(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの吸収型カラーフィルターと、
少なくとも１つの反射型カラーフィルターとを有し、
前記吸収型カラーフィルターと前記反射型カラーフィルターは積層されており、
前記吸収型カラーフィルターの波長領域の種数をｍとし、前記反射型カラーフィルターの波長領域の種数をｎとし、積層型カラーフィルターの波長領域の種数をｐとするとき、前記吸収型カラーフィルターのｍ種の波長領域と前記反射型カラーフィルターのｎ種の波長領域とがそれぞれ異なる組み合わせで重ね合わされており、ｐ＞ｍ≧２、ｐ＞ｎ≧２、かつｐ＞ｍ＋ｎであることを特徴とする積層型カラーフィルター。
【請求項２】
前記反射型カラーフィルターが円偏光反射特性を有する請求項１に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項３】
右円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターと、左円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターとを少なくとも１層ずつ以上有する請求項１または２に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項４】
前記反射型カラーフィルターは、重合性コレステリック液晶組成物が硬化されたものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層型カラーフィルター。
【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種以上の重合性液晶化合物と、少なくとも１種以上の光反応性キラル剤を含有している請求項４に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項６】
前記光反応性キラル剤が下記一般式（１）〜一般式（５）で表される請求項５に記載の積層型カラーフィルター。
【化１】
0006641009.tif 000026
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】
0006641009.tif 000027
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】
0006641009.tif 000028
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】
0006641009.tif 000029
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】
0006641009.tif 000030
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７】
重合性コレステリック液晶組成物が硬化された、右円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターまたは左円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターに接して、光配向膜を有している請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項８】
前記重合性液晶化合物の屈折率異方性Δｎが０．２以上である請求項５に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項９】
さらに近赤外領域の一部または全域を遮断する近赤外カット層を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層型カラーフィルター。
【請求項１０】
少なくとも１つの吸収型カラーフィルターと、少なくとも１つの反射型カラーフィルターとを有し、前記吸収型カラーフィルターと前記反射型カラーフィルターが積層された積層型カラーフィルターの製造方法であって、
前記吸収型カラーフィルターの波長領域の種数をｍとし、前記反射型カラーフィルターの波長領域の種数をｎとし、積層型カラーフィルターの波長領域の種数をｐとするとき、前記吸収型カラーフィルターのｍ種の波長領域と前記反射型カラーフィルターのｎ種の波長領域とがそれぞれ異なる組み合わせで重ね合わされており、ｐ＞ｍ≧２、ｐ＞ｎ≧２、かつｐ＞ｍ＋ｎであり、
光反応性キラル剤を含有する重合性液晶組成物を下地層上に塗布して液晶組成物層を形成し、
露光によって前記液晶組成物層上の分光特性が異なる領域をパターニングすることで、前記光反応性キラル剤の光異性化を起こし、前記分光特性が異なる領域の反射波長を変換して前記反射型カラーフィルターを形成することを特徴とする積層型カラーフィルターの製造方法。
【請求項１１】
前記反射型カラーフィルターの形成工程が、
面内に複数の波長領域を有する右円偏反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、および、
面内に複数の波長領域を有する左円偏反射層を形成する左円偏光反射層形成工程からなる請求項１０に記載の積層型カラーフィルターの製造方法。
【請求項１２】
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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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請求項１１に記載の積層型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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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固定化工程を含む請求項１１に記載の積層型カラーフィルターの製造方法。
【請求項１４】
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、光配向膜を塗布する配向層塗布工程、および、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１１〜１３のいずれか１項に記載の積層型カラーフィルターの製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の積層型カラーフィルターを有することを特徴とする光学センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収型カラーフィルターと反射型カラーフィルターを有するフィルターを積層した積層型カラーフィルター、キット、積層型カラーフィルターの製造方法および積層型カラーフィルターを有する光学センサに関し、特に、吸収型カラーフィルターの波長領域の種数と反射型カラーフィルターの波長領域の種数の合計を上回る波長領域の種数を有する積層型カラーフィルター、キット、積層型カラーフィルターの製造方法および積層型カラーフィルターを有する光学センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フォトダイオードを利用した光学センサおよび撮像素子が種々利用されている。光学センサおよび撮像素子でカラー画像を得るためには、一般的に、Ｒ（Red）、Ｇ(Green)、およびＢ(Blue)の３原色のカラーフィルターが用いられている。なお、カラーフィルターとしては、３原色に限定されるものではない。
例えば、特許文献１には、色の再現性を高めるために、フォトダイオードのうちのブルーを受光するフォトダイオードの上に形成されるブルーを再現するために用いるカラーフィルターとを備え、レッドを再現するために用いるカラーフィルターあるいはグリーンを再現するために用いるカラーフィルターあるいはブルーを再現するために用いるカラーフィルターのうちの少なくとも１つがレッドフィルタ、グリーンフィルタ、ブルーフィルタ、シアンフィルタ、あるいはイエローフィルタのうちの少なくとも２つを積層して形成される固体撮像装置が記載されている。
特許文献１では、レッドを再現するために用いるカラーフィルターは、レッドフィルタと第１のイエローフィルタが積層して形成され、グリーンを再現するために用いるカラーフィルターは、第２のイエローフィルタと第１のシアンフィルタが積層して形成され、ブルーを再現するために用いるカラーフィルターは、第２のシアンフィルタとブルーフィルタが積層して形成されることが例示されている。【０００３】
また、特許文献２には、単独ピクセル青色フィルターＢ３、緑色フィルターＧ３および赤色フィルターＲ３の実例パターンと、２つの減法混色原色相パターンを示す層アレイ（２０）および（３０）を重ねて青色、緑色および赤色フィルターアレイが記載されている。層アレイ（２０）は、各々イエロー色素およびマゼンタ色素を含む２つの層Ｙ３とＭ３とからなる。層アレイ（３０）は、各々シアン色素およびマゼンタ色素を含む２つの層Ｍ４およびＣ５からなる。層Ｙ３はフィルターＧ３およびＲ３を形成する領域に制限される。層Ｃ５はフィルターＧ３およびＢ３を形成する領域に制限される。層Ｍ３はフィルターＢ３を形成する領域に制限されるが、層Ｍ４はフィルターＲ３を形成する領域に制限される。特許文献２には、正確に層の色相、すなわち、スペクトルの吸収および透過プロフィルの制御が可能になるカラーフィルターアレイが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８９７６８号公報
【特許文献２】特許第２６６４１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１では、複数のフィルターを用いて色再現性を向上させており、特許文献２では、複数のフィルターを用いて正確に層の色相を制御することが記載されている。
しかしながら、上述の例を含む光学センサにおいては、人間の視感度に合わせたＲＧＢの色情報の取得が目的となっており、特定の波長域の情報を取得するものではない。【０００６】
本発明の目的は、前述の従来技術に基づく問題点を解消し、特定の波長域の情報を取得するための積層型カラーフィルター、キット、積層型カラーフィルターの製造方法および光学センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つの吸収型カラーフィルターと、少なくとも１つの反射型カラーフィルターとを有し、吸収型カラーフィルターと反射型カラーフィルターは積層されており、吸収型カラーフィルターの波長領域の種数をｍとし、反射型カラーフィルターの波長領域の種数をｎとし、積層型カラーフィルターの波長領域の種数をｐとするとき、ｐ＞ｍ≧２、かつｐ＞ｎ≧２であることを特徴とする積層型カラーフィルターを提供するものである。【０００８】
反射型カラーフィルターが円偏光反射特性を有することが好ましい。
また、右円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターと、左円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターとを少なくとも１層ずつ以上有することが好ましい。
反射型カラーフィルターは、重合性コレステリック液晶組成物が硬化されたものであることが好ましい。
重合性コレステリック液晶組成物が、少なくとも１種以上の重合性液晶化合物と、少なくとも１種以上の光反応性キラル剤を含有していることが好ましい。
光反応性キラル剤が下記一般式（１）〜一般式（５）で表されることが好ましい。【０００９】
【化１】
0006641009.tif 000002
【００１０】
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。【００１１】
【化２】
0006641009.tif 000003
【００１２】
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。【００１３】
【化３】
0006641009.tif 000004
【００１４】
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。【００１５】
【化４】
0006641009.tif 000005
【００１６】
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】
0006641009.tif 000006
【００１７】
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。【００１８】
重合性コレステリック液晶組成物が硬化された、右円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターまたは左円偏光反射特性を有する反射型カラーフィルターに接して、光配向膜を有していることが好ましい。
重合性液晶化合物の屈折率異方性Δｎが０．２以上であることが好ましい。
さらに近赤外領域の一部または全域を遮断する近赤外カット層を有することが好ましい。【００１９】
本発明は、少なくとも１種以上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と、少なくとも１種以上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からなることを特徴とするキットを提供するものである。
右捻り特性を有する光反応性キラル剤が下記一般式（１）または一般式（３）で表され、かつ、左捻り特性を有する光反応性キラル剤が下記一般式（２）または一般式（３）で表されることが好ましい。【００２０】
【化６】
0006641009.tif 000007
【００２１】
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。【００２２】
【化７】
0006641009.tif 000008
【００２３】
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。【００２４】
【化８】
0006641009.tif 000009
【００２５】
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。【００２６】
また、本発明は、少なくとも１つの吸収型カラーフィルターと、少なくとも１つの反射型カラーフィルターとを有し、吸収型カラーフィルターと反射型カラーフィルターが積層された積層型カラーフィルターの製造方法であって、反射型カラーフィルターが、露光によって分光特性が異なる領域をパターニングすることで形成されることを特徴とする積層型カラーフィルターの製造方法を提供するものである。【００２７】
反射型カラーフィルター形成工程が、面内に複数の波長領域を有する右円偏反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、および、面内に複数の波長領域を有する左円偏反射層を形成する左円偏光反射層形成工程からなることが好ましい。
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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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ことが好ましい。【００２８】
また、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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固定化工程を含むことが好ましい。
また、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、光配向膜を塗布する配向層塗布工程、および、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ことが好ましい。【００２９】
また、本発明の積層型カラーフィルターを有することを特徴とする光学センサを提供するものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、特定の波長域の情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを有する光学センサを示す模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターを示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの吸収型カラーフィルターを示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの吸収型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図１７】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターを示す模式図である。
【図１８】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを示す模式図である。
【図２０】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図２１】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターを示す模式図である。
【図２２】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図２３】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図２４】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを示す模式図である。
【図２５】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図２６】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図２７】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを有する光学センサの他の構成を示す模式的断面図である。
【図２８】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの吸収型カラーフィルターの他の構成を示す模式図である。
【図２９】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの他の構成を示す模式図である。
【図３０】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの吸収型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図３１】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図３２】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図３３】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを示す模式図である。
【図３４】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図３５】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【図３６】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターを示す模式図である。
【図３７】本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの第３のフィルターを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の積層型カラーフィルター、キット、積層型カラーフィルターの製造方法および光学センサを詳細に説明する。
なお、以下において数値範囲を示す「〜」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εが数値α〜数値βとは、εの範囲は数値αと数値βを含む範囲であり、数学記号で示せばα≦ε≦βである。
また、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。
【００３３】
図１は、本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを有する光学センサを示す模式的断面図である。図２は本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの反射型カラーフィルターを示す模式図であり、図３は本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの吸収型カラーフィルターを示す模式図であり、図４は本発明の実施形態の積層型カラーフィルターを示す模式図である。
【００３４】
図１に示す光学センサ１０は、センサ部１２と、積層型カラーフィルター１４を有する。
センサ部１２は、基板２０と、配線層２２と、フォトダイオード２４とを有する。
センサ部１２は、一般的に、フォトダイオード２４を備えるＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）と呼ばれるものである。光学センサ１０では、積層型カラーフィルター１４に応じた画像を取得することができ、例えば、赤、青および緑の３原色で表されるカラー画像を得ることができる。なお、カラー画像とは、複数の色で表されるものであれば、上述の３原色で表されるものに限定されるものではない。
【００３５】
センサ部１２では、基板２０に、例えば、シリコン基板が用いられる。
配線層２２は、センサ部１２を外部と電気的に接続するものであり、導電性材料で構成された配線（図示せず）を有する。配線層２２で、フォトダイオード２４で得られた信号電荷が外部に出力される。フォトダイオード２４で得られる信号電荷を増幅する読出し回路（図示せず）を有する構成でもよい。
【００３６】
フォトダイオード２４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。複数のフォトダイオード２４が、２次元的に配置されており、特定の数のフォトダイオード２４で１つの画素を構成する。フォトダイオード２４は、例えば、シリコンまたはゲルマニウムで構成される。
フォトダイオード２４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接合型、ショットキー型、またはアバランシェ型を用いることができる。
【００３７】
フォトダイオード２４上には、絶縁膜２５が形成されており、絶縁膜２５には、隣接するフォトダイオード２４との間に遮光膜２６が形成されている。
絶縁膜２５は、例えば、ＢＰＳＧ（Boron Phosphorus Silicon Glass)で構成されるが、これに限定されるものではない。遮光膜２６は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）およびニッケル（Ｎｉ）等の金属で構成されるが、これに限定されるものではない。
【００３８】
積層型カラーフィルター１４は、少なくとも１つの吸収型カラーフィルター３０と、少なくとも１つの反射型カラーフィルター３２を有する。吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２は積層されている。吸収型カラーフィルター３０の波長領域の種数をｍとし、反射型カラーフィルター３２の波長領域の種数をｎとし、積層型カラーフィルター１４の波長領域の種数をｐとするとき、ｐ＞ｍ≧２、かつｐ＞ｎ≧２である。
積層型カラーフィルター１４においては、吸収型カラーフィルター３０は２種以上の波長領域を有し、各波長領域は後述するように分光特性が異なる。反射型カラーフィルター３２は２種以上の波長領域を有し、各波長領域は後述するように分光特性が異なる。
吸収型カラーフィルター３０は絶縁膜２５上に設けられており、波長領域はフォトダイオード２４上に配置される。
吸収型カラーフィルター３０には、複数のマイクロレンズ２８が設けられている。複数のマイクロレンズ２８上に平坦化層２９が設けられている。平坦化層２９上に反射型カラーフィルター３２が設けられている。
【００３９】
積層型カラーフィルター１４は、さらに近赤外領域の一部または全域を遮断する近赤外カット層（図示せず）を有することが好ましい。近赤外カット層の配置位置は、積層型カラーフィルター１４の上でも下でもよい。
なお、近赤外領域とは、波長６５０〜１２００ｎｍの波長領域のことである。近赤外カット層は、上述の近赤外領域の光を遮断できる公知のものを適宜利用することができる。
積層型カラーフィルター１４は近赤外カット層を有することで、光学センサ１０では近赤外線を除去した状態で測光することができ、これにより、測光時のノイズを減らすことができる。
【００４０】
マイクロレンズ２８は、中心が縁よりも厚く形成された凸型レンズであり、フォトダイオード２４に光を集光させるものである。複数のマイクロレンズ２８は、全て同一形状であり、フォトダイオード２４毎にマイクロレンズ２８が設けられている。マイクロレンズ２８は、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合系樹脂、またはシロキサン系樹脂等の樹脂系材料で形成されるが、これらに限定されるものではない。
平坦化層２９は、凸型レンズであるマイクロレンズ２８上を平坦化するものであり、例えば、アクリル系樹脂材料、スチレン系樹脂材料、またはエポキシ系樹脂材料等で構成される。
【００４１】
吸収型カラーフィルター３０としては、従来のＲＧＢのカラーフィルターを用いることができる。その製造は公知の方法を用いることが可能であり、新たな製造プロセスを立ち上げる必要がないという点でも有用である。また、ＲＧＢ以外の分光特性を有するカラーフィルターを用いてもよく、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（ＹＭＣ）カラーフィルター、および可視光をカットして近赤外光を透過する可視光カットフィルターも含まれる。可視光とは、波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の光のことである。
【００４２】
反射型カラーフィルター３２は、円偏光反射特性を有するコレステリック液晶相が固定されたコレステリック液晶層であることが好ましい。すなわち、反射型カラーフィルター３２は円偏光反射特性を有することが好ましい。コレステリック液晶層は、左右いずれかの円偏光を反射する性質を有する。
【００４３】
コレステリック液晶層は、上述のように、コレステリック液晶相を固定して得ることができる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、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。
なお、コレステリック液晶相を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。
【００４４】
コレステリック液晶相を固定してなる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。
【００４５】
特に、右円偏光反射特性を有する液相組成物は、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示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、左円偏光反射特性を有する液相組成物は、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示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０．２以上である重合性液晶化合物を、１種以上含むことが好ましい。
【００４６】
−−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。
【００４７】
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号公報等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。
【００４８】
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。なお、下記式（１１）において、Ｘ1は２〜５（整数）である。
【００４９】
【化９】
0006641009.tif 000010
【００５０】
【化１０】
0006641009.tif 000011
【００５１】
【化１１】
0006641009.tif 000012
【００５２】
また、上述したように、広い帯域幅Δλおよび高い反射率を得るためには、高い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以上が更に好ましい。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。
【００５３】
高い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。
【００５４】
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。
【００５５】
【化１２】
0006641009.tif 000013
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
【化１３】
0006641009.tif 000014
【００６１】
【化１４】
0006641009.tif 000015
【００６２】
【化１５】
0006641009.tif 000016
【００６３】
【化１６】
0006641009.tif 000017
【００６４】
また、上述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。
【００６５】
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。
【００６６】
露光によって反射波長の分光特性を変換させる技術は、富士フイルム研究報告Ｎｏ．５０（２００５年）ｐ．６０−６３に詳細な記載がある。この技術は、光によって異性化する部位を有するキラル剤を用いることを特徴としており、露光によってその反射波長を変換させることができる。本発明においても、この技術を応用することで、簡便に複数の分光特性を有する反射型カラーフィルターを形成することができる。
【００６７】
−−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、右円偏光反射特性を有する際には、右捩れを誘起するキラル剤を用い、左円偏光反射特性を有する際には、左捩れを誘起するキラル剤を用いればよい。
【００６８】
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。
【００６９】
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線等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号公報および特開２０００−１４７２３６号公報に記載の化合物を用いることができる。
【００７０】
具体的には、光反応性キラル剤は、下記一般式（１）〜一般式（５）で表される化合物を用いることができる。
【００７１】
【化１７】
0006641009.tif 000018
【００７２】
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。
【００７３】
【化１８】
0006641009.tif 000019
【００７４】
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。
【００７５】
【化１９】
0006641009.tif 000020
【００７６】
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。
【００７７】
【化２０】
0006641009.tif 000021
【００７８】
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。
【００７９】
【化２１】
0006641009.tif 000022
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
本発明のコレステリック液晶組成物は、２種以上のキラル剤を含有していてもよく、上述した光異性化基を有するキラル剤と、光異性化基を有さないキラル剤を混合することで、捩り強度（ＨＴＰ(Helical Twisting Power)）および光異性化能を調節することができる。
【００８４】
−−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。
【００８５】
−−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等が挙げられる。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述の範囲内であれば、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。
【００８６】
−−重合禁止剤−− 
重合禁止剤は保存性の向上の目的で液晶性組成物に添加される。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。
【００８７】
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、エーテル類等が挙げられる。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等の上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
【００８８】
−−キット−−
本発明におけるキットは、少なくとも１種以上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と、少なくとも１種以上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からなるものである。
右捻り特性を有する光反応性キラル剤は、例えば、上述の一般式（１）または一般式（３）で表されるものである。かつ、左捻り特性を有する光反応性キラル剤は、例えば、上述の一般式（２）または一般式（３）で表されるものである。
なお、キットとしては、上述の重合性液晶組成物を１つではなく、複数に分割したものでもよい。
【００８９】
右円偏光反射特性を有するコレステリック層（以下、単に右円偏光コレステリック層ともいう）は、一例として、右捩れを誘起するキラル剤を含む右円偏光反射特性を有するための液晶組成物を、基板上に塗布する工程、加熱によって右円偏光反射特性を有するコレステリック液晶相とする工程、および紫外線の照射（紫外線の露光）によってコレステリック液晶相を固定化する工程を行って、形成すればよい。
他方、左円偏光反射特性を有するコレステリック層（以下、単に左円偏光コレステリック層ともいう）は、一例として、左捩れを誘起するキラル剤を含む左円偏光反射特性を有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層の上に塗布する工程、加熱によって右円偏光反射特性を有するコレステリック液晶相とする工程、および紫外線の照射（紫外線の露光）によってコレステリック液晶相を固定化する工程を行って、形成すればよい。
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。
【００９０】
ここで、前述のように、キラル剤としては、シンナモイル基等の光で異性化する部分（光異性化基）を有するキラル剤が利用可能である。液晶組成物のキラル剤として、光異性化基を有するキラル剤を用いた場合には、液晶組成物を塗布して加熱を行った後、弱い紫外線をパターニングして照射することを１回以上行って、光異性化基を異性化し、その後、コレステリック液晶相を固定化するための紫外線の照射を行ってもよい。
また、コレステリック液晶相を固定化するための強い紫外線をパターニングして照射することで部分的に硬化させた後に、未露光部または全面に弱い紫外線を照射することで光異性化基を異性化し、その後、コレステリック液晶相を固定化するための紫外線の照射を行ってもよい。
これにより、右円偏光コレステリック層および左円偏光コレステリック層が、面内に、異なる波長領域の光を反射する反射領域を、複数、有する構成にできる。なお、この場合には、右円偏光コレステリック層および左円偏光コレステリック層は、互いの同じ波長領域の光を反射する反射領域を、面方向に同じ位置に積層することが好ましい。
【００９１】
また、紫外線照射時の温度を調整することで、反射波長領域を調整することも可能である。温度を調整しながら、紫外線をパターニングして照射することで、右円偏光コレステリック層および左円偏光コレステリック層が、面内に、異なる波長領域の光を反射する反射領域を、複数、有する構成にできる。特に液晶組成物の等方相温度以上に加熱した状態で、紫外線照射をすることで、いずれの波長領域にも反射特性を持たない透過領域を面内に形成することができる。
【００９２】
なお、右円偏光コレステリック層または左円偏光コレステリック層が、１層ずつでもよく、右円偏光コレステリック層と左円偏光コレステリック層が、それぞれ、少なくとも１層有する多層構成でもよい。
反射する光の波長領域、すなわち、遮断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）、特開平６−２８１８１４号公報、および特許４９９０４２６号公報に記載の方法等が挙げられる。
本発明における右円偏光コレステリック層および左円偏光コレステリック層の反射波長領域は、可視光（波長３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度）および近赤外光（波長７８０ｎｍ〜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の通りである。
【００９３】
反射型カラーフィルター形成工程は、例えば、面内に複数の波長領域を有する右円偏反射層を形成する右円偏光反射層形成工程、および面内に複数の波長領域を有する左円偏反射層を形成する左円偏光反射層形成工程からなる。
【００９４】
右円偏光反射層形成工程は、一例として、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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行えばよい。
左円偏光反射層形成工程は、一例として、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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行えばよい。
【００９５】
右円偏光反射層形成工程は、他の例として、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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。
左円偏光反射層形成工程は、他の例として、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、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、露光された部分の反射波長領域を変換する変換工程、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】
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、光配向膜を塗布する配向層塗布工程、および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行うことが好ましい。
【００９７】
以下に、本発明の積層型カラーフィルター１４の構成例について、より具体的に説明する。本発明の本質は、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２を組み合わせることで、多数の分光特性を持ったカラーフィルターを簡便に得ることであり、その組み合わせ方については何ら限定されることはない。本発明は以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、自由に構成を変えることができる。
【００９８】
なお、以下に例示する分光特性の図は、吸収型カラーフィルターと反射型カラーフィルターの組み合わせによる分光特性の変化を説明するための概念図であり、実際のスペクトル形状とは異なる。
【００９９】
吸収型カラーフィルター３０は、例えば、赤、青および緑の３原色のカラーフィルターである。吸収型カラーフィルター３０は、図３に示すように、赤波長領域３０Ｒ、緑波長領域３０Ｇおよび青波長領域３０Ｂがベイヤー配列されている。赤波長領域３０Ｒ、緑波長領域３０Ｇおよび青波長領域３０Ｂは分光特性が異なる。
吸収型カラーフィルター３０は、複数の第１の区画３１を有する。第１の区画３１に、２つの緑波長領域３０Ｇ、１つの赤波長領域３０Ｒおよび１つの青波長領域３０Ｂが配置される。
吸収型カラーフィルター３０は、分光特性が異なる赤波長領域３０Ｒ、緑波長領域３０Ｇおよび青波長領域３０Ｂの３つの波長領域を有するが、吸収型カラーフィルター３０は、上述のように少なくとも２種の波長領域を有するものであればよい。
【０１００】
吸収型カラーフィルター３０の分光特性を図６に示す。図６に示すように、赤波長領域３０Ｒは分光特性３３Ｒを有し、緑波長領域３０Ｇは分光特性３３Ｇを有し、青波長領域３０Ｂは分光特性３３Ｂを有し、分光特性が異なる。
なお、図６においては、紫外線領域（すなわち青波長領域の左側）および赤外線領域（すなわち赤波長領域の右側）はいずれも透過率が低くなっている。実際にこのような分光特性を実現するためには、通常のカラーフィルターの赤、青および緑の各領域に紫外線吸収剤および赤外線吸収剤を含有させるか、通常の吸収型カラーフィルターと紫外線吸収層（すなわち紫外線カットフィルター）および赤外線吸収層（すなわち赤外線カットフィルター）を併用してもよい。これら併用する波長カットフィルターは、必ずしも吸収型カットフィルターと一体化している必要はなく、本発明の積層型カラーフィルターを用いた光学センサにおける測定対象物と、光を検出する撮像素子との間の任意の場所に配置されていればよい。
【０１０１】
赤波長領域３０Ｒは、例えば、可視光領域の長波長域の、波長５７０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色光を透過させ、赤色光以外の光を吸収する。緑波長領域３０Ｇは、例えば、可視光領域の中波長域の、波長４８０ｎｍ〜６００ｎｍの緑色光を透過させ、緑色光以外の光を吸収する。青波長領域３０Ｂは、可視光領域の短波長領域の、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を透過させ、青色光以外の光を吸収する。
【０１０２】
図１に示すように、反射型カラーフィルター３２と、吸収型カラーフィルター３０とにより積層型カラーフィルター１４が構成される。反射型カラーフィルター３２は、平坦化層２９上に配置されている。反射型カラーフィルター３２は、図２に示すように、複数の第２の区画３２ａを有する。吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２は、第１の区画３１（図３参照）と第２の区画３２ａ（図２参照）を一致させて積層されている。
図１に示すように、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２の間に、マイクロレンズ２８が設けられ、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２が積層されているが、これに限定されるものではなく、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２は直接接した状態で積層してもよい。
反射型カラーフィルター３２は、図１および図２に示すように、分光特性が異なる第１の波長領域３４と第２の波長領域３５の２つの波長領域を有する。
反射型カラーフィルター３２の第２の区画３２ａ毎に、第１の波長領域３４または第２の波長領域３５が配置されている。図２に示す反射型カラーフィルター３２では、隣接する第２の区画３２ａでは同じ波長領域が配置されていない。
【０１０３】
反射型カラーフィルター３２の第１の波長領域３４と第２の波長領域３５の分光特性を図５に示す。第１の波長領域３４は分光特性３４ａを有する。第１の波長領域３４は、分光特性３４ａに示すように、青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部を透過させない。
【０１０４】
第２の波長領域３５は分光特性３５ａを有する。第２の波長領域３５は、第１の波長領域３４よりも長波長側の光を透過させない。
第２の波長領域３５は、分光特性３５ａに示すように、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部を透過させない。このように、第１の波長領域３４と第２の波長領域３５は分光特性が異なる。反射型カラーフィルター３２は、重合性コレステリック液晶組成物が硬化されたものであることが好ましい。
【０１０５】
積層型カラーフィルター１４は、入射光側から見た場合、図４に示すようになる。図４に示す積層型カラーフィルター１４は、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２を合成したものである。図７および図８に積層型カラーフィルター１４の分光特性を示す。
図４に示すように、積層型カラーフィルター１４は、２つの第１の緑波長領域３０Ｇ１と、第１の青波長領域３０Ｂ１と、第１の赤波長領域３０Ｒ１とで１つの画素領域３１ａが構成される。また、２つの第２の緑波長領域３０Ｇ２と、第２の青波長領域３０Ｂ２と、第２の赤波長領域３０Ｒ２とで１つの画素領域３１ｂが構成される。このように２種の画素領域３１ａ、３１ｂを有する。
【０１０６】
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ａの分光特性は、図７に示すように、第１の青波長領域３０Ｂ１は分光特性３６Ｂ１を有する。第１の緑波長領域３０Ｇ１は分光特性３６Ｇ１を有する。第１の赤波長領域３０Ｒ１は分光特性３６Ｒ１を有する。
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｂの分光特性は、図８に示すように、第２の青波長領域３０Ｂ２は分光特性３６Ｂ２を有する。第２の緑波長領域３０Ｇ２は分光特性３６Ｇ２を有する。第２の赤波長領域３０Ｒ２は分光特性３６Ｒ２を有する。
【０１０７】
図６、図７および図８に示す分光特性から、積層型カラーフィルター１４は、赤、青および緑の３原色のカラーフィルターに比して、赤波長領域、緑波長領域および青波長領域、について、それぞれ異なる波長領域の光を透過させることができる。すなわち、多階調化することができる。吸収型カラーフィルター３０が３種の波長領域を有し、反射型カラーフィルター３２が２種の波長領域を有しており、積層型カラーフィルター１４は６階調である。積層型カラーフィルター１４の種数は、吸収型カラーフィルター３０の波長領域の種数と、反射型カラーフィルター３２の種数の合計よりも多い。これにより、光学センサ１０では、３原色で表されるカラー画像に加えて、特定の波長域の情報を取得することができる。例えば、緑波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。赤波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。
【０１０８】
本発明においては、ｍ種の波長領域を有する吸収型カラーフィルター３０とｎ種の波長領域を有する反射型カラーフィルター３２が、それぞれの波長領域を異なる組み合わせで重ね合わせることで、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２それぞれのカラーフィルターの波長領域の種数（ｍ、ｎ）を上回る波長領域の種数ｐを得ることができる。このとき生じる波長領域の種数ｐの最大値はｍ×ｎとなる。
ここで、反射型カラーフィルターが遮蔽できる帯域は、１５０ｎｍ程度と限界がある、このため、積層型カラーフィルター１４を反射型カラーフィルターと反射型カラーフィルターの組合せとした場合、特定の波長以外の領域をすべて遮蔽する必要がある。反射型カラーフィルターにおいて、特定の波長以外の領域を遮断するには相当数の積層をする必要があり、構成および作製の点で煩雑になる。
【０１０９】
次に、積層型カラーフィルター１４の製造方法について、より具体的に説明する。吸収型カラーフィルター３０は、例えば、３原色のカラーフィルターであり、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子に利用されるものと同様の製造方法で製造することができるため、その詳細な説明は省略する。
反射型カラーフィルター３２の製造方法について、図９〜図１６に基づいて説明する。
図９〜図１６は、本発明の実施形態の積層型カラーフィルターの製造方法を工程順に示す模式的斜視図である。
【０１１０】
図９に示すように、基板４０上に下地層４２を形成し、下地層４２上に、光異性化基を有する右捩れキラル剤を含有する重合性液晶組成物を用いて反射層４４、すなわち、液晶組成物層を形成したものを用意する。次に、図１０に示すように、反射層４４上に、予め定められたパターンを有する露光マスク４６を配置する。そして、露光マスク４６上から光Ｌ１を反射層４４上に照射し、露光領域４５を露光する。これにより、露光領域４５ではキラル剤の光異性化が起こり、それに伴って反射する光の波長が変化する。なお、図１０はパターニングの様子を模式的に表わしたものであり、実際の光学センサの製造においては、ｉ線ステッパー等を用いて微小パターンを形成するため、露光マスク４６と反射層４４の間に複数のレンズ等からなる光学系が存在する。
【０１１１】
露光マスク４６を外した後、図１１に示すように、反射層４４全面に光Ｌ２を照射する。これにより、コレステリック液晶組成物が重合固定化され、反射層４４における反射する光の波長が固定され、図１２に示すように、反射する光の波長が異なる第１の領域４７と第２の領域４８を有する右円偏光反射型カラーフィルター４９ａが得られる。光Ｌ１と光Ｌ２は、いずれも紫外光であり、光Ｌ２の方が光Ｌ２よりも光強度が高い。また、光Ｌ２による重合固定化を促進するために、図１１の工程を窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
下地層４２は、コレステリック液晶組成物を水平配向させるための層である。配向の均一化を図るために、下地層４２は光配向膜であることが好ましく、予め直線偏光を照射することで、液晶に対する配向規制力を与えることができ、均一な反射層を得ることができる。
【０１１２】
上述の右円偏光反射型カラーフィルター４９ａと同様にして、反射する光の波長が異なる第１の領域４７ａ（図１６参照）と第２の領域４８ａ（図１６参照）を有する左円偏光反射型カラーフィルター４９ｂ（図１６参照）を、右円偏光反射型カラーフィルター４９ａ上に作製する。
左円偏光反射型カラーフィルター４９ｂ（図１６参照）は、図１３に示すように、異性化基を有する左捩れキラル剤を含有する重合性液晶組成物を用いて反射層４４ａを形成する点以外は、右円偏光反射型カラーフィルター４９ａと同様に作製することができる。
【０１１３】
図１４に示すように、反射層４４ａ上に、上述の露光マスク４６を配置する。そして、露光マスク４６上から光Ｌ１を反射層４４ａ上に照射し、露光領域４５ａを露光する。これにより、露光領域４５ａではキラル剤の光異性化が起こり、それに伴って反射する光の波長が変化する。
なお、露光マスク４６は、右円偏光反射型カラーフィルター４９ａと同じ位置に配置しており、露光領域４５ａは上述の露光領域４５上である。また、図１６は、図１０と同じくパターニングの様子を模式的に表わしたものであり、上述のように露光マスク４６と反射層４４の間に複数のレンズ等からなる光学系が存在する。
【０１１４】
露光マスク４６を外した後、図１５に示すように、反射層４４ａ全面に光Ｌ２を照射する。これにより、コレステリック液晶組成物が重合固定化され、反射層４４ａにおける反射する光の波長が固定され、図１６に示すように、反射する光の波長が異なる第１の領域４７ａと第２の領域４８ａを有する左円偏光反射型カラーフィルター４９ｂが得られる。第１の領域４７ａは右円偏光反射型カラーフィルター４９ａの第１の領域４７上に、第２の領域４８ａは右円偏光反射型カラーフィルター４９ａの第２の領域４８上に形成される。この場合も、光Ｌ１と光Ｌ２は紫外光であり、光Ｌ２の方が光Ｌ２よりも光強度が高い。図１５の工程でも、光Ｌ２による重合固定化を促進するために、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
このようにして、図１６に示すように、右円偏光反射型カラーフィルター４９ａ上に左円偏光反射型カラーフィルター４９ｂを積層し、反射型カラーフィルター３２を得ることができる。
なお、反射型カラーフィルター３２は、光ＨＴＰ(Helical Twisting Power)変換技術を用いることで、同一素材で様々な分光特性を得ることができ、吸収型カラーフィルターのように対応する色素をそれぞれ開発する手間を省くことができる。
【０１１５】
積層型カラーフィルター１４において、反射型カラーフィルター３２は、図２に示す構成に限定されるものではなく、例えば、図１７に示す構成でもよい。図１７に示す反射型カラーフィルター５０は、複数の第２の区画５２を有し、分光特性が異なる４種の波長領域を有する。すなわち、反射型カラーフィルター５０は、分光特性が異なる第１の波長領域３４、第２の波長領域３５、第３の波長領域５３、および第４の波長領域５４を有する。
図１７の反射型カラーフィルター５０において、図２に示す反射型カラーフィルター３２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１１６】
反射型カラーフィルター５０も、上述の反射型カラーフィルター３２と同じく、吸収型カラーフィルター３０の第１の区画３１と、反射型カラーフィルター５０の第２の区画を一致させて積層される。
反射型カラーフィルター５０は、分光特性が異なる４種の波長領域から重複することなく選択され、かつそれぞれ２種の波長領域で構成された２組の波長領域を有する。２組の波長領域とは、図１７では、第１の波長領域３４と第３の波長領域５３で構成された第１の組と、第２の波長領域３５と第４の波長領域５４で構成された第２の組の２組である。反射型カラーフィルター５０の第２の区画５２毎に、上述の第１の組および第２の組のいずれかが配置されている。
この場合、第１の波長領域３４は青波長領域３０Ｂに対応する位置に配置され、第３の波長領域５３は緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置される。また、第２の波長領域３５は青波長領域３０Ｂおよび緑波長領域３０Ｇに対応する位置に配置され、第４の波長領域５４は赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置される。
【０１１７】
反射型カラーフィルター５０の第１の波長領域３４〜第４の波長領域５４の分光特性を図１８に示す。図１８において、図５に示す反射型カラーフィルター３２の分光特性と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１１８】
反射型カラーフィルター５０において、第１の波長領域３４は分光特性３４ａを有する。第１の波長領域３４は青波長領域３０Ｂを透過する光の一部を透過させない。第２の波長領域３５は分光特性３５ａを有する。第２の波長領域３５は、青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部とを透過させない。
第３の波長領域５３は分光特性５３ａを有する。第３の波長領域５３は、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部とを透過させない。
第４の波長領域５４は分光特性５４ａを有する。第４の波長領域５４は、第３の波長領域５３よりも赤波長領域３０Ｒを透過する光の長波長側の光を透過させない。
【０１１９】
反射型カラーフィルター５０と上述の吸収型カラーフィルター３０を用いた積層型カラーフィルター１４は、図１９に示すように、２つの第３の緑波長領域３０Ｇ３と、第１の青波長領域３０Ｂ１と、第３の赤波長領域３０Ｒ３とで１つの画素領域３１ｃが構成される。また、２つの第２の緑波長領域３０Ｇ２と、第２の青波長領域３０Ｂ２と、第４の赤波長領域３０Ｒ４とで１つの画素領域３１ｄが構成される。このように２種の画素領域３１ｃ、３１ｄを有する。
【０１２０】
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｃの分光特性は、図２０に示すように、第１の青波長領域３０Ｂ１は分光特性３６Ｂ１を有する。第２の青波長領域３０Ｂ２は分光特性３６Ｂ２を有する。第２の青波長領域３０Ｂ２の方が、第１の青波長領域３０Ｂ１よりも短波長側の光を透過させる。
第２の緑波長領域３０Ｇ２は分光特性３６Ｇ２を有する。第３の緑波長領域３０Ｇ３は分光特性３６Ｇ３を有する。第３の緑波長領域３０Ｇ３の方が、第２の緑波長領域３０Ｇ２よりも短波長側の光を透過させる。
第３の赤波長領域３０Ｒ３は分光特性３６Ｒ３を有する。第４の赤波長領域３０Ｒ４は分光特性３６Ｒ４を有する。第４の赤波長領域３０Ｒ４の方が、第３の赤波長領域３０Ｒ３よりも短波長側の光を透過させる。
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｄの分光特性は、図２０に示すように、第２の青波長領域３０Ｂ２は分光特性３６Ｂ２を有する。第２の緑波長領域３０Ｇ２は分光特性３６Ｇ２を有する。第４の赤波長領域３０Ｒ４は分光特性３６Ｒ４を有する。
【０１２１】
図６および図２０に示す分光特性から、積層型カラーフィルター１４は、赤、青および緑の３原色のカラーフィルターに比して、赤波長領域、緑波長領域および青波長領域、について、それぞれ異なる波長領域の光を透過させることができる。すなわち、多階調化することができる。積層型カラーフィルター１４は６階調である。これにより、例えば、青波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。緑波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。赤波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。
【０１２２】
積層型カラーフィルター１４において、反射型カラーフィルター３２は、図２に示す構成に限定されるものではなく、例えば、図２１に示す構成でもよい。図２１に示す反射型カラーフィルター５１は、複数の第２の区画５２を有し、分光特性が異なる８種の波長領域を有する。
図２１の反射型カラーフィルター５１において、図２に示す反射型カラーフィルター３２と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図２１に示す反射型カラーフィルター５１も、上述の反射型カラーフィルター３２と同じく、吸収型カラーフィルター３０の第１の区画３１と、反射型カラーフィルター５０の第２の区画５２を一致させて積層される。
反射型カラーフィルター５１は、分光特性が異なる８種の波長領域から重複することなく選択され、かつそれぞれ２種の波長領域で構成された４組の波長領域を有する。
４組の波長領域として、図２１では、第１の波長領域３４と第５の波長領域５５で構成された第１の組を有し、この場合、第１の波長領域３４は青波長領域３０Ｂに対応する位置に配置され、第５の波長領域５５は緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置される。
また、第２の波長領域３５と第６の波長領域５６で構成された第２の組を有し、この場合、第２の波長領域３５は青波長領域３０Ｂに対応する位置に配置され、第６の波長領域５６は緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置される。
また、第３の波長領域５３と第７の波長領域５７で構成された第３の組を有し、この場合、第７の波長領域５７は赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置され、第７の波長領域５７は青波長領域３０Ｂおよび緑波長領域３０Ｇに対応する位置に配置される。
また、第４の波長領域５４と第８の波長領域５８で構成された第４の組を有し、この場合、第８の波長領域５８は赤波長領域３０Ｒに対応する位置に配置され、第８の波長領域５８は青波長領域３０Ｂおよび緑波長領域３０Ｇに対応する位置に配置される。
【０１２３】
反射型カラーフィルター５１の第１の波長領域３４〜第８の波長領域５８の分光特性を図２２および図２３に示す。図２２および図２３において、図５に示す反射型カラーフィルター３２の分光特性と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【０１２４】
反射型カラーフィルター５１において、図２２に示すように第１の波長領域３４は分光特性３４ａを有する。第１の波長領域３４は青波長領域３０Ｂを透過する光の一部を透過させない。第３の波長領域５３は分光特性５３ａを有する。第３の波長領域５３は青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部とを透過させない。
第５の波長領域５５は分光特性５５ａを有する。第５の波長領域５５は、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部とを透過させない。
第７の波長領域５７は分光特性５７ａを有する。第７の波長領域５７は、赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部を透過させない。
【０１２５】
図２３に示すように第２の波長領域３５は分光特性３５ａを有する。第２の波長領域３５は第１の波長領域３４よりも青波長領域３０Ｂを透過する光の長波長側の光を透過させない。
第４の波長領域５４は分光特性５４ａを有する。第４の波長領域５４は青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部とを透過させない。第４の波長領域５４は第３の波長領域５３よりも長波長側の光を透過させない。
第６の波長領域５６は分光特性５６ａを有する。第６の波長領域５６は、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部とを透過させない。第６の波長領域５６は第５の波長領域５５よりも長波長側の光を透過させない。
第８の波長領域５８は分光特性５８ａを有する。第８の波長領域５８は、赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部を透過させる。第８の波長領域５８は第７の波長領域５７よりも長波長側の光を透過させる。
【０１２６】
反射型カラーフィルター５１と上述の吸収型カラーフィルター３０を用いた積層型カラーフィルター１４は、図２４に示すように、２つの第５の緑波長領域３０Ｇ５と、第１の青波長領域３０Ｂ１と、第５の赤波長領域３０Ｒ５とで１つの画素領域３１ｅが構成される。また、２つの第６の緑波長領域３０Ｇ６と、第２の青波長領域３０Ｂ２と、第６の赤波長領域３０Ｒ６とで１つの画素領域３１ｆが構成される。
２つの第３の緑波長領域３０Ｇ３と、第３の青波長領域３０Ｂ３と、第７の赤波長領域３０Ｒ７とで１つの画素領域３１ｇが構成される。２つの第４の緑波長領域３０Ｇ４と、第４の青波長領域３０Ｂ４と、第８の赤波長領域３０Ｒ８とで１つの画素領域３１ｈが構成される。このように４種の画素領域３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈを有する。
【０１２７】
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｅの分光特性は、図２５に示すように、第１の青波長領域３０Ｂ１は分光特性３６Ｂ１を有する。第５の緑波長領域３０Ｇ５は分光特性３６Ｇ５を有する。第５の赤波長領域３０Ｒ５は分光特性３６Ｒ５を有する。
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｆの分光特性は、図２６に示すように、第２の青波長領域３０Ｂ２は分光特性３６Ｂ２を有する。第６の緑波長領域３０Ｇ６は分光特性３６Ｇ６を有する。第６の赤波長領域３０Ｒ６は分光特性３６Ｒ６を有する。
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｇの分光特性は、図２５に示すように、第３の青波長領域３０Ｂ３は分光特性３６Ｂ３を有する。第３の緑波長領域３０Ｇ３は分光特性３６Ｇ３を有する。第７の赤波長領域３０Ｒ７は分光特性３６Ｒ７を有する。
積層型カラーフィルター１４の画素領域３１ｈの分光特性は、図２６に示すように、第４の青波長領域３０Ｂ４は分光特性３６Ｂ４を有する。第４の緑波長領域３０Ｇ４は分光特性３６Ｇ４を有する。第８の赤波長領域３０Ｒ８は分光特性３６Ｒ８を有する。
【０１２８】
図６、図２５および図２６に示す分光特性から、積層型カラーフィルター１４は、赤、青および緑の３原色のカラーフィルターに比して、赤波長領域、緑波長領域および青波長領域、について、それぞれ異なる波長領域の光を透過させることができる。すなわち、多階調化することができる。積層型カラーフィルター１４は１２階調である。この場合も、積層型カラーフィルター１４の種数は、吸収型カラーフィルター３０の波長領域の種数と、反射型カラーフィルター５１の種数の合計よりも多い。これにより、例えば、青波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。緑波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。赤波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。
【０１２９】
図１に示す光学センサ１０は、上述のように３原色の吸収型カラーフィルター３０を用いたが、これに限定されるものではなく、図２７に示す光学センサ１１のように赤外光を検出可能なものであってもよい。
図２７に示す光学センサ１１において、図１に示す光学センサ１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図２７は本発明の実施形態のカラーフィルターを有する光学センサの他の構成を示す模式的断面図であり、図２８は本発明の実施形態のカラーフィルターの吸収型カラーフィルターの他の構成を示す模式図であり、図２９は本発明の実施形態のカラーフィルターの反射型カラーフィルターの他の構成を示す模式図である。図３０は本発明の実施形態のカラーフィルターの吸収型カラーフィルターの分光特性を示すグラフであり、図３１は本発明の実施形態のカラーフィルターの反射型カラーフィルターの分光特性を示すグラフである。
【０１３０】
光学センサ１１は、図１に示す光学センサ１０に比して、赤外光を検出可能である点が異なり、フォトダイオード２４は赤外光に対して感度を有する。また、光学センサ１１は、図１に示す光学センサ１０に比して、吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２の構成が異なる。
吸収型カラーフィルター３０は、図２８に示すように、４つの帯状の第１の区画３１を有する。第１の区画３１に、それぞれ青波長領域３０Ｂと緑波長領域３０Ｇと赤波長領域３０Ｒと赤外波長領域３０ＩＲが、この順で配置されている。赤外波長領域３０ＩＲは、図３０に示す分光特性３３ＩＲを有する。赤外波長領域３０ＩＲでは、青波長領域３０Ｂの光と緑波長領域３０Ｇの光と赤波長領域３０Ｒの光を透過させずに、赤波長領域３０Ｒよりも長波長側の光だけを透過させる。赤外波長領域３０ＩＲを透過した赤外光が、赤外波長領域３０ＩＲの下にあるフォトダイオード２４に到達し、フォトダイオード２４にて赤外光が検出される。光学センサ１１では、３原色のカラー画像と、赤外光画像を得ることができる。
【０１３１】
赤外波長領域３０ＩＲは、可視光をカットして近赤外光を透過する可視光カットフィルターで構成することができる。可視光カットフィルターは可視光全域を吸収するための複数の色素を含有する。近赤外光とは、波長７８０ｎｍ〜２０００ｎｍ程度の光のことである。なお、上述したように、青波長領域３０Ｂ、緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒそれぞれの分光特性を実現するためには、赤外線吸収剤または赤外線吸収層の併用が必要となるが、赤外波長領域３０ＩＲにおいては、赤外線を透過する必要があることから、赤外線吸収剤を青波長領域３０Ｂ、緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒにのみ含有させるか、赤外線吸収層を青波長領域３０Ｂ、緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒにのみ重なるように配置する必要がある。赤外線吸収層を青波長領域３０Ｂ、緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒにのみ重なるように配置する場合は、赤外波長領域３０ＩＲに赤外線吸収層が重ならないように、何らかの方法で赤外線吸収層をパターニングする必要があるが、斜め光による画素間の混色（クロストーク）の影響を考えるとなるべく近接した位置に設置することが好ましい。パターニング方法については、リソグラフィーおよびエッチング等の手法の他に、本発明に用いられている光反応性キラル剤を用いた波長変換パターニングも利用可能である。
【０１３２】
反射型カラーフィルター３２は、図２９に示すように、第１の波長領域３４〜第１０の波長領域６０の１０種の波長領域を有する。
第１の波長領域３４および第２の波長領域３５は、吸収型カラーフィルター３０の青波長領域３０Ｂに対応する位置に配置される。
第３の波長領域５３および第４の波長領域５４は、吸収型カラーフィルター３０の青波長領域３０Ｂおよび緑波長領域３０Ｇに跨り、かつ重なる位置に配置される。
第５の波長領域５５および第６の波長領域５６は、吸収型カラーフィルター３０の緑波長領域３０Ｇおよび赤波長領域３０Ｒに跨り、かつ重なる位置に配置される。
第７の波長領域５７および第８の波長領域５８は、吸収型カラーフィルター３０の赤波長領域３０Ｒおよび赤外波長領域３０ＩＲに跨り、かつ重なる位置に配置される。
第９の波長領域５９および第１０の波長領域６０は、吸収型カラーフィルター３０の青波長領域３０Ｂに重なる位置に配置される。
【０１３３】
図３１に示すように、第１の波長領域３４は分光特性３４ａを有する。第１の波長領域３４は、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部を透過させない。
第３の波長領域５３は分光特性５３ａを有する。第３の波長領域５３は、青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部とを透過させない。
第５の波長領域５５は分光特性５５ａを有する。第５の波長領域５５は、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部とを透過させない。
第７の波長領域５７は分光特性５７ａを有する。第７の波長領域５７は、赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部と赤外波長領域３０ＩＲを透過する光の一部を透過させない。
第９の波長領域５９は分光特性５９ａを有する。第９の波長領域５９は、赤外波長領域３０ＩＲを透過する光の一部を透過させない。
【０１３４】
図３２に示すように、第２の波長領域３５は分光特性３５ａを有する。第２の波長領域３５は、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部を透過させない。
第４の波長領域５４は分光特性５４ａを有する。第４の波長領域５４は、青波長領域３０Ｂを透過する光と緑波長領域３０Ｇを透過する光が重なる領域を含め、青波長領域３０Ｂを透過する光の一部と緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部とを透過させない。
第６の波長領域５６は分光特性５６ａを有する。第６の波長領域５６は、緑波長領域３０Ｇを透過する光と赤波長領域３０Ｒを透過する光が重なる領域を含め、緑波長領域３０Ｇを透過する光の一部と赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部とを透過させない。
第８の波長領域５８は分光特性５８ａを有する。第８の波長領域５８は、赤波長領域３０Ｒを透過する光の一部と赤外波長領域３０ＩＲを透過する光の一部を透過させない。
第１０の波長領域６０は分光特性６０ａを有する。第１０の波長領域６０は、赤外波長領域３０ＩＲを透過する光の一部を透過させない。
【０１３５】
上述の吸収型カラーフィルター３０と反射型カラーフィルター３２とを用いた積層型カラーフィルター１４は、図３３に示すように、第１の青波長領域３０Ｂ１〜第４の青波長領域３０Ｂ４で１つの画素領域３７ａが構成され、第３の青波長領域３０Ｂ３〜第６の青波長領域３０Ｂ６で１つの画素領域３７ｂが構成され、第５の赤波長領域３０Ｒ５〜第８の赤波長領域３０Ｒ８で１つの画素領域３７ｃが構成され、第７の赤外波長領域３０ＩＲ７〜第１０の赤外波長領域３０ＩＲ１０で１つの画素領域３７ｄが構成される。
【０１３６】
図３４に示すように、積層型カラーフィルター１４の第１の青波長領域３０Ｂ１は分光特性３６Ｂ１を有する。第３の青波長領域３０Ｂ３は分光特性３６Ｂ３を有する。第３の緑波長領域３０Ｇ３は分光特性３６Ｇ３を有する。第５の緑波長領域３０Ｇ５は分光特性３６Ｇ５を有する。第５の赤波長領域３０Ｒ５は分光特性３６Ｒ５を有する。第７の赤波長領域３０Ｒ７は分光特性３６Ｒ７を有する。
第７の赤外波長領域３０ＩＲ７は分光特性３６ＩＲ７を有する。第９の赤外波長領域３０ＩＲ９は分光特性３６ＩＲ９を有する。
【０１３７】
図３５に示すように、積層型カラーフィルター１４の第２の青波長領域３０Ｂ２は分光特性３６Ｂ２を有する。第４の青波長領域３０Ｂ４は分光特性３６Ｂ４を有する。第４の緑波長領域３０Ｇ４は分光特性３６Ｇ４を有する。第６の緑波長領域３０Ｇ６は分光特性３６Ｇ６を有する。第６の赤波長領域３０Ｒ６は分光特性３６Ｒ６を有する。第８の赤波長領域３０Ｒ８は分光特性３６Ｒ８を有する。
第８の赤外波長領域３０ＩＲ８は分光特性３６ＩＲ８を有する。第１０の赤外波長領域３０ＩＲ１０は分光特性３６ＩＲ１０を有する。
【０１３８】
図３０、図３４および図３５に示す分光特性から、積層型カラーフィルター１４は、赤、青および緑の３原色と赤外波長領域のカラーフィルターに比して、赤波長領域、青波長領域、および緑波長領域ならびに赤外波長領域について、それぞれ異なる波長領域の光を透過させることができる。すなわち、多階調化することができる。積層型カラーフィルター１４は１６階調である。この場合も、積層型カラーフィルター１４の種数は、吸収型カラーフィルター３０の波長領域の種数と、反射型カラーフィルター３２の種数の合計よりも多い。これにより、例えば、青波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。緑波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。赤波長領域において、特定の波長領域を検出することができる。赤外波長領域においても、特定の波長領域を検出することができる。
【０１３９】
上述の反射型カラーフィルターは、いずれも１層としたが、これに限定されるものではなく、複数層でもよい。例えば、図１７に示す反射型カラーフィルター５０を、図３６に示す第１の反射型フィルター５０ａと、図３７に示す第２の反射型フィルター５０ｂとで構成し、かつ第１の反射型フィルター５０ａと第２の反射型フィルター５０ｂを積層したものとしてもよい。例えば、第１の反射型フィルター５０ａは右円偏光反射特性を有するものであり、第２の反射型フィルター５０ｂは左円偏光反射特性を有するものである。
【０１４０】
図３６の第１の反射型フィルター５０ａは、図１７に示す反射型カラーフィルター５０の第２の波長領域３５と第３の波長領域５３を有するものであり、複数の波長領域を有する。この場合、第１の反射型フィルター５０ａは、複数の第２の区画６２を有し、第２の区画６２毎に、第２の波長領域３５または第３の波長領域５３が配置されている。
図３７に示す第２の反射型フィルター５０ｂは、図１７に示す反射型カラーフィルター５０の第１の波長領域３４と第４の波長領域５４を有するものである。この場合でも、第２の反射型フィルター５０ｂは、複数の第２の区画６４を有し、第２の区画６４毎に、第１の波長領域３４または第４の波長領域５４は配置されている。
第１の反射型フィルター５０ａの第２の区画６２と、第２の反射型フィルター５０ｂの第２の区画６４を一致させて、第１の反射型フィルター５０ａと第２の反射型フィルター５０ｂを積層することにより、図１７に示す反射型カラーフィルター５０と同じ構成となり、反射型カラーフィルター５０と同様の機能を有する。
なお、第１の反射型フィルター５０ａと第２の反射型フィルター５０ｂを用いることで、第１の反射型フィルター５０ａと第２の反射型フィルター５０ｂは波長領域の種数が少ないため、製造する際の露光回数を減らすことができ、製造工程を簡素化することができる。
【０１４１】
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のカラーフィルター、キット、カラーフィルターの製造方法および光学センサについて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【実施例】
【０１４２】
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。【０１４３】
[反射型カラーフィルターの作製]
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カラー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。【０１４４】
＜塗布液（Ｒ１）の調製＞
化合物（９）、化合物（１１）、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（９）および化合物（１１）は、上述した例示化合物に該当し、化合物（１１）のＸ１は２である。
・化合物（９）                                            ８０質量部
・化合物（１１）                                          ２０質量部
・下記光反応性右旋回性キラル剤１                        ５．４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【０１４５】
【化２２】
0006641009.tif 000023
【０１４６】
【化２３】
0006641009.tif 000024
【０１４７】
＜塗布液（Ｒ２）の調製＞
塗布液Ｒ１の調製における光反応性右旋回キラル剤１を下記光反応性左旋回性キラル剤１に変更した以外は、同様の組成にて、塗布液（Ｌ２）を調製した。【０１４８】
【化２４】
0006641009.tif 000025
【０１４９】
＜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。【０１５０】
＜反射型カラーフィルター（ＲＣＦ１）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、領域Ｆ１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２ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を５０秒間（１００ｍＪ／ｃｍ２）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、窒素雰囲気下でフォトマスクを介して、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０秒間照射し、領域Ｆ１とは異なる領域Ｆ２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２ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を５０秒間（１００ｍＪ／ｃｍ２）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、窒素雰囲気下でフォトマスクを介して、照度３０ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を１０秒間照射し、領域Ｆ１および領域Ｆ２とは異なる領域Ｆ３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２ｍＷ／ｃｍ２のＵＶ光を５０秒間（１００ｍＪ／ｃｍ２）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、領域Ｆ１、領域Ｆ２および領域Ｆ３とは異なる領域Ｆ４の配向を固定化することで、反射型カラーフィルターＲＣＦ１を作製した。領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４における分光変換のための照射量は、それぞれ０ｍＪ／ｃｍ２、１００ｍＪ／ｃｍ２、２００ｍＪ／ｃｍ２および３００ｍＪ／ｃｍ２となり、それぞれの部分における反射中心波長は４２６ｎｍ、４９６ｎｍ、５７２ｎｍ、および６４０ｎｍであった。【０１５１】
＜反射型カラーフィルター（ＬＣＦ１）の作製＞
反射型カラーフィルターＲＣＦ１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、反射型カラーフィルターＬＣＦ１を作製した。領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４それぞれの部分における反射中心波長は４２６ｎｍ、４９６ｎｍ、５７２ｎｍ、および６４０ｎｍであった。
＜積層型反射型カラーフィルター（ＲＬＣＦ１）の作製＞
反射型カラーフィルターＬＣＦ１の作製工程における基板を上述の作製した反射型カラーフィルターＲＣＦ１に変える以外は同様にして、積層型反射型カラーフィルターＲＬＣＦ１を作製した。フォトマスクを介した露光の際は、ＲＣＦ１の領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４の部分とＬＣＦ１の領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４の部分とがそれぞれ重なるように位置合わせをして、露光を行った。積層体の領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４のそれぞれの部分における反射中心波長は４２６ｎｍ、４９６ｎｍ、５７２ｎｍ、および６４０ｎｍであった。【０１５２】
＜吸収型カラーフィルターとの積層＞
積層型反射型カラーフィルターＲＬＣＦ１と吸収型カラーフィルターに用いられる赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の３原色のカラーフィルターとの積層による分光を測定した。積層型反射型カラーフィルターＲＬＣＦ１の領域Ｆ１おける分光は青波長領域の短波長側をカットし、領域Ｆ２における分光は青波長領域の長波長側および緑波長領域における短波長側をカットし、領域Ｆ３における分光は緑波長領域の長波長側および赤波長領域における短波長側をカットし、領域Ｆ４における分光は赤波長領域の長波長側をカットできることがわかった。すなわち、積層型反射型カラーフィルターＲＬＣＦ１と吸収型ＲＧＢカラーフィルターの特定の波長領域を重ね合わせることで、６波長領域に分割された分光特性を有する積層型カラーフィルターが実現できる。【０１５３】
本発明の作製方法を用いることで、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）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カラーフィルターを、上述の領域Ｆ１、領域Ｆ２、領域Ｆ３、および領域Ｆ４の部分とＲＧＢのカラーフィルターの各領域が、図３および図１７で示されるように形成し、さらに波長６５０〜１２００ｎｍの波長領域を遮断する公知の近赤外カット層を積層することで、本発明に記載の光学センサを作製できる。
【符号の説明】
【０１５４】
１０、１１  光学センサ
１２  センサ部
１４  カラーフィルター
２０  基板
２２  配線層
２４  フォトダイオード
２５  絶縁膜
２６  遮光膜
２８  マイクロレンズ
２９  平坦化層
３０  吸収型カラーフィルター
３０Ｂ  青波長領域
３０Ｂ１  第１の青波長領域
３０Ｂ２  第２の青波長領域
３０Ｂ３  第３の青波長領域
３０Ｂ４  第４の青波長領域
３０Ｂ６  第６の青波長領域
３０Ｇ  緑波長領域
３０Ｇ１  第１の緑波長領域
３０Ｇ２  第２の緑波長領域
３０Ｇ３  第３の緑波長領域
３０Ｇ４  第４の緑波長領域
３０Ｇ５  第５の緑波長領域
３０Ｇ６  第６の緑波長領域
３０ＩＲ  赤外波長領域
３０ＩＲ７  第７の赤外波長領域
３０ＩＲ８  第８の赤外波長領域
３０ＩＲ９  第９の赤外波長領域
３０ＩＲ１０  第１０の赤外波長領域
３０Ｒ  赤波長領域
３０Ｒ１  第１の赤波長領域
３０Ｒ２  第２の赤波長領域
３０Ｒ３  第３の赤波長領域
３０Ｒ４  第４の赤波長領域
３０Ｒ５  第５の赤波長領域
３０Ｒ６  第６の赤波長領域
３０Ｒ７  第７の赤波長領域
３０Ｒ８  第８の赤波長領域
３１  第１の区画
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３１ｈ  画素領域
３２  反射型カラーフィルター
３２ａ  第２の区画
３３Ｂ、３３Ｇ、３３ＩＲ、３３Ｒ  分光特性
３４  第１の波長領域
３４ａ、３５ａ  分光特性
３５  第２の波長領域
３６Ｂ１、３６Ｂ２、３６Ｂ３、３６Ｂ４  分光特性
３６Ｇ１、３６Ｇ２、３６Ｇ３、３６Ｇ４、３６Ｇ５、３６Ｇ６  分光特性
３６ＩＲ７、３６ＩＲ８、３６ＩＲ９、３６ＩＲ１０  分光特性
３６Ｒ１、３６Ｒ２、３６Ｒ３、３６Ｒ４、３６Ｒ５、３６Ｒ６、３６Ｒ７、３６Ｒ８  分光特性
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ  画素領域
４０  基板
４２  下地層
４４  反射層
４５、４５ａ  露光領域
４６  露光マスク
４７、４７ａ  第１の領域
４８、４８ａ  第２の領域
４９ａ  右円偏光反射型カラーフィルター
４９ｂ  左円偏光反射型カラーフィルター
５０、５１  反射型カラーフィルター
５０ａ  第１の反射型フィルター
５０ｂ  第２の反射型フィルター
５３  第３の波長領域
５３ａ、５４ａ、５５ａ、５６ａ、５７ａ、５８ａ、５９ａ、６０ａ  分光特性
５４  第４の波長領域
５５  第５の波長領域
５６  第６の波長領域
５７  第７の波長領域
５８  第８の波長領域
５９  第９の波長領域
６０  第１０の波長領域
６２、６４  第２の区画
Ｌ１、Ｌ２  光
【図１】
0006641009.tif 000031
【図２】
0006641009.tif 000032
【図３】
0006641009.tif 000033
【図４】
0006641009.tif 000034
【図５】
0006641009.tif 000035
【図６】
0006641009.tif 000036
【図７】
0006641009.tif 000037
【図８】
0006641009.tif 000038
【図９】
0006641009.tif 000039
【図１０】
0006641009.tif 000040
【図１１】
0006641009.tif 000041
【図１２】
0006641009.tif 000042
【図１３】
0006641009.tif 000043
【図１４】
0006641009.tif 000044
【図１５】
0006641009.tif 000045
【図１６】
0006641009.tif 000046
【図１７】
0006641009.tif 000047
【図１８】
0006641009.tif 000048
【図１９】
0006641009.tif 000049
【図２０】
0006641009.tif 000050
【図２１】
0006641009.tif 000051
【図２２】
0006641009.tif 000052
【図２３】
0006641009.tif 000053
【図２４】
0006641009.tif 000054
【図２５】
0006641009.tif 000055
【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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