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WO2024232319A1 - 位相差層、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents

位相差層、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイシステム Download PDF

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Publication number
WO2024232319A1
WO2024232319A1 PCT/JP2024/016764 JP2024016764W WO2024232319A1 WO 2024232319 A1 WO2024232319 A1 WO 2024232319A1 JP 2024016764 W JP2024016764 W JP 2024016764W WO 2024232319 A1 WO2024232319 A1 WO 2024232319A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid crystal
retardation layer
light
layer
crystal compound
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/016764
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昭裕 安西
渉 馬島
晋也 渡邉
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
Publication of WO2024232319A1 publication Critical patent/WO2024232319A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details

Definitions

  • the present invention relates to a retardation layer, a projector, and a head-up display system.
  • Patent Document 1 a so-called head-up display system has been developed as an in-vehicle display in which various information is projected as an image onto the windshield or the like by a projector to convey the information to the driver.
  • a retardation layer disposed between a light source that emits projection light in a head-up display system and a windshield glass onto which the projection light emitted from the light source is irradiated,
  • the retardation layer contains a liquid crystal compound,
  • the in-plane retardation at a wavelength of 550 nm is 100 to 500 nm;
  • the retardation layer according to (1), wherein an angle between a molecular axis of the liquid crystal compound located at one end in one direction and a molecular axis of the liquid crystal compound located at the other end in one direction is 3 to 40°.
  • the in-plane retardation at a wavelength of 550 nm is 210 to 340 nm;
  • a projector for a head-up display system comprising a light source that emits projection light and the retardation layer according to any one of (1) to (3).
  • a projector including a light source that emits projection light; a windshield glass onto which the projection light emitted from the light source is irradiated;
  • a head-up display system comprising: the retardation layer according to any one of (1) to (3) disposed between a light source and a windshield glass.
  • the windshield glass reflects P-polarized light, A head-up display system according to (5), wherein the projector emits P-polarized projection light.
  • the windshield glass reflects S-polarized light, A head-up display system according to (5), wherein the projector emits S-polarized projection light.
  • the present invention it is possible to provide a retardation layer that suppresses the occurrence of double images when incorporated in a head-up display system. Furthermore, the present invention can provide a projector and a head-up display system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a head-up display system.
  • FIG. 2 is a diagram showing the orientation (direction) of the molecular axis of a liquid crystal compound in a retardation layer.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional head-up display system in which a retardation layer is not arranged.
  • 1A and 1B are diagrams for explaining an exposure method for a photo-alignment film.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a polarizer used.
  • 1A and 1B are diagrams for explaining an exposure method for a photo-alignment film.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a polarizer used.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a windshield glass.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an evaluation system.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an evaluation system.
  • angles such as “angles expressed by specific numerical values”, “parallel”, “horizontal”, “vertical” and “orthogonal” include the error range generally accepted in the relevant technical field. Specifically, it means that the angle is within the range of the exact angle ⁇ 10° or less, and the error from the exact angle is preferably 7° or less, and more preferably 5° or less.
  • the term “same” includes a generally acceptable margin of error in the relevant technical field, and “overall” and the like also include a generally acceptable margin of error in the relevant technical field.
  • the term "light” refers to visible light and natural light (non-polarized). Visible light is electromagnetic light with wavelengths visible to the human eye, and generally refers to light in the wavelength range of 380 to 780 nm. Invisible light is light in the wavelength range of less than 380 nm or more than 780 nm. In addition, although not limited thereto, among visible light, light in the wavelength region of 420 to 490 nm is blue (B) light, light in the wavelength region of 495 to 570 nm is green (G) light, and light in the wavelength region of 620 to 750 nm is red (R) light.
  • B blue
  • G green
  • R red
  • the “visible light transmittance” refers to the A-light source visible light transmittance defined in JIS (Japanese Industrial Standards) R 3212:2015 (Testing method for automotive safety glass). That is, the transmittance is determined by measuring the transmittance at each wavelength in the range of 380 to 780 nm using an A-light source with a spectrophotometer, and multiplying the transmittance at each wavelength by a weighting coefficient obtained from the wavelength distribution and wavelength interval of the CIE (Commission Internationale de Illumination) standard relative luminous efficiency for light adaptation to calculate a weighted average.
  • CIE Commission Internationale de Illumination
  • P polarization refers to polarized light that vibrates in a direction parallel to the plane of incidence of the light
  • S polarization refers to polarized light that vibrates in a direction perpendicular to the plane of incidence of the light.
  • the plane of incidence is perpendicular to the reflecting surface (such as the surface of windshield glass) and refers to the plane that contains the incident and reflected light rays.
  • P polarization the plane of vibration of the electric field vector is parallel to the plane of incidence
  • S polarization the plane of vibration of the electric field vector is perpendicular to the plane of incidence.
  • the in-plane retardation (in-plane phase difference) is a value measured using an AxoScan manufactured by Axometrics. Unless otherwise specified, the measurement wavelength is 550 nm. Note that the in-plane retardation is a value measured by irradiating light with a wavelength within the visible light wavelength range in the normal direction to the film (normal direction to the surface of the retardation layer).
  • Projection image means an image that is not the surrounding scenery such as the front or the like, but is based on the projection of light from the projector used.
  • the projection image is visually recognized by the observer as a virtual image that appears to float beyond the windshield glass as seen by the observer.
  • "Screen image” means an image displayed on a projector's rendering device, or an image rendered by the rendering device onto an intermediate image screen or the like.
  • a projected image is a virtual image, whereas a screen image is a real image.
  • the images and projected pictures may be monochrome images, multi-color images having two or more colors, or full-color images.
  • a distinctive feature of the present invention is the use of a retardation layer in which the molecular axes of the liquid crystal compound are aligned in a specific direction, as described below.
  • FIG. 1 shows an example of a head-up display system according to the present invention.
  • a head-up display system 10 of the present invention shown in FIG. 1 is an in-vehicle head-up display system, and has a projector 12 for the head-up display system, a windshield glass 14, and a retardation layer 16 arranged between the projector 12 and the windshield glass 14.
  • the projector 12 for the head-up display system illustrated in FIG. 1 has an image forming section 20, an intermediate image screen 22, a reflecting member 24, and a concave mirror 26.
  • the projector 12 for the head-up display system is also simply referred to as the "projector.”
  • the projection light projected by the projector 12 passes through a transparent window 32 provided in a dashboard 30 and a retardation layer 16 provided in the transparent window 32, is projected onto a windshield glass 14, and is observed by an observer OB.
  • the observer OB observes the image projected onto the windshield glass 14 as a virtual image through the windshield glass 14, as in a typical head-up display system.
  • a projector 12 emits projection light that is P polarized light, and a windshield glass 14 reflects the P polarized light.
  • the present invention is not limited to the embodiment shown in FIG. 1, and may be configured such that the projector irradiates S-polarized projection light and the windshield glass reflects the S-polarized light.
  • the retardation layer 16 is disposed between the light source 34 that emits the projection light in the projector 10 and the windshield glass 14 onto which the projection light emitted from the light source 34 is irradiated.
  • the retardation layer 16 is disposed on the optical path of the projection light between the light source 34 that emits the projection light in the projector 10 and the windshield glass 14 onto which the projection light emitted from the light source 34 is irradiated.
  • the retardation layer 16 is disposed on the transmission window 32, but is not limited to this embodiment as long as it is disposed between a light source that emits projection light in the projector and a windshield glass onto which the projection light emitted from the light source is irradiated. In other words, it is sufficient that the retardation layer 16 is disposed on the optical path of the projection light between the light source and the windshield glass.
  • the retardation layer may also be disposed inside the projector.
  • Fig. 2 shows a plan view of the retardation layer 16 observed from the direction of the white arrow in Fig. 1.
  • the lower side of the paper in Fig. 2 corresponds to the observer OB side in Fig. 1.
  • the lower side of the paper in Fig. 2 is located on the vehicle interior side.
  • the retardation layer 16 contains a liquid crystal compound LC, and the direction of a molecular axis 18 of the liquid crystal compound LC changes while continuously rotating clockwise in one direction indicated by an arrow X.
  • the direction of the molecular axis 18 of the liquid crystal compound LC rotates clockwise, but the present invention is not limited to this embodiment, and it may rotate counterclockwise.
  • the molecular axis 18 of the liquid crystal compound LC is the axis along which the refractive index of the liquid crystal compound LC is highest.
  • the molecular axis is aligned along the long axis direction of the rod shape.
  • the molecular axis is aligned along a direction perpendicular to the thickness direction of the disc.
  • the liquid crystal compound LC contained in the retardation layer 16 is arranged such that the liquid crystal compounds LC have the same orientation of their molecular axes 18 in the Y direction perpendicular to the arrow X direction, i.e., in the Y direction perpendicular to one direction in which the molecular axes 18 continuously rotate.
  • the angles between the directions of the molecular axes 18 and the direction of the arrow X are equal between the liquid crystal compounds LC aligned in the Y direction.
  • the molecular axis of the liquid crystal compound LC is shown to rotate (change) continuously in the direction of the arrow X, but the present invention is not limited to this, and may rotate (change) stepwise.
  • the angle between the molecular axis of the liquid crystal compound located at one end of the retardation layer 16 in the arrow X direction and the molecular axis of the liquid crystal compound located at the other end of the retardation layer 16 in the arrow X direction is not particularly limited, but is preferably 3 to 40°, more preferably 7 to 15°, in terms of further suppressing the occurrence of double images in a head-up display system including the retardation layer of the present invention (hereinafter, also simply referred to as "the point where the effect of the present invention is better").
  • the rotation angle of the molecular axis of the liquid crystal compound from one end to the other end in the direction of the arrow X of the retardation layer 16 is preferably 3 to 40°, more preferably 7 to 15°.
  • the in-plane retardation of the retardation layer 16 at a wavelength of 550 nm is not particularly limited, but in terms of the superior effect of the present invention, it is preferably 100 to 500 nm, and more preferably 210 to 340 nm.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a conventional head-up display system in which the retardation layer 16 is not provided.
  • the head-up display system as shown by the solid arrow in Fig. 3, light is irradiated from the vicinity of the end of the transmission window 32 of the projector onto the irradiation area R of the windshield glass 14, and is reflected toward the observer OB side, as shown by the dashed arrow.
  • the angle of view in the head-up display system becomes large, it becomes necessary to tilt the irradiation angle from the vicinity of the end of the transmission window 32 to the irradiation area R of the windshield glass 14 more.
  • the irradiated projection light is irradiated to the windshield glass 14 as P-polarized light.
  • the projection light irradiated to the windshield glass 14 from the vicinity of the end of the transmission window 32 when the irradiation angle becomes more oblique as shown in Fig. 3, light in which P-polarized light and S-polarized light are mixed is irradiated to the windshield glass 14. This leads to the occurrence of a double image.
  • the molecular axis of the liquid crystal compound LC in the retardation layer 16 is changed as shown in Fig. 2, and the polarization direction of the projection light that passes through the retardation layer 16 from the vicinity of the end of the transmission window 32 and is irradiated onto the windshield glass 14 is adjusted.
  • the polarization direction of the projection light that is P-polarized light is adjusted when it passes through the retardation layer 16, so that the projection light is irradiated as P-polarized light when it is irradiated onto the windshield glass 14. Therefore, the occurrence of double images is suppressed.
  • the direction corresponding to the vertical downward direction on the surface of the windshield glass is projected onto the surface of the retardation layer (the direction of the white arrow in Fig. 2) (hereinafter, also simply referred to as the "reference direction"), and when the azimuth angle increases in the direction of rotation counterclockwise with respect to the reference direction when observing the retardation layer from the windshield glass side, the average direction of the molecular axes 18 of the liquid crystal compounds in the retardation layer 16 is located at an azimuth angle of 90°.
  • the azimuth angle is within a range of 80 to 100°.
  • the angle between the molecular axis of the liquid crystal compound 18 at the center position of the arrow X direction (one direction in which the molecular axis 18 continuously rotates) of the retardation layer 16 and the reference direction (corresponding to the direction forming 90° with the arrow X direction) is 0°, but the angle is preferably 0 to 5°.
  • the vertical downward direction on the surface of the windshield glass 14 is the Z direction indicated by the arrow in Fig. 1, which is a direction along the surface of the windshield glass 14.
  • the direction in which the molecular axes of the liquid crystal compounds are oriented is defined by assuming that the Z direction shown in Fig. 1 is projected onto the surface of the retardation layer 16 at an azimuth angle of 90°.
  • the average direction of the molecular axes of the liquid crystal compound in the retardation layer is the average direction of the changing molecular axes of the liquid crystal compound.
  • the average direction of the molecular axis 18 of the liquid crystal compound of the retardation layer 16 is located in a range of 35 to 55° in azimuth angle, assuming that the reference direction is an azimuth angle of 90° and that the azimuth angle increases in the direction of counterclockwise rotation with respect to the reference direction when observing the retardation layer from the windshield glass side.
  • the angle between the reference direction and the direction in which the molecular axis 18 of the liquid crystal compound LC in the retardation layer 16 changes continuously or stepwise is preferably 80 to 100°.
  • the thickness of the retardation layer 16 is not particularly limited, and is preferably adjusted so that the in-plane retardation falls within the range described above. Of these, 0.6 to 3.0 ⁇ m is preferred, and 1.2 to 2.0 ⁇ m is even more preferred.
  • the retardation layer 16 contains a liquid crystal compound LC.
  • the liquid crystal compound either a high molecular weight liquid crystal compound or a low molecular weight liquid crystal compound can be used.
  • polymeric liquid crystal compound refers to a liquid crystal compound having a repeating unit in the chemical structure.
  • low molecular weight liquid crystal compound refers to a liquid crystal compound that does not have a repeating unit in its chemical structure.
  • the liquid crystal compound may be either a rod-shaped liquid crystal compound or a discotic liquid crystal compound, but is preferably a rod-shaped liquid crystal compound.
  • the liquid crystal compound in the retardation layer 16 may be fixed. In addition, the liquid crystal compound in the retardation layer 16 may no longer exhibit liquid crystallinity. For example, when the retardation layer 16 is formed using a polymerizable liquid crystal compound, the liquid crystal compound may be polymerized by a curing reaction and may no longer exhibit liquid crystallinity.
  • the retardation layer 16 is preferably a layer formed using a composition containing a polymerizable liquid crystal compound.
  • the polymerizable liquid crystal compound is a liquid crystal compound having a polymerizable group.
  • examples of the polymerizable group include an unsaturated polymerizable group, an epoxy group, and an aziridinyl group. An unsaturated polymerizable group is preferable, and an ethylenically unsaturated polymerizable group is more preferable.
  • the method for producing the retardation layer 16 is not particularly limited, and any known method can be used.
  • a method including, in this order, a step of applying a composition for forming a retardation layer containing a liquid crystal compound onto an alignment film to form a coating film (hereinafter also referred to as a "coating film forming step") and a step of orienting the liquid crystal compound contained in the coating film (hereinafter also referred to as an "orientation step").
  • a coating film forming step a coating film
  • an orientation step a step of orienting the liquid crystal compound contained in the coating film
  • the coating film forming step is a step of forming a coating film by applying a retardation layer forming composition onto an alignment film.
  • the retardation layer forming composition contains a liquid crystal compound.
  • the liquid crystal compound may be a polymerizable liquid crystal compound.
  • the retardation layer forming composition may contain components other than the liquid crystal compound (for example, a solvent, a polymerization initiator, etc.).
  • Methods for applying the composition for forming the retardation layer include known methods such as roll coating, gravure printing, spin coating, wire bar coating, extrusion coating, direct gravure coating, reverse gravure coating, die coating, spraying, and inkjet methods.
  • the alignment film may be any film that can align the liquid crystal compound that can be contained in the retardation layer-forming composition.
  • the alignment layer can be provided by a method such as rubbing an organic compound (preferably a polymer) onto the film surface, oblique deposition of an inorganic compound, formation of a layer having microgrooves, or accumulation of an organic compound (e.g., ⁇ -tricosanoic acid, dioctadecylmethylammonium chloride, methyl stearate) by the Langmuir-Blodgett method (LB film).
  • alignment layers are also known that exhibit alignment function upon application of an electric field, application of a magnetic field, or irradiation with light. Among these, photo-alignment layers formed by irradiation with light are also preferred from the viewpoint of uniformity of alignment.
  • the photo-alignment film used is one that contains an azobenzene dye or polyvinyl cinnamate, etc.
  • a method of providing an alignment pattern for aligning a liquid crystal compound on a photo-alignment film includes a known exposure process. Among them, a method of exposure using a mask having regions with different transmittances in combination with a polarizer (e.g., a wire grid) (hereinafter, also simply referred to as a "specifying method"). An example of the specifying method will be described in detail below.
  • a polarizer e.g., a wire grid
  • two exposures are performed on the photo-alignment film. First, as the first exposure, as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view of the polarizer 42A observed from the direction of the white arrow in FIG. 4, where the arrow shown by the dashed line corresponds to the front direction of the paper in FIG. 4, and the arrow shown by the solid line corresponds to the transmission axis of the polarizer 42A.
  • the mask 44A is a mask whose transmittance increases toward the direction of the arrow shown in FIG.
  • the photo-alignment film 40 is irradiated with light along the transmission axis direction of the polarizer 42A. However, depending on the transmittance distribution of the mask 44A, the left region of the photo-alignment film 40 in FIG. 4 is exposed to a stronger light.
  • the second exposure is performed by placing a polarizer 42B and a mask 44B on the photo-alignment film 40 that has been exposed the first time, and exposing the film in the direction indicated by the white arrow.
  • the transmission axis of the polarizer 42B is rotated clockwise by a predetermined angle relative to the front-rear direction of the paper in FIG. 6. More specifically, FIG.
  • FIG. 7 is a view of the polarizer 42B observed from the direction of the white arrow in FIG. 6, where the arrow indicated by the dashed line corresponds to the front direction of the paper in FIG. 6, and the arrow indicated by the solid line corresponds to the transmission axis of the polarizer 42B.
  • the mask 44B is a mask whose transmittance increases toward the direction of the arrow in FIG. 6.
  • the photo-alignment film 40 is irradiated with light along the transmission axis direction of the polarizer 42B.
  • stronger exposure is performed in the right region of the paper in FIG. 6 of the photo-alignment film 40.
  • the two exposures are performed as described above, a function of orienting the liquid crystal compound in different directions is imparted near the ends of the photo-alignment film 40.
  • the effects of the two exposures cancel each other out, and a function of orienting the liquid crystal compound in a direction intermediate between the orientation directions at both ends of the photo-alignment film 40 is imparted.
  • a retardation layer is formed on such an alignment film, a retardation layer as shown in FIG. 2 is obtained.
  • the direction in which the polarizer is arranged is appropriately selected as an optimal direction depending on the material of the photo-alignment film to be used.
  • the alignment step is a step of aligning the liquid crystal compound contained in the coating film.
  • the orientation step may include a drying treatment. By the drying treatment, components such as a solvent can be removed from the coating film.
  • the drying treatment may be performed by leaving the coating film at room temperature for a predetermined time (for example, natural drying), or may be performed by heating and/or blowing air.
  • the orientation step preferably includes a heat treatment.
  • the heat treatment is preferably performed at 10 to 250° C., more preferably at 25 to 190° C.
  • the heating time is preferably 1 to 300 seconds, more preferably 1 to 60 seconds.
  • the orientation process may include a cooling process carried out after the heating process.
  • the cooling process is a process in which the coating film after heating is cooled to about room temperature (20 to 25°C). This further fixes the orientation of the liquid crystal compound contained in the coating film, and the degree of orientation of the liquid crystal compound is increased.
  • the cooling method There are no particular limitations on the cooling method, and it can be carried out by a known method.
  • a step of curing the retardation layer (hereinafter, also referred to as a "curing step") may be included.
  • the curing step is carried out, for example, by heating and/or light irradiation (exposure), and among these, the curing step is preferably carried out by light irradiation.
  • the light source used for curing can be various light sources such as infrared light, visible light, and ultraviolet light, but ultraviolet light is preferable.
  • ultraviolet light may be irradiated while heating during curing, or ultraviolet light may be irradiated through a filter that transmits only specific wavelengths.
  • the exposure may also be carried out under a nitrogen atmosphere.
  • the image forming section 20 includes a light source 34 , a polarizing plate 36 , and an optical deflector 38 .
  • the image forming unit 20 is a so-called light beam scanner that forms an image by scanning a light beam.
  • a light beam modulated in accordance with a projection image is emitted from a light source 34, which is converted into P-polarized light by a polarizing plate 36 and secondarily scanned by an optical deflector 38.
  • the projector 12 secondarily scans the light beam modulated according to the projection image by the optical deflector 38, forms a real image on the intermediate image screen 22, and reflects this real image along a predetermined optical path by the reflecting member 24 and the concave mirror 26.
  • this reflected light passes through the transparent window 32 and the retardation layer 16 provided in the dashboard 30, and is projected onto the windshield glass 14, and is observed as a virtual image through the windshield glass 14 by the observer OB.
  • the type of light source 34 is not particularly limited, and various light sources used for image formation can be used.
  • Examples of the light source 34 include a light emitting diode (LED), a discharge tube, and a laser light source. Note that the LED includes a light emitting diode and an organic light emitting diode (OLED).
  • LED light emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • the polarizing plate 36 converts the incident light beam into P-polarized light (p-linearly polarized light).
  • the type of polarizing plate 36 is not particularly limited, and various types of ordinary linear polarizing plates (linear polarizers) can be used.
  • An example of the polarizing plate 36 is a polarizing plate formed by laminating thin films having different refractive index anisotropy.
  • a polarizing plate formed by laminating thin films having different refractive index anisotropy for example, one described in JP-A-9-506837 can be used.
  • a polarizing plate can be formed using a wide variety of materials by processing them under conditions selected to obtain a refractive index relationship.
  • the polarizing plate in which thin films with different refractive index anisotropy are laminated may be a commercially available product, such as DBEF (manufactured by 3M) and APF (Advanced Polarizing Film).
  • DBEF manufactured by 3M
  • APF Advanced Polarizing Film
  • the polarizing plate 36 an absorptive polarizing plate containing an iodine compound, or a general linear polarizing plate such as a reflective polarizing plate such as a wire grid can also be used.
  • the polarizing plate 36 converts the incident light beam into P-polarized light (p-linearly polarized light), but the present invention is not limited to this embodiment, and the polarizing plate may convert the incident light beam into S-polarized light (s-linearly polarized light).
  • the retardation layer may convert S-polarized light into P-polarized light.
  • optical deflector 38 various types of ordinary optical deflectors capable of scanning a light beam secondarily can be used.
  • the optical deflector 38 include a galvanometer mirror, a combination of a galvanometer mirror and a polygon mirror, and a micro electro mechanical system (MEMS).
  • MEMS micro electro mechanical system
  • the MEMS is preferably used.
  • the image forming unit 20 forms a projection picture and an image by scanning a light beam, but the present invention is not limited to this. That is, in the projector of the present invention, as the image forming means, various types of normal image forming means used in projectors (imagers) of head-up display systems can be used. As an example of the image forming means, for example, a fluorescent tube or an LCD (Liquid Crystal Display) using liquid crystal and an LCOS (Liquid Crystal On Silicon) are adopted. As another example of the image forming means, for example, an organic electroluminescence (organic EL) display or the like is adopted. Alternatively, as another example of the image forming means, a DLP (Digital Light Processing) using a DMD (Digital Micro Mirror Device) or the like is adopted.
  • a DLP Digital Light Processing
  • DMD Digital Micro Mirror Device
  • the projection light emitted from the image forming section 20 is then turned into a real image (visible image) by the intermediate image screen 22 .
  • the type of intermediate image screen 22 is not particularly limited, and any known intermediate image screen can be used as appropriate.
  • the projected light that has been formed into an actual image on the intermediate image screen 22 is reflected by the reflecting member 24 and the concave mirror 26 along a predetermined optical path, as described above.
  • the types of the reflecting member 24 and the concave mirror 26 are not particularly limited, and known materials can be used as appropriate. It should be noted that, although the projector 12 illustrated in FIG. 1 uses the reflecting member 24 and the concave mirror 26 as members for changing the optical path of the projection light, the present invention is not limited to this. In other words, the projector of the present invention may not have a concave mirror, and may have only a reflective member as a component that changes the optical path of the projected light, or it may have one or more other light-reflecting elements in addition to the reflective member and concave mirror.
  • the projector of the present invention can be configured using various light reflecting elements as long as it has the reflective member of the present invention.
  • a diffractive reflective element may be used other than the above-mentioned concave mirror. Examples of the diffractive reflective element include a holographic diffraction grating and a surface relief type diffraction grating.
  • the windshield glass 14 refers to window glass and windshield glass of vehicles such as cars and trains, airplanes, ships, motorcycles, and playground equipment.
  • the windshield glass is preferably used as a windshield or windshield glass located in front of the vehicle in the traveling direction.
  • FIG. 8 shows an example of a windshield glass.
  • the windshield glass 14 shown in FIG. 8 includes, in this order, a first glass plate 50, an intermediate film 52, a reflective film 54, a heat seal layer 56, and a second glass plate 58.
  • the reflective film 54 has, from the first glass plate 50 side, a polarization conversion layer 60, a selective reflection layer 62, a retardation layer 64, and a transparent substrate 66 in this order.
  • first glass plate 50 When windshield glass is used in a vehicle, curved glass is often used for the first glass plate 50 and the second glass plate 58. In that case, if the first glass plate 50 is located on the inside of the vehicle and the second glass plate 58 is located on the outside of the vehicle, the first glass plate 50 is arranged with its convex side facing the second glass plate 58, and the second glass plate 58 is arranged with its concave side facing the first glass plate 50.
  • the visible light transmittance of the windshield glass 14 is preferably 70% or more, more preferably more than 70%, further preferably 75% or more, and particularly preferably 80% or more. It is preferable that the above-mentioned visible light transmittance is satisfied at any position on the windshield glass 14, and it is particularly preferable that the above-mentioned visible light transmittance is satisfied at the position where the reflective film 54 is present.
  • Glass plates that are generally used for windshield glass can be used for the glass plates such as the first glass plate 50 and the second glass plate 58.
  • glass plates having a visible light transmittance of 80% or less, such as 73% or 76%, such as green glass with high heat insulating properties may be used.
  • the thickness of the first glass plate 50 and the second glass plate 58 is not particularly limited, but may be about 0.5 to 5.0 mm, preferably 1.0 to 3.0 mm, and more preferably 2.0 to 2.3 mm.
  • the material or thickness of the first glass plate 50 and the second glass plate 58 may be the same or different.
  • the intermediate film 52 prevents glass from penetrating and shattering into the vehicle interior in the event of an accident, and in the example shown in FIG. 8 , it bonds the reflective film 54 and the first glass plate 50 together.
  • interlayer film 52 interlayer film sheet
  • a resin film containing a resin selected from the group consisting of polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate copolymer, and chlorine-containing resin can be used.
  • the above-mentioned resin is preferably the main component of the interlayer film. Note that the main component refers to a component that accounts for 50% or more by mass of the interlayer film.
  • polyvinyl butyral or ethylene-vinyl acetate copolymer is preferred, and polyvinyl butyral is more preferred.
  • the resin is preferably a synthetic resin.
  • Polyvinyl butyral can be obtained by acetalizing polyvinyl alcohol with butyraldehyde.
  • the degree of acetalization of the above-mentioned polyvinyl butyral is preferably 40 to 85%, more preferably 60 to 75%.
  • the thickness of the intermediate film 52 there are no particular limitations on the thickness of the intermediate film 52, and the thickness can be set according to the material it is made of, similar to the intermediate film of known windshield glass.
  • the heat seal layer (adhesive layer) 56 is not particularly limited, and may be, for example, a layer made of a coating type adhesive.
  • the reflective film 54 is attached to the second glass plate 58 by the heat seal layer 56.
  • the embodiment of FIG. 8 shows a heat seal layer, the reflective film may be directly attached to the second glass plate.
  • the type of heat seal layer 56 is not particularly limited, and any known coating type adhesive can be used as long as it can ensure the necessary transparency for the windshield glass 14 and can bond the reflective film 54 and the second glass plate 58 with the necessary adhesion.
  • the heat seal layer 56 may be the same as the intermediate film 52, such as PVB.
  • the heat seal layer 56 may be formed from an adhesive. From the viewpoint of the curing method, adhesives are classified into hot melt type, heat curing type, light curing type, reaction curing type, and pressure sensitive adhesive type that does not require curing.
  • the heat seal layer 56 may be formed using a highly transparent adhesive transfer tape (OCA tape).
  • OCA tape a commercially available product for image display devices, particularly a commercially available product for the surface of the image display part of an image display device, may be used. Examples of commercially available products include adhesive sheets (PD-S1, etc.) manufactured by Panac Corporation, and MHM series adhesive sheets manufactured by Nichiei Kako Co., Ltd.
  • the polarization conversion layer 60 exhibits optical rotation and birefringence for visible light, and converts the polarization state of the incident light.
  • the polarization conversion layer 60 has a function of converting projected P-polarized light (linearly polarized light) into circularly polarized light that is reflected by the cholesteric liquid crystal layer of the selective reflection layer 62.
  • the polarization conversion layer 60 is preferably a layer in which a helical alignment structure of a liquid crystal compound is fixed.
  • the polarization conversion layer 60 is a layer in which the helical orientation structure of a liquid crystal compound is fixed, and that the pitch number x of the helical orientation structure and the film thickness y (unit: ⁇ m) of the polarization conversion layer satisfy all of the following relationship formulas (a) to (c): 0.1 ⁇ x ⁇ 1.0... Formula (a) 0.5 ⁇ y ⁇ 3.0... Formula (b) 3000 ⁇ (1560 ⁇ y)/x ⁇ 50000... Formula (c) One pitch of the helical structure of a liquid crystal compound is one turn of the helix of the liquid crystal compound. That is, one pitch is defined as a state in which the director of the helically aligned liquid crystal compound (the long axis direction in the case of a rod-shaped liquid crystal) rotates 360°.
  • the polarization conversion layer 60 When the polarization conversion layer 60 has a helical structure of a liquid crystal compound, it exhibits optical rotation and birefringence for visible light, which has a shorter wavelength than the reflection peak wavelength in the infrared range. This allows for control of polarization in the visible range.
  • the pitch number x of the helical orientation structure of the polarization conversion layer 60 and the film thickness y of the polarization conversion layer 60 within the above range, it is possible to impart the polarization conversion layer 60 with the function of optically compensating for visible light, or the function of converting linearly polarized light (P-polarized light) incident on the reflective film 54 into circularly polarized light.
  • the liquid crystal compound has a helical structure that satisfies the relational expressions (a) to (c), so that the polarization conversion layer 60 exhibits optical rotation and birefringence for visible light.
  • the pitch P of the helical structure of the polarization conversion layer 60 to a length that corresponds to the pitch P of the cholesteric liquid crystal layer, whose selective reflection center wavelength is in the long-wavelength infrared range, the layer exhibits high optical rotation and birefringence for visible light, which has a short wavelength.
  • the pitch number x of the helical structure of the polarization conversion layer 60 is more preferably 0.1 to 0.8, and the film thickness y is more preferably 0.6 to 2.6 ⁇ m.
  • "(1560 ⁇ y)/x" is more preferably 5000 to 13000.
  • Such a polarization conversion layer 60 can basically be formed in the same way as a known cholesteric liquid crystal layer.
  • a layer in which a helical orientation structure (helical structure) of a liquid crystal compound is fixed is a so-called cholesteric liquid crystal layer, which means a layer in which a cholesteric liquid crystal phase is fixed.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be a layer in which the orientation of the liquid crystal compound in the cholesteric liquid crystal phase is maintained.
  • the cholesteric liquid crystal layer may be a layer in which the polymerizable liquid crystal compound is oriented in the cholesteric liquid crystal phase, polymerized and cured by ultraviolet irradiation, heating, etc., to form a layer with no fluidity, and at the same time, changed to a state in which the orientation form is not changed by an external field or external force.
  • the optical properties of the cholesteric liquid crystal phase are maintained in the layer, and the liquid crystal compound in the layer does not need to exhibit liquid crystallinity anymore.
  • the polymerizable liquid crystal compound may be polymerized by a curing reaction and no longer have liquid crystallinity.
  • the selective reflection layer 62 has three cholesteric liquid crystal layers (68R, 68G, 68B).
  • the three cholesteric liquid crystal layers have different selective reflection center wavelengths.
  • the selective reflection layer 62 has, in this order, a cholesteric liquid crystal layer 68R having a selective reflection center wavelength in the red wavelength region, a cholesteric liquid crystal layer 68G having a selective reflection center wavelength in the green wavelength region, and a cholesteric liquid crystal layer 68B having a selective reflection center wavelength in the blue wavelength region.
  • each cholesteric liquid crystal layer is in direct contact with any of the other cholesteric liquid crystal layers.
  • a cholesteric liquid crystal layer is a layer in which liquid crystal compounds are fixed in a helical oriented state of the cholesteric liquid crystal phase, and it reflects light with a selective reflection center wavelength according to the pitch of the helical structure, and transmits light in other wavelength ranges.
  • cholesteric liquid crystal layers exhibit selective reflectivity for either left-handed or right-handed circularly polarized light at specific wavelengths.
  • the selective reflection layer 62 has three cholesteric liquid crystal layers with different selective reflection center wavelengths, but this is not limited to this, and the selective reflection layer 62 may have one cholesteric liquid crystal layer, or two or four or more cholesteric liquid crystal layers.
  • the total thickness of the selective reflection layer 62 is preferably 0.4 to 2.0 ⁇ m, more preferably 0.6 to 1.8 ⁇ m, and even more preferably 0.8 to 1.4 ⁇ m.
  • the retardation layer 64 changes the state of the incident polarized light by imparting a phase difference (optical path difference) to two orthogonal polarized light components.
  • the front retardation of the retardation layer 64 may be set to a retardation that provides optical compensation.
  • the retardation layer 64 preferably has a front retardation of 50 to 160 nm at a wavelength of 550 nm.
  • the angle of the slow axis of the retardation layer 64 is 10 to 50° or ⁇ 50 to ⁇ 10°.
  • the retardation layer 64 converts linearly polarized light into circularly polarized light
  • the retardation layer 64 is preferably configured to provide an in-plane retardation of ⁇ /4, and may be configured to provide an in-plane retardation of 3 ⁇ /4.
  • the angle of the slow axis of the retardation layer 64 may be arranged so as to be oriented in such a way that it converts the incident linearly polarized light into circularly polarized light.
  • the retardation layer 64 preferably has an in-plane retardation in the range of 100 to 450 nm at a wavelength of 550 nm, more preferably in the range of 120 to 200 nm or 300 to 400 nm.
  • the type of retardation layer 64 is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • the retardation layer 64 include a stretched polycarbonate film, a stretched norbornene-based polymer film, a transparent film containing and oriented inorganic particles having birefringence such as strontium carbonate, a thin film formed by obliquely depositing an inorganic dielectric on a support, a film in which a polymerizable liquid crystal compound is uniaxially oriented and oriented, and a film in which a liquid crystal compound is uniaxially oriented and oriented.
  • the thickness of the retardation layer 64 is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 300 ⁇ m, more preferably 0.5 to 150 ⁇ m, and even more preferably 1.0 to 80 ⁇ m.
  • the transparent base material 66 can also be used as a substrate when the selective reflection layer 62 is formed.
  • the transparent substrate 66 used for forming the selective reflection layer 62 may be a temporary support that is peeled off after the selective reflection layer 62 is formed.
  • the material of the transparent substrate 66 is not particularly limited, and examples include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylic resins, epoxy resins, polyurethanes, polyamides, polyolefins, cellulose derivatives, and plastic films such as silicone.
  • PET polyethylene terephthalate
  • acrylic resins acrylic resins
  • epoxy resins epoxy resins
  • polyurethanes polyamides
  • polyolefins polyolefins
  • cellulose derivatives cellulose derivatives
  • plastic films such as silicone.
  • the thickness of the transparent substrate 66 should be approximately 5.0 to 1000 ⁇ m, preferably 10 to 250 ⁇ m, and more preferably 15 to 90 ⁇ m.
  • the windshield glass may include a first glass plate and a second glass plate, and further include a ⁇ /2 plate disposed between the first glass plate and the second glass plate.
  • the windshield glass including the above-mentioned ⁇ /2 plate if projection light is incident from the first glass plate side, the projection light that passes through the first glass plate and enters the ⁇ /2 plate is converted from S-polarized light to P-polarized light and then passes through the second glass plate as is, thereby reducing double images.
  • the head-up display system of the present invention can be applied to various applications. For example, there is an in-vehicle head-up display system.
  • a glass substrate (Corning EAGLE) was prepared as a support.
  • the following coating solution for forming an alignment film was applied onto the support by spin coating.
  • the support on which the coating film of the coating solution for forming an alignment film was formed was dried on a hot plate at 60° C. for 60 seconds to form an alignment film P-1.
  • the obtained alignment film P-1 was irradiated with light in a specific method of performing two exposures as described in FIGS. 4 to 7.
  • the transmission axis of the polarizer and the transmittance of the mask used were adjusted so as to obtain a retardation layer 1 exhibiting the characteristics described below.
  • the transmission axis of the polarizer (wire grid) in the first exposure was located at a position rotated 30° counterclockwise with respect to the direction of the arrow indicating the transmittance distribution of the mask 44A, the first exposure was irradiated with ultraviolet light, and the exposure amount was 100 mJ/cm 2.
  • the transmission axis of the polarizer (wire grid) in the second exposure was located at a position rotated 30° clockwise with respect to the direction of the arrow indicating the transmittance distribution of the mask 44B, the second exposure was irradiated with ultraviolet light, and the exposure amount was 100 mJ/cm 2 .
  • Mixture 1 100 parts by weight Fluorine-based horizontal alignment agent 1 (alignment control agent 1): 0.05 parts by weight Fluorine-based horizontal alignment agent 2 (alignment control agent 2): 0.01 parts by weight Polymerization initiator IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF) 1.0 part by mass of solvent (methyl ethyl ketone) - amount to give a solute concentration of 20% by mass
  • the coating liquid for forming a retardation layer was dropped onto the alignment film P-1 that had been subjected to the exposure treatment obtained above, and spin-coated to a film thickness of about 1.5 ⁇ m, and then dried to obtain a coating film of the coating liquid for forming a retardation layer.
  • the obtained support with the coating film was then placed on a hot plate at 50° C., and the coating film was irradiated with ultraviolet light for 6 seconds using an electrodeless lamp "D bulb" (60 mW/cm 2 ) manufactured by Fusion UV Systems in an environment with an oxygen concentration of 1000 ppm or less, thereby fixing the liquid crystal phase. This resulted in obtaining a retardation layer 1 whose thickness was adjusted to obtain the desired in-plane retardation.
  • the in-plane retardation of the center of the prepared retardation layer 1 and the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound were measured by AxoScan, and were 276 nm and 90°. Furthermore, the in-plane retardation of the left end of the prepared retardation layer 1 and the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound were 276 nm and 95°, and the in-plane retardation of the right end of the prepared retardation layer 1 and the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound were 276 nm and 85°.
  • the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound changed (rotated) continuously in the direction from one end (left end) of the retardation layer 1 to the other end (right end) (see FIG. 2).
  • the rotation angle of the molecular axis of the liquid crystal compound was 10°.
  • the direction (azimuth angle) of the molecular axis of the liquid crystal compound is a value expressed under the condition that the above-mentioned reference direction is 90° and the angle of the azimuth angle increases in the direction of counterclockwise rotation with respect to the reference direction when observing the retardation layer from the windshield glass side.
  • retardation layers 2 to 7 were produced in the same manner as the retardation layer 1.
  • the characteristics of each retardation layer are shown in the table below.
  • the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound continuously changes (rotates) in the direction from one end (left end) to the other end (right end) of each layer.
  • the retardation layers C1 to C3 were prepared by a known method, and the directions of the molecular axes of the liquid crystal compounds in the retardation layers C1 to C3 were the same.
  • a 40 ⁇ m thick cellulose acylate film was produced by the same production method as in Example 20 of International Publication No. 2014/112575.
  • UV-531 manufactured by Teisei Kako Co., Ltd. was added to this cellulose acylate film as an ultraviolet absorbent. The amount added was 3 phr (per hundred resin).
  • the prepared cellulose acylate film was passed through a dielectric heating roll at a temperature of 60° C., and the surface temperature of the film was raised to 40° C.
  • an alkaline solution having the composition shown below was applied to one side of the film with a coating amount of 14 mL/ m2 using a bar coater, and the film was allowed to remain under a steam type far-infrared heater (manufactured by Noritake Co., Ltd.) heated to 110° C. for 10 seconds.
  • 3 mL/m 2 of pure water was applied using the same bar coater.
  • washing with water using a fountain coater and draining with an air knife were repeated three times, and then the film was allowed to stay in a drying zone at 70° C. for 5 seconds and dried to prepare a saponified cellulose acylate film.
  • the in-plane retardation of the saponified cellulose acylate film was measured by AxoScan and found to be 1 nm.
  • a coating solution for forming an alignment layer having the composition shown below was applied by a wire bar coater at 24 mL/m 2 , and dried with hot air at 100° C. for 120 seconds.
  • the cellulose acylate film having the alignment layer formed thereon was used as a support (transparent substrate).
  • One surface of the support facing the alignment film was subjected to a rubbing treatment (rayon cloth, pressure: 0.1 kgf (0.98 N), rotation speed: 1000 rpm (revolutions per minute), conveying speed: 10 m/min, number of reciprocations: 1 time) in a direction rotated 45° clockwise from the long side direction of the support.
  • the above-mentioned coating liquid for forming a retardation layer was applied to the rubbed surface of the alignment film on the support using a wire bar, and then dried to obtain a coating film of the coating liquid for forming a retardation layer.
  • the support with the coating film thus obtained was then placed on a hot plate at 50° C., and the coating film was irradiated with ultraviolet light for 6 seconds using an electrodeless lamp “D bulb” (60 mW/cm 2 ) manufactured by Fusion UV Systems in an environment with an oxygen concentration of 1000 ppm or less, thereby fixing the liquid crystal phase. In this way, a retardation layer with a thickness adjusted to obtain the desired in-plane retardation was obtained.
  • the in-plane retardation of the produced retardation layer was measured by AxoScan and found to be 126 nm.
  • the following cholesteric liquid crystal layer forming coating solution (B1) was applied to the surface of the obtained retardation layer at room temperature using a wire bar so that the thickness of the dried film after drying would be 0.3 ⁇ m, thereby obtaining a coating film.
  • the coating film was dried at room temperature for 30 seconds, and then heated for 2 minutes in an atmosphere at 85° C. Thereafter, in an environment with an oxygen concentration of 1000 ppm or less, the coating film was irradiated with ultraviolet light at an output of 60% for 6 to 12 seconds using a D bulb (90 mW/cm lamp) manufactured by Fusion Co., Ltd. at 60° C. to fix the cholesteric liquid crystal phase, thereby obtaining a cholesteric liquid crystal layer B1 having a thickness of 0.3 ⁇ m.
  • Mixture 1 100 parts by mass Fluorine-based horizontal alignment agent 1 (alignment control agent 1): 0.05 parts by mass Fluorine-based horizontal alignment agent 2 (alignment control agent 2): 0.02 parts by mass
  • Right-handed chiral agent LC756 (manufactured by BASF)
  • Polymerization initiator IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF) 1.0 part by mass of solvent (methyl ethyl ketone) - amount to give a solute concentration of 20% by mass
  • a coating solution (G1) for forming a cholesteric liquid crystal layer was prepared by mixing the same components as those in the coating solution (B1) for forming a cholesteric liquid crystal layer, except that the amount of the right-handed chiral dopant LC756 used in the coating solution (B1) for forming a cholesteric liquid crystal layer was adjusted so that the selective reflection center wavelength of the resulting cholesteric liquid crystal layer was 680 nm.
  • a coating solution (R1) for forming a cholesteric liquid crystal layer was prepared by mixing the same components as those in the coating solution (B1) for forming a cholesteric liquid crystal layer, except that the amount of the right-handed chiral dopant LC756 used in the coating solution (B1) for forming a cholesteric liquid crystal layer was adjusted so that the selective reflection center wavelength of the resulting cholesteric liquid crystal layer was 820 nm.
  • the coating liquid for forming a polarization conversion layer was further applied to the surface of the obtained cholesteric liquid crystal layer so as to have a target film thickness, thereby forming a polarization conversion layer, and thus a reflective film was produced.
  • the polarization conversion layer was formed in the same manner as the above-mentioned cholesteric liquid crystal layer.
  • the pitch number, film thickness, and selective reflection center wavelength of the polarization conversion layer were 0.265, 1.7 ⁇ m, and 10,000 nm, respectively.
  • Mixture 1 100 parts by mass Fluorine-based horizontal alignment agent 1 (alignment control agent 1): 0.05 parts by mass Fluorine-based horizontal alignment agent 2 (alignment control agent 2): 0.02 parts by mass
  • Right-handed chiral agent LC756 (manufactured by BASF)
  • Polymerization initiator IRGACURE OXE01 (manufactured by BASF) 1.0 part by mass of solvent (methyl ethyl ketone) - amount to give a solute concentration of 20% by mass
  • a first glass plate (manufactured by Central Glass Co., Ltd., FL2, visible light transmittance 90%) having a size of 300 mm length x 300 mm width and a thickness of 2 mm was prepared.
  • a PVB film having a thickness of 0.76 mm manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was prepared as an intermediate film.
  • PVB sheet piece S-LEC Film, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • Butanol 4.75 parts by weight The coating liquid for forming a heat seal layer was applied to the support (transparent substrate) side of the reflective film using a wire bar, and then dried and heat-treated at 50°C for 1 minute to obtain a heat seal layer with a thickness of 1 ⁇ m.
  • each component was laminated so as to have a configuration of second glass plate/heat seal layer/transparent substrate/retardation layer/selective reflection layer/polarization conversion layer/interlayer/first glass plate, and this laminate was held at 90° C. and 10 kPa (0.1 atm) for one hour, and then heated in an autoclave (manufactured by Kurihara Manufacturing Co., Ltd.) at 115° C. and 1.3 MPa (13 atm) for 20 minutes to remove air bubbles, thereby obtaining windshield glass 1.
  • the windshield glass 1 can reflect P-polarized light.
  • a ⁇ /2 plate was produced in the same manner as above, except that the thickness was adjusted so that the in-plane retardation was from 126 nm to 276 nm.
  • each component was laminated so as to have a configuration of second glass plate/heat seal layer/transparent substrate/retardation layer/interlayer film/first glass plate, and this laminate was held at 90° C. and 10 kPa (0.1 atm) for one hour, and then heated in an autoclave (manufactured by Kurihara Manufacturing Co., Ltd.) at 115° C. and 1.3 MPa (13 atm) for 20 minutes to remove air bubbles, thereby obtaining a windshield glass 2.
  • the windshield glass 2 can reflect S-polarized light.
  • the angle ⁇ 1 between the direction of light emitted from the center of the iPad (registered trademark) 72 through the retardation layer 74 and the normal direction of the windshield glass 70, and the angle ⁇ 2 between the direction of light reflected by the windshield glass 70 and the normal direction of the windshield glass 70 are both 65°
  • the angle ⁇ 3 between the direction of light emitted from the end of the retardation layer 74 shown in Fig. 10 and reflected by the windshield glass 70 toward the observer OB and the normal direction of the windshield glass 70 is 10° or 15°
  • the retardation layer 1 was arranged so that the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound at the end of the retardation layer 74 on the left side of the paper shown in FIG.
  • retardation layer 10 was 95° as described above, and the direction of the molecular axis of the liquid crystal compound at the end of the retardation layer 74 on the left side of the paper shown in FIG. 10 was 85°.
  • retardation layers 2 to 7 and C1 to C3 were used, respectively, and the type of windshield glass was changed, and evaluation systems 2 to 7 and C1 to C3 were produced in the same manner as evaluation system 1.
  • the arrangement directions of the retardation layers 2 to 7 and C1 to C3 were in accordance with Table 1 described later.
  • the polarized light emitted from the iPad (registered trademark) is circularly polarized light, and a ⁇ /4 film is sandwiched between the iPad (registered trademark) and the retardation layer so that the polarized light incident on the retardation layer is appropriately S-polarized, P-polarized, or circularly polarized light.
  • the column “in-plane retardation [nm]” indicates the in-plane retardation (nm) of each retardation layer at a wavelength of 550 nm.
  • the column “Average direction angle [°]” indicates the angle (°) of the average direction of the molecular axis orientation of the liquid crystal compound in the retardation layer.
  • the column “Angle at left end [°]” indicates the angle (°) of the molecular axis of the liquid crystal compound located at the left end of the retardation layer (the end of the retardation layer 74 on the left side of the paper in Figure 10).
  • the column “Angle at right end [°]” indicates the angle (°) of the molecular axis of the liquid crystal compound located at the right end of the retardation layer (the end of the retardation layer 74 on the right side of the paper in Figure 10).
  • the above angles are values expressed under the condition that the reference direction is 90° and the azimuth angle increases in the counterclockwise direction relative to the reference direction when observing the retardation layer from the windshield glass side.
  • the "Angle difference [°]” column indicates the difference between the value in the "Angle at left end [°]” column and the angle in the "Angle at right end [°]” column.
  • the "light source” column indicates the type of light emitted to the retardation layer.
  • the head-up display system incorporating the retardation layer of the present invention exhibited the desired effects.
  • a comparison between Examples 2 and 5 shows that when the in-plane retardation of the retardation layer at a wavelength of 550 nm is 210 to 340 nm, a more excellent effect is obtained.
  • a comparison of Examples 2 to 4 shows that a more excellent effect was obtained when the angle difference was 7 to 15°.
  • Example 6 by comparing Example 6 with the other Examples, a more excellent effect was obtained when the light emitted to the retardation layer was P-polarized or S-polarized.
  • Head-up display system 12 Projector 14, 70 Windshield glass 16, 74 Retardation layer 18 Molecular axis 20 Image forming section 22 Intermediate image screen 24 Reflection member 26 Concave mirror 30 Dashboard 32 Transmissive window 34 Light source 36 Polarizing plate 38 Optical deflector 40 Optical alignment film 42A, 42B Polarizer 44A, 44B Mask 50 First glass plate 52 Intermediate film 54 Reflection film 56 Heat seal layer 58 Second glass plate 60 Polarization conversion layer 62 Selective reflection layer 64 Retardation layer 66 Transparent substrate 68R, 68G, 68B Cholesteric liquid crystal layer 72 iPad (registered trademark)

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Abstract

本発明は、ヘッドアップディスプレイシステムに組み込まれた際に、二重像の発生が抑制される、位相差層、並びに、プロジェクターおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供する。本発明の位相差層は、ヘッドアップディスプレイシステム中の投影光を出射する光源と、光源より出射された投影光が照射されるウインドシールドガラスとの間に配置される、位相差層であって、位相差層が、液晶化合物を含み、液晶化合物の分子軸の向きが位相差層の面内の一方向に沿って連続的または段階的に変化している。

Description

位相差層、プロジェクター、ヘッドアップディスプレイシステム
　本発明は、位相差層、プロジェクター、および、ヘッドアップディスプレイシステムに関する。
　スクリーン上に各種の画像および文字情報等を投影する画像投影システムが、広く用いられている。
　例えば、特許文献１においては、車載用ディスプレイの一つとして、プロジェクターによりウインドガラス上等に各種の情報を画像として投影し運転者に伝える、いわゆるヘッドアップディスプレイシステムが開発されている。
特開平３－２０９２１０号公報
　昨今、ヘッドアップディスプレイシステムにおいては、画像表示に利用可能な角度範囲である画角を大きくすることが望まれている。つまり、ヘッドアップディスプレイシステムにおいて、ウインドシールドガラスにおける投影光の照射領域の拡大が望まれている。
　本発明者らは、特許文献１に記載されるヘッドアップディスプレイシステムに関して画角を大きくした際に、二重像の発生がより顕著となり、その改善が必要であること知見した。
　本発明は、上記実情に鑑みて、ヘッドアップディスプレイシステムに組み込まれた際に、二重像の発生が抑制される、位相差層を提供することを課題とする。
　また、本発明は、プロジェクターおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供することも課題とする。
　本発明者らは、以下の構成により上記課題を解決できることを見出した。
（１）　ヘッドアップディスプレイシステム中の投影光を出射する光源と、光源より出射された投影光が照射されるウインドシールドガラスとの間に配置される、位相差層であって、
　位相差層が、液晶化合物を含み、
　液晶化合物の分子軸の向きが位相差層の面内の一方向に沿って連続的または段階的に変化している、位相差層。
（２）　波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが１００～５００ｎｍであり、
　一方向における一端に位置する液晶化合物の分子軸と、一方向における他端に位置する液晶化合物の分子軸とのなす角度が、３～４０°である、（１）に記載の位相差層。
（３）　波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが２１０～３４０ｎｍであり、
　一方向における一端に位置する液晶化合物の分子軸と、一方向における他端に位置する液晶化合物の分子軸とのなす角度が、７～１５°である、（１）または（２）に記載の位相差層。
（４）　投映光を出射する光源と、（１）～（３）のいずれかに記載の位相差層とを含む、ヘッドアップディスプレイシステム用のプロジェクター。
（５）　投映光を出射する光源を含むプロジェクターと、
　光源より出射された投影光が照射されるウインドシールドガラスと、
　光源とウインドシールドガラスとの間に配置される、（１）～（３）のいずれかに記載の位相差層と、を含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
（６）　ウインドシールドガラスがＰ偏光を反射し、
　プロジェクターがＰ偏光の投影光を照射する、（５）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
（７）　ウインドシールドガラスがＳ偏光を反射し、
　プロジェクターがＳ偏光の投影光を照射する、（５）に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
　本発明によれば、ヘッドアップディスプレイシステムに組み込まれた際に、二重像の発生が抑制される、位相差層を提供できる。
　また、本発明によれば、プロジェクターおよびヘッドアップディスプレイシステムを提供できる。
ヘッドアップディスプレイシステムの一例を示す図である。 位相差層中の液晶化合物の分子軸の向き（方向）を示す図である。 位相差層が配置されていない従来のヘッドアップディスプレイシステムの一例を示す図である。 光配向膜に対する露光方法を説明するための図である。 使用される偏光子を説明するための図である。 光配向膜に対する露光方法を説明するための図である。 使用される偏光子を説明するための図である。 ウインドシールドガラスの一例を示す図である。 評価用システムの構成を説明するための図である。 評価用システムの構成を説明するための図である。
　以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の位相差層、プロジェクターおよびヘッドアップディスプレイシステムを詳細に説明する。
　なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
　なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、ε1が数値α1～数値β1とは、ε1の範囲は数値α1と数値β1を含む範囲であり、数学記号で示せばα1≦ε1≦β1である。
　「具体的な数値で表された角度」、「平行」、「水平」、「垂直」および「直交」等の角度は、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。具体的には、厳密な角度±１０°以下の範囲内であること等を意味し、厳密な角度との誤差は、７°以下であることが好ましく、５°以下であることがより好ましい。
　また、「同一」とは該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、「全面」等も該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
　「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。可視光は電磁波のうち、ヒトの目で見える波長の光であり、通常、３８０～７８０ｎｍの波長域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長領域または７８０ｎｍを超える波長領域の光である。
　また、これに制限されるものではないが、可視光のうち、４２０～４９０ｎｍの波長領域の光は青色（Ｂ）光であり、４９５～５７０ｎｍの波長領域の光は緑色（Ｇ）光であり、６２０～７５０ｎｍの波長領域の光は赤色（Ｒ）光である。
　「可視光線透過率」はＪＩＳ（日本工業規格）　Ｒ　３２１２：２０１５（自動車用安全ガラス試験方法）において定められたＡ光源可視光線透過率とする。すなわち、Ａ光源を用い分光光度計にて、波長３８０～７８０ｎｍの範囲の各波長の透過率を測定し、ＣＩＥ（国際照明委員会）の明順応標準比視感度の波長分布および波長間隔から得られる重価係数を各波長での透過率に乗じて加重平均することによって求められる透過率である。
　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。
　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し、Ｓ偏光は光の入射面と直交する方向に振動する偏光を意味する。入射面は反射面（ウインドシールドガラス表面等）に垂直で入射光線と反射光線と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り、Ｓ偏光は電場ベクトルの振動面が入射面に垂直である。
　面内レタデーション（面内位相差）はＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓ（アクソメトリクス）社製のＡｘｏＳｃａｎを用いて測定した値である。特に言及のないときは、測定波長は５５０ｎｍとする。なお、面内レタデーションは、可視光波長域内の波長の光をフィルム法線方向（位相差層の表面の法線方向）に入射させて測定した値を用いる。
　「投映像（projection image）」は、前方等の周囲の風景ではない、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、観察者から見てウインドシールドガラスの先に浮かび上がって見える虚像として、観察者に視認される。
　「画像（screen image）」はプロジェクターの描画デバイスに表示される像、または、描画デバイスにより中間像スクリーン等に描画される像を意味する。投影像が虚像であるのに対して、画像は実像である。
　画像および投映像は、いずれも単色の像であっても、２色以上の多色の像であっても、フルカラーの像であってもよい。
　本発明の特徴点としては、後述するように、液晶化合物の分子軸が所定の方向に配置されている位相差層を使用している点が挙げられる。
　図１に、本発明のヘッドアップディスプレイシステムの一例を示す。
　図１に示す、本発明のヘッドアップディスプレイシステム１０は、車載型のヘッドアップディスプレイシステムであり、ヘッドアップディスプレイシステム用のプロジェクター１２と、ウインドシールドガラス１４と、プロジェクター１２とウインドシールドガラス１４との間に配置された位相差層１６とを有する。
　図１に例示されるヘッドアップディスプレイシステム用のプロジェクター１２は、画像形成部２０と、中間像スクリーン２２と、反射部材２４と、凹面ミラー２６と、を有する。以下の説明では、ヘッドアップディスプレイシステム用のプロジェクター１２を、単に「プロジェクター」とも称す。
　図１に例示されるヘッドアップディスプレイシステム１０では、プロジェクター１２が投映した投映光は、ダッシュボード３０に設けられた透過窓３２と、透過窓３２に設けられた位相差層１６と、を透過して、ウインドシールドガラス１４に投映され、観察者ＯＢによって観察される。
　なお、通常のヘッドアップディスプレイシステムと同様に、図１に例示される例では、観察者ＯＢは、ウインドシールドガラス１４に投映された像を、ウインドシールドガラス１４越しに虚像として観察する。
　図１においては、プロジェクター１２はＰ偏光の投影光を照射し、ウインドシールドガラス１４はＰ偏光を反射する。
　本発明は図１の態様に限定されず、プロジェクターがＳ偏光の投影光を照射し、ウインドシールドガラスがＳ偏光を反射する態様であってもよい。
　以下、ヘッドアップディスプレイシステム１０の各部材について詳述する。
　まず、ヘッドアップディスプレイシステム１０の特徴点である位相差層１６について詳述する。
＜位相差層＞
　上述したように、位相差層１６は、プロジェクター１０中の投影光を出射する光源３４と、光源３４より出射された投映光が照射されるウインドシールドガラス１４との間に配置される。つまり、位相差層１６は、プロジェクター１０中の投影光を出射する光源３４と、光源３４より出射された投映光が照射されるウインドシールドガラス１４との間の投影光の光路上に配置される。
　なお、図１において、位相差層１６は透過窓３２上に配置されているが、プロジェクター中の投影光を出射する光源と、光源より出射された投映光が照射されるウインドシールドガラスとの間に配置されていれば、この態様に限定されない。つまり、光源とウインドシールドガラスとの間の投影光の光路上にあればよい。
　また、位相差層は、プロジェクター内に配置されていてもよい。
　図２に、図１の白矢印方向から観察した位相差層１６の平面図を示す。図２の紙面下側が、図１の観察者ＯＢ側に該当する。つまり、図２の紙面下側が車内側に位置する。
　図２に示すように、位相差層１６は液晶化合物ＬＣを含み、液晶化合物ＬＣの分子軸１８の向きが、矢印Ｘで示す一方向において時計回りに連続的に回転しながら変化している。なお、図２においては、液晶化合物ＬＣの分子軸１８の向きが時計回りに回転しているが、本発明はこの態様には限定されず、反時計回りに回転してもよい。
　なお、液晶化合物ＬＣの分子軸１８とは、液晶化合物ＬＣにおいて屈折率が最も高くなる軸である。例えば、液晶化合物ＬＣが水平配向している棒状液晶化合物である場合には、分子軸は、棒形状の長軸方向に沿っている。また、液晶化合物ＬＣが垂直配向している円盤状液晶化合物である場合には、分子軸は、円盤の厚み方向と直交する方向に沿っている。
　位相差層１６に含まれる液晶化合物ＬＣは、矢印Ｘ方向と直交するＹ方向、すなわち分子軸１８が連続的に回転する一方向と直交するＹ方向では、分子軸１８の向きが等しい液晶化合物ＬＣが配列されている。
　言い換えれば、位相差層１６に含まれる液晶化合物ＬＣにおいて、Ｙ方向に配列される液晶化合物ＬＣ同士では、分子軸１８の向きと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。
　図２においては、矢印Ｘ方向において、液晶化合物ＬＣの分子軸が連続的に回転（変化）する態様を示すが、本発明はこの態様に限定されず、段階的に回転（変化）する態様であってもよい。
　位相差層１６の矢印Ｘ方向における一端に位置する液晶化合物の分子軸と、位相差層１６の矢印Ｘ方向における他端に位置する液晶化合物の分子軸とのなす角度は特に制限されないが、本発明の位相差層を含むヘッドアップディスプレイシステムにおいて二重像の発生がより抑制される点（以下、単に「本発明の効果がより優れる点」ともいう。）で、３～４０°が好ましく、７～１５°がより好ましい。
　言い換えれば、位相差層１６の矢印Ｘ方向（分子軸１８が連続的に回転する一方向）における一端から他端までの液晶化合物の分子軸の回転角度は、３～４０°が好ましく、７～１５°がより好ましい。
　位相差層１６の波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションは特に制限されないが、本発明の効果がより優れる点で、１００～５００ｎｍが好ましく、２１０～３４０ｎｍがより好ましい。
　上記のような位相差層１６を用いると所望の効果が得られる理由を以下に示す。
　図３は、位相差層１６が配置されていない従来のヘッドアップディスプレイシステムの構成を示す図である。
　ヘッドアップディスプレイシステムにおいては、図３の実線の矢印で示すように、プロジェクターの透過窓３２の端部付近からウインドシールドガラス１４の照射領域Ｒに照射されて、破線の矢印で示すように、観察者ＯＢ側に向かって反射される光が存在する。ヘッドアップディスプレイシステムにおいて画角が大きくなると、透過窓３２の端部付近からウインドシールドガラス１４の照射領域Ｒへの照射角度をより傾ける必要が生じる。このような画角が大きい態様において、例えば、Ｐ偏光の投影光を透過窓３２の中心付近からウインドシールドガラス１４に向かって照射すると、照射される投映光はＰ偏光の状態としてウインドシールドガラス１４に照射される。一方で、透過窓３２の端部付近からウインドシールドガラス１４に照射される投影光に関しては、図３に示すように照射角度がより斜めとなりウインドシールドガラス１４に投影光が照射された際には、Ｐ偏光とＳ偏光とが混在したような光がウインドシールドガラス１４に照射されることになる。そのため、二重像の発生につながる。
　それに対して、図１に示す、本発明の位相差層１６を含むヘッドアップディスプレイシステム１０においては、図２に示すように、位相差層１６中の液晶化合物ＬＣの分子軸が変化しており、透過窓３２の端部付近から位相差層１６を通過してウインドシールドガラス１４に照射される投影光の偏光方向を調整している。例えば、図１に示す態様においては、Ｐ偏光である投映光が位相差層１６を通過した際にその偏光方向が調整され、ウインドシールドガラス１４に照射される際にＰ偏光として照射されるようになっている。そのため、二重像の発生が抑制されている。
　Ｐ偏光を投映光とする図１および２においては、ウインドシールドガラスの表面における鉛直方向下側に対応する方向を位相差層の表面に投影した方向（図２中の白矢印の方向）（以下、単に「基準方向」ともいう。）を方位角９０°とし、かつ、ウインドシールドガラス側から位相差層を観察して基準方向に対して反時計回りに回転する方向に方位角の角度が増加するとした際に、位相差層１６の液晶化合物の分子軸１８の平均方向が方位角９０°に位置しているが、この態様には限定されず、方位角８０～１００°の範囲内に位置することが好ましい。
　なお、図２においては、位相差層１６の矢印Ｘ方向（分子軸１８が連続的に回転する一方向）の中心位置における液晶化合物１８の分子軸と、基準方向（矢印Ｘ方向と９０°をなす方向に該当）とのなす角度が０°であるが、上記なす角度は０～５°が好ましい。
　なお、ウインドシールドガラス１４の表面における鉛直方向下側とは、図１に示す矢印で示されるＺ方向であり、ウインドシールドガラス１４の表面に沿った方向になる。この図１に示すＺ方向を位相差層１６の表面に投影した方向を方位角９０°として、液晶化合物の分子軸の向きの方向を規定する。
　なお、位相差層中の液晶化合物の分子軸の平均方向とは、変化している液晶化合物の分子軸の向きを平均した方向である。
　また、投映光がＳ偏光である場合、位相差層１６の液晶化合物の分子軸１８の平均方向は、基準方向を方位角９０°とし、かつ、ウインドシールドガラス側から位相差層を観察して基準方向に対して反時計回りに回転する方向に方位角の角度が増加するとした際に、方位角３５～５５°の範囲に位置することが好ましい。
　位相差層１６中の液晶化合物ＬＣの分子軸１８の向きが連続的または段階的に変化している一方向と、基準方向とのなす角度は、８０～１００°であることが好ましい。
　位相差層１６の膜厚は特に制限されず、上述した面内レタデーションの範囲となるように調整されることが好ましい。なかでも、０．６～３．０μｍが好ましく、１．２～２．０μｍがより好ましい。
　位相差層１６は、液晶化合物ＬＣを含む。
　液晶化合物としては、高分子液晶化合物および低分子液晶化合物のいずれも用いることができる。
　ここで、「高分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有する液晶化合物のことをいう。
　また、「低分子液晶化合物」とは、化学構造中に繰り返し単位を有さない液晶化合物のことをいう。
　液晶化合物としては、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。
　位相差層１６中の液晶化合物は、固定されていてもよい。
　また、位相差層１６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、重合性液晶化合物を用いて位相差層１６を形成した際には、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。
　位相差層１６としては、重合性液晶化合物を含む組成物を用いて形成された層であることが好ましい。
　重合性液晶化合物とは、重合性基を有する液晶化合物である。
　重合性基としては、例えば、不飽和重合性基、エポキシ基、および、アジリジニル基が挙げられ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。
　位相差層１６の製造方法は特に制限されず、公知の方法を使用できる。
　例えば、配向膜上に液晶化合物を含む位相差層形成用組成物を塗布して塗膜を形成する工程（以下、「塗膜形成工程」ともいう。）と、上記塗膜に含まれる液晶化合物を配向させる工程（以下、「配向工程」ともいう。）と、をこの順に備える方法が好ましい。
　以下、各工程について説明する。
　塗膜形成工程は、配向膜上に位相差層形成用組成物を塗布して塗膜を形成する工程である。
　位相差層形成用組成物には、液晶化合物が含まれる。上述したように、液晶化合物は、重合性液晶化合物であってもよい。
　位相差層形成用組成物には、液晶化合物以外の成分（例えば、溶媒、重合開始剤等）が含まれていてもよい。
　位相差層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコーティング法、グラビア印刷法、スピンコート法、ワイヤーバーコーティング法、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、スプレー法、および、インクジェット法等の公知の方法が挙げられる。
　配向膜は、位相差層形成用組成物に含まれ得る液晶化合物を配向させる膜であれば、どのような膜でもよい。
　有機化合物（好ましくはポリマー）の膜表面へのラビング処理、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、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。さらに、電場の付与、磁場の付与あるいは光照射により、配向機能が生じる配向膜も知られている。なかでも、配向の均一性の点からは光照射により形成する光配向膜も好ましい。
　光配向膜としては、アゾベンゼン色素またはポリビニルシンナメート等を含む光配向膜が用いられる。
　光配向膜に液晶化合物を配向させるための配向パターンを付与する方法としては、公知の露光処理が挙げられる。なかでも、透過率が異なる領域を有するマスクと、偏光子（例えば、ワイヤーグリッド）とを組み合わせて露光する方法（以下、単に「特定方法」ともいう。）が挙げられる。以下、特定方法の一例について詳述する。
　特定方法にて、図２に示すような液晶化合物の分子軸の配置となる液晶層を形成し得る配向パターンを有する配向膜を製造するためには、光配向膜に対して２回の露光を実施する。まず、１回目の露光としては、図４に示すように、光配向膜４０上に、偏光子４２Ａおよびマスク４４Ａを配置して、白矢印に示す方向から露光を行う。偏光子４２Ａの透過軸は、図４の紙面手前奥方向に対して、反時計回りに所定の角度回転した方向に位置する。より具体的には、図５は図４の白矢印の方向から偏光子４２Ａを観察した図であり、破線で示す矢印が図４の紙面手前方向に該当し、実線で示す矢印が偏光子４２Ａの透過軸に該当する。また、マスク４４Ａは、図４に示す矢印の方向に向かって透過率が増加しているマスクである。１回目の露光を行うと、光配向膜４０に偏光子４２Ａの透過軸方向に沿った光が照射される。ただし、マスク４４Ａの透過率分布に応じて、光配向膜４０の図４の紙面左側領域において、より強い露光がなされる。
　次に、２回目の露光としては、図６に示すように、１回目の露光がなされた光配向膜４０上に、偏光子４２Ｂおよびマスク４４Ｂを配置して、白矢印に示す方向から露光を行う。偏光子４２Ｂの透過軸は、図６の紙面手前奥方向に対して、時計回りに所定の角度回転した方向に位置する。より具体的には、図７は図６の白矢印の方向から偏光子４２Ｂを観察した図であり、破線で示す矢印が図６の紙面手前方向に該当し、実線で示す矢印が偏光子４２Ｂの透過軸に該当する。また、マスク４４Ｂは、図６に示す矢印の方向に向かって透過率が増加しているマスクである。２回目の露光を行うと、光配向膜４０に偏光子４２Ｂの透過軸方向に沿った光が照射される。ただし、マスク４４Ｂの透過率分布に応じて、光配向膜４０の図６の紙面右側領域において、より強い露光がなされる。
　上記のような２回の露光がなされると、光配向膜４０の端部付近において異なる方向に液晶化合物を配向させる機能が付与されることになる。また、光配向膜４０の中央部付近においては２回の露光の影響を互いに打ち消しあい、光配向膜４０の両端における配向方向の中間の方向に液晶化合物を配向させる機能が付与される。結果として、このような配向膜上に位相差層を形成すると、図２に示すような位相差層が得られる。
　なお、上記特定方法において偏光子を配置する方向は、使用される光配向膜の材料に応じて適宜最適な方向が選択される。
　配向工程は、塗膜に含まれる液晶化合物を配向させる工程である。
　配向工程は、乾燥処理を有していてもよい。乾燥処理によって、溶媒等の成分を塗布膜から除去できる。乾燥処理は、塗布膜を室温下において所定時間放置する方法（例えば、自然乾燥）によって行われてもよいし、加熱および／または送風する方法によって行われてもよい。
　配向工程は、加熱処理を有することが好ましい。
　加熱処理は、製造適性等の点から、１０～２５０℃が好ましく、２５～１９０℃がより好ましい。また、加熱時間は、１～３００秒が好ましく、１～６０秒がより好ましい。
　配向工程は、加熱処理後に実施される冷却処理を有していてもよい。冷却処理は、加熱後の塗膜を室温（２０～２５℃）程度まで冷却する処理である。これにより、塗膜に含まれる液晶化合物の配向がより固定され、液晶化合物の配向度がより高くなる。冷却手段としては、特に限定されず、公知の方法により実施できる。
　上記配向工程後に、位相差層を硬化させる工程（以下、「硬化工程」ともいう。）を有していてもよい。
　硬化工程は、例えば、加熱および／または光照射（露光）によって実施される。このなかでも、硬化工程は光照射によって実施されることが好ましい。
　硬化に用いる光源は、赤外線、可視光および紫外線等、種々の光源を用いることが可能であるが、紫外線であることが好ましい。また、硬化時に加熱しながら紫外線を照射してもよいし、特定の波長のみを透過するフィルタを介して紫外線を照射してもよい。
　また、露光は、窒素雰囲気下で行われてもよい。
＜プロジェクター＞
　プロジェクター１２において、画像形成部２０は、光源３４、偏光板３６と、光偏向器３８と、を有する。
　画像形成部２０は、光ビームの走査によって画像を形成する、いわゆる光ビームスキャナーである。
　画像形成部２０は、光源３４から投射画像に応じて変調された光ビームを出射し、偏光板３６によってＰ偏光にして、光偏向器３８によって二次的に走査する。
　プロジェクター１２は、投映像に応じて変調した光ビームを、光偏向器３８によって二次的に走査して、中間像スクリーン２２によって実像化し、この実像を反射部材２４および凹面ミラー２６によって所定の光路に反射する。この反射光は、上述のように、ダッシュボード３０に設けられた透過窓３２と、位相差層１６とを透過して、ウインドシールドガラス１４に投映され、観察者ＯＢによって、ウインドシールドガラス１４越しに虚像として観察される。
　光源３４の種類は特に制限されず、画像形成に用いられる光源が、各種、利用可能である。
　光源３４の一例としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、放電管、および、レーザー光源等が例示される。なお、ＬＥＤには、発光ダイオード、および、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）等を含む。
　偏光板３６は、入射した光ビームをＰ偏光（ｐ直線偏光）にするものである。
　偏光板３６の種類は特に制限されず、通常の直線偏光板（直線偏光子）が、各種、利用可能である。
　偏光板３６の一例としては、屈折率異方性の異なる薄膜を積層した偏光板が挙げられる。屈折率異方性の異なる薄膜を積層した偏光板としては、例えば、特表平９－５０６８３７号公報等に記載されたものを用いることができる。具体的には、屈折率関係を得るために選ばれた条件下で加工すると、広く様々な材料を用いて、偏光板を形成できる。
　屈折率異方性の異なる薄膜が積層された偏光板は、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、ＤＢＥＦ（３Ｍ社製）、および、ＡＰＦ（高度偏光フィルム（Advanced Polarizing Film））等が挙げられる。
　また、偏光板３６としては、ヨウ素化合物を含む吸収型偏光板、および、ワイヤーグリッド等の反射型偏光板等の一般的な直線偏光板も利用可能である。
　なお、上記図１の態様においては、偏光板３６は、入射した光ビームをＰ偏光（ｐ直線偏光）にするものであるが、本発明のこの態様に限定されず、偏光板は、入射した光ビームをＳ偏光（ｓ直線偏光）にするものであってもよい。この場合、位相差層は、Ｓ偏光をＰ偏光に変換するものであってもよい。なお、偏光板でＳ偏光になった場合、その後の各反射部材での光量損失を小さくできることがある。
　光偏向器３８として、二次的に光ビームを走査可能な通常の光偏向器が、各種、利用可能である。
　光偏向器３８の一例としては、ガルバノミラー（ガルバノメーターミラー）、ガルバノミラーとポリゴンミラーとの組み合わせ、および、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ：Micro Electro Mechanical Systems）等が挙げられる。なかでも、ＭＥＭＳが好適に利用される。
　プロジェクター１２においては、画像形成部２０が、光ビームの走査によって投映像および画像を形成するが、本発明は、これに限られない。
　すなわち、本発明のプロジェクターにおいて、画像形成手段としては、ヘッドアップディスプレイシステムのプロジェクター（イメージャー）で利用される通常の画像形成手段が、各種、利用できる。
　画像形成手段の一例としては、例えば、蛍光管または液晶を利用するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）およびＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）等が採用される。
　または、画像形成手段の他の一例としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイ等が採用される。
　または、画像形成手段の他の一例としては、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いるＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）等が採用される。
　画像形成部２０から出射された投映光は、次いで、中間像スクリーン２２によって実像化（可視像化）される。
　中間像スクリーン２２の種類は特に制限されず、公知の中間像スクリーンが適宜使用できる。
　中間像スクリーン２２で実像化された投映光は、上述のように、反射部材２４および凹面ミラー２６によって、所定の光路に反射される。
　反射部材２４および凹面ミラー２６の種類は特に制限されず、公知の部材を適宜使用できる。
　なお、図１に例示されるプロジェクター１２は、投映光の光路を変更する部材として、反射部材２４および凹面ミラー２６を用いているが、本発明は、これに限定されない。
　すなわち、本発明のプロジェクターは、凹面ミラーを有さず、投映光の光路を変更する部材として反射部材のみを有するものであってもよく、または、反射部材および凹面ミラーに加え、他の光反射素子を１つ以上有してもよい。
　光反射素子としては、凹面ミラーおよび通常ミラーに加え、自由曲面ミラー等も利用可能である。すなわち、本発明のプロジェクターは、本発明における反射部材を有するものであれば、各種の光反射素子を用いた構成が利用可能である。
　なお、投映光の光路を変更する部材としては、上述した凹面ミラー以外にも、回折反射素子を用いてもよい。回折反射素子としては、ホログラフィック回折格子、および、表面レリーフ型回折格子が挙げられる。
＜ウインドシールドガラス＞
　ウインドシールドガラス１４は、車および電車等の車両、飛行機、船舶、二輪車、ならびに、遊具等の乗り物一般の窓ガラスおよび風防ガラスを意味する。ウインドシールドガラスは、乗り物の進行方向の前方にあるフロントガラスおよび風防ガラス等として利用することが好ましい。
　図８にウインドシールドガラスの一例を示す。
　図８に示すウインドシールドガラス１４は、第１ガラス板５０と、中間膜５２と、反射フィルム５４と、ヒートシール層５６と、第２ガラス板５８と、をこの順に有する。
　図８においては、反射フィルム５４は、第１ガラス板５０側から、偏光変換層６０と、選択反射層６２と、位相差層６４と、透明基材６６と、をこの順に有する。
　ウインドシールドガラスが、車両に用いられる場合には、第１ガラス板５０および第２ガラス板５８としては、曲面ガラスが用いられる場合が多い。その場合、第１ガラス板５０を車内側とし、第２ガラス板５８を車外側とすると、第１ガラス板５０は凸面側を第２ガラス板５８に向けて配置され、第２ガラス板５８は凹面側を第１ガラス板５０に向けて配置される。
　ウインドシールドガラス１４の可視光線透過率には制限はないが、高い方が好ましい。ウインドシールドガラス１４の可視光線透過率は、７０％以上が好ましく、７０％超がより好ましく、７５％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。
　上述の可視光線透過率は、ウインドシールドガラス１４のいずれの位置においても満たされていることが好ましく、特に反射フィルム５４が存在する位置において、上述の可視光線透過率を満たされていることが好ましい。
（第１ガラス板および第２ガラス板）
　第１ガラス板５０および第２ガラス板５８等のガラス板には、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使用できる。例えば、遮熱性の高いグリーンガラス等の、可視光線透過率が７３％および７６％等の８０％以下となるガラス板を使用してもよい。
　第１ガラス板５０および第２ガラス板５８の厚さは、特に制限はないが、０．５～５．０ｍｍ程度であればよく、１．０～３．０ｍｍが好ましく、２．０～２．３ｍｍがより好ましい。第１ガラス板５０および第２ガラス板５８の材料または厚さは、同一であっても異なっていてもよい。
（中間膜）
　中間膜５２は、事故が起きた際にガラスが車内に突き抜け、かつ、飛散することを防止するものであり、図８に示す例では、反射フィルム５４と第１ガラス板５０とを接着するものである。
　中間膜５２（中間膜シート）としては、公知のいずれの中間膜も利用可能である。例えば、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からなる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。上述の樹脂は、中間膜の主成分であることが好ましい。なお、主成分であるとは、中間膜の５０質量％以上を占める成分のことをいう。
　上述の樹脂のうち、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。上述のポリビニルブチラールのアセタール化度は、４０～８５％が好ましく、６０～７５％がより好ましい。
　中間膜５２の厚さは特に制限されず、形成材料等に応じた厚さを、公知のウインドシールドガラスの中間膜と同様に設定すればよい。
（ヒートシール層）
　ヒートシール層（接着剤層）５６は特に制限されず、例えば、塗布型の接着剤からなる層である。図８に示す例では、反射フィルム５４は、ヒートシール層５６により第２ガラス板５８に貼着される。
　なお、図８の態様においては、ヒートシール層が記載されているが、反射フィルムが直接第２ガラス板に貼着されていてもよい。
　ヒートシール層５６の種類は特に制限されず、ウインドシールドガラス１４として必要な透明性を確保でき、かつ、必用な貼着力で反射フィルム５４と第２ガラス板５８とを貼着可能なものであれば、公知の各種の塗布型の接着剤からなるものが利用可能である。ヒートシール層５６は、ＰＶＢ等の中間膜５２と同じものを用いてもよい。
　ヒートシール層５６は、接着剤から形成されるものであってもよい。
　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、および、硬化の不要な感圧接着タイプがある。
　ヒートシール層５６は、高透明性接着剤転写テープ（ＯＣＡテープ）を用いて形成されたものであってもよい。高透明性接着剤転写テープとしては、画像表示装置用の市販品、特に画像表示装置の画像表示部表面用の市販品を用いればよい。市販品の例としては、パナック株式会社製の粘着シート（ＰＤ－Ｓ１等）、および、日栄化工株式会社のＭＨＭシリーズの粘着シート等が挙げられる。
（偏光変換層）
　偏光変換層６０は、可視光に対して旋光性および複屈折性を示すものであり、入射した光の偏光状態を変換するものである。偏光変換層６０は、投映されるＰ偏光（直線偏光）を、選択反射層６２のコレステリック液晶層が反射する円偏光に変換する機能を有する。
　偏光変換層６０としては、液晶化合物の螺旋配向構造を固定化した層であることが好ましい。
　特に、偏光変換層６０は、液晶化合物の螺旋配向構造を固定化した層であって、螺旋配向構造のピッチ数ｘおよび偏光変換層の膜厚ｙ（単位μｍ）が下記関係式（ａ）～（ｃ）の全てを満足するものであるのが好ましい。
　　　０．１≦ｘ≦１．０　・・・　式（ａ）
　　　０．５≦ｙ≦３．０　・・・　式（ｂ）
　　　３０００≦（１５６０×ｙ）／ｘ≦５００００　・・・　式（ｃ）
　なお、液晶化合物の螺旋構造の１ピッチは、液晶化合物の螺旋の巻き数１回分である。すなわち、螺旋配向される液晶化合物のダイレクター（棒状液晶であれば長軸方向）が、３６０°回転した状態をピッチ数１とする。
　偏光変換層６０は液晶化合物の螺旋構造を有していると、赤外域の反射ピーク波長よりも短波長である可視光に対して旋光性と複屈折性を示す。そのため、可視域の偏光を制御できる。偏光変換層６０の螺旋配向構造のピッチ数ｘおよび偏光変換層６０の膜厚ｙを上記の範囲とすることで、可視光に対して偏光変換層６０で光学補償する機能、または、反射フィルム５４に入射した直線偏光（Ｐ偏光）を円偏光に変換する機能を付与することができる。
　液晶化合物が関係式（ａ）～（ｃ）を満たす螺旋構造を有することにより、偏光変換層６０は可視光に対して旋光性および複屈折性を示す。特に、偏光変換層６０の螺旋構造のピッチＰを、選択反射中心波長が長波長の赤外域であるコレステリック液晶層のピッチＰに対応する長さとすることにより、短波長である可視光に対して、高い旋光性と複屈折性を示す。
　偏光変換層６０の螺旋構造のピッチ数ｘは、０．１～０．８がより好ましく、膜厚ｙは、０．６～２．６μｍがより好ましい。また、「（１５６０×ｙ）／ｘ」は、５０００～１３０００がより好ましい。
　このような偏光変換層６０は、基本的に、公知のコレステリック液晶層と同様に形成できる。
　液晶化合物の螺旋配向構造（螺旋構造）を固定化した層は、いわゆるコレステリック液晶層であり、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い。コレステリック液晶層は、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、紫外線照射および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、また外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることが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。
（選択反射層）
　選択反射層６２は、３層のコレステリック液晶層（６８Ｒ、６８Ｇ、６８Ｂ）を有する。３層のコレステリック液晶層は選択反射中心波長が互いに異なっている。図示例においては、赤色の波長領域に選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層６８Ｒと、緑色の波長領域に選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層６８Ｇと、青色の波長領域に選択反射中心波長を有するコレステリック液晶層６８Ｂと、をこの順に有する。また、図示例においては、各コレステリック液晶層は、他のいずれかのコレステリック液晶層と直接接触している。
　コレステリック液晶層は、液晶化合物がコレステリック液晶相の螺旋構造の配向状態で固定化された層であり、螺旋構造のピッチに応じた選択反射中心波長の光を反射し、他の波長域の光を透過する。また、コレステリック液晶層は、特定の波長において左右いずれかの円偏光に対して選択反射性を示す。
　また、図示例においては、選択反射層６２は、選択反射中心波長の異なる３層のコレステリック液晶層を有する構成としたが、これに限定はされず、選択反射層６２は、１層のコレステリック液晶層を有するものであってもよいし、２層または４層以上のコレステリック液晶層を有するものであってもよい。
　選択反射層６２の合計厚みは、０．４～２．０μｍが好ましく、０．６～１．８μｍがより好ましく、０．８～１．４μｍがさらに好ましい。
（位相差層）
　位相差層６４は、直交する２つの偏光成分に位相差（光路差）をつけて、入射した偏光の状態を変えるものである。
　位相差層６４が、車外側に配置され光学補償するものである場合には、位相差層６４の正面位相差は、光学補償できる位相差とすればよい。
　この場合、位相差層６４は、波長５５０ｎｍにおける正面リタデーションが５０～１６０ｎｍであることが好ましい。
　また、反射フィルム５４を有するウインドシールドガラス１４を車両に装着した際における第１ガラス板５０の表面の鉛直方向上方に対応する方向を０°とした際に、位相差層６４の遅相軸の角度が１０～５０°または－５０～－１０°であることが好ましい。
　また、位相差層６４が直線偏光を円偏光に変換するものである場合には、位相差層６４の面内レタデーションは、λ／４を与えるもので構成されることが好ましく、面内レタデーションとして３λ／４を与えるもので構成してもよい。また、位相差層６４の遅相軸の角度は、入射する直線偏光を円偏光に変える向きとなるように配置すればよい。
　この場合、位相差層６４は、例えば、波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが１００～４５０ｎｍの範囲であるのが好ましく、１２０～２００ｎｍまたは３００～４００ｎｍの範囲であることがより好ましい。
　位相差層６４の種類は特に制限されず、目的に応じて適宜選択できる。位相差層６４としては、例えば、延伸されたポリカーボネートフィルム、延伸されたノルボルネン系ポリマーフィルム、炭酸ストロンチウムのような複屈折を有する無機粒子を含有して配向させた透明フィルム、支持体上に無機誘電体を斜め蒸着した薄膜、重合性液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルム、および、液晶化合物を一軸配向させて配向固定したフィルム等が挙げられる。
　位相差層６４の厚さは特に制限されないが、０．２～３００μｍが好ましく、０．５～１５０μｍがより好ましく、１．０～８０μｍがさらに好ましい。
（透明基材）
　透明基材６６は、選択反射層６２を形成する際の基板として使用することもできる。
　選択反射層６２の形成のために用いられる透明基材６６は、選択反射層６２の形成後に剥離される、仮支持体であってもよい。
　透明基材６６の材料は特に制限されず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、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、および、シリコーン等のプラスチックフィルムが挙げられる。
　透明基材６６の厚さとしては、５．０～１０００μｍ程度であればよく、１０～２５０μｍが好ましく、１５～９０μｍがより好ましい。
　投影光がＳ偏光である場合、ウインドシールドガラスとしては、第１ガラス板と第２ガラス板とを含み、第１ガラス板および第２ガラス板の間に配置されたλ／２板をさらに含むウインドシールドガラスを用いることもできる。
　なお、上記のλ／２板を含むウインドシールドガラスを用いた際において、第１ガラス板側から投影光が入射した場合、第１ガラス板を透過してλ／２板に入射した投映光はＳ偏光からＰ偏光に変換され、そのまま第２ガラス板を透過することになるため、二重像が低減する。
＜用途＞
　本発明のヘッドアップディスプレイシステムは、種々の用途に適用できる。
　例えば、車載型のヘッドアップディスプレイシステムが挙げられる。
　以下に実施例を挙げて本発明の特徴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、および、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。
＜位相差層の作製＞
　支持体としてガラス基板（コーニング社ＥＡＧＬＥ）を用意した。支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液をスピンコートで塗布した。この配向膜形成用塗布液の塗膜が形成された支持体を６０℃のホットプレート上で６０秒間乾燥し、配向膜Ｐ－１を形成した。
－配向膜形成用塗布液－
―――――――――――――――――――――――――――――――――
・下記光配向用素材　　　　　　　　　　　　　　　　　１．００質量部
・水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１６．００質量部
・ブトキシエタノール　　　　　　　　　　　　　　　４２．００質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテル　　　　　４２．００質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　光配向用素材
　得られた配向膜Ｐ－１に対して、図４～７で説明した２回の露光を実施する特定方法における光照射を行った。使用される偏光子の透過軸およびマスクの透過率は、後述する特性を示す位相差層１が得られるように調整された。具体的には、１回目の露光における偏光子（ワイヤーグリッド）の透過軸は、マスク４４Ａの透過率分布を示す矢印の方向に対して反時計回りに３０°回転した位置に位置し、１回目の露光は紫外線を照射し、その露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２であった。また、２回目の露光における偏光子（ワイヤーグリッド）の透過軸は、マスク４４Ｂの透過率分布を示す矢印の方向に対して時計回りに３０°回転した位置に位置し、２回目の露光は紫外線を照射し、その露光量は１００ｍＪ／ｃｍ２であった。
　次に、下記の成分を混合し、下記組成の位相差層形成用塗布液を調製した。
・混合物１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・フッ素系水平配向剤１（配向制御剤１）　　　　　　　　０．０５質量部
・フッ素系水平配向剤２（配向制御剤２）　　　　　　　　０．０１質量部
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ　ＯＸＥ０１（ＢＡＳＦ社製）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０質量部
・溶媒（メチルエチルケトン）　　　　　　溶質濃度が２０質量％となる量
　上記で得られた露光処理が施された配向膜Ｐ－１上に、位相差層形成用塗布液を滴下して、膜厚を１．５μｍ程度になる様にスピンコート塗布した後、乾燥させて、位相差層形成用塗布液の塗膜を得た。
　次いで、得られた塗膜付き支持体を５０℃のホットプレート上に置き、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の環境で、フュージョンＵＶシステムズ社製の無電極ランプ「Ｄバルブ」（６０ｍＷ／ｃｍ２）を用いて、６秒間、紫外線を塗膜に照射し、液晶相を固定した。これにより、所望の面内レタデーションとなるように厚さを調整した位相差層１を得た。
　作製した位相差層１の中央部の面内レタデーションと液晶化合物の分子軸の向きとをＡｘｏＳｃａｎで測定したところ、２７６ｎｍおよび９０°であった。さらに、作製した位相差層１の左端部の面内レタデーションと液晶化合物の分子軸の向きとは２７６ｎｍおよび９５°であり、作製した位相差層１の右端部の面内レタデーションと液晶化合物の分子軸の向きとは２７６ｎｍおよび８５°であった。なお、位相差層１では、位相差層１の一端（左端部）から他端（右端部）に向かう方向において、液晶化合物の分子軸の向きが連続的に変化（回転）していた（図２参照）。液晶化合物の分子軸の回転角度は、１０°であった。
　なお、上記液晶化合物の分子軸の向き（方位角）は、上述した基準方向を９０°とし、かつ、ウインドシールドガラス側から位相差層を観察して基準方向に対して反時計回りに回転する方向に方位角の角度が増加する条件にて表した値である。
　マスクの濃淡、ワイヤーグリッドの透過軸および位相差層の厚みを適宜調整した以外は、上記位相差層１の作製手順と同様の手順に従って、位相差層２～７を作製した。各位相差層の特性は、後述する表に示す。
　なお、位相差層２～７では、各層の一端（左端部）から他端（右端部）に向かう方向において、液晶化合物の分子軸の向きが連続的に変化（回転）していた。
　また、位相差層Ｃ１～Ｃ３は、公知の方法で作製した。なお、位相差層Ｃ１～Ｃ３では、液晶化合物の分子軸の向きは一定であった。
＜ウインドシールドガラスの作製＞
　国際公開第２０１４／１１２５７５号の実施例２０と同一の作製方法で、厚さ４０μｍセルロースアシレートフィルムを作製した。なお、このセルロースアシレートフィルムには、紫外線吸収剤として、帝盛化工社製のＵＶ－５３１を添加した。添加量は、３ｐｈｒ（per hundred resin）とした。
　作製したセルロースアシレートフィルムを、温度６０℃の誘電式加熱ロールを通過させ、フィルム表面温度を４０℃に昇温した。その後、フィルムの片面に下記に示す組成のアルカリ溶液を、バーコーターを用いて塗布量１４ｍＬ／ｍ２で塗布し、１１０℃に加熱したスチーム式遠赤外ヒーター（ノリタケカンパニーリミテド社製）の下に、１０秒間滞留させた。
　次いで、同じくバーコーターを用いて、純水を３ｍＬ／ｍ２塗布した。
　次いで、ファウンテンコーターによる水洗とエアナイフによる水切りとを、３回繰り返した後に、７０℃の乾燥ゾーンに５秒間滞留させて乾燥し、鹸化処理したセルロースアシレートフィルムを作製した。
　鹸化処理したセルロースアシレートフィルムの面内レタデーションをＡｘｏＳｃａｎで測定したところ、１ｎｍであった。
－アルカリ溶液の組成－
・水酸化カリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．７質量部
・水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．７質量部
・イソプロパノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　６４．８質量部
・界面活性剤（Ｃ１６Ｈ３３Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１０Ｈ）　１．０質量部
・プロピレングリコール　　　　　　　　　　　　　　　　１４．９質量部
　鹸化処理したセルロースアシレートフィルム（透明支持体）の鹸化処理面に、下記に示す組成の配向膜形成用塗布液を、ワイヤーバーコーターで２４ｍＬ／ｍ２塗布し、１００℃の温風で１２０秒乾燥した。
－配向膜形成用塗布液の組成－
・下記に示す変性ポリビニルアルコール　　　　　　　　　　　２８質量部
・クエン酸エステル（ＡＳ３、三共化学社製）　　　　　　　１．２質量部
・光開始剤（イルガキュア２９５９、ＢＡＳＦ社製）　　　０．８４質量部
・グルタルアルデヒド　　　　　　　　　　　　　　　　　　２．８質量部
・水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６９９質量部
・メタノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２２６質量部
（変性ポリビニルアルコール）
　配向膜を形成したセルロースアシレートフィルムを、支持体（透明基材）として用いた。
　支持体の配向膜側の片面に、支持体の長辺方向を基準に時計回りに４５°回転させた方向にラビング処理（レーヨン布、圧力：０．１ｋｇｆ（０．９８Ｎ）、回転数：１０００ｒｐｍ（revolutions per minute）、搬送速度：１０ｍ／ｍｉｎ、回数：１往復）を施した。
　支持体上の配向膜のラビングした表面に、上述した位相差層形成用塗布液をワイヤーバーを用いて塗布した後、乾燥させて、位相差層形成用塗布液の塗膜を得た。
　次いで、得られた塗膜付き支持体を５０℃のホットプレート上に置き、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の環境で、フュージョンＵＶシステムズ社製の無電極ランプ「Ｄバルブ」（６０ｍＷ／ｃｍ２）を用いて６秒間、紫外線を塗膜に照射し、液晶相を固定した。これによりして、所望の面内レタデーションとなるように厚さを調整した位相差層を得た。
　作製した位相差層の面内レタデーションをＡｘｏＳｃａｎで測定したところ、１２６ｎｍであった。
　得られた位相差層の表面に、以下のコレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）を、乾燥後の乾膜の厚さが０．３μｍになるようにワイヤーバーを用いて室温にて塗布して塗膜を得た。
　塗膜を室温で３０秒間乾燥させた後、８５℃の雰囲気で２分間加熱した。その後、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の環境で、６０℃でフュージョン社製のＤバルブ（９０ｍＷ／ｃｍのランプ）を用いて、出力６０％で６～１２秒間、紫外線を塗膜に照射し、コレステリック液晶相を固定して、厚さ０．３μｍのコレステリック液晶層Ｂ１を得た。
－コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）－
　下記の成分を混合し、下記組成のコレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）を調製した。なお、右旋回性キラル剤ＬＣ７５６の使用量は、得られるコレステリック液晶層の選択反射中心波長が４５０ｎｍとなるように調整した。
・混合物１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・フッ素系水平配向剤１（配向制御剤１）　　　　　　　　０．０５質量部
・フッ素系水平配向剤２（配向制御剤２）　　　　　　　　０．０２質量部
・右旋回性キラル剤ＬＣ７５６（ＢＡＳＦ社製）
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ　ＯＸＥ０１（ＢＡＳＦ社製）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０質量部
・溶媒（メチルエチルケトン）　　　　　　溶質濃度が２０質量％となる量
　次に、得られたコレステリック液晶層Ｂ１の表面にさらに、コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｇ１）を用いて同様の工程を繰り返し、厚さ０．５４μｍのコレステリック液晶層Ｇ１を積層した。
－コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｇ１）－
　コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）中の右旋回性キラル剤ＬＣ７５６の使用量を得られるコレステリック液晶層の選択反射中心波長が６８０ｎｍとなるように調整した以外は、コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）と同様の成分を混合して、コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｇ１）を調製した。
　次に、得られたコレステリック液晶層Ｇ１の表面にさらに、以下のコレステリック液晶層形成用塗布液（Ｒ１）を用いて同様の工程を繰り返し、厚さ０．３６μｍのコレステリック液晶層Ｒ１を積層した。
－コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｒ１）－
　コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）中の右旋回性キラル剤ＬＣ７５６の使用量を得られるコレステリック液晶層の選択反射中心波長が８２０ｎｍとなるように調整した以外は、コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｂ１）と同様の成分を混合して、コレステリック液晶層形成用塗布液（Ｒ１）を調製した。
　このようにして位相差層の上に、３層のコレステリック液晶層を備える選択反射層を得た。選択反射層の反射スペクトルを分光光度計（日本分光社製、Ｖ－６７０）で測定したところ、要件（ｉ）～（iii）を満たす反射スペクトルが得られた。
　次に、得られたコレステリック液晶層の表面に、さらに偏光変換層形成用塗布液を、目標の膜厚となるように塗布して、偏光変換層を形成し、反射フィルムを作製した。
　なお、偏光変換層の形成は、上述したコレステリック液晶層の形成と同様に行った。
　なお、偏光変換層におけるピッチ数、膜厚、および、選択反射中心波長は、それぞれ、０．２６５、１．７μｍ、および、１００００ｎｍであった。
－偏光変換層形成用塗布液－
　下記の成分を混合し、下記組成の偏光変換層形成用塗布液を調製した。なお、右旋回性キラル剤ＬＣ７５６の使用量は、上記特性の偏光変換層となるように調整した。
・混合物１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００質量部
・フッ素系水平配向剤１（配向制御剤１）　　　　　　　　０．０５質量部
・フッ素系水平配向剤２（配向制御剤２）　　　　　　　　０．０２質量部
・右旋回性キラル剤ＬＣ７５６（ＢＡＳＦ社製）
・重合開始剤ＩＲＧＡＣＵＲＥ　ＯＸＥ０１（ＢＡＳＦ社製）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．０質量部
・溶媒（メチルエチルケトン）　　　　　　溶質濃度が２０質量％となる量
　第１ガラス板および第２ガラス板として、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ、厚さ２ｍｍの第１ガラス板（セントラル硝子社製、ＦＬ２、可視光線透過率９０％）を用意した。
　また、中間膜として積水化学社製の厚さ０．７６ｍｍのＰＶＢフィルムを用意した。
　下記の成分を混合し、ヒートシール層形成用塗布液を調製した。
　ＰＶＢシート片（積水化学社製、エスレックフィルム）　　５．０質量部
　メタノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９０．２５質量部
　ブタノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．７５質量部
　反射フィルム中の支持体（透明基材）側にワイヤーバーを用いてヒートシール層形成用塗布液を塗布後、乾燥させて５０℃にて１分間加熱処理を行い、厚み１μｍのヒートシール層を得た。
　次に、第２ガラス板／ヒートシール層／透明基材／位相差層／選択反射層／偏光変換層／中間膜／第１ガラス板の構成となるように、各部材を積層し、この積層体を９０℃、１０ｋＰａ（０．１気圧）下で一時間保持した後に、オートクレーブ（栗原製作所製）にて１１５℃、１．３ＭＰａ（１３気圧）で２０分間加熱して気泡を除去し、ウインドシールドガラス１を得た。
　ウインドシールドガラス１は、Ｐ偏光を反射し得る。
　面内レタデーションが１２６ｎｍから２７６ｎｍとなるように厚みを調整した以外は、上記と同様の手順に従って、λ／２板を作製した。
　次に、第２ガラス板／ヒートシール層／透明基材／位相差層／中間膜／第１ガラス板の構成となるように、各部材を積層し、この積層体を９０℃、１０ｋＰａ（０．１気圧）下で一時間保持した後に、オートクレーブ（栗原製作所製）にて１１５℃、１．３ＭＰａ（１３気圧）で２０分間加熱して気泡を除去し、ウインドシールドガラス２を得た。
　ウインドシールドガラス２は、Ｓ偏光を反射し得る。
＜評価用システムの作製＞
　画角２０°のヘッドアップディスプレイシステムを想定して、ｉＰａｄ（登録商標）上に作製した位相差層１を配置し、Ｐ偏光反射特性を示すウインドシールドガラス１をｉＰａｄ（登録商標）の中心と観察者に対して、所定の位置となるように配置した。具体的には、図９に示すように、ウインドシールドガラス７０に対してｉＰａｄ（登録商標）７２の中心から位相差層７４を通って出射される光の出射方向とウインドシールドガラス７０の法線方向となす角度θ１、および、ウインドシールドガラス７０で反射された光の出射方向とウインドシールドガラス７０の法線方向とのなす角度θ２がいずれも６５°となり、かつ、図１０に示す位相差層７４の端部付近からウインドシールドガラス７０に出射され、ウインドシールドガラス７０で反射されて観察者ＯＢに向かう光の方向と、ウインドシールドガラス７０の法線方向とのなす角度θ３が１０°または１５°となる様に配置して、評価用システム１を作製した。
　なお、位相差層１の配置方向としては、図１０に示す位相差層７４の紙面左側の端部における液晶化合物の分子軸の向き（方向）が上述した９５°となるように、かつ、図１０に示す位相差層７４の紙面左側の端部における液晶化合物の分子軸の向き（方向）が８５°となるように配置した。
　位相差層１のかわりに、位相差層２～７およびＣ１～Ｃ３をそれぞれ用い、ウインドシールドガラスの種類を変更し、評価用システム１と同様に、評価用システム２～７およびＣ１～Ｃ３を作製した。なお、位相差層２～７およびＣ１～Ｃ３の配置方向は、後述する表１に従った。
　なお、ｉＰａｄ（登録商標）から出射される偏光は円偏光であり、λ／４フィルムをｉＰａｄ（登録商標）と位相差層の間に挟み、位相差層に入射される偏光を、適宜Ｓ偏光、Ｐ偏光、または、円偏光となるようにした。
　上記で得られた評価用システムにおいて、ｉＰａｄ（登録商標）に格子状のパターンを表示して、二重像を評価した。評価としては、θ３が１０°および１５°の２つの場合について実施した。
Ａ：二重像（副像）が見えない。
Ｂ：二重像（副像）がかすかに見える（気にならないレベル）。
Ｃ：二重像（副像）がはっきり見える。
　表１中、「面内レタデーション［ｎｍ］」欄は、各位相差層の波長５５０ｎｍの面内レタデーション（ｎｍ）を示す。
　表１中、「平均方向の角度［°］」欄は、位相差層中の液晶化合物の分子軸の向きの平均方向の角度を（°）を表す。
　表１中、「左端での角度［°］」欄は、位相差層の左端（図１０中の位相差層７４の紙面左側の端部）に位置する液晶化合物の分子軸の向きの角度（°）を表す。
　表１中、「右端での角度［°］」欄は、位相差層の右端（図１０中の位相差層７４の紙面右側の端部）に位置する液晶化合物の分子軸の向きの角度（°）を表す。
　なお、上記角度は、基準方向を９０°とし、かつ、ウインドシールドガラス側から位相差層を観察して基準方向に対して反時計回りに回転する方向に方位角の角度が増加する条件にて表した値である。
　表１中、「角度差［°］」欄は、「左端での角度［°］」欄の数値と「右端での角度［°］」欄の角度との差である。
　表１中、「光源」欄は、位相差層に出射される光の種類を表す。
　表１に示すように、本発明の位相差層を組み込んだヘッドアップディスプレイシステムは、所望の効果を示した。
　なかでも、実施例２と５との比較より、位相差層の波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが２１０～３４０ｎｍである場合、より優れた効果が得られた。
　また、実施例２～４の比較より、角度差が７～１５°である場合、より優れた効果が得られた。
　また、実施例６と他の実施例との比較より、位相差層に出射される光がＰ偏光またはＳ偏光である場合、より優れた効果が得られた。
　１０　ヘッドアップディスプレイシステム
　１２　プロジェクター
　１４，７０　ウインドシールドガラス
　１６，７４　位相差層
　１８　分子軸
　２０　画像形成部
　２２　中間像スクリーン
　２４　反射部材
　２６　凹面ミラー
　３０　ダッシュボード
　３２　透過窓
　３４　光源
　３６　偏光板
　３８　光偏向器
　４０　光配向膜
　４２Ａ，４２Ｂ　偏光子
　４４Ａ，４４Ｂ　マスク
　５０　第１ガラス板
　５２　中間膜
　５４　反射フィルム
　５６　ヒートシール層
　５８　第２ガラス板
　６０　偏光変換層
　６２　選択反射層
　６４　位相差層
　６６　透明基材
　６８Ｒ，６８Ｇ，６８Ｂ　コレステリック液晶層
　７２　ｉＰａｄ（登録商標）

Claims (7)

  1. 　ヘッドアップディスプレイシステム中の投影光を出射する光源と、前記光源より出射された投影光が照射されるウインドシールドガラスとの間に配置される、位相差層であって、
    　前記位相差層が、液晶化合物を含み、
    　前記液晶化合物の分子軸の向きが前記位相差層の面内の一方向に沿って連続的または段階的に変化している、位相差層。
  2. 　波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが１００～５００ｎｍであり、
    　前記一方向における一端に位置する前記液晶化合物の分子軸と、前記一方向における他端に位置する前記液晶化合物の分子軸とのなす角度が、３～４０°である、請求項１に記載の位相差層。
  3. 　波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションが２１０～３４０ｎｍであり、
    　前記一方向における一端に位置する前記液晶化合物の分子軸と、前記一方向における他端に位置する前記液晶化合物の分子軸とのなす角度が、７～１５°である、請求項１に記載の位相差層。
  4. 　投映光を出射する光源と、請求項１～３のいずれか１項に記載の位相差層とを含む、ヘッドアップディスプレイシステム用のプロジェクター。
  5. 　投映光を出射する光源を含むプロジェクターと、
    　前記光源より出射された投影光が照射されるウインドシールドガラスと、
    　前記光源と前記ウインドシールドガラスとの間に配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載の位相差層と、を含む、ヘッドアップディスプレイシステム。
  6. 　前記ウインドシールドガラスがＰ偏光を反射し、
    　前記プロジェクターがＰ偏光の投影光を照射する、請求項５に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
  7. 　前記ウインドシールドガラスがＳ偏光を反射し、
    　前記プロジェクターがＳ偏光の投影光を照射する、請求項５に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
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