CN105593713A - 投影图像显示用半反射镜及其制造方法以及投影图像显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种投影图像显示用半反射镜、投影图像显示系统及上述投影图像显示用半反射镜的制造方法，所述投影图像显示用半反射镜具有可见光透射性，并包含固定有胆甾醇型液晶相的层,即例如选择反射的中心波长互不相同的3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层，在最靠近投影图像显示侧的固定有胆甾醇型液晶相的层的投影图像显示侧的面，形成胆甾醇型液晶相的胆甾醇型液晶分子的指向矢均匀，所述投影图像显示系统包含上述投影图像显示用半反射镜及投影仪，上述投影仪的光源的发光波长位于上述固定有胆甾醇型液晶相的层的选择反射带。本发明的投影图像显示用半反射镜作为平视显示器等的组合器而有用。

Description

投影图像显示用半反射镜及其制造方法以及投影图像显示系统
技术领域
本发明涉及一种投影图像显示用半反射镜。更详细而言，本发明涉及一种能够用作平视显示器或头戴式显示器的组合器的投影图像显示用半反射镜及包含上述投影图像显示用半反射镜的投影图像显示系统。本发明还涉及一种上述投影图像显示用半反射镜的制造方法。
背景技术
能够显示通过投影仪投影的影像，并且同时展示前方的风景的投影图像显示用半反射镜能够用作平视显示器、头戴式显示器等的组合器等。作为平视显示器用的半反射镜，一直以来使用涂覆金属化合物的玻璃或全息图等(例如专利文献1及2)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平9-258020公报
专利文献2：日本专利公开平11-52283公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
投影图像显示用半反射镜中，始终要求更高的透光率及更高的投射光反射率。在车载平视显示器等中，从安全性观点考虑，还进一步要求能够与周边图像一同提供辨识性良好的投影图像的半反射镜。并且，为了普及平视显示器或头戴式显示器等，还要求能够以低成本制造的半反射镜。而且，以往的组合器中，本质上存在设置有涂覆金属化合物的玻璃板中的反射引起的重影或全息图本身的光学特性引起的影像模糊等问题，因此一直要求改善这些问题。
本发明的课题在于提供一种实现上述要求的新型投影图像显示用半反射镜。
用于解决技术课题的手段
本发明人为了解决上述课题，进行深入研究，发现利用以往已知具有圆偏振光选择反射性的胆甾醇型液晶，能够廉价地制作半反射镜，并且可获得高透光率及高投射光反射率。并且，本发明人等进一步反复进行研究的结果，发现在利用胆甾醇型液晶的半反射镜中，在投射光包含偏振光时或以偏振光太阳镜观察时产生明暗或颜色不均(反射率的偏振光依赖性)的新课题。本发明人等为了解决该新的课题，反复进行研究，从而完成了本发明。
即，本发明提供下述的[1]～[18]。
[1]一种投影图像显示用半反射镜，其具有可见光透射性，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层，
在最靠近投影图像显示侧的所述固定有胆甾醇型液晶相的层的投影图像显示侧的面，形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。
[2]根据[1]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，包含3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层，上述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层示出互不相同的选择反射的中心波长。
[3]根据[2]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，上述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层各自的两表面的形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。
[4]根据[2]或[3]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，上述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层通过反复进行在先制作的固定有胆甾醇型液晶相的层表面直接形成其他的固定有胆甾醇型液晶相的层的工序来获得，上述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层的任意层间均不包含其他层。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，所述投影图像显示用半反射镜包含针对红色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层、针对绿色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层及针对蓝色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含防反射层，
上述防反射层位于投影图像显示侧的最表面。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其包含基材。
[8]根据[1]至[7]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、上述固定有胆甾醇型液晶相的层及基材。
[9]根据[8]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、上述固定有胆甾醇型液晶相的层、上述基材及防反射层2。
[10]根据[7]或[8]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，上述基材为低双折射性基材，相对于上述基材，在上述固定有胆甾醇型液晶相的层的相反侧不包含防反射层。
[11]根据[10]所述的投影图像显示用半反射镜，其中，上述基材为玻璃或丙烯酸类树脂。
[12]根据[1]至[7]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、基材、上述固定有胆甾醇型液晶相的层。
[13]根据[1]至[12]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其用作平视显示器的组合器。
[14]一种投影图像显示系统，其包含投影仪及[1]至[13]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
上述投影仪的光源的发光波长位于上述固定有胆甾醇型液晶相的层的选择反射带。
[15]一种投影图像显示系统，其包含投影仪及[8]至[12]中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
上述投影仪的光源的发光波长位于上述固定有胆甾醇型液晶相的层的选择反射带，
依次配置有上述投影仪、防反射层1及上述固定有胆甾醇型液晶相的层。
[16]根据[14]或[15]所述的投影图像显示系统，其用作平视显示器。
[17]一种投影图像显示用半反射镜的制造方法，所述投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层并具有可见光透射性，所述制造方法包含：
(1)在临时支撑体的被摩擦后的表面或在设置于临时支撑体上的取向层的表面涂布包含聚合性液晶化合物的液晶组合物；
(2)使上述聚合性液晶化合物取向来形成胆甾醇型液晶相，并且固定上述取向，从而由上述液晶组合物形成固定有胆甾醇型液晶相的层；
(3)剥离上述临时支撑体；及
(4)以在上述剥离之后获得的剥离面成为投影图像显示侧的方式，使上述固定有胆甾醇型液晶相的层粘接于基材。
[18]一种投影图像显示用半反射镜的制造方法，所述投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层及投影图像显示侧的最表面的防反射层，并具有可见光透射性，所述制造方法包含：
(1)在临时支撑体的被摩擦后的表面或在设置于临时支撑体上的取向层的表面涂布包含聚合性液晶化合物的液晶组合物；
(2)使上述聚合性液晶化合物取向来形成胆甾醇型液晶相，并且固定上述取向，从而由上述液晶组合物形成固定有胆甾醇型液晶相的层；
(3)剥离上述临时支撑体；及
(4)使在上述剥离之后获得的剥离面粘接于防反射层。
发明效果
根据本发明，可提供一种新型投影图像显示用半反射镜。本发明的投影图像显示用半反射镜作为平视显示器等的组合器而有用。本发明的投影图像显示用半反射镜与具有涂覆金属化合物的半反射镜或基于全息图的半反射镜相比，较廉价，可获得高透光率及高投射光反射率。并且，即使在投射光包含偏振光时或以偏振光太阳镜观察时，也不易产生明暗或颜色不均的问题。而且，若与低双折射性的基材组合使用，则有不会产生重影等问题的优点。
附图说明
图1是表示在实施例中评价反射不均面内均匀性时的、光源、试料及相机(观察位置)的配置的图。
图2是表示实施例1(照片1)及比较例1(照片2)的反射光的面内均匀性的照片。
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。
另外，本说明书中“～”以将记载于其前后的数值作为下限值及上限值来包含的意义而使用。
本说明书中，角度(例如“90°”等角度)及其关系(例如，“垂直”、“水平”等)包含在本发明所属的技术领域中可容许的误差的范围。例如，是指精确的角度小于±10°的范围内等，与精确的角度之间的误差优选为5°以下，更优选为3°以下。
本说明书中，对于圆偏振光表达为“选择性”时，表示右圆偏振光成分或左圆偏振光成分的任一光量比另一圆偏振光成分多。具体而言，表达为“选择性”时，光的圆偏振光度优选为0.3以上，更优选为0.6以上，进一步优选为0.8以上。实质上进一步优选为1.0。在此，圆偏振光度是将光的右圆偏振光成分的强度设为IR、将左圆偏振光成分的强度设为IL时，以|IR-IL|/(IR+IL)表示的值。为了表示光的圆偏振光成分的比，本说明书中，有时使用圆偏振光度。
本说明书中，对于圆偏振光表达为“旋向”时，表示是右圆偏振光还是左圆偏振光。关于圆偏振光的旋向，定义为如下，即，以光朝向近前靠近的方式观察时，电场矢量的前端随着时间的增加而顺时针旋转时为右圆偏振光，逆时针旋转时为左圆偏振光。
本说明书中，有时对胆甾醇型液晶的螺旋的扭转方向也使用“旋向”这一术语。基于胆甾醇型液晶的选择反射中，胆甾醇型液晶的螺旋的扭转方向(旋向)为右的情况下，反射右圆偏振光，并透射左圆偏振光，旋向为左的情况下，反射左圆偏振光，并透射右圆偏振光。
本说明书中，表达为“光”时，若无特别指明，则表示可见光(自然光)。可见光线是电磁波中人眼可观察到的波长的光，通常表示380nm～780nm的波长区域的光。
本说明书中，关于透光率的计算所需的光强度的测定，例如利用通常的可见分光计，将参考试料设为空气而进行测定即可。
本说明书中，简单表达为“反射光”或“透射光”时，以包含散射光及衍射光的含义而使用。
另外，光的各波长的偏振光状态能够利用安装有圆偏振片的分光辐射亮度计或分光计测定。此时，通过在右圆偏振片后所测定的光的强度相当于IR，在通过左圆偏振片后所测定的光的强度相当于IL。另外，白炽灯、汞灯、荧光灯、LED等普通光源大致发出自然光，制作安装于这些光源的滤光器等测定对象物等的偏振光的特性，例如能够利用AXOMETRICS公司制造的偏振光相位差分析装置AxoScan等来测定。
并且，还可将测定对象物安装于光度计或分光计上来进行测定。安装右圆偏振光透射板来测定右圆偏振光量，安装左圆偏振光透射板来测定左圆偏振光量，由此能够测定比率。
(投影图像显示用半反射镜的光学性质)
本说明书中，投影图像显示用半反射镜表示如下光学部件，其能够可辨识地显示从投影仪等投影的图像，并且从与显示有上述图像的相同面侧观察投影图像显示用半反射镜时，能够同时观察位于相反面侧的信息或风景。即，投影图像显示用半反射镜具有作为重叠显示外部光与影像光的光路组合器的功能。
投影图像显示用半反射镜至少对所投影的光具有作为半反射镜的功能即可，例如并非一定要对整个可见光区域的光发挥半反射镜的作用。并且，投影图像显示用半反射镜可对所有入射角的光具有上述光路组合器功能，但至少对一部分入射角的光具有上述功能即可，例如，将投影图像显示用半反射镜的法线方向设为0度时，可仅在5度以内、10度以内、15度以内、20度以内、30度以内、40度以内等一定的入射角的范围内具有上述功能。
另一方面，为了能够观察位于相反面侧的信息或风景，投影图像显示用半反射镜具有可见光透射性。具有可见光透射性是指，在可见光的波长区域的80％以上、优选在可见光的波长区域的90％以上、更优选在可见光的波长区域的100％，具有40％以上的透光率，优选具有50％以上的透光率，更优选具有60％以上的透光率，进一步优选具有70％以上的透光率。
本发明的投影图像显示用半反射镜相对于可见光区域以外的紫外光或红外光的光学特性并无特别限定，可透射可反射也可吸收。为了防止投影图像显示用半反射镜的劣化，并为了隔热或保护投影图像显示用半反射镜的使用者的眼睛等目的，还优选具有紫外光反射层或红外光反射层。
(投影图像显示用半反射镜的结构)
本发明的投影图像显示用半反射镜至少包含1层固定有胆甾醇型液晶相的层，在最靠近投影图像显示侧的固定有胆甾醇型液晶相的层的投影图像显示侧的面中，形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。本说明书中，有时将固定有胆甾醇型液晶相的层称作胆甾醇型液晶层或液晶层。
本发明的投影图像显示用半反射镜除了胆甾醇型液晶层以外，还可包含后述的防反射层、取向层、支撑体、粘结层、基材等层。另一方面，优选不包含反射或吸收光的遮光层。这是为了获得用于辨识周边风景或辨识半反射镜的相反侧的信息的高透明性(60％以上的光透射率，优选为70％以上的光透射性)。
投影图像显示用半反射镜是较薄的薄膜状、片状或板状等即可。投影图像显示用半反射镜可以是不具有曲面的平面状，但也可以具有曲面，还可以整体上具有凹型或凸型的形状，从而放大或缩小显示投影图像。并且，可粘结于其他部件而呈上述形状，粘结前可作为较薄膜的薄膜而呈卷状等。
(固定有胆甾醇型液晶相的层：胆甾醇型液晶层)
胆甾醇型液晶层作为在选择反射带(选择反射波长区域)中，选择性地反射右圆偏振光或左圆偏振光中的任一旋向的圆偏振光，并使另一旋向的圆偏振光透射的圆偏振光选择反射层发挥作用。即，若透射的圆偏振光的旋向为右，则所反射的圆偏振光的旋向为左，若透射的圆偏振光的旋向为左，则所反射的圆偏振光的旋向为右。通过胆甾醇型液晶层的上述功能，在投射光中示出选择反射的波长中，使任一旋向的圆偏振光反射，从而能够形成投影图像。
作为示出圆偏振光选择反射性的薄膜，以往已知多种由包含聚合性液晶化合物的组合物形成的薄膜，对于固定有胆甾醇型液晶相的层(胆甾醇型液晶层)，能够参考这种现有技术。
胆甾醇型液晶层是保持有已成为胆甾醇型液晶相的液晶化合物的取向的层即可，代表性的为如下层即可，即，在将聚合性液晶化合物设为胆甾醇型液晶相的取向状态之后，通过紫外线照射、加热等进行聚合、固化，从而形成无流动性的层，同时进一步通过外磁场或外力而改变为不会使取向形态发生变化的状态。另外，胆甾醇型液晶层中，只要在层中保持有胆甾醇型液晶相的光学性质则足够，层中的液晶性化合物可以不再示出液晶性。例如，聚合性液晶化合物可通过固化反应而高分子量化，由此已经失去液晶性。
胆甾醇型液晶层示出来源于胆甾醇型液晶的螺旋结构的圆偏振光反射。本说明书中，将该圆偏振光反射称作选择反射。
选择反射的中心波长λ依赖于胆甾醇型相中的螺旋结构的间距长度P(＝螺旋的周期)，随着胆甾醇型液晶层的平均折射率n与λ＝n×P的关系发生变化。另外，本说明书中，胆甾醇型液晶层所具有的选择反射的中心波长λ表示从胆甾醇型液晶层的法线方向测定的圆偏振光反射光谱中位于反射峰的重心位置的波长。从上述式可知，通过调节螺旋结构的间距长度，能够调整选择反射的中心波长。即，调节n值及P值，例如为了针对蓝色光选择性地反射右圆偏振光或左圆偏振光中的任一个，而调节中心波长λ，由此能够使表观上的选择反射的中心波长成为450nm～495nm的波长区域。另外，表观上的选择反射的中心波长表示从实际使用时(用作投影图像显示用半反射镜时)的观察方向测定的胆甾醇型液晶层的圆偏振光反射光谱中位于反射峰的重心位置的波长。例如，光相对于胆甾醇型液晶层倾斜入射时，选择反射的中心波长向比使光从胆甾醇型液晶层的法线方向入射来测定时的中心波长更靠短波长侧移动。
胆甾醇型液晶相的间距长度依赖于与聚合性液晶化合物一同使用的手性剂的种类或其添加浓度，因此能够通过调整这些来获得所希望的间距长度。另外，有关螺旋的旋向和间距的测定法，能够使用“液晶化学实验入门”日本液晶学会编Sigma出版2007年出版、46页及“液晶便览”液晶便览编集委员会丸善196页中记载的方法。
作为各胆甾醇型液晶层，使用螺旋的旋向为右或左中的任一个的胆甾醇型液晶层。胆甾醇型液晶层的反射圆偏振光的旋向与螺旋的旋向一致。
示出圆偏振光选择反射的选择反射带的半值宽度Δλ(nm)中，Δλ依赖于液晶化合物的双折射Δn与上述间距长度P，并随着Δλ＝Δn×P的关系发生变化。因此，选择反射带的宽度的控制能够通过调整Δn来进行。Δn的调整能够通过调整聚合性液晶化合物的种类或其混合比率或者通过控制取向固定时的温度来进行。
为了形成选择反射的中心波长相同的1种胆甾醇型液晶层，可层叠多个周期P相同且螺旋的旋向相同的胆甾醇型液晶层。通过层叠周期P相同且螺旋的旋向相同的胆甾醇型液晶层，能够在一定的波长内提高圆偏振光选择性。
选择反射带的宽度例如在可见光区域中，在通常的1种材料中，为15nm～100nm左右。为了加宽选择反射带的宽度，层叠2种以上周期P发生变化的反射光的中心波长不同的胆甾醇型液晶层即可。此时，优选层叠螺旋的旋向相同的胆甾醇型液晶层。并且，还能够通过在1个胆甾醇型液晶层内，使周期P相对于膜厚方向缓慢发生变化，从而加宽选择反射带的宽度。选择反射带的宽度并无特别限定，可以是1nm、10nm、50nm、100nm、150nm或200nm等波长宽度。宽度优选为100nm宽度左右以下。
本发明的投影图像显示用半反射镜还优选针对红色光、绿色光及蓝色光分别具有表观上的选择反射的中心波长。这是因为能够实现投影图像的全彩显示。具体而言，还优选本发明的投影图像显示用半反射镜在750～620nm、630～500nm、530～420nm的各个范围具有3个互不相同(例如相差50nm以上)的选择反射的中心波长。若考虑光相对于胆甾醇型液晶层倾斜入射的使用方式，则还优选本发明的投影图像显示用半反射镜中，作为从法线方向测定时的中心波长，具有490nm～570nm的范围的选择反射的中心波长、580nm～680nm范围的选择反射的中心波长及700nm～830nm范围的选择反射的中心波长。这种性质能够通过包含3种以上的胆甾醇型液晶层的结构来实现。具体而言，设为包含3种以上的因周期P不同而选择反射的中心波长不同的胆甾醇型液晶层的结构即可。优选本发明的投影图像显示用半反射镜包含：针对红色光选择性地反射右圆偏振光或左圆偏振光中的任一个的胆甾醇型液晶层(在750～620nm具有表观上的选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层)；针对绿色光选择性地反射右圆偏振光或左圆偏振光中的任一个的胆甾醇型液晶层(在630～500nm具有表观上的选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层)；及针对蓝色光选择性地反射右圆偏振光或左圆偏振光中的任一个的胆甾醇型液晶层(在530～420nm具有表观上的选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层)。
根据用于投影的光源的发光波长区域及投影图像显示用半反射镜的使用方式调整所使用的胆甾醇型液晶层的选择反射的中心波长，由此能够显示光利用效率良好且鲜明的投影图像。尤其，分别根据用于投影的光源的发光波长区域等而分别调整多个胆甾醇型液晶层的选择反射的中心波长，由此能够显示光利用效率良好且鲜明的彩色投影图像。作为投影图像显示用半反射镜的使用方式，可特别举出朝向投影图像显示用半反射镜表面的投射光的入射角、投影图像显示用半反射镜表面的投影图像观察方向等。
选择反射的中心波长不同的胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向可全部相同也可包含不同的旋向，优选胆甾醇型液晶层的螺旋的旋向全部相同。
层叠多个胆甾醇型液晶层时，可使用粘结剂等层叠独立制作的胆甾醇型液晶层，也可在通过后述方法形成的之前的胆甾醇型液晶层的表面直接涂布包含聚合性液晶化合物等的液晶组合物，并反复进行取向及固定的工序，但优选为后者。这是因为，通过在之前形成的胆甾醇型液晶层的表面直接形成下一层胆甾醇型液晶层，之前形成的胆甾醇型液晶层的空气界面侧的液晶分子的取向方位与形成于其上的胆甾醇型液晶层的下侧的液晶分子的取向方位一致，且胆甾醇型液晶层的层叠体的偏振光特性变得良好。并且，若使用通常以0.5～10μm的膜厚设置的粘结层，则有可能观测到粘结层的厚度不均引起的干涉不均，因此优选不利用粘结层而层叠。
(固定有胆甾醇型液晶相的层的制作方法)
以下，对胆甾醇型液晶层的制作材料及制作方法进行说明。
作为用于形成上述胆甾醇型液晶层的材料，可举出包含聚合性液晶化合物及手性剂(光学活性化合物)的液晶组合物等。根据需要，将进一步与表面活性剂和聚合引发剂等混合并溶解于溶剂等的上述液晶组合物涂布于支撑体、取向膜、成为下层的胆甾醇型液晶层等，胆甾醇型取向熟化之后通过固定化能够形成胆甾醇型液晶层。
聚合性液晶化合物
聚合性液晶化合物可以是棒状液晶化合物，也可以是圆盘状液晶化合物，但优选为棒状液晶化合物。
作为形成胆甾醇型液晶层的棒状聚合性液晶化合物的例子，可举出棒状向列相液晶化合物。作为棒状向列相液晶化合物，优选使用甲亚氨类、氧化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷甲酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代苯基嘧啶类、烷氧基取代苯基嘧啶类、苯基二恶烷类、二苯乙炔类及环己烯基苯甲腈类。不仅能够使用低分子液晶化合物，还能够使用高分子液晶化合物。
聚合性液晶化合物通过将聚合性基导入到液晶化合物来获得。聚合性基的例子中包含不饱和聚合性基、环氧基及吖丙啶基，优选为不饱和聚合性基，尤其优选为乙烯性不饱和聚合性基。聚合性基能够通过各种方法导入到液晶化合物的分子中。聚合性液晶化合物所具有的聚合性基的个数优选为1～6个，更优选为1～3个。聚合性液晶化合物的例子包含Makromol.Chem.，190卷、2255页(1989年)、AdvancedMaterials5卷、107页(1993年)、美国专利第4683327号说明书、美国专利第5622648号说明书、美国专利第5770107号说明书、国际公开WO95/22586号公报、国际公开WO95/24455号公报、国际公开WO97/00600号公报、国际公开WO98/23580号公报、国际公开WO98/52905号公报、日本专利公开平1-272551号公报、日本专利公开平6-16616号公报、日本专利公开平7-110469号公报、日本专利公开平11-80081号公报及日本专利公开2001-328973号公报等中记载的化合物。可同时使用2种以上的聚合性液晶化合物。若同时使用2种以上的聚合性液晶化合物，则能够降低取向温度。
并且，液晶组合物中的聚合性液晶化合物的添加量相对于液晶组合物的固体成分质量(除了溶剂的质量)，优选为80～99.9质量％，更优选为85～99.5质量％，尤其优选为90～99质量％。
手性试剂(光学活性化合物)
手性试剂具有诱发胆甾醇型液晶相的螺旋结构的功能。关于手性化合物，根据化合物，所诱发的螺旋旋向或螺旋间距不同，因此根据目的选择即可。
作为手性试剂，并无特别限定，能够使用公知的化合物(例如，液晶器件手册、第3章4-3项、TN、STN用手性试剂、199页、日本学术振兴会第142委员会编、1989中记载)、异山梨醇、异甘露糖醇衍生物。
手性试剂通常包含不对称碳原子，但也能够将不包含不对称碳原子的轴向不对称化合物或者表面不对称化合物用作手性试剂。轴向不对称化合物或表面不对称化合物的例子中包含联萘、螺烯、对二甲苯二聚体及它们的衍生物。手性试剂可具有聚合性基。手性试剂与液晶化合物均具有聚合性基时，通过聚合性手性试剂与聚合性液晶化合物的聚合反应，能够形成具有由聚合性液晶化合物衍生的重复单元及由手性试剂衍生的重复单元的聚合物。该方式中，优选聚合性手性试剂所具有的聚合性基为与聚合性液晶化合物所具有的聚合性基相同种类的基。因此，手性试剂的聚合性基也优选为不饱和聚合性基、环氧基或吖丙啶基，进一步优选为不饱和聚合性基，尤其优选为乙烯性不饱和聚合性基。
并且，手性试剂可以是液晶化合物。
手性试剂具有光致异构化基时，在进行涂布、取向之后通过光化射线等的光掩模照射，可形成与发光波长相对应的所希望的反射波长的图案，因此优选。作为光异构化基，优选为示出光致变色(photochromic)性的化合物的异构化部位、偶氮、氧化偶氮、肉桂酰基。作为具体的化合物，能够使用日本专利公开2002-80478号公报、日本专利公开2002-80851号公报、日本专利公开2002-179668号公报、日本专利公开2002-179669号公报、日本专利公开2002-179670号公报、日本专利公开2002-179681号公报、日本专利公开2002-179682号公报、日本专利公开2002-338575号公报、日本专利公开2002-338668号公报、日本专利公开2003-313189号公报、日本专利公开2003-313292号公报中记载的化合物。
液晶组合物中的手性试剂的含量优选为聚合性液晶性化合物量的0.01摩尔％～200摩尔％，更优选为1摩尔％～30摩尔％。
聚合引发剂
液晶组合物优选含有聚合引发剂。通过紫外线照射进行聚合反应的方式中，所使用的聚合引发剂优选为能够通过紫外线照射引发聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的例子，可举出α-羰基化合物(美国专利第2367661号、美国专利第2367670号的各说明书记载)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书记载)、α-烃取代芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书记载)、多核醌化合物(美国专利第3046127号、美国专利第2951758号的各说明书记载)、三芳基咪唑二聚体与对氨基苯基酮的组合(美国专利第3549367号说明书记载)、吖啶及吩嗪化合物(日本专利公开昭60-105667号公报、美国专利第4239850号说明书记载)及噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书记载)等。
液晶组合物中的光聚合引发剂的含量相对于聚合性液晶化合物的含量，优选为0.1～20质量％，进一步优选为0.5质量％～5质量％。
交联剂
为了提高固化后的膜强度、耐久性，液晶组合物可任意含有交联剂。作为交联剂，能够适当使用通过紫外线、热、湿气等固化的交联剂。
作为交联剂，并无特别限定，能够根据目的适当选择，例如可举出：三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯化合物；缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚等环氧化合物；2，2-双羟甲基丁醇-三[3-(1-吖丙啶基)丙酸酯]、4，4-双(乙烯亚氨基羰基氨)二苯基甲烷等吖丙啶化合物；六亚甲基二异氰酸酯、缩二脲型异氰酸酯等异氰酸酯化合物；在侧链具有噁唑啉基的聚噁唑啉化合物；乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)3-氨基丙基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷化合物等。并且，能够根据交联剂的反应性而使用公知的催化剂，并且除了提高膜强度及耐久性之外还能够提高生产率。这些可单独使用1种，也可同时使用2种以上。
交联剂的含量优选为3质量％～20质量％，更优选为5质量％～15质量％。若交联剂的含量小于3质量％，则有时无法获得提高交联密度的效果，若超过20质量％，则有时会导致胆甾醇型液晶层的稳定性的下降。
取向控制剂
液晶组合物中可添加有助于稳定地或迅速地设为平面取向的胆甾醇型液晶层的取向控制剂。作为取向控制剂的例子，可举出日本专利公开2007-272185号公报的〔0018〕～〔0043〕段落等中记载的氟(甲基)丙烯酸酯类聚合物、日本专利公开2012-203237号公报的〔0031〕～〔0034〕段落等中记载的以公式(I)～(IV)表示的化合物等。
另外，作为取向控制剂，可单独使用1种，也可同时使用2种以上。
液晶组合物中的取向控制剂的添加量相对于聚合性液晶化合物的总质量，优选为0.01质量％～10质量％，更优选为0.01质量％～5质量％，尤其优选为0.02质量％～1质量％。
其他添加剂
此外，液晶组合物可含有选自用于调整涂膜的表面张力并使膜厚均匀的表面活性剂及聚合性单体等各种添加剂的至少1种。并且，液晶组合物中，根据需要，在不会降低光学性能的范围内能够进一步添加聚合禁止剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、色料、金属氧化物微粒等。
胆甾醇型液晶层中，将使聚合性液晶化合物及聚合引发剂、进一步根据需要而添加的手性试剂、表面活性剂等溶解于溶剂而成的液晶组合物涂布于支撑体、取向层或之前制作的胆甾醇型液晶层等上，使其干燥来获得涂膜，向该涂膜照射光化射线来对胆甾醇型液晶性组合物进行聚合，由此能够形成胆甾醇规则性被固定化的胆甾醇型液晶层。另外，由多个胆甾醇型液晶层构成的层叠膜能够通过反复进行胆甾醇型液晶层的制造工序来形成。
作为液晶组合物的制备中所使用的溶剂，并无特别限定，可根据目的而适当选择，优选使用有机溶剂。
作为有机溶剂，并无特别限制，能够根据目的而适当选择，例如可举出酮类、卤代烷类、酰胺类、亚砜类、杂环化合物、烃类、酯类、醚类等。这些有机溶剂可单独使用1种，也可同时使用2种以上。这些有机溶剂中，在考虑到对环境的负荷的情况下，尤其优选酮类。
液晶组合物的涂布方法并无特别限制，能够根据目的而适当选择，例如可举出线棒涂布法、帘式涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、旋转涂布法、浸涂法、喷涂法、滑动涂布法等。另外，还可通过转印另外涂设于支撑体上的液晶组合物来实施。通过加热所涂布的液晶组合物，使液晶分子进行取向。加热温度优选为200℃以下，更优选为130℃以下。通过该取向处理，可获得聚合性液晶化合物以在相对于薄膜面实质上垂直的方向上具有螺旋轴的方式进行扭转取向的光学薄膜。
使经取向的液晶化合物进一步进行聚合即可。聚合可以是热聚合、利用光照射的光聚合的任一个，但优选为光聚合。光照射优选使用紫外线。照射能量优选为20mJ/cm2～50J/cm2，更优选为100mJ/cm2～1500mJ/cm2。为了促进光聚合反应，也可在加热条件下或氮气氛下实施光照射。照射紫外线波长优选为350nm～430nm。从稳定性观点考虑，优选聚合反应率较高，优选为70％以上，更优选为80％以上。聚合反应率能够使用IR吸收光谱来决定聚合性官能基的消耗比例。
(关于胆甾醇型液晶层表面中的液晶分子的指向矢)
本发明的投影图像显示用半反射镜中，在最靠近投影图像显示侧的固定有胆甾醇型液晶相的层的投影图像显示侧的面中，形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。液晶分子的指向矢均匀表示，形成胆甾醇型液晶层的分子的取向方向以40°以内对齐，优选以15°以内对齐。层表面中的液晶分子的取向方向能够通过测定表示反射率相对于选择反射带以外的波长的线性偏振光的极大值的偏振光方位的方法、或者在液晶层表面涂布混合二色性染料的液晶组合物并测定其偏振光吸収最大值的方位等来确认。
本发明人等偶然发现利用在取向层的摩擦表面或支撑体的摩擦表面涂布液晶组合物而形成的胆甾醇型液晶层，在取向层或支撑体侧的表面显示投影图像时，与在其相反侧显示时相比，反射率的偏振光依赖性得到显著改善，且其改善在投射光为偏振光时显著。认为反射率的偏振光依赖性之所以得到改善是因为，通过液晶组合物中的液晶分子的指向矢在摩擦表面中均匀，由此胆甾醇型液晶层的最表面的液晶分子的指向矢方向的偏差成为不均而被可视化的现象得到了改善。推断这是因为，不依赖于偏振光状态的投影图像显示用半反射镜最表面上的反射光与来自胆甾醇型液晶层的圆偏振光选择反射光的干渉是不均的原因之一，该干渉的程度根据液晶分子的指向矢方向的偏差而产生变化，由此变成不均而被观测。通过将液晶分子的指向矢均匀的表面设为投影图像显示侧的一面，能够解决上述问题。
优选在胆甾醇型液晶层的两表面中液晶分子指向矢均匀。而且，在包含多个胆甾醇型液晶层的半反射镜中，优选在各胆甾醇型液晶层的两表面中，液晶分子指向矢均匀。
这种结构能够通过使液晶层的膜厚严密地均匀的方法实现，具体而言，能够通过如下制造方法来实现，即，通过干燥条件的最佳化或使用表面活性剂来使厚度不均在40nm以下的范围内，或涂布液晶组合物，将在溶剂干燥之后实施摩擦等取向处理的基底以避免气泡进入的方式层压于液晶组合物涂布膜，在取向熟化之后进行聚合固定等。
(支撑体)
支撑体并无特别限定。用于形成胆甾醇型液晶层的支撑体可以是在形成胆甾醇型液晶层之后剥离的临时支撑体。当支撑体为临时支撑体时，无法成为构成本发明的投影图像显示用半反射镜的层，因此并没有透明性或折射性等与光学特性相关的限制。作为支撑体(临时支撑体)，除了塑料薄膜之外，还可使用玻璃等。作为塑料薄膜的例子，可举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物、硅酮等。
作为支撑体的膜厚，为5μm～1000μm左右即可，优选为10μm～250μm，更优选为15μm～90μm。。
(取向膜)
取向膜能够通过如下方法设置，即，有机化合物、聚合物(聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、改性聚酰胺等树脂)的摩擦处理、无机化合物的倾斜蒸镀、具有微槽的层的形成、或基于朗缪尔-布洛杰特(Langmuir-Blodgett)法(LB膜)的有机化合物(例如，ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵、硬脂酸甲酯)的累积。而且，还已知有通过赋予电场、赋予磁场或光照射而产生取向功能的取向膜。
尤其由聚合物构成的取向膜中，优选在进行摩擦处理之后，在摩擦处理面涂布用于形成液晶层的组合物。摩擦处理能够通过利用纸、布沿一定方向将聚合物层的表面擦拭多次来实施。
也可不设置取向膜而在支撑体表面或对支撑体进行摩擦处理的表面涂布液晶组合物。
支撑体为临时支撑体时，取向膜可与临时支撑体一同剥离而不成为构成本发明的投影图像显示用半反射镜的层。
取向层的厚度优选为0.01～5μm，进一步优选为0.05～2μm。
(临时支撑体及取向膜的剥离)
在支撑体表面或取向膜表面、优选在已进行摩擦处理的表面形成胆甾醇型液晶层，之后剥离临时支撑体和/或取向膜，由此能够使将液晶分子的指向矢均匀的表面作为投影图像显示侧的结构多样化。例如，能够将上述剥离面粘结于防反射层来构成投影图像显示用半反射镜。并且，以与临时支撑体的相反侧的面粘结于基材等之后，剥离临时支撑体及根据需要剥离取向膜，从而能够设为投影图像显示侧。
(防反射层)
优选本发明的投影图像显示用半反射镜包含防反射层。防反射层优选包含于最表面，优选设置于使用投影图像显示用半反射镜时成为观察侧(投影图像显示侧)的方向的最表面。这是因为明暗或颜色的不均会减少。
并且，优选防反射层对可见光透明。
认为不均通过防反射层而减少的理由在于，通过在投影图像显示用半反射镜的观察侧最表面设置防反射层，最表面的反射光得到抑制。在利用胆甾醇型液晶层的投影图像显示用半反射镜中，由于最表面的反射光及胆甾醇型液晶层中的选择反射光的干渉，有时可观测到胆甾醇型液晶层中的选择反射加强或减弱引起的不均。
防反射层具有实际使用上充分的耐久性、耐热性，例如只要能够将60度入射中的反射率抑制在5％以下，则并无特别限制，能够根据目的适当选择，例如，除了形成细微的表面凹凸的膜之外，还可举出组合高折射率膜与低折射率膜的2层膜的结构、依次层叠中折射率膜、高折射率膜及低折射率膜的3层膜结构等。
作为结构例，有从下侧依次层叠高折射率层/低折射率层的2层的结构，或以中折射率层(折射率高于下层且折射率低于高折射率层的层)/高折射率层/低折射率层的顺序层叠不同折射率的3层的结构等，还提出有层叠更多的防反射层的结构。其中，从耐久性、光学特性、成本和生产率等观点考虑，优选在硬涂层上依次具有中折射率层/高折射率层/低折射率层，例如可举出日本专利公开平8-122504号公报、日本专利公开平8-110401号公报、日本专利公开平10-300902号公报、日本专利公开2002-243906号公报、日本专利公开2000-111706号公报等中记载的结构。并且，针对膜厚变动的鲁棒性优异的3层结构的防反射膜记载于日本专利公开2008-262187号公报。上述3层结构的防反射膜在设置于图像显示装置的表面时，能够使反射率的平均值成为0.5％以下，能够显著降低反射眩光，且能够获得立体效果优异的图像。并且，可对各层赋予其他功能，例如可举出防污性的低折射率层、抗静电性的高折射率层、抗静电性的硬涂层、防眩性的硬涂层(例、日本专利公开平10-206603号公报、日本专利公开2002-243906号公报、日本专利公开2007-264113号公报等)等。
作为构成防反射层的无机材料，可以举出SiO2、SiO、ZrO2、TiO2、TiO、Ti2O3、Ti2O5、Al2O3、Ta2O5、CeO2、MgO、Y2O3、SnO2、MgF2、WO3等，这些可单独使用也可同时使用2种以上。其中，SiO2、ZrO2、TiO2及Ta2O5能够在低温下真空蒸镀，还能够在塑料基板的表面形成膜，因此优选。
作为以无机材料形成的多层膜，可例示从基板侧交替成膜ZrO2层与SiO2层的总计光学膜厚为λ/4、ZrO2层的光学膜厚为λ/4、最表层的SiO2层的光学膜厚为λ/4的高折射率材料层与低折射率材料层的层叠结构。其中，λ为设计波长，通常使用520nm。从折射率较低且能够向防反射层赋予机械强度的观点考虑，优选将最表层设为SiO2。
以无机材料形成防反射层时，成膜方法例如能够采用真空蒸镀法、离子镀法、溅射法、CVD法、通过饱和溶液中的化学反应来析出的方法等。
作为用于低折射率层的有机材料，例如可举出FFP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)等，并且，能够适当地使用日本专利公开2007-298974号公报中记载的含氟固化性树脂及无机微粒的组合物、或日本专利公开2002-317152号公报、日本专利公开2003-202406号公报及日本专利公开2003-292831号公报中记载的含空心二氧化硅微粒的低折射率涂层组合物。成膜方法除了真空蒸镀法之外，还能够通过旋涂法、浸涂法、凹版涂法等量产性优异的涂装方法进行成膜。
优选低折射率层的折射率为1.30～1.51。优选为1.30～1.46，更优选为1.32～1.38。
作为用于中折射率层、高折射率层的有机材料，可举出通过包含芳香环的电离辐射线固化性化合物、包含氟以外的卤化元素(例如，Br、I、Cl等)的电离辐射线固化性化合物、包含S、N、P等原子的电离辐射线固化性化合物等的交联或聚合反应来获得的粘合剂、及添加至该粘合剂的以TiO2为主要成分的无机颗粒。具体而言，可例示日本专利公开2008-262187号公报的段落号[0074]～[0094]中记载的材料。
优选高折射率层的折射率为1.65～2.20，更优选为1.70～1.80。中折射率层的折射率调整为低折射率层的折射率与高折射率层的折射率之间的值。优选中折射率层的折射率为1.55～1.65，更优选为1.58～1.63。
防反射层的膜厚并无特别限定，0.1～10μm、1～5μm、2～4μm左右即可。
(基材)
本说明书中，基材表示为了维持胆甾醇型液晶层的形状而设置的层，可与形成胆甾醇型液晶层时使用的支撑体相同，也可与支撑体分开设置。
优选基材在可见光区域透明。
本发明的投影图像显示用半反射镜可包含基材也可不包含基材，例如在车辆的挡风玻璃等其他物品的至少一部分且透明板状的物品上贴付本发明的投影图像显示用半反射镜，物品的至少一部分作为基材而发挥作用。
作为基材，能够使用与作为上述支撑体的例子而举出的材料相同的材料。并且，作为基材的膜厚，可以是与上述支撑体相同的膜厚，可大于1000μm，也可以是10mm以上。并且，为200mm以下、100mm以下、80mm以下、60mm以下、50mm以下、40mm以下、30mm以下、20mm以下等即可。
本发明的投影图像显示用半反射镜中，在基材的一面设置有胆甾醇型液晶层即可，优选另一面不设置胆甾醇型液晶层。
通过与设置有胆甾醇型液晶层的基材的一面相反侧的基材的一面或设置于该面的其他层的空气面中的界面反射，在设置有胆甾醇型液晶层的一面中的投影图像的辨识中，有时可观察到重影。为了防止这种现象，可在相反侧的基材的一面设置防反射层。另外，本说明书中，有时将如此设置于相反侧的基材的一面的防反射层称作防反射层2，将设置于胆甾醇型液晶层的观察侧的一面的防反射层称作防反射层1。
作为基材使用低双折射性的基材时，即使是没有防反射层2时也不易产生重影的问题。这是将胆甾醇型液晶层用作反射层而获得的出乎意料的效果，是在基于无机化合物的反射层和全息图中无法获得的效果。
作为在可见光区域透明且低双折射性的基材的例子，可举出无机玻璃和高分子树脂。作为低双折射性的高分子树脂，能够同样使用用于如下的低双折射率有机原料，即，双折射成为图像形成的障碍或信号噪声的原因的光盘基板、拾波镜、相机或显微镜或摄像机的透镜、液晶显示器用基板、棱镜、光学互接部件、光纤、液晶显示用导光板、激光束打印机或投影仪或传真机用透镜、菲涅尔透镜、隐形眼镜、偏振片保护膜、微透镜阵列等。
作为能够用于本目的的高分子树脂原料的具体例，可举出丙烯酸树脂(聚甲基(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯类等)、聚碳酸酯、环戊二烯系聚烯烃或降冰片烯系聚烯烃等环状聚烯烃、聚丙烯等聚烯烃类、聚苯乙烯等芳香族乙烯基聚合物类、聚芳酯、纤维素酰化物。
(粘结层)
粘结层为由粘结剂形成的层即可。
作为粘结剂，从固化方式的观点出发，有热熔型、热固化型、光固化型、反应固化型、无需固化的压敏粘合型，作为各个原材料，可使用丙烯酸酯系、氨基甲酸乙酯系、氨酯丙烯酸酯系、环氧系、环氧丙烯酸酯系、聚烯烃系、改性烯烃类、聚丙烯类、乙烯-乙烯醇类、氯乙烯类、氯丁橡胶类、氰基丙烯酸酯类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚苯乙烯类、聚乙烯醇丁缩醛类等化合物。从操作性、生产率的观点出发，作为固化方式，优选为光固化型，从光学上的透明性、耐热性的观点出发，原材料优选使用丙烯酸酯类、氨酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯类等。
粘结层的膜厚为0.5～10μm，优选为1～5μm即可。为了减轻投影图像显示用半反射镜的颜色不均等，优选以均匀的膜厚设置。
(用途)
本发明的投影图像显示用半反射镜能够与各种投影仪组合而用于显示投影图像。即，本发明的投影图像显示用半反射镜能够用作投影图像显示系统的构成部件。投影图像显示系统例如为投影图像显示装置即可，可以是投影图像显示用半反射镜及投影仪成为一体的系统，也可以是组合使用投影图像显示用半反射镜及投影仪的系统。
本说明书中，投影图像表示基于来自所使用的投影仪的光的投射的影像，而非周边风景。投影图像可以是单色的影像，也可以是多色或全彩影像。投影图像是基于半反射镜中的反射光的图像即可。投影图像可以是显示于本发明的投影图像显示用半反射镜表面，并如此辨识的图像，也可以是由观察者观察时浮现于投影图像显示用半反射镜的前面的虚像。
作为与本发明的投影图像显示用半反射镜组合来使用的投影仪，并无特别限定，只要具有投射图像的功能，则并无特别限定。作为投影仪的例子，可举出液晶投影仪、利用DMD(DigitalMicromirrordevice)的DLP(DigitalLightProcessing)投影仪、GLV(GratingLightValve)投影仪、LCOS(LiquidCrystalonSilicon)投影仪、CRT投影仪等。DLP投影仪及GLV(GratingLightValve)投影仪可以是利用MEMS(Microelectromechanicalsystems)的投影仪。
作为投影仪的光源，可使用激光光源、LED、放电管等。
作为本发明的投影图像显示用半反射镜的用途的具体例，可举出用于平视显示器的组合器或投影装置的反射镜、透视显示器用反射屏、头戴式显示器用的反射镜或分色镜等、用于通过各种投影仪形成虚像的平面镜、凹面镜、凸面镜等。关于作为平视显示器的组合器的用途，能够参考日本专利公开2013-79930号公报、国际公开WO2005/124431。
本发明的投影图像显示用半反射镜在与将发光波长在可见光区域中不连续的激光或LED、OLED等用于光源的投影仪组合来使用时，尤其有用。这是因为能够结合各发光波长来调整胆甾醇型液晶层的选择反射的中心波长。并且，还优选用于LCD(液晶显示装置)或OLED等显示光偏振的显示器的投影。这是因为，如上所述，在本发明的投影图像显示用半反射镜中，不易产生在投射光包含偏振光时或在经由具有偏振光功能的薄膜等进行的观察中有可能产生的圆偏振光反射率的偏振光依赖性所引起的问题。
实施例
以下，举出实施例对本发明进行进一步具体说明。以下的实施例所示的材料、试剂、物质量及其比例、操作等，只要不脱离本发明的宗旨，则能够进行适当变更。因此，本发明的范围并不限定于以下的实施例。
[实施例1]
在已实施摩擦处理的FUJIFILMCorporation制造的PET的摩擦处理面，以干燥后的干膜的厚度成为3.5μm的方式，在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液A-2。在室温下将涂布层干燥30秒之后，在85℃的气氛下加热2分钟，之后以70℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射，从而获得选择反射的中心波长为530nm的胆甾醇型液晶层1。
接着，在厚度为60μm的TAC薄膜上，以干燥后的干膜的厚度成为5μm的方式，在室温下利用线棒涂布DICCorporation制造的UV固化型粘结剂Exp.U12034-6。以避免气泡进入的方式贴合该涂布面与在上述中制作的胆甾醇层1的液晶层侧的面，之后以30℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射，剥离PET来形成实施例1的半反射镜1。
另外准备同样地形成的半反射镜1，在已剥离PET基层的一侧的液晶表面，以厚度5μm涂布混合二色性染料的宾主用室温液晶组合物，在室温下静置3分钟之后，利用线性偏振片调查染料的吸収方向时，在10cm角的面积范围内，在以摩擦方向为中心±5度的范围内，因此确认到液晶层的PET侧剥离界面即半反射镜1的最表面上的液晶分子的取向方向在角度范围内均匀地对齐。
[实施例2]
在已实施摩擦处理的FUJIFILMCorporation制造的PET的摩擦处理面，以干燥后的干膜的厚度成为4μm的方式，在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液A-3。在室温下将涂布层干燥30秒之后，在85℃的气氛下加热2分钟，之后以70℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射来获得液晶层。在该液晶层上，以干燥后的干膜的厚度成为3.5μm的方式，在室温下涂布表1所示的涂布液A-2，之后与上述相同地进行干燥、加热、UV照射，从而形成第2层液晶层。进一步在第2层液晶层上，以干燥后的干膜的厚度成为3μm的方式，在室温下涂布表1所示的涂布液A-1，之后与上述相同地进行干燥、加热、UV照射，从而形成第3层液晶层，由此获得在640nm、530nm、450nm具有选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层2。
除了使用该胆甾醇型液晶层2以外，与实施例1相同地贴合TAC并剥离PET基层来获得实施例2的半反射镜2。
另外准备同样地形成的半反射镜2，与实施例1相同地涂布含二色性染料液晶并调查染料的吸収方向时，在10cm角的面积范围内中，在以摩擦方向为中心±5度的范围内，因此确认到液晶层的PET侧剥离界面即半反射镜2的最表面上的液晶分子的取向方向在该角度范围内均匀地对齐。
[实施例3]
作为防反射层，准备了530nm中的表面反射率为0.4％的带有防反射层的薄膜1，所述薄膜1中，在基层的40μm厚度的TAC薄膜上形成折射率1.52且厚度3.0μm的硬涂层，在其上形成折射率1.594且厚度0.06μm的中间折射率层，进一步在其上形成折射率1.708且厚度0.13μm的高折射率层，进一步在其上形成折射率1.343且厚度0.095μm的低折射率层。接着，在使偏振片正交来在设置于其之间的状态下，在能够辨识相位差的大小和慢轴方向的不均匀性引起的颜色不均且在面内具有500nm以上的相位差的厚度5mm的聚碳酸酯制透明基材表面，以干燥后的干膜的厚度成为5μm的方式，在室温下利用线棒涂布DICCorporation制造的UV固化型粘结剂Exp.U12034-6。以避免气泡进入的方式贴合该涂布面与上述带有防反射层的薄膜1的TAC的面，之后以30℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射，从而形成带有防反射层的基材。接着，在聚碳酸酯制透明基材的另一表面，涂布粘结剂，贴合在实施例2中制作的半反射镜2的TAC面侧之后，通过相同步骤粘结，由此获得实施例3的半反射镜3。
[实施例4]
在使偏振片正交来设置于其之间的状态下，在面内无法辨识颜色不均且10cm角的面内的最大相位差7nm且厚度5mm的亚克力制透明基材(MitsubishiRayonCo.,Ltd.制造的“ACRYLITEL”)表面，与实施例3相同地贴合在实施例2中制作的半反射镜2的TAC面侧，由此获得实施例4的半反射镜4。
[实施例5]
在与实施例4中使用的材料相同的丙烯酸制透明基材表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并对其贴合与在实施例3中使用的材料相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，以与实施例1相同的步骤进行粘结。进一步在该基材的另一面，涂布与在实施例1中使用的粘结剂相同的粘结剂，并对其贴合在实施例2中制作的半反射镜2的液晶层侧，以相同的步骤粘结来获得实施例5的半反射镜5。
[实施例6]
在实施例2中制作的半反射镜2的液晶层的表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并贴合在与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，由此获得实施例6的半反射镜6。
[实施例7]
在实施例3中制作的半反射镜3的液晶层的表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并贴合与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，由此获得实施例7的半反射镜7。
[实施例8]
在实施例4中制作的半反射镜4的液晶层的表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并贴合与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，由此获得实施例8的半反射镜8。
[实施例9]
在与实施例3中使用的基材相同的聚碳酸酯制透明基材表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并对其贴合与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，并以相同步骤进行粘结。进一步在该基材的另一面，涂布实施例1的粘结剂，并对其贴合在实施例2中制作的半反射镜2的液晶面侧，以相同步骤粘结来获得实施例9的半反射镜9。
[比较例1]
在已实施摩擦处理的FUJIFILMCorporation制造的PET的摩擦处理面，以干燥后的干膜的厚度成为3.5μm的方式，在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液A-2。在室温下将涂布层干燥30秒之后，在85℃的气氛下加热2分钟，之后以70℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射，从而获得反射的中心波长为530nm的比较例1的半反射镜。
[比较例2]
在已实施摩擦处理的FUJIFILMCorporation制造的PET的摩擦处理面，以干燥后的干膜的厚度成为3μm的方式，在室温下利用线棒涂布表1所示的涂布液A-1。在室温下将涂布层干燥30秒之后，在85℃的气氛下加热2分钟，之后以70℃利用FUSIONCorporation制造的D阀(灯90mW/cm)，以输出功率60％进行6～12秒的UV照射来获得液晶层。在该液晶层上，以干燥后的干膜的厚度成为3.5μm的方式，在室温下涂布表1所示的涂布液A-2，之后与上述相同地进行干燥、加热、UV照射，从而形成第2层液晶层。进一步在第2层液晶层上，以干燥后的干膜的厚度成为4μm的方式，在室温下涂布表1所示的涂布液A-3，之后与上述相同地进行干燥、加热、UV照射，从而形成第3层液晶层，由此获得在450nm、530nm、640nm具有反射峰波长的比较例2的半反射镜。
[比较例3]
在与实施例3中使用的材料相同的聚碳酸酯制透明基材表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，剥离与比较例2相同地制作的胆甾醇型液晶层2的PET基层，并以相同的方式贴合液晶层的PET剥离侧。接着，在聚碳酸酯的透明基材的另一表面涂布粘结剂，并贴合与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，以相同的步骤粘结来形成比较例3的半反射镜。
[比较例4]
在与实施例4中使用的基材相同的丙烯酸制透明基材表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，剥离与比较例2相同地制作的半反射镜的PET基层，并以相同的方式贴合液晶层的PET剥离侧来获得比较例4的半反射镜。
[比较例5]
在与实施例4中使用的基材相同的丙烯酸制透明基材表面，与实施例1相同地涂布粘结剂，并以相同的方式贴合在比较例2中制作的半反射镜的液晶侧，剥离PET基层来获得比较例5的半反射镜。
[比较例6]
在与实施例3中使用的基材同等的聚碳酸酯制基材的一侧面蒸镀铝来形成半反射镜。进一步在基材的所述一侧面的相反侧，与实施例1相同地涂布粘结剂，并对其贴合与在实施例3中使用的薄膜相同的带有防反射层的薄膜1的TAC面侧，以相同步骤粘结来形成比较例6的半反射镜。
将在实施例及比较例中制作的半反射镜的评价结果示于表2。另外，表2中，将所制作的半反射镜的层结构的左侧示为投影图像显示侧(投射光入射侧)，具有摩擦面时，该摩擦面的位置在与层结构的关系中，同样将左侧示为投影图像显示侧。并且，“R反射Ch”表示在640nm具有选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层，“G反射Ch”表示在530nm具有选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层，“B反射Ch”表示在450nm具有选择反射的中心波长的胆甾醇型液晶层。
表中的自然光透射率利用可视紫外分光光度计测定，表示相对于380nm至780nm的波长区域中的自然光的平均透射率。投射光反射率利用可视紫外分光光度计测定，实施例1及比较例1表示相对于530nm的波长的自然光的正反射率，除此以外表示相对于450nm、530nm、640nm的波长的自然光的正反射率的平均值。
如下进行反射不均面内均匀性的评价。在黑色垫片(黑色丝绒)上，以半反射镜(试料)的投射光侧面朝上的方式水平设置。如图1，从试料的上面照射在发光面贴合有线性偏振片的白色Schaukasten的光，通过肉眼评价试料的反射光的面内的均匀性。对于实施例1(照片1)及比较例1(照片2)，图2中还刊载了基于照片的比较。
A无法辨识不均
B可看到不均但不易辨识
C可看到不均
D可明显看到不均
关于重影的评价，向半反射镜的投影光侧面侧入射绿色激光笔光，通过肉眼观察，并以以下基准进行评价。
A不易辨识重影
B可明显看到重影
[表1]
[化1]
化合物1
化合物2
R1 R2 X
O(OH2)2O(CH2)2(CF2)6F O(CH2)2O(CH2)2(CF2)6F NH

Claims (18)

1.一种投影图像显示用半反射镜，其具有可见光透射性，其中，
该投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层，
在最靠近投影图像显示侧的所述固定有胆甾醇型液晶相的层的投影图像显示侧的一面，形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。
2.根据权利要求1所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层，所述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层示出互不相同的选择反射的中心波长。
3.根据权利要求2所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层各自的两表面的形成胆甾醇型液晶相的液晶分子的指向矢均匀。
4.根据权利要求2或3所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层通过反复进行在先制作的固定有胆甾醇型液晶相的层表面直接形成其他的固定有胆甾醇型液晶相的层的工序来获得，所述3层以上的固定有胆甾醇型液晶相的层的任意层间均不包含其他层。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含针对红色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层、针对绿色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层及针对蓝色光具有表观上的选择反射的中心波长的固定有胆甾醇型液晶相的层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含防反射层，
所述防反射层位于投影图像显示侧的最表面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜包含基材。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、所述固定有胆甾醇型液晶相的层、基材。
9.根据权利要求8所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、所述固定有胆甾醇型液晶相的层、所述基材、防反射层2。
10.根据权利要求7或8所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述基材为低双折射性基材，相对于所述基材，在所述固定有胆甾醇型液晶相的层的相反侧不包含防反射层。
11.根据权利要求10所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述基材为玻璃或丙烯酸类树脂。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜依次包含防反射层1、基材、所述固定有胆甾醇型液晶相的层。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的可投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影图像显示用半反射镜用作平视显示器的组合器。
14.一种投影图像显示系统，其包含投影仪及权利要求1至13中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影仪的光源的发光波长位于所述固定有胆甾醇型液晶相的层的选择反射带。
15.一种投影图像显示系统，其包含投影仪及权利要求8至12中任一项所述的投影图像显示用半反射镜，其中，
所述投影仪的光源的发光波长位于所述固定有胆甾醇型液晶相的层的选择反射带，
该投影图像显示系统依次配置有所述投影仪、防反射层1及所述固定有胆甾醇型液晶相的层。
16.根据权利要求14或15所述的投影图像显示系统，其中，
所述投影图像显示系统用作平视显示器。
17.一种投影图像显示用半反射镜的制造方法，所述投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层并具有可见光透射性，所述制造方法包含：
(1)在临时支撑体的被摩擦后的表面或在设置于临时支撑体上的取向层的表面涂布包含聚合性液晶化合物的液晶组合物；
(2)使所述聚合性液晶化合物取向来形成胆甾醇型液晶相，进而固定所述取向，从而由所述液晶组合物形成固定有胆甾醇型液晶相的层；
(3)剥离所述临时支撑体；及
(4)以在所述剥离之后获得的剥离面成为投影图像显示侧的方式，使所述固定有胆甾醇型液晶相的层粘接于基材。
18.一种投影图像显示用半反射镜的制造方法，所述投影图像显示用半反射镜包含固定有胆甾醇型液晶相的层及投影图像显示侧的最表面的防反射层，该投影图像显示用半反射镜具有可见光透射性，所述制造方法包含：
(1)在临时支撑体的被摩擦后的表面或在设置于临时支撑体上的取向层的表面涂布包含聚合性液晶化合物的液晶组合物；
(2)使所述聚合性液晶化合物取向来形成胆甾醇型液晶相，进而固定所述取向，从而由所述液晶组合物形成固定有胆甾醇型液晶相的层；
(3)剥离所述临时支撑体；及
(4)使在所述剥离之后获得的剥离面粘接于防反射层。
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