JP2018120228A - 投映像表示用ハーフミラーおよびその製造方法、ならびに投映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】新規な投映像表示用ハーフミラーおよび新規な投映像表示用ハーフミラーを用いた投映像表示システムの提供。【解決手段】可視光透過性を有し、コレステリック液晶相を固定した層（例えば、互いに選択反射の中心波長が異なる３層以上のコレステリック液晶相を固定した層）を含み、投映像表示側に最も近いコレステリック液晶相を固定した層の投映像表示側の面において、コレステリック液晶相を形成するコレステリック液晶分子のダイレクタが均一である投映像表示用ハーフミラー；上記投映像表示用ハーフミラーとプロジェクターとを含む投映像表示システムであって、上記プロジェクターの光源の発光波長が上記コレステリック液晶相を固定した層の選択反射帯にある投映像表示システム。【選択図】なし

Description

本発明は、投映像表示用ハーフミラーに関する。より詳しくは、本発明は、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイのコンバイナとして使用できる投映像表示用ハーフミラー、および上記投映像表示用ハーフミラーを含む投映像表示システムに関する。本発明はまた、上記投映像表示用ハーフミラーの製造方法に関する。

プロジェクターにより投映される映像を表示するとともに前方の風景を同時に見せることのできる投映像表示用ハーフミラーは、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ等のコンバイナ等として使用できる。ヘッドアップディスプレイ用のハーフミラーとしては、従来から、金属化合物被覆を施したガラスや、ホログラム等が使用されている（例えば特許文献１および２）。

特開平９−２５８０２０公報 特開平１１−５２２８３公報

投映像表示用ハーフミラーには、より高い光透過率とより高い投射光反射率とが常に求められている。車載のヘッドアップディスプレイなどにおいては安全性の観点からもさらに視認性のよい投映像を周囲の像とともに与えることができるハーフミラーが求められる。また、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイ等の普及のために、低コストでの製造が可能なハーフミラーも求められる。さらに、従来のコンバイナには、金属化合物被覆が設けられているガラス板での反射に由来する二重像や、ホログラム自体の光学的特性に由来する映像のボケなどの問題が本質的にあり、これらの問題の改善は常に求められている。
本発明の課題は、上記の要請に応える新規な投映像表示用ハーフミラーを提供することである。

本発明者は上記課題の解決のため、鋭意検討し、従来から円偏光選択反射性を有することが知られているコレステリック液晶を利用して安価にハーフミラーの作製が可能であるとともに、高い光透過率と高い投射光反射率とが得られることを見出した。そして、本発明者らが、さらに検討を重ねていたところ、コレステリック液晶を利用したハーフミラーにおいては、投射光が偏光を含む場合や偏光サングラスで観察した場合に明暗や色のムラ（反射率の偏光依存性）が生じるという新たな課題を見出した。本発明者らはこの新たな課題の解決のためさらに検討を重ね、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は下記の［１］〜［１８］を提供するものである。
［１］可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーであって、
コレステリック液晶相を固定した層を含み、
投映像表示側に最も近い上記コレステリック液晶相を固定した層の投映像表示側の面において、コレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である、投映像表示用ハーフミラー。
［２］コレステリック液晶相を固定した層を３層以上含み、上記３層以上のコレステリック液晶相を固定した層は互いに異なる選択反射の中心波長を示す［１］に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［３］上記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層それぞれの両表面のコレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である［２］に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［４］上記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層が、先に作製されたコレステリック液晶相を固定した層表面に直接、別のコレステリック液晶相を固定した層を形成することを繰り返すことによって得られたものであり、上記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層のいずれの層間にも他の層を含まない［２］または［３］に記載の投映像表示用ハーフミラー。

［５］赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層、緑色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層、および青色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層を含む［１］〜［４］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［６］反射防止層を含み、
上記反射防止層が投映像表示側の最表面にある［１］〜［５］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［７］基材を含む［１］〜［６］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［８］反射防止層１、上記コレステリック液晶相を固定した層、基材をこの順で含む［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［９］反射防止層１、上記コレステリック液晶相を固定した層、上記基材、反射防止層２をこの順で含む［８］に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［１０］上記基材が低複屈折性基材であって、上記基材に対して上記コレステリック液晶相を固定した層の反対側に反射防止層を含まない［７］または［８］に記載の投映像表示用ハーフミラー。

［１１］上記基材がガラスまたはアクリル樹脂である［１０］に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［１２］反射防止層１、基材、上記コレステリック液晶相を固定した層をこの順で含む［１］〜［７］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［１３］ヘッドアップディスプレイのコンバイナとして使用される［１］〜［１２］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
［１４］プロジェクターと［１］〜［１３］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラーとを含む、投映像表示システムであって、
上記プロジェクターの光源の発光波長が上記コレステリック液晶相を固定した層の選択反射帯にある投映像表示システム。
［１５］プロジェクターと［８］〜［１２］のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラーとを含む、投映像表示システムであって、
上記プロジェクターの光源の発光波長が上記コレステリック液晶相を固定した層の選択反射帯にあり、
上記プロジェクター、反射防止層１、上記コレステリック液晶相を固定した層がこの順で配置されている投映像表示システム。
［１６］ヘッドアップディスプレイとして使用される［１４］または［１５］に記載の投映像表示システム。

［１７］コレステリック液晶相を固定した層を含む、可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーの製造方法であって、以下を含む製造方法：
（１）仮支持体のラビングされた表面、または仮支持体上に設けられた配向層の表面に、重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布すること、
（２）上記重合性液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相を形成し、さらに上記配向を固定して、上記液晶組成物からコレステリック液晶相を固定した層を形成すること、
（３）上記仮支持体を剥離すること、
（４）上記剥離後に得られる剥離面が投映像表示側となるように、上記コレステリック液晶相を固定した層を基材に接着させること。
［１８］コレステリック液晶相を固定した層および投映像表示側の最表面に反射防止層を含む、可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーの製造方法であって、以下を含む製造方法：
（１）仮支持体のラビングされた表面、または仮支持体上に設けられた配向層の表面に、重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布すること、
（２）上記重合性液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相を形成し、さらに上記配向を固定して、上記液晶組成物からコレステリック液晶相を固定した層を形成すること、
（３）上記仮支持体を剥離すること、
（４）上記剥離後に得られる剥離面を反射防止層に接着させること。

本発明により、新規な投映像表示用ハーフミラーが提供される。本発明の投映像表示用ハーフミラーは、ヘッドアップディスプレイ等のコンバイナとして有用である。本発明の投映像表示用ハーフミラーは、金属化合物被覆を有するハーフミラーまたはホログラムによるハーフミラーと比較して安価であって、高い光透過率と高い投射光反射率とが得られる。また、投射光が偏光を含む場合や偏光サングラスで観察した場合であっても明暗や色のムラの問題が生じにくい。さらに、低複屈折性の基材と組み合わせて用いると二重像等の問題が生じないという利点がある。

実施例で行った反射ムラ面内均一性の評価の際の、光源、試料、およびカメラ（観察位置）の配置を示す図である。 実施例１（写真１）および比較例１（写真２）の、反射光の面内の均一性を示す写真である。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、及びその関係（例えば、「垂直」、「水平」、等）については、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、厳密な角度±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な角度との誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。

本明細書において、円偏光につき「選択的」というときは、右円偏光成分または左円偏光成分のいずれかの光量が、他方の円偏光成分よりも多いことを意味する。具体的には「選択的」というとき、光の円偏光度は、０．３以上であることが好ましく、０．６以上がより好ましく、０．８以上がさらに好ましい。実質的に１．０であることがさらに好ましい。 ここで、円偏光度とは、光の右円偏光成分の強度をＩ_R、左円偏光成分の強度をＩ_Lとしたとき、｜Ｉ_R−Ｉ_L｜／（Ｉ_R＋Ｉ_L）で表される値である。光の円偏光成分の比を表すため、本明細書においては、円偏光度を用いることがある。

本明細書において、円偏光につき「センス」というときは、右円偏光であるか、または左円偏光であるかを意味する。円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の増加に従って時計回りに回る場合が右円偏光であり、反時計回りに回る場合が左円偏光であるとして定義される。

本明細書においては、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向について「センス」との用語を用いることもある。コレステリック液晶による選択反射は、コレステリック液晶の螺旋の捩れ方向（センス）が右の場合は右円偏光を反射し、左円偏光を透過し、センスが左の場合は左円偏光を反射し、右円偏光を透過する。

本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光（自然光）を意味する。可視光線は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、通常、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。
本明細書において、光透過率の算出に関連して必要である光強度の測定は、例えば通常の可視スペクトルメータを用いて、リファレンスを空気として、測定したものであればよい。
本明細書において、単に「反射光」または「透過光」というときは、散乱光および回折光を含む意味で用いられる。

なお、光の各波長の偏光状態は、円偏光板を装着した分光放射輝度計またはスペクトルメータを用いて測定することができる。この場合、右円偏光板を通して測定した光の強度がＩ_R、左円偏光板を通して測定した光の強度がＩ_Lに相当する。また、白熱電球、水銀灯、蛍光灯、ＬＥＤ等の通常光源は、ほぼ自然光を発しているが、これらに装着されたフィルターなどの測定対象物などの偏光を作り出す特性は、例えば、ＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の偏光位相差解析装置ＡｘｏＳｃａｎなどを用いて測定することができる。
また、照度計や光スペクトルメータに測定対象物を取り付けても測定することができる。右円偏光透過板をつけ、右円偏光量を測定、左円偏光透過板をつけ、左円偏光量を測定することにより、比率を測定できる。

（投映像表示用ハーフミラーの光学的性質）
本明細書において、投映像表示用ハーフミラーとは、プロジェクター等から投映された画像を視認可能に表示することができるとともに、上記画像が表示されている同じ面側から投映像表示用ハーフミラーを観察したときに、反対の面側にある情報または風景を同時に観察することができる光学部材を意味する。すなわち、投映像表示用ハーフミラーは、外界光と映像光を重ねあわせて表示する光路コンバイナとしての機能を有する。

投映像表示用ハーフミラーは、少なくとも投映されている光に対して、ハーフミラーとしての機能を有しているものであればよく、例えば可視光域全域の光に対してハーフミラーとして機能していることを必ずしも必要とするものではない。また、投映像表示用ハーフミラーは、全ての入射角の光に対して上記の光路コンバイナ機能を有していてもよいが、少なくとも一部の入射角の光に対して上記の機能を有していればよく、例えば、投映像表示用ハーフミラーの法線方向を０度としたときに５度以内、１０度以内、１５度以内、２０度以内、３０度以内、４０度以内などの特定の入射角の範囲でのみ有していてもよい。

一方、投映像表示用ハーフミラーは反対の面側にある情報または風景の観察を可能とするために、可視光透過性を有する。可視光透過性を有するとは、可視光の波長域の８０％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは１００％で、４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上の光透過率を有することを意味する。

可視光領域以外の紫外光または赤外光に対する本発明の投映像表示用ハーフミラーの光学特性は、特に限定されず、透過しても反射しても吸収していてもよい。投映像表示用ハーフミラーの劣化防止のため、遮熱、または投映像表示用ハーフミラーの使用者の目の保護などの目的のため、紫外光反射層または赤外光反射層を有していることも好ましい。

（投映像表示用ハーフミラーの構成）
本発明の投映像表示用ハーフミラーはコレステリック液晶相を固定した層を少なくとも１層含み、投映像表示側に最も近いコレステリック液晶相を固定した層の投映像表示側の面において、コレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である。本明細書においては、コレステリック液晶相を固定した層をコレステリック液晶層または液晶層ということがある。
本発明の投映像表示用ハーフミラーは、コレステリック液晶層の他に後述の反射防止層、配向層、支持体、接着層、基材などの層を含んでいてもよい。一方、光を反射または吸収する光遮断層を含まないことが好ましい。周囲風景の視認やハーフミラーの反対側の情報の視認のための高い透明性（６０％以上、好ましくは７０％以上の光透過性）を得るためである。

投映像表示用ハーフミラーは薄膜のフィルム状、シート状、または板状などであればよい。投映像表示用ハーフミラーは、曲面を有していない平面状であってもよいが、曲面を有していてもよく、全体として凹型または凸型の形状を有し、投映像を拡大または縮小して表示するものであってもよい。また、他の部材に接着して、上記の形状となるものであってもよく、接着前は、薄膜のフィルムとしてロール状等になっていてもよい。

（コレステリック液晶相を固定した層：コレステリック液晶層）
コレステリック液晶層は選択反射帯(選択反射波長域)において、右円偏光または左円偏光のいずれか一方のセンスの円偏光を選択的に反射させ、他方のセンスの円偏光を透過させる円偏光選択反射層として機能する。すなわち、反射される円偏光のセンスは、透過される円偏光のセンスが右であれば左であり、透過される円偏光のセンスが左であれば右である。コレステリック液晶層の上記の機能により投射光のうち選択反射を示す波長において、いずれか一方のセンスの円偏光を反射させて、投映像を形成することができる。
円偏光選択反射性を示すフィルムとして、重合性液晶化合物を含む組成物から形成されたフィルムは従来から数多く知られており、コレステリック液晶相を固定した層（コレステリック液晶層）については、それらの従来技術を参照することができる。

コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている層であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、また外場や外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した層であればよい。なお、コレステリック液晶層においては、コレステリック液晶相の光学的性質が層中において保持されていれば十分であり、層中の液晶性化合物はもはや液晶性を示していなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、もはや液晶性を失っていてもよい。

コレステリック液晶層は、コレステリック液晶の螺旋構造に由来した円偏光反射を示す。本明細書においては、この円偏光反射を選択反射という。
選択反射の中心波長λは、コレステリック相における螺旋構造のピッチ長Ｐ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶層の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。なお、本明細書において、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長λは、コレステリック液晶層の法線方向から測定した円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。上記式から分かるように、螺旋構造のピッチ長を調節することによって、選択反射の中心波長を調整できる。すなわち、ｎ値とＰ値を調節して、例えば、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節し、見かけ上の選択反射の中心波長が４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域となるようにすることができる。なお、見かけ上の選択反射の中心波長とは実用の際（投映像表示用ハーフミラーとしての使用時）の観察方向から測定したコレステリック液晶層の円偏光反射スペクトルの反射ピークの重心位置にある波長を意味する。例えば、コレステリック液晶層に対して斜めに光が入射する場合は、選択反射の中心波長はコレステリック液晶層の法線方向から光を入射して測定した時の中心波長より短波長側にシフトする。
コレステリック液晶相のピッチ長は重合性液晶化合物とともに用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調整することによって所望のピッチ長を得ることができる。なお、螺旋のセンスやピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載の方法を用いることができる。

各コレステリック液晶層としては、螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層が用いられる。コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。
円偏光選択反射を示す選択反射帯の半値幅Δλ（nm）は、Δλが液晶化合物の複屈折Δｎと上記ピッチ長Ｐに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、選択反射帯の幅の制御は、Δｎを調整して行うことができる。Δｎの調整は重合性液晶化合物の種類やその混合比率を調整したり、配向固定時の温度を制御したりすることで行うことができる。
選択反射の中心波長が同一の１種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによっては、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。

選択反射帯の幅は、例えば可視光領域において、通常１種の材料では１５ｎｍ〜１００ｎｍ程度である。選択反射帯の幅を広げるためには、周期Ｐを変えた反射光の中心波長が異なるコレステリック液晶層を２種以上積層すればよい。この際、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することが好ましい。また、１つのコレステリック液晶層内において、周期Ｐを膜厚方向に対して緩やかに変化させることで選択反射帯の幅を広げることもできる。選択反射帯の幅は、特に限定されないが、１ｎｍ、１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、または２００ｎｍなどの波長幅であってもよい。幅は、１００ｎｍ幅程度以下であることが好ましい。

本発明の投映像表示用ハーフミラーは、赤色光、緑色光、および青色光に対してそれぞれ見かけ上の選択反射の中心波長を有することも好ましい。フルカラーの投映像の表示が可能となるからである。具体的には、本発明の投映像表示用ハーフミラーが、７５０〜６２０ｎｍ、６３０〜５００ｎｍ、５３０〜４２０ｎｍのそれぞれの範囲であって、互いに異なる（例えば５０ｎｍ以上異なる）選択反射の中心波長を３つ有することも好ましい。コレステリック液晶層に対して斜めに光が入射する使用態様を考慮すると、本発明の投映像表示用ハーフミラーは、法線方向から測定した時の中心波長として、４９０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲の選択反射の中心波長、５８０ｎｍ〜６８０ｎｍ範囲の選択反射の中心波長、および７００ｎｍ〜８３０ｎｍ範囲の選択反射の中心波長を有することも好ましい。このような性質は３種以上のコレステリック液晶層を含む構成により達成することができる。具体的には、周期Ｐが異なり、故に選択反射の中心波長が異なるコレステリック液晶層を３種以上含む構成とすればよい。好ましくは、本発明の投映像表示用ハーフミラーは、赤色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（７５０〜６２０ｎｍに見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）、緑色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（６３０〜５００ｎｍに見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）、青色光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射するコレステリック液晶層（５３０〜４２０ｎｍに見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層）を含むことが好ましい。

使用するコレステリック液晶層の選択反射の中心波長を、投映に用いられる光源の発光波長域、および投映像表示用ハーフミラーの使用態様に応じて調整することにより光利用効率良く鮮明な投映像を表示することができる。特に複数のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長をそれぞれ投映に用いられる光源の発光波長域などに応じてそれぞれ調整することにより、光利用効率良く鮮明なカラー投映像を表示することができる。投映像表示用ハーフミラーの使用態様としては、特に投映像表示用ハーフミラー表面への投射光の入射角、投映像表示用ハーフミラー表面の投映像観察方向などが挙げられる。

選択反射の中心波長が異なるコレステリック液晶層の螺旋のセンスは全て同じであっても、異なるものが含まれていてもよいが、コレステリック液晶層の螺旋のセンスは全て同じであることが好ましい。

複数のコレステリック液晶層の積層の際は、別に作製したコレステリック液晶層を接着剤等を用いて積層してもよく、後述の方法で形成された先のコレステリック液晶層の表面に直接、重合性液晶化合物等を含む液晶組成物を塗布し、配向および固定の工程を繰り返してもよいが、後者が好ましい。先に形成されたコレステリック液晶層の表面に直接次のコレステリック液晶層を形成することにより、先に形成したコレステリック液晶層の空気界面側の液晶分子の配向方位と、その上に形成するコレステリック液晶層の下側の液晶分子の配向方位が一致し、コレステリック液晶層の積層体の偏光特性が良好となるからである。また、通常０．５〜１０μｍの膜厚で設けられる接着層を用いると、接着層の厚みムラに由来する干渉ムラが観測されることがあるため、接着層を用いないで積層されることが好ましいからである。

（コレステリック液晶相を固定した層の作製方法）
以下、コレステリック液晶層の作製材料および作製方法について説明する。
上記コレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、重合性液晶化合物とキラル剤（光学活性化合物）とを含む液晶組成物などが挙げられる。必要に応じてさらに界面活性剤や重合開始剤などと混合して溶剤などに溶解した上記液晶組成物を、支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などに塗布し、コレステリック配向熟成後、固定化してコレステリック液晶層を形成することができる。

重合性液晶化合物
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。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。

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜３個である。重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６号公報、同９５／２４４５５号公報、同９７／００６００号公報、同９８／２３５８０号公報、同９８／５２９０５号公報、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特開２００１−３２８９７３号公報などに記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

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、８０〜９９．９質量％であることが好ましく、８５〜９９．５質量％であることがより好ましく、９０〜９９質量％であることが特に好ましい。

キラル剤（光学活性化合物）
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。

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、アゾキシ、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−１７９６８１号公報、特開２００２−１７９６８２号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、特開２００３−３１３２９２号公報に記載の化合物を用いることができる。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶性化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。

重合開始剤
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
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％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。

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、３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が、３質量％未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、２０質量％を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。

配向制御剤
液晶組成物中には、安定的にまたは迅速にプレーナー配向のコレステリック液晶層とするために寄与する配向制御剤を添加してもよい。配向制御剤の例としては特開２００７−２７２１８５号公報の段落〔００１８〕〜〔００４３〕等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、特開２０１２−２０３２３７号公報の段落〔００３１〕〜〔００３４〕等に記載の式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表される化合物などが挙げられる。
なお、配向制御剤としては１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

液晶組成物中における、配向制御剤の添加量は、重合性液晶化合物の全質量に対して０．０１質量％〜１０質量％が好ましく、０．０１質量％〜５質量％がより好ましく、０．０２質量％〜１質量％が特に好ましい。

その他の添加剤
その他、液晶組成物は、塗膜の表面張力を調整し膜厚を均一にするための界面活性剤、および重合性モノマー等の種々の添加剤から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。また、液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能を低下させない範囲で添加することができる。

コレステリック液晶層は、重合性液晶化合物および重合開始剤、更に必要に応じて添加されるキラル剤、界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、支持体、配向層、または先に作製されたコレステリック液晶層等の上に塗布し、乾燥させて塗膜を得、この塗膜に活性光線を照射してコレステリック液晶性組成物を重合し、コレステリック規則性が固定化されたコレステリック液晶層を形成することができる。なお、複数のコレステリック液晶層からなる積層膜は、コレステリック液晶層の製造工程を繰り返し行うことにより形成することができる。

液晶組成物の調製に使用する溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましく用いられる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類、などが挙げられる。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特に好ましい。

液晶組成物の塗布方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ワイヤーバーコーティング法、カーテンコーティング法、押し出しコーティング法、ダイレクトグラビアコーティング法、リバースグラビアコーティング法、ダイコーティング法、スピンコーティング法、ディップコーティング法、スプレーコーティング法、スライドコーティング法などが挙げられる。また、別途支持体上に塗設した液晶組成物を転写することによっても実施できる。塗布した液晶組成物を加熱することにより、液晶分子を配向させる。加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。この配向処理により、重合性液晶化合物が、フィルム面に対して実質的に垂直な方向に螺旋軸を有するようにねじれ配向している光学薄膜が得られる。

配向させた液晶化合物は、更に重合させればよい。重合は、熱重合、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いることが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²〜５０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、１００ｍＪ／ｃｍ²〜１，５００ｍＪ／ｃｍ²がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射紫外線波長は３５０ｎｍ〜４３０ｎｍが好ましい。重合反応率は安定性の観点から、高いほうが好ましく７０％以上が好ましく、８０％以上がより好ましい。重合反応率は、重合性の官能基の消費割合を、ＩＲ吸収スペクトルを用いて決定することができる。

（コレステリック液晶層表面における液晶分子のダイレクタについて）
本発明の投映像表示用ハーフミラーにおいては、投映像表示側に最も近いコレステリック液晶相を固定した層の投映像表示側の面において、コレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である。液晶分子のダイレクタが均一とは、コレステリック液晶層を形成する分子の配向方向が４０°以内、好ましくは１５°以内で揃っていることを意味する。層表面における液晶分子の配向方向は選択反射帯以外の波長の直線偏光に対する反射率の極大値を示す偏光方位を測定する方法、もしくは液晶層表面に二色性染料を混合した液晶組成物を塗布し、その偏光吸収最大値の方位を測定することなどで確認することができる。

本発明者らは、配向層のラビング表面、または支持体のラビング表面に液晶組成物を塗布して形成されたコレステリック液晶層を用いて、配向層または支持体側の表面で投映像を表示させたときに、その反対側で表示させたときと比較して、反射率の偏光依存性が顕著に改善し、かつ、その改善は投射光が偏光である場合に顕著であることを偶然にも見出した。反射率の偏光依存性が改善したのは、液晶組成物中の液晶分子のダイレクタがラビング表面では均一であることにより、コレステリック液晶層の最表面の液晶分子のダイレクタ方向のばらつきがムラとなって可視化されていることが改善されるためと考えられた。偏光状態に依存しない投映像表示用ハーフミラー最表面での反射光とコレステリック液晶層からの円偏光選択反射光の干渉がムラの原因の一つであり、この干渉の程度が液晶分子のダイレクタ方向のばらつきにより変化し、それがムラとなって観測されているためであると推定される。液晶分子のダイレクタが均一ある表面を投映像表示側の面とすることにより、上記の問題を解消することができる。

コレステリック液晶層においては両表面において液晶分子ダイレクタが均一であることが好ましい。さらに、複数のコレステリック液晶層が含まれるハーフミラーにおいては、各コレステリック液晶層の両表面において、液晶分子ダイレクタが均一であることが好ましい。
このような構成は 液晶層の膜厚を厳密に均一にする方法、具体的には乾燥条件の最適化や界面活性剤を使用して４０ｎｍ以下の厚みムラ以内にすることや、液晶組成物を塗布し、溶媒乾燥後にラビングなどの配向処理を施したベースを気泡が入らないように液晶組成物塗布膜にラミネートし、配向熟成した後に重合固定するなどの製造方法により実現可能である。

（支持体）
支持体は特に限定されない。コレステリック液晶層の形成のために用いられる支持体は、コレステリック液晶層形成後に剥離される仮支持体であってもよい。支持体が仮支持体である場合は、本発明の投映像表示用ハーフミラーを構成する層とはならないため、透明性や屈折性などの光学特性に関する制限は特にない。 支持体（仮支持体）としては、プラスチックフィルムの他、ガラス等を用いてもよい。プラスチックフィルムの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどが挙げられる。
支持体の膜厚としては、５μｍ〜１０００μｍ程度であればよく、好ましくは１０μｍ〜２５０μｍであり、より好ましくは１５μｍ〜９０μｍである。

（配向膜）
配向膜は、有機化合物、ポリマー（ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、変性ポリアミドなどの樹脂）のラビング処理、無機化合物の斜方蒸着、マイクログルーブを有する層の形成、またはラングミュア・ブロジェット法（ＬＢ膜）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。
特にポリマーからなる配向膜はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶層形成のための組成物を塗布することが好ましい。ラビング処理は、ポリマー層の表面を、紙、布で一定方向に、数回擦ることにより実施することができる。
配向膜を設けずに支持体表面、または支持体をラビング処理した表面に、液晶組成物を塗布してもよい。
支持体が仮支持体である場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されて本発明の投映像表示用ハーフミラーを構成する層とはならなくてもよい。
配向層の厚さは０．０１〜５μｍであることが好ましく、０．０５〜２μｍであることがさらに好ましい。

（仮支持体および配向膜の剥離）
支持体表面または配向膜表面であって、好ましくはラビング処理された表面にコレステリック液晶層を形成し、その後、仮支持体および／または配向膜を剥離することにより、液晶分子のダイレクタが均一である表面を投映像表示側とする構成を多様にとることができる。例えば、上記剥離面を反射防止層に接着して投映像表示用ハーフミラーを構成することができる。また、仮支持体とは反対側の面で基材等に接着後、仮支持体および必要に応じて配向膜を剥離して、投映像表示側とすることができる。

（反射防止層）
本発明の投映像表示用ハーフミラーは反射防止層を含むことが好ましい。反射防止層は、最表面に含まれていることが好ましく、投映像表示用ハーフミラーの使用の際に観察側（投映像表示側）となる方向の最表面に設けられていることが好ましい。明暗や色のムラが低減するからである。
また、反射防止層は可視光に対し透明であることが好ましい。
反射防止層によりムラが低減する理由は、投映像表示用ハーフミラーの観察側最表面に反射防止層を設けることにより、最表面の反射光が抑制されるためと考えられる。コレステリック液晶層を利用した投映像表示用ハーフミラーにおいては、最表面での反射光と、コレステリック液晶層での選択反射光との干渉によってコレステリック液晶層での選択反射が強められたり弱められたりすることによるムラが観測されている場合があると考えられる。

反射防止層は、実用上充分な耐久性、耐熱性を有し、例えば６０度入射での反射率を５％以下に抑えることができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、微細な表面凹凸を形成した膜のほか、高屈折率膜と低屈折率膜を組み合わせた２層膜の構成、中屈折率膜、高屈折率膜、及び低屈折率膜を順次積層した３層膜構成などが挙げられる。
構成例としては、下側から順に、高屈折率層／低屈折率層の２層のものや、屈折率の異なる３層を、中屈折率層（下層よりも屈折率が高く、高屈折率層よりも屈折率の低い層）／高屈折率層／低屈折率層の順に積層されているもの等があり、更に多くの反射防止層を積層するものも提案されている。中でも、耐久性、光学特性、コストや生産性等から、ハードコート層上に、中屈折率層／高屈折率層／低屈折率層の順に有することが好ましく、例えば、特開平８−１２２５０４号公報、特開平８−１１０４０１号公報、特開平１０−３００９０２号公報、特開２００２−２４３９０６号公報、特開２０００−１１１７０６号公報等に記載の構成が挙げられる。また、膜厚変動に対するロバスト性に優れる３層構成の反射防止フィルムは特開２００８−２６２１８７号公報に記載されている。上記３層構成の反射防止フィルムは、画像表示装置の表面に設置した場合、反射率の平均値を０．５％以下とすることができ、映り込みを著しく低減することができ、立体感に優れる画像を得ることができる。また、各層に他の機能を付与させてもよく、例えば、防汚性の低屈折率層、帯電防止性の高屈折率層、帯電防止性のハードコート層、防眩性のハードコート層としたもの（例、特開平１０−２０６６０３号公報、特開２００２−２４３９０６号公報、特開２００７−２６４１１３号公報等）等が挙げられる。

反射防止層を構成する無機材料としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＯ、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂、ＴｉＯ、Ｔｉ₂Ｏ₃、Ｔｉ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＣｅＯ₂、ＭｇＯ、Ｙ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＭｇＦ₂、ＷＯ₃等が挙げられ、これらを単独でまたは２種以上を併用して用いることができる。これらの中でも、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＴｉＯ₂及びＴａ₂Ｏ₅は、低温で真空蒸着が可能であり、プラスチック基板の表面にも膜を形成可能であるので好ましい。
無機材料で形成される多層膜としては、基板側からＺｒＯ₂層とＳｉＯ₂層の合計光学的膜厚がλ／４、ＺｒＯ₂層の光学的膜厚がλ／４、最表層のＳｉＯ₂層の光学的膜厚がλ／４の、高屈折率材料層と低屈折率材料層とを交互に成膜する積層構造が例示される。ここで、λは設計波長であり、通常５２０ｎｍが用いられる。最表層は、屈折率が低く、かつ反射防止層に機械的強度を付与できることからＳｉＯ₂とすることが好ましい。
無機材料で反射防止層を形成する場合、成膜方法は例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、飽和溶液中での化学反応により析出させる方法等を採用することができる。

低屈折率層に用いる有機材料としては、例えばＦＦＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）等を挙げることができ、また特開２００７−２９８９７４号公報に記載の含フッ素硬化性樹脂と無機微粒子を含有する組成物や、特開２００２−３１７１５２号公報、特開２００３−２０２４０６号公報、及び特開２００３−２９２８３１号公報に記載の中空シリカ微粒子含有低屈折率コーティング組成物を好適に用いることができる。成膜方法は、真空蒸着法の他、スピンコート法、ディップコート法、グラビアコート法などの量産性に優れた塗装方法で成膜することができる。
低屈折率層は、屈折率が１．３０〜１．５１であることが好ましい。１．３０〜１．４６であることが好ましく、１．３２〜１．３８が更に好ましい。

中屈折率層、高屈折率層に用いる有機材料としては、芳香環を含む電離放射線硬化性化合物、フッ素以外のハロゲン化元素（例えば、Ｂｒ，Ｉ，Ｃｌ等）を含む電離放射線硬化性化合物、Ｓ，Ｎ，Ｐ等の原子を含む電離放射線硬化性化合物などの架橋又は重合反応で得られるバインダー、およびそれに添加するＴｉＯ₂を主成分とする無機粒子をあげることができる。具体的には特開２００８−２６２１８７号公報の段落番号［００７４］〜［００９４］に記載のものが例示できる。
高屈折率層の屈折率は、１．６５〜２．２０であることが好ましく、１．７０〜１．８０であることがより好ましい。中屈折率層の屈折率は、低屈折率層の屈折率と高屈折率層の屈折率との間の値となるように調整される。中屈折率層の屈折率は、１．５５〜１．６５であることが好ましく、１．５８〜１．６３であることが更に好ましい。
反射防止層の膜厚は、特に限定されるものではないが、０．１〜１０μｍ、１〜５μｍ、２〜４μｍ程度であればよい。

（基材）
本明細書において、基材とは、コレステリック液晶層の形状の維持のために設けられる層を意味し、コレステリック液晶層の形成の際に用いられる支持体と同一であってもよく、支持体とは別に設けられるものであってもよい。
基材は可視光領域で透明であることが好ましい。
本発明の投映像表示用ハーフミラーは基材を含んでいても含んでいなくてもよく、例えば、車両のフロントガラス等の他の物品の少なくとも一部であって、透明板状であるものに 本発明の投映像表示用ハーフミラーが貼付され、物品の少なくとも一部が基材として機能していてもよい。

基材としては、上記の支持体の例として挙げたものと同様の材料を使用することができる。また、基材の膜厚としては、上記の支持体と同様の膜厚であってもよいが、１０００μｍより大きくてもよく、１０ｍｍ以上であってもよい。また、２００ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、８０ｍｍ以下、６０ｍｍ以下、５０ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２０ｍｍ以下などであればよい。
本発明の投映像表示用ハーフミラーにおいては、基材の片面にコレステリック液晶層が設けられていればよく、他方の面にはコレステリック液晶層が設けられていないことが好ましい。

コレステリック液晶層が設けられた基材の面と反対側の基材の面またはその面に設けられた他の層の空気面での界面反射により、コレステリック液晶層が設けられた面での投映像の視認において、二重像が観察されることがある。このような現象を防止するため、反対側の基材の面に、反射防止層を設けてもよい。なお、本明細書において、このように反対側の基材の面に設けられる反射防止層を反射防止層２といい、コレステリック液晶層の観察側の面に設けられる反射防止層を反射防止層１ということがある。
基材として低複屈折性の基材を用いる場合は、反射防止層２が無い場合でも二重像の問題が生じにくい。これはコレステリック液晶層を反射層として利用して得られた予想外の効果であり、無機化合物による反射層やホログラムでは得られない効果である。

可視光領域で透明で低複屈折性の基材の例としては、無機ガラスや高分子樹脂が挙げられる。低複屈折性の高分子樹脂としては、複屈折が像形成の障害や信号ノイズの元となる光ディスク基板、ピックアップレンズ、カメラや顕微鏡やビデオカメラのレンズ、液晶ディスプレイ用基板、プリズム、光インターコネクション部品、光ファイバー、液晶表示用導光板 レーザービームプリンターやプロジェクターやファクシミリ用のレンズ、フレネルレンズ、コンタクトレンズ、偏光板保護膜、マイクロレンズアレイなどに用いられている低複屈折率有機素材を同様に用いることができる。
本目的に使用できる高分子樹脂素材の具体例としては、アクリル樹脂（ポリメチル（メタ）アクリレートなどのアクリル酸エステル類など）、ポリカーボネート、シクロペンタジエン系ポリオレフィンやノルボルネン系ポリオレフィンなどの環状ポリオレフィン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリスチレンなどの芳香族ビニルポリマー類、ポリアリレート、セルロースアシレートを挙げることができる。

（接着層）
接着層は接着剤から形成されるものであればよい。
接着剤としては硬化方式の観点からホットメルトタイプ、熱硬化タイプ、光硬化タイプ、反応硬化タイプ、硬化の不要な感圧接着タイプがあり、それぞれ素材としてアクリレート系、ウレタン系、ウレタンアクリレート系、エポキシ系、エポキシアクリレート系、ポリオレフィン系、変性オレフィン系、ポリプロピレン系、エチレンビニルアルコール系、塩化ビニル系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、ポリアミド系、ポリイミド系、ポリスチレン系、ポリビニルブチラール系などの化合物を使用することができる。作業性、生産性の観点から、硬化方式として光硬化タイプが好ましく、光学的な透明性、耐熱性の観点から、素材はアクリルレート系、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系などを使用することが好ましい。
接着層の膜厚は０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであればよい。投映像表示用ハーフミラーの色ムラ等を軽減するため均一な膜厚で設けられることが好ましい。

（用途）
本発明の投映像表示用ハーフミラーは各種プロジェクターと組み合わせて、投映像を表示するために用いることができる。すなわち、本発明の投映像表示用ハーフミラーは投映像表示システムの構成部材として用いることができる。投映像表示システムは、例えば、投映像表示装置であればよく、投映像表示用ハーフミラーおよびプロジェクターが一体となったものであってもよく、投映像表示用ハーフミラーおよびプロジェクターの組み合わせとして使用されるものであってもよい。
本明細書において、投映像とは、周囲風景ではない、使用するプロジェクターからの光の投射に基づく映像を意味する。投映像は単一色の映像であってもよく、多色またはフルカラーの映像であってもよい。投映像はハーフミラーにおける反射光によるものであればよい。投映像は本発明の投映像表示用ハーフミラー表面で表示され、そのように視認されるものであってもよく、観察者から見て投映像表示用ハーフミラーの先に浮かび上がって見える虚像であってもよい。

本発明の投映像表示用ハーフミラーと組み合わせて用いられるプロジェクターとしては、特に限定されず、画像を投射する機能を有するものであれば特に限定されない。プロジェクターの例としては、液晶プロジェクター、ＤＭＤ（Digital Micromirror device）を用いたＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクター、ＧＬＶ(Grating Light Valve)プロジェクター、ＬＣＯＳ(Liquid Crystal on Silicon)プロジェクター、ＣＲＴプロジェクターなどが挙げられる。ＤＬＰプロジェクターおよびＧＬＶ(Grating Light Valve)プロジェクターはＭＥＭＳ（Microelectromechanical systems）を用いたものであってもよい。
プロジェクターの光源としてはレーザー光源、ＬＥＤ、放電管などを用いることができる。

本発明の投映像表示用ハーフミラーの用途の具体例としては、ヘッドアップディスプレイのコンバイナや投映装置に使用される反射ミラー、シースルーディスプレイ用反射スクリーン、ヘッドマウントディスプレイ用の反射ミラーやダイクロイックミラーなど、各種プロジェクターによる虚像形成のための平面鏡、凹面鏡、凸面鏡などが挙げられる。ヘッドアップディスプレイのコンバイナとしての用途に関しては、特開２０１３−７９９３０号公報, 国際公開ＷＯ２００５/１２４４３１を参照することができる。
本発明の投映像表示用ハーフミラーは、特に、発光波長が可視光領域において連続的でないレーザーやＬＥＤ、ＯＬＥＤなどを光源に用いたプロジェクターと組み合わせて用いる際に有用である。各発光波長に合わせて、コレステリック液晶層の選択反射の中心波長を調整できるからである。また、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＯＬＥＤなど表示光が偏光しているディスプレイの投映に用いることも好ましい。上記のように、本発明の投映像表示用ハーフミラーにおいては、投射光が偏光を含む場合や、偏光機能を有するフィルム等を介した観察において生じうる円偏光反射率の偏光依存性に基づく問題が生じにくいからである。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量とその割合、操作等は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。

[実施例１]
ラビング処理を施した富士フイルム株式会社製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−２を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射し選択反射の中心波長が５３０ｎｍのコレステリック液晶層１を得た。
次に厚さ６０μｍのＴＡＣフィルムに、ＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記で製作したコレステリック層１の液晶層側の面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射し、ＰＥＴを剥離して実施例１のハーフミラー１を形成した。
別途同様に形成したハーフミラー１を用意し、ＰＥＴベースを剥離した側の液晶表面に二色性色素を混合したゲストホスト用室温液晶組成物を厚み５μｍでコートし、３分間室温で静置した後に、直線偏光板を用いて、色素の吸収方向を調べたところ、１０ｃｍ角の面積の範囲内においてラビング方向を中心に±５度の範囲内にあることから、液晶層のＰＥＴ側剥離界面、つまりハーフミラー１の最表面での液晶分子の配向方向がこの角度範囲内で均一に揃っていることが確認できた。

[実施例２]
ラビング処理を施した富士フイルム株式会社製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−３を乾燥後の乾膜の厚みが４μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射し液晶層を得た。この液晶層上に表１に示す塗布液Ａ−２を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、２層目の液晶層を形成した。さらに２層目の液晶層上に表1に示す塗布液Ａ−１を乾燥後の乾膜の厚みが３μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、３層目の液晶層を形成して、６４０ｎｍ、５３０ｎｍ、４５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層２を得た。

このコレステリック液晶層２を使用した以外は、実施例１と同様にしてＴＡＣを貼りあわせＰＥＴベースを剥離して実施例２のハーフミラー２を得た。
別途同様に形成したハーフミラー２を用意し、実施例１と同様に二色性色素入り液晶を塗布し色素の吸収方向を調べたところ、１０ｃｍ角の面積の範囲内において、ラビング方向を中心に±５度の範囲内にあることから、液晶層のＰＥＴ側剥離界面、つまりハーフミラー２の最表面での液晶分子の配向方向がこの角度範囲内で均一に揃っていることが確認できた。

[実施例３]
反射防止層としてベースの４０μｍ厚みのＴＡＣフィルム上に屈折率１．５２で厚み３．０μｍのハードコート層、その上に屈折率１．５９４で厚み０．０６μｍの中間屈折率層、さらにその上に屈折率１．７０８で厚み０．１３μｍの高屈折率層、さらにその上に屈折率１．３４３で厚み０．０９５μｍの低屈折率層が形成された、５３０ｎｍにおける表面反射率が０．４％の反射防止層付フィルム１を準備した。次に偏光板を直交させてその間に設置した状態で、位相差の大きさや遅相軸方向の不均一性による色ムラが視認でき面内に５００ｎｍ以上の位相差がある厚さ５ｍｍのポリカーボネート製の透明基材表面に、ＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように、室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と上記の反射防止層付フィルム１のＴＡＣの面とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後３０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射し反射防止層付基材を形成した。引き続いてポリカーボネートの透明基材のもう一方の表面に、接着剤を塗布し、実施例２で作成したハーフミラー２のＴＡＣ面側を貼りあわせたのち同様な手順で接着し実施例３のハーフミラー３を得た。

[実施例４]
偏光板を直交させてその間に設置した状態で、面内に色ムラが視認できない１０ｃｍ角の面内で最大７ｎｍの位相差の厚さ５ｍｍのメタアクリル製の透明基材（三菱レイヨン社製「アクリライトＬ」）表面に、実施例２で製作したハーフミラー２のＴＡＣ面側を実施例３と同様にして貼りあわせ、実施例４のハーフミラー４を得た。

[実施例５]
実施例４で用いたものと同様のアクリル製の透明基材表面に、実施例１と同様にして接着剤を塗布し、これに実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、実施例１と同様の手順で接着した。さらにこの基材のもう一方の面に、実施例１１で用いたものと同じ接着剤を塗布し、これに実施例２で製作したハーフミラー２の液晶層側を貼りあわせ、同様な手順で接着し実施例５のハーフミラー５を得た。

[実施例６]
実施例２で製作したハーフミラー２の液晶層の表面に実施例１と同様にして接着剤を塗布し、実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、実施例６のハーフミラー６を得た。
[実施例７]
実施例３で製作したハーフミラー３の液晶層の表面に実施例１と同様にして接着剤を塗布し、実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、実施例７のハーフミラー７を得た。

[実施例８]
実施例４で製作したハーフミラー４の液晶層の表面に実施例１と同様にして接着剤を塗布し、実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、実施例８のハーフミラー８を得た。
[実施例９]
実施例３で用いたものと同様のポリカーボネート製の透明基材表面に、実施例１と同様にして接着剤を塗布し、これに実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、同様な手順で接着した。 さらにこの基材のもう一方の面に、実施例１の接着剤を塗布し、これに実施例２で製作したハーフミラー２の液晶面側を貼りあわせ、同様な手順で接着して実施例９のハーフミラー９を得た。

[比較例１]
ラビング処理を施した富士フイルム株式会社製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−２ を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間ＵＶ照射し反射の中心波長が５３０ｎｍの比較例１のハーフミラーを得た。

[比較例２]
ラビング処理を施した富士フイルム株式会社製ＰＥＴのラビング処理面に、表１に示す塗布液Ａ−１ を乾燥後の乾膜の厚みが３μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。塗布層を室温にて３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後７０℃でフュージョン製Ｄバルブ(ランプ９０mW/cm)にて出力６０%で６〜１２秒間UV照射し液晶層を得た。この液晶層上に表１に示す塗布液Ａ−２を乾燥後の乾膜の厚みが３．５μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、２層目の液晶層を形成した。さらに２層目の液晶層上に表1に示す塗布液Ａ−３を乾燥後の乾膜の厚みが４μｍになるように室温にて塗布し、その後上記と同様に乾燥、加熱、ＵＶ照射を行い、３層目の液晶層を形成して、４５０ｎｍ、５３０ｎｍ、６４０ｎｍに反射ピーク波長を有する比較例２のハーフミラーを得た。

[比較例３]
実施例３で用いたものと同様のポリカーボネート製の透明基材表面に、実施例１と同様にして接着剤を塗布し、比較例２と同様にして製作したコレステリック液晶層２のＰＥＴベースを剥離して液晶層のＰＥＴ剥離側を同様にして貼りあわせた。引き続いてポリカーボネートの透明基材のもう一方の表面に、接着剤を塗布し、実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、同様な手順で接着し比較例３のハーフミラーを形成した。

[比較例４]
実施例４で用いたものと同様のアクリル製の透明基材表面に、実施例１と同様にして接着剤を塗布し、比較例２と同様にして製作したハーフミラーのＰＥＴベースを剥離して液晶層のＰＥＴ剥離側を同様にして貼りあわせ比較例４のハーフミラーを得た。

[比較例５]
実施例４で用いたものと同様のアクリル製の透明基材表面に、実施例１と同様にして接着剤を塗布し、比較例２で製作したハーフミラーの液晶側を同様にして貼りあわせ、ＰＥＴベースを剥離して比較例５のハーフミラーを得た。
[比較例６]
実施例３に用いたものと同等のポリカーボネート製の基材の片側面にアルミを蒸着してハーフミラーを形成した。さらに、基材のそれとは逆側に実施例１と同様にして接着剤を塗布し、これに実施例３で用いたものと同様の反射防止層付フィルム１のＴＡＣ面側を貼りあわせ、同様な手順で接着し比較例６のハーフミラーを形成した。

実施例および比較例で製作したハーフミラーの評価結果を表２に示す。なお、表２においては、作製したハーフミラーの層構成が左側を投映像表示側（投射光入射側）として示されており、ラビング面がある場合は、そのラビング面の位置も層構成との関係において左側を投映像表示側として同様に示されている。また、「Ｒ反射Ｃｈ」は６４０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、「Ｇ反射Ｃｈ」は５３０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、「Ｂ反射Ｃｈ」は４５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を示す。
表中の自然光透過率は可視紫外分光光度計を用いて測定し、３８０ｎｍから７８０nmの波長領域での自然光に対する平均透過率を示す。投射光反射率は、可視紫外分光光度計を用いて測定し、実施例１と比較例１は５３０ｎｍの波長の自然光に対する正反射率であり、それ以外は４５０ｎｍ、５３０ｎｍ、６４０ｎｍの波長の自然光に対する正反射率の平均値を示す。

反射ムラ面内均一性の評価は、以下のようにして行った。黒の下敷き（黒ベルベット）の上にハーフミラー（試料）の投射光側面を上にして水平に設置した。図１のように 発光面に直線偏光板を貼った白色のシャーカステンの光を試料の上面から照射して、試料の反射光の面内の均一性を目視により評価した。実施例１（写真１）および比較例１（写真２）については、写真による比較も図２に掲載した。
Ａ ムラは視認できない
Ｂ ムラは認められるが視認し難い。
Ｃ ムラが認められる
Ｄ ムラが顕著に認められる

二重像の評価は ハーフミラーの投影光側面側に緑色のレーザポインター光を入射して、目視で観察し、以下の基準で評価した。
Ａ 二重像の視認が難しい
Ｂ 二重像が顕著に認められる

Claims (18)

1. 可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーであって、
   コレステリック液晶相を固定した層を含み、
   投映像表示側に最も近い前記コレステリック液晶相を固定した層の投映像表示側の面において、コレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である、投映像表示用ハーフミラー。
2. コレステリック液晶相を固定した層を３層以上含み、前記３層以上のコレステリック液晶相を固定した層は互いに異なる選択反射の中心波長を示す請求項１に記載の投映像表示用ハーフミラー。
3. 前記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層それぞれの両表面のコレステリック液晶相を形成する液晶分子のダイレクタが均一である請求項２に記載の投映像表示用ハーフミラー。
4. 前記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層が、先に作製されたコレステリック液晶相を固定した層表面に直接、別のコレステリック液晶相を固定した層を形成することを繰り返すことによって得られたものであり、前記の３層以上のコレステリック液晶相を固定した層のいずれの層間にも他の層を含まない請求項２または３に記載の投映像表示用ハーフミラー。
5. 赤色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層、緑色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層、および青色光に対して見かけ上の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶相を固定した層を含む請求項１〜４のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
6. 反射防止層を含み、
   前記反射防止層が投映像表示側の最表面にある請求項１〜５のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
7. 基材を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
8. 反射防止層１、前記コレステリック液晶相を固定した層、基材をこの順で含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
9. 反射防止層１、前記コレステリック液晶相を固定した層、前記基材、反射防止層２をこの順で含む請求項８に記載の投映像表示用ハーフミラー。
10. 前記基材が低複屈折性基材であって、前記基材に対して前記コレステリック液晶相を固定した層の反対側に反射防止層を含まない請求項７または８に記載の投映像表示用ハーフミラー。
11. 前記基材がガラスまたはアクリル樹脂である請求項１０に記載の投映像表示用ハーフミラー。
12. 反射防止層１、基材、前記コレステリック液晶相を固定した層をこの順で含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
13. ヘッドアップディスプレイのコンバイナとして使用される請求項１〜１２のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラー。
14. プロジェクターと請求項１〜１３のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラーとを含む、投映像表示システムであって、
    前記プロジェクターの光源の発光波長が前記コレステリック液晶相を固定した層の選択反射帯にある投映像表示システム。
15. プロジェクターと請求項８〜１２のいずれか一項に記載の投映像表示用ハーフミラーとを含む、投映像表示システムであって、
    前記プロジェクターの光源の発光波長が前記コレステリック液晶相を固定した層の選択反射帯にあり、
    前記プロジェクター、反射防止層１、前記コレステリック液晶相を固定した層がこの順で配置されている投映像表示システム。
16. ヘッドアップディスプレイとして使用される請求項１４または１５に記載の投映像表示システム。
17. コレステリック液晶相を固定した層を含む、可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーの製造方法であって、以下を含む製造方法：
    （１）仮支持体のラビングされた表面、または仮支持体上に設けられた配向層の表面に、重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布すること、
    （２）前記重合性液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相を形成し、さらに前記配向を固定して、前記液晶組成物からコレステリック液晶相を固定した層を形成すること、
    （３）前記仮支持体を剥離すること、
    （４）前記剥離後に得られる剥離面が投映像表示側となるように、前記コレステリック液晶相を固定した層を基材に接着させること。
18. コレステリック液晶相を固定した層および投映像表示側の最表面に反射防止層を含む、可視光透過性を有する投映像表示用ハーフミラーの製造方法であって、以下を含む製造方法：
    （１）仮支持体のラビングされた表面、または仮支持体上に設けられた配向層の表面に、重合性液晶化合物を含む液晶組成物を塗布すること、
    （２）前記重合性液晶化合物を配向させてコレステリック液晶相を形成し、さらに前記配向を固定して、前記液晶組成物からコレステリック液晶相を固定した層を形成すること、
    （３）前記仮支持体を剥離すること、
    （４）前記剥離後に得られる剥離面を反射防止層に接着させること。