィルターの光路上に、円偏光分離層の平均屈折率との屈折率の差が大きい層が含まれていないことが好ましい。例えば、屈折率の差が、０．２より大きい物質、０．１より大きい物質、０．０５より大きい物質が含まれていないことが好ましい。また、前記円偏光分離層の前記透明媒体側の面と前記傾斜面との間には空気などの気体の媒体が実質的に含まれていないことが好ましい。気相は円偏光分離層の平均屈折率との屈折率の差が大きくなるからである。さらに、円偏光分離層の透明媒体側の面と、この透明媒体の前記傾斜面との間には、透明媒体のみ、または透明媒体および円偏光分離層と透明媒体とを接着するための接着層のみが存在することも好ましい。すなわち、透明媒体が、前記円偏光分離層と直接接しているか、または、直接接着されていることも好ましい。
【００７３】
（光遮断層）
円偏光フィルターは光遮断層を含んでいてもよい。光遮断層は円偏光フィルターが右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる上記の特定の波長域以外の光がフィルターを透過しないように機能する。光遮断層は、自然光を遮断することが好ましい。また、非偏光、円偏光、直線偏光のいずれも遮断することが好ましい。光遮断層としては、光反射層および光吸収層があげられる。
【００７４】
光遮断層が光を反射または吸収する光波長域の幅は特に限定されないが、１０ｎｍ以上、２０ｎｍ以上、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、または５０ｎｍ以上等であればよい。遮断層に光が反射または吸収される光波長域は、円偏光フィルターの用途において、不要な光の波長域を含んでいることが好ましい。例えばセンサーにおいて使用される場合はセンシングに不必要な光（センシングに障害になる光）が検出されやすい波長域を含んでいることが好ましい。
また、光遮断層は、上記の透明媒体と同様に制御波長域において、円偏光分離層の平均屈折率（面内平均屈折率）との屈折率の差が小さいことが好ましい。
【００７５】
センサーシステムに使用される円偏光フィルターの場合、光遮断層は、例えば、使用するセンサー（受光素子）の検出波長域を除く波長域の少なくとも一部で光反射性または光吸収性が高いものであればよい。または、使用する光源の発光波長域または受光素子の受光領域を除く少なくとも一部で光反射性または光吸収性が高いものであればよい。
例えば、センサーシステムにおいて、近赤外領域の円偏光を使用する場合は、可視光領域の少なくとも一部で光反射性または光吸収性が高い光遮断層を使用すればよい。一般に受光素子（光検出器）として使用されるシリコンフォトダイオードは、使用環境中に最も多く存在しノイズの主因となる可視光領域にまで感度を有するため、光遮断層は、この可視光領域を中心に反射または光吸収するものが好ましい。また、可視光遮断層は、円偏光分離層が右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる近赤外光波長域の光を実質的に反射または吸収しないことが好ましい。
【００７６】
光遮断層の厚さは、２μｍ〜５００μｍが好ましく、５μｍ〜３００μｍがより好ましく、１０μｍ〜１５０μｍが更に好ましい。
以下、光遮断層として用いることができる光反射層および光吸収層について説明する。
【００７７】
（光反射層）
光遮断のために光を反射させる光反射層の利用によっては、フィルムの温度上昇もないため、フィルム耐久性が上がり、フィルム性能が維持しやすい。また、光反射層は通常、鏡のような外観を有し、フィルムの外観にも好影響を与え、センサー部品として用いられる場合にも人の目に触れる部分に使用しやすくなる。
光反射層の例としては、誘電体多層膜およびコレステリック液晶相を固定した層などがあげられる。
【００７８】
（誘電体多層膜）
誘電体多層膜は、無機酸化物や有機高分子材料の屈折率の異なる透明誘電性の層を相互に多層積層したものである。これらの透明誘電体層の少なくともいずれか一層は、厚み（ｄ）と透明誘電体層の屈折率（ｎ）との積（ｎ×ｄ）が、反射させるべき光の波長（λ）の４分の１になる様にして構成され、反射の中心波長がλで誘電体層の屈折率の差に対応して決まる反射の帯域幅の領域の光を反射することができる。通常の材料の組み合わせでは、一つの周期の誘電体多層膜で所望の波長域全体を反射することは困難である場合が多いため、ｎ×ｄの値を変えた反射光の中心波長が異なるものを幾種類か積層することで反射の帯域幅を広げるなど調整してもよい。上記透明誘電体層は、円偏光フィルターが円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域において光透過性であれば特に限定されない。
【００７９】
通常、誘電体多層膜中の無機酸化物としてはＴｉＯ2、ＳｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5などを好適に用いることができる。無機酸化物の層は、例えば、ガラス、耐熱性高分子フィルムの表面にスパッタ法などで形成することができる。一方、有機高分子材料の例としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、シリコーン（シリコーンポリウレア等の変性シリコーンを含む）等があげられ、特表平９−５０７３０８号公報等に開示された方法に準じて製造することができる。
【００８０】
（コレステリック液晶相を固定した層：光反射層）
反射層としては、上述のコレステリック液晶相を固定した層を用いることができる。
反射波長での反射率は、コレステリック液晶層が厚いほど高くなるが、通常の液晶材料では、例えば可視光の波長域では２〜８μｍの厚みで飽和し、また片側の円偏光のみに対しての反射であるため反射率は最大で５０％である。円偏光のセンスに関わらず光反射し、自然光の反射率を５０％以上とするために、光反射層としては、周期Ｐが同じで、螺旋のセンスが右のコレステリック液晶層と左のコレステリック液晶層とが積層されたもの、または、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層と、その間に配される前記コレステリック液晶層の円偏光反射帯の中心波長に対して半波長の位相差を有する位相差膜とからなる積層体を用いることができる。
【００８１】
（光吸収層）
光吸収層としては顔料や染料などの着色剤を分散剤、バインダーやモノマーを含む溶媒に分散した分散液を、基材（受光素子が検出する赤外線波長域で十分な光透過性を有するものが好ましい）の上に塗工して形成された層、染料を用いて直接高分子基材表面を染色した層、染料を含む高分子材料から形成された層を用いることができる。
顔料としては、円偏光フィルターが円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域にて吸収や散乱が無いものが好ましく用いられる。そのため、透明性を求められるカラー印刷用のシアン、マゼンタ、イエロー、クロのインキや、液晶表示装置や有機ＬＥＤ表示装置などの赤色、緑色、青色のカラーフィルターに使用されている顔料を好適に用いることができる。これらの吸収の極大波長が異なる顔料を混合することによって、前記特定の波長域以外の所望の波長域全体を広く十分に吸収する層を形成することができる。
染料は、円偏光フィルターが円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域にて吸収が無く、また光暴露に対して堅牢なものが好ましく用いられる。一般的な直接染料、酸性染料、塩基性染料、媒染染料、分散染料、反応染料などを用いることができる。この染料型吸収層として、市販の写真用フィルターIR-80、IR-82、IR-84など（富士フイルム社製）を使用することもできる。
【００８２】
（円偏光フィルターの厚み方向の面に設けられる光吸収層）
円偏光フィルターは、図１（ａ）および図１（ｄ）で示したように、厚み方向の面に光吸収層を有していてもよい。光吸収層としては、上述の光遮断層としての光吸収層と同じ材料を用いて同様に作製したものを用いることができるが、厚み方向の面に設けられる光吸収層は、円偏光フィルターが円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域の光を吸収していてもよい。
厚み方向の面は、全面であってもよく一部であってもよい。例えば、円偏光フィルターが長方形または正方形である場合、その４面全てであってもよく、長方形または正方形の円偏光フィルターの１〜３面のみであってもよい。例えば、側面（厚み方向の面）からの光の入射量が顕著である面のみに、光吸収層を設けてもよい。
【００８３】
（その他の層）
円偏光フィルターは、支持体、上記の液晶化合物の配向のための配向層、各層の接着のための接着層等の他の層を含んでいてもよい。他の層はいずれも、上記透明媒体について記載したように、透明であって、低複屈折性であり、かつ円偏光分離層の平均屈折率（面内平均屈折率）との屈折率の差が小さいことが好ましい。また光遮断層や円偏光分離層の光学的性質を相殺する性質を有していないことが好ましい。
【００８４】
（支持体）
支持体は特に限定されない。円偏光分離層またはλ／４位相差層などの形成のために用いられる支持体は、そのまま円偏光フィルターを構成する一つの層になっていてもよく、層形成後に剥離される仮支持体であってもよい。支持体が仮支持体である場合は、円偏光フィルターを構成する層とはならないため、前記の透明性や屈折性などの光学特性に関する制限は特にない。
支持体（仮支持体）としては、プラスチックフィルムの他、ガラス等を用いてもよい。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどがあげられる。
【００８５】
（配向膜）
配向膜は、有機化合物、ポリマー（ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。これらの中でも、ポリマーのラビング処理により形成する配向膜が特に好ましい。前記ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向膜を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
【００８６】
（接着層）
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
【００８７】
（円偏光フィルターの用途）
円偏光フィルターの用途としては特に限定されず、光源装置、センサー、光学部材、植物栽培用シート（農業用シート）、プロジェクターなどに用いることができる。光源装置としては、植物栽培用に用いられる光源装置や、偏光を利用したセンサーシステムに用いられる光源装置が挙げられる。本発明の円偏光フィルターは光源と受光素子と組み合わせて、センサーシステムとして用いることも好ましい。
円偏光フィルターの使用の際は、光源（太陽光などの自然光であってもよい）からの光は円偏光分離層を経由したあと、少なくとも透明媒体を経由して円偏光フィルターから出射していることが好ましい。また、少なくとも透明媒体を経由したあと、円偏光分離層を経由して円偏光フィルターから出射した光が受光素子で検知されていることが好ましい。円偏光フィルターが光遮断層を有する場合、光遮断層は、光の入射側にあっても、出射側にあってもよいが、光の入射側にあることが好ましい。
【００８８】
（円偏光フィルターのセンサーシステムにおける使用）
本発明の円偏光フィルターのセンサーシステムとしての使用例を図２に示す。
図２（ａ）（ｂ）はそれぞれ、対象物からの反射光を検知する形態のシステムの例である。図２（ａ）は、図１（ｄ）の円偏光フィルターを用いたセンサーシステムであって、１つの円偏光フィルターの光遮断層側に、光源と受光素子とが配置されている。図２（ａ）に示す構成においては、光源と受光素子との間に光遮断層が設けられ、光源の光が受光素子で検出されないようになっている。ここで設けられる光遮断層は上記の円偏光フィルターで用いることができる光遮断層と同じ材料を用いて同様に作製したものを用いることができるが、光源と受光素子との間に設けられる光遮断層は、円偏光フィルターが円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に透過させる特定の波長域の光を含む波長域の光を遮断することが好ましい。
【００８９】
図２（ｂ）はそれぞれ、図１（ｈ）の円偏光フィルター１つの片面に光源と受光素子とを配置したセンサーシステムの例である。図２（ｃ）は図１（ｈ）の円偏光フィルターを２つを直列に配置して、それぞれを光源の側の円偏光フィルターおよび受光素子側の円偏光フィルターとして用いたセンサーシステムの例である。なお、図には示さないが、光源または受光素子は円偏光フィルターに対して傾斜させて用いてもよい。円偏光フィルター中の傾斜面によって光源から出射した光は法線方向でフィルターに入射しても屈折により、前記法線方向と角度をなして出射する。そのため照射対象体が遠距離にある場合は、これを考慮した角度で照射対象体に対して光源または受光素子を傾斜させて使用することが好ましい。
【００９０】
図２（ｄ）（ｅ）はそれぞれ、対象物からの透過光を検知する形態のシステムの例である。図２（ｄ）は、図１（ａ）（ｄ）の円偏光フィルターを用いたセンサーシステムであって、図２（ｅ）は、図１（ｈ）の円偏光フィルターを２つ用いたセンサーシステムである。図２（ｅ）の構成においても、光源から出射され１つ目の円偏光フィルターにおいて屈折により角度が変化した光路上に対象物が配置されるように調整することが好ましい。また、対象での透過光が２つ目の円偏光フィルターにおいて屈折により角度が変化した光路上に受光素子が位置するように受光素子の設置位置を調整することが望ましい。
【００９１】
（対象物の検知）
センサーシステムにおいて用いられる光の波長域は特に限定されないが、赤外線、特に近赤外光波長域の光が好ましい。センシング（検知）のための光として円偏光を用いることにより、円偏光の透過性に選択性のあるフィルターを介した対象物からの反射光および透過光の検知において、バックグラウンドとの対比として対象物の光学的性質を反映させることが可能であり、特定の光学的性質を有する対象物の検知が可能となったり、誤作動の少ない検知等が可能となったりする。また、円偏光の利用により、偏光として直線偏光を用いる場合と比較して偏光検出のためのフィルターの方位の調整が容易または不要になる。なお、本明細書において、「反射光および透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。センサーシステムで検知できる対象物の例としては、透明（複屈折）フィルム、鏡面反射体（金属板など）上のクラックまたは傷、鏡面反射体上の異物などがあげられる。セキュリティー用途として、夜間の歩行者などのヒトや、自動ドアやエレベーターなどでの人感センサーとしての使用もあげられる。
【００９２】
（受光素子）
受光素子としては、Ｓｉ、Ｇｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＰｔＳｉ、ＩｎＳｂ、ＰｂＳなどの半導体を使用したフォトダイオード型センサーや光検出素子を線状に配列した検出器や画像を取り込めるＣＣＤやＣＭＯＳが含まれる。
本発明の円偏光フィルターを利用したシステムにおいては、上記制御波長域内の波長の光を検出できる受光素子が用いられていればよい。
円偏光フィルターは例えば、センサーの受光面に配置することができる。
【００９３】
円偏光フィルターと受光素子が一体のセンサーとして用いられる場合は、センサーは受光素子を筐体内部に有し、光取り込み部分に円偏光フィルターを配して、円偏光フィルターを経由した光以外の光が受光素子に到達しない構成となっていることが好ましい。また、センサーは受光素子、円偏光分離層、透明媒体をこの順の配置で含むことが好ましい。さらに、受光素子、透明媒体、円偏光分離層、透明媒体をこの順の配置で含むことも好ましい。光遮断層を有する場合、光遮断層は円偏光分離層から見て、受光素子側にあっても外側にあってもよいが、外側にあることが好ましい。また、円偏光分離層が直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体である場合、センサーは受光素子、直線偏光分離層、λ／４位相差層をこの順で含むことが好ましい。
【００９４】
（光源、光源装置）
光源としては、上記制御波長域内の波長の光を出射できる光源を用いればよい。ハロゲンランプ、タングステンランプ、ＬＥＤ、ＬＤ、キセノンランプ、メタハラランプなど受光素子の感光波長の光を発光するものであればいずれも使用できるが、小型、発光指向性、単色光、パルス変調適性の点でＬＥＤまたはＬＤが好ましい。
【００９５】
光源と上記円偏光フィルターとが組み合わされて光源装置を構成している場合、光源装置は、例えば光源を筐体内部に有し、光を出射する部分に円偏光フィルターを配して、円偏光フィルターを経由した光以外の光が光源から出射していない構成となっていることが好ましい。また、光源装置は光源、円偏光分離層、透明媒体をこの順の配置を含むことが好ましい。光遮断層を有する場合、光遮断層は円偏光分離層から見て、光源側にあっても外側にあってもよいが、外側にあることが好ましい。また、円偏光分離層が直線偏光分離層とλ／４位相差層とを含む積層体である場合、光源装置は、光源、直線偏光分離層、λ／４位相差層をこの順で含むことが好ましい。
【実施例】
【００９６】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。
【００９７】
[実施例１]
ラビング処理を施した富士フイルム製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−１ を乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０ｍＷ／ｃｍ)にて出力６０％で６〜１２秒間ＵＶ照射しコレステリック液晶層を固定して、円偏光分離層を得た。
【００９８】
次に、図３（１）に示す層構成で、３度の傾斜角を有するクサビ形のガラスセルを形成し、この中に新中村化学工業社製のアクリルモノマーＮＫエステル６００を１００質量部とチバスペシャルティケミカルズ社製の重合開始剤イルガキュア９０７を３質量部混合したものを室温注入し、室温でＵＶ照射してモノマーを樹脂化して固定化し、図３（２）に示す層構成の透明傾斜媒体を作製した。このセルをクロスニコルに偏光板を設置したシャーカステンで観察し、透明傾斜媒体内に複屈折が発生していないことを確認した。
【００９９】
この透明傾斜媒体上に、ＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように・室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記で作製した円偏光分離層の液晶層側の面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射した。その後、円偏光分離層の支持体となっていた富士フイルム製ＰＥＴを剥離し、図３（３）に示す層構成の実施例１の円偏光フィルターを得た。
【０１００】
[実施例２] 
ガラスセルの傾斜角が８度のものを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２の円偏光フィルターを作製した。
[実施例３] 
ガラスセルの傾斜角が１５度のものを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例３の円偏光フィルターを作製した。
[実施例４] 
ガラスセルの傾斜角が３０度のものを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例４の円偏光フィルターを作製した。
【０１０１】
[実施例５] 
傾斜角３度のガラスセルを用いた実施例１で作製した透明傾斜媒体と同様の透明傾斜媒体を、実施例１の円偏光フィルター中の透明傾斜媒体とは反平行にした状態で実施例１の円偏光フィルターの円偏光分離層側に接着して、図３（１１）に示す層構成の、実施例５の円偏光フィルターを作製した。
[実施例６]
液晶塗布液にＡ−２を用いた以外は、実施例１と同様にして実施例６の円偏光フィルターを作製した。
【０１０２】
[実施例７]
ラビング処理を施した富士フイルム製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−３ を乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射し液晶層を得た。この液晶層上に表１に示す塗布液Ａ−４を乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、２層目の液晶層を形成した。２層目の液晶層上に表1に示す塗布液Ａ−５を乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、３層目の液晶層を形成して、円偏光分離層を得た。
【０１０３】
ガラスセルの傾斜角が８度のものを用い実施例１と同様に形成した透明傾斜媒体上にＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布し、可視光吸収層としての富士フイルム株式会社製ＩＲ８０上を気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製ＤバルブでUV照射した。さらにこの上に上記ＵＶ硬化型接着剤を同様に塗布し、上記円偏光分離層の液晶層側の面を気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃で同様にUV照射した。その後、円偏光分離層の支持体となっていた富士フイルム製ＰＥＴを剥離し、図３（４）に示す層構成の、実施例７の円偏光フィルターを得た。
【０１０４】
[実施例８]
傾斜角８度のガラスセルを用いた実施例７で作製した透明傾斜媒体と同様の透明傾斜媒体を、実施例７の円偏光フィルター中の透明傾斜媒体とは反平行にした状態で実施例７の円偏光フィルターの円偏光分離層側に接着し、図３（１２）に示す層構成の実施例８の円偏光フィルターを作製した。
[実施例９]
可視光吸収層を除いた以外は、実施例８と同様にして実施例９の円偏光フィルターを作製した。
【０１０５】
[実施例１０]
ラビング処理を施した富士フイルム製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−６を、２０００ｒｐｍの回転数でスピン塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射し位相差膜を形成した。
この位相差膜の位相差をＡｘｏｍｅｔｒｉｘ社のＡｘｏＳｃａｎを用いて、４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で測定し、これらの値を用いて８８０ｎｍにおける位相差を外挿法で求めたところ２２０ｎｍの位相差であった。
【０１０６】
この膜の位相差膜表面にＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。液晶分子の配向軸が偏光板の吸収軸との面内でなす角度が４５度になるようにポラテクノ社製の反射型直線偏光子であるワイヤーグリッド偏光板を貼り合せ、円偏光板を形成した。この円偏光板を上記のＡｘｏＳｃａｎを用いて、光入射側に偏光板が来るようにしてＣｉｒｃｕｌａｒ  Ｐｏｌａｒｉｚａｎｃｅを測定することによって、８００ｎｍで左円偏光板となっていることを確認した。
【０１０７】
ＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６をワイヤーバーを用いて、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように富士フイルム株式会社製ＩＲ８０上に、室温にて塗布した。この塗布面を上記で作製した円偏光分離層の直線偏光板の面と気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射した。続いて、この円偏光分離層の位相差膜側に上記接着剤を塗布し、傾斜角が８度のガラスセルを用いて実施例１と同様にして形成した透明傾斜媒体を接着して、実施例１０の円偏光フィルターを作製した。
【０１０８】
[比較例１]
実施例１で作製した円偏光分離層のみを使用した。
[比較例２]
ガラスセルの傾斜角が４５度のものを用いた以外は、実施例１と同様に作製したものを用いた。
[比較例３]
ガラスセルを用いて形成した透明傾斜媒体を使用しなかった以外は、実施例７と同様に作製したものを用いた。
[比較例４]
ガラスセルを用いて形成した透明傾斜媒体を使用しなかった以外は、実施例１０と同様に作製したものを用いた。
[比較例５]
実施例１で作製した円偏光フィルターを使用した。（円偏光度測定等において、光を透明媒体側から入射した。）
【０１０９】
【表１】
2015025956.tif 000003
【０１１０】
【化１】
2015025956.tif 000004
【０１１１】
測定方法
選択反射波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲にある試料については、AXOMETRIX社のAxoScanを用いて、５ｎｍの波長ステップで透過光の円偏光度（Circular Polarizance）を測定した。測定は、実施例１〜５、比較例１、２は円偏光分離層側から測定光を入射する配置で、比較例５は透明媒体側から測定光を入射する配置で行った。なお、測定の際は、光の透過率が最大になるように試料フィルターの光源および検出器に対する傾きを調整した。実施例１と比較例１については、その測定結果を図４に示す。図の選択反射波長での円偏光度を読み取った値を表２に示す。実施例１〜５、比較例１、２、５で測定された円偏光度の最大値を表３に示す。
【０１１２】
【表２】
2015025956.tif 000005
2015025956.tif 000006
2015025956.tif 000007
【０１１３】
一方、選択反射波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域にない試料（実施例６〜１０、比較例３、４）の円偏光度の測定は、可視紫外近赤外の反射型スペクトルメータを用いて、反射体に光学ミラーを使用し入射光側と検出器側に同じ試料をいずれも光学ミラー側に透明媒体側が向くように配置して反射率を測定することによって求めた。なお、測定の際は、検出する光の強度が最大になるように試料フィルターに対する光学ミラーの傾きを調整した。測定された円偏光度の最大値を表３に示す。
【０１１４】
光電センサー用の円偏光フィルターとしての性能評価
上記で作製した実施例７〜１０、および比較例３、４のフィルターにつき、光電センサー用の円偏光フィルターとしての性能評価を行った。フィルター、鏡、光源（京セミ株式会社製ＫＥＤ８８０Ｓ４）、受光素子（新光電子株式会社製ＫＳ１３６４）を図５に示すように配置した。実施例７、１０は、鏡側に透明媒体を配置し、実施例８および比較例３、４は光遮断層に対して円偏光分離層が鏡側になるようにして配置した。鏡に対して、光源から波長880nm中心の非偏光をフィルターを介して照射し、鏡からの反射光が前記フィルターを透過した光を受光素子で感知して評価した。なお、測定の際は、フィルターを設置した状態で検知される強度が最大になるように鏡の傾きを調整した。フィルターが無い状態で測定した値を１００として、フィルター設置して測定した値を補正して評価した。値が低いほど効果があることを示す。評価基準は以下の通りである。暗室は光を完全に遮断した状態で測定し、明室は白熱灯をともした状態で測定した。結果を表３に示す。
AA：0〜3
A：3〜10
B：10〜25
C：25〜50
D:50〜100
E:100以上
【０１１５】
【表３】
2015025956.tif 000008
【符号の説明】
【０１１６】
１  円偏光分離層
２  透明媒体
３  光遮断層
４  光吸収層
６  受光素子
７  光源
【図１】
2015025956.tif 000009
【図２】
2015025956.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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