JP7355850B2 - 光学素子の製造方法および光学素子 - Google Patents

Description

本発明は、光学素子の製造方法、および、この光学素子の製造方法に関する。

近年、非特許文献１に記載されるような、実際に見ている光景に、仮想の映像および各種の情報等を重ねて表示する、ＡＲ（Augmented Reality（拡張現実））グラスが実用化されている。ＡＲグラスは、スマートグラス、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））、および、ＡＲメガネ等とも呼ばれている。

非特許文献１に示されるように、ＡＲグラスは、一例として、ディスプレイ（光学エンジン）が表示した映像を、導光板の一端に入射して伝播し、他端から出射することにより、使用者が実際に見ている光景に、仮想の映像を重ねて表示する。
ＡＲグラスでは、回折素子を用いて、ディスプレイからの光（投影光）を回折（屈折）させて導光板の一方の端部に入射する。これにより、角度を付けて導光板に光を導入して、導光板内で光を伝播させる。導光板を伝播した光は、導光板の他方の端部において同じく回折素子によって回折されて、導光板から、使用者による観察位置に出射される。

例えば、特許文献１には、ＡＲグラス（ＨＭＤ）において、画像をディスプレイ（画像形成装置）から照射して、回折素子によって回折させて１枚の導光板に入射させて、伝播させて、回折素子によって、導光板から使用者による観察位置に出射させて、画像を表示することが記載されている。
具体的には、特許文献１には、使用者の頭部に装着されるフレームおよびフレームに取り付けられた画像表示装置を有し、この画像表示装置が、画像形成装置および画像形成装置が出射した光が入射され出射される光学装置を有し、この光学装置が、導光板、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段および導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段を有し、第１偏向手段は、第１および第２のホログラム回折格子から構成されており、第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有する、表示装置が記載されている。

特開２０１７－２２３９８６号公報

Bernard C. Kress et al., Towards the Ultimate Mixed Reality Experience: HoloLens Display Architecture Choices, SID 2017 DIGEST, pp.127-131

このような導光板に回折素子を装着してなるＡＲグラスでは、導光板への回折素子の貼着方法として、粘着剤などの貼着剤を用いた貼合が考えられる。
ところが、本発明者らの検討によれば、貼着剤を用いて導光板に回折素子を貼合したＡＲグラス等では、表示画像がボヤけてしまう場合が、多々、生じる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、ＡＲグラス等に利用した際に画像のボヤケ等を生じずに鮮明な画像の表示を可能にする光学素子を製造できる製造方法、および、この製造方法で製造した光学素子を提供することにある。

この課題を解決するために、本発明の光学素子の製造方法は、以下の構成を有する。
［１］ 第１支持体の上に、光配向材料を含む第１光配向膜を形成するステップ、
第１光配向膜の表面を干渉露光して、第１光配向膜に、液晶化合物由来の光学軸の向きを面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する、第１露光を行うステップ、および、
配向パターンを形成した第１光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、第１液晶層を形成するステップ、を含む、第１液晶層形成工程と、
積層用支持体の上に、光配向材料を含む積層用光配向膜を形成するステップ、
積層用光配向膜の表面を干渉露光して、積層用光配向膜に、液晶化合物由来の光学軸の向きを面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する、積層用の露光を行うステップ、
配向パターンを形成した積層用光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、積層用液晶層を形成するステップ、
積層用光配向膜から、積層用液晶層を剥離するステップ、および、
剥離した積層用液晶層を、第１液晶層または別途形成した積層用液晶層に積層するステップ、を含む、必要に応じて１回以上行われる、液晶層積層工程と、
第１光配向膜から第１液晶層を剥離する、第１液晶層剥離工程と、
導光板および第１液晶層の少なくとも一方の表面に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の貼着層を形成する、貼着層形成工程と、
貼着層を介して、導光板と第１液晶層とを貼合する、導光板貼合工程と、を含む光学素子の製造方法。
［２］ 液晶層積層工程における、剥離した積層用液晶層を第１液晶層または別途形成した積層用液晶層に積層するステップでは、
第１液晶層および積層用液晶層の少なくとも一方に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の積層用貼着層を形成し、または、積層する積層用液晶層の少なくとも一方に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の積層用貼着層を形成する、［１］に記載の光学素子の製造方法。
［３］ 液晶層積層工程における、剥離した積層用液晶層を第１液晶層または別途形成した積層用液晶層に積層するステップでは、
第１液晶層および積層用液晶層の少なくとも一方を半硬化状態とし、または、積層する積層用液晶層の少なくとも一方を半硬化状態とし、剥離した積層用液晶層を第１液晶層または積層用液晶層に積層した後、半硬化状態の液晶層を本硬化する、［１］に記載の光学素子の製造方法。
［４］ 第１液晶層剥離工程において剥離した第１液晶層の、第１光配向膜側の表面の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
［５］ 液晶層積層工程における、積層用液晶層を剥離するステップで剥離した積層用液晶層の、積層用光配向膜側の表面の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
［６］ 第１液晶層剥離工程において、粘着層を有する第１仮支持体を第１液晶層に貼着した後、第１光配向膜から第１液晶層を剥離する、［１］～［５］のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
［７］ 第１仮支持体の粘着層の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である、［６］に記載の光学素子の製造方法。
［８］ 液晶層積層工程の積層用液晶層を剥離するステップにおいて、積層用液晶層に粘着層を有する積層用仮支持体を貼着した後、積層用液晶層の剥離を行う、［１］～［７］のいずれかに記載の光学素子の製造方法。
［９］ 積層用仮支持体の粘着層の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である、［８］に記載の光学素子の製造方法。
［１０］ 導光板と、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する１層または複数層が積層される液晶層と、液晶層および導光板を貼着する貼着層と、を有し、
導光板側から測定光を入射して、液晶層によって回折された回折光を受光しつつ、測定光と導光板とを相対的に移動した際における、回折光の強度変動が±４０％以内であることを特徴とする光学素子。

本発明によれば、例えばＡＲグラス等において、画像のボヤケの無い鮮明な画像の表示を可能にする光学素子を提供できる。

図１は、本発明の光学素子の一例を概念的に示す図である。 図２は、回折素子の一例を概念的に示す図である。 図３は、図２に示す回折素子の液晶層を概念的に示す平面図である。 図４は、図３に示す液晶層の断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像を概念的に示す図である。 図５は、図３に示す液晶層の作用を説明するための概念図である。 図６は、回折素子に用いられる液晶層の他の例を概念的に示す図である。 図７は、回折素子の別の例を概念的に示す図である。 図８は、光配向膜を露光する露光装置の一例の概念図である。 図９は、本発明の光学素子の製造方法の一例を説明するための概念図である。 図１０は、光学素子による回折光の強度ばらつきの測定方法の一例を説明するための概念図である。

以下、本発明の光学素子の製造方法および光学素子について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」および「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。

本発明の光学素子の製造方法は、第１光配向膜に第１液晶層を形成する第１液晶層形成工程と、必要に応じて１回以上行われる、第１液晶層の上に１層以上の積層用液晶層を形成する液晶層積層工程と、第１光配向膜から第１液晶層を剥離する第１液晶層剥離工程と、導光板および第１液晶層の少なくとも一方の表面に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の貼着層を形成する貼着層形成工程と、貼着層を介して、導光板と第１液晶層とを貼合する導光板貼合工程と、を含む光学素子の製造方法である。

本発明の光学素子の製造方法において、第１液晶層形成工程は、第１支持体の上に第１光配向膜を形成するステップ、第１光配向膜を干渉露光して、液晶化合物由来の光学軸の向きを面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する第１露光を行うステップ、および、配向パターンを形成した第１光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、第１液晶層を形成するステップ、を含む。
また、液晶層積層工程は、積層用支持体の上に、光配向材料を含む積層用光配向膜を形成するステップ、積層用光配向膜を干渉露光して、積層用光配向膜に、液晶化合物由来の光学軸の向きを、面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する、積層用の露光を行うステップ、配向パターンを形成した積層用光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、積層用液晶層を形成するステップ、積層用光配向膜から積層用液晶層を剥離するステップ、および、剥離した積層用液晶層を、第１液晶層または積層用液晶層に積層するステップ、を含む。

液晶層積層工程は、必要に応じて行われるものである。また、液晶層積層工程を行う場合には、液晶層積層工程の回数は１回でも複数回でもよい。
従って、本発明の製造方法によって製造される、本発明の光学素子は、導光板の上に貼合層を有し、この貼合層の上に第１有機層のみを有するものでもよい。あるいは、本発明の製造方法によって製造される、本発明の光学素子は、導光板の上に貼合層を有し、この貼合層の上に第１有機層を有し、第１有機層の上に１層の積層用液晶層を有するものでもよい。あるいは、本発明の製造方法によって製造される、本発明の光学素子は、導光板の上に貼合層を有し、この貼合層の上に第１有機層を有し、第１有機層の上に２層あるいは３層などの、複数層の積層用液晶層を有するものでもよい。

図１に、本発明の光学素子の一例を概念的に示す。
図１に示すように、導光素子１０は、導光板１２と、入射回折部１４と、出射回折部１６とを有する。
入射回折部１４は、導光板１２の一方の主面の一方の端部近傍に設けられ、出射回折部１６は、導光板１２の同主面の他方の端部近傍に設けられる。

図示例の導光素子１０は、一例として、赤色画像と緑色画像の２色画像の表示に対応するものである。
入射回折部１４は、Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇと、貼着層１４Ａとを有する。Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、共に、液晶回折素子であって、Ｒ入射液晶層１４Ｒは赤色（Ｒ）光を選択的に回折し、Ｇ入射液晶層１４Ｇは緑色（Ｇ）光を選択的に回折する。
他方、出射回折部１６は、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇと、貼着層１６Ａとを有する。Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、共に、液晶回折素子であって、Ｒ出射液晶層１６Ｒは赤色光を選択的に回折し、Ｇ出射液晶層１６Ｇは緑色光を選択的に回折する。
入射回折部１４および出射回折部１６、共に、本発明の光学素子の製造方法で製造される、本発明の光学素子である。入射回折部１４においては、Ｇ入射液晶層１４Ｇが、本発明における第１液晶層に相当し、Ｒ入射液晶層１４Ｒが、本発明における積層用液晶層に相当する。また、出射回折部１６においては、Ｇ出射液晶層１６Ｇが、本発明における第１液晶層に相当し、Ｒ出射液晶層１６Ｒが、本発明における積層用液晶層に相当する。

なお、本発明は、これに制限はされない。
例えば、入射回折部１４において、Ｒ入射液晶層１４Ｒが、本発明における第１液晶層に相当し、Ｇ入射液晶層１４Ｇが、本発明における積層用液晶層に相当してもよい。また、出射回折部１６において、Ｒ出射液晶層１６Ｒが、本発明における第１液晶層に相当し、Ｇ出射液晶層１６Ｇが、本発明における積層用液晶層に相当してもよい。この点に関しては、青色（Ｂ）光を選択的に回折する液晶層を含む構成のように、３層以上の液晶層を有する場合も同様である。
すなわち、本発明においては、２層以上の液晶層を形成する場合には、いずれの液晶層が第１液晶層であってもよい。

Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇと、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、いずれも、好ましい態様として、反射型の液晶回折素子である。
図示例の導光素子１０において、図示しない表示素子が表示した２色画像の赤色画像Ｒおよび緑色画像Ｇは、導光板１２を透過して、それぞれ、入射回折部１４のＲ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇで回折されて反射され、導光板１２に入射する。
導光板１２に入射した赤色画像Ｒおよび緑色画像Ｇは、導光板１２内で全反射を繰り返して伝播され、出射回折部１６に入射する。
出射回折部１６に入射した赤色画像Ｒおよび緑色画像Ｇは、それぞれ、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇで回折して反射され、導光板１２を透過して、使用者Ｕによる観察位置に出射され、赤色および緑色の２色画像として観察される。

なお、本発明の製造方法によって製造される本発明の光学素子は、赤色および緑色の２色画像に対応するものに制限はされない。
例えば、本発明の光学素子が、赤色画像、緑色画像および青色画像のフルカラー画像に対応する場合には、入射回折部１４は、さらに、青色光を選択的に回折して反射するＢ入射液晶層を有し、出射回折部１６は、さらに、青色光を選択的に回折して反射するＢ出射液晶層を有する。あるいは、上述のように、入射回折部１４および出射回折部１６は、４層以上の液晶層を有してもよい。
また、本発明の光学素子が、単色画像に対応する場合には、例えば、入射回折部１４が、Ｒ入射液晶層１４ＲまたはＧ入射液晶層１４Ｇのみを有し、出射回折部１６が、Ｒ出射液晶層１６ＲまたはＧ出射液晶層１６Ｇのみを有するものでもよい。

以下、本発明の製造方法で製造される、本発明の光学素子を構成する各構成要素について説明する。

［導光板］
導光板１２は、内部に入射した光を反射して伝播（導光）する、公知の導光板である。
導光板１２には、制限はなく、ＡＲグラスおよび液晶ディスプレイのバックライトユニット等で用いられている公知の導光板が、各種、利用可能である。

［入射回折部および出射回折部］
入射回折部１４は、Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇと、貼着層１４Ａとを有する。
好ましい態様として、Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、いずれも、反射型の偏光回折素子である。具体的には、Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層であり、右円偏光または左円偏光を選択的に反射する。
Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇが選択的に反射する円偏光の旋回方向すなわちコレステリック液晶相における液晶化合物の螺旋の捩れ方向は、同じでも異なってもよい。本例においては、一例として、Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、いずれも、右円偏光を選択的に反射するものとする。

他方、出射回折部１６は、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇと、貼着層１６Ａとを有する。
好ましい態様として、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、いずれも、反射型の偏光回折素子である。具体的には、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層であり、右円偏光または左円偏光を選択的に反射する。
Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇが選択的に反射する円偏光の旋回方向すなわちコレステリック液晶相における液晶化合物の螺旋の捩れ方向は、同じでも異なってもよい。
本例においては、一例として、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、いずれも、右円偏光を選択的に反射するものとする。

なお、入射液晶層と、同じ色を選択的に反射する出射液晶層とで、選択的に反射する円偏光の旋回方向は、同じでも異なってもよい。

Ｒ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇ、ならびに、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、選択的に反射する光の波長域が異なる以外は、基本的に、同じ構成を有する。
従って、以下の説明では、各液晶層を区別する必要が無い場合には、これらの液晶層をまとめて『液晶層』ともいう。

（液晶層）
液晶層について図２～図４を用いて説明する。
図２は、本発明の製造方法において、液晶層の形成工程における層構成を概念的に示す図である。液晶層の形成工程とは、具体的には、第１液晶層形成工程および液晶層積層工程である。
図２に概念的に示すように、液晶層の形成では、支持体３０の上に光配向膜３２を形成し、この光配向膜３２の上に、液晶回折素子として作用するコレステリック液晶層３４を形成する。
後述するが、本発明の製造方法、および、本発明の製造方法、および、本発明の製造される本発明の光学素子では、後の操作において、コレステリック液晶層３４は、光配向膜３２から剥離される。なお、後の操作とは、具体的には、第１液晶層剥離工程および積層用液晶層を剥離するステップである。

図３は、コレステリック液晶層３４の主面の面内における液晶化合物の配向状態を示す模式図である。
以下の説明では、コレステリック液晶層３４の主面をＸ－Ｙ面とし、このＸ－Ｙ面に対して垂直な断面をＸ－Ｚ面として説明する。つまり、図２は、コレステリック液晶層３４のＸ－Ｚ面の模式図に相当し、図３は、コレステリック液晶層３４のＸ－Ｙ面の模式図に相当する。
図２～図４に示すように、コレステリック液晶層３４は、液晶化合物がコレステリック配向された層である。また、図２～図４は、コレステリック液晶層を構成する液晶化合物が、棒状液晶化合物の場合の例である。
以下の説明では、コレステリック液晶層を、単に液晶層ともいう。

＜支持体＞
支持体３０は、光配向膜３２、および、液晶層３４を支持するものである。
支持体３０は、光配向膜３２、液晶層３４を支持できるものであれば、各種のシート状物（フィルム、板状物）が利用可能である。
なお、支持体３０は、対応する光に対する透過率が５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、８５％以上であるのがさらに好ましい。

支持体３０の厚さには、制限はなく、液晶回折素子の用途および支持体３０の形成材料等に応じて、光配向膜３２、液晶層３４を保持できる厚さを、適宜、設定すればよい。
支持体３０の厚さは、１～２０００μｍが好ましく、３～５００μｍがより好ましく、５～２５０μｍがさらに好ましい。

支持体３０は単層であっても、多層であってもよい。
単層である場合の支持体３０としては、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィン等からなる支持体３０が例示される。多層である場合の支持体３０の例としては、前述の単層の支持体のいずれかなどを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたもの等が例示される。
中でも、表面の平滑性が高い光配向膜３２を形成できる等の点で、カラスは支持体３０として好適に利用される。

＜光配向膜＞
液晶回折素子において、支持体３０の表面には光配向膜３２が形成される。
光配向膜３２は、液晶層３４を形成する際に、液晶化合物４０を所定の液晶配向パターンに配向するための光配向膜である。
後述するが、本発明において、液晶層３４は、液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａ（図３参照）の向きが、面内の一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する。従って、光配向膜３２は、液晶層３４が、この液晶配向パターンを形成できるように、配向パターンを形成される。
以下の説明では、『光学軸４０Ａの向きが回転』を単に『光学軸４０Ａが回転』とも言う。

本発明において、光配向膜３２は、光配向材料を含むものである。すなわち、光配向膜３２は、光配向性の素材に偏光または非偏光を照射して光配向膜とした、いわゆる光配向膜である。
光配向膜３２は、支持体３０上に、光配向材料を含む組成物を塗布して形成され、その後、干渉露光によって、液晶層３４の液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａ（図３参照）の向きを、面内の一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる、配向パターンを形成される。

本発明に利用可能な光配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開２００６－２８５１９７号公報、特開２００７－０７６８３９号公報、特開２００７－１３８１３８号公報、特開２００７－０９４０７１号公報、特開２００７－１２１７２１号公報、特開２００７－１４０４６５号公報、特開２００７－１５６４３９号公報、特開２００７－１３３１８４号公報、特開２００９－１０９８３１号公報、特許第３８８３８４８号公報および特許第４１５１７４６号公報に記載のアゾ化合物、特開２００２－２２９０３９号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開２００２－２６５５４１号公報および特開２００２－３１７０１３号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび／またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第４２０５１９５号公報および特許第４２０５１９８号公報に記載の光架橋性シラン誘導体、特表２００３－５２０８７８号公報、特表２００４－５２９２２０号公報および特許第４１６２８５０号に記載の光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミドおよび光架橋性ポリエステル、ならびに、特開平９－１１８７１７号公報、特表平１０－５０６４２０号公報、特表２００３－５０５５６１号公報、国際公開第２０１０／１５０７４８号、特開２０１３－１７７５６１号公報および特開２０１４－０１２８２３号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物およびクマリン化合物等が、好ましい例として例示される。
中でも、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミド、光架橋性ポリエステル、シンナメート化合物、および、カルコン化合物は、好適に利用される。

光配向膜３２の厚さには、制限はなく、光配向膜３２の形成材料に応じて、必要な配向機能を得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
光配向膜３２の厚さは、０．０１～５μｍが好ましく、０．０５～２μｍがより好ましい。

光配向膜３２の形成方法には、制限はなく、光配向膜３２の形成材料に応じた公知の方法が、各種、利用可能である。
一例として、光配向膜３２を形成するための光配向材料を含有する組成物を調製して、この組成物を支持体３０の表面に塗布して乾燥させた後、光配向膜３２をレーザ光によって干渉露光して、配向パターンを形成する方法が例示される。

図８に、光配向膜３２を干渉露光して、配向パターンを形成する露光装置の一例を概念的に示す。
図８に示す露光装置６０は、レーザ６２を備えた光源６４と、レーザ６２が出射したレーザ光Ｍの偏光方向を変えるλ／２板６５と、レーザ６２が出射したレーザ光Ｍを光線ＭＡおよびＭＢの２つに分離する偏光ビームスプリッター６８と、分離された２つの光線ＭＡおよびＭＢの光路上にそれぞれ配置されたミラー７０Ａおよび７０Ｂと、λ／４板７２Ａおよび７２Ｂと、を備える。
なお、光源６４は直線偏光Ｐ₀を出射する。λ／４板７２Ａは、直線偏光Ｐ₀（光線ＭＡ）を右円偏光Ｐ_Rに、λ／４板７２Ｂは直線偏光Ｐ₀（光線ＭＢ）を左円偏光Ｐ_Lに、それぞれ変換する。

配向パターンを形成される前の光配向膜３２を有する支持体３０が露光部に配置され、２つの光線ＭＡと光線ＭＢとを光配向膜３２上において交差させて干渉させ、その干渉光を光配向膜３２に照射して露光する。
この際の干渉により、光配向膜３２に照射される光の偏光状態が干渉縞状に周期的に変化するものとなる。これにより、配向状態が周期的に変化する配向パターンを有する光配向膜が得られる。以下の説明では、この配向パターンを有する光配向膜を『パターン光配向膜』ともいう。
露光装置６０においては、２つの光線ＭＡおよびＭＢの交差角αを変化させることにより、配向パターンの周期を調節できる。すなわち、露光装置６０においては、交差角αを調節することにより、液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａが一方向に沿って連続的に回転する配向パターンにおいて、光学軸４０Ａが回転する１方向における、光学軸４０Ａが１８０°回転する１周期の長さを調節できる。
このような配向状態が周期的に変化した配向パターンを有する光配向膜３２上に、コレステリック液晶層を形成することにより、後述するように、液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａが一方向に沿って連続的に回転する液晶配向パターンを有する、液晶層３４を形成できる。
また、λ／４板７２Ａおよび７２Ｂの光学軸を、それぞれ、９０°回転することにより、光学軸４０Ａの回転方向を逆にすることができる。

上述のとおり、パターン光配向膜は、パターン光配向膜の上に形成される液晶層中の液晶化合物の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンとなるように、液晶化合物を配向させる配向パターンを有する。
パターン光配向膜が、液晶化合物を配向させる向きに沿った軸を配向軸とすると、パターン光配向膜は、配向軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している配向パターンを有するといえる。パターン光配向膜の配向軸は、吸収異方性を測定することで検出することができる。例えば、パターン光配向膜に直線偏光を回転させながら照射して、パターン光配向膜を透過する光の光量を測定した際に、光量が最大または最小となる向きが、面内の一方向に沿って漸次変化して観測される。

＜液晶層（コレステリック液晶層）＞
液晶層３４は、光配向膜３２の表面に形成される。
液晶層３４は、コレステリック液晶相を固定してなる、コレステリック液晶層であり、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層である。

液晶層３４は、図２に概念的に示すように、通常のコレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層と同様に、液晶化合物４０が螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物４０が螺旋状に１回転（３６０°回転）して積み重ねられた構成を螺旋１ピッチ（ピッチＰ）として、螺旋状に旋回する液晶化合物４０が、複数ピッチ、積層された構造を有する。

周知のように、コレステリック液晶相は、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。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向（センス）による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。
従って、例えば出射回折部１６において、右円偏光を選択的に反射するＲ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇを構成する液晶層３４は、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向が右方向である。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類および／または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。

また、選択反射を示す選択反射帯域（円偏光反射帯域）の半値幅Δλ（ｎｍ）は、コレステリック液晶相のΔｎと螺旋のピッチＰとに依存し、Δλ＝Δｎ×Ｐの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、Δｎを調節して行うことができる。Δｎは、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向固定時の温度により調節できる。
従って、回折素子が反射（回折）する光の波長は、例えば液晶層の螺旋のピッチＰを調整して、液晶層の選択的な反射波長域を適宜設定すればよい。
反射波長域の半値幅は、光学素子（液晶回折素子）の用途に応じて調節され、例えば１０～５００ｎｍであればよく、好ましくは２０～３００ｎｍであり、より好ましくは３０～１００ｎｍである。

図３に示すように、液晶層３４のＸ－Ｙ面において、液晶化合物４０は、Ｘ－Ｙ面内の互いに平行な複数の配列軸Ｄに沿って配列しており、それぞれの配列軸Ｄ上において、液晶化合物４０の光学軸４０Ａの向きは、配列軸Ｄに沿った面内の一方向に連続的に回転しながら変化している。ここでは、説明のため、配列軸ＤがＸ方向に向いているとする。また、Ｙ方向においては、光学軸４０Ａの向きが等しい液晶化合物４０が等間隔で配向している。
なお、「液晶化合物４０の光学軸４０Ａの向きが配列軸Ｄに沿った面内の一方向に連続的に回転しながら変化している」とは、液晶化合物４０の光学軸４０Ａと配列軸Ｄとのなす角度が、配列軸Ｄ方向の位置により異なっており、配列軸Ｄに沿って光学軸４０Ａと配列軸Ｄとのなす角度がθからθ＋１８０°あるいはθ－１８０°まで徐々に変化していることを意味する。つまり、配列軸Ｄに沿って配列する複数の液晶化合物４０は、図３に示すように、光学軸４０Ａが配列軸Ｄに沿って一定の角度ずつ回転しながら変化する。
配列軸Ｄ方向に互いに隣接する液晶化合物４０の光学軸４０Ａの角度の差は、４５°以下が好ましく、１５°以下がより好ましく、より小さい角度であるのがさらに好ましい。
また、本明細書において、液晶化合物４０が棒状液晶化合物である場合、液晶化合物４０の光学軸４０Ａは、棒状液晶化合物の分子長軸を意図する。一方、液晶化合物４０が円盤状液晶化合物である場合、液晶化合物４０の光学軸４０Ａは、円盤状液晶化合物の円盤面に対する法線方向に平行な軸を意図する。

液晶層３４においては、このような液晶化合物４０の液晶配向パターンにおいて、面内で光学軸４０Ａが連続的に回転して変化する配列軸Ｄ方向において、液晶化合物４０の光学軸４０Ａが１８０°回転する長さ（距離）を、液晶配向パターンにおける１周期の長さΛとする。
すなわち、配列軸Ｄ方向に対する角度が等しい２つの液晶化合物４０の、配列軸Ｄ方向の中心間の距離を、１周期の長さΛとする。具体的には、図３に示すように、配列軸Ｄ方向と光学軸４０Ａの方向とが一致する２つの液晶化合物４０の、配列軸Ｄ方向の中心間の距離を、１周期の長さΛとする。以下の説明では、この１周期の長さΛを『１周期Λ』とも言う。
液晶層３４の液晶配向パターンは、この１周期Λを、配列軸Ｄ方向すなわち光学軸４０Ａの向きが連続的に回転して変化する一方向に繰り返す。液晶回折素子においては、この１周期Λが、回折構造の周期となる。

一方、液晶層３４を形成する液晶化合物４０は、配列軸Ｄ方向と直交する方向（図３においてはＹ方向）、すなわち、光学軸４０Ａが連続的に回転する一方向と直交するＹ方向では、光学軸４０Ａの向きが等しい。
言い換えれば、液晶層３４を形成する液晶化合物４０は、Ｙ方向では、液晶化合物４０の光学軸４０Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。

図２に示す液晶層３４のＸ－Ｚ面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察すると、図４に示すような明部４２と暗部４４とが交互に配列された配列方向が、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して所定角度で傾斜している縞模様が観察される。このようなＳＥＭ断面において、隣接する明部４２から明部４２、または、暗部４４から暗部４４の、明部４２または暗部４４が成す線の法線方向における間隔が１／２ピッチに相当する。すなわち、図４中にＰで示すように、明部４２が２つと暗部４４が２つで螺旋１ピッチ分（螺旋の巻き数１回分）すなわちピッチＰに相当する。

以下、液晶層による回折の作用について説明する。
従来のコレステリック液晶層において、コレステリック液晶相由来の螺旋軸は、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して垂直であり、その反射面は主面（Ｘ－Ｙ面）と平行な面である。また、液晶化合物の光学軸は、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して傾斜していない。言い換えると、光学軸は主面（Ｘ－Ｙ面）に対して平行である。したがって、従来のコレステリック液晶層のＸ－Ｚ面をＳＥＭにて観察すると、明部と暗部とが交互に配列された配列方向は主面（Ｘ－Ｙ面）と垂直となる。
コレステリック液晶相は鏡面反射性であるため、例えば、コレステリック液晶層に法線方向から光が入射される場合、法線方向に光が反射される。

これに対して、液晶層３４は、入射した光を、鏡面反射に対して配列軸Ｄ方向に傾けて反射する。液晶層３４は、面内において、配列軸Ｄ方向（所定の一方向）に沿って光学軸４０Ａが連続的に回転しながら変化する、液晶配向パターンを有するものである。以下、図５を参照して説明する。

一例として、液晶層３４は、赤色光の右円偏光Ｒ_Rを選択的に反射するコレステリック液晶層であるとする。従って、液晶層３４に光が入射すると、液晶層３４は、赤色光の右円偏光ＲRのみを反射し、それ以外の光を透過する。

液晶層３４では、液晶化合物４０の光学軸４０Ａが配列軸Ｄ方向（一方向）に沿って回転しながら変化している。
液晶層３４に形成された液晶配向パターンは、配列軸Ｄ方向に周期的なパターンである。そのため、液晶層３４に入射した赤色光の右円偏光Ｒ_Rは、図５に概念的に示すように、液晶配向パターンの周期に応じた方向に反射（回折）され、反射された赤色光の右円偏光Ｒ_Rは、ＸＹ面に対して配列軸Ｄ方向に傾いた方向に反射（回折）される。ＸＹ面とは、コレステリック液晶層の主面である。

この結果として、液晶層３４を導光素子等に適用した場合、導光板の主面に垂直な方向から入射した光を導光板内を全反射する角度に反射（回折）することができ、また、導光板内を全反射して導光された光を、導光板の主面に垂直な方向に反射（回折）することができる回折素子として用いることができる。

液晶層３４において、光学軸４０Ａが回転する一方向である配列軸Ｄの方向を、適宜、設定することで、光の反射方向（回折角度）を調節できる。

また、同じ波長で、同じ旋回方向の円偏光を反射する場合に、配列軸Ｄ方向に向かう液晶化合物４０の光学軸４０Ａの回転方向を逆にすることで、円偏光の反射方向を逆にできる。
例えば、図２および図３においては、配列軸Ｄ方向に向かう光学軸４０Ａの回転方向は時計回りで、ある円偏光が配列軸Ｄ方向に傾けて反射される。これに対して、配列軸Ｄ方向に向かう光学軸４０Ａの回転方向を反時計回りとすることで、ある円偏光が配列軸Ｄ方向とは逆方向に傾けて反射される。

さらに、同じ液晶配向パターンを有する液晶層では、液晶化合物４０の螺旋の旋回方向すなわち反射する円偏光の旋回方向によって、反射方向が逆になる。
例えば、螺旋の旋回方向が右捩じれの場合、右円偏光を選択的に反射するものであり、配列軸Ｄ方向に沿って光学軸４０Ａが時計回りに回転する液晶配向パターンを有することにより、右円偏光を配列軸Ｄ方向に傾けて反射する。
また、例えば、螺旋の旋回方向が左捩じれの場合、左円偏光を選択的に反射するものであり、配列軸Ｄ方向に沿って光学軸４０Ａが時計回りに回転する液晶配向パターンを有する液晶層は、左円偏光を配列軸Ｄ方向と逆方向に傾けて反射する。

従って、入射回折部１４を構成するＲ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、選択的に反射する円偏光の旋回方向すなわち螺旋の旋回方向に応じて、入射した光が適正に出射回折部１６に向かうように、配列軸Ｄの方向および液晶配向パターンにおける光学軸４０Ａの回転方向を設定する。
他方、出射回折部１６を構成するＲ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇは、選択的に反射する円偏光の旋回方向すなわち螺旋の旋回方向に応じて、入射した光が適正に使用者Ｕによる観察位置に出射されるように、配列軸Ｄの方向および液晶配向パターンにおける光学軸４０Ａの回転方向を設定する。

この液晶回折素子では、液晶層における液晶化合物の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物の光学軸が１８０°回転する長さである１周期Λが、回折構造の周期（１周期）である。また、液晶層において、液晶化合物の光学軸が回転しながら変化している一方向（配列軸Ｄ方向）が回折構造の周期方向である。
本発明の導光素子１０において、回折素子の１周期Λの長さには、制限はなく、導光板１２への入射角度、導光板１２から出射させるための光の回折の大きさ等に応じて、適宜、設定すればよい。
１周期Λの長さは、０．１～１０μｍが好ましく、０．１５～２μｍがより好ましく、０．２～１μｍがさらに好ましい。

液晶配向パターンを有する液晶層では、１周期Λが短いほど、入射光に対する反射光の角度が大きくなる。すなわち、１周期Λが短いほど、入射光に対して、反射光を大きく傾けて反射できる。
また、この液晶配向パターンを有する液晶層では、光の反射角度（回折角）は、反射する光の波長によって、角度が異なる。具体的には、長波長の光ほど、入射光に対する反射光の角度が大きくなる。

従って、本発明の導光素子１０では、入射回折部１４を構成するＲ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇは、液晶層の選択反射中心波長の順列と、１周期Λの順列とが、一致しているのが好ましい。同様に、出射回折部１６を構成するＲ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇも、液晶層の選択反射中心波長の順列と、１周期Λの順列とが、一致しているのが好ましい。
この点に関しては、入射回折部１４および出射回折部１６が、液晶層を３層以上有する場合も同様である。

このような構成とすることにより、入射回折部１４による導光板１２への赤色画像Ｒおよび緑色画像Ｇの入射方向を一致させられる。さらに、この構成によれば、出射回折部１６から出射する赤色画像Ｒおよび緑色画像Ｇの出射方向を同方向にできる。その結果、色ズレのないカラー画像を、導光板１２からＡＲグラスの使用者Ｕによる観察位置に出射できる。

図２に示す例は、液晶層３４のＸ－Ｚ面において、液晶化合物４０が、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して、その光学軸４０Ａが平行に配向している構成である。
しかしながら、本発明は、これに制限はされない。例えば、図６に概念的に示すように、液晶層３４のＸ－Ｚ面において、液晶化合物４０が、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して、その光学軸４０Ａが傾斜して配向している構成であってもよい。

また、図６に示す例では、液晶層３４のＸ－Ｚ面において、液晶化合物４０の主面（Ｘ－Ｙ面）に対する傾斜角度（チルト角）は厚さ方向（Ｚ方向）に一様としたが、本発明は、これに限定はされない。液晶層３４において、液晶化合物４０のチルト角が厚さ方向で異なっている領域を有していてもよい。
例えば、図７に示す例は、液晶層の、光配向膜３２側の界面において液晶化合物４０の光学軸４０Ａが主面に平行であり（プレチルト角が０であり）、光配向膜３２側の界面から厚さ方向に離間するにしたがって、液晶化合物４０のチルト角が大きくなって、その後、他方の界面（空気界面）側まで一定のチルト角で液晶化合物が配向されている構成である。

このように、液晶層３４においては、上下界面の一方の界面において、液晶化合物の光学軸がプレチルト角を有している構成であってもよく、両方の界面でプレチルト角を有する構成であってもよい。また、両界面でプレチルト角が異なっていてもよい。
このように液晶化合物がチルト角を有して（傾斜して）いることにより、光が回折する際に実効的な液晶化合物の複屈折率が高くなり、回折効率を高めることができる。

液晶化合物４０の光学軸４０Ａと主面（Ｘ－Ｙ面）とのなす平均角度（平均チルト角）は、５～４５°が好ましく、１２～２２°がより好ましい。なお、平均チルト角は、液晶層３４のＸ－Ｚ面を偏光顕微鏡観察することにより測定できる。なかでも、液晶層３４のＸ－Ｚ面において、液晶化合物４０は、主面（Ｘ－Ｙ面）に対して、その光学軸４０Ａが同一の方向に傾斜配向することが好ましい。
なお、上記チルト角は、コレステリック液晶層断面の偏光顕微鏡観察において、液晶化合物４０の光学軸４０Ａと主面とのなす角度を任意の５か所以上で測定して、それらを算術平均した値である。

回折素子（液晶層３４）に垂直に入射した光は、液晶層内において斜め方向に、屈曲力が加わり斜めに進む。液晶層内において光が進むと、本来は垂直入射に対して所望の回折角が得られるように設定されている回折周期等の条件とのずれが生じるために、回折ロスが生じる。
液晶化合物をチルトさせた場合、チルトさせない場合と比較して、光が回折する方位に対してより高い複屈折率が生じる方位が存在する。この方向では実効的な異常光屈折率が大きくなるため、異常光屈折率と常光屈折率の差である複屈折率が高くなる。
狙った回折する方位に合わせて、チルト角の方位を設定することによって、その方位での本来の回折条件とのずれを抑制することができる。その結果、チルト角を持たせた液晶化合物を用いた場合の方が、より高い回折効率を得ることができると考えられる。

また、チルト角は液晶層３４の界面の処理によって制御されるのが好ましい。
支持体側の界面においては、光配向膜にプレチルト処理をおこなうことにより液晶化合物のチルト角を制御することができる。例えば、光配向膜の形成の際に光配向膜に紫外線を正面から露光した後に斜めから露光することにより、光配向膜上に形成する液晶層中の液晶化合物にプレチルト角を生じさせることができる。この場合には、２回目の照射方向に対して液晶化合物の単軸側が見える方向にプレチルトする。ただし、２回目の照射方向に対して垂直方向の方位の液晶化合物はプレチルトしないため、面内でプレチルトする領域とプレチルトしない領域が存在する。このことは、狙った方位に光を回折させるときにその方向に最も複屈折を高めることに寄与するので回折効率を高めるのに適している。
さらに、液晶層中または光配向膜中にプレチルト角を助長する添加剤を加えることもできる。この場合、回折効率を更に高める因子として添加剤を利用できる。
この添加剤は空気側の界面のプレチルト角の制御にも利用できる。

ここで、液晶層３４は、ＳＥＭで観察した断面において、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部が、主面に対して傾斜している。液晶層は、法線方向および法線に対して傾斜した方向から面内レタデーションＲｅを測定した際に、遅相軸面内および進相軸面内のいずれかにおいて、面内レタデーションＲｅが最小となる方向が法線方向から傾斜しているのが好ましい。具体的には、面内レタデーションＲｅが最小となる方向が法線と成す測定角の絶対値が５°以上であることが好ましい。言い換えると、液晶層の液晶化合物が主面に対して傾斜し、かつ、傾斜方向が液晶層の明部および暗部に略一致していることが好ましい。なお、法線方向とは、主面に対して直交する方向である。
液晶層がこのような構成を有することにより、液晶化合物が主面に平行である液晶層に比して、高い回折効率で円偏光を回折できる。

液晶層の液晶化合物が主面に対して傾斜し、かつ、傾斜方向が明部および暗部に略一致している構成では、反射面に相当する明部および暗部と、液晶化合物の光学軸とが一致している。そのため、光の反射（回折）に対する液晶化合物の作用が大きくなり、回折効率を向上できる。その結果、入射光に対する反射光の光量をより向上できる。

液晶層の進相軸面または遅相軸面において、液晶層の光学軸傾斜角の絶対値は５°以上が好ましく、１５°以上がより好ましく、２０°以上がさらに好ましい。
光学軸傾斜角の絶対値を１５°以上とすることにより、より好適に、液晶化合物の方向を明部および暗部に一致させ、回折効率を向上できる点で好ましい。

＜＜液晶層の形成方法＞＞
液晶層３４は、液晶化合物が所定の配向状態に配向されてなる液晶相を層状に固定して形成できる。例えば、コレステリック液晶層の場合には、コレステリック液晶相を層状に固定して形成できる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、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構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物を所定の液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、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ない状態に変化した構造が好ましい。
なお、液晶相を固定した構造においては、液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、液晶層において、液晶化合物４０は液晶性を示さなくてもよい。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、液晶性を失っていてもよい。

液晶層の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
また、液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。

－－重合性液晶化合物－－
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよい。
棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類等が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１～６個、より好ましくは１～３個である。
重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／０２２５８６号、国際公開第９５／０２４４５５号、国際公開第９７／０００６００号、国際公開第９８／０２３５８０号、国際公開第９８／０５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－０１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－０８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭５７－１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９－１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、および、特開平１１－２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。

－－円盤状液晶化合物－－
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開２００７－１０８７３２号公報および特開２０１０－２４４０３８号公報等に記載のものを好ましく用いることができる。

また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％が好ましく、８０～９９質量％がより好ましく、８５～９０質量％がさらに好ましい。

－－界面活性剤－－
液晶層を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、安定的に、または迅速に、コレステリック液晶相の配向に寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。

界面活性剤の具体例としては、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落［００３１］～［００３４］に記載の化合物、特開２００５－０９９２４８号公報の段落［００９２］および［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２－１２９１６２号公報の段落［００７６］～［００７８］および段落［００８２］～［００８５］中に例示されている化合物、ならびに、特開２００７－２７２１８５号公報の段落［００１８］～［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。
なお、界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物が好ましい。

液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１～１０質量％が好ましく、０．０１～５質量％がより好ましく、０．０２～１質量％がさらに好ましい。

－－キラル剤（光学活性化合物）－－
キラル剤（カイラル剤）はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物（例えば、液晶デバイスハンドブック、第３章４－３項、ＴＮ（twisted nematic）、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）用キラル剤、１９９頁、日本学術振興会第１４２委員会編、１９８９に記載）、イソソルビド、および、イソマンニド誘導体等を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物または面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファン、および、これらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であるのが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であるのが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。

キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク照射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２－０８０４７８号公報、特開２００２－０８０８５１号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。

液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。

－－重合開始剤－－
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有しているのが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
光重合開始剤の例には、α－カルボニル化合物（米国特許第２３６７６６１号、米国特許第２３６７６７０号の各明細書記載）、アシロインエーテル（米国特許第２４４８８２８号明細書記載）、α－炭化水素置換芳香族アシロイン化合物（米国特許第２７２２５１２号明細書記載）、多核キノン化合物（米国特許第３０４６１２７号、米国特許第２９５１７５８号の各明細書記載）、トリアリールイミダゾールダイマーとｐ－アミノフェニルケトンとの組み合わせ（米国特許第３５４９３６７号明細書記載）、アクリジンおよびフェナジン化合物（特開昭６０－１０５６６７号公報、米国特許第４２３９８５０号明細書記載）、ならびに、オキサジアゾール化合物（米国特許第４２１２９７０号明細書記載）等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して０．１～２０質量％であるのが好ましく、０．５～１２質量％であるのがさらに好ましい。

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

－－その他の添加剤－－
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。

液晶組成物は、液晶層を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。有機溶媒としては、例えば、ケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、および、エーテル類などが挙げられる。これらは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が好ましい。

液晶層を形成する際には、液晶層の形成面に液晶組成物を塗布して、液晶化合物を所望の液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、液晶層とするのが好ましい。
すなわち、光配向膜３２上にコレステリック液晶層を形成する場合には、光配向膜３２に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶相を固定してなる液晶層を形成するのが好ましい。
液晶組成物の塗布は、インクジェットおよびスクロール印刷等の印刷法、ならびに、スピンコート、バーコートおよびスプレー塗布等のシート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。

塗布された液晶組成物は、必要に応じて乾燥および／または加熱され、その後、硬化され、液晶層を形成する。この乾燥および／または加熱の工程で、液晶組成物中の液晶化合物がコレステリック液晶相に配向すればよい。加熱を行う場合、加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。

配向させた液晶化合物は、必要に応じて、さらに重合される。重合は、熱重合、および、光照射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光照射は、紫外線を用いるのが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²～５０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、５０～１５００ｍＪ／ｃｍ²がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光照射を実施してもよい。照射する紫外線の波長は２５０～４３０ｎｍが好ましい。

液晶層３４の厚さには、制限はなく、回折素子の用途、液晶層に要求される光の反射率、および、液晶層３４の形成材料等に応じて、必要な光の反射率が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。

＜その他の液晶層（光学異方性層）＞
図示例の光学素子は、入射回折部１４および出射回折部１６に、コレステリック液晶層である液晶層３４を用いた反射型の液晶回折素子を用いているが、本発明は、これに制限はされない。
一例として、面内の少なくとも１方向に沿って連続的に回転している液晶配向パターンを有し、かつ、厚さ方向には液晶化合物がコレステリック液晶相を形成していない、透過型の液晶回折素子として作用する液晶層も、利用可能である。なお、液晶回折素子において、液晶化合物がコレステリック液晶相とはならない程度に厚さ方向に捩じれ回転した構成を有していてもよい。
また、本発明においては、入射回折部１４および出射回折部１６において、異なる液晶回折素子を用いてもよい。例えば、入射回折部１４では、液晶層３６を有する透過型の液晶回折素子を用い、出射回折部１６では、液晶層３４を有する反射型の液晶回折素子を用いてもよい。

（貼着層）
入射回折部１４において、Ｒ入射液晶層１４ＲとＧ入射液晶層１４Ｇとの積層体は、貼着層１４Ａによって導光板１２に貼合される。
出射回折部１６において、Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとの積層体は、貼着層１６Ａによって導光板１２に貼合される。
貼着層１４Ａおよび貼着層１６Ａについては、後に詳述する。

［入射回折部および出射回折部の作製方法］
以下、図９の概念図を参照して出射回折部１６の形成方法を説明することにより、本発明の光学素子の製造方法および本発明の光学素子について、より詳細に説明する。
なお、入射回折部１４は、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６ＧをＲ入射液晶層１４ＲおよびＧ入射液晶層１４Ｇに置き換え、さらに、貼着層１６Ａを貼着層１４Ａに置き換えることで、出射回折部１６と同様に作製できる。
また、以下の説明において、第１支持体３０ａおよび積層用支持体３０ｂは、上述した支持体３０と同様のものである。また、第１光配向膜３２ａおよび積層用光配向膜３２ｂは、上述した光配向膜３２と同様のものである。

まず、Ｇ出射液晶層１６Ｇを形成するための第１支持体３０ａを用意する。上述のように、本例においては、Ｇ出射液晶層１６Ｇは、本発明における第１液晶層である。
また、上述のように、第１光配向膜３２ａを形成するための光配向材料を含有する組成物を調製する。
その上で、図９の中段左側に示すように、この組成物を第１支持体３０ａの表面に塗布して乾燥させて、第１光配向膜３２ａを形成する。

次いで、図９中段の左から２番目に示すように、例えば上述した露光装置６０を用いて、第１光配向膜３２ａを干渉露光して、第１光配向膜３２ａに、Ｇ出射液晶層１６Ｇの液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａの向きを、面内の一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる、配向パターンを形成する。

一方で、上述したように、液晶化合物およびキラル剤等を含有する、Ｇ出射液晶層１６Ｇを形成するための液晶組成物を調製する。
第１光配向膜３２ａに配向パターンを形成したら、Ｇ出射液晶層１６Ｇを形成するための液晶組成物を第１光配向膜３２ａに塗布して、乾燥および／または加熱することで、液晶組成物中の液晶化合物をコレステリック液晶相に配向し、さらに、紫外線の照射等によって液晶組成物を硬化して、図９中段の左から３番目に示すように、Ｇ出射液晶層１６Ｇを形成する。

他方、Ｒ出射液晶層１６Ｒを形成するための積層用支持体３０ｂを用意する。上述のように、本例においては、Ｒ出射液晶層１６Ｒは、本発明における積層用液晶層である。
また、上述のように、積層用光配向膜３２ｂを形成するための光配向材料を含有する組成物を調製する。
その上で、図９の上段左側に示すように、この組成物を積層用支持体３０ｂの表面に塗布して乾燥させて、積層用光配向膜３２ｂを形成する。

次いで、図９上段の左から２番目に示すように、例えば上述した露光装置６０を用いて、積層用光配向膜３２ｂを干渉露光して、積層用光配向膜３２ｂに、Ｒ出射液晶層１６Ｒの液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａの向きを、面内の一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる、配向パターンを形成する。

一方で、上述したように、液晶化合物およびキラル剤等を含有する、Ｒ出射液晶層１６Ｒを形成するための液晶組成物を調製する。
積層用光配向膜３２ｂに配向パターンを形成したら、Ｒ出射液晶層１６Ｒを形成するための液晶組成物を積層用光配向膜３２ｂに塗布して、乾燥および／または加熱することで、液晶組成物中の液晶化合物をコレステリック液晶相に配向する。さらに、紫外線の照射等によって液晶組成物を硬化して、図９上段の左から３番目に示すように、Ｒ出射液晶層１６Ｒを形成する。

次いで、Ｒ出射液晶層１６Ｒを積層用光配向膜３２ｂから剥離する。
積層用光配向膜３２ｂからＲ出射液晶層１６Ｒを剥離する方法には、制限はなく、公知の方法が、各種、利用可能である。
好ましい一例として、図９上段の右側に示すように、粘着層５２を有する仮支持体５０を用いる方法が例示される。すなわち、粘着層５２をＲ出射液晶層１６Ｒに貼着して、仮支持体５０と共に積層用光配向膜３２ｂから剥離する。仮支持体５０は、本発明における積層用仮支持体である。
光配向材料を用いる光配向膜、特に、光配向材料としてアゾ系の光配向材料を用いる光配向膜は、液晶化合物を主成分とする液晶層との密着性が低い。そのため、粘着層５２を有する仮支持体５０を貼着して、仮支持体５０を剥離することで、容易に、積層用光配向膜３２ｂからＲ出射液晶層１６Ｒを剥離できる。

粘着層５２を有する仮支持体５０としては、樹脂フィルムに粘着力の弱い粘着層を形成してなるフィルムなど、公知の各種の物が利用可能である。
一例として、表示装置の表示画面の保護、各種のフィルム製品の表面の保護および家電製品の表面の保護などの各種の物質および製品の保護に利用される、いわゆるラミネートフィルム（保護フィルム）、ならびに、貼着力の弱い支持体に形成されたフィルム（層）を貼着して支持体から剥離して、貼着力が強い別の支持体に貼着（剥離転写）するために用いられる転写用フィルム等が例示される。
可撓性を有するフィルム状の仮支持体５０を用いることにより、積層用光配向膜３２ｂからのＲ出射液晶層１６Ｒの剥離の作業性、および、後述する、Ｇ出射液晶層１６ＧへのＲ出射液晶層１６Ｒの貼合の作業性を向上できる。

ここで、仮支持体５０において、Ｒ出射液晶層１６Ｒと接触する粘着層５２の表面に凹凸が有ると、粘着層５２の凹凸がＲ出射液晶層１６Ｒに転写されてしまい、Ｒ出射液晶層１６Ｒの表面の平滑性が低くなってしまう。Ｒ出射液晶層１６Ｒの表面の平滑性が低いと、Ｒ出射液晶層１６Ｒによる赤色画像Ｒの反射が散乱されてしまい、その結果、使用者Ｕによって観察される画像に、いわゆるボヤケが生じて、鮮明な画像が表示できなくなってしまう。
この点を考慮すると、仮支持体５０の粘着層５２は表面平滑性が高いのが好ましい。具体的には、仮支持体５０の粘着層５２は、表面粗さＲａが２０ｎｍ以下であるのが好ましく、１５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
仮支持体５０の粘着層５２の表面粗さＲａは、小さいほど好ましいが、仮支持体５０のコスト等を考慮すると、１ｎｍ以上が好ましい。
粘着層５２の表面の凹凸は、自身が有する塗膜厚ムラ等に加え、仮支持体５０の表面の凹凸にも大きく影響される。従って、仮支持体５０も、表面粗さＲａは小さい方が好ましい。

また、積層用光配向膜３２ｂから剥離したＲ出射液晶層１６Ｒ（積層用液晶層）は、積層用光配向膜３２ｂ側の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下であるのが好ましく、５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
積層用光配向膜３２ｂから剥離したＲ出射液晶層１６Ｒの表面粗さＲａを１５ｎｍ以下とすることにより、Ｒ出射液晶層１６Ｒで赤色画像Ｒが拡散反射されることを防止して、ボヤケの無い鮮明な画像を表示することが可能になる。
なお、積層用光配向膜３２ｂから剥離したＲ出射液晶層１６Ｒの表面粗さＲａは、小さいほど好ましいが、Ｒ出射液晶層１６Ｒの形成の容易性等を考慮すると、０．５ｎｍ以上であるのが好ましい。

本発明において、表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）は、例えば、菱化システム社製の『非接触表面・層断面形状計測システム ＶｅｒｔＳｃａｎ２．０』等の市販の装置を用いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に準拠して測定すればよい。

Ｒ出射液晶層１６Ｒを積層用光配向膜３２ｂから剥離したら、図９中段の左から４番目に示すように、Ｒ出射液晶層１６ＲをＧ出射液晶層１６Ｇに積層し、貼合する。
なお、本発明において、３層以上の液晶層を積層する場合には、図９の上段に示す積層用液晶層の形成を行って、先に仮支持体５０を用いて剥離した液晶層を積層し、剥離することを、積層する液晶層の数に応じて、繰り返し、行えばよい。
また、本発明において、予め形成しておいた液晶層など、別途形成した液晶層（積層用液晶層または第1液晶層）に積層する積層用液晶層は、別途形成した液晶層と同じ波長域の光を選択的に反射するものでも、異なる波長域の光を選択的に反射するものでもよい。本発明においては、別途形成した液晶層に積層する積層用液晶層は、別途形成した液晶層とは異なる波長域の光を選択的に反射するものであるのが好ましい。

Ｒ出射液晶層１６Ｒ（第１液晶層）とＧ出射液晶層１６Ｇ（積層用液晶層）との貼合方法には、制限はなく、公知の方法が利用可能である。

一例として、積層用貼着層を用いて、Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとを貼合する方法が例示される。
積層用貼着層には制限はなく、液晶層の形成材料に応じて、液晶層同士を貼着可能な貼着剤が、各種、利用可能である。従って、積層用貼着層は、十分な光透過性を有するものであれば、接着剤からなる層でも、粘着剤からなる層でも、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。なお、接着剤とは、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になるものである。また、粘着剤とは、貼り合わせる際にゲル状（ゴム状）の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しないものである。
従って、積層用貼合層は、光学透明接着剤（ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive））、光学透明両面テープ、および、紫外線硬化型樹脂等の、光学装置および光学部材等でシート状物の貼り合わせに用いられる公知の層を用いればよい。

ここで、Ｇ出射液晶層１６ＧとＲ出射液晶層１６Ｒとを積層用貼着層で貼合する場合には、積層用貼着層の表面が粗いと、この積層用貼着層の表面の凹凸がＧ出射液晶層１６Ｇおよび／またはＲ出射液晶層１６Ｒに転写されて液晶層の表面の平滑性が低くなってしまい、また、積層用貼着層によっても光が散乱されてしまう。
その結果、積層用貼着層の表面平滑性が低いと、Ｇ出射液晶層１６Ｇによる緑色画像Ｇ、および／または、Ｒ出射液晶層１６Ｒによる赤色画像Ｒの反射が散乱されてしまい、その結果、使用者Ｕによって観察される画像に、いわゆるボヤケが生じて、鮮明な画像が表示できなくなってしまう。
この点を考慮すると、積層用貼着層は表面平滑性が高いのが好ましい。具体的には、積層用貼着層は、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下であるのが好ましく、５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
積層用貼着層の表面粗さＲａは、小さいほど好ましいが、貼着層のコスト等を考慮すると、０．１ｎｍ以上が好ましい。

以上の点を考慮すると、Ｇ出射液晶層１６ＧとＲ出射液晶層１６Ｒとを貼着層する貼着層は、塗布法による形成が可能で、表面平滑性が高い積層用貼着層が形成可能である点で、接着剤からなる層であるのが好ましい。

Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとを貼合する別の方法として、Ｒ出射液晶層１６Ｒおよび／またはＧ出射液晶層１６Ｇの形成時に、重合性基が残っている半硬化状態として、Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとを積層した後に、Ｒ出射液晶層１６Ｒおよび／またはＧ出射液晶層１６Ｇを本硬化する方法が例示される。半硬化状態としては、例えば、重合性基が、２０～９０％程度、残っている状態が例示される。
この方法でも、半硬化状態の液晶組成物の硬化によって、Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとを貼合、好適に貼合できる。また、この貼合方法では、液晶層同士の貼合に積層用貼着層を用いないので、上述した積層用貼着層の表面粗さに起因する不都合も回避できる。
なお、この方法では、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇを、両方とも半硬化状態としてもよいが、半硬化状態とするのは、いずれか一方で十分である。

Ｒ出射液晶層１６Ｒおよび／またはＧ出射液晶層１６Ｇを半硬化状態とする方法にも、制限はなく、各種の方法が利用可能である。
一例として、Ｒ出射液晶層１６Ｒおよび／またはＧ出射液晶層１６Ｇの形成において、紫外線照射等による液晶組成物の硬化を、空気中などの酸素濃度が高い雰囲気で行う方法が例示される。別の方法として、Ｒ出射液晶層１６Ｒおよび／またはＧ出射液晶層１６Ｇの形成時に、液晶組成物を硬化するための紫外線照射量を低減する方法も、利用可能である。

Ｒ出射液晶層１６ＲとＧ出射液晶層１６Ｇとを貼合したら、図９の中段の右側に示すように、Ｇ出射液晶層１６Ｇと第１光配向膜３２ａとを剥離する。
ここで、第１光配向膜３２ａから剥離したＧ出射液晶層１６Ｇは、第１光配向膜３２ａ側の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下であるのが好ましく、５ｎｍ以下であるのがより好ましい。
第１光配向膜３２ａから剥離したＧ出射液晶層１６Ｇの表面粗さＲａを１５ｎｍ以下とすることにより、Ｇ出射液晶層１６Ｇで緑色画像Ｇが拡散反射されることを防止して、ボヤケの無い鮮明な画像を表示することが可能になる。
なお、第１光配向膜３２ａから剥離したＧ出射液晶層１６Ｇの表面粗さＲａは、小さいほど好ましいが、Ｇ出射液晶層１６Ｇの形成の容易性等を考慮すると、０．５ｎｍ以上であるのが好ましい。

さらに、導光板１２の出射回折部１６の形成位置、および／または、Ｇ出射液晶層１６Ｇに、Ｇ出射液晶層１６Ｇと導光板１２とを貼合するための貼着層１６Ａを形成する。
図示例では、図９下段の右側に示すように、導光板１２の出射回折部１６の形成位置に、貼着層１６Ａを形成している。
なお、Ｇ出射液晶層１６Ｇ（第１液晶層）と導光板１２とを貼合するための貼着層１６Ａは、導光板１２およびＧ出射液晶層１６Ｇの両方に形成してもよいが、後述する貼着層１６Ａの表面粗さＲａ等を考慮すれば、貼着層１６Ａを形成するのは、導光板１２およびＧ出射液晶層１６Ｇのいずれか一方のみに形成するのが好ましい。

ここで、本発明の製造方法においては、Ｇ出射液晶層１６Ｇ（第１液晶層）と導光板１２とを貼合するために、Ｇ出射液晶層１６Ｇおよび／または導光板１２に形成される貼着層１６Ａは、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である。
本発明の製造方法は、このような構成を有することにより、ＡＲグラス等において、ボヤケの無い、鮮明な画像を表示することが可能になる。

ＡＲグラス等においては、ディスプレイが表示した映像を、導光板の一端に入射して伝播し、他端から出射することにより、使用者による観察位置に画像を表示する。
ここで、導光板への光の入射、および、導光板からの光の出射には、導光板に装填した回折素子が用いられる。導光板への回折素子の装填方法としては、粘着剤等からなる貼着層による貼合が考えられる。
しかしながら、本発明者らの検討によれば、回折素子の貼合に貼着層を用いた場合、貼着層の表面が荒れていると、貼着層の荒れによって、回折素子による回折光が、目的とする方向とは異なる、様々な方向に進行してしまう。
特に、回折素子として、液晶層からなる液晶回折素子を用いた場合には、貼着層の表面の荒れが液晶回折素子に転写されて、液晶回折素子による回折光が、目的とする方向とは異なる、様々な方向に回折されてしまう。
その結果、液晶回折素子による回折光が散乱光のようになって、ＡＲグラス等による表示画像に、いわゆるボヤケが生じてしまい、鮮明な画像が表示できなくなってしまう。

これに対して、本発明の光学素子の製造方法では、液晶回折素子であるＧ出射液晶層１６Ｇ（第１液晶層）を導光板１２に貼合するための貼着層１６Ａの表面粗さを、１５ｎｍとする。
本発明の製造方法は、このような構成を有することによって、ＡＲグラス等において、表示画像にボヤケが生じることを防止して、鮮明な画像の表示が可能な光学素子を製造することできる。

貼着層１６Ａの表面粗さＲａが１５ｎｍを超えると、ＡＲグラス等において表示画像のボヤケを生じてしまう等の不都合を生じる。
貼着層１６Ａの表面粗さは、１５ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下がより好ましい。
貼着層１６Ａの表面粗さＲａは、小さいほど好ましいが、貼着層１６Ａの形成の容易性等を考慮すると、０．１ｎｍ以上が好ましい。

貼着層１６Ａは、導光板１２とＧ出射液晶層１６Ｇとの形成材料に応じて、両者を貼着可能なものであれば、公知の貼着層が、各種、利用可能である。
従って、貼着層１６Ａは、上述した接着剤からなる層でも、粘着剤からなる層でも、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。従って、貼合層は、光学透明接着剤（ＯＣＡ）、光学透明両面テープ、および、紫外線硬化型樹脂等の、光学装置および光学部材等でシート状物の貼り合わせに用いられる公知の層を用いればよい。
中でも、導光板１２とＧ出射液晶層１６Ｇを貼合する貼着層１６Ａは、塗布法による形成が可能で、表面平滑性が高い貼着層が形成可能である点で、接着剤からなる層であるのが好ましい。

導光板１２に貼着層１６Ａを形成したら、図９下段の右から２番目に示すように、Ｇ出射液晶層１６Ｇを貼着層１６Ａに貼着する。
さらに、図９下段の右から３番目に示すように、仮支持体５０（粘着層５２）をＲ出射液晶層１６Ｒ（積層用液晶層）から剥離して、出射回折部１６とする。

上述したように、本発明の光学素子の製造方法は、導光板に、液晶層（第１液晶層）を１層のみ、形成するものでもよい。
この場合には、図９の上段と同様にＧ出射液晶層１６Ｇを形成して、粘着層５２を有する仮支持体５０を用いて光配向膜からＧ出射液晶層１６Ｇを剥離して、先と同様に、貼着層１６Ａを用いて導光板１２にＧ出射液晶層１６Ｇを貼着すればよい。

すなわち、図９の上段において、積層用支持体３０ｂを第１支持体３０ａに置き換え、積層用光配向膜３２ｂを第１光配向膜３２ａに置き換えて、第１支持体３０ａに、同様に第１光配向膜３２ａを形成して、露光装置６０によって干渉露光して、配向パターンを形成する。次いで、同様に、Ｇ出射液晶層１６Ｇ（第１液晶層）を形成する。
その後、Ｇ出射液晶層１６Ｇに粘着層５２を有する仮支持体５０を貼着して、仮支持体５０を用いて、第１光配向膜３２ａからＧ出射液晶層１６Ｇを剥離する。この際においては、先と同様の理由で、仮支持体５０は表面粗さＲａが２０ｎｍ以下であるのが好ましく、また、剥離したＧ出射液晶層１６Ｇの第１光配向膜３２ａ側の表面粗さＲａは１５ｎｍ以下であるのが好ましい。また、この場合における仮支持体５０は、本発明における第１仮支持体となる。
これ以降は、先と同様にして、貼着層１６Ａを形成した導光板１２に、Ｇ出射液晶層１６Ｇを貼合して、貼着すればよい。

本発明の光学素子は、導光板側から測定光を入射して、液晶層を液晶回折素子で回折された回折光を受光しつつ、測定光と導光板とを相対的に移動した際における、回折光の強度変動が±４０％以内である。

一例として、図１０に出射回折部１６を例示して概念的に示すように、導光板１２にダブプリズム８０を装着する。その上で、光源８２から測定光Ｌａを出射回折部１６に入射して、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇによって回折された回折光Ｌｂを検出器８４で受光して、光強度（例えば輝度）を測定する。
この測定を、図中矢印Ｗで示すように、光源８２および検出器８４を一体的に移動して測定光Ｌａで液晶層を走査しつつ行う。または、導光板（導光素子）を移動することにより、測定光Ｌａで液晶層を走査してもよい。
Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇが測定光Ｌａを拡散反射する場合には、この測定において、光強度が大きく変動する。この場合には、ＡＲグラス等において、出射回折部１６による拡散光によって表示画像にボヤケが生じてしまい、鮮明な画像を表示できない。

これに対して、本発明の光学素子では、この回折光Ｌｂの強度変動を±４０％以下とすることにより、Ｒ出射液晶層１６ＲおよびＧ出射液晶層１６Ｇによる拡散反射を抑制できる。その結果、ＡＲグラス等において、表示画像にボヤケが生じることを防止して、鮮明な画像を表示することができる。
また、上述した本発明の光学素子の製造方法によれば、このような本発明の光学素子を、好適に製造することができる。

以上、本発明の光学素子の製造方法および光学素子について詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

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、使用量、物質量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
（光配向膜の形成）
支持体（第１支持体）としてガラス基板を用意した。支持体上に、下記の光配向膜形成用塗布液をスピンコートで塗布した。この光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秒間乾燥して、光配向膜（第１光配向膜）を形成した。

光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－

（光配向膜の露光）
図８に示す露光装置を用いて光配向膜を露光して、配向パターンを有する光配向膜を形成した。
露光装置において、レーザとして波長（３２５ｎｍ）のレーザ光を出射するものを用いた。干渉光による露光量を３０００ｍＪ／ｃｍ²とした。なお、２つのレーザ光の交差角（交差角α）は、４２．３°とした。

（Ｒ液晶層の形成）
Ｒ液晶層を形成する液晶組成物として、下記の組成物Ａ－１を調製した。この組成物Ａ－１は、コレステリック液晶相における螺旋１ピッチ（ピッチＰ）の長さが４１０ｎｍで、赤色（Ｒ）光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成する、液晶組成物である。組成物Ａ－１中の固形分濃度は３５ｗｔ％である。
組成物Ａ－１
――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物Ｌ－１ １００．００質量部
重合開始剤Ｉ－１ ３．００質量部
キラル剤Ｃｈ－１ ４．６質量部
メチルエチルケトン １９９．８３質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――

棒状液晶化合物Ｌ－１

重合開始剤Ｉ－１

キラル剤Ｃｈ－１

Ｒ液晶層は、組成物Ａ－１を光配向膜上に塗布することにより形成した。
具体的には、光配向膜Ｐ－１上に組成物Ａ－１をスピンコートで塗布して、塗膜をホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱した。その後、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を５００ｍＪ／ｃｍ²の照射量で塗膜に照射することにより、液晶化合物の配向を固定化することで、Ｒ液晶層を形成した。得られたＲ液晶層の膜厚は３．５μｍであった。

Ｒ液晶層は、図３に示すような周期的な配向表面になっていることを偏光顕微鏡で確認した。なお、塗布層の断面をＳＥＭで確認したところ、Ｒ液晶層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期Λは０．４５μｍであった。

（Ｒ液晶層の剥離）
転写用弱粘着層付きの仮支持体（パナック社製、パナプロテクトＳＴ５０）をＲ液晶層に貼合し、Ｒ液晶層と光配向膜との界面で剥離した。
仮支持体の転写用弱粘着層、および、剥離したＲ液晶層について、菱化システム社製の非接触表面・層断面形状計測システム ＶｅｒｔＳｃａｎ２．０を用いて、ｗａｖｅモードで表面形状計測を行い、表面粗さＲａ（算術平均粗さＲａ）を算出した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｎｍ、仮支持体の転写用弱粘着層の表面粗さＲａは１３ｎｍであった。
以下の実施例において、表面粗さＲａの測定は、全て、この測定と同様に行った。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離したＲ液晶層上に、下記の接着層形成用塗布液をスピンコートで塗布した。この接着層形成用塗布液の塗膜が形成された仮支持体を６０℃のホットプレート上で６０秒間乾燥し、ウレタン系接着剤からなる貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

接着層形成用塗布液
――――――――――――――――――――――――――――――――
タケラックＡ－５２０（三井化学社製） １．６８質量部
タケネートＡ－５０（三井化学社製） ０．２８質量部
メチルエチルケトン ９８．０４質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――

（Ｒ液晶層の導光板への貼合）
貼着層を形成したＲ液晶層を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に、１０ｍｍ離間して貼合した。なお、Ｒ液晶層は、入射回折部による回折光が出射回折部側に向かい、出射回折部による回折光が導光板の表面に対して直交する方向に向かうように、それぞれの配列軸Ｄの方向を調節して貼合した。
貼合後、８０℃のホットプレート上で１２０秒間加熱した。その後、仮支持体を剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射回折部を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例２］
（Ｒ液晶層の形成および剥離）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層を形成して、Ｒ液晶層に仮支持体を貼合し、光配向膜からＲ液晶層を剥離した。
光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層貼着層の表面粗さＲａは８ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離したＲ液晶層上に、厚さ５μｍの光学粘着シート（リンテック社製、Ｏｐｔｅｒｉａ ＮＣＦ－Ｄ６９２）を貼合して、貼着層とした。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは９ｎｍであった。

（Ｒ液晶層の導光板への貼合）
貼着層を形成したＲ液晶層を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、仮支持体を剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射回折部を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［比較例１］
Ｒ液晶層を導光板に貼合する貼着層として、総研化学社製の厚さ２３μｍの光学粘着シート（ＳＫ２０５７）を用いた以外は、実施例２と同様に図１に示すような導光素子を作製した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは２０μｍであった。

［実施例３］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（積層用液晶層）を形成した。

（Ｂ液晶層用の光配向膜の形成および露光）
実施例１と同様に、ガラス製の支持体（第１支持体）の表面に光配向膜（第１光配向膜）を形成した。
形成した光配向膜に対して、２つのレーザ光の交差角（交差角α）を６１．０°とした以外は、同様に図８に示す露光装置を用いて光配向膜を露光して、配向パターンを有する光配向膜を形成した。

（Ｂ液晶層の形成）
キラル剤の添加量を６．３質量部に変更し、メチルエチルケトンの量を２０２．９９質量部に変更した以外は、組成物Ａ－１と同様に組成物Ａ－２を調製した。この組成物Ａ－２は、コレステリック液晶相における螺旋１ピッチ（ピッチＰ）の長さが３００ｎｍで、青色（Ｂ）光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成する、液晶組成物である。
この組成物Ａ－２を用いる以外は、Ｒ液晶層と同様にして、Ｂ液晶層（第１液晶層）を形成した。Ｒ液晶層と同様に測定したところ、Ｂ液晶層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期Λは０．３２μｍであった。

（Ｒ液晶層の剥離）
転写用弱粘着層付きの仮支持体（パナック社製、パナプロテクトＳＴ５０）をＲ液晶層に貼合し、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（積層用貼着層の形成）
剥離したＲ液晶層の表面に、実施例１のＲ液晶層に形成した貼着層と同様にして、ウレタン系接着剤からなる積層用貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体３の形成および剥離）
積層用貼着層を形成したＲ液晶層（積層用液晶層）を、Ｂ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合した。Ｒ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
液晶層積層体３を８０℃のホットプレートで１２０秒、加熱して、液晶層積層体３を形成した。
次いで、光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体３を剥離した。
光配向膜から剥離したＢ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｂ液晶層の表面粗さＲａは５ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離した液晶層積層体３のＢ液晶層の表面に、実施例１と同様に貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体３の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体３を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射回折部およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例４］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（積層用液晶層）を形成した。

（Ｂ液晶層の形成）
実施例３のＢ液晶層の形成と同様に、支持体の表面に光配向膜を形成して露光することで、液晶配向パターンを有する光配向膜を形成した。
形成した光配向膜に、上述した組成物Ａ－２をスピンコートで塗布して、塗膜をホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱した。その後、空気雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ²の照射量で塗膜に照射することにより、液晶化合物を半硬化して、Ｂ液晶層（第１液晶層）を形成した。

Ｂ液晶層の赤外吸収スペクトルを測定して、８１０ｃｍ^-1のアクリレート基に由来する吸収を確認した。
その結果、８１０ｃｍ^-1にピークが認められ、重合性基が残っており、Ｂ液晶層が半硬化状態であることが確認できた。

（Ｒ液晶層の剥離）
実施例３と同様に、仮支持体をＲ液晶層に貼合して、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（液晶層積層体４の作製）
Ｒ液晶層（積層用液晶層）を半硬化状態のＢ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合した。貼合は、Ｒ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
次いで、ホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱し、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ²の照射量を仮支持体側から照射することにより、Ｂ液晶層を本硬化して液晶層を密着させて、液晶層積層体４を作製した。

（液晶層積層体４の剥離）
光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体４を剥離した。
Ｂ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｂ液晶層貼着層の表面粗さＲａは４ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離した液晶層積層体４のＢ液晶層の表面に、実施例１と同様に貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体４の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体４を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射回折部およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例５］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（積層用液晶層）を形成した。

（Ｂ液晶層の形成）
実施例３と同等にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（第１液晶層）を形成した。

（Ｒ液晶層の剥離）
実施例３と同様に、仮支持体をＲ液晶層に貼合して、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
Ｒ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（積層用貼着層の形成）
光配向膜から剥離したＲ液晶層上に、厚さ５μｍの光学粘着シート（リンテック社製、Ｏｐｔｅｒｉａ ＮＣＦ－Ｄ６９２）を貼合して、積層用貼着層とした。
積層用貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは９ｎｍであった。

（液晶層積層体５の形成）
積層用貼着層を形成したＲ液晶層（積層用液晶層）をＢ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合して、液晶層積層体５を形成した。貼合は、Ｒ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。

（液晶層積層体５の剥離）
光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体５を剥離した。
Ｂ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｂ液晶層貼着層の表面粗さＲａは８ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離した液晶層積層体５のＢ液晶層の表面に、実施例１と同様に貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体５の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体５を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射回折部およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例６］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（１層目の積層用液晶層）を形成した。

（Ｇ液晶層用の光配向膜の形成および露光）
実施例１と同様に、ガラス製の支持体（積層用支持体）の表面に光配向膜（積層用光配向膜）を形成した。
形成した光配向膜に対して、２つのレーザ光の交差角（交差角α）を４９．２°とした以外は、同様に図８に示す露光装置を用いて光配向膜を露光して、配向パターンを有する光配向膜を形成した。

（Ｇ液晶層の形成）
キラル剤の添加量を５．３質量部に変更し、メチルエチルケトンの量を２００．９６質量部に変更した以外は、組成物Ａ－１と同様に組成物Ａ－３を調製した。この組成物Ａ－３は、コレステリック液晶相における螺旋１ピッチ（ピッチＰ）の長さが３６０ｎｍで、緑色（Ｇ）光の右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層を形成する、液晶組成物である。
この組成物Ａ－３を用いる以外は、Ｒ液晶層と同様にして、Ｇ液晶層（２層目の積層用液晶層）を形成した。Ｒ液晶層と同様に測定したところ、Ｇ液晶層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期Λは０．３９μｍであった。

（Ｂ液晶層の形成）
実施例３と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＢ液晶層（第１液晶層）を形成した。

（Ｒ液晶層の剥離）
転写用弱粘着層付きの仮支持体（パナック社製、パナプロテクトＳＴ５０）をＲ液晶層に貼合し、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（Ｒ液晶層への積層用貼着層の形成）
剥離したＲ液晶層の表面に、実施例１のＲ液晶層に形成した貼着層と同様にして、ウレタン系接着剤からなる積層用貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層の積層および剥離）
積層用貼着層を形成したＲ液晶層（積層用液晶層）を、Ｇ液晶層（積層用液晶層）に積層して、貼合した。Ｒ液晶層とＧ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
この積層体を８０℃のホットプレートで１２０秒、加熱して、第１の積層体を形成した。
次いで、光配向膜とＧ液晶層との界面で、第１の積層体を剥離した。
光配向膜から剥離したＧ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは６ｎｍであった。

（Ｇ液晶層への積層用貼着層の形成）
剥離したＧ液晶層の表面に、実施例１のＲ液晶層に形成した貼着層と同様にして、ウレタン系接着剤からなる積層用貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体６の形成および剥離）
積層用貼着層を形成したＧ液晶層（積層用液晶層）を、Ｂ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合した。Ｇ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
液晶層積層体３を８０℃のホットプレートで１２０秒、加熱して、液晶層積層体６を形成した。
次いで、光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体６を剥離した。
光配向膜から剥離したＢ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは４ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離した液晶層積層体６のＢ液晶層の表面に、実施例１と同様に貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体６の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体６を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層、Ｇ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射液晶層、Ｇ出射液晶層およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例７］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（１層目の積層用液晶層）を形成した。

（Ｇ液晶層の形成）
実施例６のＧ液晶層の形成と同様に、支持体の表面に光配向膜を形成して露光することで、液晶配向パターンを有する光配向膜を形成した。
形成した光配向膜に、上述した組成物Ａ－３をスピンコートで塗布して、塗膜をホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱した。その後、空気雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を３００ｍＪ／ｃｍ²の照射量で塗膜に照射することにより、液晶化合物を半硬化することにより、Ｇ液晶層（２層目の積層用液晶層）を形成した。

Ｇ液晶層の赤外吸収スペクトルを測定して、８１０ｃｍ^-1のアクリレート基に由来する吸収を確認した。
その結果、８１０ｃｍ^-1にピークが認められ、重合性基が残っており、Ｇ液晶層が半硬化状態であることが確認できた。

（Ｂ液晶層の形成）
実施例４と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面に半硬化状態のＢ液晶層（第１液晶層）を形成した。

（Ｒ液晶層の剥離）
実施例６と同様に、仮支持体を貼着して、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（液晶層の積層）
Ｒ液晶層（１層目の積層用液晶層）を半硬化状態のＧ液晶層（２層目の積層用液晶層）に積層して、貼合した。貼合は、Ｒ液晶層とＧ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
次いで、ホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱し、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ²の照射量を仮支持体側から照射することにより、Ｇ液晶層を本硬化して液晶層を密着させて、第１の積層体を作製した。

（第１の積層体（Ｇ液晶層）の剥離）
光配向膜から第１の積層体を剥離した。
光配向膜から剥離したＧ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは５ｍであった。

（液晶層積層体７の作製および剥離）
第１の積層体のＧ液晶層（２層目の積層用液晶層）を半硬化状態のＢ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合した。貼合は、Ｇ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。
次いで、ホットプレート上で８０℃に１２０秒間加熱し、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ²の照射量を仮支持体側から照射することにより、Ｂ液晶層を本硬化して液晶層を密着させて、液晶層積層体７を作製した。
次いで、光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体７を剥離した。
光配向膜から剥離したＢ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｂ液晶層の表面粗さＲａは２ｎｍであった。

（貼着層の形成）
光配向膜から剥離した液晶層積層体７のＢ液晶層の表面に、実施例１と同様に貼着層を形成した。
貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、貼着層の表面粗さＲａは１ｎｍであった。

（液晶層積層体７の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体７を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部がＲ入射液晶層、Ｇ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部がＲ出射液晶層、Ｇ出射液晶層およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例８］
（Ｒ液晶層の形成）
実施例１と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＲ液晶層（１層目の積層用液晶層）を形成した。

（Ｇ液晶層の形成）
実施例６と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＧ液晶層（２層目の積層用液晶層）を形成した。

（Ｂ液晶層の形成）
実施例３と同様にして、支持体の表面に光配向膜を形成し、光配向膜の表面にＢ液晶層（第１液晶層）を形成した。

（Ｒ液晶層の剥離）
実施例６と同様に、仮支持体を貼着して、光配向膜との界面でＲ液晶層を剥離した。
Ｂ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｒ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（積層用貼着層の形成）
光配向膜から剥離したＲ液晶層上に、厚さ５μｍの光学粘着シート（リンテック社製、Ｏｐｔｅｒｉａ ＮＣＦ－Ｄ６９２）を貼合して、積層用貼着層とした。
積層用貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは９ｎｍであった。

（液晶層の積層）
積層用貼着層を形成したＲ液晶層（第１の積層用液晶層）をＧ液晶層（第２の積層用液晶層）に積層して、貼合して、第１の積層体を形成した。貼合は、Ｒ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。

（第１の積層体（Ｇ液晶層）の剥離）
光配向膜から第１の積層体を剥離した。
Ｇ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｇ液晶層の表面粗さＲａは８ｍであった。

（積層用貼着層の形成）
光配向膜から剥離したＲ液晶層上に、厚さ５μｍの光学粘着シート（リンテック社製、Ｏｐｔｅｒｉａ ＮＣＦ－Ｄ６９２）を貼合して、積層用貼着層とした。
積層用貼着層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、積層用貼着層の表面粗さＲａは９ｎｍであった。

（液晶層積層体８の作製および剥離）
積層用貼着層を形成したＧ液晶層（第２の積層用液晶層）をＢ液晶層（第１液晶層）に積層して、貼合して、液晶層積層体８を形成した。貼合は、Ｇ液晶層とＢ液晶層とは、配列軸Ｄの方向を一致して、積層した。

（液晶層積層体８の剥離）
光配向膜とＢ液晶層との界面で、液晶層積層体８を剥離した。
Ｂ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定した。その結果、Ｂ液晶層の表面粗さＲａは６ｎｍであった。

（液晶層積層体８の積増体の導光板への貼合）
貼着層を形成した液晶層積層体８を入射回折部および出射回折部として２枚準備し、実施例１と同様に、厚さ１ｍｍのガラス製の導光板に貼合した。
貼合後、Ｒ液晶層と転写用弱粘着層との界面で仮支持体をＲ液晶層から剥離した。これにより、入射回折部が、Ｒ入射液晶層、Ｇ入射液晶層およびＢ入射液晶層を有し、出射回折部が、Ｒ出射液晶層、Ｇ出射液晶層およびＢ出射液晶層を有する、図１に示すような導光素子を作製した。

［実施例９］
Ｒ液晶層を剥離するためにＲ液晶層に貼着する転写用弱粘着層付きの仮支持体を、パナック社製のパナプロテクトＮＴ５０に変更した以外は、実施例１と同様に図１に示すような導光素子を作製した。
この仮支持体の転写用弱粘着層の表面粗さＲａを同様に測定したところ、２８ｎｍであった。
また、光配向膜から剥離したＲ液晶層の表面粗さＲａを同様に測定したところ、１６ｎｍであった。

［評価］
作製した光学素子について、下記の方法で、回折角度の位置ばらつきと画像のボヤケの有無を評価した。
＜回折光強度のばらつき＞
作製した光学素子の出射回折部に対応する位置に、図１０に示すようにダブプリズム８０を装着した。ダブプリズム８０は、屈折率が１．５１７、斜面角度が４５°のものを用いた。
ダブプリズム８０に、光源８２から、下記の表に示す測定波長のレーザ光を測定光Ｌａとして、回折光が斜面から垂直に出射するように角度を設定して出射回折部に入射させた。なお、測定光Ｌａは、直線偏光子およびλ／４板を介して、右円偏光として出射回折部に入射した。
出射回折部による回折光Ｌｂの強度を、検出器８４（ニューポート社製、パワーメータ１９１８－Ｃ）を用いて、測定した。測定は、光源８２および検出器８４を一体的に移動して、測定光Ｌａで出射回折部を走査するように行った。走査方向およびと距離は、液晶化合物由来の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する方向に５ｍｍとした。
位置による回折角度のばらつきがあった場合、液晶回折素子内の測定位置によって、観測される回折光強度が変化する。測定位置に対する回折光の強度変化が大きいほど、回折角度のばらつきが大きい。
評価は、回折光の平均強度に対するばらつきの大きさで行った。
平均強度に対するばらつきが１０％未満であるものを「Ａ」、
平均強度に対するばらつきが１０％以上２０％未満であるものを「Ｂ」、
平均強度に対するばらつきが２０％以上３０％未満であるものを「Ｃ」、
平均強度に対するばらつきが３０％以上４０％未満であるものを「Ｄ」、
平均強度に対するばらつきが４０％以上のものを「Ｅ」、と評価した。

＜画像のボヤケ＞
図１に示すように、入射回折部にＬＣＯＳ方式のプロジェクターを用いて映像を投影し、観察位置で目視評価した。
画像が鮮明に見え、文字がはっきりと読み取れるものを「Ａ」、
画像がややぼやけているが文字を容易に読み取れるものを「Ｂ」、
画像がぼやけているが文字を読み取るのにやや難があるものを「Ｃ」、
画像のぼやけが酷く、文字を読み取れないものを「Ｄ」、と評価した。
結果を下記の表に示す。

表１に示すように、導光板と液晶層（第１液晶層）とを貼着する貼着層の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である本発明の光学素子は、回折角度の強度ばらつきが小さく、かつ、画像のボヤケも小さい。
特に、実施例１に示されるように、導光板と液晶層とを貼着する貼着層として塗布型の接着剤を用いることにより、貼着層の表面粗さＲａを小さくして、回折角度の強度ばらつき、および、画像のボヤケを、より小さくできる。同様に、実施例１に示されるように、液晶層を剥離するための仮支持体として、表面粗さＲａの小さい仮支持体を用いることにより、回折角度の強度ばらつき、および、画像のボヤケを、より小さくできる。
また、２層以上の液晶層を有する場合には、実施例３および実施例６に示されるように、液晶層同士を貼合する積層用貼着層として塗布型の接着剤を用いることにより、回折角度の強度ばらつき、および、画像のボヤケを、より小さくできる。特に、実施例４および実施例７に示されるように、液晶層を半硬化状態として、積層後、全硬化して液晶層同士を貼合することにより、より好適に、回折角度の強度ばらつき、および、画像のボヤケを小さくできる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

ＡＲグラスの導光板に光を入射および出射させる回折素子など、光学装置において光を屈折させる各種の用途に好適に利用可能である。

１０ 導光素子
１２ 導光板
１４ 入射回折部
１４Ａ 貼着層
１４Ｒ Ｒ入射液晶層
１４Ｇ Ｇ入射液晶層
１６ 出射回折部
１６Ａ 貼着層
１６Ｒ Ｒ出射液晶層
１６Ｇ Ｇ出射液晶層
３０ 支持体
３０ａ 第１支持体
３０ｂ 積層用支持体
３２ 光配向膜
３２ａ 第１光配向膜
３２ｂ 積層用光配向膜
３４、３６ 液晶層
４０ 液晶化合物
４０Ａ 光学軸
４２ 明部
４４ 暗部
５０ 仮支持体
５２ 粘着層
６０ 露光装置
６２ レーザ
６４ 光源
６５ λ／２板
６８ 偏光ビームスプリッター
７０Ａ，７０Ｂ ミラー
７２Ａ，７２Ｂ λ／４板
８０ ダブプリズム
８２ 光源
８４ 検出器
Ｒ_R 赤色の右円偏光
Ｍ レーザ光
ＭＡ，ＭＢ 光線
Ｐ_O 直線偏光
Ｐ_R 右円偏光
Ｐ_L 左円偏光
Ｑ 絶対位相
Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 等位相面
Ｌ_１，Ｌ_４ 入射光
Ｌ_２，Ｌ_５ 透過光
Ｕ 使用者
Ｄ 配列軸
Λ １周期（回折構造の周期）
Ｐ ピッチ

Claims (10)

1. 第１支持体の上に、光配向材料を含む第１光配向膜を形成するステップ、
   前記第１光配向膜の表面を干渉露光して、前記第１光配向膜に、液晶化合物由来の光学軸の向きを面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する、第１露光を行うステップ、および、
   前記配向パターンを形成した前記第１光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、第１液晶層を形成するステップ、を含む、第１液晶層形成工程と、
   積層用支持体の上に、光配向材料を含む積層用光配向膜を形成するステップ、
   前記積層用光配向膜の表面を干渉露光して、前記積層用光配向膜に、液晶化合物由来の光学軸の向きを面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化させる配向パターンを形成する、積層用の露光を行うステップ、
   前記配向パターンを形成した前記積層用光配向膜の上に、液晶化合物を含む液晶組成物を塗布して、積層用液晶層を形成するステップ、
   前記積層用光配向膜から、前記積層用液晶層を剥離するステップ、および、
   前記剥離した積層用液晶層を、前記第１液晶層または別途形成した前記積層用液晶層に積層するステップ、を含む、必要に応じて１回以上行われる、液晶層積層工程と、
   前記第１光配向膜から前記第１液晶層を剥離する、第１液晶層剥離工程と、
   導光板および前記第１液晶層の少なくとも一方の表面に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の貼着層を形成する、貼着層形成工程と、
   前記貼着層を介して、前記導光板と前記第１液晶層とを貼合する、導光板貼合工程と、を含む光学素子の製造方法。
2. 前記液晶層積層工程における、前記剥離した積層用液晶層を前記第１液晶層または別途形成した前記積層用液晶層に積層するステップでは、
   前記第１液晶層および前記積層用液晶層の少なくとも一方に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の積層用貼着層を形成し、または、積層する積層用液晶層の少なくとも一方に、表面粗さＲａが１５ｎｍ以下の積層用貼着層を形成する、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
3. 前記液晶層積層工程における、前記剥離した積層用液晶層を前記第１液晶層または別途形成した前記積層用液晶層に積層するステップでは、
   前記第１液晶層および前記積層用液晶層の少なくとも一方を半硬化状態とし、または、積層する積層用液晶層の少なくとも一方を半硬化状態とし、前記剥離した積層用液晶層を前記第１液晶層または前記積層用液晶層に積層した後、半硬化状態の前記液晶層を本硬化する、請求項１に記載の光学素子の製造方法。
4. 前記第１液晶層剥離工程において剥離した前記第１液晶層の、前記第１光配向膜側の表面の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
5. 前記液晶層積層工程における、前記積層用液晶層を剥離するステップで剥離した積層用液晶層の、前記積層用光配向膜側の表面の表面粗さＲａが１５ｎｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
6. 前記第１液晶層剥離工程において、粘着層を有する第１仮支持体を前記第１液晶層に貼着した後、前記第１光配向膜から前記第１液晶層を剥離する、請求項１～５のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
7. 前記第１仮支持体の前記粘着層の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である、請求項６に記載の光学素子の製造方法。
8. 前記液晶層積層工程の前記積層用液晶層を剥離するステップにおいて、前記積層用液晶層に粘着層を有する積層用仮支持体を貼着した後、前記積層用液晶層の剥離を行う、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学素子の製造方法。
9. 前記積層用仮支持体の前記粘着層の表面粗さＲａが２０ｎｍ以下である、請求項８に記載の光学素子の製造方法。
10. 導光板と、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の少なくとも一方向に沿って連続的に回転しながら変化している液晶配向パターンを有する１層または複数層が積層される液晶層と、前記液晶層および前記導光板を貼着する貼着層と、を有し、
    光源から出射した測定光を前記導光板側から前記液晶層に入射して、前記液晶層によって回折されて前記導光板から出射した回折光を検出器で受光しつつ、前記光源を移動することにより、前記測定光によって前記液晶層を前記液晶化合物由来の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化している方向に５ｍｍ走査した際における、前記検出器が受光した前記回折光の強度変動が±４０％以内であることを特徴とする光学素子。