(57)【要約】      （修正有）【課題】三次元の立体像を表示することができ、且つ光の利用効率が高く、明るい像を表示することができる、空間表示装置を提供する。【解決手段】遠近反転立体像を出力し、直線偏光である画像光として出射する表示面を備える画像表示ユニット１１０と、画像光を鏡面反射させる選択反射膜１２０と、選択反射膜からの画像光を再帰性反射させる再帰性反射材１３０とを備える空間表示装置１０であって、選択反射膜は、再帰性反射材において再帰性反射し選択反射膜に入射した画像光を透過させ、それにより立体像を空間に表示し、選択反射膜は、コレステリック規則性を有する樹脂層１２１、及びコレステリック規則性を有する樹脂層の前記画像表示ユニット側の面に設けられたλ／４板１２２を備える。【選択図】図２
2018092000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠近反転立体像を出力し、直線偏光である画像光として出射する表示面を備える画像表示ユニットと、
前記画像光を鏡面反射させる選択反射膜と、
前記選択反射膜からの画像光を再帰性反射させる再帰性反射材とを備える空間表示装置であって、
前記選択反射膜は、前記再帰性反射材において再帰性反射し前記選択反射膜に入射した前記画像光を透過させ、それにより立体像を空間に表示し、
前記選択反射膜は、
コレステリック規則性を有する樹脂層、及び
前記コレステリック規則性を有する樹脂層の前記画像表示ユニット側の面に設けられたλ／４板を備える、空間表示装置。
【請求項２】
前記画像表示ユニットが、その前記表示面側に設けられたマイクロレンズアレイを備える、請求項１に記載の空間表示装置。
【請求項３】
前記コレステリック規則性を有する樹脂層が、可視波長帯域の少なくとも一の波長において、反射率４０％以上であり且つ反射帯域の半値幅が３５０ｎｍ以上である反射を示す、請求項１又は２に記載の空間表示装置。
【請求項４】
前記コレステリック規則性を有する樹脂層が、重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む液晶組成物の層を硬化してなる層であり、
前記重合性液晶化合物（ｉｗ）が、下記式（Ｉｗ）：
【化１】
2018092000.tif 000018
〔式中、Ｙ１ｗ〜Ｙ６ｗはそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−ＮＲ１ｗ−、または−ＮＲ１ｗ−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｇ１ｗおよびＧ２ｗはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の２価の脂肪族基を表す。該脂肪族基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２ｗ−、−ＮＲ２ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ２ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｚ１ｗおよびＺ２ｗはそれぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
Ａ１ｗおよびＡ２ｗはそれぞれ独立して、炭素数１〜３０の２価の有機基Ａｗを表す。
Ｘ１ｗ〜Ｘ８ｗはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−ＮＲ４ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ３ｗＲ４ｗ、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４ｗ、ＮＲ３ｗＲ４ｗを表す。ここで、Ｒ３ｗ及びＲ４ｗは、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ５ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ５ｗ−、−ＮＲ５ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ５ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
ａｗおよびｂｗはそれぞれ独立して、０または１である。〕で示される化合物である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空間表示装置。
【請求項５】
前記λ／４板が、λ／４波長層及びλ／２波長層を含み、
前記λ／４波長層及び前記λ／２波長層が、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、
前記λ／４波長層の遅相軸と前記λ／２波長層の遅相軸とがなす角が、６０°±５°である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空間表示装置。
【請求項６】
前記λ／４板が、重合性の液晶化合物を含む液晶組成物の硬化物からなる層を含み、
前記液晶化合物が、下記式（Ｉ）で表される化合物である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空間表示装置。
【化２】
2018092000.tif 000019
（前記式（Ｉ）において、
Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−ＮＲ１−、又は、−ＮＲ１−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｇ１及びＧ２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、１つの脂肪族基当たり１以上の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２−、−ＮＲ２−、又は、−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい。ただし、−Ｏ−又は−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。ここで、Ｒ２は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
Ａｘは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。
Ａｙは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルキニル基、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３、−ＳＯ２−Ｒ４、−Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ−Ｒ９、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。ここで、Ｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、炭素数５〜１２の芳香族炭化水素環基を表す。Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、フェニル基、又は、４−メチルフェニル基を表す。Ｒ９は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数５〜２０の芳香族基を表す。前記Ａｘ及びＡｙが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記ＡｘとＡｙは、一緒になって、環を形成していてもよい。
Ａ１は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
Ａ２及びＡ３は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の二価の脂環式炭化水素基を表す。
Ａ４及びＡ５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数６〜３０の二価の芳香族基を表す。
Ｑ１は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。
ｍは、それぞれ独立に、０又は１を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間に立体像を表示する空間表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間表示装置、即ち、像を表示する表示装置であって、装置の表面ではなく、装置の表面から離隔した空間上に像が浮いた状態で存在するような視覚効果を生じせしめる装置が、従来より知られている。これらの空間表示装置の多くは、ハーフミラー等のビームスプリッター及び再帰性反射材を組み合わせて備える。例えば、特許文献１には、ビームスプリッターと再帰性反射材とを組み合わせて、スクリーン上の画像として出射する光を空間上に浮いた状態で存在するように表示させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−３３９４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術の空間表示装置では、空間に表示される像が、平面又は曲面の二次元の表示面であり、空間に、三次元の立体像を表示することができなかった。
【０００５】
また、従来技術の空間表示装置では、ビームスプリッターを透過する際の光の減衰が大きく、そのため、出射する光の明るさに対して、空間上に表示される像が暗いという問題点があった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、三次元の立体像を表示することができ、且つ光の利用効率が高く、明るい像を表示することができる、空間表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討した結果、画像を出力する手段として、遠近反転立体像を出力し、直線偏光である画像光として出射する表示面を備える画像表示ユニットを採用し、これと組み合わせて、特定の層構成を有する選択反射膜を採用することにより、空間に三次元の立体像を明るい像として表示することが可能であることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明によれば、下記のものが提供される。
〔１〕  遠近反転立体像を出力し、直線偏光である画像光として出射する表示面を備える画像表示ユニットと、
前記画像光を鏡面反射させる選択反射膜と、
前記選択反射膜からの画像光を再帰性反射させる再帰性反射材とを備える空間表示装置であって、
前記選択反射膜は、前記再帰性反射材において再帰性反射し前記選択反射膜に入射した前記画像光を透過させ、それにより立体像を空間に表示し、
前記選択反射膜は、
コレステリック規則性を有する樹脂層、及び
前記コレステリック規則性を有する樹脂層の前記画像表示ユニット側の面に設けられたλ／４板を備える、空間表示装置。
〔２〕  前記画像表示ユニットが、その前記表示面側に設けられたマイクロレンズアレイを備える、〔１〕に記載の空間表示装置。
〔３〕  前記コレステリック規則性を有する樹脂層が、可視波長帯域の少なくとも一の波長において、反射率４０％以上であり且つ反射帯域の半値幅が３５０ｎｍ以上である反射を示す、〔１〕又は〔２〕に記載の空間表示装置。
〔４〕  前記コレステリック規則性を有する樹脂層が、重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む液晶組成物の層を硬化してなる層であり、
前記重合性液晶化合物（ｉｗ）が、下記式（Ｉｗ）：
【化１】
2018092000.tif 000003
〔式中、Ｙ１ｗ〜Ｙ６ｗはそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−ＮＲ１ｗ−、または−ＮＲ１ｗ−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｇ１ｗおよびＧ２ｗはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の２価の脂肪族基を表す。該脂肪族基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２ｗ−、−ＮＲ２ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ２ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｚ１ｗおよびＺ２ｗはそれぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
Ａ１ｗおよびＡ２ｗはそれぞれ独立して、炭素数１〜３０の２価の有機基Ａｗを表す。
Ｘ１ｗ〜Ｘ８ｗはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−ＮＲ４ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ３ｗＲ４ｗ、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４ｗ、ＮＲ３ｗＲ４ｗを表す。ここで、Ｒ３ｗ及びＲ４ｗは、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ５ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ５ｗ−、−ＮＲ５ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ５ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。
ａｗおよびｂｗはそれぞれ独立して、０または１である。〕で示される化合物である、〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の空間表示装置。
〔５〕  前記λ／４板が、λ／４波長層及びλ／２波長層を含み、
前記λ／４波長層及び前記λ／２波長層が、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、
前記λ／４波長層の遅相軸と前記λ／２波長層の遅相軸とがなす角が、６０°±５°である、〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の空間表示装置。
〔６〕  前記λ／４板が、重合性の液晶化合物を含む液晶組成物の硬化物からなる層を含み、
前記液晶化合物が、下記式（Ｉ）で表される化合物である、〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の空間表示装置。
【化２】
2018092000.tif 000004
（前記式（Ｉ）において、
Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−ＮＲ１−、又は、−ＮＲ１−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｇ１及びＧ２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、１つの脂肪族基当たり１以上の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２−、−ＮＲ２−、又は、−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい。ただし、−Ｏ−又は−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。ここで、Ｒ２は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
Ａｘは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。
Ａｙは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルキニル基、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３、−ＳＯ２−Ｒ４、−Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ−Ｒ９、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。ここで、Ｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、炭素数５〜１２の芳香族炭化水素環基を表す。Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、フェニル基、又は、４−メチルフェニル基を表す。Ｒ９は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数５〜２０の芳香族基を表す。前記Ａｘ及びＡｙが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記ＡｘとＡｙは、一緒になって、環を形成していてもよい。
Ａ１は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
Ａ２及びＡ３は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の二価の脂環式炭化水素基を表す。
Ａ４及びＡ５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数６〜３０の二価の芳香族基を表す。
Ｑ１は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。
ｍは、それぞれ独立に、０又は１を表す。）
【発明の効果】
【０００９】
本発明の空間表示装置は、三次元の立体像を表示することができ、且つ光の利用効率が高く、明るい像を表示することができる。
特に、コレステリック規則性を有する樹脂層が、重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む液晶組成物の層を硬化してなる層である場合、立体像の表示において特に有利である。即ち、コレステリック規則性を有する樹脂層が、Δｎ値が高い当該化合物を含む材料の硬化物を含むことにより、薄い層であっても広い反射帯域の選択反射が達成され、且つ狭い厚み範囲において高い光量の光の反射が行われ、その結果、光量が特に不足し易く且つ立体像を結像するために精密な反射が必要となる空間立体表示に特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の空間表示装置の一例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す空間表示装置を線１ａに沿って切断した断面を示す縦断面図である。
【図３】図３は、図１及び図２に示す空間表示装置における、選択反射膜１２０における選択反射の態様をより具体的に説明する側面図である。
【図４】図４は、図３における画像表示ユニット１１０の立体像を、観察方向Ａ２２において観察した状態を示す概略図である。
【図５】図５は、図３における領域Ｒ中の立体像を、観察方向Ａ２１において観察した状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態及び例示物等を示して本発明について詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施形態及び例示物等に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。
【００１２】
〔１．空間表示装置の概要〕
本発明の空間表示装置は、遠近反転立体像を出力し、直線偏光である画像光として出射する表示面を備える画像表示ユニットと、画像光を鏡面反射させる選択反射膜と、選択反射膜からの画像光を再帰性反射させる再帰性反射材とを備える空間表示装置である。画像表示ユニット、選択反射膜及び再帰性反射材の配置は、選択反射膜が、再帰性反射材において再帰性反射し選択反射膜に入射した画像光を透過させ、それにより立体像を空間に表示するよう、位置決めされる。本発明の空間表示装置において、選択反射膜は、コレステリック規則性を有する樹脂層、及びコレステリック規則性を有する樹脂層の画像表示ユニット側の面に設けられたλ／４板を備える。本願においては、コレステリック規則性を有する樹脂層を、単に「コレステリック樹脂層」という場合がある。
【００１３】
図１は、本発明の空間表示装置の一例を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１に示す空間表示装置を線１ａに沿って切断した断面を示す縦断面図である。図１及び図２において、空間表示装置１０は、画像表示ユニット１１０、選択反射膜１２０及び再帰性反射材１３０を備える。空間表示装置１０はさらに、任意の構成要素として、これらを格納する筐体１８０、及びその上部に設けられたフード１９０とを備える。フード１９０は装置側面に設けられた側板１９０Ｌ及び１９０Ｒ、並びに装置背面に設けられた背面板１９０Ｂを含み、これらにより、観察方向Ａ２１に沿って観察者が観察領域Ｒ内を観察した際の外光を遮蔽し、それに表示像をより鮮明にしうる。
【００１４】
画像表示ユニット１１０は、表示面１１０Ｕ側から、画像を、直線偏光である画像光として出射するユニットである。この例においては、画像表示ユニット１１０は、表示パネル１１１と、その表示面１１０Ｕ側に設けられたマイクロレンズアレイ１１２とを備え、これにより、立体的な位置情報を有する画像光を出射する。画像表示ユニット１１０により表示される画像は、静止画でもよく、動画でもよい。画像表示ユニット１１０から出射した画像光Ａ１１は、斜め上方向に進む。
【００１５】
選択反射膜１２０は、コレステリック樹脂層１２１、及びコレステリック樹脂層１２１の画像表示ユニット１１０側の面に設けられたλ／４板１２２を備える。画像表示ユニット１１０と選択反射膜１２０との配置の関係は、画像表示ユニット１１０から出射した画像光Ａ１１が、選択反射膜１２０の下面１２０Ｄに、斜め方向に入射するよう位置決めされる。この例においては、選択反射膜１２０は、水平に配置され、画像表示ユニット１１０から出射した画像光Ａ１１を正反射させ、反射した画像光Ａ１２は斜め下方向に進む。かかる反射に際し、選択反射膜１２０はまた、画像光の偏光方向を９０°変化させる。
【００１６】
再帰性反射材１３０は、入射した光を、入射光の出射元の方向に反射させる性質を有する材料である。即ち、再帰性反射材１３０において反射した反射光の出射角度は、入射光の入射角度と同じ角度となる。本発明の空間表示装置において、選択反射膜１２０と再帰性反射材１３０との配置の関係は、選択反射膜１２０において反射した画像光が、再帰性反射材１３０に入射するよう位置決めされる。この例において、再帰性反射材１３０は、再帰性反射材１３０に入射した画像光Ａ１２を再帰性反射させる。再帰性反射した画像光Ａ１３は、斜め上方向に進む。かかる反射に際し、再帰性反射材１３０による反射は、画像光の立体的な遠近位置情報を反転させる。画像光Ａ１３は、画像表示ユニット１１０から直接選択反射膜１２０に入射した際とは異なり、その偏光方向が変化しているため、選択反射膜１２０を透過し、透過光Ａ１４として出射する。その結果、装置使用者が観察方向Ａ２１に沿って観察を行った場合、領域Ｒにおいて、画像表示ユニット１１０から出力された像が、その遠近が反転した像として観察される。
【００１７】
〔２．選択反射の具体例〕
図３は、図１及び図２に示す空間表示装置における、選択反射膜１２０における選択反射の態様をより具体的に説明する側面図である。図３においては、説明のため、コレステリック樹脂層１２１及びλ／４板１２２とは離隔した状態で示される。図３においては、立体像の上下左右前後の位置関係を、座標軸Ｕ（上）Ｄ（下）Ｌ（左）Ｒ（右）Ｆ（前）Ｂ（後）により示し、紙面より手前に向かう座標軸は楔形矢印、紙面より奥に向かう座標軸は点線矢印で示している。この例では、装置使用者が観察方向Ａ２１に沿って観察を行った場合に、「Ａ」の文字が観察者に対して突出する立体像を表示する態様を示している。
【００１８】
図３の例において、画像表示ユニット１１０は、遠近が反転した立体像を、直線偏光である画像光として出力する。その上下左右前後の位置関係は座標軸Ｃ１１の通りである。また、偏光の方向は、像の左右方向と平行な方向である。この立体像を、観察方向Ａ２２において観察を行った場合、観察される像及び偏光方向は、図４に示す像４１０及び偏光方向Ａ４１の通りとなる。
【００１９】
このような、表示パネルとマイクロレンズアレイとを組み合わせて備え、立体像を生成し出力する画像表示ユニットの具体例としては、既知のものを用いうる。例えば、特開２０１２−２２３０７号公報に記載される装置を、画像表示ユニットとして用いうる。出力する立体像の遠近の反転は、表示パネルに入力する画像データとして、遠近の情報を反転させるよう変換したデータを用いることにより達成しうる。
【００２０】
画像表示ユニットを構成する表示パネルは、液晶表示パネル、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等の各種のものとしうるが、液晶表示パネルが、直線偏光を出射するものを容易に構成しうるため好ましい。
【００２１】
画像表示ユニットを構成するマイクロレンズアレイを構成する材料は、特に限定されず、既知の光学材料を適宜採用しうる。特に高い機械的強度、透明性、耐熱性、加工の容易さ及び加工精度の高さの観点から、脂環式構造含有重合体を含む樹脂が好ましい。脂環式構造含有重合体を含む樹脂の詳細は、λ／４板を構成する材料の例として後述するものと同様のものとしうる。
【００２２】
画像表示ユニット１１０から出射した画像光Ａ１１は、λ／４板１２２に入射する。この例では、λ／４板１２２の遅相軸の方向Ａ４３は、画像光の偏光方向をλ／４板１２２に投影した方向Ａ４２に対して４５°の角度をなしている。かかる偏光方向と遅相軸方向との関係により、λ／４板１２２を出射した画像光Ａ３１は、その偏光状態が直線偏光から円偏光に変換された光となる。
【００２３】
画像光Ａ３１は、コレステリック樹脂層１２１に到達する。コレステリック樹脂層１２１は、右円偏光及び左円偏光のうち一方を透過し、他方を反射させる性質を有する。この例では、コレステリック樹脂層１２１は、画像光Ａ３１である円偏光を反射させるよう構成される。したがって、コレステリック樹脂層１２１において、画像光Ａ３１は正反射する。反射した画像光Ａ３２は、再びλ／４板１２２に入射する。λ／４板１２２を出射した画像光Ａ１２は、その偏光状態が円偏光から直線偏光に変換された光となる。画像光Ａ３２は、画像光Ａ３１と回転方向が同じで進行方向が逆向きの円偏光であるため、λ／４板１２２による変換の結果、出射する画像光Ａ１２の偏光方向は、画像光Ａ１１から９０°変化した方向となる。即ち、偏光の方向は、像の上下方向と平行な方向となる。
【００２４】
画像光Ａ１２は、再帰性反射材１３０に到達し、再帰性反射する。このような再帰性反射材の具体例としては、既知のものを用いうる。例えば、表面にマイクロビーズを設けたもの、表面にマイクロプリズムを設けたもの等の各種の反射材を用いうる。再帰性反射においては、直線偏光の偏光方向は維持され、画像光の立体的な遠近位置情報が反転する。反射した画像光Ａ１３は、再びλ／４板１２２に入射する。λ／４板１２２を出射した画像光Ａ３３は、その偏光状態が直線偏光から円偏光に変換された光となる。画像光Ａ１３は、画像光Ａ１１に比べて偏光方向が９０°変化した直線偏光であるため、λ／４板１２２による変換の結果、出射する画像光Ａ３３の回転方向は、画像光Ａ３１とは逆向きとなる。したがって、画像光Ａ３３は、コレステリック樹脂層１２１を透過し、透過光Ａ１４として出射する。その結果、装置使用者が観察方向Ａ２１に沿って観察を行った場合、領域Ｒにおいて、画像表示ユニット１１０から出力された立体像が観察される。その上下左右前後の位置関係は座標軸Ｃ１２の通りである。この立体像を、観察方向Ａ２１において観察を行った場合、観察される像は、図５に示す像４２０の通りとなる。
【００２５】
〔３．選択反射膜〕
本発明の空間表示装置においては、選択反射膜として、コレステリック樹脂層及びλ／４板を備えるものを採用し、これを直線偏光である画像光を出射する特定の画像表示ユニットと組み合わせている。本発明の空間表示装置は、かかる構成を備えることにより、三次元の立体像を、明るい像として表示することができる。即ち、かかる選択反射膜を採用することにより、上記において説明した例の通り、画像表示ユニットから出射し直接選択反射膜に入射した直線偏光は高効率で反射させることができ、一方一旦反射した後再帰性反射材側から再び入射した直線偏光は高効率で透過させることができる。その結果、ハーフミラー等の従来のビームスプリッターを用いた空間表示装置に比べて、画像表示ユニットから出射した画像光を効率的に利用することができる。本発明の空間表示装置は、このような構成を備えることにより、遠近の奥行きにおいて明るい像が形成されることが求められる立体像を空間に表示する上で特に有利な装置とすることができる。
【００２６】
また、コレステリック樹脂層は、直線偏光を選択反射するフィルム等の、他の偏光を分離するフィルムに比べて、構造が単純であり製造が容易であるため、安価に製造することができ、且つ厚みを薄くすることができる。コレステリック樹脂層の厚みが薄いことにより、斜め方向から入射した光についても良好な選択反射機能を発現しうるため、表示される像の画質を向上させることができる。具体的には、狭い厚み範囲において高い光量の光の反射が行われ、その結果、光量が特に不足し易く且つ立体像を結像するために精密な反射が必要となる空間立体表示に特に有利である。
【００２７】
〔４．コレステリック樹脂層の具体例〕
コレステリック樹脂層は、可視波長帯域の少なくとも一の波長において、反射率４０％以上であり且つ反射帯域の半値幅が３５０ｎｍ以上である反射を示すことが好ましい。かかる反射を示すことにより、画像表示ユニットからの画像光（図１〜５の例における画像光Ａ１１）を、幅広い波長帯域において高い割合で反射することができ、その結果、明るく、且つ幅広い色調を有する像の表示が可能となる。
【００２８】
このような、反射率が高く、且つ反射帯域が広いコレステリック樹脂層は、特定の化合物を含む液晶組成物の層を硬化することにより得うる。かかる特定の化合物の例としては、以下に説明する、重合性液晶化合物（ｉｗ）が挙げられる。
【００２９】
〔４．１．重合性液晶化合物（ｉｗ）〕
重合性液晶化合物（ｉｗ）は、下記式（Ｉｗ）で示される化合物である。重合性液晶化合物（ｉｗ）は、後述する重合性化合物（ｉｉｗ）でも、重合性キラル化合物でもないものである。
【００３０】
【化３】
2018092000.tif 000005
【００３１】
前記式（Ｉｗ）において、Ｙ１ｗ〜Ｙ６ｗはそれぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１ｗ−、−Ｏ−ＮＲ１ｗ−、または−ＮＲ１ｗ−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｒ１ｗは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
Ｙの組み合わせとして特に好ましいのは、合成しやすさ及び本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、Ｙ１ｗとＹ３ｗが−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−であり、Ｙ４ｗとＹ６ｗが−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−であり、Ｙ２ｗとＹ５ｗが−Ｏ−である組み合わせ、あるいは、Ｙ１ｗ〜Ｙ３ｗが−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−であり、Ｙ４ｗ〜Ｙ６ｗが−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−である組み合わせである。
【００３２】
Ｇ１ｗ及びＧ２ｗはそれぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の２価の脂肪族基であり、好ましくは炭素数１〜１２の２価の脂肪族基である。
Ｇ１ｗ及びＧ２ｗの炭素数１〜２０の２価の脂肪族基としては、炭素数１〜２０のアルキレン基、炭素数２〜２０のアルケニレン基等の鎖状の脂肪族基が好ましい。
本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、エチレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等のアルキレン基が好ましい。
【００３３】
Ｇ１ｗ及びＧ２ｗの脂肪族基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数１〜６のアルコキシ基；等が挙げられる。ハロゲン原子としてはフッ素原子が好ましく、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基が好ましい。
【００３４】
また、前記脂肪族基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２ｗ−、−ＮＲ２ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ２ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｒ２ｗは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
【００３５】
Ｚ１ｗ及びＺ２ｗはそれぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
Ｚ１ｗ及びＺ２ｗの炭素数２〜１０のアルケニル基の具体例としては、ＣＨ２＝ＣＨ−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＨ２−ＣＨ２−、（ＣＨ３）２Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ２−、（ＣＨ３）２Ｃ＝ＣＨ−ＣＨ２−ＣＨ２−、ＣＨ２＝Ｃ（Ｃｌ）−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＨ２−、ＣＨ３−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＨ２−等が挙げられる。
【００３６】
該アルケニル基の炭素数としては、２〜６が好ましい。Ｚ１ｗ及びＺ２ｗのアルケニル基の置換基であるハロゲン原子としては、塩素原子が好ましい。
中でも、Ｚ１ｗ及びＺ２ｗとしては、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点から、ＣＨ２＝ＣＨ−、ＣＨ２＝ＣＨ（ＣＨ３）−、ＣＨ２＝Ｃ（Ｃｌ）−、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＨ２−、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＨ２−、又はＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＨ２−ＣＨ２−であることがより好ましい。
【００３７】
Ｘ１ｗ〜Ｘ８ｗはそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基、シアノ基、ニトロ基、−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−ＮＲ４ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３ｗ、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ３ｗＲ４ｗ、または−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ３ｗＲ４ｗを表す。Ｘ１ｗ〜Ｘ８ｗが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メチル基、エチル基を挙げることができる。ここで、Ｒ３ｗ及びＲ４ｗは、水素原子又は置換基を有してもよい炭素数１〜１０のアルキル基を表し、アルキル基である場合、当該アルキル基には、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ５ｗ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ５ｗ−、−ＮＲ５ｗ−、または−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい（ただし、−Ｏ−および−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。）。ここで、Ｒ５ｗは、水素原子または炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｒ３ｗ及びＲ４ｗが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、メチル基、エチル基を挙げることができる。
原料の入手しやすさの観点から、（１）Ｘ１ｗ〜Ｘ８ｗがいずれも水素原子であるか、（２）Ｘ１ｗ〜Ｘ５ｗ及びＸ７ｗがいずれも水素原子であり、かつＸ６ｗ及びＸ８ｗが−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、若しくは−ＣＨ３であるか、（３）Ｘ１ｗ〜Ｘ５ｗ、Ｘ７ｗ及びＸ８ｗがいずれも水素原子であり、かつＸ６ｗが−Ｃ（＝Ｏ）−ＯＲ３ｗ、−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３若しくはフッ素原子であるか、又は（４）Ｘ１ｗ〜Ｘ４ｗ及びＸ６ｗ〜Ｘ８ｗがいずれも水素原子であり、かつＸ５ｗが−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ３ｗ、−ＯＣＨ３、−ＯＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ３、−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３若しくはフッ素原子であることが好ましい。
【００３８】
また、前記式（Ｉｗ）において、Ａ１ｗ及びＡ２ｗにそれぞれ結合する、式：−Ｙ２ｗ−（Ｇ１ｗ−Ｙ１ｗ）ａｗ−Ｚ１ｗ及び式：−Ｙ５ｗ−（Ｇ２ｗ−Ｙ６ｗ）ｂｗ−Ｚ２ｗで表される基の具体例としては、以下のものが挙げられる。なお、前記ａｗ及びｂｗはそれぞれ、（Ｇ１ｗ−Ｙ１ｗ）単位及び（Ｇ２ｗ−Ｙ６ｗ）単位の繰り返し数を表し、ａｗ及びｂｗはそれぞれ独立して、０又は１である。ａｗ、ｂｗとして特に好ましい組み合わせとしては、合成しやすさ及び、本発明の所望の効果をより良好に発現させる観点からａｗ及びｂｗは共に１である。
【００３９】
Ａ１ｗ及びＡ２ｗはそれぞれ独立して、炭素数１〜３０の２価の有機基Ａｗを表す。有機基Ａｗの炭素数としては６〜２０が好ましい。Ａ１ｗ及びＡ２ｗの有機基Ａとしては、特に制限されないが、芳香族環を有するものが好ましい。
【００４０】
本発明において、前記式（Ｉｗ）で示される重合性液晶化合物（ｉｗ）において、以下の式で表される２つの基は同一であっても、異なっていてもよい。
【００４１】
【化４】
2018092000.tif 000006
【００４２】
【化５】
2018092000.tif 000007
【００４３】
式（Ｉｗ）で示される化合物の具体例及び当該化合物の部分の好ましい例としては、国際公開第２００９／０４１５１２号等の文献に記載されるものが挙げられる。
【００４４】
前記式（Ｉｗ）で表される重合性液晶化合物（ｉｗ）の好ましい具体例としては、以下のものが挙げられる。
【００４５】
【化６】
2018092000.tif 000008
【００４６】
重合性液晶化合物（ｉｗ）は、そのΔｎ値が好ましくは０．０５以上、より好ましくは０．２０以上である。このような高いΔｎ値を有することにより、高い光学的性能（例えば、選択反射機能）を有するコレステリック樹脂層を与えることができる。Δｎの上限は、特に限定されないが、例えば、０．４０、好ましくは０．３５とすることができる。
【００４７】
重合性液晶化合物（ｉｗ）は、国際公開第２００９／０４１５１２号等の文献に記載される既知の方法に基づき製造しうる。
【００４８】
〔４．２．重合性液晶化合物（ｉｗ）と組み合わせて用いうる重合性液晶化合物〕
重合性液晶化合物（ｉｗ）は、それ以外の重合性液晶化合物と組み合わせて用いてもよい。重合性液晶化合物（ｉｗ）と組み合わせて用いうる重合性液晶化合物の例としては、特開平１１−１３０７２９号公報、特開平８−１０４８７０号公報、特開２００５−３０９２５５号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特表２００２−５３３７４２号公報、特開２００２−３０８８３２号公報、特開２００２−２６５４２１号公報、特開昭６２−０７０４０６号公報、及び特開平１１−１００５７５号公報に記載されるもの等の既知の重合性液晶化合物が挙げられる。
【００４９】
上に述べた、重合性液晶化合物（ｉｗ）及びその他の重合性液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよい。但し、重合性液晶化合物（ｉｗ）と、それ以外の重合性液晶化合物を用いる場合、重合性液晶化合物（ｉｗ）以外の重合性液晶化合物の含有量は、重合性液晶化合物全量中、５０重量％以下が好ましく、３０重量％以下がより好ましい。
【００５０】
〔４．３．重合性化合物（ｉｉｗ）〕
液晶組成物が重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む場合において、液晶組成物は、重合性液晶化合物以外の重合性化合物を含有し得る。かかる重合性化合物の好ましい例としては、下記式（ＩＩｗ）で示されるアキラルな化合物が挙げられる。以下において、この化合物を重合性化合物（ｉｉｗ）という場合がある。
【００５１】
Ｚ３ｗ−ＭＧ−Ｏ（ＣＨ２）ｎ1ｗ−Ｙ１１ｗ−Ｚ４ｗ  （ＩＩｗ）
【００５２】
前記式（ＩＩｗ）において、Ｚ３ｗは、水素原子、置換基を有してもよい炭素原子数１〜２個のアルキル基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基、及びシアノ基；からなる群より選択される基を表す。Ｚ３ｗが置換基を有するアルキル基である場合の置換基としては、ハロゲン原子を挙げることができる。Ｚ３ｗは好ましくはシアノ基である。
ＭＧは、４，４’−ビフェニレン基、４，４’−ビシクロヘキシレン基、２，６−ナフチレン基、及び４，４’−ベンズアルデヒドアジン基（−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ−＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−Ｃ６Ｈ４−，ここで−Ｃ６Ｈ４−はｐ−フェニレン基）からなる群より選択されるメソゲン基を表す。ＭＧは好ましくは４，４’−ビフェニレン基である。
ｎ１ｗは、０〜６、好ましくは０〜２の整数を表す。
Ｙ１１ｗは、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＳ−、−ＯＣＯ−、−ＣＨ２−、−ＯＣＨ２−、−ＮＨＣＯ−、−ＯＣＯＯ−、−ＣＨ２ＣＯＯ−、及び−ＣＨ２ＯＣＯ−からなる群より選択される基を表す。Ｙ１１ｗは好ましくは−ＯＣＯ−である。
Ｚ４ｗは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。Ｚ４ｗは好ましくはＣＨ２＝ＣＨ−である。
【００５３】
重合性化合物（ｉｉｗ）のΔｎは好ましくは０．１８以上であり、より好ましくは０．２２以上とすることができる。このように高いΔｎ値を有することにより、液晶組成物としてのΔｎを向上させることができ、広帯域の選択反射機能を有するコレステリック樹脂層を作製することができる。Δｎの上限は、特に限定されないが、例えば、０．３５、好ましくは０．３０とすることができる。
【００５４】
重合性化合物（ｉｉｗ）の好ましい例としては、具体的には下記の化合物（２−１ｗ）〜（２−４ｗ）を挙げることができる。
【００５５】
【化７】
2018092000.tif 000009
【００５６】
重合性化合物（ｉｉｗ）の製造方法は、特に限定されず、当該技術分野において知られた方法、例えば特開昭６２−７０４０６号公報及び特開平１１−１００５７５号公報に記載の方法により合成することができる。
【００５７】
液晶組成物が重合性液晶化合物（ｉｗ）及び重合性化合物（ｉｉｗ）を含む場合、（重合性化合物（ｉｉｗ）の合計重量）／（重合性液晶化合物（ｉｗ）の合計重量）の重量比は、好ましくは０．０５〜１、より好ましくは０．１〜０．６５、さらにより好ましくは０．１５〜０．４５である。前記重量比を０．０５以上とすることにより配向均一性を高めることができる。また逆に１以下とすることにより配向均一性を高め、液晶相の安定性を高め、液晶組成物としてのΔｎを高い値とし、所望する光学的性能（例えば、選択反射機能）を良好に得ることができる。なお、合計重量とは、１種を用いた場合にはその重量を、２種以上用いた場合には合計の重量を示す。
【００５８】
液晶組成物においては、重合性化合物（ｉｉｗ）の分子量が６００未満、重合性液晶化合物（ｉｗ）の分子量が６００以上であることが好ましい。重合性化合物（ｉｉｗ）の分子量が６００未満であることにより、それよりも分子量の大きい棒状液晶化合物の隙間に入り込むことができ、配向均一性を向上させることができる。重合性液晶化合物（ｉｗ）の分子量は、より好ましくは７５０〜９５０とすることができる。重合性化合物（ｉｉｗ）の分子量は、より好ましくは２５０〜４５０とすることができる。
【００５９】
〔４．４．重合性キラル化合物〕
液晶組成物が重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む場合において、液晶組成物は、さらに重合性キラル化合物を含有し得る。重合性キラル化合物としては、分子内にキラルな炭素原子を有し、重合性液晶化合物と重合可能な化合物であって、かつ重合性液晶化合物の配向を乱さないものを適宜選択して用いうる。上に述べた重合性液晶化合物（ｉｗ）は、重合性キラル化合物と混合することでコレステリック相を発現し得る。
ここで、「重合」とは、通常の重合反応のほか、架橋反応を含む広い意味での化学反応を意味するものとする。
液晶組成物においては、重合性キラル化合物を一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６０】
重合性キラル化合物の例としては、市販のもの（例えば、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ７５６」等）に加え、特開平１１−１９３２８７号公報及び特開２００３−１３７８８７号公報に記載されているような既知のものが挙げられる。かかるキラル化合物としては、例えば、以下の３つの一般式で示される化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６１】
【化８】
2018092000.tif 000010
【００６２】
【化９】
2018092000.tif 000011
【００６３】
【化１０】
2018092000.tif 000012
【００６４】
上記式中、Ｒ６ｗ及びＲ７ｗとしては、例えば、水素原子、メチル基、メトキシ基等が挙げられる。Ｙ９ｗ及びＹ１０ｗとしては、例えば、−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−等が挙げられる。また、ｍ１ｗ、ｍ２ｗはそれぞれ独立して、２、４又は６である。これらの一般式で表される化合物の具体例としては、下記に示される化合物が挙げられる。
【００６５】
【化１１】
2018092000.tif 000013
【００６６】
【化１２】
2018092000.tif 000014
【００６７】
液晶組成物が重合性液晶化合物（ｉｗ）と重合性キラル化合物とを含む場合、重合性キラル化合物の配合割合は、重合性液晶化合物（ｉｗ）１００重量部に対し、通常、０．１〜１００重量、好ましくは０．５〜１０重量部である。
【００６８】
〔４．４．その他の成分、製造方法等〕
液晶組成物は、液晶化合物に組み合わせて、任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、重合開始剤、界面活性剤、溶媒、金属、金属錯体、染料、顔料、蛍光材料、燐光材料、レベリング剤、チキソ剤、ゲル化剤、多糖類、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタン等の金属酸化物等が挙げられる。
【００６９】
重合性液晶化合物（ｉｗ）、重合性化合物（ｉｉｗ）、及び重合性キラル化合物等の、液晶組成物の成分のキラリティを適宜選択することにより、選択反射膜が右円偏光及び左円偏光のうちどちらを透過させどちらを反射させるかを設定しうる。右円偏光及び左円偏光のうちどちらを透過させどちらを反射させるかは、空間表示装置の設計に応じて適宜選択しうる。例えば、図１〜図５において説明した空間表示装置１０において、画像光Ａ３１が左円偏光である場合、選択反射膜１２０としては、左円偏光を反射し、右円偏光を透過させるものを用いうる。
【００７０】
液晶組成物は、通常、重合性液晶化合物（ｉｗ）、重合性化合物（ｉｉｗ）、重合性キラル化合物、光重合開始剤、及び所望によりその他の添加剤の所定量を適当な有機溶媒に溶解させることにより調製しうる。コレステリック樹脂層は、液晶組成物を適当な基材に塗布して液晶層とし、これを硬化することにより製造しうる。液晶層には、必要に応じて配向処理を施しうる。必要に応じて配向処理を施した後、液晶組成物を光照射及び／又は加温処理により硬化させることにより、コレステリック樹脂層を形成することができる。硬化の工程は、１回以上の光照射と加温処理との組み合わせにより行うことができる。加温条件は、具体的には例えば、温度４０〜２００℃、好ましくは５０〜２００℃、さらに好ましくは５０〜１４０℃、時間は１秒〜３分、好ましくは５〜１２０秒とすることができる。光照射に用いる光は、可視光のみならず紫外線及びその他の電磁波をも含む。光照射は、具体的には例えば波長２００〜５００ｎｍの光を０．０１秒〜３分照射することにより行うことができる。また、例えば０．０１〜５０ｍＪ／ｃｍ２の微弱な紫外線照射と加温とを複数回交互に繰り返し、反射帯域の広いコレステリック樹脂層を得うる。上記の微弱な紫外線照射等による反射帯域の拡張を行った後に、５０〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２といった比較的強い紫外線を照射し、液晶性化合物を完全に重合させ、コレステリック樹脂層を得うる。
液晶組成物が含有しうる任意の成分、液晶組成物を硬化させてコレステリック樹脂層を製造する方法、及びコレステリック樹脂層の態様の詳細については、国際公開第２００９／０４１５１２号を参照しうる。
【００７１】
〔４．５．コレステリック樹脂層の性質〕
コレステリック樹脂層の膜厚は好ましくは３．０μｍ〜１０．０μｍ、より好ましくは３．５〜８μｍとしうる。膜厚は、コレステリック樹脂層が２以上の層である場合は、全ての層の膜厚の合計を、コレステリック樹脂層が１層のみである場合にはその膜厚をさす。コレステリック樹脂層の膜厚を前記下限以上とすることにより、高い反射率を容易に得ることができる。膜厚を前記上限以下とすることにより、コレステリック樹脂層に対して斜め方向から入射した光を、その色調を変化させることなく選択反射させることができる。
【００７２】
特に、コレステリック樹脂層として、反射率及び高いΔｎ値を有する化合物である重合性液晶化合物（ｉｗ）を含む液晶組成物の層を硬化してなる、反射率が４０％以上の層を採用することにより、立体像を表示する空間表示装置において特に有利である。即ち、Δｎ値が高い材料の硬化物を含むことにより、薄い層であっても広い反射帯域の選択反射が達成され、且つ狭い厚み範囲において高い光量の光の反射が行われ、その結果、光量が特に不足し易く且つ立体像を結像するために精密な反射が必要となる空間立体表示に特に有利である。
【００７３】
〔５．λ／４板の具体例〕
選択反射膜が備えるλ／４板は、直線偏光−円偏光の変換を、広い波長帯域において行いうるものであることが、幅広い色調を有する像の表示を行う上で好ましい。また、正面方向から入射した光のみならず、斜め方向から入射した光についても良好な直線偏光−円偏光の変換を行いうるものであることが、表示される像の画質を向上させる上で好ましい。
【００７４】
好ましいλ／４板の具体例としては、下記λ／４板（ア）及びλ／４板（イ）が挙げられる。これらのλ／４板によれば、直線偏光−円偏光の変換を、広い波長帯域において行うことができる。
λ／４板（ア）：λ／４波長層及びλ／２波長層を含み、λ／４波長層及び前記λ／２波長層が、脂環式構造含有重合体を含む樹脂からなり、λ／４波長層の遅相軸と前記λ／２波長層の遅相軸とがなす角が、６０°±５°である、λ／４板。
λ／４板（イ）：重合性の液晶化合物を含む液晶組成物の硬化物からなる層を含む、λ／４板。
【００７５】
〔５．１．λ／４板（ア）：材料〕
λ／４板（ア）を構成するλ／４波長層及びλ／２波長層の材料は、脂環式構造含有重合体を含む樹脂（以下において、樹脂（ア）と略称することがある）としうる。脂環式構造含有重合体の例としては、非晶性又は結晶性の脂環式構造含有重合体が挙げられる。結晶性の重合体とは、分子鎖が規則正しく長距離秩序を持って配列し、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で観測できる融点を有する重合体をいう。また、非晶性の重合体とは、結晶のような長距離秩序を有さず、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で観測できる融点を有さない重合体をいう。
【００７６】
樹脂（ア）を構成する非晶性の脂環式構造含有重合体の具体的なガラス転移温度は、耐熱性向上及び成形の容易性の観点から、通常１５０℃以上、好ましくは１５５℃以上、より好ましくは１６０℃以上であり、好ましくは１８５℃以下、より好ましくは１８０℃以下、特に好ましくは１７５℃以下である。
【００７７】
結晶性の脂環式構造含有重合体の具体的な融点は、耐熱性向上及び成形の容易性の観点から、通常２５０℃以上、好ましくは２５５℃以上、より好ましくは２６０℃以上であり、好ましくは２９０℃以下、より好ましくは２８０℃以下、特に好ましくは２７０℃以下である。
【００７８】
脂環式構造含有重合体は、その重合体の構造単位が脂環式構造を含有する重合体である。脂環式構造含有重合体は、主鎖に脂環式構造を有していてもよく、側鎖に脂環式構造を有していてもよく、主鎖及び側鎖に脂環式構造を有していてもよい。中でも、機械的強度及び耐熱性の観点から、主鎖に脂環式構造を含有する重合体が好ましい。
【００７９】
脂環式構造としては、例えば、飽和脂環式炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和脂環式炭化水素（シクロアルケン、シクロアルキン）構造などが挙げられる。中でも、機械強度及び耐熱性の観点から、シクロアルカン構造及びシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が特に好ましい。
【００８０】
脂環式構造を構成する炭素原子数は、一つの脂環式構造あたり、好ましくは４個以上、より好ましくは５個以上であり、好ましくは３０個以下、より好ましくは２０個以下、特に好ましくは１５個以下の範囲である。脂環式構造を構成する炭素原子数をこの範囲にすることにより、脂環式構造含有重合体を含む樹脂の機械強度、耐熱性及び成形性が高度にバランスされる。
【００８１】
非晶性の脂環式構造含有重合体における脂環式構造を有する構造単位の割合は、好ましくは５５重量％以上、さらに好ましくは７０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。脂環式構造含有重合体における脂環式構造を有する構造単位の割合がこの範囲にあると、脂環式構造含有重合体を含む樹脂の透明性及び耐熱性が良好となる。
【００８２】
非晶性の脂環式構造含有重合体としては、例えば、ノルボルネン系重合体、単環の環状オレフィン系重合体、環状共役ジエン系重合体、ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素化物が挙げられる。これらの中でも、透明性及び成形性が良好であるので、ノルボルネン系重合体がより好ましい。
【００８３】
非晶性の脂環式構造含有重合体の市販品の例としては、日本ゼオン社製のゼオネックス及びゼオノア（ノルボルネン系樹脂）；住友ベークライト社製のスミライトＦＳ−１７００；ＪＳＲ社製のアートン（変性ノルボルネン系樹脂）；三井化学社製のアペル（環状オレフィン共重合体）；Ｔｉｃｏｎａ社製のＴｏｐａｓ（環状オレフィン共重合体）；及び、日立化成社製のオプトレッツＯＺ−１０００シリーズ（脂環式アクリル樹脂）；が挙げられる。
【００８４】
非晶性の脂環式構造含有重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１０，０００以上、より好ましくは１５，０００以上、特に好ましくは２０，０００以上であり、好ましくは１００，０００以下、より好ましくは８０，０００以下、特に好ましくは５０，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、樹脂の機械的強度および成型加工性が高度にバランスされる。
【００８５】
非晶性の脂環式構造含有重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．２以上、より好ましくは１．５以上、特に好ましくは１．８以上であり、好ましくは３．５以下、より好ましくは３．０以下、特に好ましくは２．７以下である。ここで、Ｍｎは、数平均分子量を表す。分子量分布を前記範囲の下限値以上にすることにより、重合体の生産性を高め、製造コストを抑制できる。また、上限値以下にすることにより、低分子成分の量が小さくなるので、高温曝露時の緩和を抑制して、その重合体を含む部材の安定性を高めることができる。
【００８６】
重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ）は、溶媒としてシクロヘキサンを用いた（但し、試料がシクロヘキサンに溶解しない場合にはトルエンを用いてもよい）ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより、ポリイソプレンまたはポリスチレン換算の重量平均分子量として測定しうる。
【００８７】
結晶性の脂環式構造含有重合体において、全ての構造単位に対する脂環式構造を有する構造単位の割合は、好ましくは３０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上、特に好ましくは７０重量％以上である。結晶性の脂環式構造含有重合体における脂環式構造を有する構造単位の割合を前記のように多くすることにより、耐熱性を高めることができる。
また、脂環式構造含有重合体において、脂環式構造を有する構造単位以外の残部は、格別な限定はなく、使用目的に応じて適宜選択しうる。
【００８８】
結晶性の脂環式構造含有重合体の具体例としては、下記の重合体（α）〜重合体（δ）が挙げられる。これらの中でも、耐熱性に優れる樹脂が得られ易いことから、重合体（β）が好ましい。重合体（α）〜重合体（δ）の具体例及び製造方法としては、例えば特開２０１６−２６９０９号公報に記載されるものを採用しうる。
重合体（α）：環状オレフィン単量体の開環重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体（β）：重合体（α）の水素添加物であって、結晶性を有するもの。
重合体（γ）：環状オレフィン単量体の付加重合体であって、結晶性を有するもの。
重合体（δ）：重合体（γ）の水素添加物であって、結晶性を有するもの。
【００８９】
結晶性の脂環式構造含有重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１，０００以上、より好ましくは２，０００以上であり、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは５００，０００以下である。重量平均分子量がこのような範囲にあるときに、樹脂の成形加工性と耐熱性とのバランスに優れる。
【００９０】
結晶性の脂環式構造含有重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、好ましくは１．０以上、より好ましくは１．５以上であり、好ましくは４．０以下、より好ましくは３．５以下である。このような分子量分布を有する結晶性の重合体は、成形加工性に優れる。
【００９１】
結晶性の脂環式構造含有重合体のガラス転移温度は、特に限定されないが、通常は８５℃以上、通常１７０℃以下である。
【００９２】
樹脂（ア）における脂環式構造含有重合体の割合は、好ましくは５０重量％〜１００重量％、より好ましくは７０重量％〜１００重量％、特に好ましくは９０重量％〜１００重量％である。脂環式構造含有重合体の割合を前記範囲にすることにより、λ／４波長層及びλ／２波長層が十分な耐熱性及び透明性を得られる。
【００９３】
樹脂（ア）は、脂環式構造含有重合体に加えて、任意の成分を含みうる。
例えば、樹脂（ア）は、任意の成分として、ＣＯ２レーザー光を効率良く吸収できる添加剤を含みうる。かかる成分を含むことにより、フィルムの切り出しが容易にすることができる。さらなる任意の成分としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等の酸化防止剤；ヒンダードアミン系光安定剤等の光安定剤；石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリアルキレンワックス等のワックス；ソルビトール系化合物、有機リン酸の金属塩、有機カルボン酸の金属塩、カオリン及びタルク等の核剤；ジアミノスチルベン誘導体、クマリン誘導体、アゾール系誘導体（例えば、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、及びベンゾチアソール誘導体）、カルバゾール誘導体、ピリジン誘導体、ナフタル酸誘導体、及びイミダゾロン誘導体等の蛍光増白剤；タルク、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス繊維等の無機充填材；顔料、染料等の着色剤；分散剤；熱安定剤；光安定剤；難燃剤；難燃助剤；帯電防止剤；酸化防止剤；可塑剤；近赤外線吸収剤；界面活性剤；滑剤；フィラー；などが挙げられる。
任意の成分は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【００９４】
樹脂（ア）は、正の固有複屈折値を有することが好ましい。正の固有複屈折値を有する樹脂とは、延伸方向の屈折率が、それに直交する方向の屈折率よりも大きくなる樹脂を意味する。固有複屈折値は、誘電率分布から計算しうる。樹脂（ア）として正の固有複屈折値を有する樹脂を採用することにより、配向規制力の高さ、強度の高さ、コストの低さ、低い熱寸法変化率等の良好な特性を備えたλ／４波長層及びλ／２波長層を、容易に得ることができる。
【００９５】
〔５．２．λ／４板（ア）：λ／４波長層の特性〕
λ／４波長層の面内レターデーションＲｅは、好ましくは１１０ｎｍ以上、より好ましくは１１８ｎｍ以上であり、好ましくは１５４ｎｍ以下、より好ましくは１３８ｎｍ以下、特に好ましくは１２８ｎｍ以下である。λ／４波長層がこのような面内レターデーションＲｅを有することにより、λ／２波長層及びλ／４波長層を組み合わせて、広帯域λ／４板として機能させることができる。
【００９６】
λ／４波長層のＮＺ係数は、好ましくは０．９５以上、より好ましくは０．９７以上、特に好ましくは０．９９以上であり、好ましくは１．０５以下、より好ましくは１．０３以下、特に好ましくは１．０１以下である。λ／４波長層のＮＺ係数が１．０に近く、λ／４波長層の光学的な一軸性が高い方が、ＮＺ係数が所定範囲にあるλ／２波長層とλ／４波長層との組み合わせを、広帯域λ／４板として良好に機能させることができる。
【００９７】
λ／４波長層は、順波長分散特性、フラット波長分散特性、及び逆波長分散特性等の波長分散特性を有しうる。順波長分散特性は、波長が短くなるに従って、レターデーションが大きくなる波長分散特性を意味する。また、逆波長分散特性は、波長が短くなるに従って、レターデーションが小さくなる波長分散特性を意味する。さらに、フラット波長分散特性は、波長に関係なく、レターデーションが変わらない波長分散特性を意味する。
【００９８】
λ／４波長層の厚みは、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは１３μｍ以上、特に好ましくは１５μｍ以上であり、好ましくは６０μｍ以下、より好ましくは５８μｍ以下、特に好ましくは５５μｍ以下である。λ／４波長層の厚みが、前記範囲の下限値以上であることにより所望のレターデーションの発現ができ、また、前記範囲の上限値以下であることにより薄膜化ができる。
【００９９】
〔５．３．λ／４板（ア）：λ／２波長層の特性〕
λ／２波長層の面内レターデーションは、好ましくは２４０ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上であり、好ましくは３００ｎｍ以下、より好ましくは２８０ｎｍ以下、特に好ましくは２６５ｎｍ以下である。λ／２波長層がこのような面内レターデーションＲｅを有することにより、λ／２波長層及びλ／４波長層を組み合わせて、広帯域λ／４板として機能させることができる。
【０１００】
λ／２波長層のＮＺ係数は、通常１．１以上、好ましくは１．３以上、特に好ましくは１．５以上であり、通常３．０以下、好ましくは２．５以下、特に好ましくは２．０以下である。λ／２波長層が前記範囲のＮＺ係数を有することにより、λ／２波長層及びλ／４波長層を組み合わせて、広帯域λ／４板として良好に機能させることができる。
【０１０１】
λ／２波長層は、順波長分散特性、フラット波長分散特性、及び逆波長分散特性等の波長分散特性を有しうる。
【０１０２】
λ／２波長層の厚みは、好ましくは２５μｍ以上、より好ましくは２７μｍ以上、特に好ましくは３０μｍ以上であり、好ましくは４５μｍ以下、より好ましくは４３μｍ以下、特に好ましくは４０μｍ以下である。λ／２波長層の厚みが、前記範囲の下限値以上であることにより所望のレターデーションの発現ができ、また、前記範囲の上限値以下であることにより薄膜化ができる。
【０１０３】
〔５．４．λ／４板（ア）：λ／４波長層及びλ／２波長層の製造方法〕
λ／４波長層及びλ／２波長層の製造方法は任意である。λ／４波長層及びλ／２波長層は、例えば、樹脂（ア）からなる長尺の延伸前基材に延伸を施すことを含む製造方法により、延伸フィルムとして製造しうる。特に、λ／４波長層及びλ／２波長層は、長尺の延伸前基材に１回以上の斜め延伸を施すことを含む製造方法により、斜め延伸フィルムとして製造することが好ましい。ここで「斜め延伸」とは、長尺のフィルムを斜め方向に延伸することを表す。斜め延伸を含む製造方法によれば、λ／４波長層及びλ／２波長層を容易に製造することができる。樹脂（ア）が結晶性の重合体を含む場合、延伸の工程の後で、さらに、結晶性の重合体の結晶化を促進する工程を行いうる。
【０１０４】
〔５．５．λ／４板（ア）：遅相軸の位置関係〕
一般に、ある基準方向に対して遅相軸角度θλ／４をなすλ／４波長層と、前記基準方向に対して遅相軸角度θλ／２をなすλ／２波長層とを組み合わせた複層フィルムが、式θλ／４＝２θλ／２＋４５°を満たす場合、この複層フィルムは、広い波長範囲において当該複層フィルムを通過する光にその光の波長の略１／４波長の面内レターデーションを与えうる広帯域λ／４板となる。また、当該基準方向に吸収軸を有する直線偏光子をこれらと組み合わせ、（直線偏光子）／（λ／２波長層）／（λ／４波長層）の層構成を有する複層フィルムとした場合、直線偏光子側に入射した自然光を、直線偏光子において直線偏光のみ選択的に透過させ、さらにλ／２波長層及びλ／４波長層において円偏光に変換してλ／４波長層側から出射させうることが知られている（特開２００７−００４１２０号公報参照）。したがって、本発明の空間表示装置において、λ／４板としてλ／４板（ア）を採用する場合、それを構成するλ／２波長層及びλ／４波長層の遅相軸方向を、かかる性質に基づいて、画像表示ユニットからの画像光を円偏光に変化しうる方向に配置することにより、良好な本発明の効果を得ることができる。
【０１０５】
具体的には、図１〜図５において説明した空間表示装置１０において、λ／４板１２２としてλ／４板（ア）を採用する場合、λ／２波長層が下側（即ち画像表示ユニット１１０からの画像光Ａ１１が入射する側）の層となりλ／４波長層を上側の層となるようこれらを配置する。さらに、画像光の偏光方向をλ／４板１２２に投影した方向Ａ４２に対して９０°の角度をなす方向を基準方向とし、かかる基準方向に対して式θλ／４＝２θλ／２＋４５°を満たす方向またはそれと近い方向となるよう、λ／２波長層及びλ／４波長層の遅相軸の方向を配置することにより、直線偏光である画像光Ａ１１を、円偏光である画像光Ａ３１に良好に変換することができる。
【０１０６】
より具体的には、画像光の偏光方向をλ／４板１２２に投影した方向Ａ４２に対して９０°の角度をなす方向を基準方向とした場合において、λ／２波長層の遅相軸の基準方向に対する角度は、好ましくは１５°±５°、より好ましくは１５°±３°、特に好ましくは１５°±１°である。また、λ／４波長層の遅相軸の基準方向に対する角度は、好ましくは７５°±５°、より好ましくは７５°±３°、特に好ましくは７５°±１°である。このようにλ／２波長層及びλ／４波長層を配置することにより、これらが協働して、Ａ４３の方向に遅相軸を有する１層のλ／４板と同様に機能し、さらにかかる機能を広い波長帯域において発現させることができる。この場合において、λ／４波長層の遅相軸とλ／２波長層の遅相軸とがなす角は、好ましくは６０°±５°、より好ましくは６０°±３°、さらにより好ましくは６０°±５°としうる。
【０１０７】
〔５．６．λ／４板（イ）〕
λ／４板（イ）は、重合性の液晶化合物を含む液晶組成物の硬化物からなる層を含む。以下の説明において、λ／４板（イ）における液晶化合物を「液晶化合物（イ）」、液晶化合物（イ）を含む材料を「液晶組成物（イ）」、液晶組成物（イ）の硬化物の層を「液晶硬化層（イ）」ということがある。ただし、この用語「液晶組成物（イ）」は、２種類以上の成分を含む材料だけでなく、１種類の液晶化合物のみを含む材料を包含する。
【０１０８】
液晶化合物（イ）は、液晶組成物（イ）に配合し配向させた際に、液晶相を呈しうる化合物である。このような液晶化合物（イ）として、通常は、重合性の液晶化合物（イ）を用いる。ここで、重合性の液晶化合物（イ）とは、液晶相を呈した状態で液晶組成物（イ）中で重合し、液晶相における分子の配向を維持したまま重合体となりうる液晶化合物（イ）である。
【０１０９】
重合性の液晶化合物（イ）としては、重合性基を有する液晶化合物、側鎖型液晶ポリマーを形成しうる化合物、円盤状液晶化合物などの化合物が挙げられ、中でも、可視光線、紫外線、及び赤外線等の光を照射することによって重合しうる光重合性の化合物が好ましい。重合性基を有する液晶化合物としては、例えば、特開平１１−５１３３６０号公報、特開２００２−０３００４２号公報、特開２００４−２０４１９０号公報、特開２００５−２６３７８９号公報、特開２００７−１１９４１５号公報、特開２００７−１８６４３０号公報などに記載された重合性基を有する棒状液晶化合物などが挙げられる。また、側鎖型液晶ポリマー化合物としては、例えば、特開２００３−１７７２４２号公報などに記載の側鎖型液晶ポリマー化合物などが挙げられる。また、好ましい液晶化合物（イ）の例を製品名で挙げると、ＢＡＳＦ社製「ＬＣ２４２」等が挙げられる。円盤状液晶化合物の具体例としては、特開平８−５０２０６号公報、文献（C.  Destrade  et  al.,  Mol.  Crysr.  Liq.  Cryst.,  vol.  71,  page  111  (1981)  ；日本化学会編、季刊化学総説、Ｎｏ．２２、液晶の化学、第５章、第１０章第２節(1994)；J.  Lehn  et  al.,  Ｊ.Chem.Soc.,Chem.Commun.,  page  1794  (1985)；J.  Zhang  et  al.,  J.  Am.  Chem.  Soc.,  vol.  116,  page  2655  (1994)）に記載されている。液晶化合物は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１１０】
中でも、液晶化合物（イ）としては、逆波長分散性液晶化合物が好ましい。ここで、逆波長分散性液晶化合物とは、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散特性を示す液晶化合物をいう。ここで、液晶化合物をホモジニアス配向させる、とは、当該液晶化合物を含む層を形成し、その層における液晶化合物の分子のメソゲンの長軸方向を、前記層の面に平行なある一の方向に配向させることをいう。液晶化合物（イ）が配向方向の異なる複数種類のメソゲンを含む場合は、それらのうち最も長い種類のメソゲンが配向する方向が、前記の配向方向となる。液晶化合物がホモジニアス配向しているか否か、及びその配向方向は、ＡｘｏＳｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製）に代表されるような位相差計を用いた遅相軸方向の測定と、遅相軸方向における入射角毎のレターデーション分布の測定とにより確認しうる。液晶組成物（イ）が含む液晶化合物（イ）の一部又は全部として、逆波長分散性液晶化合物を用いることにより、逆波長分散特性を有する液晶硬化層（イ）を容易に得ることができる。
【０１１１】
例えば、当該逆波長分散性液晶化合物の分子中に、主鎖メソゲンと、前記主鎖メソゲンに結合した側鎖メソゲンとを含む化合物を、液晶化合物（イ）として用いることが好ましく、逆波長分散性液晶化合物として用いることがより好ましい。主鎖メソゲン及び側鎖メソゲンを含む前記の逆波長分散性液晶化合物は、当該逆波長分散性液晶化合物が配向した状態において、側鎖メソゲンが主鎖メソゲンと異なる方向に配向しうる。このような場合、複屈折は主鎖メソゲンに対応する屈折率と側鎖メソゲンに対応する屈折率との差として発現するので、結果として、逆波長分散性液晶化合物は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散特性を示すことができる。
【０１１２】
重合性を有する逆波長分散性液晶化合物としては、例えば、下記式（Ｉ）で表される化合物が挙げられる。以下の説明において、式（Ｉ）で表される化合物を、適宜「化合物（Ｉ）」ということがある。
【０１１３】
【化１３】
2018092000.tif 000015
【０１１４】
化合物（Ｉ）は、通常、下記式で表すように、基−Ｙ５−Ａ４−Ｙ３−（Ａ２−Ｙ１）ｍ−Ａ１−（Ｙ２−Ａ３）ｍ−Ｙ４−Ａ５−Ｙ６−からなる主鎖メソゲン１ａ、及び、基＞Ａ１−Ｃ（Ｑ１）＝Ｎ−Ｎ（Ａｘ）Ａｙからなる側鎖メソゲン１ｂの２つのメソゲン骨格を含む。また、これらの主鎖メソゲン１ａ及び側鎖メソゲン１ｂは、互いに交差している。上記の主鎖メソゲン１ａ及び側鎖メソゲン１ｂをあわせて１つのメソゲンとすることもできるが、本発明では、２つのメソゲンに分けて表記する。
【０１１５】
【化１４】
2018092000.tif 000016
【０１１６】
主鎖メソゲン１ａの長軸方向における屈折率をｎ１、側鎖メソゲン１ｂの長軸方向における屈折率をｎ２とする。この際、屈折率ｎ１の絶対値及び波長分散性は、通常、主鎖メソゲン１ａの分子構造に依存する。また、屈折率ｎ２の絶対値及び波長分散性は、通常、側鎖メソゲン１ｂの分子構造に依存する。ここで、液晶相において逆波長分散性液晶化合物は、通常、主鎖メソゲン１ａの長軸方向を回転軸として回転運動を行うので、ここでいう屈折率ｎ１及びｎ２とは、回転体としての屈折率を表している。
【０１１７】
主鎖メソゲン１ａ及び側鎖メソゲン１ｂの分子構造に由来して、屈折率ｎ１の絶対値は屈折率ｎ２の絶対値より大きい。さらに、屈折率ｎ１及びｎ２は、通常、順波長分散性を示す。ここで、順波長分散性の屈折率とは、測定波長が大きいほど当該屈折率の絶対値が小さくなる屈折率を表す。主鎖メソゲン１ａの屈折率ｎ１は、順波長分散性が小さいので、短波長で測定した屈折率よりも、長波長で測定した屈折率は、大幅には小さくならない。これに対し、側鎖メソゲン１ｂの屈折率ｎ２は、順波長分散性が大きいので、短波長で測定した屈折率よりも、長波長で測定した屈折率は、大幅に小さくなる。そのため、測定波長が短いと屈折率ｎ１と屈折率ｎ２との差Δｎは小さく、測定波長が長いと屈折率ｎ１と屈折率ｎ２との差Δｎが大きくなる。このようにして、主鎖メソゲン１ａ及び側鎖メソゲン１ｂに由来して、化合物（Ｉ）は、ホモジニアス配向した場合に、逆波長分散特性を示しうる。
【０１１８】
前記式（Ｉ）において、Ｙ１〜Ｙ８は、それぞれ独立して、化学的な単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ１−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ１−、−Ｏ−ＮＲ１−、又は、−ＮＲ１−Ｏ−を表す。ここで、Ｒ１は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
【０１１９】
前記式（Ｉ）において、Ｇ１及びＧ２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数１〜２０の二価の脂肪族基を表す。また、前記脂肪族基には、１つの脂肪族基当たり１以上の−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−、−ＮＲ２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＲ２−、−ＮＲ２−、又は、−Ｃ（＝Ｏ）−が介在していてもよい。ただし、−Ｏ−又は−Ｓ−がそれぞれ２以上隣接して介在する場合を除く。ここで、Ｒ２は、水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。
【０１２０】
前記式（Ｉ）において、Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素数２〜１０のアルケニル基を表す。
【０１２１】
前記式（Ｉ）において、Ａｘは、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。「芳香環」は、Ｈｕｃｋｅｌ則に従う広義の芳香族性を有する環状構造、すなわち、π電子を（４ｎ＋２）個有する環状共役構造、及びチオフェン、フラン、ベンゾチアゾール等に代表される、硫黄、酸素、窒素等のヘテロ原子の孤立電子対がπ電子系に関与して芳香族性を示す環状構造を意味する。
【０１２２】
前記芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等が挙げられる。前記芳香族複素環としては、ピロール環、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環等の単環の芳香族複素環；ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノリン環、フタラジン環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、チアゾロピリジン環、オキサゾロピリジン環、チアゾロピラジン環、オキサゾロピラジン環、チアゾロピリダジン環、オキサゾロピリダジン環、チアゾロピリミジン環、オキサゾロピリミジン環等の縮合環の芳香族複素環；が挙げられる。
【０１２３】
前記式（Ｉ）において、Ａｙは、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルキニル基、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ３、−ＳＯ２−Ｒ４、−Ｃ（＝Ｓ）ＮＨ−Ｒ９、又は、芳香族炭化水素環及び芳香族複素環からなる群から選ばれる少なくとも一つの芳香環を有する、炭素数２〜３０の有機基を表す。ここで、Ｒ３は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、炭素数５〜１２の芳香族炭化水素環基を表す。Ｒ４は、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、フェニル基、又は、４−メチルフェニル基を表す。Ｒ９は、置換基を有していてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数２〜２０のアルケニル基、置換基を有していてもよい炭素数３〜１２のシクロアルキル基、又は、置換基を有していてもよい炭素数５〜２０の芳香族基を表す。前記Ａｘ及びＡｙが有する芳香環は、置換基を有していてもよい。また、前記ＡｘとＡｙは、一緒になって、環を形成していてもよい。
【０１２４】
前記式（Ｉ）において、Ａ１は、置換基を有していてもよい三価の芳香族基を表す。
前記式（Ｉ）において、Ａ２及びＡ３は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の二価の脂環式炭化水素基を表す。
前記式（Ｉ）において、Ａ４及びＡ５は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい、炭素数６〜３０の二価の芳香族基を表す。
前記式（Ｉ）において、Ｑ１は、水素原子、又は、置換基を有していてもよい炭素数１〜６のアルキル基を表す。
前記式（Ｉ）において、ｍは、それぞれ独立に、０又は１を表す。
【０１２５】
化合物（Ｉ）としては、例えば、国際公開第２０１４／０６９５１５号、国際公開第２０１５／０６４５８１号などに記載された化合物が挙げられる。
【０１２６】
上述した液晶化合物（イ）の中でも、本発明の所望の効果を顕著に発揮する観点から、当該液晶化合物（イ）の分子中に、ベンゾチアゾール環を含有するものが好ましく、特に、側鎖メソゲンにベンゾチアゾール環を有するものが好ましい。ここで、ベンゾチアゾール環とは、下記式（II）に示す構造の環構造を示す。
【０１２７】
【化１５】
2018092000.tif 000017
【０１２８】
また、液晶化合物（イ）は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
【０１２９】
液晶組成物（イ）における液晶化合物（イ）の量は、所望の液晶硬化層（イ）が得られる範囲で任意に設定でき、好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、特に好ましくは１０重量％以上であり、また、好ましくは１００重量％以下、より好ましくは８０重量％以下、特に好ましくは６０重量％以下である。
【０１３０】
液晶組成物（イ）は、液晶化合物（イ）に組み合わせて、任意の成分を含んでいてもよい。任意の成分としては、例えば、重合開始剤、界面活性剤、溶媒、金属、金属錯体、染料、顔料、蛍光材料、燐光材料、レベリング剤、チキソ剤、ゲル化剤、多糖類、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、抗酸化剤、イオン交換樹脂、酸化チタン等の金属酸化物等が挙げられる。
【０１３１】
液晶硬化層（イ）は、前記の液晶化合物（イ）を含む液晶組成物（イ）の硬化物で形成された層であり、通常、液晶化合物（イ）から得られる硬化液晶分子を含む。ここで、「硬化液晶分子」とは、液晶相を呈しうる化合物を、液晶相を呈した状態のまま固体とした際の当該化合物の分子を意味する。液晶硬化層（イ）が含む硬化液晶分子は、通常、液晶化合物（イ）を重合させてなる重合体である。よって、液晶硬化層（イ）は、通常は、液晶化合物（イ）を重合させてなる重合体を含み、必要に応じて任意の成分を含みうる樹脂の層となっている。そして、このような液晶硬化層（イ）は、前記の硬化液晶分子の配向状態に応じた光学異方性を有しうる。
液晶組成物（イ）が含有しうる任意の成分、液晶組成物（イ）を硬化させて液晶硬化層（イ）を製造する方法、及び液晶硬化層（イ）の態様の詳細については、国際公開第２０１５／０６４５８１号を参照しうる。
【０１３２】
液晶硬化層（イ）は、λ／４板としての機能を実現する観点から、λ／４の面内レターデーションを有することが好ましい。具体的には、測定波長５９０ｎｍにおける液晶硬化層の面内レターデーションが、好ましくは１０８ｎｍ以上〜１６８ｎｍ、より好ましくは１２８ｎｍ〜１４８ｎｍ、特に好ましくは１３３ｎｍ〜１４３ｎｍである。
【０１３３】
また、液晶硬化層（イ）は、逆波長分散特性を有することが好ましい。よって、液晶硬化層（イ）は、その波長４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍにおける面内レターデーションＲｅ４５０、Ｒｅ５５０及びＲｅ６５０が、Ｒｅ４５０＜Ｒｅ６５０の関係を満たすことが好ましく、Ｒｅ４５０＜Ｒｅ５５０＜Ｒｅ６５０の関係を満たすことがより好ましい。さらには、Ｒｅ４５０／Ｒｅ５５０≦０．９５であることが好ましく、Ｒｅ６５０／Ｒｅ５５０≧１．０５であることが好ましい。これにより、より広範な波長範囲において、液晶硬化層（イ）が直線偏光を円偏光に変換できる。よって、広い波長帯域における立体像の表示が可能な空間表紙装置を実現することが可能である。このように逆波長分散特性を有する液晶硬化層（イ）は、例えば、液晶化合物として逆波長分散性液晶化合物を用いることにより、得ることができる。
【０１３４】
液晶硬化層（イ）の遅相軸は、液晶硬化層（イ）がλ／４板として画像表示ユニットからの画像光を円偏光に変化しうる方向に配置しうる。
具体的には、図１〜図５において説明した空間表示装置１０において、λ／４板１２２としてλ／４板（イ）を採用する場合、画像光の偏光方向をλ／４板１２２に投影した方向Ａ４２に対して、液晶硬化層（イ）の遅相軸が４５°またはそれと近い方向となるよう配置することにより、直線偏光である画像光Ａ１１を、円偏光である画像光Ａ３１に良好に変換することができる。
【０１３５】
より具体的には、画像光の偏光方向をλ／４板１２２に投影した方向Ａ４２に対する、液晶硬化層（イ）遅相軸の角度は、好ましくは４５°±５°、より好ましくは４５°±３°、特に好ましくは４５°±１°である。
【０１３６】
液晶硬化層（イ）の厚みは、レターデーション等の特性を所望の範囲にできるように適宜調整でき、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは１．０μｍ以上であり、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは７μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下である。
【０１３７】
〔６．応用例〕
本発明の空間表示装置は、上に述べた例に限られず、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。例えば、上に述べた空間表示装置を構成するための構成要素と、他の機能を有する構成要素と組み合わされたものであってもよい。
【０１３８】
より具体的な例としては、空間表示装置は、立体像を表示する領域Ｒ又はその近辺における、使用者の身体又は使用者が操作する入力装置の動きを検出する検出装置を備えうる。かかる検出装置により、立体像により表示された像に導かれた使用者の動作を検出することができる。
【０１３９】
検出された使用者の動作に関する情報は、種々の用途に用いうる。例えば、本発明の空間表示装置は、検出された使用者の動作に関する情報に基づいて、立体像の表示内容を変化させる手段を備えうる。かかる構成により、使用者の動作に応じた相互作用的な表示を達成することができる。
また例えば、本発明の空間表示装置は、使用者の動作を検出する検出装置と、当該検出装置により検出された情報により動作する、物品を販売する自動販売機としての構成要素をさらに備えるものとしうる。かかる構成により、空間に表示された立体像に導かれた、物品購入のための使用者の動作を検出し、検出された使用者の動作に応じて物品を販売する装置を実現しうる。
【符号の説明】
【０１４０】
１０：空間表示装置
１１０：画像表示ユニット
１１０Ｕ：表示面
１１１：表示パネル
１１２：マイクロレンズアレイ
１２０：選択反射膜
１２０Ｄ：選択反射膜の下面
１２１：コレステリック樹脂層
１２２：λ／４板
１３０：再帰性反射材
１８０：筐体
１９０：フード
１９０Ｂ：背面板
１９０Ｌ：側板
１９０Ｒ：側板
４１０：像
４２０：像
Ａ１１：画像光
Ａ１２：画像光
Ａ１３：画像光
Ａ１４：透過光
Ａ２１：観察方向
Ａ２２：観察方向
Ａ４１：偏光方向
Ａ４２：画像光の偏光方向をλ／４板に投影した方向
Ａ４３：λ／４板の遅相軸の方向
Ａ３１：画像光
Ａ３２：画像光
Ａ３３：画像光
Ｃ１１：座標軸
Ｃ１２：座標軸
Ｒ：観察領域
【図１】
2018092000.tif 000020
【図２】
2018092000.tif 000021
【図３】
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【図４】
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【図５】
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