(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバイナとプロジェクターとを含むヘッドアップディスプレイシステムであって、
前記コンバイナは、
投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、
基材を含み
少なくとも前記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、
前記投映光の入射側から前記ハーフミラーフィルムおよび前記基材をこの順に含み、
前記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を２層以上含み、
前記２層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は、互いに異なっており、
前記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有し、
前記プロジェクターは、
前記投映光を出射し、
前記投映光が入射面に平行な方向に振動するｐ偏光である前記ヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項２】
前記２層以上のコレステリック液晶層の中で前記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層の膜厚が最も大きい請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項３】
前記ハーフミラーフィルムが、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、６００ｎｍ〜６８０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および４９０ｎｍ〜６００ｎｍ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含む請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項４】
前記ハーフミラーフィルムが、前記投映光の入射側から、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、６００ｎｍ〜６８０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および４９０ｎｍ〜６００ｎｍ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この順に含む請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項５】
前記ハーフミラーフィルムが、前記投映光の入射側から、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、４９０ｎｍ〜６００ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および６００ｎｍ〜６８０ｎｍ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この順に含む請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項６】
前記ハーフミラーフィルムが前記基材の前記投映光の入射側の面に接着されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項７】
前記基材がガラス板である請求項１〜６のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項８】
前記コンバイナがウインドシールドガラスである請求項１〜７のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項９】
前記基材がガラス板であり、
前記コンバイナが第一のガラス板と第二のガラス板とを含み、
第一のガラス板と第二のガラス板との間の中間層を含み、前記中間層に前記ハーフミラーフィルムを含む請求項８に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項１０】
前記中間層が樹脂膜である請求項９に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項１１】
前記樹脂膜がポリビニルブチラールを含む請求項１０に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項１２】
前記投映光が、前記投映像表示部の前記投映光の入射側の面の法線に対し４５°〜７０°の角度で入射する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【請求項１３】
前記投映光が前記コンバイナの下方向から入射する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバイナに関する。本発明はまた、上記コンバイナを利用したヘッドアップディスプレイシステムなどの投映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイシステムにおいては投映される映像と前方の風景とを同時に表示させることのできるコンバイナが用いられる。ウインドシールドガラスをこのようなコンバイナとして使用しているヘッドアップディスプレイシステムでは、従来からガラスの表面または裏面の反射光に基づく二重像が顕著となり易いことが指摘されており、様々な解決手段が提案されている。
例えば、特許文献１では、楔形の断面形状の合わせガラスからなる車両用曲面フロントガラスで二重像を低減させることについて記載されている。また、例えば、特許文献２に記載があるように、ｐ偏光の投映光をブリュースター角で入射させることにより、フロントガラス表面からの反射光を抑えて、二重像を解消する技術も多く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５０５３３０号公報
【特許文献２】特表２００６−５１２６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、外側のガラス板と内側のガラス板との角度調節に高度な技術が必要となる。また、特許文献２に記載のようなブリュースター角を利用する方法においても、二重像の解消とともに、投映像の輝度を向上させることはまだ課題として残っている。
本発明は、二重像が低減された、輝度の高い投映像表示が可能であるコンバイナの提供を課題とする。本発明は特に、二重像を低減させることができる単純な構成のコンバイナの提供を課題とする。本発明はまた、二重像が低減された、輝度の高い投映像を与えるヘッドアップディスプレイシステムの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上記課題の解決のため、コレステリック液晶層をコンバイナに用い、特許文献２に記載のようにｐ偏光を投映光として使用し、二重像を防止することを試みた。その過程で、選択反射の中心波長が異なる複数のコレステリック液晶層を設ける際、その積層順により、二重像の程度が異なることを見出した。本発明者らは、この知見に基づいて、さらに検討を重ね、本発明を完成させた。【０００６】
すなわち、本発明は下記の［１］〜［１４］を提供するものである。
［１］コンバイナであって、
投映光により投映像を表示する投映像表示部を含み、
基材を含み
少なくとも上記投映像表示部においてハーフミラーフィルムを含み、
上記投映光の入射側から上記ハーフミラーフィルムおよび上記基材をこの順に含み、
上記ハーフミラーフィルムが、コレステリック液晶層を２層以上含み、
上記２層以上のコレステリック液晶層の選択反射の中心波長は、互いに異なっており、
上記投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有する上記コンバイナ。
［２］上記ハーフミラーフィルムが、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、６００ｎｍ〜６８０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および４９０ｎｍ〜６００ｎｍ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含む［１］に記載のコンバイナ。【０００７】
［３］上記ハーフミラーフィルムが、上記投映光の入射側から、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、６００ｎｍ〜６８０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および４９０ｎｍ〜６００ｎｍ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この順に含む［２］に記載のコンバイナ。
［４］上記ハーフミラーフィルムが、上記投映光の入射側から、６８０ｎｍ〜８５０ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、４９０ｎｍ〜６００ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および６００ｎｍ〜６８０ｎｍ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この順に含む［２］に記載のコンバイナ。
［５］上記ハーフミラーフィルムが上記基材の上記投映光の入射側の面に接着されている［１］〜［４］のいずれか一項に記載のコンバイナ。
［６］上記基材がガラス板である［１］〜［５］のいずれか一項に記載のコンバイナ。【０００８】
［７］ウインドシールドガラスである［１］〜［６］のいずれか一項に記載のコンバイナ。
［８］上記基材がガラス板であり、
第一のガラス板と第二のガラス板とを含み、
第一のガラス板と第二のガラス板との間の中間層を含み、上記中間層に上記ハーフミラーフィルムを含む［７］のいずれか一項に記載のコンバイナ。
［９］上記中間層が樹脂膜である［８］に記載のコンバイナ。
［１０］上記樹脂膜がポリビニルブチラールを含む［９］に記載のコンバイナ。
［１１］［１］〜［１０］のいずれか一項に記載のコンバイナと、上記投映光を出射するプロジェクターとを含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
［１２］上記投映光が入射面に平行な方向に振動するｐ偏光である［１１］に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
［１３］上記投映光が、上記投映像表示部の上記投映光の入射側の面の法線に対し４５°〜７０°の角度で入射する、［１１］または［１２］に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
［１４］上記投映光が、上記コンバイナの下方向から入射する［１１］〜［１３］のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、二重像が低減された輝度の高い投映像表示が可能であるコンバイナが提供される。本発明のコンバイナは簡素な構成で二重像の低減が可能である。また、本発明のコンバイナを用いて、二重像が生じにくいとともに、輝度の高い投映像を与えることができるヘッドアップディスプレイシステムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例での評価の際の、光源、サンプル、および分光光度計の配置を示す図である。
【図２】実施例での二重像の目視での評価の際の、光源、サンプル、および観察者の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
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。
また、本明細書において、角度（例えば「９０°」等の角度）、およびその関係（例えば、「平行」、「水平」、「鉛直」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。
【００１２】
本明細書において、円偏光につき「選択的」というときは、照射される光の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ＩR、左円偏光成分の強度をＩLとしたとき、｜ＩR−ＩL｜／（ＩR＋ＩL）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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
本明細書において、「光」という場合、特に断らない限り、可視光かつ自然光（非偏光）の光を意味する。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。
【００１６】
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ＩR、左円偏光板を通して測定した光の強度がＩLに相当する。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。
【００１７】
本明細書において、ｐ偏光は光の入射面に平行な方向に振動する偏光を意味する。入射面は反射面（コンバイナ表面など）に垂直で入射光線と反射光線を含む面を意味する。ｐ偏光は電場ベクトルの振動面が入射面に平行である。
本明細書において、正面位相差は、Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製のＡｘｏＳｃａｎを用いて測定した値である。測定波長は５５０ｎｍとする。正面位相差はＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨまたはＷＲ（王子計測機器（株）製）においてコレステリック液晶層の選択反射の中心波長などの可視光波長域内の波長の光をフィルム法線方向に入射させて測定した値を用いることもできる。測定波長の選択にあたっては、波長選択フィルターをマニュアルで交換するか、または測定値をプログラム等で変換して測定することができる。
【００１８】
本明細書において、液晶化合物の複屈折（Δｎ）は、液晶便覧（液晶便覧編集委員会）のｐ．２０２に記載の方法に従って測定した値である。具体的には、液晶化合物を楔型セルに注入し、これに波長５５０ｎｍの光を照射し、透過光の屈折角を測定することにより、６０℃におけるΔｎを求める。
【００１９】
＜コンバイナ＞
本明細書において、コンバイナとは、投映像表示部を有し、投映像表示部において、反射光で投映像を表示することができる投映像表示用部材である。コンバイナはプロジェクター等から投映された投映像を視認可能に表示することができるものであればよい。
【００２０】
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。本発明のコンバイナを使用して得られる投映像は、観察者から見て投映像表示部の先に浮かび上がって見える虚像として観測される。すなわち、コンバイナはプロジェクター等からの投映光に基づく投映像を虚像として視認可能に表示する。そのため、観察者は周囲の情報または風景を同時に観察することができる。
【００２１】
投映像表示部はコンバイナの全体であってもよく、一部であってもよい。コンバイナは、反射部材であればよい。コンバイナの例としては、投映像表示用ハーフミラーが挙げられる。投映像表示用ハーフミラーの例としては、ヘッドアップディスプレイ用のコンバイナ、同コンバイナ機能を有する部位を含むウインドシールドガラスなどが挙げられる。
【００２２】
コンバイナは、板状、フィルム状、またはシート状などであればよい。コンバイナは、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、他の部材と接着することなどにより組み合わされて、上記の形状となるものであってもよく、組み合わされる前は、薄膜のフィルムとしてロール状等になっていてもよい。
【００２３】
［ウインドシールドガラス］
コンバイナはウインドシールドガラスであってもよい。本明細書において、ウインドシールドガラスは、車、電車などの車両、飛行機、船、遊具などの乗り物一般の窓ガラスを意味する。ウインドシールドガラスは乗り物の進行方向にあるフロントガラスであることが好ましい。ウインドシールドガラスは車両のフロントガラスであることが好ましい。バイクのウインドシールド等もウインドシールドガラスの１種である。
ウインドシールドガラスはガラス板を含み、特に合わせガラスを含んでいることが好ましい。合わせガラスは２枚のガラス板が中間層を介して接着している構造を有する。本明細書においては、ウインドシールドガラスにおいて、投映光の入射側（通常観察者側であって、乗り物の内部側）からより遠い位置にあるガラス板を第一のガラス板といい、より近い位置にあるガラス板を第二のガラス板ということがある。
【００２４】
ウインドシールドガラスは、板状、シート状などであればよい。ウインドシールドガラスは、適用される乗り物への組み込み用に成形されていてもよく、例えば、曲面を有していてもよい。適用される乗り物用に成形されたウインドシールドガラスにおいては、通常使用時に上（鉛直上）となる方向や投映光の入射側となる面が特定できる。例えば、車両用に曲面を有するように成形されたウインドシールドガラスにおいては、通常、曲面の内側が投映光の入射側となっていればよい。
【００２５】
［投映像表示部］
本発明のコンバイナは投映像表示部を有し、投映像表示部は、投映光により投映像を表示することができる。なお、本明細書において、投映像表示部とは、コンバイナの投映光の入射側となる面の一部または全面であるが、その一部または全面の、コンバイナの厚み方向の構成部材を全て含む部分を示すものとする。
コンバイナにおいて、投映像表示部は、投映光の入射側となる面のいずれの位置に設けてもよいが、ヘッドアップディスプレイシステムとしての使用時に、観察者（例えば運転者）から視認しやすい位置に投映像（虚像）が示されるように設けられていることが好ましい。例えば、適用される乗り物の運転席の位置とプロジェクターを設置する位置との関係から投映像表示部の位置を決定すればよい。
【００２６】
コンバイナは少なくとも投映像表示部においてコレステリック液晶層を含むハーフミラーフィルムを含み、投映像表示部でのコンバイナ機能を実現している。本発明のコンバイナは、投映光の入射側からハーフミラーフィルムおよび基材をこの順で含む。コンバイナがウインドシールドガラスであって、合わせガラスを含む場合、投映光の入射側からハーフミラーフィルム、第二のガラス板、および第一のガラス板がこの順であってもよく、第二のガラス板、ハーフミラーフィルム、および第一のガラス板がこの順であってもよい。
【００２７】
［ハーフミラーフィルム］
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層を含む。ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の他に後述の配向層、支持体、接着層などの層を含んでいてもよい。
【００２８】
ハーフミラーフィルムは薄膜のフィルム状、シート状などであればよい。ハーフミラーフィルムは、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、他の部材と接着することなどにより組み合わされて、上記の形状となるものであってもよく、組み合わされる前は、薄膜のフィルムとしてロール状等になっていてもよい。
【００２９】
ハーフミラーフィルムは、本発明のコンバイナにおいて、例えば、ガラス板などの基材の表面に接着されているか、または合わせガラスを含む構成のコンバイナの中間層に含まれていればよい。コンバイナがウインドシールドガラスであって、合わせガラスを含む構成である場合、ハーフミラーフィルムは、合わせガラスの投映光の入射側の面に接着されるか、または、後述のように、合わせガラスの中間層形成のための中間膜シートに貼付されるか、もしくは合わせガラス用積層中間膜シートとして形成されてもよい。あるいは、第二のガラス板の中間層側の面となる面にハーフミラーフィルムを接着し、接着後の第二のガラス板を用いて後述のように合わせガラスを製造して、ウインドシールドガラスを得てもよい。ハーフミラーフィルムがガラス板または合わせガラスの投映光の入射側の面に接着されると、後述のコレステリック液晶層に対して視認側にある層の膜厚を小さくすることができるため、二重像がより低減され、好ましい。ハーフミラーフィルムが合わせガラスを含む構成のウインドシールドガラスの中間層に含まれていると、ハーフミラーフィルムの劣化や傷付きを防止できるため好ましい。また、外面からハーフミラーフィルムの存在が分からないため、美観上好まれる場合もある。
【００３０】
ハーフミラーフィルムは、上記投映像表示部において、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３８０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長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、ハーフミラーフィルムは、全ての入射角の光に対して上記のハーフミラーとしての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ハーフミラーとしての機能を有していればよい。
【００３１】
ハーフミラーフィルム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ことが好ましい。ハーフミラーフィルムは、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していればよい。
【００３２】
［コレステリック液晶層］
ハーフミラーフィルムは、互いに異なる選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層を少なくとも２層含む。
本明細書において、コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を固定した層を意味する。コレステリック液晶層を単に液晶層ということもある。
コレステリック液晶相は、特定の波長域において、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るとともに他方のセンスの円偏光を透過する円偏光選択反射を示すことが知られている。本明細書において、円偏光選択反射を単に選択反射ということもある。
円偏光選択反射性を示すコレステリック液晶相を固定した層を含むフィルムとして、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。
【００３３】
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。
【００３４】
コレステリック液晶層の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。ピッチ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を得ることができる。
【００３５】
本発明のコンバイナに含まれるコレステリック液晶層では、ｎ値とＰ値を調節して、中心波長λを調節すればよい。中心波長λを、投映像表示部で反射させたい投映光の波長や、想定する投映光の入射角度に応じて調整することにより、コレステリック液晶層は光利用効率良く鮮明な輝度の高い投映像の表示に寄与することができる。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。
【００３６】
本発明のコンバイナをヘッドアップディスプレイシステムに用いる場合、後述のようにコンバイナの投映像表示部の投映光入射側の面での反射率を低くするため、この面に対して斜めに光が入射するように用いられることが好ましい。この場合、コレステリック液晶層に対して斜めに光が入射するが、そのとき、コレステリック液晶層の選択反射の中心波長は短波長側にシフトする。そのため、投映像表示のために必要とされる選択反射の波長に対して、上記のλ＝ｎ×Ｐの式に従って計算されるλが長波長となるようにｎ×Ｐを調整することが好ましい。屈折率ｎ2のコレステリック液晶層中でコレステリック液晶層の法線方向（コレステリック液晶層の螺旋軸方向）に対して光線がθ2の角度で通過するときの選択反射の中心波長をλdとするとき、λdは以下の式で表される。
λd＝ｎ2×Ｐ×ｃｏｓθ2
本明細書において、投映光のコレステリック液晶層における透過角度での選択反射の中心波長（上記λd）を見かけ上の選択反射の中心波長ということがある。
【００３７】
例えば、屈折率１の空気中でコンバイナ表面の法線に対し４５°〜７０°の角度で入射した光は、屈折率１．５５程度のコレステリック液晶層において光は２６°〜３６°の角度で透過し得る。この角度と求める選択反射の中心波長λdを上記の式に挿入してｎ×Ｐを調整すればよい。
【００３８】
ハーフミラーフィルムは、見かけ上の選択反射の中心波長を、赤色光波長領域、緑色光波長領域、および青色光波長領域に対してそれぞれ有するコレステリック液晶層を含むことも好ましい。フルカラーの投映像の表示が可能となるからである。赤色光波長領域は５８０ｎｍ〜７００ｎｍであればよく、緑色光波長領域は５００ｎｍ〜５８０ｎｍであればよく、および青色光波長領域は４００ｎｍ〜５００ｎｍであればよい。ハーフミラーフィルムは、例えば、４００ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは４２０ｎｍ〜４８０ｎｍ、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、５００ｎｍ〜５８０ｎｍ、好ましくは５１０ｎｍ〜５７０ｎｍ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、および５８０ｎｍ〜７００ｎｍ、好ましくは６００ｎｍ〜６８０ｎｍ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。
【００３９】
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の法線方向から測定した時の選択反射の中心波長としては、４９０ｎｍ〜６００ｎｍ好ましくは５００ｎｍ〜５７０ｎｍ、に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、６００ｎｍ〜６８０ｎｍ、好ましくは６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ、に選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層、および６８０ｎｍ〜８５０ｎｍ、好ましくは７００ｎｍ〜８３０ｎｍ、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含むことが好ましい。なお、これらの値は、λd＝ｎ2×Ｐ×ｃｏｓθ2のθ2として２６°〜３６°を想定し、投映像に、それぞれ青色光、緑色光、および赤色光、を与えることを可能とするλdの値を挿入して選出したｎ2×Ｐの値となっている。
【００４０】
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。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。
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、特定の波長での円偏光選択性を高くすることもできる。
【００４１】
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。
【００４２】
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、ピッチ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、ピッチ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。
【００４３】
（選択反射の中心波長が異なる複数のコレステリック液晶層の積層順）
本発明のコンバイナにおけるハーフミラーフィルムは、選択反射の中心波長が互いに異なっているコレステリック液晶層を２層以上含む。本発明のコンバイナにおいては、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置される。本発明者らは、このような構成により、二重像を低減することができることを見出した。
【００４４】
二重像を低減することができた理由として、本発明者らは、以下のように推定している。二重像を減らすためには、ハーフミラーフィルムから見て投映像入射側の反対側にあるガラス界面での反射を減らす必要がある。コレステリック液晶層を透過する光は上記コレステリック液晶層を反射する円偏光と逆のセンスの円偏光となっており、裏面からの界面反射光は、コレステリック液晶層より裏面側にある層が低複屈折性である場合は、通常上記コレステリック液晶層で反射されるセンスの円偏光が大部分となるため、投映光の入射側（観察者側）の面に戻らず、顕著な二重像を生じさせにくい。しかし、コレステリック液晶層は選択反射する波長以外の光に対しては、位相差層として機能するため、より投映光の入射側にあるコレステリック液晶層を透過して生じる円偏光が他のコレステリック液晶層を透過すると、円偏光が乱れ、裏面側で界面反射される光に、観察者側に戻る光の成分が生じて、二重像の原因になる。ここで、コレステリック液晶層の位相差（Δnd）の影響を少なくするため、通過する膜厚を減らすと、二重像が減ると考えられる。最も長い選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層がピッチが大きく膜厚が最も大きくなるため、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置することにより、二重像が抑えられる。
【００４５】
ハーフミラーフィルムが、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コレステリック液晶層を含む場合は、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が、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層とする。他の二層の順番は特に限定されず、投映光の入射側から、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層の順番であってもよく、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層、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層、および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層の順番であってもよい。
【００４６】
コレステリック液晶層の膜厚は、十分な選択反射が達成できるピッチの数を満たす膜厚であればよい。例えば、１μｍ〜２０μｍであればよく、２μｍ〜１０μｍが好ましい。特に、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層の膜厚は、３μｍ〜１０μｍが好ましく、４μｍ〜８μｍがより好ましい。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層の膜厚は、２．５μｍ〜８μｍが好ましく、３μｍ〜７μｍがより好ましい。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層の膜厚は、２μｍ〜６μｍが好ましく、２μｍ〜５μｍがより好ましい。投映光の入射側から遠い層ほど、膜厚が小さいことが好ましい。
【００４７】
（コレステリック液晶層の作製方法）
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、液晶組成物の硬化により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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
本発明のコンバイナにおいて、投映光入射側から遠いコレステリック液晶層ほど、低複屈折性の液晶化合物を含む組成物を用いて形成されていることが好ましい。液晶化合物のΔｎが低いほど、コレステリック液晶層に入射する円偏光が受ける位相差の影響が少なくなり、二重像が生じにくいからである。一方、最も投映光入射側にあるコレステリック液晶層を形成する液晶化合物の複屈折性は特に限定されない。低複屈折性の液晶化合物としては、Δｎが０．１０以下、好ましくは、０．０８以下程度の液晶化合物を用いればよい。
【００５２】
（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。
【００５３】
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。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の量の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。
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
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。
【００６０】
（溶媒）
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。
【００６１】
（塗布、配向、重合）
支持体、配向膜、下層となるコレステリック液晶層などへの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。
【００６２】
配向させた液晶化合物は、更に重合させ、液晶組成物を硬化することができる。重合は、熱重合、光照射を利用す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。
【００６３】
（複数のコレステリック液晶層の積層）
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。
【００６４】
［他の層］
ハーフミラーフィルムはコレステリック液晶層以外の他の層を含んでいてもよい。他の層はいずれも可視光領域で透明であることが好ましい。本明細書において可視光領域で透明であるとは、可視光の透過率が７０％以上であることをいう。
また、他の層はいずれも低複屈折性であることが好ましい。本明細書において低複屈折性であるとは、ハーフミラーフィルムが反射を示す波長域において、正面位相差が１０ｎｍ以下であることを意味し、上記正面位相差は５ｎｍ以下であることが好ましい。さらに、他の層はいずれもコレステリック液晶層の平均屈折率（面内平均屈折率）との屈折率の差が小さいことが好ましい。他の層としては支持体、配向層、接着層などが挙げられる。
【００６５】
（支持体）
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に基板となる支持体を含んでいてもよい。
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、ハーフミラーフィルムにおいては含まれていなくてもよい。支持体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、シリコーンなどのプラスチックフィルムが挙げられる。仮支持体としては、上記のプラスチックフィルムのほか、ガラスを用いてもよい。
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。
【００６６】
（配向層）
ハーフミラーフィルムは、コレステリック液晶層の形成の際に液晶組成物が塗布される下層として、配向層を含んでいてもよい。
配向層は、ポリマーなどの有機化合物（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）を用いた有機化合物（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層を用いてもよい。
特にポリマーからなる配向層はラビング処理を行ったうえで、ラビング処理面に液晶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。
配向層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。
仮支持体を用いて液晶層を形成する場合は、配向膜は仮支持体とともに剥離されてハーフミラーフィルム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。
【００６７】
（接着層）
ハーフミラーフィルムは、各層の接着のため、接着層を含んでいてもよい。接着層は、例えばコレステリック液晶層間、コレステリック液晶層と他の層との間に設けられていてもよい。なお、ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの間、およびハーフミラーフィルムと基材との間にも接着層を設けてもよい。
【００６８】
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。
ハーフミラーフィルムと基材との間の接着には、高透明性接着剤転写テープ（ＯＣＡテープ：Optically Clear Adhesive Tape）を用いてもよい。
接着層の膜厚は０．５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍであればよい。ハーフミラーフィルム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。
【００６９】
［基材］
コンバイナは、基材を含む。基材は、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。支持体とは別に設けられるものであることが好ましい。
車両のフロントガラス等の他の物品が基材として機能していてもよい。また、コンバイナがウインドシールドガラスである場合などにおいて、ウインドシールドガラス形成に用いられるガラス板が基材として機能していてもよい。基材は投映光の入射側からハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となるように含まれる。コンバイナは基材を２層以上含んでいてもよく、二層以上含まれる場合は、投映光の入射側から、基材、ハーフミラーフィルムおよび基材がこの順となっていてもよい。
【００７０】
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。
本発明のコンバイナにおいては、基材の片面にコレステリック液晶層が配置されていればよく、他方の面にはコレステリック液晶層が配置されていないことが好ましい。
【００７１】
基材は可視光領域で透明で低複屈折性であるものを用いればよい。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（ガラス板）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。
【００７２】
［ガラス板、合わせガラス］
基材の好ましい例としてガラス板が挙げられる。ガラス板としては、ウインドシールドガラスに一般的に用いられるガラス板を利用することができる。ガラス板は可視光領域で透明であることが好ましい。
ガラス板の厚みについては特に制限はないが、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度であればよく、１ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、２．０〜２．３ｍｍがより好ましい。
コンバイナがウインドシールドガラスである場合、ガラス板は合わせガラスの一部として、ウインドシールドガラスに含まれていることも好ましい。
【００７３】
上記のように、合わせガラスは２枚のガラス板が中間層を介して接着している構造を有する。合わせガラスは、公知の合わせガラス作製方法を用いて製造することができる。一般的には、合わせガラス用の中間膜シートを２枚のガラス板に挟んだ後、加熱処理と加圧処理（ゴムローラーを用いた処理等）とを数回繰り返し、最後にオートクレーブ等を利用して加圧条件下での加熱処理を行う方法により製造することができる。
合わせガラスは、特開２０１１−５０５３３０号公報、米国特許明細書第５０１３１３４号、または特開２００８−２０１６６７号公報の段落００４７〜００５０に記載のように、楔形の断面形状の中間層を有するものであってもよい。特に、楔形の断面形状を有する中間層により、投映像表示部上端の中間層の膜厚が投映像表示部下端の中間層の膜厚より大きくなっていることが好ましい。このような構造により、より二重像を低減することができる。
【００７４】
（中間膜シート）
ハーフミラーフィルムを含まない中間膜シートを用いる場合の中間膜シートとしては、公知のいずれの中間膜シートを用いてもよい。たとえば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体および塩素含有樹脂の群から選ばれる樹脂を含む樹脂膜を用いることができる。上記樹脂は、中間膜シートの主成分であることが好ましい。なお、主成分であるとは、中間膜シートの５０質量％以上の割合を占める成分のことをいう。
【００７５】
上記の樹脂のうち、ポリビニルブチラールまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体であることが好ましく、ポリビニルブチラールがより好ましい。樹脂は、合成樹脂であることが好ましい。
ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりアセタール化して得ることができる。上記ポリビニルブチラールのアセタール化度の好ましい下限は４０％、好ましい上限は８５％であり、より好ましい下限は６０％、より好ましい上限は７５％である。
【００７６】
上記ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをブチルアルデヒドによりアセタール化することにより調製することができる。ポリビニルアルコールは、通常、ポリ酢酸ビニルを鹸化することにより得られ、鹸化度８０〜９９．８モル％のポリビニルアルコールが一般的に用いられる。
また、上記ポリビニルアルコールの重合度の好ましい下限は２００、好ましい上限は３０００である。２００未満であると、得られる合わせガラスの耐貫通性が低下することがあり、３０００を超えると、樹脂膜の成形性が悪くなり、しかも樹脂膜の剛性が大きくなり過ぎ、加工性が悪くなることがある。より好ましい下限は５００、より好ましい上限は２０００である。
【００７７】
（合わせガラス用積層中間膜シート）
ハーフミラーフィルムを含む合わせガラス用積層中間膜シートは、ハーフミラーフィルムを上記中間膜シートの表面に貼合して形成することができる。または、ハーフミラーフィルムを２枚の上記中間膜シートに挟んで形成することもできる。２枚の中間膜シートは同一であってもよく異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。
ハーフミラーフィルムと中間膜シートとの貼合には、公知の貼合方法を用いることができるが、ラミネート処理を用いることが好ましい。積層体と中間膜シートとが加工後に剥離してしまわないように、ラミネート処理を実施する場合には、ある程度の加熱および加圧条件下にて実施することが好ましい。
ラミネートを安定的に行なうには、中間膜シートの接着する側の膜面温度が５０〜１３０℃であることが好ましく、７０〜１００℃であることがより好ましい。
ラミネート時には加圧することが好ましい。加圧条件は、２．０ｋｇ／ｃｍ2未満であることが好ましく、０．５〜１．８ｋｇ／ｃｍ2の範囲であることがより好ましく、０．５〜１．５ｋｇ／ｃｍ2の範囲であることがさらに好ましい。
【００７８】
また、ラミネートと同時に、またはその直後、もしくはその直前に、ハーフミラーフィルムが含んでいてもよい支持体を剥離してもよい。即ち、ラミネート後に得られる積層中間膜シートには、支持体が無くてもよい。
合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法の一例は、
（１）第１の中間膜シートの表面にハーフミラーフィルムを貼合して第１の積層体を得る第１の工程、および、
（２）第１の積層体中のハーフミラーフィルムの第１の中間膜シートが貼合されている面とは反対の面に、第２の中間膜シートを貼合する第２の工程、を含み、
第１の工程において、赤外光反射板と第１の中間膜シートとを貼合するとともに、支持体を剥離し、第２の工程において、第２の中間膜シートを、基板を剥離した面に貼合する、合わせガラス用積層中間膜シートの製造方法である。
この方法により、支持体を含まない、合わせガラス用積層中間膜シートを製造することができ、合わせガラス用積層中間膜シートを用いることで、支持体を含まない、合わせガラスを容易に作製することができる。
【００７９】
［コレステリック液晶層に対して視認側にある層］
一般的に、コンバイナにおいて、投映光を反射する層からの反射光に基づく像と、コンバイナの光入射側から見て手前の面または裏面からの界面反射光に基づく像が重なることによって二重像（または多重像）の問題が生じている。本発明のコンバイナにおいては、コレステリック液晶層を透過する光は上記コレステリック液晶層を反射する円偏光と逆のセンスの円偏光となっており、裏面からの界面反射光は、コレステリック液晶層より裏面側にある層が低複屈折性である場合は、通常上記コレステリック液晶層で反射されるセンスの円偏光が大部分となるため顕著な二重像を生じさせにくい。また、上述のように、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するようにすることにより、コレステリック液晶層を透過して生じる特定波長の円偏光が他のコレステリック液晶層の位相差に影響を受けることを防止して、二重像を低減することができる。
【００８０】
一方で、投映光の入射側の面からの反射光は顕著な二重像を生じさせ得る。特にコレステリック液晶層の重心からコンバイナの光入射側から見て手前の面までの距離が一定値以上であると二重像が顕著になり得る。具体的には、本発明のコンバイナの構造において、コレステリック液晶層より観察側にある層の厚みの総計（コレステリック液晶層の厚みを含まない）、すなわち、最も投映光の入射側にあるコレステリック液晶層の投映光の入射側の最外面から、コレステリック液晶層に対して投映光の入射側のコンバイナの最外面までの距離が０．５ｍｍ以上となると二重像が顕著になり得、１ｍｍ以上でより顕著となり得、１.５ｍｍ以上でより顕著となり得, ２.０ｍｍ以上で特に顕著になり得る。コレステリック液晶層より視認側にある層としては、支持体、中間膜シート、第２のガラス板などの基材などが挙げられる。
【００８１】
本発明のコンバイナは上述のように、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置することにより、投映像における二重像を低減することができるが、さらに、後述のようにｐ偏光を利用した投映像表示を行うことにより、コレステリック液晶層より視認側にある層の厚みの総計が上記のようである場合でも、顕著な二重像なしに投映像を視認することができる。
【００８２】
＜ヘッドアップディスプレイシステム＞
コンバイナはプロジェクター等の投映光を出射する手段と組み合わせて用い、投映像表示部で投映像を表示することができる。これを利用して、本発明のコンバイナはヘッドアップディスプレイシステムの構成部材として用いることができる。ヘッドアップディスプレイシステムは、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターが一体となったものであってもよく、コンバイナおよび投映光を出射するプロジェクターとの組み合わせとして使用されるものであってもよい。
【００８３】
ヘッドアップディスプレイシステムは投映像表示システムの１種であるが、投映像が上述のように虚像であるという点において、投映スクリーンを用いる他の投映像表示システムよりも二重像の問題が生じ易くなる。すなわち、実像を表示する投映スクリーンでは反射光のズレは投映像においてそのまま直接観測されるが、虚像を表示するヘッドアップディスプレイシステムでは反射光のズレが、拡大して投映され得るため、二重像が顕著になりやすい。また、ヘッドアップディスプレイシステムでは、投映光をコンバイナの反射面の法線方向とすることはその使用形態上困難であり、通常斜め入射角度で入射させるため、コンバイナの表面または裏面からの反射光およびハーフミラー面からの反射光のいずれかの光路長が長くなり、二重像が視認されやすい。
【００８４】
本発明者らは、特に、投映像が虚像となるコンバイナにおいて、投映光の入射側に最も近いコレステリック液晶層が最も長い選択反射の中心波長を有するように配置すると、他の配置に比較して顕著に二重像を低減することができることを見出したものである。上記の配置を用いることにより、投映光にｐ偏光を用いない場合であっても二重像を低減することができる。
【００８５】
投映像表示の際の投映光（入射光）は、偏光でもよく、ｐ偏光およびｓ偏光を含む自然光でもよい。これらのうち、ｐ偏光であることが好ましい。特に、投映光（入射光）がｐ偏光である場合、投映光は、投映像表示部の法線に対し４５°〜７０°の斜め入射角度で入射させることが好ましい。屈折率１．５１程度のガラスと屈折率１の空気との界面のブリュースター角は約５６°であり、上記の角度の範囲でｐ偏光を入射させることにより、投映像表示のためのコレステリック液晶層からの選択反射光に対してコンバイナ表面からの界面反射光が少なく、二重像の影響が小さい画像表示が可能である。上記角度は５０°〜６５°であることも好ましい。このとき、投映像の観察は、入射面の反射光方向において、コンバイナの法線に対し、４５°〜７０°、好ましくは５０°〜６５°の角度で行うことができる構成であればよい。
【００８６】
投映光は、コンバイナの上下左右等、いずれの方向から入射してもよく、観察者の方向と対応させて、決定すればよい。例えば使用時の下方向から上記のような斜め入射角度で入射していればよい。
【００８７】
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、特開２０１３−１７８４２２号公報、国際公開ＷＯ２００５/１２４４３１を参照することができる。特に、ウインドシールドガラスをコンバイナとして用いたヘッドアップディスプレイシステムについては、特開平２−１４１７２０号公報、特開平１０−９６８７４号公報、特開２００３−９８４７０号公報、米国特許明細書第５０１３１３４号、特表２００６−５１２６２２号公報などを参照することができる。
【００８８】
［プロジェクター］
本明細書において、「プロジェクター」は「光または画像を投映する装置」であり、「描画した画像を投射する装置」を含む。ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、プロジェクターは、描画デバイスを含み、小型の中間像スクリーンに描画された画像（実像）をコンバイナにより虚像として反射表示するものが好ましい。
プロジェクターの描画デバイスとしては、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。
【００８９】
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。プロジェクターは描画デバイスで形成された投映光の光路を調整する反射鏡などを含んでいてもよい。
上述のように、コンバイナの投映像表示部にはｐ偏光を入射させて投映像を形成することが好ましい。プロジェクターの出射光が直線偏光ではない場合は、直線偏光フィルムをプロジェクターの出射光側に配して用いてもよく、プロジェクターから投映像表示部までの光路で直線偏光とされていてもよい。投映像表示部への入射面に平行な方向に振動するｐ偏光となるように入射させる。
【００９０】
本発明のコンバイナは、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ヘッドアップディスプレイシステムに有用である。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できる。
【実施例】
【００９１】
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。【００９２】
＜評価１＞
（ハーフミラーフィルム１の作製）
液晶化合物、水平配向剤、右旋回性キラル剤、重合開始剤を溶媒中で混合しコレステリック液晶性混合物（Ｒ）を調製した。キラル剤の処方量を調整して塗布液（Ｒ１）〜（Ｒ３）を調製した。それぞれの塗布液を用いて、以下の円偏光反射層作製時と同様に仮支持体上に単一層のコレステリック液晶層を作製し、反射特性を確認したところ、作製されたコレステリック液晶層はすべて右円偏光反射層であり、選択反射の中心波長はそれぞれ５４０ｎｍ、６２３ｎｍ、７６６nmであった。また、コレステリック液晶層法線に対し６０度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される反射スペクトルから観測される見かけ上の選択反射の中心波長は、それぞれ４５０ｎｍ、５２０ｎｍ、６４０ｎｍであった。
調製した塗布液を用い、下記の手順にてハーフミラーフィルムを作製した。【００９３】
（１）１層目の塗布液を、ワイヤーバーを用いて、仮支持体のラビング処理面表面に、室温にて塗布した。
（２）室温にて乾燥させて溶剤を除去した後、加熱しコレステリック液晶相とした。次いで、ＵＶ照射し、コレステリック液晶相を固定して、コレステリック液晶層を作製し、室温まで冷却した。
（３）得られたコレステリック液晶層表面に２層目の塗布液を塗布して上記工程（１）および（２）を繰り返した。さらに、得られた２層目のコレステリック液晶表面に３層目の塗布液を塗布して上記工程（１）および（２）を繰り返して、仮支持体上にコレステリック液晶層３層を有するハーフミラーフィルムを形成した。【００９４】
５４０ｎｍ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，膜厚3.55μm）、６２３ｎｍ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，膜厚4.15μm）、７６６ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層（Ｒ膜厚5.15μm）は表１に示す積層順で直接積層し、ハーフミラーフィルム１を得た。各コレステリック液晶層の屈折率の異方性はΔｎ＝0.07であった。
Δｎは、各選択反射ピーク（選択反射の中心波長：λ）における反射率を測定して半値幅Ｗを求め、Ｗ＝Δｎ×Ｐ（ピッチ）の関係から、以下の式より算出した。ｎは、コレステリックの平均屈折率である。
Δｎ＝Ｗ／Ｐ＝Ｗ／（λ／ｎ）【００９５】
（評価）
上記で得られた仮支持体付きのハーフミラーフィルム１を接着層（ＯＣＡ：）、を用いて50×50mmのガラス板に接着し、仮支持体を剥離して、ハーフミラーフィルム１、接着層ガラス板をこの順で含むサンプル１を準備した。サンプル１のガラス板の外側に光吸収材（黒色ＰＥＴ）を貼付したサンプル２を同様に準備した。ハーフミラーフィルム側から白色光源と直線偏光板とを用いて、ｐ偏光を、図１に示すようにハーフミラーフィルムの法線に対し６０度の入射角度で照射し、出射角度60度で観測される波長４５０ｎｍ、５２０ｎｍ、６４０ｎｍの反射光の強度を分光光度計（積分球使用）で測定した。それらの反射光の強度の平均値を求め、サンプル１とサンプル２との反射光強度平均値の差異をガラス板界面（最外面）からの反射光強度として、「サンプル１の反射光強度（平均値）/ガラス板界面（最外面）からの反射光強度」を、「二重像の程度」として比較した。値が大きいほど二重像が顕著である。また、図２に示すようにＡｍａｚｏｎ（登録商標）社ＫｉｄｌｅＦｉｒｅＨＤ８．９で画像表示させ、ディスプレイからの照射光が合わせガラスに対し角度が60度になる様にまた、合わせガラスに対しｐ偏光となるようにセットした。投映像を目視で確認し、二重像を以下の基準で評価した。
Ａ：二重像が見えない
Ｂ：二重像が薄く見える
Ｃ：二重像が見える
Ｄ：二重像がはっきり見える【００９６】
【表１】
0006513784.tif 000002
投射光入射側がＲである場合が、より二重像が生じにくかった。【００９７】
＜評価２＞
ハーフミラーフィルムとして、５４０ｎｍ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，膜厚3.55μm）、６２３ｎｍ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，膜厚4.15μm）、７６６ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層（Ｒ膜厚3.00μm）を表２に示す積層順で直接積層したハーフミラーフィルム２をハーフミラーフィルム１と同様の手順で準備した。コレステリック液晶層Ｒのみ、評価１とは異なる塗布液を用いて形成した。コレステリック液晶層Ｂ，コレステリック液晶層Ｇの屈折率の異方性はΔｎ＝0.07であり、コレステリック液晶層Ｒの屈折率の異方性はΔｎ＝0.15であった。このハーフミラーフィルム２をハーフミラー１の代わりに用いて評価１と同様に二重像の程度を比較した。【００９８】
【表２】
0006513784.tif 000003
【００９９】
投射光入射側が最も長い選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層Ｒである場合が、より二重像の程度が低かった。また、光入射側から遠い二層の位相差が小さいほど二重像が軽減した。【０１００】
＜評価３＞
ハーフミラーフィルムとして、５４０ｎｍ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）、６２３ｎｍ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）、７６６ｎｍに選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層（Ｒ）を表３に示す積層順と、それぞれの層の膜厚で直接積層したハーフミラーフィルム３をハーフミラーフィルム１と同様の手順で準備した。各コレステリック液晶層屈折率の異方性はΔｎ＝0.07であった。このハーフミラーフィルム３をハーフミラーフィルム１の代わりに用いて評価１と同様に二重像の程度を比較した。【０１０１】
【表３】
0006513784.tif 000004
【０１０２】
積層順が同じものを比較すると、光入射側から遠い２層の膜厚が薄い方が、二重像の程度が低いことが分かる。ＲＧＢの積層順よりＢＧＲの積層順の二重像の程度がより高いことから、短波長の楕円偏光の方がより通過する層の位相差の影響を受けやすい傾向があることがわかる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  サンプル
２  光源
３  分光光度計（積分球）
４  ＫｉｄｌｅＦｉｒｅＨＤ（傾けて固定）
５  観察者
６  黒マット
【図１】
0006513784.tif 000005
【図２】
0006513784.tif 000006