(57)【要約】  ヘッド・アップ・ディスプレイを構成するウインドシールド用のハーフミラーであって、ギラツキ感を抑制し、可視光を選択的に反射する領域と、可視光を反射する領域との境界が目立たないハーフミラーの提供を課題とする。可視光を反射しない非反射領域、可視光を選択的に反射する反射領域、および、両領域の間に設けられる、可視光を反射しない非反射部と可視光を選択的に反射する反射部とが混在する混在領域、を含む反射層を有し、混在領域は、非反射領域から反射領域に向かって、反射部の面積が漸増することにより、課題を解決する。
2019009252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウインドシールド用のハーフミラーであって、
可視光を反射しない非反射領域、コレステリック液晶層からなる可視光を選択的に反射する反射領域、および、前記非反射領域と前記反射領域との間の、可視光を反射しない非反射部とコレステリック液晶層からなる可視光を選択的に反射する反射部とが混在する混在領域、を含む反射層を有し、
前記混在領域は、前記非反射領域から前記反射領域に向かって、前記反射部の面積が漸増することを特徴とするハーフミラー。
【請求項２】
前記反射層の前記非反射領域が、コレステリック液晶層からなり、紫外線または赤外線を反射する、請求項１に記載のハーフミラー。
【請求項３】
前記反射層が、前記非反射領域と前記混在領域との間、および、前記混在領域と前記反射領域との間に、接合面を有さない、請求項１または２に記載のハーフミラー。
【請求項４】
前記反射層の前記反射領域が、赤色光を選択的に反射する赤色光反射層、前記反射領域が緑色光を選択的に反射する緑色光反射層、および、前記反射領域が青色光を選択的に反射する青色光反射層の、少なくとも１層を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハーフミラー。
【請求項５】
前記赤色光反射層、前記緑色光反射層および前記青色光反射層のうちの、２層を有する、請求項４に記載のハーフミラー。
【請求項６】
前記反射層の前記反射領域が、赤色光、緑色光および青色光の少なくとも２つの光を選択的に反射する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハーフミラー。
【請求項７】
λ／２板を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハーフミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイのスクリーンとなる車両等のウインドシールドに利用されるハーフミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等のウインドシールド（フロントガラス）に画像を投影し、運転者に情報を提供する、いわゆるヘッドアップディスプレイが知られている（特許文献１等）。以下の説明では、ヘッドアップディスプレイを『ＨＵＤ』とも言う。なお、ＨＵＤは、『Head up Display』の略である。
ＨＵＤによれば、運転者は、前方の外界を見ながら、視線を大きく動かすことなく、地図、走行速度、および、車両の状態など、様々な情報を得ることができるため、各種の情報を得ながら、より安全に運転を行うことが期待できる。【０００３】
一例として、ＨＵＤでは、車両のウインドシールドに透明なスクリーンとなるハーフミラーを設け、ハーフミラーに画像を投影することで、車両の前方の視界を確保しつつ、運転者に情報を提供する。
例えば、特許文献１には、ＨＵＤに対応するウインドシールド（ウインドシールドガラス）として、第二のガラス板、中間層、および第一のガラス板を、この順で有し、中間層がハーフミラーフィルムを含み、ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を含む、ウインドシールドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１５３２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＨＵＤによる画像の表示は、一般的に、運転の妨げにならないように、ウインドシールドの下方に行う。従って、表示用のハーフミラーは、基本的に、ウインドシールドの下方のみに設ければよい。
しかしながら、ＨＵＤのハーフミラーを、ウインドシールドの下方のみに設けた場合には、ハーフミラーと、ハーフミラーを有さない部分との境界が目立ち、目障りであり、場合によっては、運転の妨げになる。【０００６】
ハーフミラーをウインドシールドの全面に設ければ、ハーフミラーと、ハーフミラーを有さない部分との境界が目立つという問題は解決される。
しかしながら、ハーフミラーをウインドシールドの全面に設けた場合には、車内に入った外光およびダッシュボードで反射された光等が、ウインドシールド（ハーフミラー）に入射して光が反射されて、光がチラついて見える、いわゆるギラツキが生じてしまう。【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、ＨＵＤにおいてスクリーンとなるウインドシールドに用いられるハーフミラーであって、境界が目立たず、かつ、ギラツキも抑制できるハーフミラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下の構成により、この課題を解決する。
［１］  ウインドシールド用のハーフミラーであって、
可視光を反射しない非反射領域、コレステリック液晶層からなる可視光を選択的に反射する反射領域、および、非反射領域と反射領域との間の、可視光を反射しない非反射部とコレステリック液晶層からなる可視光を選択的に反射する反射部とが混在する混在領域、を含む反射層を有し、
混在領域は、非反射領域から反射領域に向かって、反射部の面積が漸増することを特徴とするハーフミラー。
［２］  反射層の非反射領域が、コレステリック液晶層からなり、紫外線または赤外線を反射する、［１］に記載のハーフミラー。
［３］  反射層が、非反射領域と混在領域との間、および、混在領域と反射領域との間に、接合面を有さない、［１］または［２］に記載のハーフミラー。
［４］  反射層の反射領域が、赤色光を選択的に反射する赤色光反射層、反射領域が緑色光を選択的に反射する緑色光反射層、および、反射領域が青色光を選択的に反射する青色光反射層の、少なくとも１層を有する、［１］〜［３］のいずれかに記載のハーフミラー。
［５］  赤色光反射層、緑色光反射層および青色光反射層のうちの、２層を有する、［４］に記載のハーフミラー。
［６］  反射層の反射領域が、赤色光、緑色光および青色光の少なくとも２つの光を選択的に反射する、［１］〜［３］のいずれかに記載のハーフミラー。
［７］  λ／２板を有する、［１］〜［６］のいずれかに記載のハーフミラー。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＨＵＤにおいてスクリーンとなるウインドシールドに用いられるハーフミラーであって、境界が目立たず、かつ、ギラツキも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明のハーフミラーを用いるウインドシールドの一例の概念図である。
【図２】図２は、本発明のハーフミラーの反射層の一例の概念図である。
【図３】図３は、本発明のハーフミラーの反射層の別の例の概念図である。
【図４】図４は、本発明のハーフミラーの反射層の別の例の概念図である。
【図５】図５は、本発明のハーフミラーの反射層の別の例の概念図である。
【図６】図６は、本発明のハーフミラーにおける反射部の一例の概念図である。
【図７】図７は、本発明のハーフミラーにおける反射部の別の例の概念図である。
【図８】図８は、本発明のハーフミラーの別の例の概念図である。
【図９】図９は、本発明の実施例を説明するためのグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例を説明するためのグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の構成を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のハーフミラーについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１２】
本発明において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
角度等は、特に記載がなければ、一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。
本発明において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
【００１３】
本発明において、可視光は、電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、４００〜７００ｎｍの波長領域の光を示す。非可視光は、４００ｎｍ未満の波長領域または７００ｎｍを超える波長領域の光である。
また、これに制限されるものではないが、可視光のうち、４２０〜４９０ｎｍの波長領域の光は青色（Ｂ）光であり、４９５〜５７０ｎｍの波長領域の光は緑色（Ｇ）光であり、６２０〜７００ｎｍの波長領域の光は赤色（Ｒ）光である。
さらに、本発明において、紫外線（紫外光）とは、３８０ｎｍ未満で２００ｎｍ以上の波長領域の光であり、赤外線（赤外光）とは７８０ｎｍを超え、１ｍｍ以下の波長領域の光であり、中でも、近赤外領域とは、７８０ｎｍを超え、２０００ｎｍ以下の波長領域の光である。
【００１４】
図１に、本発明のハーフミラーを利用するウインドシールドの一例を概念的に示す。
図１に示すウインドシールド１０は、車両用のウインドシールドであって、外面側ガラス１２と、内面側ガラス１４と、中間膜１６と、本発明のハーフミラー２０とで構成される。ハーフミラー２０は、反射層２４と、λ／２板２６とで構成される。
本発明のハーフミラー２０を利用するウインドシールド１０は、ＨＵＤにおいて、画像を投影されるスクリーン（画像表示面）として利用される。
【００１５】
なお、本発明のハーフミラーは、ウインドシールドに用いられるものであれば、用途に制限はない。一例として、図示例のような車両用のウインドシールドに加え、航空機のウインドシールド、二輪車のウインドシールド、および、船舶のウインドシールド等、公知の各種のウインドシールド（フロントガラス、風防ガラス）に利用可能である。
【００１６】
図示例のウインドシールド１０は、いわゆる合わせガラスであって、２枚の中間膜１６によってハーフミラー２０を挟持し、中間膜１６を外面側ガラス１２と内面側ガラス１４とで挟持した構成を有する。
【００１７】
外面側ガラス１２および内面側ガラス１４は、共に、車両等のウインドシールドに利用される公知のガラス（ガラス板）である。従って、形成材料、厚さ、および、形状等は、公知のウインドシールドに用いられるガラスと同様でよい。
図示例において、外面側ガラス１２および内面側ガラス１４は、共に平板状であるが、一部に曲面を有してもよく、あるいは、曲面状であってもよい。
【００１８】
中間膜１６は、事故が起きた際にガラスが車内に突き抜けることを防止すると共に、ハーフミラー２０、外面側ガラス１２および内面側ガラス１４を接着する、合わせガラスのウインドシールドに用いられる公知の中間膜（中間層、接着層）である。
中間膜１６は、ウインドシールドに用いられる公知の中間膜である。従って、中間膜１６は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素含有樹脂、および、ポリウレタン等の、合わせガラスの中間膜に用いられる公知の材料で形成すればよい。また、中間膜１６の厚さも、公知のウインドシールドの中間膜と同様に設定すればよい。
なお、本発明のハーフミラーを用いるウインドシールドは、中間膜１６に変えて、接着剤によって、ハーフミラー２０と外面側ガラス１２との接着、および、ハーフミラー２０と内面側ガラス１４との接着の少なくとも一方を行ってもよい。
【００１９】
図示例のウインドシールド１０は、２枚の中間膜１６に挟持されるように、ハーフミラー２０を有する。
ハーフミラー２０は、本発明のウインドシールド用のハーフミラーであって、反射層２４とλ／２板２６とを有する。なお、λ／２板２６は、好ましい態様として設けられるものであり、必ずしも、本発明のハーフミラーにおける必須の構成要件ではない。
【００２０】
図２に、反射層２４の平面図を概念的に示す。なお、反射層２４の平面図とは、反射層２４を図１の横方向から見た図であり、すなわち、車両の運転者による視線の方向に見た図である。
図２においては、図中上方が、ウインドシールド１０の上側であり、すなわち、ルーフ（屋根）側である。従って、図２においては、図中上下方向が車両の上下方向であり、図中横方向が、車両の車幅方向となる。以下、車両の上下方向を単に『上下方向』、車両の幅方向を単に『幅方向』とも言う。
【００２１】
図２に示すように、反射層２４は、上方から、赤外線反射領域３０と、混在領域３２と、可視光反射領域３４とを有する。図示例において、反射層２４は、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である。
赤外線反射領域３０は、ウインドシールド１０の面方向の全面で赤外線を選択的に反射する領域である。赤外線を選択的に反射するとは、赤外線を反射して、それ以外の光を透過することを意味する。すなわち、図示例の反射層２４において、赤外線反射領域は、可視光を反射しない非反射領域に相当する。
以下の説明では、ウインドシールド１０の面方向を、単に『面方向』とも言う。
混在領域３２は、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部３２ｂと、可視光を選択的に反射する可視光反射部３２ａとが、面方向に混在する領域である。可視光を選択的に反射するとは、所定の波長域の可視光を反射して、それ以外の光を透過することを意味する。前述のように、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部３２ｂは、可視光を反射しない。すなわち、混在領域３２の赤外線反射部３２ｂは、混在領域において可視光を反射しない本発明における非反射部に相当する。また、混在領域３２の可視光反射部３２ａは、混在領域３２において可視光を選択的に反射する反射部を構成する。混在領域３２においては、可視光反射部３２ａの合計の面積が本発明における反射部の面積となる。
可視光反射領域３４は、面方向の全面で可視光を選択的に反射する領域である。可視光反射領域３４は、本発明における反射領域である。ウインドシールド１０を用いるＨＵＤでは、可視光反射領域３４に画像を表示（投影）する。
図２では、可視光を選択的に反射する反射領域および反射部にはハッチを付して示し、赤外線を選択的に反射する領域および反射部は白抜きで示す。
【００２２】
なお、本発明において、反射層の可視光反射領域（反射領域）は、可視光を選択的に反射する部分の面積が、可視光反射領域の全面積の５０％以上であればよい。すなわち、反射層の可視光反射領域には、可視光を反射しない部分、例えば赤外線を選択的に反射する部分が、面積率で５０％未満、存在してもよい。
また、可視光反射領域が、可視光を反射しない部分を有する場合には、可視光を選択的に反射する部分と、可視光以外の光を選択的に反射する部分との面積比は、面方向の全域で均一であるのが好ましい。さらに、可視光反射領域が、可視光を反射しない部分を有する場合には、可視光を反射しない部分は、面方向に均等に分散されるのが好ましい。
以上の点に関しては、赤外線反射領域３０（非反射領域）も同様である。
【００２３】
図２に示される反射層２４において、可視光反射領域３４および混在領域３２の可視光反射部３２ａ、すなわち、可視光を選択的に反射する領域は、一例として、緑色光を選択的に反射する。
すなわち、この反射層２４を用いるＨＵＤは、ウインドシールド１０に緑色のモノクロ画像を表示する。
【００２４】
前述のように、反射層２４は、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である。すなわち、反射層２４（コレステリック液晶層）は、コレステリック液晶構造を有する。
周知のように、コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示す波長選択反射性を有する。
【００２５】
前述のように、反射層２４は、上方から、全面で赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域３０、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部３２ｂと緑色光を選択的に反射する可視光反射部３２ａとが混在する混在領域３２、および、全面的に緑色光を選択的に反射する可視光反射領域３４を有する。
ここで、混在領域３２は、赤外線反射領域３０から可視光反射領域３４からに向かって、すなわち、上から下に向かって、緑色光を選択的に反射する可視光反射部３２ａの合計面積すなわち本発明の混在領域における反射部の面積が漸増し、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部３２ｂ（本発明における非反射部）の面積が漸減する。図示例において、混在領域３２では、同じサイズの円形の可視光反射部３２ａを、複数、配列して反射部を構成する。図示例の混在領域３２においては、幅方向における可視光反射部３２ａの数、すなわち、幅方向における可視光反射部３２ａの合計面積が、上から下に向かって、漸増ずる。なお、以下の説明では、便宜的に、可視光反射部３２ａの合計面積を、単に『可視光反射部３２ａの面積』とも言う。
本発明のハーフミラー２０は、このような赤外線反射領域３０および混在領域３２を有する反射層２４を有することにより、ＨＵＤにおいてスクリーンとなるウインドシールドにおいて、境界が目立たず、かつ、ギラツキも抑制することができる。
【００２６】
前述の特許文献１にも示されるように、ＨＵＤにおいてウインドシールドに画像を表示（投影）するために、ハーフミラーが利用される。画像を表示するためのハーフミラーは、ウインドシールドにおける画像の投影領域のみに設ければよい。ウインドシールドにおける画像の投影領域は、通常、ウインドシールドの下方である。
しかしながら、ハーフミラーをウインドシールドにおける画像の投影領域のみに設けると、ハーフミラーと、ハーフミラーを有さない領域との境界が目立ってしまい、目障りになってしまう。
ハーフミラーをウインドシールドの全面に設ければ、ハーフミラーと、ハーフミラーを有さない領域との境界が目立つという問題は解決される。しかしながら、ハーフミラーをウインドシールドの全面に設けた場合には、車内に入った外光およびダッシュボードで反射された光等が、ウインドシールド（ハーフミラー）に入射して反射されるため、いわゆるギラツキが生じてしまう。
【００２７】
これに対して、本発明のハーフミラー２０は、ＨＵＤで画像を表示するために可視光を選択的に反射する可視光反射領域３４と、赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域３０と、可視光反射領域３４と赤外線反射領域３０との間の、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部３２ｂと可視光を選択的に反射する可視光反射部３２ａとが混在し、かつ、ウインドシールドの下方に向かって、可視光を反射する可視光反射部３２ａの面積が漸増する混在領域３２とを有する。
赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域３０では、可視光は透過するので、可視光がハーフミラー２０によって反射される事に起因するギラツキを大幅に抑制できる。また、赤外線反射領域３０とスクリーンとなる可視光反射領域３４との間には、ウインドシールドの下方に向かって、可視光を反射する可視光反射部３２ａの面積が漸増する混在領域３２を有するので、赤外線反射領域３０と可視光反射領域３４との境界も目立たない。
【００２８】
なお、図示例の混在領域３２は、幅方向における円形の可視光反射部３２ａの数が、ウインドシールド１０の上方から下方に向かって、漸増することで、可視光を反射する可視光反射部３２ａの面積（合計面積）が、ウインドシールド１０の上方から下方に向かって漸増する。
従って、実際には、図１１に概念的に示すように、円形の可視光反射部３２ａの上下方向の中央を超えた位置から下方では、ウインドシールド１０の上方から下方に向かって、可視光を反射する可視光反射部３２ａの面積が減少する領域も存在する。
しかしながら、本発明においては、混在領域３２が、このような可視光を反射する可視光反射部３２ａの面積が減少する領域を含んでも、図１１に示すように、ウインドシールド１０の上方から下方に向かって、全体的に見て面積が漸増していれば、混在領域３２において可視光を選択的に反射する反射部の面積（図示例においては、可視光反射部３２ａの合計面積）が漸増していると見なす。
【００２９】
反射層２４は、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である。
コレステリック液晶相の選択反射の中心波長λ（選択反射中心波長λ）は、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチＰ（＝螺旋の周期）に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。そのため、この螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射中心波長を調節することができる。コレステリック液晶相のピッチは、重合性液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、選択反射を示す選択反射帯域（円偏光反射帯域）の半値幅Δλ（ｎｍ）は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δｎと螺旋のピッチＰとに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δｎを調節して行うことができる。屈折率異方性Δｎは、反射層２４を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。
螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編  シグマ出版２００７年出版、４６頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会  丸善  １９６頁に記載の方法を用いることができる。
【００３０】
コレステリック液晶相の反射光は円偏光である。反射する円偏光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
反射層２４は、右円偏光を反射するコレステリック液晶層でも、左円偏光を反射するコレステリック液晶層でもよい。あるいは、反射層２４が、右円偏光を反射するコレステリック液晶層と、左円偏光を反射するコレステリック液晶層とを積層したものでもよい。
コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射層２４を形成する液晶化合物の種類、および／または、添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
【００３１】
なお、反射層２４は、１層からなるものでも、多層構成でもよい。
反射する光の波長領域すなわち遮断する光の波長領域を広くするには、選択反射中心波長λをずらした層を順次積層することで実現できる。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号公報等に記載の方法などが挙げられる。
【００３２】
前述のように、反射層２４は、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である。
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。
【００３３】
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、重合開始剤および配向剤等を含んでいてもよい。
【００３４】
特に、右円偏光を反射する反射層２４を形成する液晶組成物は、重合性液晶化合物、右捩れを誘起するキラル剤、および、重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。また、左円偏光を反射する反射層２４を形成する液晶組成物は、重合性液晶化合物、左捩れを誘起するキラル剤、および、重合開始剤を含む重合性コレステリック液晶組成物であるのが好ましい。
【００３５】
−−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。
【００３６】
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。
【００３７】
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％が好ましく、８０〜９９質量％がより好ましく、８５〜９０質量％がさらに好ましい。
【００３８】
−−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、右円偏光を反射する反射層２４を形成する際には、右捩れを誘起するキラル剤を用い、左円偏光を反射する反射層２４を形成する際には、左捩れを誘起するキラル剤を用いればよい。
【００３９】
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。
【００４０】
キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２０００−１４７２３６、特開２００２−８０４７８号公報、特開２００２−８０８５１号公報、特開２００２−１７９６３３号公報、特開２００２−１７９６６８号公報、特開２００２−１７９６６９号公報、特開２００２−１７９６７０号公報、特開２００２−１７９６８１号公報、特開２００２−１７９６８２号公報、特開２００２−３０２４８７号公報、特開２００２−３３８５７５号公報、特開２００２−３３８６６８号公報、特開２００３−３０６４９０号公報、特開２００３−３０６４９１号公報、特開２００３−３１３１８７号公報、特開２００３−３１３１８８号公報、特開２００３−３１３１８９号公報、および、特開２００３−３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。
【００４１】
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０．０１〜２００モル％が好ましく、１〜３０モル％がより好ましい。
【００４２】
−−重合開始剤−−
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、液晶組成物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号および同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号公報および米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、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。
【００４３】
−−架橋剤−−
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。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のができ、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種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、３〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。
【００４４】
−−重合禁止剤−−
液晶組成物は、保存性の向上を目的として、重合禁止剤を含有してもよい。
重合禁止剤としては、例えば、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ベンゾキノン、ヒンダードアミン（ＨＡＬＳ）、および、これらの誘導体等が挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
重合禁止剤の含有量は、液晶組成物の固形分質量に対して、０〜１０質量％が好ましく、０〜５質量％がより好ましい。
【００４５】
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のが好ましい。
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、ならびに、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
【００４６】
ここで、前述のように、キラル剤としては、シンナモイル基など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、マスク等を用いて、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。
あるいは、マスク等を用いて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、連続する１層の中に、可視光反射領域３４、混在領域３２および赤外線反射領域３０を有する反射層２４を形成できる。この点に関しては、後に詳述する。
【００４７】
また、紫外線照射時の温度を調節することで、反射波長領域を調節することも可能である。温度を調節しながら、紫外線をパターニングして照射することで、反射層２４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。
【００４８】
前述のように、反射層２４は、上方から、全面的に赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域３０、赤外線を反射する赤外線反射部３２ｂと緑色光を選択的に反射する可視光反射部３２ａとが混在する混在領域３２、および、全面的に緑色光を選択的に反射する可視光反射領域３４を有する。
反射層２４において、可視光反射領域３４の上下方向の長さには、制限はない。すなわち、可視光反射領域３４の上下方向の長さは、ＨＵＤで設定する画像表示領域に応じて、画像表示領域を包含する長さを、適宜、設定すればよい。
また、混在領域３２の上下方向の長さ、すなわち、赤外線反射領域３０と可視光反射領域３４との距離にも、制限はない。すなわち、混在領域３２の上下方向の長さは、ウインドシールド１０の上下方向のサイズ等に応じて、可視光反射領域３４と赤外線反射領域３０との境界が目立たなくなる長さを、適宜、設定すればよい。具体的には、混在領域３２の上下方向の長さは、１０〜２００ｍｍが好ましく、５０〜１００ｍｍがより好ましい。
さらに、混在領域３２における可視光反射部３２ａの漸増の程度にも、制限は無く、混在領域３２の上下方向の長さにおいて、赤外線反射領域３０と可視光反射領域３４との境界が目立たなくなるように、適宜、設定すればよい。なお、混在領域３２における可視光反射部３２ａの漸増は、線形的でも非線形的でもよい。
一例として、混在領域３２は、赤外線反射領域３０の下端で可視光反射部３２ａが無く、可視光反射領域３４の上端位置で、幅方向の全面が可視光反射部３２ａとなるように、赤外線反射領域３０から可視光反射領域３４に向かって、幅方向における可視光反射部３２ａの面積（幅方向の数）が漸増するのが好ましい。なお、前述のように、可視光反射領域が、可視光を選択的に反射しない部分を有する場合には、全面は、可視光反射領域における可視光反射部の面積率に置き換える。
【００４９】
このような赤外線反射領域３０、混在領域３２および可視光反射領域３４を有する反射層２４は、一例として、光異性化基を有するキラル剤（感光性のキラル剤）を含有する前述の液晶組成物を用いて形成できる。
【００５０】
まず、目的とする円偏光方向に対応する捩れを誘起する感光性のキラル剤、重合性液晶化合物、重合開始剤および配向剤等を含有する液晶組成物を調製する。
次いで、調製した液晶組成物を反射層２４の形成面に塗布する。図示例においては、λ／２板２６に、調製した液晶組成物を塗布する。なお、液晶組成物の塗布は、ワイヤーバー塗布等の公知の方法で行えばよい。
ここで、液晶組成物は、一例として、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層、すなわち、緑色光の波長領域に選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層を形成するように、調製する。
また、感光性のキラル剤は、一例として、紫外線を照射すると、照射量に応じて、誘起するコレステリック液晶相の螺旋構造のピッチが長くなるものを用いる。すなわち、この液晶組成物は、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなる（選択反射中心波長が長くなる）。
【００５１】
次いで、塗布した液晶組成物に、赤外線反射領域３０、混在領域３２および可視光反射領域３４に応じた、例えば黒インクで形成した黒色の遮光部を有するマスクを介して、紫外線を照射する。
具体的には、図２に示す反射層２４に対応して、可視光反射領域３４および混在領域３２の可視光反射部３２ａに対応する部分は紫外線を遮光し、それ以外の部分は紫外線を透過するマスクを用いて、液晶組成物に紫外線を照射する。すなわち、図２に示す反射層２４に対応して、反射層２４のハッチを掛けた部分に対応する位置は紫外線を遮光して、それ以外の領域は紫外線が素抜けするようなマスクパターンを有するマスクを用いて、液晶組成物に紫外線を照射する。
【００５２】
前述のように、液晶組成物は、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成するものである。また、液晶組成物（感光性のキラル剤）は、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなるものである。
従って、液晶組成物が形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が、赤外線を反射するコレステリック液晶層となる量の紫外線を照射することにより、液晶組成物は、紫外線を照射された領域は、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層となり、マスクの遮光部によって遮光された領域は、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層となる。
これにより、紫外線を照射された液晶組成物で形成される反射層２４は、図２に示されるような、赤外線反射領域３０、混在領域３２、および、可視光反射領域３４を有する反射層２４を形成できる。
【００５３】
次いで、液晶組成物を加熱することにより、液晶組成物をコレステリック液晶相の状態とし、かつ、硬化することにより、反射層２４を形成する。
あるいは、液晶組成物を加熱することにより、液晶組成物をコレステリック液晶相の状態とし、さらに、必要に応じて液晶組成物に紫外線を照射して硬化することにより、反射層２４を形成する。
なお、反射層２４の厚さには、制限は無く、選択的に反射する可視光の波長、および、目的とする可視光の反射率等に応じて、適宜、設定すればよい。
【００５４】
このようにして形成した反射層２４は、一様に塗布した液晶組成物を塗膜に紫外線を照射することによって、赤外線反射領域３０、混在領域３２、および、可視光反射領域３４を形成している。
すなわち、この反射層２４は、光の反射特性が異なる３つの領域を有するが、赤外線反射領域３０と混在領域３２との間、および、混在領域３２と可視光反射領域３４との間に接合面を有さない、１枚の膜である。言い換えれば、この反射層２４は、３つの光学的に異なる領域を有するが、各領域の境界に、物理的な界面を有さない１枚の膜である。
【００５５】
以上の例では、紫外線を照射すると、照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が長くなる液晶組成物（感光性のキラル剤）を用いて反射層２４を形成したが、反射層２４の形成方法は、逆の方法でも形成可能である。
この場合には、紫外線を照射すると励起する螺旋構造のピッチが短くなる感光性のキラル剤を利用する。このようなキラル剤を含有する、紫外線の照射量に応じて、形成するコレステリック液晶層の選択的な反射波長が短くなり、かつ、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成する液晶組成物を調製する。この液晶組成物を反射層の形成面に塗布して、塗膜を形成する。
その上で、上述の例とは逆に、赤外線反射領域３０および混在領域３２における赤外線反射部３２ｂは紫外線を遮光して、それ以外の領域は紫外線を透過するマスクを用いて、液晶組成物に紫外線を照射する。これにより、紫外線の照射部は、選択反射の波長領域を短波長化して可視光を選択的に反射するコレステリック液晶層とし、紫外線の非照射部は、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層として、同様の、赤外線反射領域３０、混在領域３２、および、可視光反射領域３４を有する反射層２４を形成してもよい。
【００５６】
図示例のハーフミラー２０は、好ましい態様として、このような反射層２４と、λ／２板２６とで構成される。λ／２板２６は、反射層２４よりも内面側ガラス１４側、すなわち、投影光の入射側に配置される。
ウインドシールド１０を用いるＨＵＤでは、プロジェクターからの投影光は、Ｐ波（Ｐ偏光）をブリュースター角で内面側ガラス１４に入射して、内面側ガラス１４および外面側ガラス１２では投影光を反射しないようにするのが好ましい。一方で、前述のように、反射層２４は、円偏光を反射するコレステリック層である。
この際においては、λ／２板２６は、正面（法線方向）から見た場合はλ／２板として作用するが、投影光の入射方向（ブリュースター角）から見た場合には、直線偏光を円偏光に変えるλ／４板として作用する。
従って、λ／２板２６を有することにより、Ｐ波を円偏光に変えて、投影光を効率よく反射層２４で反射して、画像を表示できる。
λ／２板２６は、公知のλ／２板（１／２波長板）、すなわちλ／２板の正面レタデーション（Ｒｅ）を有するＡプレートが、各種、利用可能である。
【００５７】
図２に示す反射層２４において、混在領域３２は、同じ大きさの可視光を選択的に反射する領域の数を変更することにより、赤外線反射領域３０から可視光反射領域３４に向かって、可視光を反射する領域の面積を漸増したが、本発明は、これ以外にも、各種の構成が利用可能である。
一例として、図３に概念的に示すように、幅方向に設ける、可視光を選択的に反射する領域の数は均一にして、可視光を選択的に反射する領域の面積を、赤外線反射領域３０から可視光反射領域３４に向かって、漸次、大きくすることにより、赤外線反射領域３０から可視光反射領域３４に向かって、可視光を反射する領域の面積が漸増する混在領域３２としてもよい。
【００５８】
図２に示す反射層２４（ハーフミラー２０）は、車内の温度上昇を防止できる等の利点を有する点で好ましい態様として、可視光を反射しない非反射領域として、赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域３０を有するが、本発明は、これに制限はされない。
例えば、可視光を反射しない非反射領域として、紫外線を選択的に反射する紫外線反射領域を有する反射層も、利用可能である。この構成によれば、外部から車内に侵入する紫外線を低減できる等の点で好ましい。
あるいは、可視光を反射しない非反射領域は、可視光のみならず、赤外線および紫外線も反射しない領域（無反射領域）であってもよい。このような非反射領域は、例えば、反射層となるコレステリック液晶層において、非反射領域におけるコレステリック液晶相の螺旋のピッチを、反射層（コレステリック液晶層）の膜厚よりも大きくすることで、形成できる。
【００５９】
図１に示すハーフミラー２０は、一例として、反射層２４の反射領域である可視光反射領域３４が緑色光を選択的に反射する、緑色のモノクロ表示を行うＨＵＤに対応するものであるが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明のハーフミラーは、反射層の可視光反射領域が赤色光を選択的に反射する、赤色のモノクロ表示を行うＨＵＤに対応するものであってもよい。あるいは、本発明のハーフミラーは、反射層の可視光反射領域が青色光を選択的に反射する、青色のモノクロ表示を行うＨＵＤに対応するものであってもよい。
なお、以上の例においても、混在領域において可視光を選択的に反射する反射部の選択的な反射光は、可視光反射領域と同じ色の光である。
【００６０】
また、本発明のハーフミラーは、図４に概念的に示すように、反射層として、可視光反射領域が緑色光を選択的に反射する緑色光反射層２４Ｇ、および、可視光反射領域が赤色光を選択的に反射する赤色光反射層２４Ｒを有し、緑色光反射層２４Ｇと赤色光反射層２４Ｒとを積層した、フルカラー画像の表示を行うＨＵＤに対応するハーフミラーであってもよい。このハーフミラーにおいては、緑色光反射層において、可視光反射領域におけるコレステリック層の選択反射中心波長を青色光の波長領域寄りにし、かつ、選択反射帯域（半値幅）を広くすることで、フルカラー画像の表示に対応できる。
さらに、本発明のハーフミラーは、反射層として、可視光反射領域が赤色光を選択的に反射する赤色光反射層、および、可視光反射領域が青色光を選択的に反射する青色光反射層を有し、赤色光反射層と青色光反射層とを積層した、フルカラー画像の表示を行うＨＵＤに対応するハーフミラーであってもよい。このハーフミラーにおいては、両反射層の選択反射帯域（半値幅）を広くすることで、フルカラー画像の表示に対応できる。
あるいは、本発明のハーフミラーは、反射層として、可視光反射領域が赤色光を選択的に反射する赤色光反射層、可視光反射領域が緑色光を選択的に反射する緑色光反射層および、可視光反射領域が青色光を選択的に反射する青色光反射層を有し、赤色光反射層、緑色光反射層および青色光反射層を積層した、フルカラー画像の表示を行うＨＵＤに対応するハーフミラーであってもよい。
【００６１】
このように、複数の反射層を積層してハーフミラーを形成する場合には、各反射層の混在領域において、可視光を選択的に反射する反射部を、ウインドシールドの面方向に同じ位置とするのが好ましい。言い換えれば、複数の反射層を積層してハーフミラーを形成する場合には、ウインドシールドをＨＵＤの観察方向から見た際に、各反射層の混在領域における反射部が重複するように、反射部を形成するのが好ましい。
このような構成とすることにより、混在領域において、無駄な色のチラつきが生じることを抑制できる。
このようなハーフミラーは、一例として、各色の反射層の形成において、同じマスクパターンを有するマスクを用いて前述の紫外線の照射を行って各色の反射層を形成し、混在領域において反射部を位置合わせして、各色の反射層を積層することで、作製できる。
【００６２】
以上の例は、１層の反射層は、可視光反射領域が、赤色光、緑色光および青色光の１色のみを選択的に反射するものであるが、本発明は、これに限定はされない。すなわち、本発明のハーフミラーは、１層の反射層の可視光反射領域が、赤色光、緑色光および青色光を選択的に反射するものであってもよい。
【００６３】
図５に、その一例を概念的に示す。
図５に示す反射層４０も、前述の反射層２４と同様、上方から、赤外線反射領域４２、混在領域４６、および、可視光反射領域４８を有して構成される。
赤外線反射領域４２は、前述の図２に示す反射層２４の赤外線反射領域と同様に、全面的に赤外線を選択的に反射する。
【００６４】
一方、図５に示す反射層４０では、可視光反射領域４８は、図２に示す反射層２４のように全面が可視光を選択的に反射するのではなく、可視光を選択的に反射する円形（ドット状）の可視光反射部５０を、二次元的に均一かつ最密に配列した構成を有する。
円形の可視光反射部５０は、図６に概念的に示すように、３つの同心円で形成される３つの領域に分割されている。可視光反射部５０において、最も大きな円と２番目に大きな円との間に形成される最も外側の同心円帯の領域は、赤色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される赤色光反射部５０Ｒである。可視光反射部５０において、２番目に大きな円と最も小さい円との間に形成される中間の同心円帯の領域は、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される緑色光反射部５０Ｇである。さらに、最も小さい円で形成される最も内側の円形の領域は、青色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される青色光反射部５０Ｂである。
可視光反射領域４８において、円形の可視光反射部５０の間隙は、赤外線を選択的に反射する
【００６５】
反射層４０において、混在領域４６も同様の可視光反射部５０を配列した構成を有する。ここで、混在領域４６は、図５に概念的に示すように、可視光反射領域４８から赤外線反射領域４２に向かって、すなわち、ウインドシールドの上方から下方に向かって、幅方向における可視光反射部５０の数すなわち面積が漸増する。また、混在領域４６においても、可視光反射部５０以外の部分は、赤外線を選択的に反射する赤外線反射部４６ｂである。
【００６６】
従って、このような反射層４０によれば、１層の反射層によって、赤色光、緑色光および青色光を反射して、ＨＵＤによって赤、緑および青のフルカラー画像を表示できる。
【００６７】
このような反射層４０は、前述の反射層２４に準ずる方法で作製できる。
まず、前述の反射層２４と同様に、青色光を選択的に反射するコレステリック液晶層となる液晶組成物を、反射層４０の形成面、例えばλ／２板２６の表面に塗布する。
次いで、液晶組成物に、可視光反射部５０に対応する部分に、例えば黒インクで形成した円形状のパターンが形成され、それ以外の領域は紫外線が素抜けするマスクパターンを有するマスクを用いて、紫外線を照射する。
ここで、円形状のパターンは、可視光反射部５０と同様に３つの同心で形成された３つの領域を有し、最も外側の同心円帯の領域は、紫外線を多く透過し、最も小さい円形の領域は紫外線を遮光し、真ん中の同心円帯の領域における紫外線の透過量は、最も外側の同心円帯の領域と最も小さい円形の領域との間となる、マスクパターンを有する。
【００６８】
前述のように、液晶組成物は、紫外線の照射量に応じて、選択的に反射する波長領域が長くなるコレステリック液晶層を形成するものである。
従って、可視光反射部５０に対応して、このようなマスクパターンを有するマスクを介して紫外線を照射することにより、赤色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される赤色光反射部５０Ｒ、緑色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される緑色光反射部５０Ｇ、および、青色光を選択的に反射するコレステリック液晶層で形成される青色光反射部５０Ｂを有する可視光反射部５０を形成できる。
また、可視光反射部５０の間の部分、および、可視光反射部５０が形成されない領域は、紫外線が素抜けするので、赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶層となる。
【００６９】
これ以降は、前述の反射層２４と同様に、加熱処理によって、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向して、さらに、必要に応じて、紫外線を照射することで、液晶組成物を硬化する。
これにより、可視光を選択的に反射する可視光反射部５０が均一に配列された可視光反射領域４８、上方に向かって可視光を選択的に反射する可視光反射部５０の数すなわち可視光を選択的に反射する部分の面積が漸減する混在領域４６、および、赤外線を選択的に反射する赤外線反射領域４２を有する反射層４０を形成できる。
【００７０】
図５および図６に示す可視光反射部５０は、同心円によって分割されたで赤色光反射部５０Ｒ、緑色光反射部５０Ｇ、および、青色光反射部５０Ｂを有するものであるが、本発明は、これに限定はされない。例えば、図７に示す反射部５４のように、円形の反射部５４を、直線によって帯状に分割して、赤色光を選択的に反射する赤色光反射部５４Ｒ、緑色光を選択的に反射する緑色光反射部５４Ｇ、および、青色光を選択的に反射する青色光反射部５４Ｂを形成した構成も利用可能である。
また、図６および図７に示す反射部は、円形であるが、これ以外にも正方形、長方形、および、六角形などの多角形の反射部も利用可能である。このような反射部によれば、反射部の二次元的な配列によって、反射部間の隙間を無くして、全面で可視光を選択的に反射する可視光反射領域を形成できる。この点に関しては、可視光反射部３２ａ等も同様である。
【００７１】
なお、図５〜図７に示す例では、可視光反射領域および混在領域を形成する反射部が、赤色光、緑色光および青色光の３色を選択的に反射するが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明のハーフミラーは、可視光を選択的に反射する円形等の反射部を配列した構成でも、可視光反射領域および混在領域を形成する反射部が、例えば、赤色光および緑色光の２色を選択的に反射するものでもよく、赤色光および青色光の２色を選択的に反射するものであってもよい。
【００７２】
以上の例では、本発明のハーフミラーは、ウインドシールドの下方において、幅方向の全域に対応して可視光反射領域３４および混在領域３２を有するが、本発明のハーフミラーは、これに限定はされない。
例えば、図８の左側に概念的に示すように、可視光反射領域３４を、ウインドシールドの下方の幅方向の端部に部分的に形成し、可視光反射領域３４と赤外線反射領域３０との間に、混在領域３２を設けた構成でもよい。あるいは、図８の右側に概念的に示すように、赤外線反射領域３０によって面方向に内包されるように可視光反射領域３４を形成し、可視光反射領域３４を囲むように、混在領域３２を設けた構成でもよい。
【００７３】
以上、本発明のハーフミラーについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。
【実施例】
【００７４】
以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定はされない。【００７５】
［実施例１］
（液晶組成物１の調製）
以下に示す各成分を混合し、液晶組成物１を調製した。
・液晶化合物１（下記構造）：                    １００質量部
・キラル剤１（下記構造）：                      ９．８質量部
・水平配向剤１（下記構造）：                  ０．０２質量部
・水平配向剤２（下記構造）：                  ０．０５質量部
・光ラジカル開始剤１（下記構造）：                  ４質量部
・重合禁止剤１（下記構造）：                        １質量部
・メチルエチルケトン（ＭＥＫ）：                １６０質量部【００７６】
【化１】
2019009252.tif 000003
【００７７】
【化２】
2019009252.tif 000004
【００７８】
【化３】
2019009252.tif 000005
【００７９】
【化４】
2019009252.tif 000006
【００８０】
光ラジカル開始剤１（ＢＡＳＦ社製  ＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７）
【化５】
2019009252.tif 000007
【００８１】
重合禁止剤１（ＢＡＳＦ社製  ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０）
【化６】
2019009252.tif 000008
【００８２】
（λ／２板形成用塗布液）
下記の成分を混合し、下記組成のλ／２板形成用塗布液を調製した。
・液晶化合物１                                      ８０質量部
・液晶化合物２（下記構造）                          ２０質量部
・水平配向剤２                                    ０．１質量部
・水平配向剤１                                ０．００７質量部
・重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、IRGACURE OXE01）      １．０質量部
・溶媒（メチルエチルケトン）      溶質濃度が３０質量％となる量【００８３】
・液晶化合物２
【化７】
2019009252.tif 000009
【００８４】
＜ハーフミラーの作製＞
（λ／２板（位相差層）の形成）
仮支持体として、縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍで、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、コスモシャインＡ４１００）を用意した。
仮支持体の片面に、縦方向を基準（０°）に逆時計回り方向に６０°の方向になるように、レーヨン布によってラビング処理（圧力：０．１ｋｇｆ（０．９８Ｎ）、回転数：１０００ｒｐｍ、搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、回数：１往復）を施した。【００８５】
仮支持体のラビングを施した表面に、調製したλ／２板形成用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布した。
λ／２板形成用塗布液を乾燥した後、仮支持体を３０℃のホットプレート上に置き、出力６０ｍＷ／ｃｍ2の無電極ランプ（フュージョンＵＶシステムズ社製、Ｄバルブ）によって紫外線を６秒間照射することによって、液晶相を固定して、厚さ２μｍのλ／２板（位相差層）を形成した。【００８６】
（緑色光反射層の形成）
このようにして形成したλ／２板の表面に、調製した液晶組成物１をワイヤーバーによって塗布した。
次いで、赤外線反射領域、混在領域および可視光反射領域に応じた、黒色の遮光部（黒色マスク）によるマスクパターンを有するマスクを介して、酸素雰囲気下、室温で、一定時間、紫外線を照射した。【００８７】
マスクは、縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍで、図９にイメージを示すように、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は遮光部を有さず、
上から７００〜８００ｍｍまでの１００ｍｍの領域において、直径２ｍｍの円形の遮光部を、上方から下方に向かって、遮光部が無い状態から、幅方向における遮光部の数が漸増して、幅方向の全面が遮光部となるように、有し、
さらに、上から８００ｍｍの位置から最下部（１２００ｍｍ）までは、全面が遮光部となる、マスクパターンを有するマスクを用いた（図２参照）。
紫外線照射の光源は、フナコシ社製のＵＶトランスイルミネーターＬＭ−２６型を用いた。この光源が照射する紫外線の中心波長は３６５ｎｍである。
また、紫外線の照射時間（上述の一定時間）は、遮光部を有さない領域における紫外線の照射量が４０ｍＪ／ｃｍ2となる時間とした。また、遮光部の黒色の濃度は、この一定時間で、遮光部を介して照射される紫外線の量が４ｍＪ／ｃｍ2となる濃度に調節した。【００８８】
次いで、紫外線を照射した液晶組成物１が形成された仮支持体を、１００℃のホットプレート上に１分間静置することにより、塗膜に熱処理を施し、重合性液晶化合物１をコレステリック液晶相の状態とした。
その後、熱処理後の塗膜に対し、窒素雰囲気下（酸素濃度５００ｐｐｍ以下）、室温にて、一定時間紫外線を照射して塗膜を硬化することにより、膜厚２μｍのコレステリック液晶層からなる反射層を形成した。
紫外線の光源は、ＨＯＹＡ  ＣＡＮＤＥＯ  ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ社製のＥＸＥＣＵＲＥ３０００−Ｗを用いた。この光源は高圧水銀灯であり、紫外線領域に輝線を持つ。【００８９】
作製した反射層は、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は、全面が、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層（赤外線反射領域）で、
７００〜８００ｍｍまでの領域は、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層と選択反射中心波長が５３０ｎｍの直径２ｍｍの円形のコレステリック液晶層とが混在し、かつ、選択反射中心波長が５３０ｎｍの円形のコレステリック液晶層の面積が下方に向かって漸増する領域（混在領域）で、
８００ｍｍ〜最下部（１２００ｍｍ）までの領域は、全面が、選択反射中心波長が５３０ｎｍのコレステリック液晶層（可視光反射領域）であった。
すなわち、この反射層は、可視光反射領域が緑色光を選択的に反射する、緑色光反射層である。
なお、本例において、円形のコレステリック液晶層の面積が漸増する領域（混在領域）とは、具体的には、マスクにおける円形の遮光部に対応して、下方に向かって、円形のコレステリック液晶層の幅方向の数、すなわち、幅方向における円形のコレステリック液晶層の合計面積が、漸増する領域である。この点に関しては、以下に示す例も同様である。【００９０】
（赤色光反射層の形成）
作製した緑色光反射層の上に、緑色光反射層と同様に液晶組成物１を塗布した。
次いで、緑色反射層と全く同じマスクパターンを有するマスクを介して、緑色光反射層と同様に紫外線を照射した。ただし、遮光部の黒色の濃度は、遮光部を有さない領域における紫外線照射量が４０ｍＪ／ｃｍ2となる一定時間の紫外線の照射で、紫外線の照射量が１５ｍＪ／ｃｍ2となる濃度に調節した。
これ以降は、緑色光反射層と同様にして、膜厚３μｍのコレステリック液晶層からなる反射層を形成した。【００９１】
作製した反射層は、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は、全面が、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層（赤外線反射領域）で、
７００〜８００ｍｍまでの領域は、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層と、選択反射中心波長が６５０ｎｍの直径２ｍｍの円形のコレステリック液晶層とが混在し、かつ、選択反射中心波長が６５０ｎｍの円形のコレステリック液晶層の面積（幅方向の数）が下方に向かって漸増する領域（混在領域）で、
８００ｍｍ〜最下部（１２００ｍｍ）までの領域は、選択反射中心波長が６５０ｎｍのコレステリック液晶層（可視光反射領域）であった。
すなわち、この反射層は、可視光反射領域が赤色光を選択的に反射する、赤色光反射層である。
このようにして、λ／２板の上に、緑色光反射層および赤色光反射層の２層の反射層を設けたハーフミラーを作製した。【００９２】
（ウインドシールドの作製）
縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス板に、中間膜としてＯＣＡテープ（日栄化工社製、ＭＨＭ−ＵＶＣ１５）を貼着した。『ＯＣＡ』は『Optical Clear Adhesive』の略である。
次いで、この中間膜に、作製したハーフミラーを、反射層がガラス面側になるように、ローラを用いて貼着した。
次いで、λ／２板に貼着されている仮支持体を剥離した。その後、λ／２板に、中間膜として、縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍに切断した、厚さが０．３８ｍｍのポリビニルブチラールフィルム（積水化学社製）を貼着した。さらに、ポリビニルブチラールフィルムの上に、縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍ、厚さ２ｍｍのガラス板を貼着して、積層体を作製した。
なお、この積層体の作製においては、ハーフミラーのλ／２板のラビング方向が、ＯＣＡテープを貼着したガラス板側から見て、ガラス板の短辺方向を基準に逆時計回り方向に６０°の方向になるようにし、かつ、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域が赤外線反射領域となり、ウインドシールドの最下部から上方に４００ｍｍまでの領域が可視光反射領域となり、上部から７００〜８００ｍｍの範囲は混在領域となるように、ハーフミラーを貼着した。【００９３】
この積層体を９０℃、０．１気圧下で１時間保持した後に、オートクレーブ（栗原製作所製）にて１１５℃、１３気圧で２０分間加熱して気泡を除去して、ウインドシールドを作製した。【００９４】
［実施例２］
実施例１と同様の仮支持体に、実施例１と同じ緑色光反射層を形成して、ハーフミラーを作製した。
このハーフミラーを用いた以外は、実施例１と同様にウインドシールドを作製した。【００９５】
［実施例３］
実施例１と同様の仮支持体に、実施例１と同様にλ／２板を形成した。
このλ／２板に、実施例１の緑色光反射層と同様に液晶組成物１を塗布した。
次いで、実施例１と全く同じマスクパターンを有するマスクを介して、実施例１の緑色光反射層と同様に紫外線を照射した。ただし、遮光部の黒色濃度は、遮光部を有さない領域における紫外線照射量が４０ｍＪ／ｃｍ2となる一定時間の紫外線の照射で、紫外線の照射量が０Ｊ／ｃｍ2となる濃度に調節した。
これ以降は、実施例１の緑色光反射層と同様にして、膜厚２μｍのコレステリック液晶層からなる反射層を形成した。【００９６】
作製した反射層は、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は、全面が選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層（赤外線反射領域）で、
７００〜８００ｍｍまでの領域は、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層と選択反射中心波長が４５０ｎｍの直径２ｍｍの円形のコレステリック液晶層とが混在し、かつ、選択反射中心波長が４５０ｎｍの円形のコレステリック液晶層の面積（幅方向の数）が下方に向かって漸増する領域（混在領域）で、
８００ｍｍ〜最下部（１２００ｍｍ）までの領域は、全面が選択反射中心波長が４５０ｎｍのコレステリック液晶層（可視光反射領域）であった。
すなわち、この反射層は、可視光反射領域が青色光を選択的に反射する、青色光反射層である。【００９７】
作製した青色光反射層の上に、実施例１の赤色光反射層と同様にして、赤色光反射層を形成した。
このようにして、λ／２板の上に、青色光反射層および赤色光反射層の２層の反射層を設けたハーフミラーを作製した。
このハーフミラーを用いた以外は、実施例１と同様にウインドシールドを作製した。【００９８】
［実施例４］
縦１２００ｍｍ×横１４００ｍｍで、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は遮光部を有さず、７００ｍｍから下の領域に、直径１７３μｍの円形の黒色の遮光部を配列したマスクパターンを有するマスクを用意した。【００９９】
円形の遮光部は、直径１７３μｍの円と、直径１４１μｍの円と、直径１００μｍの円との３つの同心円で構成されるものである（図６参照）。すなわち、円形の遮光部は、直径１７３μｍの円と直径１４１μｍの円との間の最も外側の同心円帯の領域と、直径１４１μｍの円と直径１００μｍの円との間の中間の同心円帯の領域と、最も内側の直径１００μｍの円形の領域との、３つの領域を有し、それぞれ、黒色の濃度が異なる。
具体的には、遮光部の黒色濃度は、遮光部を有さない領域における紫外線照射量が４０ｍＪ／ｃｍ2となる一定時間の紫外線の照射で、最も外側の同心円帯の領域を透過する紫外線の照射量が１５ｍＪ／ｃｍ2となり、中間の同心円帯の領域を透過する紫外線の照射量が４ｍＪ／ｃｍ2となり、最も内側の円形の領域を透過する紫外線の照射量が０ｍＪ／ｃｍ2となる濃度とした。【０１００】
また、このマスクのマスクパターンは、図１０にイメージを示すように、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は円形の遮光部を有さず、
７００〜８００ｍｍまでの１００ｍｍの領域において、円形の遮光部を、遮光部が無い状態から、最密充填となるように、上方から下方に向かって、遮光部の面積（幅方向の数）が漸増するように有し、
さらに、８００ｍｍ〜最下部（１２００ｍｍ）までは、円形の遮光部が最密充填で配列される、マスクパターンとした（図５参照）。なお、円形の遮光部を最密充填した領域における、遮光部の面積率は、７８．５％であった。【０１０１】
実施例１と同様の仮支持体に、実施例１と同様にλ／２板を形成した。
このλ／２板に、実施例１の緑色光反射層と同様に液晶組成物１を塗布した。
次いで、先に用意したマスクを介して、実施例１と同様に、遮光部を有さない領域における紫外線の照射量が４０ｍＪ／ｃｍ2となる一定時間、紫外線を照射した。
その後、実施例１の緑色光反射層と同様にして、反射層を形成した。【０１０２】
作製した反射層は、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は、全面が選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層（赤外線反射領域）で、
７００〜８００ｍｍまでの領域は、選択反射中心波長が７５０ｎｍのコレステリック液晶層と、３つの同心円を有する円形のコレステリック液晶層とが混在し、かつ、円形のコレステリック液晶層の面積率（幅方向の数）が下方に向かって漸増する領域（混在領域）で、
８００ｍｍ〜最下部（１２００ｍｍ）までの領域は、３つの同心円を有する円形のコレステリック液晶層が最密充填された領域であった。円形のコレステリック液晶層が最密充填された領域における、円形のコレステリック液晶層の面積率は、７８．５％であった。
３つの同心円を有する円形のコレステリック液晶層は、最も外側の同心円帯の領域は、選択反射中心波長が６５０ｎｍのコレステリック液晶層（赤色光反射部）で、中間の同心円帯の領域は、選択反射中心波長が５３０ｎｍのコレステリック液晶層（緑色光反射部）で、内側の円形の領域は選択反射中心波長が４５０ｎｍのコレステリック液晶層（青色光反射部）であった。【０１０３】
このようにして、λ／２板の上に、同心円状の赤色光反射部、緑色光反射部および青色光反射部を有する円形の反射部を配列した反射層を有するハーフミラーを作製した。
このハーフミラーを用いた以外は、実施例１と同様にウインドシールドを作製した。【０１０４】
［比較例１］
緑色光反射層および赤色光反射層の形成において、混在領域に対応する、直径２ｍｍの遮光部が上方から下方に向けて漸増する領域を無くして、ウインドシールドの最上部から下方に７００ｍｍまでの領域は、全面で紫外線が素抜けし、７００ｍｍ〜最下部までの領域が全面が遮光部であるマスクパターンを有するマスクを用いた以外は、実施例１と同様にハーフミラーを形成した。
このハーフミラーを用いた以外は、実施例１と同様にウインドシールドを作製した。【０１０５】
［評価］
作製したウインドシールドについて、ギラツキ感と境界の視認性を評価した。
＜ギラツキ感＞
作製したウインドシールドを屋外において、鉛直方向から６０°傾斜した状態で、８００ｍｍ離れた位置からウインドシールドを目視した際に、ウインドの上部０〜５００ｍｍの領域におけるギラツキ感を官能評価した。
ギラツキ感が低いと感じられたものをＯＫ、ギラツキ感が高いと感じられたものをＮＧと評価した。【０１０６】
＜境界視認性＞
８００ｍｍ離れた位置からウインドシールドを目視して、下方の可視光を反射する領域と、上方の可視光を反射しない領域との境界を観察し、境界が目立たないものをＯＫ、境界が目立つものをＮＧと評価した。
結果を下記の表に示す。【０１０７】
【表１】
2019009252.tif 000010
【０１０８】
上記表に示されるように、本発明のハーフミラーによれば、ＨＵＤに用いられるウインドシールドにおいて、ギラツキ感を抑制し、かつ、可視光反射領域と可視光を反射しない非反射領域との境界も目立たなくできる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
ＨＵＤのスクリーンとして好適に利用可能である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０  ウインドシールド
１２  外面側ガラス
１４  内面側ガラス
１６  中間膜
２０  ハーフミラー
２４  反射層
２６  λ／２板
３０，４２  赤外線反射領域
３２，４６  混在領域
３２ａ，５０，５４  可視光反射部
３２ｂ，４６ｂ  赤外線反射部
３４，４８  可視光反射領域
５０Ｒ，５４Ｒ  赤色光反射部
５０Ｇ，５４Ｇ  緑色光反射部
５０Ｂ，５４Ｂ  青色光反射部
【図１】
2019009252.tif 000011
【図２】
2019009252.tif 000012
【図３】
2019009252.tif 000013
【図４】
2019009252.tif 000014
【図５】
2019009252.tif 000015
【図６】
2019009252.tif 000016
【図７】
2019009252.tif 000017
【図８】
2019009252.tif 000018
【図９】
2019009252.tif 000019
【図１０】
2019009252.tif 000020
【図１１】
2019009252.tif 000021
【国際調査報告】
2019009252.tif 000022
2019009252.tif 000023
2019009252.tif 000024
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