WO2021106766A1 - 光学部材および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

多重像を抑制した画像表示装置が得られる光学部材、および、この光学部材を用いる画像表示装置の提供を課題とする。導光板、第１および第２入射回折素子、ならびに、第１および第２出射回折素子を有する導光素子と、第１または第２出射回折素子で回折された光の偏光状態を変更する、特定波長域に対して位相差層として機能する波長選択性位相差層と、偏光子とを有し、第１および第２出射回折素子は、偏光回折素子で、回折光が逆の性質の偏光であり、第１および第２出射回折素子と波長選択性位相差層と偏光子とは、導光板の主面内で重複して設けられ、かつ、波長選択性位相差層は、導光素子と偏光子との間に設けられることにより、課題を解決する。

Description

光学部材および画像表示装置

　本発明は、光を入射して伝播して出射する光学部材、および、この光学部材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。

　また、特許文献１には、ＡＲグラスにおいて、例えば、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および、青色（Ｂ）の三色の光からなる画像をディスプレイから照射して、それぞれの光を回折させて１枚の導光板を伝播させて、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、三色の光の画像を重畳して表示することで、カラー画像を表示することが記載されている。

国際公開第２０１７／１８０４０３号

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

　周知のように、回折素子による光の回折の角度は、光の波長および周期構造の周期に依存する。すなわち、回折素子によって回折される光の進行方向は、光の波長によって異なる。そのため、１枚の導光板でカラー画像を表示する際には、出射側では、各色に対応する周期構造の周期を有する回折素子を積層して用いるのが好ましい。
　しかしながら、本発明者らの検討によれば、カラー画像を表示するために、各色に対応する出射側の回折素子を重ねた配置した場合に、多重像が発生するという問題が生じることがわかった。

　具体的には、ＡＲグラスにおいて、例えば、赤、緑および青の光からなる画像を重畳してカラー画像を表示する場合に、例えば、緑色光は、緑色光を回折するためのＧ回折素子により回折されるとともに、赤色光を回折するＲ回折素子、および／または、青色光を回折するためのＢ回折素子でも一部が回折されてしまう。その際、Ｇ回折素子と、Ｒ回折素子およびＢ回折素子とは、回折構造の周期が異なっている。
　ここで、上述のとおり、回折素子による回折角度は、回折素子の回折構造の周期、および、光の波長に依存する。
　そのため、Ｇ回折素子によって回折された緑色光と、Ｒ回折素子によって回折された緑色光と、Ｂ回折素子によって回折された緑色光とはそれぞれ異なる角度に回折される。同様に、赤色光および青色光についても、対応する回折素子以外の回折素子によって一部が異なる角度に回折される。これによって多重像が発生して、視認されてしまう。

　本発明の課題は、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多重像の発生を抑制できる光学部材、および、この光学部材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、本発明の光学部材は、以下の構成を有する。
　［１］　導光板、第１入射回折素子および第２入射回折素子、ならびに、第１出射回折素子および第２出射回折素子を有する導光素子と、
　第１出射回折素子によって回折された光、または、第２出射回折素子によって回折された光の偏光状態を変更する、特定の波長域の偏光に対して位相差層として機能する波長選択性位相差層と、
　偏光子と、を有し、
　第１出射回折素子および第２出射回折素子は、共に偏光回折素子で、それぞれの回折光が互いに逆の性質の偏光であり、
　第１出射回折素子および第２出射回折素子と、波長選択性位相差層と、偏光子とは、導光板の主面内で重複して設けられ、かつ、
　波長選択性位相差層は、導光素子と偏光子との間に設けられることを特徴とする光学部材。
　［２］　波長選択性位相差層が導光素子と離間して配置される構成、および、偏光子が波長選択性位相差層と離間して配置される構成の、少なくとも一方の構成を満たす、［１］に記載の光学部材。
　［３］　第１入射回折素子と第２入射回折素子とで、回折構造の周期が異なり、かつ、
　第１出射回折素子と第２出射回折素子とで、回折構造の周期が異なる、［１］または［２］に記載の光学部材。
　［４］　第１出射回折素子および第２出射回折素子が、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液晶回折層を有する、［１］～［３］のいずれかに記載の光学部材。
　［５］　第１出射回折素子および第２出射回折素子の液晶回折層が、液晶化合物の光学軸の向きが、厚さ方向で螺旋状に捩じれ回転している領域を有し、
　第１出射回折素子の液晶回折層と第２出射回折素子の液晶回折層とで、光学軸の捩じれの回転方向が異なる、［４］に記載の光学部材。
　［６］　第１出射回折素子および第２出射回折素子の液晶回折層が、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を有し、
　第１出射回折素子の液晶回折層と第２出射回折素子の液晶回折層とで、コレステリック液晶相における光学軸の捩じれの回転方向が異なる、［４］または［５］に記載の光学部材。
　［７］　第１出射回折素子および第２出射回折素子の液晶回折層は、主面の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が最小となる方向が法線方向から傾斜している［４］～［６］のいずれかに記載の光学部材。
　［８］　波長選択性位相差層が、特定の波長域の偏光に対して１／２波長板として機能する、［１］～［７］のいずれかに記載の光学部材。
　［９］　導光素子と偏光子の間に位相差層を有する、［１］～［８］のいずれかに記載の光学部材。
　［１０］　位相差層が１／４波長板である、［９］に記載の光学部材。
　［１１］　位相差層が逆波長分散性を有する、［９］または［１０］に記載の光学部材。
　［１２］　第１入射回折素子および第２出射回折素子、ならびに、第１出射回折素子および第２出射回折素子は、回折構造の周期が０．１～１０μｍである、［１］～［１１］のいずれかに記載の光学部材。
　［１３］　第１出射回折素子と第２出射回折素子とが積層されている、［１］～［１２］のいずれかに記載の光学部材。
　［１４］　第１入射回折素子と第２入射回折素子とが積層されている、［１］～［１３］のいずれかに記載の光学部材。
　［１５］　第１入射回折素子と第２入射回折素子とが、導光板の主面の異なる位置に配置されている、［１］～［１４］のいずれかに記載の光学部材。
　［１６］　［１］～［１５］のいずれかに記載の光学部材と、
　光学部材の導光素子の第１入射回折素子および第２入射回折素子に画像を照射する表示素子と、を有する画像表示装置。

　本発明によれば、例えばＡＲグラスにおいて、多重像の無い画像を表示できる。

図１は、本発明の光学部材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、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、回折素子の別の例を概念的に示す図である。 図１０は、図９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１１は、図９に示す液晶層の作用を説明するための概念図である。 図１２は、図９に示す液晶層の作用を説明するための概念図である。 図１３は、本発明の光学部材の作用を説明するための概念図である。 図１４は、本発明の光学部材の別の例を概念的に示す図である。 図１５は、多重像の発生を説明するための概念図である。

　以下、本発明の光学部材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。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。

　本明細書において、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、３８０～７８０ｎｍの波長域の光を示す。非可視光は、３８０ｎｍ未満の波長域および７８０ｎｍを超える波長域の光である。
　またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、４２０～４９０ｎｍの波長域の光は青色光であり、４９５～５７０ｎｍの波長域の光は緑色光であり、６２０～７５０ｎｍの波長域の光は赤色光である。

　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。

　本発明の光学部材は、導光板、第１入射回折素子および第２入射回折素子、ならびに、第１出射回折素子および第２出射回折素子を有する導光素子と、特定の波長域の偏光に対して位相差層として機能する波長選択性位相差層と、偏光子と、を有する。
　波長選択性位相差層は、第１出射回折素子によって回折された光、または、第２出射回折素子によって回折された光の偏光状態を変更するものである。

　第１出射回折素子および第２出射回折素子は、共に偏光回折素子で、それぞれの回折光の偏光が互いに逆の性質の偏光である。
　逆の性質の偏光とは、具体的には、ある偏光に対して、ポアンカレ球の裏側に位置する偏光である。言い換えると、第１の偏光と第２の偏光との関係は、ポアンカレ球面上のある偏光状態の第１の点と、ポアンカレ球の中心を挟んで、第１の点と対向する位置にあるポアンカレ球面上のある偏光状態の第２の点との関係に該当する。
　具体的には、逆の性質の偏光とは、円偏光であれば、右円偏光と左円偏光であり、直線偏光であれば、互いに直交する直線偏光であり、例えば、Ｐ偏光とＳ偏光、垂直線偏光と水平直線偏光、および、４５°直線偏光と－４５°直線偏光等である。

　また、本発明の光学部材において、第１出射回折素子および第２出射回折素子と、波長選択性位相差層と、偏光子とは、導光板の主面内（主面の面方向）で重複して設けられる。言い換えれば、第１出射回折素子および第２出射回折素子と、波長選択性位相差層と、偏光子とは、導光板の法線方向から見た際に、重複するように設けられる。
　さらに、波長選択性位相差層は、導光素子と偏光子との間に設けられる。
　なお、主面とは、シート状物（板状物、フィルム、層）の最大面である。また、法線方向とは、シート状物の主面と直交する方向である。

　図１に、本発明の光学部材および画像表示装置の一例を概念的に示す。
　図１に示すように、光学部材１０は、導光板１２と、入射回折部１４と、出射回折部１６と、位相差層１８と、波長選択性位相差層２０と、偏光子２４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。位相差層１８、波長選択性位相差層２０および偏光子２４は、導光板１２の他方の主面に、導光板１２の主面内で出射回折部１６と重複するように設けられる。

　図示例において、入射回折部１４は、赤色（Ｒ）光を選択的に回折するＲ入射回折素子１４Ｒと、緑色（Ｇ）光を選択的に回折するＧ入射回折素子１４Ｇと、青色（Ｂ）光を選択的に回折するＢ入射回折素子１４Ｂとを有する。
　他方、出射回折部１６は、赤色光を選択的に回折するＲ出射回折素子１６Ｒと、緑色光を選択的に回折するＧ出射回折素子１６Ｇと、青色光を選択的に回折するＢ出射回折素子１６Ｂとを有する。
　導光板１２と、入射回折素子を有する入射回折部１４と、出射回折素子を有する出射回折部１６とで、本発明における導光素子が構成される。

　なお、光学部材１０においては、積層される部材同士は、必要に応じて、貼着層によって貼着される。
　貼合層としては、十分な光透過性を有するものであれば、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、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。
　あるいは、貼合層で貼り合わせるのではなく、枠体または治具等で各部材を保持して、本発明の光学部材を構成してもよい。

　各回折素子は、いずれも、反射型の回折素子である。
　図示例の光学部材１０において、図示しない表示素子が表示したカラー画像の赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、導光板１２を透過して、それぞれ、入射回折部１４のＲ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ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、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂ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、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、それぞれ、出射回折部１６のＲ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂで回折して反射され、導光板１２を透過して、位相差層１８、波長選択性位相差層２０および偏光子２４を透過して、使用者Ｕによる観察位置に出射され、カラー画像として観察される。

　以下、本発明の画像表示装置、および、表示素子を構成する各構成要素について説明する。

　［表示素子］
　本発明の画像表示装置において、表示素子（図示省略）には制限はなく、ＡＲグラス等に用いられる公知の表示素子（表示装置、プロジェクター）が、各種、利用可能である。表示素子としては、一例として、ディスプレイと投映レンズとを有する表示素子が例示される。

　本発明の画像表示装置において、ディスプレイには、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が、各種、利用可能である。
　ディスプレイとしては、一例として、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ、および、ＤＬＰ（Digital Light Processing）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを用いたスキャニング方式ディスプレイ等が例示される。なお、本発明において、液晶ディスプレイには、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）なども含む。

　なお、図示例のように、入射回折部１４において、入射回折素子が積層されている場合には、ディスプレイは、各入射回折素子が回折する波長の光を用いて多色画像を表示するディスプレイが用いられる。
　また、後述するように、入射回折部１４において入射回折素子が面方向の重複しない位置に配置されている場合には、各入射回折素子が回折する波長の単色画像を照射する複数のディスプレイが用いられる。また、入射回折素子が面方向に重複しない位置に複数配置される場合には、多色画像を表示するディスプレイから照射された光を各波長ごとに分光してそれぞれの入射回折素子に入射させる構成としてもよい。

　本発明の画像表示装置に用いられる表示素子おいて、投映レンズも、ＡＲグラス等に用いられる公知の投映レンズ（コリメートレンズ）である。

　ここで、本発明の画像表示装置においては、表示素子による表示画像すなわち表示素子が照射する光には、制限はないが、無偏光（自然光）または円偏光が好ましい。
　表示素子が円偏光を照射する際に、ディスプレイが無偏光の画像を照射する場合には、表示素子は、例えば直線偏光子とλ／４板とからなる円偏光板を有するのが好ましい。また、ディスプレイが直線偏光の画像を照射する場合には、表示素子は、例えばλ／４板を有するのが好ましい。
　なお、表示素子が照射する光は、他の偏光（例えば直線偏光等）であってもよい。

　［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入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂを有する。Ｒ入射回折素子１４ＲおよびＢ入射回折素子１４Ｂは、本発明における第１入射回折素子であり、Ｇ入射回折素子１４Ｇは、本発明における第２入射回折素子である。
　好ましい態様として、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂは、いずれも、反射型の偏光回折素子である。具体的には、各入射回折素子は、好ましい態様として、入射光を回折する液晶回折層としてコレステリック液晶層を有するものであり、右円偏光または左円偏光を選択的に反射する。
　Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ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。なお、第１入射回折素子であるＲ入射回折素子１４ＲおよびＢ入射回折素子１４Ｂは、同じ旋回方向の円偏光を選択的に反射し、第２入射回折素子であるＧ入射回折素子１４Ｇは、Ｒ入射回折素子１４Ｒ等とは逆の旋回方向の円偏光を選択的に反射するのが好ましい。また、入射回折素子と、対応する後述する出射回折素子とで、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。
　本例においては、一例として、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ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出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂを有する。Ｒ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂは、本発明における第１出射回折素子であり、Ｇ出射回折素子１６Ｇは、本発明における第２出射回折素子である。
　従って、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂは、いずれも、偏光回折素子で、Ｒ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂと、Ｇ出射回折素子１６Ｇとは、回折する偏光の性質が互いに逆である。具体的には、各出射回折素子は、好ましい態様として、入射光を回折する液晶回折層としてコレステリック液晶層を有するものであり、Ｒ出射回折素子１６Ｒは右円偏光を選択的に反射し、Ｇ出射回折素子１６Ｇは左円偏光を選択的に反射し、Ｂ出射回折素子１６Ｂは右円偏光を選択的に反射する。

　本発明の光学部材において、入射回折部１４および出射回折部１６は、共に、赤色光、緑色光および青色光に対応する３つの回折素子を有する構成に制限はされない。
　例えば、入射回折部１４および出射回折部１６は、共に、赤色光および緑色光に対応する２つの回折素子を有するものであってもよく、緑色光および青色光に対応する２つの回折素子を有するものであってもよい。入射回折部１４および出射回折部１６が、２つの回折素子を有する場合には、いずれが第１入射回折素子でも第２入射回折素子でもよく、また、いずれが第１出射回折素子でも第２出射回折素子でもよい。

　なお、本発明において、入射回折素子および出射回折素子、ならびに、後述する中間回折素子における第１および第２とは、回折素子を区別するために付しているものであり、技術的な意味は無い。
　従って、出射回折素子による回折光の偏光が逆の性質であれば、赤色光および青色光を回折する回折素子が第２出射回折素子で、緑色光を回折する回折素子が第１出射回折素子であってもよい。また、後述する波長選択性位相差層２６は、第１出射回折素子が回折した光のみに作用するものでも、第２出射回折素子が回折した光のみに作用するものでもよい。
　但し、第１入射回折素子と第１出射回折素子、加えて、後述する第１中間回折素子は、同じ波長域（色）の光を選択的に回折する。同様に、第２入射回折素子と第２出射回折素子、加えて、後述する第２中間回折素子は、同じ波長域の光を選択的に回折する。

　Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ、ならびに、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂは、選択的に反射する光の波長域および／または選択的に反射する円偏光の旋回方向が異なる以外は、基本的に、同じ構成を有する。
　従って、以下の説明では、各回折素子を区別する必要が無い場合には、これらの回折素子をまとめて『液晶回折素子』ともいう。

　（液晶回折素子）
　液晶回折素子について図２～図４を用いて説明する。
　図２は、液晶回折素子の層構成を概念的に示す図である。図２に概念的に示すように、液晶回折素子は、支持体３０と、配向膜３２と、回折素子としての作用を発現するの液晶回折層であるコレステリック液晶層３４とを有する。
　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。

　なお、図２に示す液晶回折素子は、支持体３０と、配向膜３２と、液晶層３４とを有するが、本発明は、これに制限はされない。液晶回折素子は、例えば、導光板１２に貼り合わせた後に、支持体３０を剥離した、配向膜３２および液晶層３４のみを有するものでもよい。または、液晶回折素子は、例えば、導光板１２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、液晶層３４のみを有するものでもよい。

　＜支持体＞
　支持体３０は、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、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、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。

　＜配向膜＞
　液晶回折素子において、支持体３０の表面には配向膜３２が形成される。
　配向膜３２は、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、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、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。

　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３２は、ポリマー層の表面を紙または布で一定方向に数回こすることにより形成できる。
　配向膜３２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２００５－０９７３７７号公報、特開２００５－０９９２２８号公報、および、特開２００５－１２８５０３号公報記載の配向膜３２等の形成に用いられる材料が好ましい。

　液晶回折素子において、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３２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。

　配向膜３２の厚さには、制限はなく、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。
　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。

　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３２を支持体３０の表面に塗布して乾燥させた後、配向膜３２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８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、配向状態が周期的に変化する配向パターンを有する配向膜が得られる。以下の説明では、この配向パターンを有する配向膜を『パターン配向膜』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、パターン配向膜は、パターン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、パターン配向膜に直線偏光を回転させながら照射して、パターン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。

　なお、本発明において、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をレーザ光など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、液晶層が、液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａ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。

　＜液晶層（コレステリック液晶層）＞
　液晶回折素子において、配向膜３２の表面には、液晶層３４が形成される。
　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、出射回折部１６において、右円偏光を選択的に反射するＲ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂ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。これに対して、左円偏光を選択的に反射するＧ入射回折素子１４Ｇ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、光学部材１０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、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。
　なお、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と配列軸Ｄ（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面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope））で観察すると、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Ｒ_R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（コレステリック液晶層の主面）に対して配列軸Ｄ方向に傾いた方向に反射（回折）される。

　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が、これ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入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ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出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂ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。
　本発明の光学部材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。
　回折素子の１周期の長さ、特に、出射回折素子の１周期Λの長さは、０．１～１０μｍが好ましく、０．１～１μｍがより好ましく、導光板１２を全反射で伝播させる観点から、入射する光の波長λ以下がさらに好ましい。

　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、本発明の光学部材１０では、入射回折部１４を構成するＲ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂ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出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂ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、回折素子を２つしか有さない場合も、同様である。また、この点に関しては、回折素子が反射型の液晶回折素子ではない場合も、同様である。

　すなわち、入射回折部１４において、Ｒ入射回折素子１４Ｒは赤色光を選択的に反射し、Ｇ入射回折素子１４Ｇは緑色光を選択的に反射し、Ｂ入射回折素子１４Ｂは青色光を選択的に反射する。
　従って、Ｒ入射回折素子１４Ｒの選択反射中心波長をλinＲ、Ｇ入射回折素子１４Ｇの選択反射中心波長をλinＧ、Ｂ入射回折素子１４Ｂの選択反射中心波長をλinＢとすると、『λinＲ＞λinＧ＞λinＢ』となる。
　これに応じて、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂにおける液晶配向パターンの１周期Λも、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂの順で短くする。
　すなわち、Ｒ入射回折素子１４Ｒの液晶配向パターンの１周期ΛをΛinＲ、Ｇ入射回折素子１４Ｇの液晶配向パターンの１周期ΛをΛinＧ、Ｂ入射回折素子１４Ｂの液晶配向パターンの１周期ΛをΛinＢとすると、『ΛinＲ＞ΛinＧ＞ΛinＢ』とするのが好ましい。

　同様に、出射回折部１６において、Ｒ出射回折素子１６Ｒは赤色光を選択的に反射し、Ｇ出射回折素子１６Ｇは緑色光を選択的に反射し、Ｂ出射回折素子１６Ｂは青色光を選択的に反射する。
　従って、Ｒ出射回折素子１６Ｒの選択反射中心波長をλoutＲ、Ｇ出射回折素子１６Ｇの選択反射中心波長をλoutＧ、Ｂ出射回折素子１６Ｂの選択反射中心波長をλoutＢとすると、『λoutＲ＞λoutＧ＞λoutＢ』となる。
　これに応じて、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂにおける液晶配向パターンの１周期Λも、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂの順で短くする。
　すなわち、Ｒ出射回折素子１６Ｒの液晶配向パターンの１周期ΛをΛoutＲ、Ｇ出射回折素子１６Ｇの液晶配向パターンの１周期ΛをΛoutＧ、Ｂ出射回折素子１６Ｂの液晶配向パターンの１周期ΛをΛoutＢとすると、『ΛoutＲ＞ΛoutＧ＞ΛoutＢ』とするのが好ましい。

　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、緑色画像および青色画像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、緑色画像および青色画像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、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）、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、５～８０°が好ましく、１０～５０°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、結果として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、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出来る。例えば、配向膜の形成の際に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、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出来る。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出来る。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、中でも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。キラル剤および液晶化合物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％が好ましく、０．５～１２質量％がより好ましい。

－－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、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、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）＞
　図示例の光学部材は、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液晶回折素子も、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。

　図９および図１０に、他の液晶回折素子を例示して、その一例を説明する。
　図９および図１０に示す液晶回折素子は、支持体３０と、配向膜３２と、液晶層３６とを有する。支持体３０および配向膜３２は、上述の物と同様である。
　図１０に示す液晶回折素子の液晶層３６も、（コレステリック）液晶層３４と同様、液晶化合物４０の光学軸４０Ａが、配列軸Ｄに沿って連続的に回転する液晶配向パターンを有する。なお、図１０も、上述した図３と同様、配向膜３２の表面の液晶化合物のみを示している。
　図９に示す液晶回折素子では、液晶層３６を形成する液晶化合物４０が厚さ方向に螺旋状に捩じれ回転しておらず、光学軸４０Ａは、面方向の同じ場所に位置する。このような液晶層は、上述した液晶層の形成において、液晶組成物にキラル剤を添加しないことで形成できる。

　上述したように、液晶層３６は、面内において、液晶化合物４０に由来する光学軸４０Ａの向きが、配列軸Ｄ方向すなわちＸ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。
　一方、液晶層３６を形成する液晶化合物４０は、Ｘ方向と直交するＹ方向、すなわち光学軸４０Ａが連続的に回転する一方向である配列軸Ｄと直交するＹ方向では、光学軸４０Ａの向きが等しい液晶化合物４０が等間隔で配列されている。
　言い換えれば、液晶層３６を形成する液晶化合物４０において、Ｙ方向に配列される液晶化合物４０同士では、光学軸４０Ａの向きと配列軸Ｄ方向とが成す角度が等しい。

　液晶層３６において、Ｙ方向に配列される液晶化合物は、光学軸４０ＡとＸ方向（液晶化合物４０の光学軸の向きが回転する１方向）とが成す角度が等しい。この光学軸４０Ａと配列軸Ｄとが成す角度が等しい液晶化合物４０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４０Ａの方向の液晶化合物４０の屈折率と、領域Ｒの面内において光学軸４０Ａに垂直な方向の液晶化合物４０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４０の屈折率差に等しい。

　このような液晶層３６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１１および図１２に概念的に示す。なお、液晶層３６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１１に示すように、液晶層３６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、液晶層３６に左円偏光である入射光Ｌ₁が入射すると、入射光Ｌ₁は、液晶層３６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、液晶層３６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ため、透過光Ｌ₂は、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、入射方向に対して配列軸Ｄ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１２に示すように、液晶層３６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、液晶層３６に右円偏光の入射光Ｌ₄が入射すると、入射光Ｌ₄は、液晶層３６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、液晶層３６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ため、透過光Ｌ₅は、入射光Ｌ₄の進行方向とは異なる方向に進行する。このとき、透過光Ｌ₅は透過光Ｌ₂と異なる方向、つまり、入射方向に対して配列軸Ｄ方向とは逆の方向に進行する。このように、入射光Ｌ₄は、入射方向に対して配列軸Ｄ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。

　液晶層３４と同様、液晶層３６も、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、液晶層３６も、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４０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。
　また、配列軸Ｄ方向に沿って回転する、液晶化合物４０の光学軸４０Ａ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９～図１２に示す例では、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。

　なお、回折効率の観点から、このような、入射光を透過回折する液晶回折素子を用いる場合も、液晶化合物が捩れて回転（捩れ角が３６０°未満）している領域を有する液晶回折素子を用いるのが好ましい。特に、導光板内を全反射する角度に光を回折する場合、回折効率の観点から、液晶化合物が捩れて回転する領域を有する液晶回折素子を好適に用いることができる。また、液晶化合物が捩れて回転する角度が異なる液晶回折素子を積層して用いること、および、液晶化合物が捩れて回転する方向が異なる液晶回折素子を積層して用いること等は、回折効率の観点から好ましい。

　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。

　入射回折部１４および出射回折部１６に用いる回折素子は、上述した液晶配向パターンを有する液晶回折素子に制限はされない。
　回折素子は、例えば、体積ホログラム型回折素子を用いてもよい。また、液晶部分と液晶高分子部分とを交互に有する、波長選択性を有して直線偏光を反射する反射型の回折素子も利用可能である。

　図示例の光学部材１０において、出射回折部１６を構成するＲ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂは、積層されているが、本発明は、これに制限はされない。
　すなわち、本発明においては、第１出射回折素子、第２出射回折素子、波長選択性位相差層２６および偏光子２４が、導光板１２の主面内で重複していれば、回折素子の配置位置は、各種の構成が利用可能である。例えば、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂを、導光板１２の主面の異なる位置に配置してもよい。または、Ｒ出射回折素子１６ＲとＢ出射回折素子１６Ｂとを積層して、この積層体と、Ｇ出射回折素子１６Ｇとを、導光板１２の主面の異なる位置に配置してもよい。
　しかしながら、光学部材１０の大きさ等を考慮すると、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂを積層して設けるのが好ましい。

　図示例の光学部材１０の入射回折部１４は、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂを積層した構成を有するが、本発明は、これに制限はされない。
　例えば、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂを、導光板１２の主面の異なる位置に配置してもよい。または、Ｒ入射回折素子１４ＲとＢ入射回折素子１４Ｂとを積層して、この積層体と、Ｇ入射回折素子１４Ｇとを、導光板１２の主面の異なる位置に配置してもよい。
　光学部材１０の小型化等の点では、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂを積層した方が有利である。他方、画像入射側における、意図しない回折素子での画像の反射など、不適正な反射等を防止できる点で、画質的には、Ｒ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂを導光板１２の主面の異なる位置に配置した方が有利である。

　［位相差層］
　上述のように、光学部材１０において、出射回折部１６のＲ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂで回折して反射された画像は、導光板１２を透過して、位相差層１８に入射される。
　位相差層１８は、好ましくはλ／４板（１／４波長板）である。上述のように、出射回折部１６を構成する回折素子は、コレステリック液晶層（液晶層３４）を用いる反射型の偏光回折素子であり、円偏光を反射する。従って、導光板１２から出射した赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、位相差層１８を透過して直線偏光に変換される。

　位相差層１８は、公知の位相差層が利用可能であり、例えば、ポリマー、液晶化合物の硬化層、および、構造複屈折層等、種々の公知の位相差板を用いることができる。
　位相差層１８は、複数の位相差板を積層し、実効的に目的とする作用を発現する位相差層とするのも好ましい。λ／４板であれば、複数の位相差板を積層し、実効的にλ／４板として機能する位相差層を用いるのも好ましい。例えば、国際公開第２０１３／１３７４６４号に記載される、λ／２板とλ／４板とを組み合わせて広帯域化したλ／４板は、広帯域の波長の入射光に対応でき、好ましく用いることができる。
　さらに、位相差層１８は、逆波長分散性を有するのが好ましい。位相差層１８が逆波長分散性を有していることにより、広帯域の波長の入射光に対応できる。

　［波長選択性位相差層］
　位相差層１８（λ／４板）で直線偏光に変換された赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、次いで、波長選択性位相差層２０に入射する。
　波長選択性位相差層２０は、特定の波長域の偏光に対して位相差層として機能する層である。図示例の光学部材１０において、波長選択性位相差層は、緑色光に対して選択的にλ／２板（λ／２位相差層）として機能するものであり、それ以外の光には何も作用せずに透過させる。
　従って、図示例の光学部材１０においては、波長選択性位相差層２０は、緑色光すなわち第２出射回折素子であるＧ出射回折素子１６Ｇによって反射され、位相差層１８によって直線偏光に変換された緑色画像Ｇのみ、偏光方向を９０°旋回させ、それ以外の赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂは、偏光状態を保ったまま、透過（素抜け）させる。

　言い換えれば、波長選択性位相差層２０とは、特定の波長域のみ位相をπずらすものである。このような波長選択性位相差層２０は、例えば、特定の波長域のみに作用するλ／２板と言うこともできる。

　このような波長選択性位相差層２０は、例えば、位相差が異なる複数の位相差板を積層することによって作製できる。
　一例として、波長選択性位相差層は、特表２０００－５１０９６１号公報およびSID 99 DIGEST, pp.1072-1075等に記載される波長選択性位相差層を用いることができる。
　この波長選択性位相差層は、複数の位相差板（位相差層）を異なる遅相軸角度（遅相軸方位）で積層することにより、特定の波長域の直線偏光を、逆の直線偏光に変換するものである。なお、複数の位相差板は、全ての遅相軸の角度が互いに異なる構成に制限はされず、少なくとも１層の遅相軸角度が、他の位相差板と異なっていればよい。
　位相差板は、少なくとも１層は、順分散性を有しているのが好ましい。少なくとも１層の位相差板が順分散性を有していることにより、複数の位相差板を異なる遅相軸角度で積層することで、特定の波長域のみに作用するλ／２板を実現することができる。
　一方、特表２０００－５１０９６１号公報およびSID 99 DIGEST, pp.1072-1075に記載される波長選択性位相差層は、直線偏光を選択的に逆の直線偏光に変換する。

　［偏光子］
　波長選択性位相差層２０を透過した赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、次いで、偏光子２４に入射する。
　偏光子２４は、好ましい一例として、吸収型の直線偏光子であり、透過軸が、位相差層１８で変換された赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂの直線偏光の方向と一致している。
　従って、位相差層１８（λ／４板）の遅相軸の方向、および、偏光子２４の透過軸の方向は、位相差層１８で変換された赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂの直線偏光を透過できるように、設定される。

　偏光子２４には、制限はなく、公知の偏光子が、各種、利用可能である。従って、偏光子２４は、ヨウ素系偏光子、二色性染料を用いる染料系偏光子、ポリエン系偏光子、および、ＵＶ吸収で偏光化する素材を用いた偏光子の等のいずれを使用してもよい。
　ヨウ素系偏光子および染料系偏光子は、一般にポリビニルアルコール系フィルムを用いて製造する。偏光子の製造方法は、例えば、特開２０１１－１２８５８４号公報の記載を参酌することができる。あるいは、二色性染料に液晶性化合物を混合し配向させた偏光子を用いることも可能である。また、染料自体が液晶性を有するような二色性染料を配向させた偏光子、液晶性を有する二色性染料と非液晶性の二色性染料を混合して配向させた偏光子、および、両者の混合物にさらに別の液晶性化合物を混合して配向させた偏光子等を用いても良い。これらの偏光子は、配向後に熱または光で固定化したものを用いても良い。またこれらの偏光子は、塗布によって形成される層であってもよい。
　ＵＶ吸収で偏光化する素材を用いた偏光子としては、ＵＶ吸収によって偏光度と濃度が同時に高くなる素材を用いてもよい。このようなＵＶ吸収で偏光化する素材を用いた偏光子を用いることで、ＵＶ非照射時は偏光子が偏光能力を発揮しないために常に透過表示状態となる。これに対して、ＵＶを照射して、本発明の積層体がＵＶ吸収した場合には、ＵＶ吸収で偏光化する素材を用いた偏光子が偏光能力を発揮し、その結果として遮光表示状態に切り替えることができるような積層体を作製する事も可能となる。ＵＶ吸収で偏光化する素材を用いた偏光子としては、例えばトランジションズ　オプティカル社製の偏光レンズなどを挙げることができる。

　［光学部材の作用］
　上述したように、光学部材１０において、図示しない表示素子から投影された赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂは、導光板１２を透過して入射回折部１４に入射し、赤色画像Ｒは、Ｒ入射回折素子１４Ｒによって右円偏光が回折されて反射され、緑色画像Ｇは、Ｇ入射回折素子１４Ｇによって右円偏光が回折されて反射され、青色画像Ｂは、Ｂ入射回折素子１４Ｂによって右円偏光が回折されて反射され、それぞれ、導光板１２に入射する。
　導光板１２に入射した赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂ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。なお、導光板１２による全反射を繰り返すことで、各色の画像の円偏光は崩れ、楕円偏光等の様々な偏光が混ざった状態となる。
　出射回折部１６に入射した各色の画像のうち、赤色画像Ｒは、Ｒ出射回折素子１６Ｒによって右円偏光が回折されて反射され、緑色画像Ｇは、Ｇ出射回折素子１６Ｇによって左円偏光が回折されて反射され、青色画像Ｂは、Ｂ出射回折素子１６Ｂによって右円偏光が回折されて反射され、導光板１２を透過する。

　ここで、上述したように、回折素子を積層して赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂを回折することで画像を投影する光学部材では、意図しない回折素子によって各画像が回折されて、多重像が生じてしまう場合がある。
　すなわち、ＡＲグラス等に用いられる光学部材において、赤色画像Ｒ、緑色画像Ｇおよび青色画像Ｂからなるカラー画像を表示素子から照射して、それぞれの光を回折させて導光板１２内に入射して、伝播させて、積層したＲ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂで回折して出射される場合には、意図しない回折素子によって画像が回折、反射されてしまう場合がある。
　例えば、図１５に概念的に示すように、緑色画像Ｇであれば、本来、緑色画像Ｇを反射するためのＧ出射回折素子１６Ｇのみならず、一部が、赤色画像Ｒを反射するＲ出射回折素子１６Ｒ、および／または、青色画像Ｂを反射するためのＢ出射回折素子１６Ｂでも反射されてしまう（破線）。
　この際において、上述したように、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂは、それぞれが回折する画像の波長域に応じて、１周期Λ（回折構造の周期）が異なっている。そのため、Ｇ出射回折素子１６Ｇによって適正に反射された緑色画像Ｇと、Ｒ出射回折素子１６Ｒによって反射された緑色画像Ｇと、Ｂ出射回折素子１６Ｂによって反射された緑色画像Ｇとは、それぞれ、異なる角度に反射される。その結果、多重像が発生し、使用者に視認されてしまう。
　この多重像は、回折素子が選択的に反射（回折）する回折光の波長が近い場合に、生じやすい。すなわち、図示例の場合であれば、緑色画像Ｇと赤色画像Ｒとの間、および、緑色画像Ｇと青色画像Ｂとの間で生じやすい。

　これに対して、本発明の光学部材１０は、波長選択性位相差層２０および偏光子２４を有し、好ましくは、さらに位相差層１８を有することにより、多重像を抑制できる。
　以下、図１３の概念図を参照して説明する。

　上述したように、第１出射回折素子であるＲ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂと、第２出射回折素子であるＢ出射回折素子１６Ｂとでは、逆の性質の偏光を反射（回折）する。
　具体的には、Ｒ出射回折素子１６Ｒは右円偏光を、Ｇ出射回折素子１６Ｇは左円偏光を、Ｂ出射回折素子１６Ｂは右円偏光を、それぞれ、選択的に反射する。従って、Ｒ出射回折素子１６Ｒで反射された適正な赤色画像Ｒ、および、Ｂ出射回折素子１６Ｂで反射された適正な青色画像Ｂは、図１３の左側に示すように右偏光である。また、Ｇ出射回折素子１６Ｇで反射された適正な緑色画像Ｇは、図１３の左側に示すように左円偏光である。

　位相差層１８はλ／４板である。従って、位相差層１８を通過した赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂと、緑色画像Ｇとは、互いに直交する方向の直線偏光となる。図示例においては、一例として、赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂは、紙面と直交する方向の直線偏光で、緑色画像Ｇは、紙面に平行な直線偏光になる。

　直線偏光に変換された各色の画像は、次いで、波長選択性位相差層２０に入射する。
　上述したように、波長選択性位相差層２０は、緑色光のみに対してλ／２板として作用し、それ以外の波長域の光は、何も作用せずに透過する。
　従って、赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂは、紙面と直交する方向の直線偏光のまま、波長選択性位相差層２０を透過する。これに対して、緑色光である緑色画像Ｇは、波長選択性位相差層によって偏光方向を９０°回転され、赤色画像Ｒおよび青色画像Ｂと同様の紙面と直交する方向の直線偏光に変換される。
　これにより、適正な画像は、全ての色の画像が、紙面に直交する直線偏光となる。

　図示例において、一例として、偏光子２４の吸収軸ａは、紙面と平行な方向である。
　従って、適正な画像、すなわち、Ｒ出射回折素子１６Ｒで反射された赤色画像ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂで反射された青色画像Ｂ、ならびに、Ｇ出射回折素子１６Ｇで反射された緑色画像Ｇは、いずれも、偏光子２４を通過して、使用者Ｕによる観察位置に出射される。

　これに対して、多重像となる画像は、上述したように、本来、反射（回折）されるべきではない回折素子で反射される。
　すなわち、図１３の右側に示すように、多重像となる赤色画像Ｒｆおよび青色画像Ｂｆは、Ｇ出射回折素子１６Ｇによって左円偏光が反射される。また、多重像となる緑色画像Ｇｆは、Ｒ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂによって右円偏光が反射される。
　なお、赤色画像Ｒと青色画像Ｂとは、波長が離れている。そのため、Ｒ出射回折素子１６Ｒによる青色画像Ｂｆの反射、および、Ｂ出射回折素子１６Ｂによる赤色画像Ｒｆの反射は、無視できる量である。

　多重像となる各色の画像は、次いで、λ／４板である位相差層によって変換される。
　ここで、多重像となる画像は、適正な画像と円偏光の旋回方向が逆であるので、図１３の右側に示すように、赤色画像Ｒｆおよび青色画像Ｂｆは、紙面と平行な直線偏光になり、緑色画像Ｇｆは、紙面と直交する直線偏光になる。

　直線偏光に変換された各色の多重像となる画像は、次いで、波長選択性位相差層２０に入射する。上述のように、波長選択性位相差層２０は、緑色光のみに対してλ／２板として作用する。従って、多重像となる赤色画像Ｒｆおよび青色画像Ｂｆは、紙面と平行な直線偏光のまま、波長選択性位相差層２０を透過する。これに対して、多重像となる緑色画像Ｇｆは、波長選択性位相差層２０によって偏光方向を９０°回転され、赤色画像Ｒｆおよび青色画像Ｂｆと同様の紙面と平行な直線偏光に変換される。
　これにより、多重像となる画像は、全ての色の画像が、図１３にの紙面に平行な直線偏光となる。

　上述のように、偏光子２４の吸収軸ａは、図１３の紙面に平行な方向である。
　従って、多重像となる画像、すなわち、Ｒ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂで反射された緑色画像Ｇｆ、ならびに、Ｇ出射回折素子１６Ｇで反射された赤色画像Ｒｆおよび青色画像Ｂｆは、いずれも、偏光子２４によって遮光され、使用者Ｕによる観察位置には、照射されない。
　すなわち、本発明の光学部材１０によれば、例えば、ＡＲグラスとして使用した際に、適正な回折素子で回折された適正な画像は、使用者Ｕによる観察位置に照射されて、使用者によって観察される。これに対して、意図しない不適正な回折素子で回折された多重像となる画像は、使用者Ｕによる観察位置には出射されないので、使用者Ｕによって多重像が観察されることはない。

　図示例の光学部材１０においては、適正な出射回折素子によって反射された適正な画像（円偏光）が位相差層１８によって直線偏光に変換された際に、この直線偏光が偏光子２４を透過するように、位相差層１８の遅相軸の方向と、偏光子２４の吸収軸の方向とが設定される。
　しかしながら、本発明は、これに制限はされず、適正な出射回折素子によって反射された適正な画像が位相差層１８によって直線偏光に変換され、さらに、この直線偏光が波長選択性位相差層２０によって９０°回転された直線偏光が、偏光子２４を透過するように、位相差層１８の遅相軸の方向と、偏光子２４の吸収軸の方向とを設定してもよい。

　図１および図１３に示す光学部材１０は、好ましい態様として、波長選択性位相差層２０と導光板１２との間に、位相差層１８を有している。しかしながら、本発明は、これに制限はされず、位相差層１８を有さなくてもよい。
　ただし、位相差層１８を有さない場合には、円偏光が偏光子２４に入射するので、偏光子２４による多重像となる画像の遮光効果が低減してしまう。従って、より好適に多重像の視認を防止できる点で、光学部材１０は位相差層１８を有するのが好ましい。
　なお、出射回折部１６における出射回折素子の回折光が直線偏光である場合には、位相差層１８は不要である。
　また、出射回折部１６における出射回折素子の回折光が円偏光および直線偏光ではない場合には、位相差層１８の位相差を適切に設定して多重像となる画像を抑制することができる。

　また、図１および図１３に示す光学部材１０は、好ましい態様として、位相差層１８と導光板１２とが離間している。
　本発明の光学部材１０においては、偏光子２４と導光板１２（導光素子）との間に、波長選択性位相差層２０が設けられ、好ましい態様として波長選択性位相差層２０と導光板１２との間に位相差層１８が設けられる。このような本発明の光学部材においては、導光板１２と位相差層１８とが離間しているのが好ましい。また、導光板１２と位相差層１８とが積層されている場合には、位相差層１８と波長選択性位相差層２０とが離間しているのが好ましい。また、導光板１２と位相差層１８と波長選択性位相差層２０とが積層されている場合には、波長選択性位相差層２０と偏光子２４とが離間しているのが好ましい。
　また、位相差層１８を有さない場合には、導光板１２と波長選択性位相差層２０とが離間しているのが好ましい。また、導光板１２と波長選択性位相差層２０とが積層されている場合には、波長選択性位相差層２０と偏光子２４とが離間しているのが好ましい。

　すなわち、本発明の光学部材は、導光板１２に積層される部材と、偏光子２４とが離間しているのが好ましい。
　導光板１２に積層される部材と、偏光子２４とが積層されていると、導光板１２で伝播された画像（光）が、偏光子２４に至って、吸収されてしまう。その結果、導光板１２に接触する部材と、偏光子２４とが接触していると、使用者Ｕの観察位置に出射される画像の光量が低下してしまう。
　これに対して、導光板１２に積層される部材と、偏光子２４とが離間していれば、導光板１２で伝播された画像が偏光子２４に至ることを防止できるので、偏光子２４に起因する使用者Ｕの観察位置に出射される画像の光量低下を防止できる。

　図１４に、本発明の光学部材の別の例を概念的に示す。
　なお、図１４は、光学部材を導光板の主面と直交する方向から見た図である。すなわち、図１４は、光学部材を、図１における図中上方からみた図である。

　図１に示す光学部材１０は、第１入射回折素子であるＲ入射回折素子１４ＲおよびＢ入射回折素子１４Ｂと、第２入射回折素子であるＧ入射回折素子１４Ｇとを有する入射回折部１４と、第１出射回折素子であるＲ出射回折素子１６ＲおよびＢ出射回折素子１６Ｂと、第２出射回折素子であるＧ出射回折素子１６Ｇとを有する出射回折部１６と、を有するものである。

　これに対して、図１４に示す光学部材５０は、入射回折部１４および出射回折部１６に加え、第１中間回折素子であるＲ中間回折素子およびＢ中間回折素子と、第２中間回折素子であるＧ中間回折素子とが積層された、中間回折部５２を有する。
　Ｒ中間回折素子は、１周期Λが異なる以外は、Ｒ入射回折素子１４Ｒと同様のものであり、赤色光の右円偏光を選択的に反射する回折素子である。Ｇ中間回折素子は、１周期Λが異なる以外は、Ｇ入射回折素子１４Ｇと同様のものであり、緑色光の右円偏光を選択的に反射する回折素子である。Ｂ中間回折素子は、１周期Λが異なる以外は、Ｂ入射回折素子１４Ｂと同様のものであり、青色光の右円偏光を選択的に反射する回折素子である。
　なお、Ｒ中間回折素子、Ｇ中間回折素子およびＢ中間回折素子が選択的に反射する円偏光は、同じでも、互いに異なってもよく、例えば、出射回折素子と同じであってもよい。

　また、光学部材１０と同様に、光学部材５０にも、導光板１２の出射回折部１６等とは逆側の面側には、導光板１２の主面内において出射回折部１６と重複するように、位相差層１８、波長選択性位相差層２０および偏光子２４が設けられる。

　この光学部材５０においては、図１４に示すように、入射回折部１４に入射した各色の画像は、入射回折部１４のＲ入射回折素子１４Ｒ、Ｇ入射回折素子１４ＧおよびＢ入射回折素子１４Ｂによって、中間回折部５２に向かって反射（回折）されて導光板１２に入射される。
　導光板１２に入射した各色の画像は、導光板１２内を全反射して、入射回折部１４から中間回折部５２に伝播され、中間回折部５２のＲ中間回折素子、Ｇ中間回折素子およびＢ中間回折素子によって、出射回折部１６に向かって反射（回折）される。
　中間回折部５２で回折された各色の画像は、導光板１２内を全反射して、中間回折部５２から出射回折部１６に伝播して、出射回折部１６に入射して、Ｒ出射回折素子１６Ｒ、Ｇ出射回折素子１６ＧおよびＢ出射回折素子１６Ｂによって反射（回折）され、導光板１２から出射する。

　ここで、出射回折部１６において、対応する出射回折素子で回折された適正な画像は、導光板１２から出射して、上述したように、位相差層１８、波長選択性位相差層２０および偏光子２４を透過して、使用者Ｕによる観察位置に出射される。
　これに対して、出射回折部１６において、意図しない出射回折素子で回折された多重像になる画像は、上述したように、偏光子２４によって遮光され、他方、使用者Ｕによる観察位置には出射されず、多重像が使用者Ｕに観察されることはない。

　このような中間回折部５２を有することにより、本発明の光学部材を用いるＡＲグラス等において、視野角（ＦＯＶ（Field of View））を広くできる。

　なお、中間回折部５２においても、選択的に反射（回折）する光の波長の順列と、回折素子の液晶配向パターンの１周期Λの順列路を一致させるのが好ましい。
　すなわち、Ｒ中間回折素子の液晶配向パターンの１周期ΛをΛmidＲ、Ｇ中間回折素子の液晶配向パターンの１周期ΛをΛmidＧ、Ｂ中間回折素子の液晶配向パターンの１周期ΛをΛmidＢとすると、『ΛmidＲ＞ΛmidＧ＞ΛmidＢ』とするのが好ましい。

　中間回折部５２を構成する第１中間回折素子および第２中間回折素子としては、これ以外にも、公知の回折素子が、各種、利用可能である。
　また、中間回折部（中間回折素子）を有する光学部材は、特表２００６－５４６０２０号公報に示される構成など、公知の構成が、各種、利用可能である。

　以上、本発明の光学部材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。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。

＜Ｇ入射回折素子の作製＞
（配向膜の形成）
　支持体としてガラス基板を用意した。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－

（配向膜の露光）
　図８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Ｐ－１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１０００ｍＪ／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（光学軸が１８０°回転する長さ）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。

（液晶層の形成）
　Ｇ入射回折素子の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、右円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層（コレステリック液晶相）を形成する、液晶組成物である。
　　組成物Ａ－１
――――――――――――――――――――――――――――――――
　棒状液晶化合物Ｌ－１　　　　　　　　　　　　１００．００質量部
　重合開始剤（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
　キラル剤Ｃｈ－１　　　　　　　　　　　　　　　　４．８７質量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　２０４．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――

　　棒状液晶化合物Ｌ－１

　　キラル剤Ｃｈ－１

　配向膜Ｐ－１上に上記の組成物Ａ－１を塗布して、塗膜をホットプレート上で８０℃に加熱し、その後、８０℃にて、窒素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、液晶化合物の配向を固定化し、Ｇ入射回折素子の液晶層（光学異方性層）を形成した。

　塗布層の断面をＳＥＭで確認したところ、明部と暗部は主面に対して傾斜しており（図４参照）、主面に対する法線方向（厚さ方向）のピッチ数は８ピッチであった。ピッチは、明部から明部、または暗部から暗部の主面に対する法線方向の間隔を１／２ピッチとした。
　また、主面に対する明部および暗部の傾いている面のピッチＰは０．３６μｍであった。ピッチＰは、明部から明部、または、暗部から暗部の傾斜面に対する法線方向の間隔を１／２ピッチとした。ここで言う明部および暗部とは、コレステリック液晶層の断面をＳＥＭで観察した際に見られる、コレステリック液晶相に由来する明部および暗部である。

　Ｇ入射回折素子の液晶層は、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、Ｇ入射回折素子の液晶層（１層目）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（ΛinＧ）は、０．３９μｍであった。
　Ｇ入射回折素子は、本発明における第２入射回折素子である。

　＜Ｒ入射回折素子の作製＞
　配向膜の露光において、２つの光の交差角（交差角α）を変えて配向膜に形成される配向パターンの１周期を異なるものとし、液晶層を形成する組成物におけるキラル剤の量を４．１２質量部に変更し、かつ、膜厚を調整した以外は、Ｇ入射回折素子と同様にしてＲ入射回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は８ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛinＲ）は０．４５μｍ、ピッチＰは０．４３μｍであった。
　Ｒ入射回折素子は、本発明における第１入射回折素子である。

　＜Ｂ入射回折素子の作製＞
　配向膜の露光において、２つの光の交差角（交差角α）を変えて配向膜に形成される配向パターンの１周期を異なるものとし、液晶層を形成する組成物におけるキラル剤の量を６．１０質量部に変更し、かつ、膜厚を調整した以外は、Ｇ入射回折素子と同様にしてＢ入射回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は８ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛinＢ）は０．３２μｍ、ピッチＰは０．３１μｍであった。
　Ｂ入射回折素子は、本発明における第１入射回折素子である。

　＜Ｇ出射回折素子の作製＞
　下記のキラル剤Ｃｈ－２を用い、キラル剤の添加量を８．２０質量部とした以外は、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、左円偏光を選択的に反射するコレステリック液晶層（コレステリック液晶相）を形成する、液晶組成物である。
　キラル剤Ｃｈ－２

　液晶層の形成に、この組成物Ａ－２を用い、かつ、塗布量を調節して液晶層の膜厚を調節した以外は、Ｇ入射回折素子と同様にして、Ｇ出射回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は２ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛoutＧ）は０．３９μｍ、ピッチＰは０．３６μｍであった。
　Ｇ出射回折素子は、本発明における第２出射回折素子である。

　＜Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子の作製＞
　液晶組成物の塗布量を調節して、液晶層の膜厚を調節した以外は、Ｒ入射回折素子およびＧ入射回折素子と同様にして、Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子における液晶層のピッチ数は、２ピッチであった。
　Ｒ出射回折素子およびＢ出射回折素子は、本発明における第１出射回折素子である。

　＜Ｇ中間回折素子の作製＞
　配向膜の露光において、２つの光の交差角（交差角α）を変えて配向膜に形成される配向パターンの１周期を異なるものとし、液晶層を形成する組成物におけるキラル剤の量を４．６４質量部に変更し、かつ、液晶組成物の塗布量を調節して、液晶層の膜厚を調節した以外は、Ｇ入射回折素子と同様にしてＧ中間回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は２ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛmidＧ）は０．２８μｍ、ピッチＰは０．４１μｍであった。
　Ｇ中間回折素子は、本発明における第２中間回折素子である。

　＜Ｒ中間回折素子の作製＞
　配向膜の露光において、２つの光の交差角（交差角α）を変えて配向膜に形成される配向パターンの１周期を異なるものとし、液晶層を形成する組成物におけるキラル剤の量を３．９４質量部に変更し、かつ、液晶組成物の塗布量を調節して、液晶層の膜厚を調節した以外は、Ｒ入射回折素子と同様にしてＲ中間回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は２ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛmidＲ）は０．３２μｍ、ピッチＰは０．４８μｍであった。
　Ｒ中間回折素子は、本発明における第１中間回折素子である。

　＜Ｂ中間回折素子の作製＞
　配向膜の露光において、２つの光の交差角（交差角α）を変えて配向膜に形成される配向パターンの１周期を異なるものとし、液晶層を形成する組成物におけるキラル剤の量を５．５７質量部に変更し、かつ、液晶組成物の塗布量を調節して、液晶層の膜厚を調節した以外は、Ｂ入射回折素子と同様にしてＢ中間回折素子を作製した。
　Ｇ入射回折素子と同様に確認したところ、液晶層のピッチ数は２ピッチ、液晶配向パターンにおける液晶化合物の光学軸が１８０°回転する１周期（ΛmidＢ）は０．２３μｍ、ピッチＰは０．３４μｍであった。
　Ｂ中間回折素子は、本発明における第１中間回折素子である。

　＜位相差層（λ／４板）の作製＞
（配向膜の形成）
　実施例１と同様にして配向膜を形成した。
（配向膜の露光）
　得られた配向膜に偏光紫外線を照射（５０ｍＪ／ｃｍ²、超高圧水銀ランプ使用）することで、配向膜の露光を行った。
（λ／４板の形成）
　λ／４を形成する液晶組成物として、下記の組成物Ｃ－１を調製した。
　　組成物Ｃ－１
――――――――――――――――――――――――――――――――
　液晶化合物Ｌ－２　　　　　　　　　　　　　　　４２．００質量部
　液晶化合物Ｌ－３　　　　　　　　　　　　　　　４２．００質量部
　液晶化合物Ｌ－４　　　　　　　　　　　　　　　１６．００質量部
　重合開始剤ＰＩ－１　　　　　　　　　　　　　　　０．５０質量部
　レベリング剤Ｇ－１　　　　　　　　　　　　　　　０．２０質量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　１７６．００質量部
　シクロペンタノン　　　　　　　　　　　　　　　４４．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――

　　液晶化合物Ｌ－２

　　液晶化合物Ｌ－３

　　液晶化合物Ｌ－４

　　重合開始剤ＰＩ－１

　　レベリング剤Ｇ－１

　λ／４板として、逆分散液晶化合物からなる層を形成した。
　λ／４板は、上記の組成物Ｃ－１を配向膜上に塗布することにより形成した。塗布した塗膜をホットプレート上で７０℃に加熱し、その後、６５℃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した。
　これにより、λ／４板を得た。得られたλ／４板のＲｅ（５３０）は１３３ｎｍであった。

　＜波長選択性位相差層の作製＞
（配向膜の形成）
　実施例１と同様にして配向膜を形成した。

（配向膜の露光）
　得られた配向膜に偏光紫外線を照射（５０ｍＪ／ｃｍ²、超高圧水銀ランプ使用）することで、配向膜の露光を行った。

（λ＝７２５ｎｍにおけるλ板の作製）
　λを形成する液晶組成物として、下記の組成物Ｃ－２を調製した。
　　組成物Ｃ－２
――――――――――――――――――――――――――――――――
　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Ｇ－１　　　　　　　　　　　　　　　０．２０質量部
　メチルエチルケトン　　　　　　　　　　　　　２４３．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――

　λ板は、上記の組成物Ｃ－２を配向膜上に塗布することにより形成した。塗布した塗膜をホットプレート上で７０℃に加熱し、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した。これにより、λ板を得た。
　得られたλ板の波長λ＝７２５ｎｍにおけるＲｅ（７２５）は７２５ｎｍであった。

（λ＝７２５ｎｍにおける２λ板の作製）
　λ板の作製において、液晶化合物の塗膜の膜厚を変更した以外は同様にして、２λ板を得た。
　得られた２λ板の波長λ＝７２５ｎｍにおけるＲｅ（７２５）は１４５０ｎｍであった。

（波長選択性位相差層の作製）
　下記の表１に記載の層構成になるようにλ板、および、２λ板を積層して貼着した。なお、積層時は、支持体および配向膜を剥離してから、順次積層した。
　これにより、緑色光のみにλ／２板として作用し、それ以外の光を透過する、波長選択性位相差層を作製した。

　＜偏光子＞
　市販の直線偏光子を用いた。

　［実施例１］
　導光板として、大きさ６０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板を用意した。
　Ｒ入射回折素子およびＧ入射回折素子を直径６ｍｍの円形に切り出した。また、Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子を２０ｍｍ×２５ｍｍの大きさに切り出した。
　なお、各回折素子を切り出す際には、各回折素子を導光板上に配置した際に回折構造の周期方向が所定の方向となるように、切り出す方向と回折構造の周期方向とを調整して切り出した。

　切り出したＲ入射回折素子とＧ入射回折素子とを、接着剤を用いて、積層して貼着することにより、入射回折部を形成した。さらに、形成した入射回折部を、導光板の端部近傍に貼着した。貼着は、Ｇ入射回折素子を導光板側にして行った。
　他方、切り出したＲ出射回折素子およびＧ出射回折素子を、接着剤を用いて積層して貼着することにより、出射回折部を形成した。形成した出射回折部を導光板の入射回折部と６ｍｍ離間する位置に貼着した。貼着は、Ｇ出射回折素子を導光板側にして行った。
　入射回折素子は、回折素子の周期方向（配列軸Ｄの方向）が入射回折素子へ入射した光の回折光が出射回折素子方向へ伝播する方向に調整して、貼着した。また、出射回折素子は、回折素子の周期方向（配列軸Ｄの方向）が入射回折素子の周期方向と平行であり、入射回折素子で回折されて、導光板内を伝播した光を回折し、導光板外へ出射する方向に調整して、貼着した。

　本例および以下の例において、部材の貼着に関しては、全て、同じ接着剤を用いた。
　また、入射回折部、出射回折部および中間回折部において、積層する回折素子は、回折構造の周期方向（配列軸Ｄの方向）を一致させた。

　作製した位相差層、波長選択性位相差層、および、偏光子を、２０×２５ｍｍの大きさに切り出した。
　導光板の出射回折部とは逆の面側に、出射回折部と中心を一致して、位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を、この順番で積層して貼着して、光学部材を作製した。
　なお、波長選択性位相差層は、表１における層数の値が小さい方が、導光板側になるようにした。また、位相差層と偏光子は、位相差層の遅相軸と偏光子の透過軸とが成す角度が４５°となるように、積層した。

　［実施例１Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例１と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例１］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例１と同様にして、光学部材を作製した。

　［実施例２］
　Ｒ入射回折素子に変えてＢ入射回折素子を用いて入射回折部を形成し、Ｒ出射回折素子に変えてＢ出射回折素子を用いて出射回折部を形成した以外は、実施例１と同様にして、光学部材を作製した。
　導光板への貼着は、全て、青色光に対応する回折素子を導光板側にして行った。

　［実施例２Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例２と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例２］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例２と同様にして、光学部材を作製した。

　［実施例３］
　Ｒ入射回折素子およびＧ入射回折素子に加えて、Ｂ入射回折素子を用いて入射回折部を形成し、Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子に加えて、Ｂ出射回折素子を用いて出射入射回折部を形成した以外は、実施例１と同様にして、光学部材を作製した。
　各回折部における回折素子の積層順は、導光板側から、青色光に対応する回折素子、緑色光に対応する回折素子および赤色光に対応する回折素子の順番とした。

　［実施例３Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例２と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例３］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例２と同様にして、光学部材を作製した。

　［実施例４］
　Ｒ中間回折素子およびＧ中間回折素子を、１５（最大）×２５ｍｍの大きさに切り出した。各回折素子を切り出す際には、各回折素子を導光板上に配置した際に回折構造の周期方向が所定の方向となるように、切り出す方向と回折構造の周期方向とを調整して切り出した。
　切り出したＲ中間回折素子とＧ中間回折素子とを、接着剤を用いて、積層して貼着することにより、中間回折部を形成した。

　実施例１と同様の入射回折部および出射回折部、ならびに、形成した中間回折部を、図１４に示すような配置で、導光板に貼着した。導光板への貼着は、全て、緑色光に対応する回折素子を導光板側にして行った。
　入射回折部と中間回折部とは、左右方向（導光板の長手方向）に１ｍｍ離間して配置した。中間回折部と出射回折部とは、上下方向（導光板の短手方向）に８ｍｍ離間して配置した。
　入射回折素子における回折構造の周期方向（配列軸Ｄの方向）と、出射回折素子における回折構造の周期方向（配列軸Ｄの方向）とが成す角度は９０°とした。また、中間回折素子の回折構造の周期方向（配列軸Ｄの方向）に対する垂線に対して、入射回折素子における回折構造の周期方向が成す角度、および、出射回折素子の回折構造の周期方向が成す角度は、共に、４５°とした。

　導光板の出射回折部とは逆の面側に、出射回折部と中心を一致して、実施例１と同様に、位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を貼着して、光学部材を作製した。

　［実施例４Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例４と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例４］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例１と同様にして、光学部材を作製した。

　［実施例５］
　Ｒ入射回折素子に変えてＢ入射回折素子を用いて入射回折部を形成し、Ｒ出射回折素子に変えてＢ出射回折素子を用いて出射回折部を形成し、Ｒ中間回折素子に変えてＢ中間回折素子を用いて中間回折部を形成した以外は、実施例４と同様にして、光学部材を作製した。
　導光板への貼着は、全て、青色光に対応する回折素子を導光板側にして行った。

　［実施例５Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例５と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例５］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例５と同様にして、光学部材を作製した。

　［実施例６］
　Ｒ入射回折素子およびＧ入射回折素子に加えて、Ｂ入射回折素子を用いて入射回折部を形成し、Ｒ出射回折素子およびＧ出射回折素子に加えて、Ｂ出射回折素子を用いて出射入射回折部を形成し、Ｒ中間回折素子およびＧ中間回折素子に加えて、Ｂ中間回折素子を用いて中間回折部を形成した以外は、実施例４と同様にして、光学部材を作製した。
　各回折部における回折素子の積層順は、導光板側から、青色光に対応する回折素子、緑色光に対応する回折素子および赤色光に対応する回折素子の順番とした。

　［実施例６Ｂ］
　位相差層を有さない以外は、実施例６と同様にして、光学部材を作製した。
　［比較例６］
　位相差層、波長選択性位相差層および偏光子を有さない以外は、実施例６と同様にして、光学部材を作製した。

　［評価］
　作製した各光学部材について、多重像を評価した。
　ＬＣＯＳに投射光源と凸レンズとを組み合わせたプロジェクションディスプレイを用意した。プロジェクションディスプレイを、入射回折部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。なお、プロジェクションディスプレイと入射回折部との間に円偏光板を配置し、入射回折部に対して右円偏光の画像を投影した。
　作製した画像表示装置を用いて画像を表示して、多重像を以下の基準で評価した。
　Ａ：多重像の発生がほとんど視認されなかった
　Ｂ：多重像の発生が弱く視認されるが、許容内であった
　Ｃ：多重像の発生が視認され、目立っていた
　結果を下記の表に示す。

　上記の表に示すように、本発明の光学部材によれば、波長選択性位相差層および偏光子を有さない比較例の光学部材に比して、多重像を抑制できる。
　特に、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５および実施例６に示されるように、導光板と波長選択性位相差層との間に位相差層を有することにより、より好適に、多重像を抑制できる。
　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。

　１０，５０　光学部材
　１２　導光板
　１４　入射回折部
　１４Ｒ　Ｒ入射回折素子
　１４Ｇ　Ｇ入射回折素子
　１４Ｂ　Ｂ入射回折素子
　１６　出射回折部
　１６Ｒ　Ｒ出射回折素子
　１６Ｇ　Ｇ出射回折素子
　１６Ｂ　Ｂ出射回折素子
　１８　位相差層
　２０　波長選択性位相差層
　２４　偏光子
　３０　支持体
　３２　配向膜
　３４、３６　液晶層
　４０　液晶化合物
　４０Ａ　光学軸
　４２　明部
　４４　暗部
　５２　中間回折部
　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
　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
　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 (16)

1. 　導光板、第１入射回折素子および第２入射回折素子、ならびに、第１出射回折素子および第２出射回折素子を有する導光素子と、
   　前記第１出射回折素子によって回折された光、または、前記第２出射回折素子によって回折された光の偏光状態を変更する、特定の波長域の偏光に対して位相差層として機能する波長選択性位相差層と、
   　偏光子と、を有し、
   　前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子は、共に偏光回折素子で、それぞれの回折光が互いに逆の性質の偏光であり、
   　前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子と、前記波長選択性位相差層と、前記偏光子とは、前記導光板の主面内で重複して設けられ、かつ、
   　前記波長選択性位相差層は、前記導光素子と前記偏光子との間に設けられることを特徴とする光学部材。
2. 　前記波長選択性位相差層が前記導光素子と離間して配置される構成、および、前記偏光子が前記波長選択性位相差層と離間して配置される構成の、少なくとも一方の構成を満たす、請求項１に記載の光学部材。
3. 　前記第１入射回折素子と前記第２入射回折素子とで、回折構造の周期が異なり、かつ、
   　前記第１出射回折素子と前記第２出射回折素子とで、回折構造の周期が異なる、請求項１または２に記載の光学部材。
4. 　前記第１出射回折素子および第２出射回折素子が、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液晶回折層を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の光学部材。
5. 　前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子の前記液晶回折層が、前記液晶化合物の光学軸の向きが、厚さ方向で螺旋状に捩じれ回転している領域を有し、
   　前記第１出射回折素子の前記液晶回折層と前記第２出射回折素子の前記液晶回折層とで、光学軸の捩じれの回転方向が異なる、請求項４に記載の光学部材。
6. 　前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子の前記液晶回折層が、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を有し、
   　前記第１出射回折素子の前記液晶回折層と前記第２出射回折素子の前記液晶回折層とで、前記コレステリック液晶相における光学軸の捩じれの回転方向が異なる、請求項４または５に記載の光学部材。
7. 　前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子の前記液晶回折層は、主面の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が最小となる方向が前記法線方向から傾斜している請求項４～６のいずれか１項に記載の光学部材。
8. 　前記波長選択性位相差層が、前記特定の波長域の偏光に対して１／２波長板として機能する、請求項１～７のいずれか１項に記載の光学部材。
9. 　前記導光素子と前記偏光子の間に位相差層を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の光学部材。
10. 　前記位相差層が１／４波長板である、請求項９に記載の光学部材。
11. 　前記位相差層が逆波長分散性を有する、請求項９または１０に記載の光学部材。
12. 　前記第１入射回折素子および前記第２出射回折素子、ならびに、前記第１出射回折素子および前記第２出射回折素子は、回折構造の周期が０．１～１０μｍである、請求項１～１１のいずれか１項に記載の光学部材。
13. 　前記第１出射回折素子と前記第２出射回折素子とが積層されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の光学部材。
14. 　前記第１入射回折素子と前記第２入射回折素子とが積層されている、請求項１～１３のいずれか１項に記載の光学部材。
15. 　前記第１入射回折素子と前記第２入射回折素子とが、前記導光板の主面の異なる位置に配置されている、請求項１～１４のいずれか１項に記載の光学部材。
16. 　請求項１～１５のいずれか１項に記載の光学部材と、
    　前記光学部材の前記導光素子の前記第１入射回折素子および第２入射回折素子に画像を照射する表示素子と、を有する画像表示装置。

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