JPWO2003062903A1 - 光学フィルターおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層を有してなり、薄く、各種の光学装置に対して好適に適用することのできる光学フィルターおよびその製造方法が開示されている。この光学フィルターは、非変形性の透明基板上に硬化接着層を介して設けられた複屈折性機能層および表面の樹脂の保護層を有してなり、複屈折性機能層は、複屈折性重合体フィルム、または複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが接着層を介して積層され、保護層の表面が光学的平面とされている。その製造方法では、透明基板上に複屈折性機能層形成材が紫外線硬化型接着剤層を介して配置され、その表面上に紫外線硬化型樹脂の保護層形成材料層が形成されたフィルター前駆体を形成し、これに光学的平面転写用部材をその光学的平面が保護層形成材料層に対接するよう配置して押圧した状態で紫外線を照射する。
Description
技 術 分 野
本発明は、例えば、ＣＣＤ素子（電荷結合素子）、ＭＯＳ素子（金属−酸化物−半導体素子）などよりなる撮像素子を始めとする光像処理装置、その他の光学装置に用いられる光学フィルターおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層を有する光学フィルターおよびその製造方法に関する。
背 景 技 術
一般に、ＣＣＤ素子やＭＯＳ素子などよりなる撮像素子を用いた撮像光学系においては、被写体光の高空間周波数成分を制限し、擬似信号の発生に伴う被写体による光とは異なる色光成分を除去するために、光学的ローパスフィルターを用いることが必要とされる。
このような光学的ローパスフィルターとしては、複屈折物質中における常光線と異常光線との分離による光学的ローパス特性を利用した、例えば水晶などによる複屈折型のものが多く使用されている。
しかしながら、水晶板による光学的ローパスフィルターを得るためには、水晶の単結晶を合成し、これに切削加工、研磨加工などの後加工を施すことが必要であり、これらの作業にはそれぞれ多大な時間および労力が必要である。しかも、水晶板は、屈折率の異方性がおよそ９×１０−３と小さいものであるので、所定の空間遮断周波数を有するものとするためには、水晶板の厚さを１〜２ｍｍと相当に大きくすることが必要となり、その結果、光学的ローパスフィルターの小型化および軽量化を図ることは困難である。
また、屈折率の異方性が大きい材料としては、方解石、ルチルなどが知られているが、これらは水晶と同様に無機材料であるため、単結晶の合成、後加工などに多大の時間および労力を要する問題がある。
一方、有機材料、特に高分子材料を用いると、これに延伸処理を行うことによって複屈折性を有するフィルムを得ることができる。しかしながら、光学的に均一なフィルムが得られる延伸条件下では、水晶以上に高い複屈折性を有するものを得ることが困難であり、また、屈折率異方性の方向を自由に設定することができず、実際上面内のほぼ０度に固定される、という問題点がある。
更に、液晶性を有する重合性単量体を用い、当該単量体の液晶分子を配向させた状態で重合させて硬化させることにより、複屈折性を有する重合体フィルムを得る方法が、例えば特開平５−２１５９２１号公報、特開平８−１２２７０８号公報、特開平８−２８３７１８号公報、特開２０００−１７８２３３号公報などにより、提案されている。
従来、このような重合体フィルムをフィルター要素として実用に供する場合には、当該重合体フィルムは厚みが小さく、柔軟で自己保形性を有していないために、通常、重合体フィルムを２枚のガラス板の間に挟んでガラス板挟持型フィルターとすることが行われている。
一方、実際の光学装置において有用な光学的特性、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能を有するフィルター系を構成するためには、通常、複数のフィルターを多重に組合せることが必要である。
しかしながら、ガラス板挟持型フィルターを多重に組合せてフィルター系を構成する場合には、所期の光学的特性を得るために必要とされる重合体フィルムの占める厚さに比して、それらを保持するためのガラス板の数が多く、それが占める厚さの割合がきわめて大きいために全体が厚くなり、その重量も相当に大きいものとなる。従って、そのようなフィルター系を実際の光学装置に組み込むことが困難であり、例えば高い透明性を有する優れた光学的特性を有する重合体フィルムが開発されても、その特長が減殺されてしまう、という問題点がある。
発 明 の 開 示
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであって、その目的は、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層を有してなり、全体を薄く、各種の光学装置に対して好適に適用することのできる光学フィルターを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記のような光学フィルターを容易に製造することのできる方法を提供することにある。
本発明の光学フィルターは、非変形性を有する透明基板と、この透明基板の少なくとも一面上に硬化接着層を介して一体に設けられた複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層と、この複屈折性機能層の表面を覆うよう設けられた樹脂よりなる保護層とよりなり、
前記複屈折性機能層は、単一の複屈折性重合体フィルムにより、または、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが互いに硬化接着層を介して一体に積層されてなるフィルム積層体により、形成されており、
前記保護層の表面が光学的平面とされていることを特徴とする。
本発明の光学フィルターの製造方法は、非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、光学的ローパス機能を有する複屈折性重合体フィルムを含む複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする。
または、本発明の光学フィルターの製造方法は、非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、少なくとも１つの光学的ローパス機能を有する複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが紫外線硬化型接着剤層を介して積層されてなる複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材を構成する光学フィルム相互間の接着剤層、および複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする。
以上において、複屈折性重合体フィルムは、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを含有してなる重合性液晶組成物を重合して得られる、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることが好ましい。
また、透明基板として、赤外線非透過性および／または視感度補正機能を有するものを用いることができる。
以上の製造方法において、硬化処理工程は、フィルター前駆体を構成する複屈折性重合体フィルム、並びに、他の光学フィルムが用いられる場合にはその各々に張力が作用された状態で行うことも可能である。
本発明の光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、また、複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合あるいは複屈折性重合体フィルムと共に適宜の光学特性を有する他の光学フィルムを有する場合には、その構成に応じて全体として所望の光学的特性を発揮する光学フィルターを容易に提供することができる。
しかも、保護層の表面には、通常研磨等によって得られるガラスの光学的平面性と同様の光学的平面性が転写によって容易に得られることにより、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少なく、並びに、処理される画像に与える歪みが小さい点で優れた性能を得ることができる。併せて、複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために全体として１つの光学フィルターとして取り扱うことができ、従って各種の光学装置に適用あるいは装着する上で便利である。
液晶性単量体成分と架橋性単量体成分とを重合する方法によって製造される複屈折性重合体フィルムは、各単量体の種類を選択することにより、厚みが小さくてヘイズ値の小さい特長を有するものとなる。そして、本発明の構成によれば、このような複屈折性重合体フィルムを用いて複屈折性機能層を構成することにより、当該複屈折性重合体フィルムの特長を損なうことなしに、目的とする光学的性能を有する光学フィルターを確実に得ることができる。
また、透明基板として赤外線非透過性または視感度補正機能を有するものを用いることにより、複屈折性機能層による光学的作用に加えて、当該複屈折性機能層のみによっては実現が困難な光学的特性を容易に加重的に有する光学フィルターを提供することができる。
本発明の製造方法によれば、複屈折性機能層を構成する複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムが、平面に沿って延びる平板状の形態を有し、しわなどの局部的な変形の生じていない好適な状態を達成することができると共に、複屈折性機能層形成材の透明基板に対する一体的な接合、並びに、光学的平面を有する保護層の形成を同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
また、複屈折性機能層を複数の光学フィルムにより構成されたものとする場合には、当該複屈折性機能層の形成を、当該複屈折性機能層の透明基板に対する接合および保護層の形成と同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の光学フィルターの一例における構成を模式的に示す説明用断面図である。この例の光学フィルター１０は、３枚の光学フィルムが積層されて構成された積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターである。
この光学フィルター１０は、透明基板１２の表面上に、硬化接着層１４を介して、後述する構成のフィルム積層体２０により構成された複屈折性機能層が一体に設けられており、このフィルム積層体２０の表面上には、その露出面３１が光学的平面とされた保護層３０が形成されている。
透明基板１２は、非変形性あるいは剛性を有する平板状部材であり、その材料としては、有機材料または無機材料を用いることができる。
そして有機材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、セルロース、ポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂物質を挙げることができる。
また、無機材料の具体例としては、水晶、ニオブ酸リチウム、ルチルおよび方解石などの透明性複屈折材料、並びにガラス、シリコンなどを挙げることができる。
透明基板１２の厚さは、その材料の種類によっても異なるが、十分な非変形性を得るために、或る程度以上の厚さを有することが必要であり、例えば０．２〜１．０ｍｍの厚さとされる。
フィルム積層体２０は、第１の光学フィルムＦ１の表面に、第１の層間硬化接着層Ｂ１を介して第２の光学フィルムＦ２が接合されると共に、この第２の光学フィルムＦ２の表面に、第２の層間硬化接着層Ｂ２を介して第３の光学フィルムＦ３が接合されて構成された、一体のものである。
この図示の例において、第１の光学フィルムＦ１および第３の光学フィルムＦ３は、配向角が同一であるが配向方向が異なる複屈折性重合体フィルムであり、第２の光学フィルムＦ２は１／４波長板である。
ここに、「配向角」とは、フィルム面に対する光学軸のなす角度であり、「配向方向」とは、光学的ローパスフィルター効果を発現する像分離の方向あるいは複屈折性重合体フィルムにおける特定の基準辺と液晶骨格のなす角度である。
複屈折性機能層を構成する各光学フィルムの厚みは、特に制限されるものではなく、また種類によっても異なるが、高い透明性を確保するために小さいことが望ましく、例えば２０〜２００μｍの範囲とされる。
硬化接着層１４は、フィルム積層体２０を透明基板１２に一体に接合するものであり、高い透明性を有することが好ましい。
また、層間硬化接着層は、いずれも、関連する光学フィルムを一体に接合するものである。すなわち、第１の層間硬化接着層Ｂ１は、第１の光学フィルムＦ１と第２の光学フィルムＦ２を接合し、第２の層間硬化接着層Ｂ２は、第２の光学フィルムＦ２と第３の光学フィルムＦ３を接合するものである。これらの層間硬化接着層は高い透明性を有するものであることが好ましい。
保護層３０は、最上の光学フィルム、すなわち図示の例では第３の光学フィルムＦ３の表面上に層状に形成された樹脂または重合体よりなるものであって、その露出面３１が光学的平面とされている。この保護層３０も、高い透明性を有するものであることが好ましい。
ここで、「光学的平面」とは、単位面積（１ｃｍ２）当たりに観測されるニュートンリングの数が１０本以下であるような高い平坦性を有する表面をいう。
光学的平面を得るために用いられる光学的平面転写用部材としては通常ガラスの板を用いることができるが、求められる平面性に応じて光学研磨を行った平面性の高いレベルから通常のフロートガラスのレベル迄適宜使い分けることが可能である。
フィルム積層体２０を透明基板１２に接合する硬化接着層１４、フィルム積層体２０における各光学フィルム間を接合する硬化接着層（図の例では第１の層間硬化接着層Ｂ１および第２の層間硬化接着層Ｂ２）、並びに、樹脂よりなる保護層３０は、光学接着剤が硬化されて形成されたものである。
ここに、光学接着剤としては、例えば紫外線硬化型のものであって、その硬化物が優れた光透過性を有するもの、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤またはアクリル系接着剤などの接着剤を用いることが好ましい。
そのような光学的接着剤の具体例としては、例えば「ハードロックＯＰ」シリーズおよび「ハードロックＵＶ」シリーズのもの（電気化学工業株式会社製）、その他を挙げることができる。
複屈折性機能層は、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを備えることが必要であり、図示の例におけるように、複数の光学フィルムが用いられる場合には、そのうちの少なくとも１つまたは２つ以上が複屈折性重合体フィルムであることが必要である。この条件が満たされるのであれば、他の光学フィルムの数およびその種類については特に制限されるものではなく、従って、すべての光学フィルムが複屈折性重合体フィルムである構成、並びに、１枚またはそれ以上の複屈折性重合体フィルムと他の光学フィルムとが組合せられた構成のいずれであってもよい。
複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合に、それらの複屈折性重合体フィルムは、同一の光学的特性を有するものであっても、また異なる光学的特性を有するものであってもよい。
また、複屈折性重合体フィルム以外の他の光学フィルムの具体例としては、例えば１／４波長板、バンドパスフィルター、色補償板、その他の光学的特性を有する重合体フィルムを挙げることができる。
以上のような構成の光学フィルターによれば、複屈折性機能層は、複屈折性重合体フィルムを含む光学フィルムにより構成されていることにより、単一または複数の複屈折性重合体フィルムの光学異方性または複屈折性による光学的特性、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、あるいは更に、複屈折性重合体フィルムと他の光学フィルムによる光学的特性が並行して、またはそれらの光学的特性が互いに関連し合うことにより全体として実用的な光学的特性を有する光学フィルターを提供することができる。
図１の例の光学フィルターによれば、第１の光学フィルムＦ１および第３の光学フィルムＦ３の２枚の複屈折性重合体フィルムにより、入射光線が各々水平方向および垂直方向に常光線と異常光線とに分離され、これにより光学的ローパスフィルターとしての性能が発現されると共に、第２の光学フィルムＦ２として１／４波長板が組合せられていることにより、第１の光学フィルムＦ１を通過して常光線と異常光線とに分離された光線の偏光状態を、それぞれ円偏光とする作用が得られ、従って、この例の光学フィルターによれば、入射光線が水平方向および垂直方向に４点分離することにより、水平方向および垂直方向において光学的ローパスフィルター作用が発揮されることとなる。
また、この例のような構成の光学フィルターにおいては、１／４波長板による円偏光変換機能を有するために、水平方向および垂直方向における光線分離距離を互いに独立に制御することができ、従って光学的ローパスフィルターの遮断空間周波数状態を、水平方向および垂直方向において各々独立して実現することができる。
そして、保護層３０の表面が光学的平面３０Ａとされていることにより、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少なく、また画像歪みが少ないという優れた性能を得ることができると共に、フィルム積層体２０が、非変形性を有する透明基板１２に一体に設けられているため、全体として１つの部材として取り扱うことができ、従って、当該光学フィルターは、これを各種の光学装置に適用あるいは装着する上できわめて便利である。
本発明の光学フィルターにおいて積層型の複屈折性機能層を構成する光学フィルムの組合せの具体例を挙げると下記のとおりである。
（例１）
第１の光学フィルムＦ１：
配向角が４５度、配向方向が０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
第２の光学フィルムＦ２：
配向角が４５度、配向方向が４５度、厚さ７０μｍで光線分離距離が２．５μｍの複屈折性重合体フィルム
（例２）
第１の光学フィルムＦ１：
配向角が４５度、配向方向が０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
第２の光学フィルムＦ２：
１／４波長板の機能を有する重合体フィルム
第３の光学フィルムＦ３：
配向角が４５度、配向方向が９０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
（例３）
上記例２において、第２の光学フィルムＦ２として、配向角が４５度、配向方向が４５度、厚さ７０μｍで光線分離距離が２．５μｍの複屈折性重合体フィルムを用いたもの。
以上のような構成の光学フィルターは、例えば次のようにして製造することができる。
先ず、図２に示すように、透明基板１２を用意し、これに紫外線硬化型接着剤による下層接着剤層１４ａを形成し、この下層接着剤層１４ａ上に第１の光学フィルムＦ１を配置する。
次に図３に示すように、この第１の光学フィルムＦ１の上に紫外線硬化型接着剤による第１の層間接着剤層Ｂ１ａを形成し、この第１の層間接着剤層Ｂ１ａ上に第２の光学フィルムＦ２を配置し、この第２の光学フィルムＦ２の上に紫外線硬化型接着剤による第２の層間接着剤層Ｂ２ａを形成し、この第２の層間接着剤層Ｂ２ａ上に第３の光学フィルムＦ３を配置する。そしてこの第３の光学フィルムＦ３の上に紫外線硬化型接着剤による保護層形成材料層３０ａを形成する。
このようにして、透明基板１２の表面上に、下層接着剤層１４ａを介して、３枚の光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）と、２つの層間接着剤層（Ｂ１ａおよびＢ２ａ）とが積層されてなるフィルム積層体形成材２０ａが配置され、これにより、当該フィルム積層体形成材２０ａの表面に保護層形成材料層３０ａが形成された状態のフィルター前駆体１０ａを形成する。
このフィルター前駆体１０ａに対し、光学的平面４２を有するガラス板よりなる光学的平面転写用部材４０を、当該光学的平面４２が保護層形成材料層３０ａの表面に対接する状態に配置し（光学的平面転写用部材配置工程）、更に、当該光学的平面転写用部材４０により、フィルター前駆体１０ａの保護層形成材料層３０ａの上面を下方に押圧した状態で、透明基板１２および光学的平面転写用部材４０の一方または両方を介して、紫外線を照射する（硬化処理工程）。
上記の光学的平面転写用部材４０の光学的平面４２は、適宜の離型性処理が施されていることが好ましい。
この硬化処理工程により、下層接着剤層１４ａが硬化して硬化接着層１４が形成されると共に、２つの層間接着剤層（Ｂ１ａおよびＢ２ａ）が硬化して２つの層間硬化接着層（Ｂ１およびＢ２）が形成され、また、保護層形成材料層３０ａが硬化して保護層３０が形成される。
そして、３枚の光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）が２つの層間硬化接着層（Ｂ１およびＢ２）により相互に一体に接合された状態のフィルム積層体２０が、硬化接着層１４を介して透明基板１２に一体に接合されて複屈折性機能層が形成されると共に、同時に、光学的平面転写用部材４０の光学的平面４２の形状が転写されることにより保護層３０の表面が光学的平面とされ、もって目的とする積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターが製造される。
以上のような方法によれば、下層接着剤層１４ａ、すべての層間接着剤層（第１の層間接着剤層Ｂ１ａおよび第２の層間接着剤層Ｂ２ａ）、並びに、保護層形成材料層３０ａの全部を同時に紫外線の照射によって硬化させるので、単一の硬化処理工程により、硬化接着層１４、すべての層間接着剤層、並びに、保護層３０を形成することができ、しかも、これと同時に、保護層３０の表面に光学的平面が形成される。従って、簡単な方法により、高い効率で、積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターを製造することができる。
そして、本発明の製造方法では、フィルター前駆体１０ａにおけるフィルム積層体形成材２０ａが、光学的平面転写用部材４０により透明基板１２との間で下方に押圧された状態、すなわちフィルム積層体形成材２０ａを形成する各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）の局部的な変位が抑制された状態で紫外線の照射による硬化処理工程が行われるため、事実上、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に張力が作用された場合と同様の状態で、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）の両面に接している接着剤層、すなわち下層接着剤層１４ａ、第１の層間接着剤層Ｂ１ａ、第２の層間接着剤層Ｂ２ａ、および保護層形成材料層３０ａにおける接着剤の硬化が行われることとなる。その結果、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）にしわが生ずるなどの局部的変形が十分有効に抑制され、従って所期の光学的特性を有する光学フィルターを確実に製造することができる。
以上の硬化処理工程は、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に適宜の手段によって積極的に張力を作用させた状態で行うこともでき、この場合には、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に確実に所望の平坦な状態および平行な状態を保持させることができる。
各接着剤層（下層接着剤層１４ａ、層間接着剤層Ｂ１ａおよびＢ２ａ、並びに保護層形成材料層３０ａ）を形成する接着剤は、硬化処理工程の間、流動性の低い状態が維持されるものであることが好ましい。接着剤が流動性の高いものである場合には、硬化の進行に伴って局部的な接着剤の流れが生ずることにより、光学フィルムに局部的な変形が生ずる可能性が大きくなる。従って、十分な接合性が得られるのであれば、いわゆるグリーンシートと称される予備的または一次的硬化処理が施された接着剤シートを好ましく用いることもできる。
本発明において、複屈折性機能層は、複屈折性重合体フィルムよりなる光学フィルムにより構成される。この複屈折性重合体フィルムは、高い透明性を有することが好ましく、具体的には、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることが好ましい。
このような複屈折性重合体フィルムは、例えば、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを用いて光重合性液晶組成物を調製し、平板状の間隙による成型用空間が形成されたキャスト用ガラスセルの内部にこの光重合性液晶組成物を充填して薄層を形成し、この薄層に対し、室温（例えば２５℃）において、例えば３テスラ以上好ましくは５〜１０テスラの高い強度の平行磁場を所定の角度方向となるよう作用させて配向処理を行い、これにより液晶性単量体成分の液晶分子が配向された状態を得、この状態で、例えば紫外線を照射することにより、光重合性液晶組成物の薄層を光重合処理して硬化させて製造することができる。
以上において、光重合性液晶組成物の薄層に対する平行磁場の方向は、複屈折性の大きい重合体フィルムを得る場合には、薄層の面に対して例えば４５度またはその近傍とされることが好ましい。
光重合性液晶組成物の液晶性単量体成分を構成する単量体としては、例えば単官能アクリレート化合物または単官能メタクリレート化合物であって、室温において液晶相を示すものが好ましく用いられる。
また、架橋性単量体成分を構成する化合物としては、分子中に３つ以上のベンゼン核を有する多官能アクリレート化合物および多官能メタクリレート化合物であることが好ましく用いられる。
以上のような液晶性単量体成分および架橋性単量体成分よりなる光重合性液晶組成物によれば、平行磁場による配向処理において、架橋性単量体成分を構成する多ベンゼン核含有化合物により、液晶性単量体成分の配向状態が擾乱される程度が緩和される作用が発揮されるため、最終的に得られる複屈折性重合体フィルムは、きわめて高い透明性を有するものとなる。
そして、光重合処理が終了した後のセル複合体から成型用基板を取り外すことにより、複屈折性を有すると共に高い透明性を有する複屈折性重合体フィルムが得られる。
複屈折性重合体フィルムは、通常、その複屈折性、すなわち屈折率の異方性が大きいものであることが好ましく、具体的には、屈折率の異方性の下限値は、水晶の屈折率の異方性（０．００９）より大きい値、例えば０．０１以上、特に、０．０２以上であることが好ましい。このような条件を満たすものによれば、例えば目的とする光学フィルターが光学的ローパスフィルターである場合に、その薄型化を十分に図ることができ、撮像素子のための光学的ローパスフィルターとして好適なものとなる。
一方、当該屈折率の異方性の上限値は、液晶の安定性などの観点から０．３５以下、特に０．３以下であることが好ましい。
また、複屈折性重合体フィルムに対し、適当な補正板を組み合わせることにより、被写体光の常光線と異常光線の強度が同等となる特性の複合光学フィルターを得ることができる。このような補正板としては、一般的な１／４波長板を用いることができるが、非偏光のものとするために偏光解消板を用いることも有効である。これらの波長板としては、例えばポリカーボネート、ポリビニルアルコール、「アートン」（商品名）や「ゼオネックス」（商品名）として市販されているシクロオレフィン系重合体、その他により製造されたものを用いることができる。
本発明において用いる複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムは、光線透過率を高いものとするために、当該フィルムの２つの面の一方若しくは両方に、真空蒸着法、ディッピング法などにより無反射コーティング層が形成されたものであってもよい。また、完成した光学フィルターの表面に、必要に応じて、真空蒸着法あるいはディッピング法などにより、無反射コーティングを施すこともできる。
本発明においては、透明基板として、例えば、赤外線非透過性、視感度補正機能などの光学的特性を有するものを用いることができ、この場合には、複屈折性機能層による光学的特性に加えて、当該透明基板による光学的特性が同時に発揮されるため、実用上、一層好適な光学フィルターが得られる。
視感度補正機能を有するものとしては、例えば、リン酸ガラスに銅イオンが導入されたもの、ガラス基板表面に真空蒸着法によって光学多層膜が積層して形成された近赤外線遮断性干渉フィルター、その他が挙げられ、プラスチック製のものとしては、例えば、リン酸基含有アクリル系単量体およびこれと共重合可能な単量体からなる混合単量体を重合して得られる共重合体と、銅塩を主体とする金属塩とからなるもの（特開平６−１１８２２８号公報参照）、その他を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の光学フィルターは、透明基板上に複屈折性機能層が硬化接着層により一体に設けられたものであり、露出表面を形成する保護層の表面が光学的平面とされているので、複屈折性機能層における複屈折性重合体フィルムの作用、すなわち複屈折性による光学的ローパスフィルターとしての機能を含む実用上有用な光学的特性を発揮するものであり、しかも厚みが小さくて非常に軽量なものとすることができ、従って、ビデオカメラなどのＣＣＤ素子、ＭＯＳ素子などの撮像素子を利用した機器にきわめて好適に適用することができる。
以上においては、積層型の複屈折性機能層を有する本発明の光学フィルターについて具体的に説明したが、本発明において、複屈折性機能層が複数の光学フィルムを有してなる積層型であることは必須のことではない。すなわち、本発明においては、複屈折性機能層を単一の複屈折性重合体フィルムのみによって構成することもできる。この場合には、光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムが透明基板の上に硬化接着層を介して一体に接合され、当該複屈折性重合体フィルムの表面上に保護層が形成された構成とされる。
そして、このような構成の光学フィルターは、上記の複屈折性機能層が積層型である光学フィルターの製造方法に準ずる方法によって製造することができ、同様の効果を得ることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を意味する。
実施例１
（１）重合体フィルムＦＡの製造
＜光重合性液晶組成物の調製＞
下記の液晶性単量体成分の１００部に、下記の光重合開始剤の１部および酸化防止剤０．２部を添加して溶解させることにより、光重合性液晶組成物を調製した。
〔重合性単量体〕
下記の式（１）で示される化合物（Ａ）３５モル％および式（２）で示される化合物（Ｂ）３５モル％よりなる液晶性単量体成分と、式（３）で示される化合物（Ｃ）３０モル％よりなる架橋性単量体成分との組成物
式（１）化合物（Ａ）
式（２）化合物（Ｂ）
式（３）化合物（Ｃ）
〔光重合開始剤〕
ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキシドと、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトンとの質量比で１：３の混合物
（商品名「イルガキュア１８００」チバスペシャルケミカルズ社製）
〔酸化防止剤〕
１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ、３Ｈ、５Ｈ）トリオン
（商品名「アデカスタブＡＯ−２０」旭電化社製）
＜キャスト用ガラスセルの作製＞
図４に示すように、各々、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのガラスよりなる２枚の成型用基板５２、５２を０．１ｍｍの間隙を介して平行に対向させ、当該２枚の成型用基板５２、５２の外周面にわたってシール用テープ５４を共通に貼り付けることにより、直径４０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの円形のシールされた成型用空間を有するキャスト用ガラスセル５０を作製した。ここに用いられたガラス板は、通常の洗浄後に更にプラズマ洗浄処理されたものである。
＜光重合処理＞
上記の光重合性液晶組成物を、５０℃に温めておいた上記キャスト用ガラスセル５０の成型用空間内に注入することにより、光重合性液晶組成物の薄層Ｌを形成し、次いで、注入口をシール用テープでシールした後、遮光雰囲気中において５０℃に加温した。
図５に示すように、この光重合性液晶組成物が封入されたキャスト用ガラスセル５０を、強度が５テスラの平行磁場中であって、成形用基板５２の表面に対する磁力線の方向（図５において矢印Ｊで示す。）のなす角θが４５度となる角度状態に保持したセル台（図示せず）に載せて支持し、キャスト用ガラスセル５０の温度が２５℃に維持されるよう冷却しながら４分間保持することにより、光重合性液晶組成物中の液晶分子Ｍの配向処理を行い、その後、紫外線放射ランプにより１６ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を室温で６０秒間間照射して光重合性液晶組成物の光重合処理を行った。
＜光学異方性高分子フィルムの取得＞
以上のようにして得られた成型用複合体を温度８５℃のオーブン中に１５時間放置して後重合処理を行った後、室温にまで冷却し、得られたセル複合体のガラスセルを解体して、厚みが１００μｍの重合体フィルムＦＡを得た。
この重合体フィルムＦＡは、複屈折性を示し、像分離量は３．７μｍであり、ヘイズ値は１．２であってきわめて高い透明性を有するものであった。
（２）重合体フィルムＦＢ
上記の重合体フィルムＦＡの場合と全く同様の方法により製造された、同様の形状および特性を有するものを重合体フィルムＦＢとして用いた。
（３）光学フィルターの製造
図２および図３によって説明した方法に従い、厚さが０．５ｍｍの透明ガラス板を透明基板として用い、その上面上に、紫外線硬化型接着剤により下層接着剤層１４ａを形成し、その上に、上記の重合体フィルムＦＡを第１の光学フィルムとして配置した。
次いで、この重合体フィルムＦＡの上に、上記と同様の紫外線硬化型接着剤により第１の層間接着剤層Ｂ１ａを形成し、この第１の層間接着剤層Ｂ１ａ上に、１／４波長板としての機能を有するポリビニルアルコールよりなる厚さ１００μｍの重合体フィルムを第２の光学フィルムＦ２として配置し、この第２の光学フィルムＦ２上に、第１の層間接着剤層Ｂ１ａと同様にして第２の層間接着剤層Ｂ２ａを形成し、この第２の層間接着剤層Ｂ２ａ上に、上記の重合体フィルムＦＢを第３の光学フィルムＦ３として、その配向方向が第１の光学フィルムＦ１に対して９０度異なる状態で配置した。
更に、この重合体フィルムＦＢの上に、上記と同様の紫外線硬化型接着剤により、厚さ２０μｍの保護層形成材料層３０ａを形成し、これにより、フィルター前駆体１０ａを作製した。
得られたフィルター前駆体１０ａを傾斜支持面上に支持し、このフィルター前駆体１０ａに対して、ガラス板よりなる光学的平面転写用部材４０を配置してその光学的平面４２を保護層形成材料層３０ａの表面に対接させて光学的平面転写用部材配置工程を行った上、この光学的平面転写用部材４０を９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の押圧力で下方に押圧し、この状態で、透明基板１２および光学的平面転写用部材４０を介して、１００ｍｗ／ｃｍ２のエネルギー強度の紫外線を６０秒間照射して硬化処理工程を行い、これにより、図１に示された構成の光学フィルターを製造した。
このようにして得られた光学フィルターは、下層接着剤層１４ａによる硬化接着層１４の厚さが５μｍ、第１の層間硬化接着層Ｂ１および第２の層間硬化接着層Ｂ２の厚さが共に１０μｍ、保護層３０の厚さが１５μｍ、全体の合計厚さが８４０μｍのものであり、かつ、保護層３０の表面は光学的平面であって、縦１ｃｍ、横１ｃｍの任意の領域のニュートンリングの最大数を調べたところ５本であった。
また、この光学フィルターの光学的特性は、可視光線透過率が９０％、水平方向光線分離距離が３．５μｍ、垂直方向光線分離距離が３．５μｍであった。
発 明 の 効 果
本発明の光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、また、複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合あるいは複屈折性重合体フィルムと共に適宜の光学特性を有する他の光学フィルムを有する場合には、その構成に応じて全体として所望の光学的特性を発揮する光学フィルターを容易に提供することができる。
しかも、光学平面を有する光学的平面転写用部材を用いることによって容易に保護層の表面に光学的平面を導入することが可能で、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少ない点、並びに、処理される画像に与える歪みが小さい点で優れた性能を得ることができる。また併せて、複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために全体として１つの光学フィルターとして取り扱うことができ、従って各種の光学装置に適用あるいは装着する上で便利である。
液晶性単量体成分と架橋性単量体成分とを重合する方法によって製造される複屈折性重合体フィルムは、各単量体の種類を選択することにより、厚みが小さくてヘイズ値の小さい特長を有するものとなる。そして、本発明の構成によれば、このような複屈折性重合体フィルムを用いて複屈折性機能層を構成することにより、当該複屈折性重合体フィルムの特長を損なうことなしに、目的とする光学的性能を有する光学フィルターを確実に得ることができる。
また、透明基板として赤外線非透過性または視感度補正機能を有するものを用いることにより、複屈折性機能層による光学的作用に加えて、当該複屈折性機能層のみによっては実現が困難な光学的特性を容易に加重的に有する光学フィルターを提供することができる。
本発明の製造方法によれば、複屈折性機能層を構成する複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムが、平面に沿って延びる平板状の形態を有し、しわなどの局部的な変形の生じていない好適な状態を達成することができると共に、複屈折性機能層形成材の透明基板に対する一体的な接合、並びに、光学的平面を有する保護層の形成を同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
また、複屈折性機能層を複数の光学フィルムにより構成されたものとする場合には、当該複屈折性機能層の形成を、当該複屈折性機能層の透明基板に対する接合および保護層の形成と同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の光学フィルターの一例における構成を模式的に示す説明用断面図である。
図２は、図１の光学フィルターの製造過程における透明基板に下層接着剤層を設けた状態の説明用断面図である。
図３は、図１の光学フィルターの製造における光学的平面転写用部材配置工程および硬化処理工程に関する説明用断面図である。
図４は、複屈折性重合体フィルムを製造する好適な方法の一例を示す説明用断面図である。
図５は、光重合性液晶組成物における液晶化合物の液晶分子の配向処理についての説明図である。
〔符号の説明〕
１０ 光学フィルター
１０ａ フィルター前駆体
１２ 透明基板
１４ 硬化接着層
２０ フィルム積層体
２０ａ フィルム積層体形成材
３０ 保護層
３１ 露出面
Ｆ１ 第１の光学フィルム
Ｂ１ 第１の層間硬化接着層
Ｆ２ 第２の光学フィルム
Ｂ２ 第２の層間硬化接着層
Ｆ３ 第３の光学フィルム
１４ａ 下層接着剤層
Ｂ１ａ 第１の層間接着剤層
Ｂ２ａ 第２の層間接着剤層
３０ａ 保護層形成材料層
４２ 光学的平面
４０ 光学的平面転写用部材
５０ キャスト用ガラスセル
５２ 成型用基板
Ｍ 液晶分子（液晶骨格）
５４ シール用テープ
Ｌ 光重合性液晶組成物の薄層
Ｊ 磁力線の方向
本発明は、例えば、ＣＣＤ素子（電荷結合素子）、ＭＯＳ素子（金属−酸化物−半導体素子）などよりなる撮像素子を始めとする光像処理装置、その他の光学装置に用いられる光学フィルターおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層を有する光学フィルターおよびその製造方法に関する。
背 景 技 術
一般に、ＣＣＤ素子やＭＯＳ素子などよりなる撮像素子を用いた撮像光学系においては、被写体光の高空間周波数成分を制限し、擬似信号の発生に伴う被写体による光とは異なる色光成分を除去するために、光学的ローパスフィルターを用いることが必要とされる。
このような光学的ローパスフィルターとしては、複屈折物質中における常光線と異常光線との分離による光学的ローパス特性を利用した、例えば水晶などによる複屈折型のものが多く使用されている。
しかしながら、水晶板による光学的ローパスフィルターを得るためには、水晶の単結晶を合成し、これに切削加工、研磨加工などの後加工を施すことが必要であり、これらの作業にはそれぞれ多大な時間および労力が必要である。しかも、水晶板は、屈折率の異方性がおよそ９×１０−３と小さいものであるので、所定の空間遮断周波数を有するものとするためには、水晶板の厚さを１〜２ｍｍと相当に大きくすることが必要となり、その結果、光学的ローパスフィルターの小型化および軽量化を図ることは困難である。
また、屈折率の異方性が大きい材料としては、方解石、ルチルなどが知られているが、これらは水晶と同様に無機材料であるため、単結晶の合成、後加工などに多大の時間および労力を要する問題がある。
一方、有機材料、特に高分子材料を用いると、これに延伸処理を行うことによって複屈折性を有するフィルムを得ることができる。しかしながら、光学的に均一なフィルムが得られる延伸条件下では、水晶以上に高い複屈折性を有するものを得ることが困難であり、また、屈折率異方性の方向を自由に設定することができず、実際上面内のほぼ０度に固定される、という問題点がある。
更に、液晶性を有する重合性単量体を用い、当該単量体の液晶分子を配向させた状態で重合させて硬化させることにより、複屈折性を有する重合体フィルムを得る方法が、例えば特開平５−２１５９２１号公報、特開平８−１２２７０８号公報、特開平８−２８３７１８号公報、特開２０００−１７８２３３号公報などにより、提案されている。
従来、このような重合体フィルムをフィルター要素として実用に供する場合には、当該重合体フィルムは厚みが小さく、柔軟で自己保形性を有していないために、通常、重合体フィルムを２枚のガラス板の間に挟んでガラス板挟持型フィルターとすることが行われている。
一方、実際の光学装置において有用な光学的特性、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能を有するフィルター系を構成するためには、通常、複数のフィルターを多重に組合せることが必要である。
しかしながら、ガラス板挟持型フィルターを多重に組合せてフィルター系を構成する場合には、所期の光学的特性を得るために必要とされる重合体フィルムの占める厚さに比して、それらを保持するためのガラス板の数が多く、それが占める厚さの割合がきわめて大きいために全体が厚くなり、その重量も相当に大きいものとなる。従って、そのようなフィルター系を実際の光学装置に組み込むことが困難であり、例えば高い透明性を有する優れた光学的特性を有する重合体フィルムが開発されても、その特長が減殺されてしまう、という問題点がある。
発 明 の 開 示
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであって、その目的は、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層を有してなり、全体を薄く、各種の光学装置に対して好適に適用することのできる光学フィルターを提供することにある。
本発明の他の目的は、上記のような光学フィルターを容易に製造することのできる方法を提供することにある。
本発明の光学フィルターは、非変形性を有する透明基板と、この透明基板の少なくとも一面上に硬化接着層を介して一体に設けられた複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層と、この複屈折性機能層の表面を覆うよう設けられた樹脂よりなる保護層とよりなり、
前記複屈折性機能層は、単一の複屈折性重合体フィルムにより、または、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが互いに硬化接着層を介して一体に積層されてなるフィルム積層体により、形成されており、
前記保護層の表面が光学的平面とされていることを特徴とする。
本発明の光学フィルターの製造方法は、非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、光学的ローパス機能を有する複屈折性重合体フィルムを含む複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする。
または、本発明の光学フィルターの製造方法は、非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、少なくとも１つの光学的ローパス機能を有する複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが紫外線硬化型接着剤層を介して積層されてなる複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材を構成する光学フィルム相互間の接着剤層、および複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする。
以上において、複屈折性重合体フィルムは、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを含有してなる重合性液晶組成物を重合して得られる、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることが好ましい。
また、透明基板として、赤外線非透過性および／または視感度補正機能を有するものを用いることができる。
以上の製造方法において、硬化処理工程は、フィルター前駆体を構成する複屈折性重合体フィルム、並びに、他の光学フィルムが用いられる場合にはその各々に張力が作用された状態で行うことも可能である。
本発明の光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、また、複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合あるいは複屈折性重合体フィルムと共に適宜の光学特性を有する他の光学フィルムを有する場合には、その構成に応じて全体として所望の光学的特性を発揮する光学フィルターを容易に提供することができる。
しかも、保護層の表面には、通常研磨等によって得られるガラスの光学的平面性と同様の光学的平面性が転写によって容易に得られることにより、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少なく、並びに、処理される画像に与える歪みが小さい点で優れた性能を得ることができる。併せて、複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために全体として１つの光学フィルターとして取り扱うことができ、従って各種の光学装置に適用あるいは装着する上で便利である。
液晶性単量体成分と架橋性単量体成分とを重合する方法によって製造される複屈折性重合体フィルムは、各単量体の種類を選択することにより、厚みが小さくてヘイズ値の小さい特長を有するものとなる。そして、本発明の構成によれば、このような複屈折性重合体フィルムを用いて複屈折性機能層を構成することにより、当該複屈折性重合体フィルムの特長を損なうことなしに、目的とする光学的性能を有する光学フィルターを確実に得ることができる。
また、透明基板として赤外線非透過性または視感度補正機能を有するものを用いることにより、複屈折性機能層による光学的作用に加えて、当該複屈折性機能層のみによっては実現が困難な光学的特性を容易に加重的に有する光学フィルターを提供することができる。
本発明の製造方法によれば、複屈折性機能層を構成する複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムが、平面に沿って延びる平板状の形態を有し、しわなどの局部的な変形の生じていない好適な状態を達成することができると共に、複屈折性機能層形成材の透明基板に対する一体的な接合、並びに、光学的平面を有する保護層の形成を同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
また、複屈折性機能層を複数の光学フィルムにより構成されたものとする場合には、当該複屈折性機能層の形成を、当該複屈折性機能層の透明基板に対する接合および保護層の形成と同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の光学フィルターの一例における構成を模式的に示す説明用断面図である。この例の光学フィルター１０は、３枚の光学フィルムが積層されて構成された積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターである。
この光学フィルター１０は、透明基板１２の表面上に、硬化接着層１４を介して、後述する構成のフィルム積層体２０により構成された複屈折性機能層が一体に設けられており、このフィルム積層体２０の表面上には、その露出面３１が光学的平面とされた保護層３０が形成されている。
透明基板１２は、非変形性あるいは剛性を有する平板状部材であり、その材料としては、有機材料または無機材料を用いることができる。
そして有機材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロフルオロエチレン、ポリアリレート、ポリスルホン、セルロース、ポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂物質を挙げることができる。
また、無機材料の具体例としては、水晶、ニオブ酸リチウム、ルチルおよび方解石などの透明性複屈折材料、並びにガラス、シリコンなどを挙げることができる。
透明基板１２の厚さは、その材料の種類によっても異なるが、十分な非変形性を得るために、或る程度以上の厚さを有することが必要であり、例えば０．２〜１．０ｍｍの厚さとされる。
フィルム積層体２０は、第１の光学フィルムＦ１の表面に、第１の層間硬化接着層Ｂ１を介して第２の光学フィルムＦ２が接合されると共に、この第２の光学フィルムＦ２の表面に、第２の層間硬化接着層Ｂ２を介して第３の光学フィルムＦ３が接合されて構成された、一体のものである。
この図示の例において、第１の光学フィルムＦ１および第３の光学フィルムＦ３は、配向角が同一であるが配向方向が異なる複屈折性重合体フィルムであり、第２の光学フィルムＦ２は１／４波長板である。
ここに、「配向角」とは、フィルム面に対する光学軸のなす角度であり、「配向方向」とは、光学的ローパスフィルター効果を発現する像分離の方向あるいは複屈折性重合体フィルムにおける特定の基準辺と液晶骨格のなす角度である。
複屈折性機能層を構成する各光学フィルムの厚みは、特に制限されるものではなく、また種類によっても異なるが、高い透明性を確保するために小さいことが望ましく、例えば２０〜２００μｍの範囲とされる。
硬化接着層１４は、フィルム積層体２０を透明基板１２に一体に接合するものであり、高い透明性を有することが好ましい。
また、層間硬化接着層は、いずれも、関連する光学フィルムを一体に接合するものである。すなわち、第１の層間硬化接着層Ｂ１は、第１の光学フィルムＦ１と第２の光学フィルムＦ２を接合し、第２の層間硬化接着層Ｂ２は、第２の光学フィルムＦ２と第３の光学フィルムＦ３を接合するものである。これらの層間硬化接着層は高い透明性を有するものであることが好ましい。
保護層３０は、最上の光学フィルム、すなわち図示の例では第３の光学フィルムＦ３の表面上に層状に形成された樹脂または重合体よりなるものであって、その露出面３１が光学的平面とされている。この保護層３０も、高い透明性を有するものであることが好ましい。
ここで、「光学的平面」とは、単位面積（１ｃｍ２）当たりに観測されるニュートンリングの数が１０本以下であるような高い平坦性を有する表面をいう。
光学的平面を得るために用いられる光学的平面転写用部材としては通常ガラスの板を用いることができるが、求められる平面性に応じて光学研磨を行った平面性の高いレベルから通常のフロートガラスのレベル迄適宜使い分けることが可能である。
フィルム積層体２０を透明基板１２に接合する硬化接着層１４、フィルム積層体２０における各光学フィルム間を接合する硬化接着層（図の例では第１の層間硬化接着層Ｂ１および第２の層間硬化接着層Ｂ２）、並びに、樹脂よりなる保護層３０は、光学接着剤が硬化されて形成されたものである。
ここに、光学接着剤としては、例えば紫外線硬化型のものであって、その硬化物が優れた光透過性を有するもの、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤またはアクリル系接着剤などの接着剤を用いることが好ましい。
そのような光学的接着剤の具体例としては、例えば「ハードロックＯＰ」シリーズおよび「ハードロックＵＶ」シリーズのもの（電気化学工業株式会社製）、その他を挙げることができる。
複屈折性機能層は、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを備えることが必要であり、図示の例におけるように、複数の光学フィルムが用いられる場合には、そのうちの少なくとも１つまたは２つ以上が複屈折性重合体フィルムであることが必要である。この条件が満たされるのであれば、他の光学フィルムの数およびその種類については特に制限されるものではなく、従って、すべての光学フィルムが複屈折性重合体フィルムである構成、並びに、１枚またはそれ以上の複屈折性重合体フィルムと他の光学フィルムとが組合せられた構成のいずれであってもよい。
複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合に、それらの複屈折性重合体フィルムは、同一の光学的特性を有するものであっても、また異なる光学的特性を有するものであってもよい。
また、複屈折性重合体フィルム以外の他の光学フィルムの具体例としては、例えば１／４波長板、バンドパスフィルター、色補償板、その他の光学的特性を有する重合体フィルムを挙げることができる。
以上のような構成の光学フィルターによれば、複屈折性機能層は、複屈折性重合体フィルムを含む光学フィルムにより構成されていることにより、単一または複数の複屈折性重合体フィルムの光学異方性または複屈折性による光学的特性、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、あるいは更に、複屈折性重合体フィルムと他の光学フィルムによる光学的特性が並行して、またはそれらの光学的特性が互いに関連し合うことにより全体として実用的な光学的特性を有する光学フィルターを提供することができる。
図１の例の光学フィルターによれば、第１の光学フィルムＦ１および第３の光学フィルムＦ３の２枚の複屈折性重合体フィルムにより、入射光線が各々水平方向および垂直方向に常光線と異常光線とに分離され、これにより光学的ローパスフィルターとしての性能が発現されると共に、第２の光学フィルムＦ２として１／４波長板が組合せられていることにより、第１の光学フィルムＦ１を通過して常光線と異常光線とに分離された光線の偏光状態を、それぞれ円偏光とする作用が得られ、従って、この例の光学フィルターによれば、入射光線が水平方向および垂直方向に４点分離することにより、水平方向および垂直方向において光学的ローパスフィルター作用が発揮されることとなる。
また、この例のような構成の光学フィルターにおいては、１／４波長板による円偏光変換機能を有するために、水平方向および垂直方向における光線分離距離を互いに独立に制御することができ、従って光学的ローパスフィルターの遮断空間周波数状態を、水平方向および垂直方向において各々独立して実現することができる。
そして、保護層３０の表面が光学的平面３０Ａとされていることにより、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少なく、また画像歪みが少ないという優れた性能を得ることができると共に、フィルム積層体２０が、非変形性を有する透明基板１２に一体に設けられているため、全体として１つの部材として取り扱うことができ、従って、当該光学フィルターは、これを各種の光学装置に適用あるいは装着する上できわめて便利である。
本発明の光学フィルターにおいて積層型の複屈折性機能層を構成する光学フィルムの組合せの具体例を挙げると下記のとおりである。
（例１）
第１の光学フィルムＦ１：
配向角が４５度、配向方向が０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
第２の光学フィルムＦ２：
配向角が４５度、配向方向が４５度、厚さ７０μｍで光線分離距離が２．５μｍの複屈折性重合体フィルム
（例２）
第１の光学フィルムＦ１：
配向角が４５度、配向方向が０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
第２の光学フィルムＦ２：
１／４波長板の機能を有する重合体フィルム
第３の光学フィルムＦ３：
配向角が４５度、配向方向が９０度、厚さ１００μｍで光線分離距離が３．５μｍの複屈折性重合体フィルム
（例３）
上記例２において、第２の光学フィルムＦ２として、配向角が４５度、配向方向が４５度、厚さ７０μｍで光線分離距離が２．５μｍの複屈折性重合体フィルムを用いたもの。
以上のような構成の光学フィルターは、例えば次のようにして製造することができる。
先ず、図２に示すように、透明基板１２を用意し、これに紫外線硬化型接着剤による下層接着剤層１４ａを形成し、この下層接着剤層１４ａ上に第１の光学フィルムＦ１を配置する。
次に図３に示すように、この第１の光学フィルムＦ１の上に紫外線硬化型接着剤による第１の層間接着剤層Ｂ１ａを形成し、この第１の層間接着剤層Ｂ１ａ上に第２の光学フィルムＦ２を配置し、この第２の光学フィルムＦ２の上に紫外線硬化型接着剤による第２の層間接着剤層Ｂ２ａを形成し、この第２の層間接着剤層Ｂ２ａ上に第３の光学フィルムＦ３を配置する。そしてこの第３の光学フィルムＦ３の上に紫外線硬化型接着剤による保護層形成材料層３０ａを形成する。
このようにして、透明基板１２の表面上に、下層接着剤層１４ａを介して、３枚の光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）と、２つの層間接着剤層（Ｂ１ａおよびＢ２ａ）とが積層されてなるフィルム積層体形成材２０ａが配置され、これにより、当該フィルム積層体形成材２０ａの表面に保護層形成材料層３０ａが形成された状態のフィルター前駆体１０ａを形成する。
このフィルター前駆体１０ａに対し、光学的平面４２を有するガラス板よりなる光学的平面転写用部材４０を、当該光学的平面４２が保護層形成材料層３０ａの表面に対接する状態に配置し（光学的平面転写用部材配置工程）、更に、当該光学的平面転写用部材４０により、フィルター前駆体１０ａの保護層形成材料層３０ａの上面を下方に押圧した状態で、透明基板１２および光学的平面転写用部材４０の一方または両方を介して、紫外線を照射する（硬化処理工程）。
上記の光学的平面転写用部材４０の光学的平面４２は、適宜の離型性処理が施されていることが好ましい。
この硬化処理工程により、下層接着剤層１４ａが硬化して硬化接着層１４が形成されると共に、２つの層間接着剤層（Ｂ１ａおよびＢ２ａ）が硬化して２つの層間硬化接着層（Ｂ１およびＢ２）が形成され、また、保護層形成材料層３０ａが硬化して保護層３０が形成される。
そして、３枚の光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）が２つの層間硬化接着層（Ｂ１およびＢ２）により相互に一体に接合された状態のフィルム積層体２０が、硬化接着層１４を介して透明基板１２に一体に接合されて複屈折性機能層が形成されると共に、同時に、光学的平面転写用部材４０の光学的平面４２の形状が転写されることにより保護層３０の表面が光学的平面とされ、もって目的とする積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターが製造される。
以上のような方法によれば、下層接着剤層１４ａ、すべての層間接着剤層（第１の層間接着剤層Ｂ１ａおよび第２の層間接着剤層Ｂ２ａ）、並びに、保護層形成材料層３０ａの全部を同時に紫外線の照射によって硬化させるので、単一の硬化処理工程により、硬化接着層１４、すべての層間接着剤層、並びに、保護層３０を形成することができ、しかも、これと同時に、保護層３０の表面に光学的平面が形成される。従って、簡単な方法により、高い効率で、積層型の複屈折性機能層を有する光学フィルターを製造することができる。
そして、本発明の製造方法では、フィルター前駆体１０ａにおけるフィルム積層体形成材２０ａが、光学的平面転写用部材４０により透明基板１２との間で下方に押圧された状態、すなわちフィルム積層体形成材２０ａを形成する各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）の局部的な変位が抑制された状態で紫外線の照射による硬化処理工程が行われるため、事実上、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に張力が作用された場合と同様の状態で、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）の両面に接している接着剤層、すなわち下層接着剤層１４ａ、第１の層間接着剤層Ｂ１ａ、第２の層間接着剤層Ｂ２ａ、および保護層形成材料層３０ａにおける接着剤の硬化が行われることとなる。その結果、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）にしわが生ずるなどの局部的変形が十分有効に抑制され、従って所期の光学的特性を有する光学フィルターを確実に製造することができる。
以上の硬化処理工程は、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に適宜の手段によって積極的に張力を作用させた状態で行うこともでき、この場合には、各光学フィルム（Ｆ１、Ｆ２およびＦ３）に確実に所望の平坦な状態および平行な状態を保持させることができる。
各接着剤層（下層接着剤層１４ａ、層間接着剤層Ｂ１ａおよびＢ２ａ、並びに保護層形成材料層３０ａ）を形成する接着剤は、硬化処理工程の間、流動性の低い状態が維持されるものであることが好ましい。接着剤が流動性の高いものである場合には、硬化の進行に伴って局部的な接着剤の流れが生ずることにより、光学フィルムに局部的な変形が生ずる可能性が大きくなる。従って、十分な接合性が得られるのであれば、いわゆるグリーンシートと称される予備的または一次的硬化処理が施された接着剤シートを好ましく用いることもできる。
本発明において、複屈折性機能層は、複屈折性重合体フィルムよりなる光学フィルムにより構成される。この複屈折性重合体フィルムは、高い透明性を有することが好ましく、具体的には、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることが好ましい。
このような複屈折性重合体フィルムは、例えば、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを用いて光重合性液晶組成物を調製し、平板状の間隙による成型用空間が形成されたキャスト用ガラスセルの内部にこの光重合性液晶組成物を充填して薄層を形成し、この薄層に対し、室温（例えば２５℃）において、例えば３テスラ以上好ましくは５〜１０テスラの高い強度の平行磁場を所定の角度方向となるよう作用させて配向処理を行い、これにより液晶性単量体成分の液晶分子が配向された状態を得、この状態で、例えば紫外線を照射することにより、光重合性液晶組成物の薄層を光重合処理して硬化させて製造することができる。
以上において、光重合性液晶組成物の薄層に対する平行磁場の方向は、複屈折性の大きい重合体フィルムを得る場合には、薄層の面に対して例えば４５度またはその近傍とされることが好ましい。
光重合性液晶組成物の液晶性単量体成分を構成する単量体としては、例えば単官能アクリレート化合物または単官能メタクリレート化合物であって、室温において液晶相を示すものが好ましく用いられる。
また、架橋性単量体成分を構成する化合物としては、分子中に３つ以上のベンゼン核を有する多官能アクリレート化合物および多官能メタクリレート化合物であることが好ましく用いられる。
以上のような液晶性単量体成分および架橋性単量体成分よりなる光重合性液晶組成物によれば、平行磁場による配向処理において、架橋性単量体成分を構成する多ベンゼン核含有化合物により、液晶性単量体成分の配向状態が擾乱される程度が緩和される作用が発揮されるため、最終的に得られる複屈折性重合体フィルムは、きわめて高い透明性を有するものとなる。
そして、光重合処理が終了した後のセル複合体から成型用基板を取り外すことにより、複屈折性を有すると共に高い透明性を有する複屈折性重合体フィルムが得られる。
複屈折性重合体フィルムは、通常、その複屈折性、すなわち屈折率の異方性が大きいものであることが好ましく、具体的には、屈折率の異方性の下限値は、水晶の屈折率の異方性（０．００９）より大きい値、例えば０．０１以上、特に、０．０２以上であることが好ましい。このような条件を満たすものによれば、例えば目的とする光学フィルターが光学的ローパスフィルターである場合に、その薄型化を十分に図ることができ、撮像素子のための光学的ローパスフィルターとして好適なものとなる。
一方、当該屈折率の異方性の上限値は、液晶の安定性などの観点から０．３５以下、特に０．３以下であることが好ましい。
また、複屈折性重合体フィルムに対し、適当な補正板を組み合わせることにより、被写体光の常光線と異常光線の強度が同等となる特性の複合光学フィルターを得ることができる。このような補正板としては、一般的な１／４波長板を用いることができるが、非偏光のものとするために偏光解消板を用いることも有効である。これらの波長板としては、例えばポリカーボネート、ポリビニルアルコール、「アートン」（商品名）や「ゼオネックス」（商品名）として市販されているシクロオレフィン系重合体、その他により製造されたものを用いることができる。
本発明において用いる複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムは、光線透過率を高いものとするために、当該フィルムの２つの面の一方若しくは両方に、真空蒸着法、ディッピング法などにより無反射コーティング層が形成されたものであってもよい。また、完成した光学フィルターの表面に、必要に応じて、真空蒸着法あるいはディッピング法などにより、無反射コーティングを施すこともできる。
本発明においては、透明基板として、例えば、赤外線非透過性、視感度補正機能などの光学的特性を有するものを用いることができ、この場合には、複屈折性機能層による光学的特性に加えて、当該透明基板による光学的特性が同時に発揮されるため、実用上、一層好適な光学フィルターが得られる。
視感度補正機能を有するものとしては、例えば、リン酸ガラスに銅イオンが導入されたもの、ガラス基板表面に真空蒸着法によって光学多層膜が積層して形成された近赤外線遮断性干渉フィルター、その他が挙げられ、プラスチック製のものとしては、例えば、リン酸基含有アクリル系単量体およびこれと共重合可能な単量体からなる混合単量体を重合して得られる共重合体と、銅塩を主体とする金属塩とからなるもの（特開平６−１１８２２８号公報参照）、その他を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の光学フィルターは、透明基板上に複屈折性機能層が硬化接着層により一体に設けられたものであり、露出表面を形成する保護層の表面が光学的平面とされているので、複屈折性機能層における複屈折性重合体フィルムの作用、すなわち複屈折性による光学的ローパスフィルターとしての機能を含む実用上有用な光学的特性を発揮するものであり、しかも厚みが小さくて非常に軽量なものとすることができ、従って、ビデオカメラなどのＣＣＤ素子、ＭＯＳ素子などの撮像素子を利用した機器にきわめて好適に適用することができる。
以上においては、積層型の複屈折性機能層を有する本発明の光学フィルターについて具体的に説明したが、本発明において、複屈折性機能層が複数の光学フィルムを有してなる積層型であることは必須のことではない。すなわち、本発明においては、複屈折性機能層を単一の複屈折性重合体フィルムのみによって構成することもできる。この場合には、光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムが透明基板の上に硬化接着層を介して一体に接合され、当該複屈折性重合体フィルムの表面上に保護層が形成された構成とされる。
そして、このような構成の光学フィルターは、上記の複屈折性機能層が積層型である光学フィルターの製造方法に準ずる方法によって製造することができ、同様の効果を得ることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を意味する。
実施例１
（１）重合体フィルムＦＡの製造
＜光重合性液晶組成物の調製＞
下記の液晶性単量体成分の１００部に、下記の光重合開始剤の１部および酸化防止剤０．２部を添加して溶解させることにより、光重合性液晶組成物を調製した。
〔重合性単量体〕
下記の式（１）で示される化合物（Ａ）３５モル％および式（２）で示される化合物（Ｂ）３５モル％よりなる液晶性単量体成分と、式（３）で示される化合物（Ｃ）３０モル％よりなる架橋性単量体成分との組成物
式（１）化合物（Ａ）
ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキシドと、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトンとの質量比で１：３の混合物
（商品名「イルガキュア１８００」チバスペシャルケミカルズ社製）
〔酸化防止剤〕
１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ、３Ｈ、５Ｈ）トリオン
（商品名「アデカスタブＡＯ−２０」旭電化社製）
＜キャスト用ガラスセルの作製＞
図４に示すように、各々、直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍのガラスよりなる２枚の成型用基板５２、５２を０．１ｍｍの間隙を介して平行に対向させ、当該２枚の成型用基板５２、５２の外周面にわたってシール用テープ５４を共通に貼り付けることにより、直径４０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの円形のシールされた成型用空間を有するキャスト用ガラスセル５０を作製した。ここに用いられたガラス板は、通常の洗浄後に更にプラズマ洗浄処理されたものである。
＜光重合処理＞
上記の光重合性液晶組成物を、５０℃に温めておいた上記キャスト用ガラスセル５０の成型用空間内に注入することにより、光重合性液晶組成物の薄層Ｌを形成し、次いで、注入口をシール用テープでシールした後、遮光雰囲気中において５０℃に加温した。
図５に示すように、この光重合性液晶組成物が封入されたキャスト用ガラスセル５０を、強度が５テスラの平行磁場中であって、成形用基板５２の表面に対する磁力線の方向（図５において矢印Ｊで示す。）のなす角θが４５度となる角度状態に保持したセル台（図示せず）に載せて支持し、キャスト用ガラスセル５０の温度が２５℃に維持されるよう冷却しながら４分間保持することにより、光重合性液晶組成物中の液晶分子Ｍの配向処理を行い、その後、紫外線放射ランプにより１６ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を室温で６０秒間間照射して光重合性液晶組成物の光重合処理を行った。
＜光学異方性高分子フィルムの取得＞
以上のようにして得られた成型用複合体を温度８５℃のオーブン中に１５時間放置して後重合処理を行った後、室温にまで冷却し、得られたセル複合体のガラスセルを解体して、厚みが１００μｍの重合体フィルムＦＡを得た。
この重合体フィルムＦＡは、複屈折性を示し、像分離量は３．７μｍであり、ヘイズ値は１．２であってきわめて高い透明性を有するものであった。
（２）重合体フィルムＦＢ
上記の重合体フィルムＦＡの場合と全く同様の方法により製造された、同様の形状および特性を有するものを重合体フィルムＦＢとして用いた。
（３）光学フィルターの製造
図２および図３によって説明した方法に従い、厚さが０．５ｍｍの透明ガラス板を透明基板として用い、その上面上に、紫外線硬化型接着剤により下層接着剤層１４ａを形成し、その上に、上記の重合体フィルムＦＡを第１の光学フィルムとして配置した。
次いで、この重合体フィルムＦＡの上に、上記と同様の紫外線硬化型接着剤により第１の層間接着剤層Ｂ１ａを形成し、この第１の層間接着剤層Ｂ１ａ上に、１／４波長板としての機能を有するポリビニルアルコールよりなる厚さ１００μｍの重合体フィルムを第２の光学フィルムＦ２として配置し、この第２の光学フィルムＦ２上に、第１の層間接着剤層Ｂ１ａと同様にして第２の層間接着剤層Ｂ２ａを形成し、この第２の層間接着剤層Ｂ２ａ上に、上記の重合体フィルムＦＢを第３の光学フィルムＦ３として、その配向方向が第１の光学フィルムＦ１に対して９０度異なる状態で配置した。
更に、この重合体フィルムＦＢの上に、上記と同様の紫外線硬化型接着剤により、厚さ２０μｍの保護層形成材料層３０ａを形成し、これにより、フィルター前駆体１０ａを作製した。
得られたフィルター前駆体１０ａを傾斜支持面上に支持し、このフィルター前駆体１０ａに対して、ガラス板よりなる光学的平面転写用部材４０を配置してその光学的平面４２を保護層形成材料層３０ａの表面に対接させて光学的平面転写用部材配置工程を行った上、この光学的平面転写用部材４０を９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の押圧力で下方に押圧し、この状態で、透明基板１２および光学的平面転写用部材４０を介して、１００ｍｗ／ｃｍ２のエネルギー強度の紫外線を６０秒間照射して硬化処理工程を行い、これにより、図１に示された構成の光学フィルターを製造した。
このようにして得られた光学フィルターは、下層接着剤層１４ａによる硬化接着層１４の厚さが５μｍ、第１の層間硬化接着層Ｂ１および第２の層間硬化接着層Ｂ２の厚さが共に１０μｍ、保護層３０の厚さが１５μｍ、全体の合計厚さが８４０μｍのものであり、かつ、保護層３０の表面は光学的平面であって、縦１ｃｍ、横１ｃｍの任意の領域のニュートンリングの最大数を調べたところ５本であった。
また、この光学フィルターの光学的特性は、可視光線透過率が９０％、水平方向光線分離距離が３．５μｍ、垂直方向光線分離距離が３．５μｍであった。
発 明 の 効 果
本発明の光学フィルターは、複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために、例えば光学的ローパスフィルターとしての機能が得られ、また、複屈折性機能層が複数の複屈折性重合体フィルムを有する場合あるいは複屈折性重合体フィルムと共に適宜の光学特性を有する他の光学フィルムを有する場合には、その構成に応じて全体として所望の光学的特性を発揮する光学フィルターを容易に提供することができる。
しかも、光学平面を有する光学的平面転写用部材を用いることによって容易に保護層の表面に光学的平面を導入することが可能で、入射光の散乱や乱反射による光の損失が少ない点、並びに、処理される画像に与える歪みが小さい点で優れた性能を得ることができる。また併せて、複屈折性機能層が、非変形性を有する透明基板に一体に設けられているために全体として１つの光学フィルターとして取り扱うことができ、従って各種の光学装置に適用あるいは装着する上で便利である。
液晶性単量体成分と架橋性単量体成分とを重合する方法によって製造される複屈折性重合体フィルムは、各単量体の種類を選択することにより、厚みが小さくてヘイズ値の小さい特長を有するものとなる。そして、本発明の構成によれば、このような複屈折性重合体フィルムを用いて複屈折性機能層を構成することにより、当該複屈折性重合体フィルムの特長を損なうことなしに、目的とする光学的性能を有する光学フィルターを確実に得ることができる。
また、透明基板として赤外線非透過性または視感度補正機能を有するものを用いることにより、複屈折性機能層による光学的作用に加えて、当該複屈折性機能層のみによっては実現が困難な光学的特性を容易に加重的に有する光学フィルターを提供することができる。
本発明の製造方法によれば、複屈折性機能層を構成する複屈折性重合体フィルムおよび他の光学フィルムが、平面に沿って延びる平板状の形態を有し、しわなどの局部的な変形の生じていない好適な状態を達成することができると共に、複屈折性機能層形成材の透明基板に対する一体的な接合、並びに、光学的平面を有する保護層の形成を同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
また、複屈折性機能層を複数の光学フィルムにより構成されたものとする場合には、当該複屈折性機能層の形成を、当該複屈折性機能層の透明基板に対する接合および保護層の形成と同時に達成することができるので、きわめて容易に目的とする光学フィルターを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の光学フィルターの一例における構成を模式的に示す説明用断面図である。
図２は、図１の光学フィルターの製造過程における透明基板に下層接着剤層を設けた状態の説明用断面図である。
図３は、図１の光学フィルターの製造における光学的平面転写用部材配置工程および硬化処理工程に関する説明用断面図である。
図４は、複屈折性重合体フィルムを製造する好適な方法の一例を示す説明用断面図である。
図５は、光重合性液晶組成物における液晶化合物の液晶分子の配向処理についての説明図である。
〔符号の説明〕
１０ 光学フィルター
１０ａ フィルター前駆体
１２ 透明基板
１４ 硬化接着層
２０ フィルム積層体
２０ａ フィルム積層体形成材
３０ 保護層
３１ 露出面
Ｆ１ 第１の光学フィルム
Ｂ１ 第１の層間硬化接着層
Ｆ２ 第２の光学フィルム
Ｂ２ 第２の層間硬化接着層
Ｆ３ 第３の光学フィルム
１４ａ 下層接着剤層
Ｂ１ａ 第１の層間接着剤層
Ｂ２ａ 第２の層間接着剤層
３０ａ 保護層形成材料層
４２ 光学的平面
４０ 光学的平面転写用部材
５０ キャスト用ガラスセル
５２ 成型用基板
Ｍ 液晶分子（液晶骨格）
５４ シール用テープ
Ｌ 光重合性液晶組成物の薄層
Ｊ 磁力線の方向
Claims (9)
- 非変形性を有する透明基板と、この透明基板の少なくとも一面上に硬化接着層を介して一体に設けられた複屈折性重合体フィルムにより構成された複屈折性機能層と、この複屈折性機能層の表面を覆うよう設けられた樹脂よりなる保護層とよりなり、
前記複屈折性機能層は、単一の複屈折性重合体フィルムにより、または、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが互いに硬化接着層を介して一体に積層されてなるフィルム積層体により、形成されており、
前記保護層の表面が光学的平面とされていることを特徴とする光学フィルター。 - 複屈折性重合体フィルムは、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを含有してなる重合性液晶組成物を重合して得られる、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルター。
- 透明基板が、赤外線非透過性および／または視感度補正機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学フィルター。
- 非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、複屈折性重合体フィルムを含む複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする光学フィルターの製造方法。 - 非変形性を有する透明基板の少なくとも一面上に、少なくとも１つの複屈折性重合体フィルムを含む複数の光学フィルムが紫外線硬化型接着剤層を介して積層されてなる複屈折性機能層形成材を、紫外線硬化型接着剤層を介して配置すると共に、この複屈折性機能層形成材の表面上に紫外線硬化型樹脂よりなる保護層形成材料層が形成されてなるフィルター前駆体を形成するフィルター前駆体形成工程と、
このフィルター前駆体に対し、光学的平面を有する光学的平面転写用部材を、その光学的平面が保護層形成材料層の表面に対接する状態に配置する光学的平面転写用部材配置工程と、
光学的平面転写用部材をフィルター前駆体の保護層形成材料層に押圧した状態で紫外線を照射することにより、保護層形成材料層を硬化させて光学的平面を有する保護層を形成すると共に、複屈折性機能層形成材を構成する光学フィルム相互間の接着剤層、および複屈折性機能層形成材と透明基板との間の接着剤層を硬化させて硬化接着層を形成する硬化処理工程と
が行われることを特徴とする光学フィルターの製造方法。 - 複屈折性重合体フィルムは、室温において液晶相を示す単量体よりなる液晶性単量体成分と、この液晶性単量体成分の単量体と共重合する多官能性単量体よりなる架橋性単量体成分とを含有してなる重合性液晶組成物を重合して得られる、厚みが５０〜２００μｍでヘイズ値が１．５以下のものであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
- 硬化処理工程は、フィルター前駆体を構成する複屈折性重合体フィルムに張力が作用された状態で行われることを特徴とする請求項４に記載の光学フィルターの製造方法。
- 硬化処理工程は、フィルター前駆体を構成する光学フィルムの各々に張力が作用された状態で行われることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
- 透明基板が、赤外線非透過性および／または視感度補正機能を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光学フィルターの製造方法。
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Also Published As
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