WO2020075702A1

WO2020075702A1 - 光学素子および画像表示装置

Info

Publication number: WO2020075702A1
Application number: PCT/JP2019/039611
Authority: WO
Inventors: 齊藤　之人; 佐藤　寛; 克己篠田
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2020-04-16
Also published as: JP7136911B2; US11287685B2; US20210302744A1; JPWO2020075702A1

Abstract

ＡＲグラス等の視野角を広視野角化できる光学素子（１４）、および、この光学素子（１４）を用いる画像表示装置（１０）の提供を課題とする。導光板（２０）と、位相差をゼロとλ／２とに切り替え可能なスイッチングλ／２板（２６）と、導光板（２０）とスイッチングλ／２板（２６）との間に配置される、液晶化合物を含む組成物を用いて形成された、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第１光学異方性層（２４）と、を有する光学素子（１４）によって、課題を解決する。

Description

光学素子および画像表示装置

　本発明は、入射した光を導光する光学素子、および、この光学素子を用いる画像表示装置に関する。

　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、仮想の画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）が表示した画像を、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、仮想の画像を重ねて表示する。
　ＡＲグラスでは、回折素子を用いて、ディスプレイが表示した画像（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、導光板内で全反射させることにより導光させる。導光板内を導光した光は、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、画像が表示される。

　ＡＲグラスに利用される、導光板に角度をつけて光を入射させる回折素子の一例として、特許文献１に記載される光学素子（液晶回折素子）が例示される。
　この光学素子は、ブラッグ条件に従って内部を通過する光の伝播の方向を変更する複数の積層複屈折副層を備え、積層複屈折副層は、それぞれの格子周期を画定するように積層複屈折副層の隣接するものの間のそれぞれの境界面に沿って変化する局所光学軸を備えるものである。

　特許文献１に記載される光学素子は、具体的には、液晶化合物を含む組成物を用いて形成された複数層の光学異方性層を有し、この光学異方性層が、液晶化合物の光学軸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。
　このような光学素子に円偏光が入射すると、円偏光の旋回方向を逆転すると共に、円偏光の旋回方向、および、液晶化合物の光学軸が回転する一方向に応じて、液晶化合物の光学軸が回転する一方向の上流または下流側に向かって、円偏光を屈折させる。
　従って、この光学素子を用いることで、ディスプレイによる画像を回折させて、角度を付けて導光板に光を導入して、導光板内で光を導光できる。

特開２０１７－５２２６０１号公報

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

　ところで、ＡＲグラスには、画像を表示する領域である視野角（ＦＯＶ（Field of View））が広いことが要求される。
　しかしながら、特許文献１に記載される光学素子をＡＲグラスに用いた場合には、十分な視野角が得られない場合もある。

　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、入射した光を複数の異なる角度で導光板に入射することができ、例えば、ＡＲグラスに用いることにより、広い視野角での画像の表示を可能にする光学素子、および、この光学素子を用いる画像表示装置を提供することにある。

　この課題を解決するために、本発明の光学素子は、以下の構成を有する。
　［１］　導光板と、
　位相差をゼロとλ／２とに切り替え可能なスイッチングλ／２板と、
　導光板とスイッチングλ／２板との間に配置される、液晶化合物を含む組成物を用いて形成された、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第１光学異方性層と、を有することを特徴とする光学素子。
　［２］　第１光学異方性層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の一方向のみに沿って連続的に回転しながら変化している、［１］に記載の光学素子。
　［３］　液晶化合物を含む組成物を用いて形成された、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第２光学異方性層を有し、スイッチングλ／２板が、第１光学異方性層と第２光学異方性層との間に配置される、［１］または［２］に記載の光学素子。
　［４］　第１光学異方性層の液晶配向パターン、および、第２光学異方性層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の一方向のみに沿って連続的に回転しながら変化するものであり、第１光学異方性層の液晶配向パターン、および、第２光学異方性層の液晶配向パターンにおいて、面内の一方向が同方向である、［３］に記載の光学素子。
　［５］　スイッチングλ／２板と第１光学異方性層との組み合わせを、複数組、有する、［１］～［４］のいずれかに記載の光学素子。
　［６］　［１］～［５］のいずれかに記載の光学素子と、光学素子に画像を照射するディスプレイと、を有する画像表示装置。
　［７］　導光板の主面の法線に対して角度を有して、ディスプレイが光学素子に画像を照射する、［６］に記載の画像表示装置。
　［８］　光学素子が、第２光学異方性層を有するものであり、導光板の主面の法線方向から、ディスプレイが光学素子に画像を照射する、［６］に記載の画像表示装置。
　［９］　ディスプレイが、円偏光の画像を照射する、［６］～［８］のいずれかに記載の画像表示装置。
　［１０］　ディスプレイが、画像を複数に分割して、分割した画像を時分割して表示する、［６］～［９］のいずれかに記載の画像表示装置。
　［１１］　ディスプレイによる画像の時分割表示と、スイッチングλ／２板による位相差の切り替えとが同期している、［１０］に記載の画像表示装置。

　本発明の光学素子によれば、入射した光を複数の異なる角度で導光板に入射して、導光板から出射できる。また、本発明の画像表示装置は、例えばＡＲグラスに用いることにより、広い視野角で画像を表示できる。

図１は、本発明の光学素子を用いる本発明の画像表示装置の一例を概念的に示す図である。図２は、本発明の光学素子を概念的に示す部分拡大図である。図３は、図１に示す光学素子の液晶回折素子を概念的に示す図である。図４は、図３に示す液晶回折素子の構成を説明するための概念図である。図５は、図３に示す液晶回折素子の光学異方性層の概略平面図である。図６は、図３に示す液晶回折素子の光学異方性層の作用を示す概念図である。図７は、図３に示す液晶回折素子の光学異方性層の作用を示す概念図である。図８は、本発明の光学素子の光学異方性層の別の例を概念的に示す図である。図９は、本発明の光学素子の別の例を用いる本発明の画像表示装置の別の例を概念的に示す部分拡大図である。図１０は、本発明の光学素子の別の例を概念的に示す部分拡大図である。図１１は、図３に示す液晶回折素子の配向膜を露光する露光装置の一例を概念的に示す図である。

　以下、本発明の光学素子および画像表示装置について、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。

　本明細書において、Ｒｅ（λ）は、波長λにおける面内のレタデーションを表す。特に記載がないときは、波長λは、５５０ｎｍとする。
　本明細書において、Ｒｅ（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ社製）において、波長λで測定した値である。ＡｘｏＳｃａｎにて平均屈折率（（ｎｘ＋ｎｙ＋ｎｚ）／３）と膜厚（ｄ（μｍ））を入力することにより、
　　　遅相軸方向（°）
　　　Ｒｅ（λ）＝Ｒ０（λ）
が算出される。
　なお、Ｒ０（λ）は、ＡｘｏＳｃａｎで算出される数値として表示されるものであるが、Ｒｅ（λ）を意味している。

　図１に、本発明の光学素子を用いる、本発明の画像表示装置の一例を概念的に示す。
　図１に示す画像表示装置１０は、好適な一例として、ＡＲグラスとして利用されるものである。なお、本発明の光学素子は、ＡＲグラス以外にも、透明ディスプレイおよびヘッドアップディスプレイ等の光学素子にも利用可能である。また、本発明の画像表示装置は、これらの光学素子を用いる画像表示装置にも利用可能である。

　このような画像表示装置１０は、ディスプレイ１２と、本発明の光学素子１４と、回折素子１６とを有する。
　後述するが、本発明の光学素子１４は、導光板２０と、液晶回折素子２４と、スイッチングλ／２板２６とを有する（図２参照）。

　［ディスプレイ］
　ディスプレイ１２は、使用者Ｕが観察する画像（映像）を表示して、画像を光学素子１４に照射するものである。
　図示例においては、ディスプレイ１２は、表示した画像をスイッチングλ／２板２６に照射する。

　本発明の画像表示装置１０において、ディスプレイ１２は、後述するスイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えに応じて、表示する画像を切り替える。
　一例として、ディスプレイ１２は、表示する画像を右側画像と左側画像との２画像（２画面）に分け、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えに応じて、右側画像と左側画像とを、交互に切り替えて表示する。すなわち、ディスプレイ１２は、表示画像を右側画像と左側画像とに分け、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えに同期して、表示画像を右側画像と左側画像とに時分割して表示する。

　本発明の画像表示装置１０において、ディスプレイ１２には、制限はなく、例えば、ＡＲグラス等に用いられる公知のディスプレイ（プロジェクター）が、各種、利用可能である。
　ディスプレイ１２としては、一例として、液晶ディスプレイ、および、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等が例示される。液晶ディスプレイとしては、例えば、反射型液晶表示素子（Liquid Csytal on Silicon（ＬＣＯＳ））が例示される。
　また、画像表示装置１０は、必要に応じて、ディスプレイ１２が表示した画像を集光する集光レンズ等、ＡＲグラス等に用いられる各種の光学素子を有してもよい。

　ディスプレイ１２は、円偏光の画像を照射する。従って、ディスプレイ１２は、ディスプレイ本体が無偏光の画像を照射する場合には、例えば直線偏光子とλ／４板とからなる円偏光板を有し、ディスプレイ本体が直線偏光の画像を照射する場合には、例えばλ／４板を有する。
　図示例の画像表示装置１０において、ディスプレイ１２は、一例として、右円偏光の画像を照射する。

　図１に示す例においては、ディスプレイ１２は、後述する導光板２０の主面の法線に対して、角度を有して画像を光学素子１４に照射する。なお、主面とは、シート状物（板状物、フィルム）の最大面である。また、主面の法線とは、主面と直交する方向の線である。以下の説明では、『導光板２０の主面の法線』を『導光板２０の法線』とも言う。
　ディスプレイ１２は、導光板２０の法線に対して、後述する光学異方性層３４において液晶化合物３６の光学軸３６Ａの方向が回転しながら変化する一方向（後述する図中の矢印Ｘ方向）に角度を有して、光学素子１４に画像を照射する。
　ディスプレイ１２による画像の照射方向と、導光板２０の法線とが成す角度には、制限はなく、導光板２０への入射光の角度が、導光板２０内を適正に導光できるようになる角度を、後述する液晶回折素子２４の回折力、導光板２０の形成材料（屈折率など）等に応じて、適宜、設定すればよい。

　なお、本発明の光学素子１４において、導光板２０の法線は、基本的に、後述するスイッチングλ／２板２６の主面の法線、および、光学異方性層３４（第１光学異方性層および第２光学異方性層）の主面の法線と、一致してもよいし、一致しなくてもよい。例えば、入射側の導光板を斜めに形成して、斜面にスイッチングλ／２板および光学異方性層を貼合してもよい。なお、スイッチングλ／２板２６のリタデーション値は光の進行方向に対する値である。

　［光学素子］
　本発明の画像表示装置１０において、光学素子１４は、本発明の光学素子である。
　図２に、光学素子１４の部分拡大図を概念的に示す。上述したように、光学素子１４は、導光板２０、液晶回折素子２４およびスイッチングλ／２板２６を有する。

　＜導光板＞
　光学素子１４において、導光板２０は、後述する傾斜面２０ａを有する以外は、内部に入射した光を反射して導光（伝搬）する、公知の導光板である。
　導光板２０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イ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。
　なお、図１に示すように、導光板２０の回折素子１６と逆側の端面は、導光板２０の主面の法線に対して傾斜する傾斜面２０ａとなっている。画像表示装置１０においては、この傾斜面２０ａに後述する液晶回折素子２４が設けられる。すなわち、導光板２０においては、この傾斜面２０ａがディスプレイ１２が表示した画像の入射面となる。

　＜スイッチングλ／２板＞
　スイッチングλ／２板２６は、位相差を、ゼロ（『０』）とλ／２とに切り替え可能なλ／２板である。なお、スイッチングλ／２板２６の位相差がλ／２とは、スイッチングλ／２板２６の面内のレタデーションがλ／２であることを意味する。また、位相差がλ／２であるスイッチングλ／２板２６とは、特定の波長λｎｍにおける面内レタデーションＲｅ（λ）がＲｅ（λ）≒λ／２を満たす板をいう。この式は、可視光域のいずれかの波長（例えば、５５０ｎｍ）において達成されていればよい。なかでも、波長５５０ｎｍにおける面内レタデーションＲｅ（５５０）が、以下の関係を満たすことが好ましい。
　２１０ｎｍ≦Ｒｅ（５５０）≦３００ｎｍ
　ディスプレイ１２は、一例として、スイッチングλ／２板２６の位相差がゼロの時に左側画像を、スイッチングλ／２板２６の位相差がλ／２の時に右側画像を、時分割して表示する。
　また、上述したように、ディスプレイ１２は、右円偏光の画像を照射する。従って、スイッチングλ／２板２６は、位相差がゼロの時には、入射した右円偏光を、右円偏光のまま透過させ、位相差がλ／２の時には、入射した右円偏光を左円偏光にして透過させる。

　スイッチングλ／２板２６には、制限はなく、位相差をゼロとλ／２とを切り替えることができる公知のλ／２板が、各種、利用可能である。
　一例として、λ／２の液晶セルと、この液晶セルにおける液晶化合物の配向を電気的に切り替えて位相差をゼロにするλ／２板が例示される。
　より具体的な一例として、透明電極と配向処理を施した配向膜とを有する２枚の透明基板を、ラビング方向が反平行（アンチパラレル）となるように離間して配置し、透明基板の間に液晶化合物を注入した液晶セルによる、スイッチングλ／２板が例示される。このスイッチングλ／２板は、透明電極間に異なる電圧を印加することで、位相差をゼロとλ／２とに切り替えることができる。
　なお、このスイッチングλ／２板では、位相差ゼロの設定の状態において、液晶化合物の挙動に起因して位相差が残留してしまう場合がある。この際には、複屈折フィルムを、液晶セルの残留位相差の遅相軸と、複屈折フィルムの遅相軸とが直交するように貼合して、この位相差を相殺してもよい。液晶セルの残留位相差の遅相軸とは、具体的には、配向方向である。

　スイッチングλ／２板２６としては、ネマチック液晶を用いたセルを用いるのが一般的であるが、正の複屈折率または負の複屈折率のネマチック液晶を用いることができる。これ以外にも、強誘電性液晶、反響誘電性液晶、ブルー層液晶を用いることができる。また、電気光学結晶で構成されたＥＯ素子デバイスも用いることができる。

　＜液晶回折素子＞
　光学素子１４において、導光板２０とスイッチングλ／２板２６との間には、両者に挟持されるように、液晶回折素子２４が配置される。
　すなわち、図示例の光学素子１４は、導光板２０と、液晶回折素子２４と、スイッチングλ／２板２６とを、この順番で積層したものである。

　図示は省略するが、導光板２０と液晶回折素子２４、および、液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６とは、層間に設けられた貼合層によって貼り合わされている。
　本発明において、貼合層は、貼り合わせの対象となる物同士を貼り合わせられる層であれば、公知の各種の材料からなるものが利用可能である。貼合層としては、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる、接着剤からなる層でも、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、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（Optical Clear Adhesive））、光学透明両面テープ、ならびに、紫外線硬化型樹脂等の、光学装置および光学素子等でシート状物の貼り合わせに用いられる公知のものを用いればよい。
　あるいは、貼合層で貼り合わせるのではなく、導光板２０、液晶回折素子２４、および、スイッチングλ／２板２６を積層して、枠体または治具等で保持して、本発明の光学素子を構成してもよい。
　なお、本発明の光学素子は、図示例のように導光板２０、液晶回折素子２４、および、スイッチングλ／２板２６を密着して積層した構成に制限はされず、これらの部材の１以上を、離間した状態で配列した構成も、利用可能である。

　図３に、液晶回折素子２４を概念的に示す。図３に示す液晶回折素子２４は、支持体３０と、配向膜３２と、光学異方性層３４とを有する。図示例においては、液晶回折素子２４の光学異方性層３４は、本発明における第１光学異方性層である。
　なお、図示例の光学素子１４は、支持体３０と、配向膜３２と、光学異方性層３４とを有するが、本発明は、これに制限はされない。本発明の光学素子１４は、例えば、液晶回折素子２４をスイッチングλ／２板２６に貼り合わせた後に、支持体３０を剥離した、配向膜３２および光学異方性層３４のみを有するものでもよい。または、本発明の光学素子１４は、例えば、液晶回折素子２４をスイッチングλ／２板２６に貼り合わせた後に、支持体３０および配向膜３２を剥離した、光学異方性層３４のみを有するものでもよい。

　＜＜支持体＞＞
　液晶回折素子２４において、支持体３０は、配向膜３２および光学異方性層３４を支持するものである。
　支持体３０は、配向膜３２および光学異方性層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。
　支持体３０としては、透明支持体が好ましく、ポリメチルメタクリレート等のポリアクリル系樹脂フィルム、セルローストリアセテート等のセルロース系樹脂フィルム、シクロオレフィンポリマー系フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、および、ポリ塩化ビニル等を挙げることができる。シクロオレフィンポリマー系フィルムとしては、例えば、ＪＳＲ社製の商品名「アートン」、および、日本ゼオン社製の商品名「ゼオノア」等が例示される。支持体は、可撓性のフィルムに限らず、ガラス基板等の非可撓性の基板であってもよい。

　支持体３０の厚さには、制限はなく、支持体３０の形成材料等に応じて、配向膜および光学異方性層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、１～１０００μｍが好ましく、３～２５０μｍがより好ましく、５～１５０μｍがさらに好ましい。

　＜＜配向膜＞＞
　液晶回折素子２４において、支持体３０の表面には配向膜３２が形成される。
　配向膜３２は、光学異方性層３４を形成する際に、液晶化合物３６を所定の液晶配向パターンに配向するための配向膜である。

　後述するが、液晶回折素子２４において、光学異方性層３４は、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａ（図３参照）の向きが、面内の一方向（後述する矢印Ｘ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、液晶回折素子２４の配向膜は、光学異方性層３４の液晶化合物３６が、この液晶配向パターンで配向されるように、形成される。
　以下の説明では、『光学軸３６Ａの向きが回転』を単に『光学軸３６Ａが回転』とも言う。

　配向膜３２は、公知の各種のものが利用可能である。
　例えば、ポリマーなどの有機化合物からなるラビング処理膜、無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する膜、ならびに、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およびステアリル酸メチルなどの有機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるＬＢ（Langmuir-Blodgett：ラングミュア・ブロジェット）膜を累積させた膜、等が例示される。

　ラビング処理による配向膜は、ポリマー層の表面を紙または布で一定方向に、数回、擦ることにより形成できる。
　配向膜に使用する材料としては、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平９－１５２５０９号公報に記載された重合性基を有するポリマー、特開２００５－９７３７７号公報、特開２００５－９９２２８号公報、および、特開２００５－１２８５０３号公報記載の配向膜等の形成に用いられる材料が好ましく例示される。

　本発明の光学素子１４を構成する液晶回折素子２４においては、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配向膜とした、いわゆる光配向膜が好適に利用される。すなわち、液晶回折素子２４においては、配向膜３２として、支持体３０上に、光配向材料を塗布して形成した光配向膜が、好適に利用される。
　偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。

　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２００７－７６８３９号公報、特開２００７－１３８１３８号公報、特開２００７－９４０７１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号および特許第４２０５１９８号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２０１４－１２８２３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。

　配向膜の厚さには制限はなく、配向膜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。
　配向膜の厚さは、０．０１～５μｍが好ましく、０．０５～２μｍがより好ましい。

　配向膜３２の形成方法には、制限はなく、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、配向膜を支持体３０の表面に塗布して乾燥させた後、配向膜をレーザ光によって露光して、配向パターンを形成する方法が例示される。

　図１１に、支持体３０の表面に配向膜３２を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１１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を光線ＭＡおよびＭＢの２つに分離する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、図示は省略するが、光源６４は偏光板を備え、直線偏光Ｐ₀を出射する。λ／４板７２Ａおよび７２Ｂは、互いに直交する光学軸を備えている。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とを配向膜３２上において交差させて干渉させ、その干渉光を配向膜３２に照射して露光する。
　この際の干渉により、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、配向膜３２において、配向状態が周期的に変化する配向パターンが得られる。
　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３６に由来する光学軸３６Ａ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３６Ａが回転する１方向における、光学軸３６Ａ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配向膜３２上に、光学異方性層３４を形成することにより、後述するように、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａが一方向に向かって連続的に回転する液晶配向パターンを有する、光学異方性層３４を形成できる。
　また、λ／４板７２Ａおよび７２Ｂの光学軸を各々９０°回転することにより、光学軸３６Ａの回転方向を逆にすることができる。

　なお、本発明の光学素子において、配向膜３２は、好ましい態様として設けられるものであり、必須の構成要件ではない。
　例えば、支持体３０をラビング処理する方法、支持体３０をレーザ光等で加工する方法等によって、支持体３０に配向パターンを形成することにより、光学異方性層３４が、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａ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構成とすることも、可能である。すなわち、本発明においては、支持体３０を配向膜として作用させてもよい。

　＜＜光学異方性層＞＞
　液晶回折素子２４において、配向膜３２の表面には光学異方性層３４が形成される。
　なお、図３においては、図面を簡略化して液晶回折素子２４の構成を明確に示すために、光学異方性層３４は、配向膜の表面の液晶化合物３６（液晶化合物分子）のみを示している。しかしながら、光学異方性層３４は、図４に概念的に示すように、通常の液晶化合物を含む組成物を用いて形成された光学異方性層と同様に、配向された液晶化合物３６が積み重ねられた構造を有する。この点に関しては、後述する図６および図７も同様である。

　前述のように、液晶回折素子２４において、光学異方性層３４は、液晶化合物３６を含む組成物を用いて形成されたものである。
　光学異方性層３４は、面内レタデーションの値をλ／２に設定した場合に、一般的なλ／２板としての機能、すなわち、光学異方性層に入射した光に含まれる互いに直交する２つの直線偏光成分に半波長すなわち１８０°の位相差を与える機能を有している。

　光学異方性層３４は、面内において、液晶化合物に由来する光学軸の向きが、矢印Ｘで示す一方向に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。
　上述したように、ディスプレイ１２は、導光板２０の法線に対して、この矢印Ｘ方向（上流側または下流側）に角度を有して、光学素子１４に画像を照射する。以下の説明では、『導光板２０の法線に対して角度を有して』を『導光板２０の法線に対して傾斜して』とも言う。
　なお、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａとは、液晶化合物３６において屈折率が最も高くなる軸、いわゆる遅相軸である。例えば、液晶化合物３６が棒状液晶化合物である場合には、光学軸３６Ａは、棒形状の長軸方向に沿っている。
　以下の説明では、『矢印Ｘで示す一方向』を単に『矢印Ｘ方向』とも言う。また、以下の説明では、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａを、『液晶化合物３６の光学軸３６Ａ』または『光学軸３６Ａ』とも言う。
　光学異方性層において、液晶化合物３６は、それぞれ、光学異方性層において、矢印Ｘ方向と、この矢印Ｘ方向と直交するＹ方向とに平行な面内に二次元的に配向している。なお、図１～図４、ならびに、後述する図６および図７では、Ｙ方向は、紙面に直交する方向となる。

　図５に、光学異方性層３４の平面図を概念的に示す。
　なお、平面図とは、図３において、液晶回折素子２４を上方から見た図であり、すなわち、液晶回折素子２４を厚さ方向から見た図である。言い換えれば、光学異方性層３４を主面と直交する方向から見た図である。厚さ方向とは、すなわち、各層（膜）の積層方向である。
　また、図５では、液晶回折素子２４の構成を明確に示すために、図３と同様、液晶化合物３６は配向膜３２の表面の液晶化合物３６のみを示している。しかしながら、光学異方性層３４は、厚さ方向には、図４に示されるように、この配向膜３２の表面の液晶化合物３６から、液晶化合物３６が積み重ねられた構造を有するのは、前述のとおりである。

　光学異方性層３４は、面内において、液晶化合物３６に由来する光学軸３６Ａの向きが、矢印Ｘ方向すなわち矢印Ｘで示す一方向に沿って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。
　液晶化合物３６の光学軸３６Ａの向きが矢印Ｘ方向（面内における一方向）に連続的に回転しながら変化しているとは、具体的には、矢印Ｘ方向に沿って配列されている液晶化合物３６の光学軸３６Ａと、矢印Ｘ方向とが成す角度が、矢印Ｘ方向の位置によって異なっており、矢印Ｘ方向に沿って、光学軸３６Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度がθからθ＋１８０°あるいはθ－１８０°まで、順次、変化していることを意味する。
　なお、矢印Ｘ方向に互いに隣接する液晶化合物３６の光学軸３６Ａの角度の差は、４５°以下であるのが好ましく、１５°以下であるのがより好ましく、より小さい角度であるのがさらに好ましい。

　一方、光学異方性層３４を形成する液晶化合物３６は、矢印Ｘ方向と直交するＹ方向、すなわち光学軸３６Ａ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３６Ａの向きが等しい液晶化合物３６が等間隔で配列されている。
　言い換えれば、光学異方性層３４を形成する液晶化合物３６において、Ｙ方向に配列される液晶化合物３６同士では、光学軸３６Ａの向きと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。

　光学異方性層３４においては、このような液晶化合物３６の液晶配向パターンにおいて、面内で光学軸３６Ａの向きが連続的に回転して変化する矢印Ｘ方向において、液晶化合物３６の光学軸３６Ａ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。言い換えれば、液晶配向パターンにおける１周期の長さは、液晶化合物３６の光学軸３６Ａと矢印Ｘ方向とのなす角度がθからθ＋１８０°となるまでの距離により定義される。
　すなわち、矢印Ｘ方向に対する角度が等しい２つの液晶化合物３６の、矢印Ｘ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および図５に示すように、矢印Ｘ方向と光学軸３６Ａの方向とが一致する２つの液晶化合物３６の、矢印Ｘ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。
　光学異方性層３４の液晶配向パターンは、この１周期Λを、矢印Ｘ方向すなわち光学軸３６Ａの向きが連続的に回転して変化する一方向に、繰り返す。

　上述のように光学異方性層３４において、Ｙ方向に配列される液晶化合物は、光学軸３６Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。矢印Ｘ方向とは、液晶化合物３６の光学軸の向きが回転する１方向である。この光学軸３６Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい液晶化合物３６が、Ｙ方向に配置された領域を、領域Ｒとする。
　この場合に、それぞれの領域Ｒにおける面内レタデーション（Ｒｅ）の値は、半波長すなわちλ／２であるのが好ましい。これらの面内レタデーションは、領域Ｒの屈折率異方性に伴う屈折率差Δｎと光学異方性層の厚さとの積により算出される。ここで、光学異方性層における領域Ｒの屈折率異方性に伴う屈折率差とは、領域Ｒの面内における遅相軸の方向の屈折率と、遅相軸の方向に直交する方向の屈折率との差により定義される屈折率差である。すなわち、領域Ｒの屈折率異方性に伴う屈折率差Δｎは、光学軸３６Ａの方向の液晶化合物３６の屈折率と、領域Ｒの面内において光学軸３６Ａに垂直な方向の液晶化合物３６の屈折率との差に等しい。つまり、屈折率差Δｎは、液晶化合物３６の屈折率差に等しい。

　このような光学異方性層３４に円偏光が入射すると、光は、屈折され、かつ、円偏光の方向が変換される。
　この作用を、図６および図７に概念的に示す。なお、光学異方性層３４は、液晶化合物の屈折率差と光学異方性層の厚さとの積の値がλ／２であるとする。
　図６に示すように、光学異方性層３４の液晶化合物の屈折率差と光学異方性層の厚さとの積の値がλ／２の場合に、光学異方性層３４に左円偏光である入射光Ｌ₁が入射すると、入射光Ｌ₁は、光学異方性層３４を通過することにより１８０°の位相差が与えられて、透過光Ｌ₂は、右円偏光に変換される。
　また、入射光Ｌ₁は、光学異方性層３４を通過する際に、それぞれの液晶化合物３６の光学軸３６Ａの向きに応じて絶対位相が変化する。このとき、光学軸３６Ａの向きは、矢印Ｘ方向に沿って回転しながら変化しているため、光学軸３６Ａの向きに応じて、入射光Ｌ₁の絶対位相の変化量が異なる。さらに、光学異方性層３４に形成された液晶配向パターンは、矢印Ｘ方向に周期的なパターンであるため、光学異方性層３４を通過した入射光Ｌ₁には、図６に示すように、それぞれの光学軸３６Ａの向きに対応した矢印Ｘ方向に周期的な絶対位相Ｑ１が与えられる。これにより、矢印Ｘ方向に対して逆の方向に傾いた等位相面Ｅ１が形成される。
　そのため、透過光Ｌ₂は、等位相面Ｅ１に対して垂直な方向に向かって傾くように屈折され、入射光Ｌ₁の進行方向とは異なる方向に進行する。このように、左円偏光の入射光Ｌ₁は、入射方向に対して矢印Ｘ方向に一定の角度だけ傾いた、右円偏光の透過光Ｌ₂に変換される。

　一方、図７に示すように、光学異方性層３４の液晶化合物の屈折率差と光学異方性層の厚さとの積の値がλ／２のとき、光学異方性層３４に右円偏光の入射光Ｌ₄が入射すると、入射光Ｌ₄は、光学異方性層３４を通過することにより、１８０°の位相差が与えられて、左円偏光の透過光Ｌ₅に変換される。
　また、入射光Ｌ₄は、光学異方性層３４を通過する際に、それぞれの液晶化合物３６の光学軸３６Ａの向きに応じて絶対位相が変化する。このとき、光学軸３６Ａの向きは、矢印Ｘ方向に沿って回転しながら変化しているため、光学軸３６Ａの向きに応じて、入射光Ｌ₄の絶対位相の変化量が異なる。さらに、光学異方性層３４に形成された液晶配向パターンは、矢印Ｘ方向に周期的なパターンであるため、光学異方性層３４を通過した入射光Ｌ₄は、図５に示すように、それぞれの光学軸３６Ａの向きに対応した矢印Ｘ方向に周期的な絶対位相Ｑ２が与えられる。
　ここで、入射光Ｌ₄は、右円偏光であるので、光学軸３６Ａの向きに対応した矢印Ｘ方向に周期的な絶対位相Ｑ２は、左円偏光である入射光Ｌ₁とは逆になる。その結果、入射光Ｌ₄では、入射光Ｌ₁とは逆に矢印Ｘ方向に傾斜した等位相面Ｅ２が形成される。
　そのため、入射光Ｌ₄は、等位相面Ｅ２に対して垂直な方向に向かって傾くように屈折され、入射光Ｌ₄の進行方向とは異なる方向に進行する。このように、入射光Ｌ₄は、入射方向に対して矢印Ｘ方向とは逆の方向に一定の角度だけ傾いた左円偏光の透過光Ｌ₅に変換される。

　光学異方性層３４において、複数の領域Ｒの面内レタデーションの値は、半波長であるのが好ましいが、波長が５５０ｎｍである入射光に対する光学異方性層３４の複数の領域Ｒの面内レタデーションＲｅ（５５０）＝Δｎ₅₅₀×ｄが下記式（１）に規定される範囲内であるのが好ましい。ここで、Δｎ₅₅₀は、入射光の波長が５５０ｎｍである場合の、領域Ｒの屈折率異方性に伴う屈折率差であり、ｄは、光学異方性層３４の厚さである。
　　２００ｎｍ≦Δｎ₅₅₀×ｄ≦３５０ｎｍ・・・（１）
　すなわち、光学異方性層３４の複数の領域Ｒの面内レタデーションＲｅ（５５０）＝Δｎ₅₅₀×ｄが式（１）を満たしていれば、光学異方性層３４に入射した光の十分な量の円偏光成分を、矢印Ｘ方向に対して順方向または逆方向に傾いた方向に進行する円偏光に変換することができる。面内レタデーションＲｅ（５５０）＝Δｎ₅₅₀×ｄは、２２５ｎｍ≦Δｎ₅₅₀×ｄ≦３４０ｎｍがより好ましく、２５０ｎｍ≦Δｎ₅₅₀×ｄ≦３３０ｎｍがさらに好ましい。
　なお、上記式（１）は波長５５０ｎｍである入射光に対する範囲であるが、波長がλｎｍである入射光に対する光学異方性層の複数の領域Ｒの面内レタデーションＲｅ（λ）＝Δｎ_λ×ｄは下記式（１－２）に規定される範囲内であるのが好ましく、適宜設定することができる。
　　０．７λｎｍ≦Δｎ_λ×ｄ≦１．３λｎｍ・・・（１－２）

　また、光学異方性層３４における、複数の領域Ｒの面内レタデーションの値は、上記式（１）の範囲外で用いることもできる。具体的には、Δｎ₅₅₀×ｄ＜２００ｎｍまたは３５０ｎｍ＜Δｎ₅₅₀×ｄとすることで、入射光の進行方向と同一の方向に進行する光と、入射光の進行方向とは異なる方向に進行する光に分けることができる。Δｎ₅₅₀×ｄが０ｎｍまたは５５０ｎｍに近づくと入射光の進行方向と同一の方向に進行する光の成分は増加し、入射光の進行方向とは異なる方向に進行する光の成分は減少する。

　さらに、波長が４５０ｎｍの入射光に対する光学異方性層３４の領域Ｒのそれぞれの面内レタデーションＲｅ（４５０）＝Δｎ₄₅₀×ｄと、波長が５５０ｎｍの入射光に対する光学異方性層３４の領域Ｒのそれぞれの面内レタデーションＲｅ（５５０）＝Δｎ₅₅₀×ｄは、下記式（２）を満たすのが好ましい。ここで、Δｎ₄₅₀は、入射光の波長が４５０ｎｍである場合の、領域Ｒの屈折率異方性に伴う屈折率差である。
　　（Δｎ₄₅₀×ｄ）／（Δｎ₅₅₀×ｄ）＜１．０・・・（２）
　式（２）は、光学異方性層３４に含まれる液晶化合物３６が逆分散性を有していることを表している。すなわち、式（２）が満たされることにより、光学異方性層３４は、広帯域の波長の入射光に対応できる。

　光学異方性層３４は、形成された液晶配向パターンの１周期Λを変化させることにより、透過光Ｌ₂およびＬ₅の屈折の角度を調節できる。
　具体的には、液晶配向パターンの１周期Λが短いほど、互いに隣接した液晶化合物３６を通過した光同士が強く干渉するため、透過光Ｌ₂およびＬ₅を大きく屈折させることができる。
　さらに、矢印Ｘ方向に沿って回転する、液晶化合物３６の光学軸３６Ａの回転方向を逆方向にすることにより、透過光の屈折の方向を、逆方向にできる。すなわち、図３～図７に示す例では、矢印Ｘ方向に向かう光学軸３６Ａの回転方向は時計回りであるが、この回転方向を反時計回りにすることで、透過光の屈折の方向を、逆方向にできる。

　光学異方性層３４は、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を含む液晶組成物の硬化層からなり、棒状液晶化合物の光学軸または円盤状液晶化合物の光学軸が、上記のように配向された液晶配向パターンを有している。
　支持体３０上に配向膜３２を形成し、配向膜３２上に液晶組成物を塗布、硬化することにより、液晶組成物の硬化層からなる光学異方性層３４を得ることができる。なお、いわゆるλ／２板として機能するのは光学異方性層３４であるが、本発明は、支持体３０および配向膜３２を一体的に備えた積層体がλ／２板として機能する態様を含む。
　また、光学異方性層３４を形成するための液晶組成物は、棒状液晶化合物または円盤状液晶化合物を含有し、さらに、レベリング剤、配向制御剤、重合開始剤および配向助剤などのその他の成分を含有していてもよい。

　また、光学異方性層３４は、入射光の波長に対して広帯域であることが望ましく、複屈折率が逆分散となる液晶材料を用いて構成されていることが好ましい。また、液晶組成物に捩れ成分を付与することにより、また、異なる位相差層を積層することにより、入射光の波長に対して光学異方性層を実質的に広帯域にすることも好ましい。例えば、光学異方性層において、捩れ方向が異なる２層の液晶を積層することによって広帯域のパターン化されたλ／２板を実現する方法が特開２０１４－０８９４７６号公報等に示されており、本発明において好ましく使用することができる。

―棒状液晶化合物―
　棒状液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。以上のような低分子液晶性分子だけではなく、高分子液晶性分子も用いることができる。

　棒状液晶化合物を重合によって配向を固定することがより好ましく、重合性棒状液晶化合物としては、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．　Ｃｈｅｍ．，　１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許４６８３３２７号明細書、同５６２２６４８号明細書、同５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、同９５／２４４５５号、同９７／００６００号、同９８／２３５８０号、同９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、同６－１６６１６号公報、同７－１１０４６９号公報、同１１－８００８１号公報、および、特願２００１－６４６２７号公報などに記載の化合物を用いることができる。さらに、棒状液晶化合物としては、例えば、特表平１１－５１３０１９号公報および特開２００７－２７９６８８号公報に記載のものも好ましく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号公報に記載のものを好ましく用いることができる。
　なお、光学異方性層に円盤状液晶化合物を用いた場合には、光学異方性層において、液晶化合物３６は厚さ方向に立ち上がっており、液晶化合物に由来する光学軸３６Ａは、円盤面に垂直な軸、いわゆる進相軸として定義される（図８参照）。

　［回折格子］
　画像表示装置１０において、導光板２０には、面方向に液晶回折素子２４と離間して、回折素子１６（回折格子）が貼着される。回折素子１６は、導光板２０の面方向において、液晶回折素子２４の光学異方性層３４において光学軸３６Ａが回転する一方向すなわち矢印Ｘ方向と逆方向に離間して、液晶回折素子２４とは逆側の面に貼着される。
　なお、回折素子１６の貼着方法には、制限はなく、例えば、上述した液晶回折素子２４と導光板２０との貼着方法が例示される。

　回折素子１６には、制限はなく、ＡＲグラス等において、導光板内を導光（伝搬）した光を、導光板から取り出すために用いられる各種の回折素子が利用可能である。
　一例として、透明な基材に微細な凹凸を形成した表面レリーフ型回折素子、ホログラフィック回折素子、特許文献１に記載される液晶素子、および、国際公開第２０１６／１９４９６１号に記載されるコレステリック液晶を用いる液晶素子等が例示される。
　なお、回折素子は、導光板２０の液晶回折素子２４等と同じ側に設けてもよい。

　＜画像表示装置の作用＞
　以下、画像表示装置１０の作用を説明することにより、本発明について、より詳細に説明する。
　図示例の画像表示装置１０において、ディスプレイ１２は、導光板２０の法線に対して矢印Ｘ方向に傾斜して、スイッチングλ／２板２６に画像を照射する。図示例においては、ディスプレイ１２は、矢印Ｘ方向と逆方向に向かって、導光板２０の法線に対して矢印Ｘ方向に傾斜して、スイッチングλ／２板２６に画像を照射する。
　また、ディスプレイ１２は、表示する画像すなわち使用者Ｕが観察する画像を、右側画像と左側画像とに分け、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えに同期して、表示画像を右側画像と左側画像とに時分割して表示する。本例においては、一例として、ディスプレイ１２は、スイッチングλ／２板２６の位相差がゼロの時に左側画像を表示し、スイッチングλ／２板２６の位相差がλ／２の時に、右側画像を表示する。

　スイッチングλ／２板２６は、所定の時間間隔で、位相差を、ゼロとλ／２とに切り替える。
　上述したように、ディスプレイ１２は、一例として、右円偏光の画像を照射する。従って、スイッチングλ／２板２６の位相差がゼロの時には、光学異方性層３４には、右円偏光が入射する。
　図７に示すように、光学異方性層３４は、右円偏光の入射光Ｌ₄が入射した際には、矢印Ｘ方向と逆方向に光を回折して、左円偏光の透過光Ｌ₅として、出射する。
　上述したように、ディスプレイ１２は、矢印Ｘ方向と逆方向に向かって、導光板２０の法線に対して斜めに画像を照射する。また、ディスプレイ１２は、スイッチングλ／２板２６の位相差がゼロの時には、左側画像を表示する。従って、左側画像は、光学異方性層３４によって、さらに、導光板２０の法線に対して矢印Ｘ方向と逆方向に角度を付けられ、図１に実線で示すように、浅い角度で導光板２０に入射して、導光される。

　逆に、スイッチングλ／２板２６の位相差がλ／２の時には、ディスプレイ１２が照射した右円偏光は左円偏光に変換され、光学異方性層３４には、左円偏光が入射する。
　図６に示すように、光学異方性層３４は、左円偏光の入射光Ｌ₁が入射した際には、矢印Ｘ方向に光を回折して、右円偏光の透過光Ｌ₂として、出射する。
　上述したように、ディスプレイ１２は、矢印Ｘ方向と逆方向に向かって、導光板２０の法線に対して斜めに画像を照射する。また、ディスプレイ１２は、スイッチングλ／２板２６の位相差がλ／２の時には、右側画像を表示する。従って、右側画像は、光学異方性層３４によって、ディスプレイ１２による照射方向と逆方向（矢印Ｘ方向）に角度を戻され、導光板２０の法線に対する矢印Ｘ方向の角度を小さくされ、図１に破線で示すように、深い角度で導光板２０に入射する。

　互いに異なる角度で導光板２０に入射された右側画像（破線）および左側画像（一点鎖線）は、異なる反射角度で導光板２０内を導光され、回折素子１６によって回折（屈折）して反射され、導光板２０から出射されて、使用者Ｕによる観察位置に出射され、画像が表示される。
　ここで、右側画像および左側画像は、異なる反射角で異なる光路を導光されるので、回折素子１６による回折によって、使用者Ｕによる観察位置（観察視野）の異なる位置に出射される。
　なお、背景の外光の一部は、図１に一点鎖線で示すように、回折素子１６および導光板２０を直進通過して、使用者Ｕに観察される。

　このように、本発明の画像表示装置１０では、ディスプレイ１２による画像の切り替え、および、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えによって、表示画像を２分割した右側画像と左側画像とを、時分割して、異なる回折角で導光板２０に入射する。
　そのため、本発明の画像表示装置１０においては、表示画像を２分割した右側画像と左側画像とを、反射角度が異なる、異なる光路で導光して、異なる位置に表示できる。すなわち、本発明によれば、時分割した右側画像と左側画像とを、使用者Ｕによる観察位置の異なる位置に出射できる。その結果、本発明によれば、１つの回折角で導光板に光を入射している従来のＡＲグラス等に比して、広い視野角（ＦＯＶ）で画像を表示できる。
　言い換えれば、本発明によれば、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替えによって、分割した画像を時間的（フィールドシーケンシャル）に２つの回折角に分けて、導光板２０に入射すると共に、スイッチングλ／２板２６による位相差の切り替に応じて、ディスプレイ１２による表示画像を時分割で切り替えることにより、１つの回折角で導光板に光を入射している従来のＡＲグラス等に比して、広い視野角で画像を表示できる。

　［他の実施形態］
　図９に本発明の光学素子および画像表示装置の別の態様の部分拡大図を示す。
　なお、図９に示す画像表示装置４０は、上述した画像表示装置１０と同じ部材を用いるので、同じ部材には同じ符号を付し、以下の説明は、異なる部位を主に行う。ただし、図９に示す画像表示装置４０において、導光板２０Ａは、端面に光の入射面となる傾斜面を有さない、通常の平板状の導光板である。この点に関しては、後述する図１０も同様である。

　図９に示す画像表示装置４０は、好ましい態様として、上述した画像表示装置１０（光学素子１４）に、さらに、液晶回折素子４２を設けたものである。従って、図９では省略しているが、画像表示装置４０は、導光板２０の右側端部近傍の図中上面に、図１に示す画像表示装置１０と同様に回折素子１６を有している。
　また、図９においては、液晶回折素子４２の作用を示すために、液晶回折素子４２とスイッチングλ／２板２６とを離間して示しているが、液晶回折素子４２とスイッチングλ／２板２６とは、液晶回折素子２４およびスイッチングλ／２板２６と同様に密着してもよく、または、図９に示すように離間してもよい。

　液晶回折素子４２は、基本的に、上述した液晶回折素子２４と同様のものであり、支持体３０と、配向膜３２と、光学異方性層３４とを有する。液晶回折素子４２の光学異方性層３４は、本発明における第２光学異方性層である。
　液晶回折素子４２を有する態様では、スイッチングλ／２板２６は、液晶回折素子２４と液晶回折素子４２との間に配置される。従って、スイッチングλ／２板２６は、第１光学異方性層と第２光学異方性層との間に配置される。

　上述した画像表示装置１０においては、ディスプレイ１２は、右円偏光の画像を、導光板２０の法線に対して斜めに、スイッチングλ／２板２６に照射している。
　これに対して、液晶回折素子４２（第２光学異方性層）を有する画像表示装置４０では、ディスプレイ１２は、導光板２０の法線方向から、旋回方向が逆の左円偏光の画像を液晶回折素子４２に入射する。

　また、図９に示す画像表示装置４０では、液晶回折素子４２の光学異方性層３４における、矢印Ｘ方向に向かう液晶化合物３６の光学軸３６Ａの回転方向は、液晶回折素子２４の光学異方性層３４の逆方向である。
　すなわち、図５等に示されるように、液晶回折素子２４の光学異方性層３４（第１光学異方性層）は、矢印Ｘ方向に向かう光学軸３６Ａの回転方向は、時計回りである。これに対して、液晶回折素子４２の光学異方性層３４（第２光学異方性層）における、矢印Ｘ方向に向かう光学軸３６Ａの回転方向は、反時計回りである。

　上述したように、液晶回折素子２４と液晶回折素子４２とは、光学軸３６Ａの回転方向が逆転している以外は、同じ光学異方性層３４を有する。従って、光学異方性層３４における液晶化合物３６の光学軸３６Ａが回転する１方向は、矢印Ｘ方向で一致している。
　また、上述したように、ディスプレイ１２は、導光板２０の法線方向から左円偏光を液晶回折素子４２に照射する。さらに、液晶回折素子４２の光学異方性層３４は、矢印Ｘ方向に向かう液晶化合物３６の光学軸３６Ａの回転方向が、時計回りから反時計回りに逆転している。
　そのため、液晶回折素子４２（光学異方性層３４（第２光学異方性層））に入射した左円偏光の入射光Ｌ₄は、右円偏光に変換され、かつ、図６とは逆方向である、矢印Ｘ方向と逆方向に屈折される。すなわち、液晶回折素子４２（光学異方性層３４）の透過光は、図７に示す透過光Ｌ₅と同方向に出射される。

　従って、スイッチングλ／２板２６に入射する、ディスプレイ１２の画像の照射方向は、図９に示すように、上述した図１に示す画像表示装置１０と同様、導光板２０の法線に対して矢印Ｘ方向に傾斜した、矢印Ｘと逆方向への照射方向となる。また、スイッチングλ／２板２６に入射するディスプレイ１２の画像は、右円偏光となる。
　すなわち、スイッチングλ／２板２６に入射する光は、上述した図１に示す画像表示装置１０と同様、導光板２０の法線に対して矢印Ｘ方向に傾斜した、矢印Ｘと逆方向に照射される右円偏光となるので、これ以降の作用は、上述した図１に示す画像表示装置１０と同様になる。

　図９に示す画像表示装置４０は、液晶回折素子２４と共にスイッチングλ／２板２６を挟む液晶回折素子４２（第２光学異方性層）を有することにより、画像表示装置１０と同様に広い視野角を実現する共に、ディスプレイ１２による画像の照射方向を導光板２０の法線に対して傾斜させる必要を無くして、画像表示装置の小型化を図れる。

　液晶回折素子２４と液晶回折素子４２とは、液晶化合物３６の光学軸３６Ａの回転方向が逆である以外には、同じ光学異方性層３４を有する。従って、光学異方性層３４において、液晶化合物３６の光学軸３６Ａが１８０°回転する１周期Λは、液晶回折素子２４（第１光学異方性層）と液晶回折素子４２（第２光学異方性層）とで、同じである。
　しかしながら、本発明は、これに制限はされず、液晶回折素子２４と液晶回折素子４２とで、光学異方性層における１周期は、異なってもよい。上述したように、光学異方性層における１周期が短いほど、光学異方性層（液晶回折素子）における光の回折力は、高くなる。従って、液晶回折素子２４と液晶回折素子４２とで、光学異方性層における１周期Λが異なる場合に、どちらの１周期Λを短くするか、ならびに、１周期Λの差等は、導光板２０の形成材料、および、液晶化合物３６の種類（Δｎなど）等に応じて、適宜、設定すればよい。
　なお、液晶回折素子２４と液晶回折素子４２とで、光学異方性層における１周期Λが異なる場合には、ディスプレイ１２側の液晶回折素子４２の１周期Λを短くするのが好ましい。このようにすると、液晶回折素子４２で大きく光を曲げておいた後で、液晶回折素子２４で小さく２つの方向に分けることで、大きな曲げ角度を中心とした幅広い角度範囲が得られる。

　また、図９に示す例では、画像表示装置４０の小型化が可能な好ましい態様として、ディスプレイ１２は、導光板２０の法線方向から画像を照射している。
　しかしながら、本発明における液晶回折素子４２（第２光学異方性層）を有する態様は、これに制限はされず、図１に示す画像表示装置１０と同様に、ディスプレイ１２が、導光板２０の法線に対して角度を有する方向から、液晶回折素子４２に画像を照射するようにしてもよい。

　なお、図９に示す画像表示装置４０では、ディスプレイ１２が照射する画像は、必ずしも円偏光である必要は無く、無偏光の画像でもよい。
　しかしながら、ディスプレイ１２が照射する画像の利用効率等を考慮すると、図９に示す画像表示装置４０でも、ディスプレイ１２は、右または左の円偏光を照射するのが好ましい。

　図１（図２）に示す画像表示装置１０および図９に示す画像表示装置４０は、共に、液晶回折素子２４（第１光学異方性層）とスイッチングλ／２板２６との組み合わせを、１組のみ有する。
　本発明は、これに制限はされず、図１０に概念的に示すように、液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６との組み合わせを、２組、有してもよく、または、液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６との組み合わせを、３組以上、有してもよい。
　液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６との組み合わせを、複数組、有することにより、時間的（フィールドシーケンシャル）に分ける回折角の数を増加して、導光板２０に入射する角度の異なる光すなわち分割画像の数を増やして、より好適に視野角を広くし、かつ、視野角を細かく制御できる。
　なお、図１０は、液晶回折素子４２と平板状の導光板２０Ａとを用いる図９と同様の構成の画像表示装置４０で例示してる。しかしながら、液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６との組み合わせを、複数、有する構成でも、図１に示すような、端面に光の入射面となる傾斜面２０ａを有する導光板２０を用い、傾斜面２０ａに液晶回折素子２４とスイッチングλ／２板２６との積層体を設けてもよい。

　図３～図７に示す光学異方性層は、好ましい態様として、光学異方性層３４の液晶配向パターンにおける液晶化合物３６の光学軸３６Ａは、矢印Ｘ方向のみに沿って、連続して回転している。
　しかしながら、本発明は、これに制限はされず、光学異方性層において、液晶化合物３６の光学軸３６Ａが一方向に沿って連続して回転するものであれば、液晶化合物３６の光学軸の向きが連続的に回転しながら変化する一方向を、複数、有してもよい。

　本発明の光学素子および画像表示装置においては、視認の改善のため、射出瞳を拡大する回折光学方法を用いることができる。
　具体的には、複数個の回折要素を使用する光学的方法、すなわち内結合、中間および外結合回折要素を備えた回折光学方法を用いることができる。本方法は特表２００８－５４６０２０号公報に詳しく記載がある。

　以上、本発明の光学素子および画像表示装置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。従って、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］
　＜液晶回折素子の作製＞
（支持体、および、支持体の鹸化処理）
　支持体として、市販されているトリアセチルセルロースフィルム（富士フイルム社製、Ｚ－ＴＡＣ）を用意した。
　支持体を、温度６０℃の誘電式加熱ロールを通過させて、支持体の表面温度を４０℃に昇温した。
　その後、支持体の片面に、バーコーターを用いて下記に示すアルカリ溶液を塗布量１４ｍＬ（リットル）／ｍ²で塗布し、支持体を１１０℃に加熱し、さらに、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）の下を、１０秒間搬送した。
　続いて、同じくバーコーターを用いて、支持体のアルカリ溶液塗布面に、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およびエアナイフによる水切りを３回繰り返した後に、７０℃の乾燥ゾーンを１０秒間搬送して乾燥させ、支持体の表面をアルカリ鹸化処理した。

　　アルカリ溶液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　水酸化カリウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　４．７０質量部
　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１５．８０質量部
　イソプロパノール　　　　　　　　　　　　　　　　６３．７０質量部
　界面活性剤
　　　　ＳＦ－１：Ｃ₁₄Ｈ₂₉Ｏ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）₂ＯＨ　　１．０　質量部
　プロピレングリコール　　　　　　　　　　　　　　１４．８　質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――

（下塗り層の形成）
　支持体のアルカリけん化処理面に、下記の下塗り層形成用塗布液を＃８のワイヤーバーで連続的に塗布した。塗膜が形成された支持体を６０℃の温風で６０秒間、さらに１００℃の温風で１２０秒間乾燥し、下塗り層を形成した。

　　下塗り層形成用塗布液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　下記変性ポリビニルアルコール　　　　　　　　　　　２．４０質量部
　イソプロピルアルコール　　　　　　　　　　　　　　１．６０質量部
　メタノール　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３６．００質量部
　水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　６０．００質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――

（配向膜の形成）
　下塗り層を形成した支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液を＃２のワイヤーバーで連続的に塗布した。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、配向膜を形成した。

　　配向膜形成用塗布液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　光配向用素材Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　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Ａ－

（配向膜の露光）
　図１１に示す露光装置を用いて配向膜を露光して、配向パターンを有する配向膜を形成した。
　露光装置において、半導体レーザとして波長（４０５ｎｍ）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１００ｍＪ／ｃｍ²とした。なお、２つのレーザ光およびの干渉により形成される配向パターンの１周期は、２つの光の交差角（交差角α）を変化させることによって制御した。配向パターンの１周期とは、上述のように、液晶化合物由来の光学軸が１８０°回転する長さである。

（光学異方性層の形成）
　光学異方性層を形成する液晶組成物として、下記の組成物を調製した。
　　組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　液晶化合物Ｌ－１　　　　　　　　　　　　　　　１００．００質量部
　重合開始剤（ＢＡＳＦ製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）９０７）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．００質量部
　光増感剤（日本化薬製、ＫＡＹＡＣＵＲＥ　ＤＥＴＸ－Ｓ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．００質量部
　レベリング剤Ｔ－１　　　　　　　　　　　　　　　　０．０８質量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　　３１３．００質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――

　　液晶化合物Ｌ－１

　　レベリング剤Ｔ－１

　光学異方性層は、組成物を配向膜上に多層塗布することにより形成した。多層塗布とは、先ず配向膜の上に１層目の組成物を塗布、加熱、冷却後に紫外線硬化を行って液晶固定化層を作製した後、２層目以降はその液晶固定化層に重ね塗りして塗布を行い、同様に加熱、冷却後に紫外線硬化を行うことを繰り返すことを指す。多層塗布により形成することにより、液晶層の総厚が厚くなった時でも配向膜の配向方向が液晶層の下面から上面にわたって反映される。

　先ず１層目は、配向膜上に下記の組成物を塗布して、塗膜をホットプレート上で７０℃に加熱した。その後、２５℃に冷却した後、窒素雰囲気下で高圧水銀灯を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を１００ｍＪ／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した。この時の１層目の液晶層の膜厚は０．２μｍであった。

　２層目以降は、この液晶層に重ね塗りして、上と同じ条件で加熱、冷却後に紫外線硬化を行って液晶固定化層を作製した。このようにして、総厚が所望の膜厚になるまで重ね塗りを繰り返し、光学異方性層を形成して、液晶回折素子を作製した。
　光学異方性層は、最終的に液晶のΔｎ₅₅₀×厚さ（Ｒｅ（５５０））が２７５ｎｍになり、かつ、図５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、この光学異方性層の液晶配向パターンにおいて、液晶化合物由来の光学軸が１８０°回転する１周期は、２．８μｍであった。以下、特に記載が無い場合には、『Δｎ₅₅₀×ｄ』等の測定は、同様に行った。

　＜スイッチングλ／２板の作製＞
　ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）電極付きのガラス基板に、ポリイミド膜を配向膜として設け、配向膜にラビング処理を行った。
　得られた二枚のガラス基板を、ラビング方向が反平行になる配置で向かい合わせ、セルギャップを３．５μｍに設定した。セルギャップにΔｎが０．０９９の液晶性化合物（メルク社製、ＺＬＩ４７９２）を注入し、ホモジニアス液晶セルを作製した。
　さらに、作製したホモジニアス液晶セルの配向方向と、遅相軸とが直交するように、面内リターデーション（Ｒｅ（５５０））が３５ｎｍの複屈折フィルムを貼りつけ、スイッチングλ／２板を作製した。
　作製したスイッチングλ／２板のＩＴＯ電極間に、１．９Ｖの電圧を印加すると、スイッチングλ／２板のＲｅ（５５０）がゼロになり、９．１Ｖの電圧を印加すると、スイッチングλ／２板のＲｅ（５５０）が２７５ｎｍとなり、位相差を、ゼロとλ／２とに切り替えられることを確認した。

　＜反射型液晶回折素子の作製＞
　先に作製した液晶回折素子と同様に支持体および配向膜の形成と露光を行った。ただし、液晶配向パターンの１周期が０．４２μｍになるように露光の交差角を設定した。
　その後、液晶回折素子の作製方法のうち液晶組成物のみ下記組成物に変更し、光学異方性層を形成した。これにより反射型液晶回折素子を作製した。
　　組成物
―――――――――――――――――――――――――――――――――
　液晶化合物Ｌ－１　　　　　　　　　　　　　　　１００．００質量部
　キラル剤Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９．１３質量部
　重合開始剤（ＢＡＳＦ製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）９０７）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３．００質量部
　光増感剤（日本化薬製、ＫＡＹＡＣＵＲＥ　ＤＥＴＸ－Ｓ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．００質量部
　レベリング剤Ｔ－１　　　　　　　　　　　　　　　　０．０８質量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　２８４０．００質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――

キラル剤Ｂ

　この反射型液晶回折素子の、液晶化合物由来の光学軸が１８０°回転する１周期は、０．４２μｍであった。

　＜光学素子および画像表示装置の作製＞
　図１に示すようなガラス製の導光板（屈折率１．５２）を用意した。導光板の長手方向の一方の端面は、光を斜めから導光板に入射するために、図１に示すように斜面に加工して傾斜面（入射面）とした。傾斜面は導光板の長手方向に対して６０°傾斜させた。
　この導光板の傾斜面に、作製した液晶回折素子を貼合し、液晶回折素子にスイッチングλ／２板を貼合して。光学素子を作製した。貼合は、接着剤（総研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
　液晶回折素子は、光学異方性層において液晶化合物の光学軸が回転する一方向と、導光板の長手方向とが一致するようにして、導光板に貼合した。

　図１に示すように、導光板の液晶回折素子等とは逆側の端部の主面に、作製した反射型液晶回折素子を貼合した。

　右円偏光の画像を出射するディスプレイを用意した。このディスプレイは、反射型液晶表示素子に投射光源と凸レンズとを組み合わせた投射型液晶表示素子である。反射型液晶表示素子の出射光の直線偏光をλ／４板により右円偏光に変換している。
　このディスプレイを、スイッチングλ／２板の主面に向けて画像を照射するように配置して、画像表示装置を作製した。

　［比較例１］
　光学素子がスイッチングλ／２板を有さない以外は、実施例１と同様に画像表示装置を作製した。

　［評価］
　作製した画像表示装置を用いて画像を表示して、視野角を測定した。なお、評価においては緑色の画像を用いた。
　実施例１においては、スイッチングλ／２板における位相差ゼロと位相差λ／２（２７５ｎｍ）とを、印加電圧を変えることにより切り替えた。
　また、実施例１においては、表示画像を横方向に半分に分けて、スイッチングλ／２板における位相差ゼロと位相差λ／２との切り替えにタイミングを合わせて、表示画像を右側画像と左側画像とに時分割して表示した。
　その結果、比較例１の視野角は１５°であったのに対し、実施例１の視野角は３０°となり、視野角を拡大できることを確認した。
　以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

　ＡＲグラスなどの用途に好適に利用可能である。

　１０，４０　画像表示装置
　１２　ディスプレイ
　１４　光学素子
　１６　回折素子
　２０　導光板
　２４，４２　液晶回折素子
　２６　スイッチングλ／２板
　３０　支持体
　３２　配向膜
　３４　光学異方性層
　３６　液晶化合物
　３６Ａ　光学軸
　６０　露光装置
　６２　レーザ
　６４　光源
　６８　ビームスプリッター
　７０Ａ，７０Ｂ　ミラー
　７２Ａ，７２Ｂ　λ／４板
　Ｌ₁，Ｌ₂　入射光
　Ｌ₄，Ｌ₅　入射光
　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
　Ｑ１，Ｑ２　絶対位相
　Ｅ１，Ｅ２　等位相面
　Ｕ　使用者

Claims

　導光板と、
　位相差をゼロとλ／２とに切り替え可能なスイッチングλ／２板と、
　前記導光板と前記スイッチングλ／２板との間に配置される、液晶化合物を含む組成物を用いて形成された、前記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第１光学異方性層と、を有することを特徴とする光学素子。
　前記第１光学異方性層の前記液晶配向パターンにおいて、前記液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の一方向のみに沿って連続的に回転しながら変化している、請求項１に記載の光学素子。
　液晶化合物を含む組成物を用いて形成された、前記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第２光学異方性層を有し、
　前記スイッチングλ／２板が、前記第１光学異方性層と前記第２光学異方性層との間に配置される、請求項１または２に記載の光学素子。
　前記第１光学異方性層の前記液晶配向パターン、および、前記第２光学異方性層の前記液晶配向パターンにおいて、前記液晶化合物由来の光学軸の向きが面内の一方向のみに沿って連続的に回転しながら変化するものであり、
　前記第１光学異方性層の前記液晶配向パターン、および、前記第２光学異方性層の前記液晶配向パターンにおいて、前記面内の一方向が同方向である、請求項３に記載の光学素子。
　前記スイッチングλ／２板と前記第１光学異方性層との組み合わせを、複数組、有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の光学素子。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の光学素子と、前記光学素子に画像を照射するディスプレイと、を有する画像表示装置。
　前記導光板の主面の法線に対して角度を有して、前記ディスプレイが前記光学素子に画像を照射する、請求項６に記載の画像表示装置。
　前記光学素子が、前記第２光学異方性層を有するものであり、
　前記導光板の主面の法線方向から、前記ディスプレイが前記光学素子に画像を照射する、請求項６に記載の画像表示装置。
　前記ディスプレイが、円偏光の画像を照射する、請求項６～８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
　前記ディスプレイが、画像を複数に分割して、前記分割した画像を時分割して表示する、請求項６～９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
　前記ディスプレイによる画像の時分割表示と、前記スイッチングλ／２板による位相差の切り替えとが同期している、請求項１０に記載の画像表示装置。