JP6314249B2 - 画像表示機能付きミラー - Google Patents

Description

本発明は、画像表示機能付きミラーに関する。

画像表示装置の画像表示部の表面にハーフミラーを設け、表示モード時は画像を表示し、画像表示装置の電源オフ時などの非表示モード時はミラーとして機能させるミラー機能付画像表示装置については、例えば、特許文献１〜３に記載がある。

特開２００２−２２９４９４号公報 特開２０１１−４５４２７号公報 特開２０１４−２０１１４６号公報

ハーフミラーは、可視光の透過率が通常３０％〜７０％程度であり、画像表示部の表面にハーフミラーを設けた構成では画像がハーフミラーを有していないものよりも暗くなってしまうという問題が潜在的にある。本発明は、このような問題の解決を課題とする。すなわち、本発明は、より明るい画像表示が可能な画像表示機能付きミラーの提供を課題とする。

本発明者らは、上記課題の解決のため鋭意検討し、画像表示のための光の特性に着目してハーフミラーの光学的設計をすることに想い至った。この着想に基づき光学的設計を行い、さらに、その光学的設計に適した材料を用いてハーフミラーを作製して、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は下記の［１］〜［９］を提供するものである。
［１］画像表示機能付きミラーであって、
画像表示装置、円偏光反射層、およびガラスまたはプラスチックからなる前面板をこの順に含み、
上記円偏光反射層はコレステリック液晶層を含み、
上記コレステリック液晶層は可視光領域に選択反射の中心波長を有し、
上記中心波長と上記画像表示装置の発光のピークの波長とが５ｎｍ以上異なる画像表示機能付きミラー。
［２］上記円偏光反射層がコレステリック液晶層を２層以上含み、２層以上の上記コレステリック液晶層が互いに異なる選択反射の中心波長を有する［１］に記載の画像表示機能付きミラー。
［３］２層以上の上記コレステリック液晶層が互いに直接接している［２］に記載の画像表示機能付きミラー。
［４］上記画像表示装置が、白表示時の発光スペクトルにおいて赤色光の発光ピーク波長λＲと、緑色光の発光ピーク波長λＧと、青色光の発光ピーク波長λＢとを示し、上記コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長がいずれも、λＲ、λＧ、およびλＢのいずれとも５ｎｍ以上異なる［１］〜［３］のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。

［５］上記円偏光反射層がコレステリック液晶層を３層以上含み、３層以上の上記コレステリック液晶層が互いに異なる選択反射の中心波長を有する［４］に記載の画像表示機能付きミラー。
［６］上記円偏光反射層が互いに異なる選択反射の中心波長として、λ１、λ２、λ３を有するコレステリック液晶相を固定した層を含み、
λＢ＜λ１＜λＧ＜λ２＜λＲ＜λ３の関係が満たされる［５］に記載の画像表示機能付きミラー。
［７］上記円偏光反射層において、より長波長の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層が、より上記画像表示装置に近い位置に配置される［５］または［６］に記載の画像表示機能付きミラー。
［８］上記円偏光反射層が赤外光領域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］〜［７］のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。
［９］上記画像表示装置と上記円偏光反射層とが接着層を介して直接接着されている［１］〜［８］のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。

本発明により、新規な画像表示機能付きミラーが提供される。本発明の画像表示機能付きミラーは、より明るい画像表示が可能である。また、本発明の画像表示機能付きミラーは、ミラーとしての使用時も正面色味が良好である。また、本発明の画像表示機能付きミラーは、偏光サングラスを介しても、方向依存性なくミラー反射像を観察できるという利点を有する。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、例えば、「４５°」、「平行」、「垂直」あるいは「直交」等の角度は、特に記載がなければ、厳密な角度との差異が５度未満の範囲内であることを意味する。厳密な角度との差異は、４度未満であることが好ましく、３度未満であることがより好ましい。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。

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Ｉ_R、左円偏光成分の強度をＩ_Lとしたとき、｜Ｉ_R−Ｉ_L｜／（Ｉ_R＋Ｉ_L）で表される値である。

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

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

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、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長域の光を示す。赤外線（赤外光）は可視光線より長く電波より短い波長域電磁波である。赤外線のうち、近赤外光とは７８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長域の電磁波である。

本明細書において、画像表示機能付きミラーについて「画像」というときは、画像表示装置の画像表示部で画像が表示されているときにハーフミラーを前面板側から視認して観察できる像を意味する。また、本明細書において、画像表示機能付きミラーについて「ミラー反射像」というときは、画像表示装置の画像表示部で画像が表示されていないとき、前面板から視認して観察できる像を意味する。

＜画像表示機能付きミラー＞
本発明の画像表示機能付きミラーは、画像表示装置、円偏光反射層、および前面板をこの順に含む。画像表示装置と円偏光反射層との間、または円偏光反射層と前面板との間には接着層等の他の層が含まれていてもよく、他の層が含まれていなくてもよい。円偏光反射層と前面板とは直接接着されていることが好ましい。すなわち、画像表示装置と円偏光反射層とは互いに直接接していてもよく、その間に空気層が存在してもよく、または接着層を介して直接接着されていてもよい。
本明細書においては、円偏光反射層に対して前面板側の表面を前面ということがある。

画像表示装置は少なくとも画像表示部の一部において円偏光反射層と接着されていればよい。接着される円偏光反射層の面の面積は画像表示部の面積より小さくてもよく、同じであってもよく、大きくてもよい。
前面板は円偏光反射層より大きくてもよく、同じであってもよく、小さくてもよい。前面板の一部に円偏光反射層が接着されており、その他の部位に金属箔などの他の種類の反射層が接着または形成されていてもよい。このような構成でミラーの一部での画像表示が可能である。一方、前面板の全面に円偏光反射層が接着され、さらに円偏光反射層と同面積の画像表示部を有する画像表示装置が画像表示部において円偏光反射層に接着されてもよい。このような構成でミラー全面での画像表示が可能である。

［画像表示装置］
画像表示装置としては、特に限定されないが、液晶表示装置であることが好ましい。
液晶表示装置は透過型であっても反射型であってもよく、特に、透過型であることが好ましい。液晶表示装置は、ＩＰＳ(In Plane Switching)モード、ＦＦＳ(Fringe Field Switching) モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードなどのいずれの液晶表示装置であってもよい。

画像表示装置の画像表示部に示される画像は、静止画であっても動画であっても、単なる文字情報であってもよい。また白黒などのモノカラー表示であってもよく、マルチカラー表示であってもよく、フルカラー表示であってもよい。画像表示装置は、白表示時の発光スペクトルにおいて赤色光の発光ピーク波長λＲと、緑色光の発光ピーク波長λＧと、青色光の発光ピーク波長λＢとを示すことが好ましい。このような発光ピーク波長を有することによりフルカラーの画像表示が可能である。λＲは５８０〜７００ｎｍであればよく、好ましくは６１０〜６８０ｎｍであればよい。λＧは５００〜５８０であればよく、好ましくは５１０〜５５０ｎｍであればよい。λＢは４００〜５００ｎｍであればよく、好ましくは４４０〜４８０ｎｍであればよい。

［円偏光反射層］
円偏光反射層は、画像表示機能付きミラーにおいて、半透過半反射層として機能する。すなわち、円偏光反射層は、画像表示時には、画像表示装置からの出射光を透過させることにより、画像表示機能付きミラーの前面に画像が表示されるように機能する。一方で、画像非表示時には、円偏光反射層は、前面板方向からの入射光の少なくとも一部を反射し、画像表示機能付きミラーの前面がミラーとなるように機能する。

本発明の画像表示機能付きミラーにおいては、円偏光反射層を用いることにより、前面からの入射光を円偏光として反射することができる。そのため、本発明の画像表示機能付きミラーは、偏光サングラスを介しても、偏光サングラスの透過軸方向と画像表示機能付きミラーの水平方向との関係に依存せずに、ミラー反射像の観察を行うことができる。

円偏光反射層は可視光領域で選択反射を示すコレステリック液晶層を少なくとも１層含む。円偏光反射層は２層以上のコレステリック液晶層を含んでいてもよく、配向層などの他の層を含んでいてもよい。円偏光反射層はコレステリック液晶層のみからなることが好ましい。また、円偏光反射層が複数のコレステリック液晶層を含むときは、それらは隣接するコレステリック液晶層と直接接していることが好ましい。円偏光反射層は、３層、４層など、３層以上のコレステリック液晶層を含んでいることが好ましい。
円偏光反射層の膜厚は好ましくは２．０μｍ〜３００μｍの範囲、より好ましくは８．０〜２００μｍの範囲であればよい。

（コレステリック液晶層）
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。

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。

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。なお、本明細書において、選択反射の中心波長はコレステリック液晶層の法線方向から測定した時の中心波長を意味する。
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。ｎ値とＰ値を調節して、所望の波長の光に対して右円偏光または左円偏光のいずれか一方を選択的に反射させるために、中心波長λを調節することができる。

コレステリック液晶層に対して斜めに光が入射する場合は、選択反射の中心波長は短波長側にシフトする。そのため、画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λ_dとするとき、λ_dは以下の式で表される。
λ_d＝ｎ₂×Ｐ×ｃｏｓθ₂

上記を考慮して、円偏光反射層に含まれるコレステリック液晶層の選択反射の中心波長を設計することにより、画像の斜めからの視認性の低下を防止することができる。また、画像の斜めからの視認性を低下させることもできる。これは例えばスマートフォンやパーソナルコンピュータにおいて、覗き見を防止することができるため有用である。また、上記の選択反射の性質に由来して、本発明の画像表示機能付きミラーは、斜め方向から見た、画像およびミラー反射像に色味変化が出てしまうことがある。ミラー反射像の色味変化については、円偏光反射層に赤外光領域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ませることによって、この色味変化を防止することも可能である。この場合の赤外光領域の選択反射の中心波長は具体的には、７８０〜９００ｎｍ、好ましくは７８０〜８５０ｎｍにあればよい。

コレステリック液晶相の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。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。

本発明の画像表示機能付きミラーにおいて、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長は、画像表示装置の発光のピークの波長と５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上異なる。選択反射の中心波長と画像表示装置の画像表示のための発光ピークの波長をずらすことにより、画像表示のための光がコレステリック液晶層で反射されず、画像を明るくすることができる。画像表示装置の発光のピークの波長は画像表示装置の白表示時の発光スペクトルで確認できる。ピーク波長は上記発光スペクトルの可視光領域におけるピーク波長であればよく、例えば、画像表示装置の上述の赤色光の発光ピーク波長λＲ、緑色光の発光ピーク波長λＧ、および青色光の発光ピーク波長λＢからなる群から選択されるいずれか１つ以上であればよい。コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長は、画像表示装置の上述の赤色光の発光ピーク波長λＲ、緑色光の発光ピーク波長λＧ、および青色光の発光ピーク波長λＢのいずれとも５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上異なっていることが好ましい。円偏光反射層が複数のコレステリック液晶層を含む場合は、すべてのコレステリック液晶層の選択反射の中心波長を、画像表示装置の発光する光のピークの波長と５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上異なるようにすればよい。例えば、画像表示装置が白表示時の発光スペクトルにおいて赤色光の発光ピーク波長λＲと、緑色光の発光ピーク波長λＧと、青色光の発光ピーク波長λＢとを示すフルカラー表示の表示装置である場合、コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長がいずれも、λＲ、λＧ、およびλＢのいずれとも５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上異なるようにすればよい。さらに、円偏光反射層がλ１、λ２、λ３で表される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含む場合は、λＢ＜λ１＜λＧ＜λ２＜λＲ＜λ３の関係が満たされていることが好ましい。
また円偏光反射層が複数のコレステリック液晶層を含むときは、より画像表示装置に近いコレステリック液晶層がより長い選択反射の中心波長を有していることが好ましい。このような構成により、画像およびミラー反射像における斜め観察時の色味変化を抑えることができる。

使用するコレステリック液晶層の選択反射の中心波長を、画像表示装置の発光波長域、および円偏光反射層の使用態様に応じて調整することにより光利用効率良く明るい画像を表示することができる。円偏光反射層の使用態様としては、特に円偏光反射層への光の入射角、画像観察方向などが挙げられる。

各コレステリック液晶層としては、螺旋のセンスが右または左のいずれかであるコレステリック液晶層が用いられる。コレステリック液晶層の反射円偏光のセンスは螺旋のセンスに一致する。円偏光反射層に複数のコレステリック液晶層が含まれるとき、それら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。特定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して、それぞれ、右または左のいずれか一方のセンスのコレステリック液晶層を含んでいてもよく、右および左の双方のセンスのコレステリック液晶層を含んでいてもよい。

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。
選択反射の中心波長が同一の１種のコレステリック液晶層の形成のために、周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を複数積層してもよい。周期Ｐが同じで、同じ螺旋のセンスのコレステリック液晶層を積層することによっては、特定の波長で円偏光選択性を高くすることができる。

（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、仮支持体、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。

（重合性液晶化合物）
重合性液晶化合物としては、棒状液晶化合物を用いればよい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基が特に好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１〜６個、より好ましくは１〜３個である。重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開ＷＯ９５／２２５８６、ＷＯ９５／２４４５５、ＷＯ９７／００６００号公報、ＷＯ９８／２３５８０、ＷＯ９８／５２９０５、特開平１−２７２５５１号公報、同６−１６６１６号公報、同７−１１０４６９号公報、同１１−８００８１号公報、および特開２００１−３２８９７３号公報などに記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、８０〜９９．９質量％であることが好ましく、８５〜９９．５質量％であることがより好ましく、９０〜９９質量％であることが特に好ましい。

（キラル剤：光学活性化合物）
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋のセンスまたは螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４−３項、ＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。

キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
液晶組成物における、キラル剤の含有量は、重合性液晶化合物量の０．０１モル％〜２００モル％が好ましく、１モル％〜３０モル％がより好ましい。

（重合開始剤）
液晶組成物は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、同２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、同２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ−アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０−１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）およびオキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して０．１〜２０質量％であることが好ましく、０．５質量％〜５質量％であることがさらに好ましい。

（架橋剤）
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等の多官能アクリレート化合物；グリシジル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物；２，２−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、４，４−ビス（エチレンイミノカルボニルアミノ）ジフェニルメタン等のアジリジン化合物；ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物；オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物；ビニルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、３質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が、３質量％未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、２０質量％を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。

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

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

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

コレステリック液晶層は、重合性液晶化合物および重合開始剤、更に必要に応じて添加されるキラル剤、界面活性剤等を溶媒に溶解させた液晶組成物を、仮支持体、配向層、前面板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。

（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。

（塗布、配向、重合）
仮支持体、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。

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

個々のコレステリック液晶層の厚みは、上記特性を示す範囲であれば、特に限定はされないが、好ましくは１．０μｍ以上１５０μｍ以下の範囲、より好ましくは４．０μｍ以上、１００μｍ以下の範囲である。

複数のコレステリック液晶層の積層の際は、上述のように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く、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いが、前者が好ましい。先に形成されたコレステリック液晶層の表面に直接接するように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。

（仮支持体、配向層）
液晶組成物は、仮支持体または仮支持体表面に形成された配向層の表面に塗布されコレステリック液晶層が形成されてもよい。仮支持体または仮支持体および配向層は、コレステリック液晶層形成後に剥離されればよい。
仮支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーン、またはガラス板などが挙げられる。

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）による有機化合物（例えば、ω−トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライド、ステアリル酸メチル）の累積のような手段で、設けることができる。更に、電場の付与、磁場の付与または光照射により、配向機能が生じる配向層を用いてもよい。
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。
配向層を設けずに仮支持体表面、または仮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。
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。

［前面板］
本発明の画像表示機能付きミラーは、前面板を有する。
前面板は特に限定されない。前面板としては、通常のミラーの作製に用いられるガラス板やプラスチック板を用いることができる。前面板は可視光領域で透明であって、複屈折が小さいことが好ましい。ここで可視光領域で透明とは、可視光領域における光線透過率が、８０％以上、好ましくは８５％以上であることをいう。透明の尺度として用いられる光線透過率は、ＪＩＳ Ａ５７５９に記載された方法で求めた光線透過率とする。すなわち分光光度計にて、各波長 ３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの透過率を測定し、ＣＩＥ（国際照明委員会）昼光 Ｄ６５の分光分布、ＣＩＥ 明順応標準比視感度の波長分布及び波長間隔から得られる重価係数を乗じて加重平均することによって可視光線透過率を求める。プラスチックフィルムの例としては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリオレフィン、セルロース誘導体、シリコーンなどが挙げられる。
前面板の膜厚としては、１００μｍ〜１０ｍｍ程度であればよく、好ましくは２００μｍ〜５ｍｍであり、より好ましくは５００μｍ〜２ｍｍである。

［接着層］
本発明の画像表示機能付きミラーは、画像表示装置および円偏光反射層、円偏光反射層および前面板、その他、各層の接着のための接着層を含んでいてもよい。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＞
円偏光反射層および前面板によりハーフミラーを形成することができる。ハーフミラーは、前面板上で円偏光反射層を形成して作製してもよく、または、仮支持体上に形成された円偏光反射層を前面板に転写することにより作製してもよい。例えば、仮支持体上でコレステリック液晶層またはコレステリック液晶層の積層体を形成して、円偏光反射層を形成し、この円偏光反射層の面で前面板と接着させて、その後必要に応じて仮支持体を剥離してハーフミラーを得ることができる。仮支持体は、円偏光反射層が画像表示装置に接着されるまで、保護フィルムとして機能していてもよい。

＜画像表示機能付きミラーの製法＞
本発明の画像表示機能付きミラーは、例えば、画像表示装置の画像表示面に、円偏光反射層および前面板を含むハーフミラーを円偏光反射層側に配置することにより作製することができる。その後、必要に応じて、画像表示装置とハーフミラーとを一体化するとよい。画像表示装置とハーフミラーとの一体化は、外枠または蝶番での連結や、接着により行えばよい。

＜画像表示機能付きミラーの用途＞
本発明の画像表示機能付きミラーの用途としては特に限定されない。例えば、防犯用ミラー、美容室または理容室のミラー等として用い、文字情報、静止画、動画などの画像を表示することができる。また、本発明の画像表示機能付きミラーは、車両用ルームミラーであってもよく、テレビ、パーソナルコンピューター、スマートフォン、携帯電話として用いられていてもよい。

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。

＜コレステリック液晶性混合物（Ｒ）の調製＞
下記化合物１、化合物２、フッ素系水平配向剤１、フッ素系水平配向剤２、キラル剤、重合開始剤、溶媒メチルエチルケトンを混合し、下記組成の塗布液を調製した。
・化合物１ ８０質量部
・化合物２ ２０質量部
・フッ素系水平配向剤１ ０．１質量部
・フッ素系水平配向剤２ ０．００７質量部
・右旋回性キラル剤ＬＣ７５６（ＢＡＳＦ社製）
目標の反射波長に合わせて調整
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製） ３質量部
・溶媒（メチルエチルケトン） 溶質濃度が３０質量％となる量

＜コレステリック液晶性混合物（Ｌ）の調製＞
化合物１、化合物２、フッ素系水平配向剤１、フッ素系水平配向剤２、キラル剤、重合開始剤、溶媒メチルエチルケトンを混合し、下記組成の塗布液を調製した。
・化合物１ ８０質量部
・化合物２ ２０質量部
・フッ素系水平配向剤１ ０．１質量部
・フッ素系水平配向剤２ ０．００７質量部
・下記左旋回性キラル剤（Ａ） 目標の反射波長に合わせて調整
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９（ＢＡＳＦ社製） ３質量部
・溶媒（メチルエチルケトン） 溶質濃度が３０質量％となる量

混合物（Ｒ）のキラル剤ＬＣ−７５６の処方量を調整して塗布液（Ｒ１）〜（Ｒ９）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、中心反射波長は下記表１のとおりであった。

また、混合物（Ｌ）のキラル剤Ａの処方量を調整して塗布液（Ｌ１）〜（Ｌ９）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左円偏光反射層であり、中心反射波長は下記表２のとおりであった。

＜円偏光反射層の形成＞
調製した塗布液を用い、下記の手順にて円偏光反射層を作製した。仮支持体として、富士フイルム株式会社製ＰＥＴフィルム（下塗り層無し、厚み：７５μｍ）をラビング処理して使用した。
（１）表３に示す１層目の塗布液を、ワイヤーバーを用いて、乾燥後の膜の厚みが４．０μｍになるように、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３０秒間乾燥させて溶剤を除去した後、１２５℃の雰囲気で２分間加熱し、その後９５℃でコレステリック液晶相とした。次いで、フージョンＵＶシステムズ（株）製無電極ランプ「Ｄバルブ」（９０ｍＷ／ｃｍ²）にて、出力６０％で６〜１２秒間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表３に示す２層目の塗布液を塗布して上記工程（１）及び（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表３に示す３層目の塗布液を塗布して上記工程（１）及び（２）を繰り返して、仮支持体上にコレステリック液晶層を３層からなる円偏光反射層を形成した。

＜円偏光反射層と前面板との貼合＞
上記で作製した積層体のコレステリック液晶層の面側に、ＤＩＣ株式会社製ＵＶ硬化型接着剤Ｅｘｐ．Ｕ１２０３４−６を、乾燥後の乾膜の厚みが５μｍになるように室温にてワイヤーバーを用いて塗布した。この塗布面と前面板（フロートガラスＦＬ２、セントラル硝子社製、厚さ２ｍｍ）とを気泡が入らないように貼りあわせ、その後５０℃でフュージョン製Ｄバルブ（ランプ９０ｍＷ／ｃｍ）にて出力６０％で６〜１２秒間ＵＶ照射した。その後、仮支持体を剥離し、ハーフミラーを作製した。

＜市販の反射型ミラーフィルムと前面板との貼合＞
米国３Ｍ社から販売されているＡＰＦまたは市販の金属蒸着ミラーを使い、上記と同様のＵＶ硬化型接着剤を用いた方法で前面板（フロートガラスＦＬ２、セントラル硝子社製、厚さ２ｍｍ）に貼合して、ハーフミラーを作製した。

＜画像表示機能付きミラーの評価＞
作製した各ハーフミラーを、液晶表示装置（ＬＣＤ）（Ａｐｐｌｅ社製、ｉＰａｄ Ａｉｒ）（発光ピーク波長、450nm（Ｂ）、540nm（Ｇ）、630nm（Ｒ））の画像表示面に対して、円偏光反射板を重ね合わせ、かつ、前面板が反対側（一番手前側）に来るように配置した。ＡＰＦを使ったハーフミラーについては、LCDの透過軸とＡＰＦの透過軸が一致するように配置。構成を、実施例１〜４、比較例１〜４として、以下のように評価を行った。結果を表３に示す

＜評価＞
（明るさ）
特開２００９−９３１６６号公報の〔０１８０〕に記載と同様に、測定機（ＥＺ−Ｃｏｎｔｒａｓｔ１６０Ｄ、ＥＬＤＩＭ社製）を用いて、液晶表示装置の白表示時の正面輝度を測定した。「（ハーフミラー設置後の上記正面輝度/ハーフミラー設置前の上記正面輝度）×１００％」を求め、以下の基準で評価した。
Ａ：１００％以下５０％超
Ｂ：５０％以下４０％超
Ｃ：４０％以下

（画像の正面色味、ミラー反射像の視認の可否）
偏光サングラスを介して目視で評価を行った。
画像の正面色味の評価については、偏光サングラスをかけていない時の画像と比べて、色バランス等が大きく変化しない例を「良好」、変化する場合を「不良」とした。
ミラー反射像の視認の可否については、偏光サングラスに対して画像表示機能付きミラーの画像表示面をその法線を軸に回転させても、ミラー反射像が常に視認できる例を「可」、ミラー反射像が視認できない方位がある例を「不可」とした。

Claims (9)

1. 画像表示機能付きミラーであって、
   画像表示装置、円偏光反射層、およびガラスまたはプラスチックからなる前面板をこの順に含み、
   前記円偏光反射層はコレステリック液晶層を含み、
   前記コレステリック液晶層は可視光領域に選択反射の中心波長を有し、
   前記中心波長と前記画像表示装置の発光のピークの波長とが５ｎｍ以上異なる画像表示機能付きミラー。
2. 前記円偏光反射層がコレステリック液晶層を２層以上含み、２層以上の前記コレステリック液晶層が互いに異なる選択反射の中心波長を有する請求項１に記載の画像表示機能付きミラー。
3. ２層以上の前記コレステリック液晶層が互いに直接接している請求項２に記載の画像表示機能付きミラー。
4. 前記画像表示装置が、白表示時の発光スペクトルにおいて赤色光の発光ピーク波長λＲと、緑色光の発光ピーク波長λＧと、青色光の発光ピーク波長λＢとを示し、前記コレステリック液晶層が有する選択反射の中心波長がいずれも、λＲ、λＧ、およびλＢのいずれとも５ｎｍ以上異なる請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。
5. 前記円偏光反射層がコレステリック液晶層を３層以上含み、３層以上の前記コレステリック液晶層が互いに異なる選択反射の中心波長を有する請求項４に記載の画像表示機能付きミラー。
6. 前記円偏光反射層が互いに異なる選択反射の中心波長として、λ１、λ２、λ３を有するコレステリック液晶相を固定した層を含み、
   λＢ＜λ１＜λＧ＜λ２＜λＲ＜λ３の関係が満たされる請求項５に記載の画像表示機能付きミラー。
7. 前記円偏光反射層において、より長波長の選択反射の中心波長を有するコレステリック液晶層が、より前記画像表示装置に近い位置に配置される請求項５または６に記載の画像表示機能付きミラー。
8. 前記円偏光反射層が赤外光領域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１〜７のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。
9. 前記画像表示装置と前記円偏光反射層とが接着層を介して直接接着されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像表示機能付きミラー。