(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルター、
波長λaから波長λbの波長域の光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する反射型波長カットフィルター、および、
少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを有し、
前記反射型波長カットフィルターが、右円偏光反射特性を有する右円偏光コレステリック液晶層、および、左円偏光反射特性を有する左円偏光コレステリック液晶層を有し、
前記右円偏光コレステリック液晶層、および、前記左円偏光コレステリック液晶層が、重合性コレステリック液晶組成物を硬化したものであり、
前記重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種の光反応性キラル剤を含有しており、
前記光反応性キラル剤が下記一般式（１）〜（５）で表されるイメージセンサー用カラーフィルター。
【化１】
0006650526.tif 000025
式中、Ａ１１およびＡ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１１−を表し、Ａｒ１１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ１１およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ１２およびＲ１４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ１１およびＢ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ１２）ｎ１１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１３−Ｎ＝Ｘ１１−Ａｒ１４−を表し、Ｘ１１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ１２、Ａｒ１３およびＡｒ１４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ１１は０〜２の整数を表し、ｎ１１が２のとき、複数あるＡｒ１２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ１１およびＺ１２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ１１およびＺ１２は、重合性基を有してもよく、Ｚ１１とＲ１２およびＺ１２とＲ１４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ１１とＺ１２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
【化２】
0006650526.tif 000026
式中、Ａ２１およびＡ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２１−を表し、Ａｒ２１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ２１およびＲ２３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ２２およびＲ２４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ２１およびＢ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ２２）ｎ２１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２３−Ｎ＝Ｘ２１−Ａｒ２４−を表し、Ｘ２１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ２１は０〜２の整数を表し、ｎ２１が２のとき、複数あるＡｒ２２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ２１およびＺ２２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ２１およびＺ２２は、重合性基を有してもよく、Ｚ２１とＲ２２およびＺ２２とＲ２４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ２１とＺ２２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
【化３】
0006650526.tif 000027
式中、Ａ３１およびＡ３２はそれぞれ独立に単結合、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３１−を表し、Ａｒ３１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ３１およびＲ３３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ３２およびＲ３４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ３１およびＢ３２はそれぞれ独立に単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ３２）ｎ３１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３３−Ｎ＝Ｘ３１−Ａｒ３４−を表し、Ｘ３１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ３２、Ａｒ３３およびＡｒ３４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ３１は０〜２の整数を表し、ｎ３１が２のとき、複数あるＡｒ３２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ３１およびＺ３２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ３１およびＺ３２は、重合性基を有してもよく、Ｚ３１とＲ３２およびＺ３２とＲ３４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ３１とＺ３２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｌは、２価の基を表す。ビナフチル部分は、（Ｒ）または（Ｓ）のいずれかの軸不斉を有する。
【化４】
0006650526.tif 000028
式中、Ａ４１およびＡ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４１−を表し、Ａｒ４１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ４１およびＲ４３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ４２およびＲ４４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ４１およびＢ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ４２）ｎ４１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４３−Ｎ＝Ｘ４１−Ａｒ４４−を表し、Ｘ４１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ４２、Ａｒ４３およびＡｒ４４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ４１は０〜２の整数を表し、ｎ４１が２のとき、複数あるＡｒ４２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ４１およびＺ４２は、重合性基を有してもよく、Ｚ４１とＲ４２およびＺ４２とＲ４４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ４１とＺ４２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｒ４５およびＲ４６はＣ１〜Ｃ３０のアルキル基を表し、互いに環を形成してもよい。＊は不斉炭素を表す。
【化５】
0006650526.tif 000029
式中、Ｐ５１は重合性基を表し、Ｓｐ５１は単結合またはＣ１〜１２のアルキレン基を表し、複数ある炭素原子は酸素原子またはカルボニル基で置き換えられてもよく、Ｘ５１は単結合または酸素原子を表し、Ａｒ５１およびＡｒ５２はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｌ５１は単結合または２価の連結基を表し、ｎ５１は１〜３の整数を表し、ｎ５１が２以上の場合、複数あるＡｒ５１およびＬ５１は互いに同じでも異なっていてもよく、Ｒ５２は不斉炭素を含有する側鎖を表す。
【請求項２】
前記反射型波長カットフィルターは、重合性コレステリック液晶組成物がコレステリック液晶相として硬化された、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射する反射領域、および、重合性コレステリック液晶組成物が等方相として硬化された、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域を有する請求項１に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項３】
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルター、
波長λaから波長λbの波長域の光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する反射型波長カットフィルター、および、
少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを有し、
前記反射型波長カットフィルターが、右円偏光反射特性を有する右円偏光コレステリック液晶層、および、左円偏光反射特性を有する左円偏光コレステリック液晶層を有し、
前記右円偏光コレステリック液晶層、および、前記左円偏光コレステリック液晶層が、重合性コレステリック液晶組成物を硬化したものであり、
前記反射型波長カットフィルターは、重合性コレステリック液晶組成物がコレステリック液晶相として硬化された、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射する反射領域、および、重合性コレステリック液晶組成物が等方相として硬化された、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域を有するイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項４】
前記重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種の光反応性キラル剤を含有している請求項３に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項５】
前記重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種の屈折率異方性Δｎが０．２以上である重合性液晶化合物と、少なくとも１種の右もしくは左捩れを誘起するキラル剤と、重合開始剤と、を含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項６】
前記波長λaおよび前記波長λbが６５０ｎｍ＜波長λa＜波長λbの関係を満たし、
前記反射型波長カットフィルターは、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光に対する透過率が９０％以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項７】
前記吸収型カラーフィルターが、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の一部の波長域の光を吸収する吸収領域、および、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光の透過率が１０％以下で、かつ、６５０ｎｍ超の波長域の光を透過する領域を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項８】
前記バンドパスフィルターが、さらに、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光を透過する請求項１〜７のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルターと、２次元のマトリックス状に配置された固体撮像素子を有するセンサーと、を有するイメージセンサー。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法であって、
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルターを形成するカラーフィルター形成工程、
波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する右円偏光反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、
前記波長λaから前記波長λbの波長域の左円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する左円偏光反射層を形成する左円偏光反射層形成工程、および、
少なくとも前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを形成するバンドパスフィルター形成工程を有し、
前記右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
前記配向工程でコレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程で一部の配向状態を変換した前記重合性液晶組成物の全面に露光処理を行うことで、前記重合性液晶組成物の配向状態を固定化する固定化工程を含み、
前記左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
前記配向工程でコレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程で一部の配向状態を変換した前記重合性液晶組成物の全面に露光処理を行うことで、コレステリック配向状態を固定化する固定化工程を含むイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法であって、
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルターを形成するカラーフィルター形成工程、
波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する右円偏光反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、
前記波長λaから前記波長λbの波長域の左円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する左円偏光反射層を形成する左円偏光反射層形成工程、および、
少なくとも前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを形成するバンドパスフィルター形成工程を有し、
前記右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
前記第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程で配向状態を変換した前記重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、前記重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を含み、
前記左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
前記第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程で配向状態を変換した前記重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、前記重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を含むイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法であって、
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルターを形成するカラーフィルター形成工程、
波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する右円偏光反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、
前記波長λaから前記波長λbの波長域の左円偏光を反射する反射領域と、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する左円偏光反射層を形成する左円偏光反射層形成工程、および、
少なくとも前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを形成するバンドパスフィルター形成工程を有し、
前記右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有するキラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
前記配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程の温度を保ったまま、前記変換工程で一部の配向状態を変換した前記重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程を含み、
前記左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有するキラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
前記塗布工程で塗布した前記重合性液晶組成物を加熱して、前記波
長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
前記配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、ならびに、
前記変換工程の温度を保ったまま、前記変換工程で一部の配向状態を変換した前記重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程、を含むイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【請求項１３】
前記右円偏光反射層形成工程または前記左円偏光反射層形成工程の前に、水平配向膜を塗布により形成する配向層塗布工程を含む請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【請求項１４】
前記水平配向膜は光配向膜であり、前記配向層塗布工程と前記右円偏光反射層形成工程または前記左円偏光反射層形成工程との間に、塗布して形成された前記光配向膜に対し、偏光で露光して配向規制力を与える配向規制工程を含む請求項１３に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーに用いるイメージセンサー用カラーフィルター、このイメージセンサー用カラーフィルターを用いるイメージセンサー、および、このイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フォトダイオード等の固体撮像素子を利用したイメージセンサーが種々利用されている。
イメージセンサーでカラー画像を得るためには、一般的に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の３原色のカラーフィルターが用いられる。すなわち、イメージセンサーでは、入射した光から各色の成分をカラーフィルターで吸収することにより、入射した光から赤色光、緑色光および青色光のみを取り出して、固体撮像素子に入射して、各色の光を測定することで、カラー画像を得ている。【０００３】
ところで、固体撮像素子は、赤色光、緑色光および青色光（可視光）以外に、赤外線にも感度を有する場合が多い。また、一般的なカラーフィルターは、赤外線を吸収しない。
そのため、３原色のカラーフィルターを用いるイメージセンサーでは、赤外線も固体撮像素子に入射し、各色の光成分として測定されてしまう。
このような赤外線成分は、適正な赤色光、緑色光および青色光に対するノイズとなってしまい、イメージセンサーによって撮影する画像の画質劣化の一因となる。
そのため、イメージセンサーでは、赤外線を遮蔽（カット）する赤外線フィルターを設けて、赤外線によるノイズを除去している。【０００４】
一般的に、赤外線フィルターは、ガラスやフィルム等を基材として、その表面（主面）に、赤外線を吸収する材料からなる層や、干渉を利用して赤外線を反射する多層膜を設けた構成を有する。
このような赤外線フィルターは、通常、撮像のための光学系とイメージセンサーとの間に設けられる。【０００５】
一方、同一の被写体について、可視画像と赤外画像を共に用いることに関しては、工業的に必要性が高く、従来から多くの試みがなされている。
例えば、可視撮像画像と赤外撮像画像とを、画像の位置ズレを生じないように別個のカメラで撮像することにより、被撮像体の内部欠陥を検出することが行われている。
しかしながら、可視撮像画像と赤外撮像画像とを別個のカメラで撮像する方法では、可視用と赤外用のカメラが別個に必要で、かつ撮影画像の位置ズレが無いようにする必要があり、また、得られた画像を照合することのために付帯設備と煩雑な操作が必要という問題がある。【０００６】
これに対して、単一の固体撮像素子の上に、赤外線を除去する領域と赤外線を透過する領域とを所定のパターンで形成したフィルター、および、可視光を透過する領域と赤外線を透過する領域とを所定のパターンで形成したフィルターを配置して、可視光を入射させる画素と赤外光を入射させる画素と設けることで簡易な構成で可視画像と赤外画像を共に用いるイメージセンサーが提案されている。【０００７】
例えば、特許文献１には、受光素子とその入射光源側に赤外光を除去する光フィルターを有する可視光感受性画素、および、受光素子とその入射光源側に赤外光を透過する光フィルターを有する赤外光感受性画素を単一固体撮像素子中に備えた固体撮像素子が開示されている。【０００８】
また、特許文献２には、固体撮像素子上に、近赤外線吸収フィルターと赤外線を透過する領域とを有する層を有し、この上に、カラーフィルターと赤外線透過フィルターとを有する層を有し、さらに、バンドパスフィルターを有する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−０９１５３５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１６６８７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１および２に記載される構成においては、赤外線を除去するフィルターとして、赤外線吸収色素等を用いて、赤外光を吸収することで赤外線を除去するフィルターが記載されるのみである。【００１１】
しかしながら、吸収することで赤外線を除去する構成では、可視光の透過率が低下してしまうという問題があった。
また、上述のとおり、赤外線を吸収する領域と赤外線を透過する領域とをパターン化して形成する必要があるが、赤外線吸収色素等を用いて、赤外光吸収フィルターを形成する場合には、組成物として熱硬化性の材料を用いて、熱硬化して硬化膜を形成し、その後、硬化膜をエッチングしてパターンを形成したり、あるいは、組成物としてフォトリソグラフィー性能を有する材料を用いて、塗布等して膜を形成し、形成された膜をパターン露光および現像する等してパターン形成する必要があるため、煩雑な工程が多くなるという問題もあった。【００１２】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、可視光の透過率の低下を抑制して、可視領域の感度を高くでき、また、オンチップに限定されず製造が容易なイメージセンサー用カラーフィルター、このイメージセンサー用カラーフィルターを用いるイメージセンサー、および、このイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルター、波長λaから波長λbの波長域の光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する反射型波長カットフィルター、および、少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを有することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。【００１４】
［１］  互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルター、
波長λaから波長λbの波長域の光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する反射型波長カットフィルター、および、
少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを有するイメージセンサー用カラーフィルター。
［２］  波長λaおよび波長λbが６５０ｎｍ＜波長λa＜波長λbの関係を満たし、
反射型波長カットフィルターは、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光に対する透過率が９０％以上である［１］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［３］  反射型波長カットフィルターが、右円偏光反射特性を有する右円偏光コレステリック液晶層、および、左円偏光反射特性を有する左円偏光コレステリック液晶層を有する［１］または［２］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［４］  右円偏光コレステリック液晶層、および、左円偏光コレステリック液晶層が、重合性コレステリック液晶組成物を硬化したものである［３］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［５］  重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種の屈折率異方性Δｎが０．２以上である重合性液晶化合物と、少なくとも１種の右もしくは左捩れを誘起するキラル剤と、重合開始剤と、を含有する［４］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［６］  重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種の光反応性キラル剤を含有している［４］または［５］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［７］  光反応性キラル剤が下記一般式（１）〜（５）で表される［６］に記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
【化１】
0006650526.tif 000002
式中、Ａ１１およびＡ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１１−を表し、Ａｒ１１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ１１およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ１２およびＲ１４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ１１およびＢ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ１２）ｎ１１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１３−Ｎ＝Ｘ１１−Ａｒ１４−を表し、Ｘ１１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ１２、Ａｒ１３およびＡｒ１４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ１１は０〜２の整数を表し、ｎ１１が２のとき、複数あるＡｒ１２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ１１およびＺ１２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ１１およびＺ１２は、重合性基を有してもよく、Ｚ１１とＲ１２およびＺ１２とＲ１４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ１１とＺ１２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
【化２】
0006650526.tif 000003
式中、Ａ２１およびＡ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２１−を表し、Ａｒ２１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ２１およびＲ２３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ２２およびＲ２４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ２１およびＢ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ２２）ｎ２１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２３−Ｎ＝Ｘ２１−Ａｒ２４−を表し、Ｘ２１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ２１は０〜２の整数を表し、ｎ２１が２のとき、複数あるＡｒ２２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ２１およびＺ２２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ２１およびＺ２２は、重合性基を有してもよく、Ｚ２１とＲ２２およびＺ２２とＲ２４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ２１とＺ２２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
【化３】
0006650526.tif 000004
式中、Ａ３１およびＡ３２はそれぞれ独立に単結合、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３１−を表し、Ａｒ３１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ３１およびＲ３３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ３２およびＲ３４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ３１およびＢ３２はそれぞれ独立に単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ３２）ｎ３１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３３−Ｎ＝Ｘ３１−Ａｒ３４−を表し、Ｘ３１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ３２、Ａｒ３３およびＡｒ３４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ３１は０〜２の整数を表し、ｎ３１が２のとき、複数あるＡｒ３２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ３１およびＺ３２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ３１およびＺ３２は、重合性基を有してもよく、Ｚ３１とＲ３２およびＺ３２とＲ３４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ３１とＺ３２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｌは、２価の基を表す。ビナフチル部分は、（Ｒ）または（Ｓ）のいずれかの軸不斉を有する。
【化４】
0006650526.tif 000005
式中、Ａ４１およびＡ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４１−を表し、Ａｒ４１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ４１およびＲ４３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ４２およびＲ４４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ４１およびＢ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ４２）ｎ４１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４３−Ｎ＝Ｘ４１−Ａｒ４４−を表し、Ｘ４１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ４２、Ａｒ４３およびＡｒ４４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ４１は０〜２の整数を表し、ｎ４１が２のとき、複数あるＡｒ４２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ４１およびＺ４２は、重合性基を有してもよく、Ｚ４１とＲ４２およびＺ４２とＲ４４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ４１とＺ４２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｒ４５およびＲ４６はＣ１〜Ｃ３０のアルキル基を表し、互いに環を形成してもよい。＊は不斉炭素を表す。
【化５】
0006650526.tif 000006
式中、Ｐ５１は重合性基を表し、Ｓｐ５１は単結合またはＣ１〜１２のアルキレン基を表し、複数ある炭素原子は酸素原子またはカルボニル基で置き換えられてもよく、Ｘ５１は単結合または酸素原子を表し、Ａｒ５１およびＡｒ５２はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｌ５１は単結合または２価の連結基を表し、ｎ５１は１〜３の整数を表し、ｎ５１が２以上の場合、複数あるＡｒ５１およびＬ５１は互いに同じでも異なっていてもよく、Ｒ５２は不斉炭素を含有する側鎖を表す。
［８］  反射型波長カットフィルターは、重合性コレステリック液晶組成物がコレステリック液晶相として硬化された、波長λaから波長λbの波長域の光を反射する反射領域、および、重合性コレステリック液晶組成物が等方相として硬化された、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域を有する［４］〜［７］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［９］  吸収型カラーフィルターが、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の一部の波長域の光を吸収する吸収領域、および、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光の透過率が１０％以下で、かつ、６５０ｎｍ超の波長域の光を透過する領域を有する［１］〜［８］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［１０］  バンドパスフィルターが、さらに、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光を透過する［１］〜［９］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルター。
［１１］  ［１］〜［１０］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルターと、２次元のマトリックス状に配置された固体撮像素子を有するセンサーと、を有するイメージセンサー。
［１２］  ［３］〜［１０］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法であって、
互いに異なる波長域の光を吸収する２種以上の吸収領域を有する吸収型カラーフィルターを形成するカラーフィルター形成工程、
波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する右円偏光反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、
波長λaから波長λbの波長域の左円偏光を反射する反射領域と、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する透過領域とを有する左円偏光反射層を形成する左円偏光反射層形成工程、および、
少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過するバンドパスフィルターを形成するバンドパスフィルター形成工程を有するイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
［１３］  右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
配向工程でコレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物の全面に露光処理を行うことで、重合性液晶組成物の配向状態を固定化する固定化工程を含み、
左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
配向工程でコレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物の全面に露光処理を行うことで、コレステリック配向状態を固定化する固定化工程を含む［１２］に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
［１４］  右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を含み、
左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有する光反応性キラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を含む［１２］に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
［１５］  右円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、右捻り特性を有するキラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程の温度を保ったまま、変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程を含み、
左円偏光反射層形成工程が、
少なくとも１種の重合性液晶化合物、左捻り特性を有するキラル剤および重合開始剤を含む重合性液晶組成物を塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから前記波長λbの波長域の光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程の温度を保ったまま、変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程、を含む［１２］に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
［１６］  右円偏光反射層形成工程または左円偏光反射層形成工程の前に、水平配向膜を塗布により形成する配向層塗布工程を含む［１２］〜［１５］のいずれかに記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
［１７］  水平配向膜は光配向膜であり、配向層塗布工程と右円偏光反射層形成工程または左円偏光反射層形成工程との間に、塗布して形成された光配向膜に対し、偏光で露光して配向規制力を与える配向規制工程を含む［１６］に記載のイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可視光の透過率の低下を抑制して、可視領域の感度を高くでき、また、オンチップに限定されず製造が容易なイメージセンサー用カラーフィルター、このイメージセンサー用カラーフィルターを用いるイメージセンサー、および、このイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの一例を用いる本発明のイメージセンサーの一例を概念的に示す図である。
【図２】本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す図である。
【図３】本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す図である。
【図４】本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す図である。
【図５】本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のイメージセンサー用カラーフィルター、イメージセンサーおよびイメージセンサー用カラーフィルターの製造方法について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１８】
本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」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範囲を意味する。
角度等は、特に記載がなければ、一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
本発明において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
【００１９】
本発明において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、３８０〜７８０ｎｍの波長領域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長領域または７８０ｎｍを超える波長領域の光である。
また、これに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０〜４９０ｎｍの波長領域の光は青色（Ｂ）光であり、４９５〜５７０ｎｍの波長領域の光は緑色（Ｇ）光であり、６２０〜７５０ｎｍの波長領域の光は赤色（Ｒ）光である。
さらに、本発明において、赤外線（赤外光）とは７８０ｎｍを超え、１ｍｍ以下の波長領域の光であり、中でも、近赤外領域とは、７８０ｎｍを超え、２０００ｎｍ以下の波長領域の光である。
【００２０】
本発明において、『透過』とは、対象となる波長の光の大部分を損失なく通過させることを言い、具体的には透過率が８０％以上、好ましくは９０％以上となることを指す。
また、『反射』とは、対象となる波長および偏光状態の光の大部分を入射方向に跳ね返させることを言い、このとき反射せずに透過する成分（透過率）は２０％以下、好ましくは１０％以下となることを指す。なお、本発明における円偏光反射においては、対象となる円偏光（右円偏光もしくは左円偏光）以外の光は透過させる性質を持つため、対象となる円偏光に対して、透過率が２０％以下、好ましくは１０％以下となることを指す。
また、『吸収』とは、対象となる波長の光のエネルギーの大部分を取り込んで透過させないことを言い、具体的には透過率が２０％以下、好ましくは１０％以下となることを指す。
『遮蔽』および『除去』とは、上記『反射』および『吸収』などの作用を通じて、対象となる波長の光の大部分を透過させないことを言い、具体的には透過率が２０％以下、好ましくは１０％以下となることを指す。
【００２１】
図１に、本発明のイメージセンサー用カラーフィルターの一例を用いる、本発明のイメージセンサーの一例を概念的に示す。
図１に示すイメージセンサー１０は、センサー本体１２と、吸収型カラーフィルター１４と、反射型波長カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８と、を有して構成される。また、図１において、本発明のイメージセンサー用カラーフィルターは、吸収型カラーフィルター１４と、反射型波長カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８で構成される。
なお、以下の説明では、本発明の『イメージセンサー用カラーフィルター』を、単に、『カラーフィルター』とも言う。
また、以下の説明では、『反射型波長カットフィルター』を単に、『カットフィルター』とも言う。
【００２２】
また、以下に説明するイメージセンサー１０およびカラーフィルターにおいて、波長λaから波長λbの波長域の光とは、近赤外線であり、６５０ｎｍより大きく２０００ｎｍ以下の波長域の光である。
本発明においては、波長λaおよび波長λbが６５０ｎｍ＜波長λa＜波長λbの関係を満たすのが好ましい。
本発明のイメージセンサーを人工的に照射された近赤外光の検知に用いる場合は、使用される光源波長を選択的に透過／遮蔽する構成が好ましく、代表的な近赤外ＬＥＤ（light-emitting diode）光源として、８５０ｎｍおよび９４０ｎｍの光源が挙げられ、例えば８５０ｎｍの光源を用いる場合には、７８０ｎｍ＜λａ＜８３０ｎｍ、８７０ｎｍ＜λｂ＜９２０ｎｍとなることが好ましく、９４０ｎｍの光源を用いる場合には、８７０ｎｍ＜λａ＜９２０ｎｍ、９６０ｎｍ＜λｂ＜１０１０ｎｍとなることが好ましい。
【００２３】
センサー本体１２は、固体撮像素子１２ａを有する。
吸収型カラーフィルター１４は、赤色フィルター１４Ｒと、緑色フィルター１４Ｇと、青色フィルター１４Ｂと、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲとを有する。
カットフィルター１６は、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒと、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌとを有する。
右円偏光コレステリック液晶層１６ｒは、反射領域１７ｒと透過領域１７ｐとを有する。
左円偏光コレステリック液晶層１６ｌは、反射領域１７ｌと透過領域１７ｐとを有する。
【００２４】
なお、図１に示す例では、センサー本体１２は、４つの固体撮像素子１２ａのみを示し、また、吸収型カラーフィルター１４は、４つの固体撮像素子１２ａの個々に対応して、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４Ｂ、および、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲを１個ずつのみを示し、また、カットフィルター１６の右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌは、各フィルターに対応して、反射領域（１７ｒ、１７ｌ）、および、透過領域１７ｐを１個ずつのみを示しているが、実際には、固体撮像素子１２ａは二次元的に多数が配列され、また、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４Ｂ、および、ＩＲ透過フィルターＩＲも、例えばベイヤー配列によって、繰り返し、多数が形成され、また、反射領域（１７ｒ、１７ｌ）、および、透過領域１７ｐも二次元的に多数が配列されている。
【００２５】
前述のように、センサー本体１２は、固体撮像素子１２ａを有する。
センサー本体１２は、一般的に、フォトダイオード等の固体撮像素子１２ａを備えるＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）と呼ばれる、公知のものである。
固体撮像素子１２ａは、光を検出するものであり、受光素子として機能する。光の検出には、例えば、光電変換が利用される。センサー本体１２は、複数の固体撮像素子１２ａが、２次元的に配置されており、所定数の固体撮像素子１２ａで１つの画素を構成する。固体撮像素子１２ａは、例えば、シリコンまたはゲルマニウムで構成される。
固体撮像素子１２ａは、光を検出することができれば、特に限定されるものではなく、ＰＮ接合型、ＰＩＮ（P-intrinsic-N）接合型、ショットキー型、および、アバランシェ型のいずれかを用いることができる。
【００２６】
なお、センサー本体１２は、これ以外にも、シリコン基板等の基板、固体撮像素子１２ａで得られた信号電荷を外部に出力するための配線層、各色のフィルターを通過した光が隣接する固体撮像素子１２ａに入射することを防止するための金属膜等からなる遮光層、および、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass)で構成される絶縁層など、ＣＣＤセンサーまたはＣＭＯＳセンサーと呼ばれる公知の光センサーが有する公知の各種の部材を有してもよい。
【００２７】
センサー本体１２の受光面には、吸収型カラーフィルター１４が設けられる。
吸収型カラーフィルター１４は、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４Ｂ、および、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲを有するものであり、センサー本体１２の１個の固体撮像素子１２ａに対応して、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４ＢおよびＩＲ透過フィルター１４ＩＲのいずれかが設けられる。
【００２８】
吸収型カラーフィルター１４の赤色フィルター１４Ｒは、赤色光を透過して、赤色光以外の可視光を吸収するものであり、緑色フィルター１４Ｇは、緑色光を透過して、緑色光以外の可視光を吸収するものであり、青色フィルター１４Ｂは、青色光を透過して、青色光以外の可視光を吸収するものであり、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲは、赤外線（ＩＲ： infrared）を透過して、全ての可視光を吸収するものである。
赤色フィルター１４Ｒ，緑色フィルター１４Ｇおよび青色フィルター１４Ｂは、ＣＣＤセンサー等に用いられる公知の３原色のカラーフィルターである。
また、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲは、可視光をカットして近赤外光を透過する公知の可視光カットフィルターである。
赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４Ｂ、および、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲはそれぞれ、本発明における『吸収領域』に相当するものである。すなわち、吸収型カラーフィルター１４は、互いに異なる波長域の光を吸収する４種の吸収領域を有する。
【００２９】
なお、吸収型カラーフィルター１４の可視光の一部を透過するフィルターとしては、このような赤色、緑色および青色以外のものを用いてもよい。例えば、シアン、マゼンタおよびイエロー領域に透過光スペクトルを有する補色型カラーフィルターも利用可能である。
さらに、吸収型カラーフィルター１４は、赤色、緑色および青色のカラーフィルター、補色型カラーフィルターを併用してもよい。
また、吸収領域の種類も４種に限定はされず、近赤外線を透過する吸収領域と、可視光の一部を透過する吸収領域とをそれぞれ１種以上有していればよい。
【００３０】
吸収型カラーフィルター１４において、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、および、青色フィルター１４Ｂはそれぞれ、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の一部の波長域の光を吸収する吸収領域である。
また、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲは、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光の透過率が１０％以下であるのが好ましく、６５０ｎｍ超の波長域の光を透過するのが好ましい。
【００３１】
吸収型カラーフィルター１４の上、すなわち、吸収型カラーフィルター１４のセンサー本体１２とは逆面側には、カットフィルター１６が設けられる。なお、以下の説明において、『上』とは、図中上方を示し、すなわち、センサー本体１２側が『下』となる。
前述のように、カットフィルター１６は、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌとを有する。右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌは、共に、反射領域（１７ｒ、１７ｌ）と透過領域１７ｐとを有する。
【００３２】
反射領域（１７ｒ、１７ｌ）は、コレステリック液晶相を固定してなるものであり、波長λaから波長λbの波長域の光、すなわち、本実施形態においては、近赤外線に対して波長選択反射性を有する。また、透過領域１７ｐは波長λaから波長λbの波長域の光に対して反射性を有さず、すなわち、本実施形態においては、近赤外線を透過する。
右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの反射領域１７ｒと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの反射領域１７ｌとは面方向の同じ位置に形成されており、また、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの透過領域１７ｐと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの透過領域１７ｐとは面方向の同じ位置に形成されている。
【００３３】
前述のように、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの反射領域１７ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの反射領域１７ｌは、共に、コレステリック液晶相を固定してなる層である。コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示す波長選択反射性を有する。
コレステリック液晶相の選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチＰ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率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を調節することによって、選択反射波長を調節することができる。コレステリック液晶相のピッチは、重合性液晶化合物と共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、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、選択反射を示す選択反射帯域（円偏光反射帯域）の半値幅Δλ（ｎｍ）は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δｎと螺旋のピッチＰとに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、Δｎを調節して行うことができる。Δｎは、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。なお、コレステリック液晶相における反射率はΔｎに依存することも知られており、同程度の反射率を得る場合に、Δｎが大きいほど、螺旋ピッチの数を少なく、すなわち膜厚を薄く、することができる。
螺旋のセンスおよび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。
【００３４】
コレステリック液晶相の反射光は円偏光である。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相は螺旋の捩れ方向による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
従って、カットフィルター１６において、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの反射領域１７ｒは、右捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層であり、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの反射領域１７ｌは、左捩れのコレステリック液晶相を固定してなる層である。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
【００３５】
なお、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび／または左円偏光コレステリック液晶層１６ｌは、１層からなるものでも、多層構成でもよい。
反射する光の波長領域すなわち遮蔽する光の波長領域を広くするには、選択反射の中心波長λをずらした層を順次積層することで実現することができる。また、ピッチグラジエント法と呼ばれる層内の螺旋ピッチを段階的に変化させる方法で、波長範囲を広げる技術も知られており、具体的にはＮａｔｕｒｅ  ３７８、４６７−４６９（１９９５）や特開平６−２８１８１４号公報や特許４９９０４２６号公報に記載の方法などが挙げられる。
【００３６】
本発明における右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの反射領域における選択反射波長は、可視光（３８０〜７８０ｎｍ程度）および近赤外光（７８０〜２０００ｎｍ程度）のいずれの範囲にも設定することが可能であり、その設定方法は上述した通りである。
コレステリック液晶層を赤外線フィルターとして用いる場合は、一般的なシリコンフォトダイオードの感度領域である１２００ｎｍ程度までをカバーする必要がある。波長の下限としては、吸収型カラーフィルターの遮蔽領域との関係で決まってくるが、７００〜８００ｎｍ程度が一般的である。
また、特定の波長の近赤外光のみを透過もしくは遮蔽する選択波長フィルターとしての応用も可能である。特に、特定の波長の近赤外光源との組み合わせで用いることで、近赤外反射画像を得ることができる。用いられる光源としては、近赤外ＬＥＤ光源が好適に用いられ、８５０ｎｍや９４０ｎｍのものが一般的である。この場合のコレステリック液晶層の反射波長の好ましい範囲については、上述の通りである。
【００３７】
また、カットフィルター１６の反射領域（１７ｒ、１７ｌ）は、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光の透過率が９０％以上であるのが好ましい。これにより、可視光領域の感度をより向上できる。
【００３８】
また、カットフィルター１６の右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌにおいて、透過領域１７ｐは、少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光に対して反射性を有さない、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する領域である。このような透過領域１７ｐは、例えば、重合性コレステリック液晶組成物を等方相として硬化することで、少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光に対して反射性を有さない、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する領域とすることができる。
【００３９】
あるいは、後述するように、透過領域１７ｐにおける反射波長を変換し、少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光に対して、反射性を有さないようにすることで、同様に、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する領域とすることができる。
【００４０】
前述のとおり、右円偏光コレステリック液晶層、および、左円偏光コレステリック液晶層は、それぞれコレステリック液晶相を固定、すなわち、重合性コレステリック液晶組成物を硬化したものである。
重合性コレステリック液晶組成物を硬化したものとは、コレステリック液晶相を形成し得る重合性液晶化合物（重合性基およびメソゲン骨格を有する化合物）を含む組成物を硬化したものであり、コレステリック液晶相を固定してなるものであることが好ましい。なお、得られた硬化物には、重合性液晶化合物由来の剛直なメソゲン骨格構造、および、重合性基が重合して形成される高分子鎖構造が含まれ、その硬化物自体は液晶性を示さなくてもよい。なお、その硬化物の構造から、重合性液晶化合物を硬化（特に、コレステリック液晶相の状態で硬化）させたものであることは容易に推認できる。
【００４１】
バンドパスフィルター１８は、少なくとも波長λaから波長λbの波長域の光を透過する公知のバンドパスフィルターであり、さらに、４００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長域の光を透過するデュアルバンドパスフィルターであるのが好ましい。
本実施形態においては、バンドパスフィルター１８は、赤色フィルター１４Ｒを透過する波長域の光、緑色フィルター１４Ｇを透過する波長域の光、および、青色フィルター１４Ｂを透過する波長域の光、ならびに、カットフィルター１６の透過領域１７ｐを透過する光（波長λaから波長λbの波長域の光）、すなわち、近赤外線を透過するフィルターである。
【００４２】
バンドパスフィルター１８としては公知のバンドパスフィルターが利用可能である。
例えば、バンドパスフィルター１８としては、第一の領域(高屈折領域)と第二の領域(低屈折領域)を有し、高屈折領域と低屈折領域が、交互に積層してなる積層体が挙げられる。また、コレステリック液晶や、色素等の吸収体を用いたバンドパスフィルターの利用も可能である。
【００４３】
また、バンドパスフィルター１８として、デュアルバンドパスフィルターを用いることが好ましい。
例えば、赤色フィルター１４Ｒを透過する波長域の光、緑色フィルター１４Ｇを透過する波長域の光、および、青色フィルター１４Ｂを透過する波長域の光、を含む波長域と、カットフィルター１６の透過／遮蔽変換領域である波長λaから波長λbの波長域との２つの波長域の光を透過するフィルターを用いてもよい。言い換えると、波長λaおよび波長λbが６５０ｎｍ＜波長λa＜波長λbの関係を満たす場合、６５０ｎｍ〜波長λａの波長域と、波長λｂ〜１２００ｎｍの波長域を遮蔽するものが好ましい。
【００４４】
なお、デュアルバンドパスフィルターとして、無機材料を用いた多層膜赤外反射層またはコレステリック反射層を用いる場合、いずれも反射波長の角度依存性を有し、入射光の入射角が浅くなるほど反射波長の短波長化が起こる。すなわち、反射波長の下限値を低く設定するほど斜め光に対する色づき（赤味）が顕著になるため、この影響を考慮した光学設計が必要となる。斜め光に対する色づきの問題を回避するために、後述する赤外吸収層３４との併用も有効であり、角度依存性のない赤外吸収層３４を低波長側に設定し、長波長側を、無機材料を用いた多層膜赤外反射層またはコレステリック反射層でカバーする設計が望ましい。
【００４５】
このようなイメージセンサー１０は、一例として、センサー本体１２の光入射面に、赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４Ｂ、および、ＩＲ透過フィルター１４ＩＲを有する吸収型カラーフィルター１４を形成し（フィルター形成工程）、吸収型カラーフィルター１４の上に、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成し（右円偏光反射層形成工程）、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの上に、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成し（左円偏光反射層形成工程）、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの上に、バンドパスフィルター１８を形成して（バンドパスフィルター形成工程）、作製すればよい。
なお、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの形成順は、逆でもよい。すなわち、イメージセンサー１０は、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌが下層の吸収型カラーフィルター１４側で、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの上に、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを有する構成であってもよい。この点に関しては、他のイメージセンサーも同様である。
また、バンドパスフィルター１８を、ガラス等の別基板上に別途形成し、それをイメージセンサー上に重ねることで作製することもできる。このとき、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒまたは左円偏光コレステリック液晶層１６ｌとバンドパスフィルター１８の間は空気層であってもよいし、粘着層であってもよい。
【００４６】
また、吸収型カラーフィルター１４の形成（フィルター形成工程）、ならびに、カットフィルター１６の形成すなわち右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの形成（右円偏光反射層形成工程）、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの形成（左円偏光反射層形成工程）、バンドパスフィルター１８の形成（バンドパスフィルター形成工程）の、少なくとも１つの形成（形成工程）の前に、コレステリック液晶層等の形成面（形成工程を施す面）に、有機溶剤によるバッシング処理（バッシング処理工程）、プラズマによる処理（プラズマ処理工程）、および、アルカリ性溶液によるケン化処理（ケン化処理工程）の、少なくとも１つの処理（処理工程）を行うのが好ましい。
また、吸収型カラーフィルター１４の形成、カットフィルター１６の形成およびバンドパスフィルター１８の形成のみならず、後述する、マイクロレンズ２４の形成（マイクロレンズ形成工程）、平坦化層２６の形成（平坦化層形成工程）、コレステリック配向層３２の形成（配向層形成工程）、赤外吸収層３４の形成（赤外吸収層形成工程）、および、反射防止層３６の形成（反射防止層形成工程）の、少なくとも１つの形成の前に、同様に、形成面に、有機溶剤によるバッシング処理、プラズマによる処理、および、アルカリ性溶液によるケン化処理の、少なくとも１つの処理を行うのが好ましい。
さらに、後述する基材４２の表面にも、必要に応じて、同様のバッシング処理、プラズマ処理およびケン化処理の１以上の処理を行ってもよい。
【００４７】
何らかの層を塗布法で形成した場合に、層を形成する塗布液（塗布組成物）がフッ素系のハジキ防止剤および／または界面配向剤等を含有すると、形成した層の表面に、これらのフッ素系の素材が偏在する場合が有る。このような層の表面に、さらに、塗布法によって層を形成すると、形成面（塗工面）に塗布液を塗布した際に、塗布液がハジキ易くなってしまい、適正な層が形成できない場合がある。
このような不都合を防止するためには、一般的に、塗布液の表面エネルギーを、層の形成面すなわち塗工面の表面エネルギーよりも大きくする必要がある。
これに対して、層の形成に先立って、層の形成面にバッシング処理等を施すことにより、層の形成面からフッ素系の素材を取り除き、表面エネルギーを高くできる。その結果、層の形成面に塗布液を適正に塗工して、適正な層を形成できる。
なお、有機溶剤によるバッシング処理、プラズマによる処理、および、ケン化処理は、いずれも、層の形成面および／または処理に用いる材料等、公知の方法で行えばよい。
【００４８】
吸収型カラーフィルター１４の形成は、ＣＣＤセンサーまたはＣＭＯＳセンサー等で行われている公知の方法で行えばよい。
【００４９】
他方、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの形成は、一例として、以下の方法が例示される。
以下の説明では、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌとを区別する必要がない場合には、両者をまとめて『コレステリック液晶層』とも言う。同様に、反射領域１７ｒと反射領域１７ｌとを区別する必要が無い場合には、両者をまとめて『反射領域』とも言う。
【００５０】
前述のとおり、コレステリック液晶層の反射領域は、コレステリック液晶組成物をコレステリック液晶相として固定して得ることができる。また、透過領域１７ｐは、コレステリック液晶組成物を等方相として固定するか、または、反射波長を１６ｒおよび１６ｌの反射波長以外の領域に変換して得ることができる。
コレステリック液晶組成物をコレステリック液晶相として固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物（コレステリック液晶組成物）の配向が保持されている構造であればよく、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、外場または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構造であればよい。
同様に、コレステリック液晶組成物を等方相として固定した構造は、等方相となっている液晶化合物の配向が固定されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物を等方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、外場または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構造であればよい。
なお、コレステリック液晶相として固定した構造、ならびに、等方相として固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質、ならびに、等方相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶化合物は、液晶性を示さなくてもよい。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、液晶性を失っていてもよい。
【００５１】
コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
コレステリック液晶層の形成に用いる液晶化合物を含む液晶組成物は、さらに界面活性剤を含むのが好ましい。また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらにキラル剤、重合開始剤を含んでいてもよい。
【００５２】
特に、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する液相組成物は、重合性液晶化合物、右捩れを誘起するキラル剤あるいはさらに重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。また、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する液相組成物は、重合性液晶化合物、左捩れを誘起するキラル剤あるいはさらに重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。
重合性コレステリック液晶組成物は、屈折率異方性Δｎが０．２５以上である重合性液晶化合物を、１種以上、含むのが好ましい。
【００５３】
−−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のが好ましい。
コレステリック液晶相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挙げられる。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。
【００５４】
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（例えば、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基）がより好ましい。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。
【００５５】
重合性液晶化合物の具体例としては、下記式（１）〜（１４）に示す化合物が挙げられる。
【００５６】
【化６】
0006650526.tif 000007
【００５７】
【化７】
0006650526.tif 000008
［化合物（１１）において、Ｘ1は２〜５（整数）である］
【００５８】
【化８】
0006650526.tif 000009
【００５９】
また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭５７−１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック液晶相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、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、特開平９−１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、特開平１１−２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。
【００６０】
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、７５〜９９．９質量％であるのが好ましく、８０〜９９質量％であるのがより好ましく、８５〜９０質量％であるのがさらに好ましい。
【００６１】
また、上述したように、広い半値幅Δλおよび高い反射率を得るためには、高い屈折率異方性Δｎを示す液晶化合物を用いることが好ましい。具体的には、液晶化合物の３０℃におけるΔｎは０．２５以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．３５以上がさらに好ましい。上限は特に制限されないが、０．６以下の場合が多い。
屈折率異方性Δｎの測定方法としては、液晶便覧（液晶便覧編集委員会編、丸善株式会社刊）２０２頁に記載の楔形液晶セルを用いた方法が一般的であり、結晶化しやすい化合物の場合は、他の液晶との混合物による評価を行い、その外挿値から見積もることもできる。
【００６２】
高い屈折率異方性Δｎを示す液晶化合物としては、例えば、米国特許６５１４５７８号公報、特許３９９９４００号公報、特許４１１７８３２号公報、特許４５１７４１６号公報、特許４８３６３３５号公報、特許５４１１７７０号公報、特許５４１１７７１号公報、特許５５１０３２１号公報、特許５７０５４６５号公報、特許５７２１４８４号公報、および、特許５７２３６４１号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【００６３】
重合性基を有する液晶化合物の他の好適態様としては、一般式（６）で表される化合物が挙げられる。
【００６４】
【化９】
0006650526.tif 000010
【００６５】
Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族炭素環または複素環を表す。芳香族炭素環としては、ベンゼン環およびナフタレン環が挙げられる。複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピロール環、ピロリン環、ピロリジン環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、イミダゾリン環、イミダゾリジン環、ピラゾール環、ピラゾリン環、ピラゾリジン環、トリアゾール環、フラザン環、テトラゾール環、ピラン環、チイン環、ピリジン環、ピペリジン環、オキサジン環、モルホリン環、チアジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピペラジン環、および、トリアジン環が挙げられる。なかでも、Ａ1〜Ａ4は、芳香族炭素環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
芳香族炭素環または複素環に置換してもよい置換基の種類は特に制限されず、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、アルキル基、ハロゲン置換アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アルキル置換カルバモイル基、および、炭素数が２〜６のアシルアミノ基が挙げられる。
【００６６】
Ｘ1およびＸ2は、それぞれ独立に、単結合、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ2ＣＨ2−、−ＯＣＨ2−、−ＣＨ2Ｏ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−を表す。なかでも、単結合、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−または、−Ｃ≡Ｃ−が好ましい。
Ｙ1およびＹ2は、それぞれ独立に、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ−、または、−Ｃ≡Ｃ−を表す。なかでも、−Ｏ−が好ましい。
Ｓｐ1およびＳｐ2は、それぞれ独立に、単結合、または、炭素数１〜２５の炭素鎖を表す。炭素鎖は、直鎖状、分岐鎖状、および、環状のいずれもよい。炭素鎖としては、いわゆるアルキル基が好ましい。なかでも、炭素数１〜１０のアルキル基がより好ましい。
【００６７】
Ｐ1およびＰ2は、それぞれ独立に、水素原子または重合性基を表し、Ｐ1およびＰ2の少なくとも一方は重合性基を表す。重合性基としては、上述した重合性基を有する液晶化合物が有している重合性基が例示される。
ｎ1およびｎ2はそれぞれ独立に０〜２の整数を表し、ｎ1またはｎ2が２の場合、複数あるＡ1、Ａ2、Ｘ1およびＸ2は同じでもあっても異なっていてもよい。
【００６８】
一般式（６）で表される化合物の具体例としては、下記式（２−１）〜（２−３０）に示す化合物が挙げられる。
【００６９】
【化１０】
0006650526.tif 000011
【００７０】
【化１１】
0006650526.tif 000012
【００７１】
【化１２】
0006650526.tif 000013
【００７２】
【化１３】
0006650526.tif 000014
【００７３】
−−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。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向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。
すなわち、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する際には、右捩れを誘起するキラル剤を用い、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する際には、左捩れを誘起するキラル剤を用いればよい。
【００７４】
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（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）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また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。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、同種の基であるのが好ましい。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のが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
【００７５】
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。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、アゾ基、アゾキシ基、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２０００−１４７２３６、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６３３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２００２−３０２４８７号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３０６４９０号公報、特開２００３−３０６４９１号公報、特開２００３−３１３１８７号公報、特開２００３−３１３１８８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。
【００７６】
具体的には、光反応性キラル剤は、下記一般式（１）〜（５）で表される化合物を用いることができる。
【００７７】
【化１４】
0006650526.tif 000015
【００７８】
式中、Ａ１１およびＡ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１１−を表し、Ａｒ１１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ１１およびＲ１３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ１２およびＲ１４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ１１およびＢ１２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ１２）ｎ１１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ１３−Ｎ＝Ｘ１１−Ａｒ１４−を表し、Ｘ１１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ１２、Ａｒ１３およびＡｒ１４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ１１は０〜２の整数を表し、ｎ１１が２のとき、複数あるＡｒ１２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ１１およびＺ１２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ１１およびＺ１２は、重合性基を有してもよく、Ｚ１１とＲ１２およびＺ１２とＲ１４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ１１とＺ１２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
一般式（１）で表される化合物は、より具体的には、特開２００２−０８０８５１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２００３−３０６４９０号公報、特開２００３−３０６４９１号公報、特開２００３−３１３１８７号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、特開２００３−３１３２９２号公報に記載されている。
【００７９】
【化１５】
0006650526.tif 000016
【００８０】
式中、Ａ２１およびＡ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２１−を表し、Ａｒ２１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ２１およびＲ２３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ２２およびＲ２４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ２１およびＢ２２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ２２）ｎ２１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ２３−Ｎ＝Ｘ２１−Ａｒ２４−を表し、Ｘ２１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ２２、Ａｒ２３およびＡｒ２４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ２１は０〜２の整数を表し、ｎ２１が２のとき、複数あるＡｒ２２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ２１およびＺ２２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ２１およびＺ２２は、重合性基を有してもよく、Ｚ２１とＲ２２およびＺ２２とＲ２４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ２１とＺ２２が共有結合を介してポリマー化していてもよい。
一般式（２）で表される化合物は、より具体的には、特開２００２−０８０４７８号公報、特開２００３−３１３１８８号公報に記載されている。
【００８１】
【化１６】
0006650526.tif 000017
【００８２】
式中、Ａ３１およびＡ３２はそれぞれ独立に単結合または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３１−を表し、Ａｒ３１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ３１およびＲ３３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ３２およびＲ３４はそれぞれ独立に水素原子もしくはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ３１およびＢ３２はそれぞれ独立に単結合、−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ３２）ｎ３１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ３３−Ｎ＝Ｘ３１−Ａｒ３４−を表し、Ｘ３１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ３２、Ａｒ３３およびＡｒ３４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環もしくは置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ３１は０〜２の整数を表し、ｎ３１が２のとき、複数あるＡｒ３２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ３１およびＺ３２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ３１およびＺ３２は、重合性基を有してもよく、Ｚ３１とＲ３２およびＺ３２とＲ３４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ３１とＺ３２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｌは、２価の基を表す。ビナフチル部分は、（Ｒ）または（Ｓ）のいずれかの軸不斉を有する。
一般式（３）で表される化合物は、より具体的には、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−３０２４８７号公報に記載されている。
【００８３】
【化１７】
0006650526.tif 000018
【００８４】
式中、Ａ４１およびＡ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４１−を表し、Ａｒ４１は置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｒ４１およびＲ４３はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭素環、置換基を有していてもよい芳香族複素環、シアノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルオキシカルボニル基を表し、Ｒ４２およびＲ４４はそれぞれ独立に水素原子またはＣ１〜Ｃ１２のアルキル基を表し、Ｂ４１およびＢ４２はそれぞれ独立に−Ｃ（＝Ｏ）−（Ａｒ４２）ｎ４１−または−Ｃ（＝Ｏ）−Ａｒ４３−Ｎ＝Ｘ４１−Ａｒ４４−を表し、Ｘ４１はＮまたはＣＨを表し、Ａｒ４２、Ａｒ４３およびＡｒ４４はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、ｎ４１は０〜２の整数を表し、ｎ４１が２のとき、複数あるＡｒ４２は同じでも異なっていてもよく、Ｚ４１およびＺ４２はそれぞれ独立に水素原子、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキル基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルコキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルカルボニルオキシ基、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミノ基、または、Ｃ１〜Ｃ１２のアルキルアミド基を表し、Ｚ４１およびＺ４２は、重合性基を有してもよく、Ｚ４１とＲ４２およびＺ４２とＲ４４が互いに環を形成してもよく、複数分子のＺ４１とＺ４２が共有結合を介してポリマー化していてもよく、Ｒ４５およびＲ４６はＣ１〜Ｃ３０のアルキル基を表し、互いに環を形成してもよい。＊は不斉炭素を表す。
一般式（４）で表される化合物は、より具体的には、特開２００２−１７９６３３号公報に記載されている。
【００８５】
【化１８】
0006650526.tif 000019
【００８６】
式中、Ｐ５１は重合性基を表し、Ｓｐ５１は単結合またはＣ１〜１２のアルキレン基を表し、複数ある炭素原子は酸素原子またはカルボニル基で置き換えられてもよく、Ｘ５１は単結合もしくは酸素原子を表し、Ａｒ５１およびＡｒ５２はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい芳香族炭素環または置換基を有していてもよい芳香族複素環を表し、Ｌ５１は単結合もしくは２価の連結基を表し、ｎ５１は１〜３の整数を表し、ｎ５１が２以上の場合、複数あるＡｒ５１およびＬ５１は互いに同じでも異なっていてもよく、Ｒ５２は不斉炭素を含有する側鎖を表す。
一般式（５）で表される化合物は、より具体的には、特開２０００−１４７２３６号公報に記載されている。
【００８７】
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物量の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。
【００８８】
−−重合開始剤−−
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。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のが好ましい。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）等が挙げられる。
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％であるのが好ましく、０．５〜１２質量％であるのがさらに好ましい。
【００８９】
−−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。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挙げられる。また、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、液晶組成物の固形分質量に対して、３〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
【００９０】
−−重合禁止剤−−
保存性の向上の目的で液晶性組成物に重合禁止剤を添加してもよい。重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ベンゾキノン、ヒンダードアミン（ＨＡＬＳ）およびこれらの誘導体等が挙げられ、これらは、液晶性化合物に対して、０〜１０質量％添加することが好ましく、０〜５質量％添加することがより好ましい。
【００９１】
液晶組成物は、コレステリック液晶層を形成する際には、液体として用いられることが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。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、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンおよびシクロペンタノン等のケトン類、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、エーテル類などが挙げられる。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好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
【００９２】
右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する右円偏光反射層形成工程としては、一例として、
右捩れを誘起する光反応性キラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成するための重合性液晶組成物を、吸収型カラーフィルター１４の上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
配向工程でコレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に、紫外線等の照射（露光）を行うことで露光された部分の配向状態を変化させて、波長λaから波長λbの波長域の光を反射せずに透過する状態に変換する変換工程、および、
変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物の全面に紫外線等の照射（露光）を行って重合性液晶組成物の配向状態を固定化する固定化工程を行えばよい。
【００９３】
他方、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する左円偏光反射層形成工程は、一例として、
左捩れを誘起する光反応性キラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成するための液晶組成物を、先に形成した右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の左円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
配向工程でコレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に紫外線等の照射（露光）を行うことで露光された部分の配向状態を変化させて、波長λaから波長λbの波長域の光を反射せずに透過する状態に変換する変換工程、および、
変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物の全面に紫外線等の照射（露光）を行って液晶層の配向状態を固定化する固定化工程を行えばよい。
なお、液晶組成物の塗布、乾燥、および、紫外線の照射は、いずれも、公知の方法で行えばよい。
【００９４】
あるいは、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する右円偏光反射層形成工程の他の例として、
右捩れを誘起する光反応性キラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成するための重合性液晶組成物を、吸収型カラーフィルター１４の上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を行えばよい。
【００９５】
同様に、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する左円偏光反射層形成工程の他の例として、
左捩れを誘起する光反応性キラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成するための重合性液晶組成物を、先に形成した右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の左円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした前記重合性液晶組成物の一部に露光処理を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
第１固定化工程における未露光部分に露光処理を行うことで、露光された部分の配向状態を、波長λaから波長λbの波長域の光を透過する状態に変換する変換工程、ならびに、
変換工程で配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、重合性液晶組成物の配向状態を固定化する第２固定化工程を行えばよい。
【００９６】
あるいは、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する右円偏光反射層形成工程の他の例として、
右捩れを誘起するキラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成するための重合性液晶組成物を、吸収型カラーフィルター１４の上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の右円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に紫外線等の照射（露光）を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、および、
前記変換工程の温度を保ったまま、変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程を行えばよい。
【００９７】
同様に、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する左円偏光反射層形成工程の他の例として、
左捩れを誘起するキラル剤、少なくとも１種の重合性液晶化合物、および、重合開始剤を含む左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成するための重合性液晶組成物を、先に形成した右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの上に塗布する塗布工程、
塗布工程で塗布した重合性液晶組成物を加熱して、波長λaから波長λbの波長域の左円偏光を反射するコレステリック配向状態とする配向工程、
コレステリック配向状態とした重合性液晶組成物の一部に紫外線等の照射（露光）を行うことで、露光された部分のコレステリック配向状態を固定化する第１固定化工程、
配向工程における加熱温度よりも高い温度に加熱することで、未露光部分を等方状態に変換する変換工程、および、
前記変換工程の温度を保ったまま、変換工程で一部の配向状態を変換した重合性液晶組成物に露光処理を行うことで、等方状態を固定化する第２固定化工程を行えばよい。
【００９８】
バンドパスフィルター１８の形成（バンドパスフィルター形成工程）は、公知のバンドパスフィルターの形成方法で行えばよい。
例えば、高屈折領域と低屈折領域が交互に積層してなる構成のバンドパスフィルターの場合には、高屈折領域と低屈折領域とをそれぞれ、蒸着あるいは塗布法で交互に形成ればよい。
【００９９】
以下、イメージセンサー１０の作用について説明する。なお、以下の説明では、一例として、カットフィルター１６が７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長範囲の近赤外線を反射（遮蔽）するものとする。また、一例として、バンドパスフィルター１８は、４００ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の波長域、および、７８０ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の波長域の光を透過するもの（デュアルバンドパスフィルター）とする。
【０１００】
イメージセンサー１０に光が入射すると、まず、デュアルバンドパスフィルターによって、４００ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の波長域、および７８０ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の波長域以外の光が吸収（遮蔽）され、４００ｎｍ以上、６５０ｎｍ以下の波長域、および７８０ｎｍ以上、９００ｎｍ以下の波長域の光が左円偏光コレステリック液晶層１６ｌに入射する。
【０１０１】
左円偏光コレステリック液晶層１６ｌに光が入射すると、反射領域１７ｌにおいては、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線の左円偏光が反射され、それ以外の光は透過して、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒに入射する。一方、透過領域１７ｐにおいては、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線の左円偏光を含む全ての光を透過する。
右円偏光コレステリック液晶層１６ｒに光が入射すると、反射領域１７ｒにおいては、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線の右円偏光が反射され、それ以外の光は透過する。一方、透過領域１７ｐにおいては、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線の右円偏光を含む全ての光を透過する。
【０１０２】
ここで、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの反射領域１７ｒと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの反射領域１７ｌとが、面方向に同じ位置に積層されており、また、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの透過領域１７ｐと左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの透過領域１７ｐとが、面方向に同じ位置に積層されている。従って、反射領域の積層位置においては、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線は、全て遮蔽される。また、透過領域の積層位置において、７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長域の近赤外線を含む全ての光を透過する。
【０１０３】
右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの反射領域１７ｒを透過した光は、４００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長域の光（可視光）であり、吸収型カラーフィルター１４の赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇおよび青色フィルター１４Ｂのいずれかに入射して、赤色光、緑色光あるいは青色光とされ、固体撮像素子１２ａによって測光され、画像データとして出力される。
一方、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの透過領域１７ｐを透過した光は、吸収型カラーフィルター１４のＩＲ透過フィルター１４ＩＲによって、可視光域の光が吸収されて、７８０ｎｍ以上９００ｎｍ以下の波長域の光（近赤外線）とされ、固体撮像素子１２ａによって測光され、画像データとして出力される。
【０１０４】
以上のように、本発明のイメージセンサー１０によれば、一例として、固体撮像素子１２ａが可視光である赤色光、緑色光および青色光を７８０ｎｍ超９００ｎｍ以下の波長領域の近赤外線を除去した状態で測光し、かつ、固体撮像素子１２ａが可視光を除去した状態で近赤外線を測光できる。これにより、ノイズが少ない、適正な画像データを出力できる。
また、赤外線を除去するフィルターとして、反射により赤外線を除去する反射型波長カットフィルターを用いるので、可視光の透過率を高くすることができる。これにより、可視光域の感度を向上できる。
【０１０５】
赤外線を吸収する領域と赤外線を透過する領域とをパターン化して形成するに際し、エッチングや現像の必要がないため、形成が容易であり、また、設備の大幅な改良が不要である。
【０１０６】
図２に、本発明のカラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す。
図２に示すイメージセンサー２０は、センサー本体１２と、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、カットフィルター１６（右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌ）と、バンドパスフィルター１８とを有して構成される。図２に示す例において、本発明のカラーフィルターは、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８とで構成される。
【０１０７】
図２に示すイメージセンサー２０は、吸収型カラーフィルター１４とカットフィルター１６との間に、マイクロレンズ２４および平坦化層２６を有する以外は、図１に示すイメージセンサー１０と同じ構成を有するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
【０１０８】
図２に示すイメージセンサー２０は、吸収型カラーフィルター１４の赤色フィルター１４Ｒ、緑色フィルター１４Ｇ、青色フィルター１４ＢおよびＩＲ透過フィルター１４ＩＲの個々に対応して、すなわち、固体撮像素子１２ａの個々に対応して、マイクロレンズ２４が設けられる。
マイクロレンズ２４は、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであり、固体撮像素子１２ａに光を集光させるものである。各マイクロレンズ２４は、全て同一形状である。
【０１０９】
このようなマイクロレンズ２４は、レンズとして必要な光学特性を満たすものであれば公知の各種の材料で形成できる。マイクロレンズ２４は、一例として、樹脂材料によって形成されるが、これに限定はされない。マイクロレンズ２４に利用される樹脂材料としては、例えば、スチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合系樹脂、および、シロキサン系樹脂等が例示される。
【０１１０】
平坦化層２６は、凸レンズであるマイクロレンズ２４の上のカットフィルター１６側の表面を平坦化するものである。なお、平坦化層２６は、上層（図示例ではカットフィルター１６（右円偏光コレステリック液晶層１６ｒ）と貼り合わせるための貼合層（接着層）を兼ねてもよい。
平坦化層２６は、十分な光透過性を有するものであればよく、例えば、各種の樹脂材料で形成される。平坦化層２６を形成する樹脂材料としては、一例として、フッ素含有シロキサン樹脂などのフッ素含有シラン化合物、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、および、エポキシ系樹脂等が例示される。
【０１１１】
なお、マイクロレンズ２４と平坦化層２６とは、マイクロレンズ２４の屈折率が平坦化層の屈折率よりも大きいのが好ましい。
また、平坦化層２６を設けるのではなく、カットフィルター１６をマイクロレンズ２４とは離間して支持する支持手段を設けて、マイクロレンズ２４とカットフィルター１６との間に空気層を設けることにより、この空気層を、マイクロレンズ２４の上を平坦化する平坦化層２６として作用させてもよい。
【０１１２】
図２に示すイメージセンサー２０のように、吸収型カラーフィルター１４とカットフィルター１６との間に、何らかの層（空気層も含む）場合には、吸収型カラーフィルター１４とカットフィルター１６との間隔を１００μｍ以下とするのが好ましい。
これにより、内部反射等に起因して、吸収型カラーフィルター１４の各色のフィルターを透過した光が、直下ではなく隣接する固体撮像素子１２ａに入射する迷光（ゴースト）の発生を抑えることができる。
【０１１３】
図２に示すイメージセンサー２０は、前述のイメージセンサー１０の製造において、吸収型カラーフィルター１４の形成（フィルター形成工程）と、カットフィルター１６の形成（コレステリック反射層形成工程）との間に、吸収型カラーフィルター１４の上にマイクロレンズ２４を形成する工程（マイクロレンズ形成工程）と、その後のマイクロレンズ２４を覆って平坦化層２６を形成する工程（平坦化層形成工程）を行うことで、作製できる。
なお、マイクロレンズ２４は、形成材料に応じた公知の方法で形成すればよい。また、平坦化層２６も、形成材料に応じた公知の方法で形成すればよい。
【０１１４】
図３に、本発明のカラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す。
図３に示すイメージセンサー３０は、センサー本体１２と、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、コレステリック配向層３２と、カットフィルター１６（右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌ）と、バンドパスフィルター１８と、赤外吸収層３４と、反射防止層３６とを有して構成される。図３に示す例において、本発明のカラーフィルターは、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、コレステリック配向層３２と、カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８と、赤外吸収層３４と、反射防止層３６とで構成される。
【０１１５】
図３に示すイメージセンサー３０は、コレステリック配向層３２と、赤外吸収層３４と、反射防止層３６とを有する以外は、図２に示すイメージセンサー２０と同じ構成を有するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
【０１１６】
コレステリック配向層３２は、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒおよび左円偏光コレステリック液晶層１６ｌにおけるコレステリック液晶相の配向を保持するための層である。
コレステリック配向層３２は、水平配向膜であり、コレステリック液晶層の配向膜として用いられている公知の物が、各種、利用可能である。
水平配向膜とは、その表面上に配置された液晶分子が基板に対して水平に配向する性質を持った膜のことであり、例えば丸善株式会社刊液晶便覧２５３〜２５８頁に記載の材料等を挙げることができるが、本発明においては、これらの材料に限定されることはない。また、上記ではコレステリック配向層３２として水平配向膜について述べたが、他の配向膜であってもよい。
好ましくは、コレステリック配向層３２は、光配向膜である。光配向膜とは、一例として、アゾベンゼン系ポリマーおよびポリビニルシンナメート等の光活性分子に光化学反応を起こす波長の直線偏光や斜め非偏光を照射して光配向膜の表面に異方性を生成させるものであり、入射光によって膜の最表面の分子長軸の配向が生成され、この最表面の分子に接触する液晶を配向させる配向規制力が形成されている。
なお、光配向膜の材料としては、上述のものの他に、光活性分子が光化学反応を起こす波長の直線偏光照射による光異性化、光二量化、光環化、光架橋、光分解、および、光分解−結合のうち、いずれかの反応により膜表面に異方性を生成するものであればよく、例えば、「長谷川雅樹、日本液晶学会誌、Vol.3 No.1,p3(1999)」、「竹内安正、日本液晶学会誌、Vol.3 No.4,p262(1999)」などに記載されている種々の光配向膜材料を使用することができる。
【０１１７】
なお、このようなコレステリック配向層３２は、前述の図１に示すイメージセンサー１０、後述する図４に示すイメージセンサー４０および図５に示すイメージセンサー５０が有してもよい。
【０１１８】
赤外吸収層３４は、所定波長領域の赤外線を吸収して遮蔽する、吸収型の赤外線フィルターである。
例えば、赤外吸収層３４は、バンドパスフィルター１８が遮蔽する赤外線とは異なる波長領域の赤外線を吸収して遮蔽する。一例として、赤外吸収層３４を近赤外吸収層として６５０ｎｍ超７８０ｎｍ以下の近赤外領域（短波長側の赤外線）を吸収して遮蔽し、バンドパスフィルター１８によって、これよりも長波長側の赤外線を遮蔽する構成が例示される。
【０１１９】
赤外吸収層３４は、一例として、赤外吸収能を有する赤外吸収材料を含むものであり、一例として、赤外吸収色素をバインダ一樹脂に混合したものが例示される。
赤外吸収色素は、吸収する波長領域に応じて、公知の各種のものが利用可能である。
具体的には、赤外吸収色素としては、主骨格としてジチオール錯体、アミノチオール錯体、フタロシアニン、ナフタロシアニン、リン酸エステル銅錯体、ニトロソ化合物、および、その金属錯体を有するものが例示される。錯体の金属部分は、鉄、マグネシウム、ニッケル、コバルト、鋼、バナジウム亜鉛、パラジウム、白金、チタン、インジウム、スズ等が例示される。また、配位部分の元素としては、各種ハロゲン、アミン基、ニトロ基、および、チオール基といった部位を有する有機配位子が例示される。さらに、アルキル基、ヒド口キシル基、力ルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、フッ化アルキル基、および、エーテル基のなどの置換基を導入してもよい。
また、赤外吸収色素としては、一例として、シアニン、メロシアニンなどのメチン染料、卜リアリールメタン系、スクアリリウム、アントラキノン、ナフトキノン、クオタリレン、ペリレン、スリチル、イモニウム、ジイモニウム、ク口コニウム、オキサノール、ジケトピロロピロール、および、アミニウム塩等の有機化合物も好適に例示される。さらに、赤外吸収色素としては、これ以外にも、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)、ＡＺＯ(Aluminium doped zinc oxide)、酸化タングステン、酸化アンチモン、および、セシウムタングステンなどの金属酸化物等も例示される。
【０１２０】
反射防止層３６は、赤外吸収層３４と空気との屈折率の差を低減することにより、イメージセンサー３０に入射する光が赤外吸収層３４と空気との界面で反射されることや、下層側から赤外吸収層３４に入射した光が赤外吸収層３４と空気との界面で反射されて、固体撮像素子１２ａに入射してノイズになるのを防止する層である。
反射防止層３６を構成する材料は特に制限されず、有機材料でも無機材料でもよいが、耐久性の点から、無機材料（例えば、無機系樹脂（シロキサン樹脂）、無機粒子等）が好ましい。中でも、反射防止層３６は、無機粒子を含むのが好ましい。その他、反射防止層３６としては、十分な透明性を有するものであれば、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化ジルコニウム、および、酸化ケイ素のいずれかからなる誘電体膜、あるいは、このような誘電体膜を複数積層した誘電体多層膜など、赤外吸収層３４と空気との屈折率差を低減できる、光学素子や光学装置で用いられている公知の各種のものが利用可能である。
【０１２１】
図３に示すイメージセンサー３０は、前述のイメージセンサー２０の製造において、吸収型カラーフィルター１４を形成した後、吸収型カラーフィルター１４の表面すなわちカットフィルター１６の形成面に、コレステリック配向層３２を形成し（配向層形成工程）、次いで、カットフィルター１６を形成し、次いで、バンドパスフィルター１８を形成し、次いで、赤外吸収層３４を形成し（赤外吸収層形成工程）、次いで、反射防止層３６を形成（反射防止層形成工程）することで、作製できる。
【０１２２】
なお、コレステリック配向層３２、赤外吸収層３４および反射防止層３６の形成は、形成材材料に応じた公知の方法で行えばよい。
ここで、コレステリック配向層３２は、前述のように、光配向膜であるのが好ましい。この場合には、コレステリック配向層３２の形成（配向層形成工程）は、光配向膜を塗布する配向層塗布工程、および、塗布した光配向膜に偏光を照射（露光）して配向規制力を付与する配向規制工程を含むのが好ましい。
【０１２３】
さらに、赤外吸収層３４の形成（赤外吸収層形成工程）は、バンドパスフィルター１８を形成する工程の前であってもよく、あるいは、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する工程の前でも、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する工程の前でもよい。すなわち、赤外吸収層３４の形成は、吸収型カラーフィルター１４（フィルター形成工程）あるいはさらに平坦化層２６（平坦化層形成工程）を形成した後であれば、どのタイミングで行ってもよい。
また、カットフィルター１６よりも赤外吸収層３４を先に形成し、かつ、コレステリック配向層３２を形成する場合には、コレステリック配向層３２の形成は、赤外吸収層３４の形成と右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの形成との間、または、赤外吸収層３４の形成と左円偏光コレステリック液晶層１６ｌの形成との間に行う。
【０１２４】
図４に、本発明のカラーフィルターの別の例を用いる本発明のイメージセンサーの別の例を概念的に示す。
図４に示すイメージセンサー４０は、センサー本体１２と、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８と、基材４２とを有して構成される。図４に示す例において、本発明のカラーフィルターは、吸収型カラーフィルター１４と、マイクロレンズ２４と、平坦化層２６と、カットフィルター１６と、バンドパスフィルター１８と、基材４２とで構成される。
【０１２５】
図４に示すイメージセンサー４０は、基材４２を有する以外は、図２に示すイメージセンサー２０と同じ構成を有するので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。
また、同様の基材４２を有する構成は、図１に示すイメージセンサー１０でも利用可能である。
【０１２６】
基材４２は、例えば、樹脂材料からなるシート状物である。
基材４２の形成材料としては、一例として、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン、および、ポリシクロオレフィン等が例示される。
【０１２７】
このような基材４２を有するイメージセンサー４０は、一例として、以下のように作製すればよい。
まず、先と同様にして、センサー本体１２の上に吸収型カラーフィルター１４を形成（フィルター形成工程）し、次いで、吸収型カラーフィルター１４の上にマイクロレンズ２４を形成し（マイクロレンズ形成工程）、次いで、マイクロレンズ２４の上に表面を平坦化する平坦化層２６を形成する。
この際において、平坦化層２６を粘着剤あるいは接着剤によって形成して、平坦化層２６を、後述する基材４２との貼り合わせを行うための貼合層とするのが好ましい。この場合には、平坦化層２６の形成が本発明における貼合層形成工程となる。
なお、基材４２を図１に示すイメージセンサー１０に利用する場合には、マイクロレンズ２４の形成および平坦化層２６の形成は行わない。
【０１２８】
一方で、基材４２の表面に、先と同様にして、バンドパスフィルター１８を形成する工程を行い、さらに、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する工程、および、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒを形成する工程を行い、基材４２上にバンドパスフィルター１８およびカットフィルター１６を形成する。
なお、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌ、および、右円偏光コレステリック液晶層１６ｒの形成順は、逆でもよいのは、前述の例と同様である。
【０１２９】
次いで、平坦化層２６（貼合層）と右円偏光コレステリック液晶層１６ｒとを対面して、センサー本体１２と基材４２とを位置合わせして積層し、貼合して（貼合工程）、図４に示すイメージセンサー４０を作製する。
この貼り合わせは、吸収型カラーフィルター１４とカットフィルター１６との間隔が１００μｍ以下となるように行うのが好ましい。これにより、内部反射等に起因して、吸収型カラーフィルター１４の各色のフィルターを透過した光が、直下ではなく隣接する固体撮像素子１２ａに入射する迷光（ゴースト）の発生を抑えることができる。
【０１３０】
さらに、図４に示すイメージセンサー４０から、基材４２を取り除いて（除去工程）、図２に示すイメージセンサー２０としてもよい。この場合には、図４に示すイメージセンサー４０は、図２に示すイメージセンサー２０の中間体となる。
【０１３１】
なお、上記例では、吸収型カラーフィルター１４とカットフィルター１６との間に、貼合層を有する構成としたが、これに限定はされず、カットフィルター１６とバンドパスフィルター１８との間に貼合層を有する構成としてもよい。
すなわち、センサー本体１２の上に吸収型カラーフィルター１４を形成し、次いで、吸収型カラーフィルター１４の上にマイクロレンズ２４を形成し、次いで、マイクロレンズ２４の上に表面を平坦化する平坦化層２６を形成し、さらに、平坦化層２６の上に右円偏光コレステリック液晶層１６ｒ、および、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌを形成する。
一方で、基材４２の表面に、バンドパスフィルター１８を形成する。
次いで、左円偏光コレステリック液晶層１６ｌ（カットフィルター１６）とバンドパスフィルター１８とを接着剤を介して対面して、センサー本体１２と基材４２とを位置合わせして積層し、貼合して、イメージセンサーを作製してもよい。
【０１３２】
また、本発明においては、図４に示すイメージセンサー４０の基材４２の上に、前述の図３で例示した赤外吸収層３４および反射防止層３６を形成して、図５に示すイメージセンサー５０のような構成も利用可能である。
なお、図４および図５に示す例において、赤外吸収層３４および反射防止層３６は、いずれか一方のみを有する構成であってもよい。
【０１３３】
以上、本発明のカラーフィルター、イメージセンサーおよびカラーフィルターの製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【０１３４】
本発明のカラーフィルター、イメージセンサーおよびカラーフィルターの製造方法は、デジタルカメラやスマートフォンなどの撮像装置に好適に利用可能である。
【実施例】
【０１３５】
以下に実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきものではない。【０１３６】
[反射型波長カットフィルターの作製]
本発明に記載の分光特性が実現可能かどうかを確かめるため、ガラス基板上に反射型波長カットフィルターを作製し、分光を評価した。分光スペクトルの測定には、島津製作所（株）製分光光度計ＵＶ−３１００ＰＣを用いた。【０１３７】
＜塗布液（Ｒ１）の調製＞
化合物（２−２８）、光反応性右旋回性キラル剤１、フッ素系水平配向剤１、重合開始剤、重合禁止剤、および、溶剤を混合し、下記組成の塗布液（Ｒ１）を調製した。なお、化合物（２−２８）は、上述した例示化合物に該当する。
・化合物（２−２８）                                  １００質量部
・光反応性右旋回性キラル剤１                          ３．３質量部
・下記フッ素系水平配向剤１                            ０．１質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）        ４質量部
・重合禁止剤ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦ社製）        １質量部
・溶剤（シクロヘキサノン）            溶質濃度が４０質量％となる量【０１３８】
【化１９】
0006650526.tif 000020
【０１３９】
【化２０】
0006650526.tif 000021
【０１４０】
＜塗布液（Ｒ２）の調製＞
化合物（２−２８）、右旋回性キラル剤２、フッ素系水平配向剤１、重合開始剤、および、溶剤を混合し、下記組成の塗布液（Ｒ２）を調製した。
・化合物（２−２８）                                  １００質量部
・右旋回性キラル剤２                                  ３．０質量部
・フッ素系水平配向剤１                                ０．１質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）        ４質量部
・溶剤（シクロヘキサノン）            溶質濃度が４０質量％となる量【０１４１】
【化２１】
0006650526.tif 000022
【０１４２】
＜塗布液（Ｌ１）の調製＞
化合物（２−２８）、光反応性左旋回性キラル剤１、フッ素系水平配向剤１、重合開始剤、重合禁止剤、および、溶剤を混合し、下記組成の塗布液（Ｌ１）を調製した。
・化合物（２−２８）                                  １００質量部
・光反応性左旋回性キラル剤１                          ９．３質量部
・フッ素系水平配向剤１                                ０．１質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）        ４質量部
・重合禁止剤ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（ＢＡＳＦ社製）        １質量部
・溶剤（シクロヘキサノン）            溶質濃度が４０質量％となる量【０１４３】
【化２２】
0006650526.tif 000023
【０１４４】
＜塗布液（Ｌ２）の調製＞
化合物（２−２８）、光反応性左旋回性キラル剤２、フッ素系水平配向剤１、重合開始剤、および、溶剤を混合し、下記組成の塗布液（Ｌ２）を調製した。
・化合物（２−２８）                                  １００質量部
・光反応性左旋回性キラル剤２                          ５．２質量部
・フッ素系水平配向剤１                                ０．１質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製）        ４質量部
・溶剤（シクロヘキサノン）            溶質濃度が４０質量％となる量【０１４５】
【化２３】
0006650526.tif 000024
【０１４６】
＜光配向膜付きガラス基板（Ｐ１）の作製＞
特開２０１２−１５５３０８号公報、実施例３の記載を参考に、光配向膜用塗布液１を調製した。ガラス基板上に、調製した光配向膜用塗布液１を、スピンコート法によって塗布し、光配向膜形成用膜１を形成した。得られた光配向膜形成用膜１に対し、ワイヤーグリッド偏光子を介して、偏光紫外線照射（３００ｍＪ／ｃｍ２、７５０Ｗ超高圧水銀ランプ使用）することで、光配向膜付きガラス基板Ｐ１を形成した。【０１４７】
＜反射型波長カットフィルター（ＲＦ１）の作製＞
光配向膜付きガラス基板Ｐ１に対し、塗布液Ｒ１をスピンコート塗布し、膜厚５μｍとなるように塗布膜を形成した。塗布膜が配置された光配向膜付きガラス基板Ｐ１を８０℃のホットプレート上で１分間加熱し、溶媒を乾燥除去するとともにコレステリック配向状態を形成した後、ＨＯＹＡ−ＳＣＨＯＴＴ社製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００−Ｗを用いて、室温、窒素雰囲気下でフォトマスクを介して、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ（ultraviolet）光を１０秒間照射し、露光部（Ａ）の配向を固定化した。次いで、フォトマスクを除去し、空気下で照度３ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を２０秒間照射した後、８０℃のホットプレート上で１分間加熱することで、固定化されていない部分の反射波長を長波長側に変換した後に、再度、室温、窒素雰囲気下で、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０秒間照射し、残りの部分（Ｂ）の配向を固定化することで、反射型波長カットフィルターＲＦ１を作製した。Ａの部分における反射中心波長は８５０ｎｍ、Ｂの部分における反射中心波長は１７００ｎｍであった。【０１４８】
＜反射型波長カットフィルター（ＬＦ１）の作製＞
反射型波長カットフィルターＲＦ１の作製工程における塗布液をＬ１に変える以外は同様にして、反射型波長カットフィルターＬＦ１を作製した。Ａの部分における反射中心波長は８５０ｎｍ、Ｂの部分における反射中心波長は１２００ｎｍであった。【０１４９】
＜積層型反射型波長カットフィルター（ＲＬＦ１）の作製＞
反射型波長カットフィルターＬＦ１の作製工程における基板を上記で作製したカットフィルターＲＦ１に変える以外は同様にして、積層型反射型波長カットフィルターＲＬＦ１を作製した。フォトマスクを介した露光の際は、露光部が基板ＲＦ１のＡの部分と重なるように位置合わせをして、露光を行った。積層体のＡの部分における反射中心波長は８５０ｎｍであり、８００〜９００ｎｍの領域における透過率は１０％以下であった。Ｂの部分は２つの極大反射中心波長（１２００ｎｍおよび１７００ｎｍ）を有しており、８００〜９００ｎｍの領域における透過率は９０％以上であった。なお、Ａ、Ｂいずれの部分においても、４００〜６５０ｎｍにおける透過率は９０％以上であった。【０１５０】
＜反射型波長カットフィルター（ＲＦ２）の作製＞
光配向膜付きガラス基板Ｐ１に対し、塗布液Ｒ２をスピンコート塗布し、膜厚５μｍとなるように塗布膜を形成した。塗布膜が配置された光配向膜付きガラス基板Ｐ１を８０℃のホットプレート上で１分間加熱し、溶媒を乾燥除去するとともにコレステリック配向状態を形成した後、ＨＯＹＡ−ＳＣＨＯＴＴ社製ＥＸＥＣＵＲＥ３０００−Ｗを用いて、室温、窒素雰囲気下でフォトマスクを介して、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ（ultraviolet）光を１０秒間照射し、露光部（Ａ）の配向を固定化した。次いで、フォトマスクを除去し、１１０℃のホットプレート上で１分間加熱することで、固定化されていない部分を等方相に変換した後に、その温度のまま、窒素雰囲気下で、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０秒間照射し、残りの部分（Ｂ）の等方相を固定化することで、反射型波長カットフィルターＲＦ２を作製した。Ａの部分における反射中心波長は８５０ｎｍであり、Ｂの部分においては、反射特性は観察されなかった。【０１５１】
＜反射型波長カットフィルター（ＬＦ２）の作製＞
反射型波長カットフィルターＲＦ２の作製工程における塗布液をＬ２に変える以外は同様にして、反射型波長カットフィルターＬＦ２を作製した。Ａの部分における反射中心波長は８５０ｎｍであり、Ｂの部分においては、反射特性は観察されなかった。【０１５２】
＜積層型反射型波長カットフィルター（ＲＬＦ２）の作製＞
反射型波長カットフィルターＬＦ２の作製工程における基板を上記で作製したカットフィルターＲＦ２に変える以外は同様にして、積層型反射型波長カットフィルターＲＬＦ２を作製した。フォトマスクを介した露光の際は、露光部が基板ＲＦ２のＡの部分と重なるように位置合わせをして、露光を行った。積層体のＡの部分における反射中心波長は８５０ｎｍであり、８００〜９００ｎｍの領域における透過率は１０％以下であった。Ｂの部分においては、反射特性は観察されず、８００〜９００ｎｍの領域における透過率は９０％以上であった。なお、Ａ、Ｂいずれの部分においても、４００〜６５０ｎｍにおける透過率は９０％以上であった。【０１５３】
以上の結果より、本発明に記載の方法で作製することで、特定波長における透過率を９０％以上および１０％以下となるようにパターニングした反射型波長カットフィルターが実現できることがわかった。
同様に、イメージセンサーアレイ上に、赤色フィルター（Ｒ）、緑色フィルター（Ｇ）、青色フィルター（Ｂ）、および、ＩＲ透過フィルター（ＩＲ）を公知の方法で形成し、さらに、マイクロレンズおよび平坦化層を積層したものの上に、光配向膜および積層型反射型波長カットフィルターを、上記ＡおよびＢの領域がそれぞれＲＧＢおよびＩＲのカラーフィルター上に対応するように形成し、さらに４００〜６５０ｎｍおよび８００〜９００ｎｍに透過領域を有するデュアルバンドパスフィルターを積層することで、本発明に記載のイメージセンサーを作製できる。
【符号の説明】
【０１５４】
１０，２０，３０，４０，５０  イメージセンサー
１２  センサー本体
１２ａ  固体撮像素子
１４  吸収型カラーフィルター
１４Ｒ  赤色フィルター
１４Ｇ  緑色フィルター
１４Ｂ  青色フィルター
１４ＩＲ  ＩＲ透過フィルター
１６  反射型波長カットフィルター
１６ｒ  右円偏光コレステリック液晶層
１６ｌ  左円偏光コレステリック液晶層
１６ｐ  ＩＲ透過コレステリック液晶層
１８  バンドパスフィルター
２４  マイクロレンズ
２６  平坦化層（貼合層）
３２  コレステリック配向層
３４  赤外吸収層
３６  反射防止層
４２  基材
【図１】
0006650526.tif 000030
【図２】
0006650526.tif 000031
【図３】
0006650526.tif 000032
【図４】
0006650526.tif 000033
【図５】
0006650526.tif 000034