JP7161623B2 - バックライトユニットおよび液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置において視野角の広さの切り替えを可能にするバックライトユニット、および、このバックライトユニットを用いる液晶表示装置に関する。

タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、スマートフォン等の携帯電話など、個人使用の電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られたくないという要望が有る。そのため、これらの電子機器では、周囲の第三者に画面を覗き見られないように、画面の視野角を狭くすることが行われている。

画面の狭視野角化の方法としては、黒色のストライプが入ったフィルム（ルーバーフィルム）等を画面に貼着する方法が知られている。
ところが、この方法では、画面の視野角が狭い状態で固定されてしまう。そのため、例えば数人で画面を視認する場合など、斜め方向からも画面を視認する必要が有る場合には、斜めからの視認性が悪くなってしまい、電子機器の使い勝手が悪くなってしまう。

このような不都合を解決するために、主にタブレットＰＣおよびノートＰＣなどの電子機器において、横からの覗き見防止などのセキュリティーと、必要な場合における横からの十分な視認性とを実現するために、広視野角での表示と狭視野角での表示とを切り換える表示装置が、各種、提案されている。
タブレットＰＣおよびノートＰＣ等の表示装置としては、液晶表示装置が利用されている。液晶表示装置では、バックライトユニットから出射するバックライトを調節することで、広視野角での表示と狭視野角での表示とを切り換えることが提案されている。

例えば、特許文献１には、液晶表示装置において、広視野角での表示と狭視野角での表示とを切り換えることを可能にするバックライトユニットとして、回折素子（反射型ホログラム層）利用するバックライトユニットが記載されている。
具体的には、特許文献１には、導光板と、導光板の上面または下面に設けられる反射型ホログラム層と、導光板の第１の側面に入射し、反射型ホログラム層の格子面の下方から入射する光を出射する第１の光源と、第１の側面と対向する第２の側面に入射し、反射型ホログラムの層の格子面の上方から入射する光を出射する第２の光源と、導光板の下方に配置される反射体と、第１の光源および第２の光源の光量を独立して調整する光量調整手段と、を備えるバックライトユニット（照明装置）が記載されている。

特開２０１３－１７５３８６号公報

特許文献１に記載されるバックライトユニットは、このような構成を有することにより、第１の光源と第２の光源とで、反射型ホログラム層の格子面に対して反対方向から光を入射させることで、拡散光と法線方向に進行する光とを切り替える。

すなわち、特許文献１に記載されるバックライトユニットは、一例として、反射型ホログラム層の格子面が、導光板に対して右斜め上方に向かって傾斜しており、第１の光源は導光板の右側に、第２の光源は、導光板の左側に、配置されている。
この際において、第１の光源が出射した光は、導光板を経て、反射型ホログラム層の格子面に右斜め下方から入射して、導光板の下方（光出射面と逆側）に向けて回折され、次いで、反射体によって上方に向けて拡散反射され、拡散光として導光板から出射される。
他方、第２の光源が出射した光は、導光板を経て、反射型ホログラム層の格子面に左斜め下方から入射して、導光板の上方に向けて略法線方向に回折され、出射される。

特許文献１に記載されるバックライトユニットは、これにより、液晶表示装置において、第１の光源を用いる拡散光による広視野角での表示と、第２の光源を用いる略法線方向の光による狭視野角での表示との切り替えを可能にしている。

しかしながら、特許文献１に記載されるバックライトユニットでは、実施例にも示されるように、第１の光源を用いた場合でも、第２の光源を用いた場合でも、導光板の法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで、輝度が非対称になってしまう
その結果、特許文献１に記載されるバックライトユニットを用いた液晶表示装置では、同じ角度から表示を見た際でも、画面の右側から見た場合と、左側から見た場合とで、画像の明るさが異なってしまう。

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、液晶表示装置に用いられるバックライトユニットであって、液晶表示装置における視野角の切り替えを可能とし、かつ、法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで輝度が出射光の対称であるバックライトユニット、および、このバックライトユニットを用いる液晶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、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 長辺および短辺を有する導光板と、
導光板の長辺または短辺の端面から光を入射する第１光源と、
導光板の長辺または短辺の第１光源とは異なる辺の端面から光を入射する第２光源と、
導光板の一方の主面に設けられる、第１光源または第２光源が出射した光のみを回折する第１回折素子と、
導光板の第１回折素子とは逆側の主面に設けられる、第１光源および第２光源が出射した光のうちの、第１回折素子が回折しない光源の光のみを回折する第２回折素子と、
導光板の光出射面とは逆側の面に設けられる反射板とを有することを特徴とするバックライトユニット。
［２］ 第１回折素子および第２回折素子の周期構造の周期が４４０～５２０ｎｍである、［１］に記載のバックライトユニット。
［３］ 第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、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を有する液晶回折素子であって、
光学異方性層が、液晶化合物由来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、［１］または［２］に記載のバックライトユニット。
［４］ 光学異方性層が、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である、［３］に記載のバックライトユニット。
［５］ 第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、２層または３層の回折素子を有する、［１］～［４］のいずれかに記載のバックライトユニット。
［６］ 第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、２層の回折素子を有し、
１層の回折素子の周期構造の周期が４４０～４８０ｎｍであり、他の１層の回折素子の周期構造の周期が４８０～５２０ｎｍである、［５］に記載のバックライトユニット。
［７］ 第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、３層の回折素子を有し、
１層の回折素子の周期構造の周期が３８０～４２０ｎｍであり、他の１層の回折素子の周期構造の周期が４６０～５２０ｎｍであり、さらに他の１層の回折素子の周期構造の周期が５４０～５８０ｎｍである、［５］に記載のバックライトユニット。
［８］ 反射板の入射光に対する反射光の偏光解消度が、３０％以下である、［１］～［７］のいずれかに記載のバックライトユニット。
［９］ 第１光源と導光板との間、および、第２光源と導光板との間の、少なくとも一方に、拡散層を有する、［１］～［８］のいずれかに記載のバックライトユニット。
［１０］ ［１］～［９］のいずれかに記載のバックライトユニットと、液晶表示素子とを有する、液晶表示装置。

本発明によれば、液晶表示装置において、視野角の切り替えを可能にし、かつ、法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで、出射光の輝度を対称にでき、表示画像を右側から見た場合と左側から見た場合とで、輝度が等しい画像の表示が可能である。

図１は、本発明のバックライトユニットの一例を概念的に示す図である。 図２は、図１に示すバックライトユニットの作用を説明するための概念図である。 図３は、図１に示すバックライトユニットの作用を説明するための概念図である。 図４は、本発明のバックライトユニットに用いられる液晶回折素子の一例を概念的に示す図である。 図５は、図４に示す液晶回折素子のコレステリック液晶層の平面図である。 図６は、図４に示す液晶回折素子のコレステリック液晶層の断面ＳＥＭ画像を概念的に示す図である。 図７は、図４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。 図８は、本発明のバックライトユニットに用いられる液晶回折素子の別の例を概念的に示す図である。 図９は、本発明のバックライトユニットに用いられる液晶回折素子の別の例を概念的に示す図である。 図１０は、図９に示す液晶回折素子の作用を説明するための概念図である。 図１１は、図９に示す液晶回折素子の作用を説明するための概念図である。 図１２は、本発明のバックライトユニットの別の例を概念的に示す図である。

以下、本発明のバックライトユニット、および、液晶表示装置について、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。

本発明において「～」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。
本発明において、「（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。

図１に、本発明のバックライトユニットの一例を概念的に示す。
なお、図１において、下方の右側は、正面図であり、本発明のバックライトユニットを光の出射面側から見た図である。また、図１の上方は、中心線ａによる断面図であり、下方の左側は、中心線ｂによる断面図である。なお、後述する回折素子の周期構造を示すために、両断面図におけるハッチングは省略する。
図１に示すバックライトユニットにおいて、光の出射方向すなわち液晶表示素子へのバックライトの出射方向は、正面図では紙面手前側方向、上方の中心線ａによる断面図では図中上方向、下方の左側の中心線ｂによる断面図では図中右方向となる（図２および図３参照）。

図１に示すように、本発明のバックライトユニット１０は、導光板１２と、第１光源１４と、第２光源１６と、第１回折素子２０と、第２回折素子２４と、反射板２６とを有する。また、バックライトユニット１０は、好ましい態様として、導光板１２と第１光源１４との間、および、導光板１２と第２光源１６との間に、拡散層２８を有する。
バックライトユニット１０においては、第１回折素子２０側が、光（バックライト）の出射面となる。

後述するが、図示例のバックライトユニット１０は、第１光源１４は、短辺の端面から導光板１２に光を入射し、第２光源１６は、長辺の端面から導光板１２に光を入射する。また、第１回折素子２０は、第１光源１４が出射して導光板１２内を長手方向に伝播する光のみを回折し、第２回折素子２４は、第２光源１６が出射して導光板１２内を短手方向に伝播する光のみを回折する。さらに、バックライトユニット１０では、第１回折素子２０側が、光の出射面となる。
しかしながら、本発明は、これに制限はされない。すなわち、本発明のバックライトユニットでは、第１光源が長辺の端面から導光板に光を入射し、第２光源が短辺の端面から導光板に光を入射してもよい。また、第１導光板が、第２光源が出射して導光板内を伝播される光のみを回折し、第２導光板が、第１光源が出射して導光板内を伝播される光のみを回折してもよい。さらに、本発明のバックライトユニットでは、第２導光板側が、光の出射面となってもよい。
すなわち、本発明において、各部材の第１および第２とは、個々の部材を区別するために便宜的に着けている呼称であり、第１および第２という文言、および、各部材の組み合わせに、技術的な意味は無い。

導光板１２は、液晶表示装置において、いわゆるエッジライト型のバックライトユニットに用いられる公知の導光板である。
従って、導光板１２には、制限はなく、公知のものが、各種、利用可能である。また、導光板１２は、大きさ、アスペクト比、厚さ、および、形成材料等にも、制限はなく、対応する液晶表示装置に応じて、適宜、設定すれば良い。また、必要に応じて、光取り出し用の凸部など、公知のバックライト用の導光板が有する、各種の部位および部材を有してもよい。
また、導光板の主面の形状は、図示例のような長方形に制限はされない。すなわち、導光板は、例えば、長方形の四隅（角部の１以上）に小さな切り欠きを有する形状等、長辺と短辺とを持つ主面を有するものであれば、各種の形状のものが利用可能である。

図示例のバックライトユニット１０において、第１光源１４は、導光板１２の短辺側の端面から、バックライトとなる光を導光板１２に入射する光源である。従って、第１光源１４が出射した光は、導光板１２内を、導光板１２の長手方向（図中矢印Ｌ方向）に伝播する。
他方、第２光源１６は、導光板１２の長辺側の端面から、バックライトとなる光を導光板１２に入射する光源である。従って、第２光源１６が出射した光は、導光板１２内を、導光板１２の短手方向（図中矢印Ｓ方向）に伝播する。

なお、本発明においては、第１光源１４および／または第２光源１６は、導光板１２の短辺の一方および長辺の一方のみに配置される構成に制限はされない。
すなわち、本発明のバックライトユニット１０においては、第１光源１４および／または第２光源１６は、必要に応じて、導光板１２の両短辺および両長辺に設けてもよい。

本発明のバックライトユニット１０において、第１光源１４および第２光源１６には、制限はなく、導光板を用いるエッジライト型のバックライトユニットで用いられている公知の光源が、各種、利用可能である。
一例として、導光板の端面に沿って配列されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）、導光板の端面に沿って配列されたレーザー光源、および、蛍光灯等が例示される。

また、第１光源１４および第２光源１６は、赤色光、緑色光および青色光等の単色光を出射するものでもよく、２色以上の光を出射するものでもよく、白色光を出射するものでもよい。
また、第１光源１４および第２光源１６が白色光を出射する場合には、蛍光灯等の白色光源を用いてもよく、赤色光源、緑色光源および青色光源を組み合わせて白色光を出射するものでもよい。

本発明のバックライトユニット１０は、第１光源１４および第２光源１６の点灯を、個々に独立して制御する制御手段を有する。すなわち、バックライトユニット１０は、第１光源１４のみの点灯、第２光源１６のみの点灯を、任意に切替可能である。また、本発明のバックライトユニット１０は、これに加えて、第１光源１４と第２光源１６とを、同時に点灯可能にしてもよい。
好ましくは、本発明のバックライトユニット１０は、第１光源１４および第２光源１６の輝度（光量）を個々に調節する、輝度調節手段を有するのが好ましい。

図示例のバックライトユニット１０は、好ましい態様として、第１光源１４と導光板１２との間、および、第２光源１６と導光板１２との間に、光を拡散する拡散層２８を有する。
拡散層２８を有することで、出射光の輝度の面内均一性と、狭視野角化との両立を好適に図ることができる。

後述するが、本発明のバックライトユニット１０は、第１光源１４を駆動することによる拡散光の照射と、第２光源１６を駆動することによる、導光板１２の略法線方向に進行する光の照射とを切り替えることで、液晶表示装置における広視野角化と狭視野角化との切り替えを可能にしている。
通常のバックライトユニットでは、導光板の出射面の光進行方向の下流に、拡散板を配置して、出射光を拡散することで、出射光すなわちバックライトの輝度の面内均一性を向上することが行われる。
しかしながら、液晶表示装置の狭視野角化の際に、導光板１２の略法線方向に進行する光を出射する本発明のバックライトユニットでは、導光板の出射面の光進行方向の下流に拡散板を配置すると、導光板１２の略法線方向に進行する光が拡散されてしまう。その結果、液晶表示装置における狭視野角化の効果が低減してしまう。
一方で、導光板の出射面の光進行方向の下流に拡散板を配置しない場合には、出射光すなわちバックライトの輝度の面内均一性が悪くなってしまう。その結果、液晶表示装置による表示画像に、面内方向の輝度ムラを生じてしまう。

これに対して、本発明のバックライトユニット１０は、好ましい態様として、第１光源１４および第２光源１６と、導光板１２との間に、拡散層２８を有する。
これにより、導光板１２に入射する光を十分に拡散して、出射光の輝度の面内均一性を確保すると共に、狭視野角化のための略法線方向に進行する光の拡散も防止して、液晶表示装置における狭視野角化も好適に行うことができる。

拡散層２８には、制限はなく、公知の透過型の拡散層が、各種、利用可能である。
拡散層２８としては、一例として、くもりガラス、サンドブラスト処理等の粗面化処理を施した透明板、ならびに、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル樹脂およびメチルメタクリレート・スチレン共重合などの樹脂ベースフィルムに、シリコーン系およびアクリル系などの拡散ビーズを拡散させたフィルム等が例示される。
拡散層２８の厚さにも制限はなく、十分な光拡散効果を得られる厚さを、拡散層２８の種類に応じて、適宜、設定すればよい。

なお、本発明において、拡散層２８は、第１光源１４と導光板１２との間、および、第２光源１６と導光板１２との間の、両方の間に設けるのに制限はされない。すなわち、拡散層２８は、第１光源１４と導光板１２との間、および、第２光源１６と導光板１２との間の、何れか一方のみに設けてもよい。
しかしながら、出射光の輝度の面内均一性と、狭視野角化との好適な両立のためには、図示例のように、拡散層２８は、第１光源１４および第２光源１６の両者と導光板１２との間に設けるのが好ましい。

導光板１２の主面のうち、光出射面側には、第１回折素子２０が設けられる。また、導光板１２の主面のうち、光出射面側と逆側の面には、第２回折素子２４が設けられる。主面とは、シート状物（フィルム、板状物）の最大面である。
第１回折素子２０および第２回折素子２４は、共に、反射型の回折素子（回折格子）である。

ここで、第１回折素子２０は、第１光源１４が出射した、導光板１２を長手方向に伝播する光のみを回折し、第２光源１６が出射した光は回折しない。すなわち、第１回折素子２０は、第１光源１４が出射した光の伝播方向である、導光板１２の長手方向（図中矢印Ｌ方向）に、回折素子の周期構造を有する。
他方、第２回折素子２４は、第２光源１６が出射した、導光板１２を短手方向に伝播する光のみを回折し、第１光源１４が出射した光は回折しない。すなわち、第２回折素子２４は、第２光源１６が出射した光の伝播方向である、導光板１２の短手方向（図中矢印Ｓ方向）に、回折素子の周期構造を有する。

回折素子の周期構造とは、回折素子における繰り返し構造である。
例えば、平板に直線状の溝を配列した回折素子であれば、溝の配列方向に周期構造を有する。凹部と凸部とが交互に形成される回折素子であれば、凹凸の形成方向に周期構造を有する。後述する液晶回折素子であれば、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回転する一方向に、周期構造を有する。

また、第１回折素子２０は、第１光源１４が出射し、導光板１２の長手方向（矢印Ｌ方向）に伝播されて臨界角を超えて入射した光を、導光板１２の主面の法線方向に反射するように設計される。他方、第２回折素子２４は、第２光源１６が出射し、導光板１２の短手方向（矢印Ｓ方向）に伝播されて臨界角を超えて入射した光を、導光板１２の主面の法線方向に反射するように設計される。
第１回折素子２０および第２回折素子による回折の角度（大きさ）は、周期構造の周期の長さ等の公知の方法で調節すればよい。
以下の説明では、法線とは、導光板１２の主面の法線を示す。また、以下の説明では、長手方向とは、導光板１２の長手方向を、短手方向とは、導光板１２の短手方向を、それぞれ、示す。

第１回折素子２０および第２回折素子２４の周期構造の周期には、制限はない。ここで、第１回折素子２０および第２回折素子２４の周期構造の周期は、４４０～５２０ｎｍが好ましく、４５０～５１０ｎｍがより好ましく、４６０～５００ｎｍがさらに好ましい。
回折素子による光の回折は、周期構造の周期に影響を受け、周期構造の周期が短いほど、光を大きく回折する。他方、回折素子による光の回折は、回折する光の波長にも影響を受け、波長が長いほど、光を大きく回折する。
これに対応して、第１回折素子２０および第２回折素子２４における周期構造の周期を、４４０～５２０ｎｍとすることで、広い波長域に対応して、臨界角を超えて回折素子に入射した光を、好適に略法線方向に回折することが可能になる。

なお、第１回折素子２０および／または第２回折素子２４は、２層または３層の回折素子を有してもよい。これにより、第１回折素子２０および／または第２回折素子２４による略法線方向への光の回折を、より好適に行い、バックライトユニット１０からの出射光の色味の変動を、好適に抑制できる。
この点に関しては、後に詳述する。

導光板１２の光出射面とは逆側の面、すなわち、第２回折素子２４側には、反射板２６が配置される。
反射板２６は、導光板１２の光出射面とは逆側の面から出射された光を、導光板１２の光出射面に向けて反射するものである。

反射板２６には、制限はなく、エッジライト型のバックライトユニットにおいて、導光板の光出射面とは逆側の面に設けられる公知の反射板が、各種、利用可能である。
反射板２６としては、一例として、金属板、白色板、および、拡散反射板等が例示される。

反射板２６は、入射光に対する反射光の偏光解消度が、３０％以下であるのが好ましい。反射板２６による反射光の入射光に対する偏光解消度は、２０％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。
第１回折素子２０および第２回折素子２４が、後述する液晶回折素子である場合には、両回折素子は、基本的に、円偏光を回折する。ここで、反射板２６によって反射された円偏光の偏光が解消されてしまうと、液晶回折素子に再入射した光の回折の状態が変わってしまい、適正な回折ができなくなってしまう。
これに対して、入射光に対する反射光の偏光解消度が３０％以下の反射板２６を用いることにより、反射板２６によって反射される円偏光の偏光状態を保って、第１回折素子２０および第２回折素子２４による適正な回折が可能になる。

なお、入射光に対する反射光の偏光解消度が３０％以下の反射板２６としては、鏡面反射体に粒径が小さい無機微粒子を分散させた透明支持体を貼り合わせた反射体、および、表面に凹凸を有する金属板等が例示される。

なお、反射板２６による偏光解消度は、一例として、以下の方法で測定する。
例えば、右円偏光の偏光解消度を測定する場合には、適宜選択した光源の前に右円偏光板を設置し、右円偏光板を透過して、反射板２６で反射した光の右円偏光の輝度Ｙ_Rおよび左円偏光の輝度Ｙ_Lを測定する。
その上で、下記の式によって、偏光解消度を算出する。
偏光解消度［％］＝１００×（１－（Ｙ_L－Ｙ_R）／（Ｙ_L＋Ｙ_R））

以下、図２および図３を参照して、バックライトユニット１０の作用を説明する。
なお、図面を簡略化するために、図２および図３では、第１光源１４および第２光源１６と、導光板１２との間に設けられた拡散層２８は、省略する。
また、図２および図３においては、回折格子を見る方向が９０°異なることから、同一の回折格子であっても、図示する際に模様を変更して記載した。

図２は、バックライトユニット１０の第１光源１４を点灯した状態を概念的に示す図である。
バックライトユニット１０において、第１光源１４は、短辺の端面から、導光板１２に光を入射する。従って、第１光源１４が照射した光は、図２に破線で示すように、導光板１２内で全反射を繰り返して、導光板１２の長手方向（図中矢印Ｌ方向）に伝播される。
なお、長手方向とは導光板１２の長手方向を、短手方向とは、導光板１２の短手方向を、それぞれ示すのは、上述したとおりである。

第１光源１４が出射して、長手方向に伝播される光のうち、臨界角を超えた光は、導光板１２から第１回折素子２０に入射する。
上述したように、第１回折素子２０は、長手方向に周期構造を有する反射型の回折素子で、第１光源１４が出射した、導光板１２を長手方向に伝播される光のみを回折する。また、第１回折素子２０は、第１光源１４が出射して長手方向に伝播されて、臨界角を超えて入射した光を、法線方向に反射するように設計される。なお、法線とは、上述のように、導光板１２の主面の法線である。
従って、第１回折素子２０に入射した光は、出射面とは逆の反射板２６に向かって、略法線方向に回折される。

なお、第２回折素子２４は、導光板１２の短手方向に周期構造を有する反射型の回折素子で、第１光源１４が出射した長手方向に伝播される光は回折しない。
従って、第１光源１４が出射して、長手方向に伝播される光が、臨界角を超えて第２回折素子２４に入射しても、光は何の作用も受けずに第２回折素子２４を通過して、反射板２６によって反射され、導光板１２に戻される。

第１回折素子２０によって略法線方向に回折された光は、導光板１２および第２回折素子２４を通過して、反射板２６に入射する。
反射板２６に入射した光は、反射板２６によって拡散反射され、図２に細い破線で示すように、第２回折素子２４、導光板１２および第１回折素子２０を透過して、拡散光として、バックライトユニット１０から出射される。
従って、第１光源１４を駆動した光（バックライト）を用いた場合には、液晶表示装置における視野角を、広視野角にできる。

図３は、バックライトユニット１０の第２光源１６を点灯した状態を概念的に示す図である。
バックライトユニット１０において、第２光源１６は、長辺の端面から、導光板１２に光を入射する。従って、第２光源１６が照射した光は、図３に破線で示すように、導光板１２内で全反射を繰り返して、導光板１２の短手方向（図中矢印Ｓ方向）に伝播される。

第２光源１６が出射して、短手方向に伝播される光のうち、臨界角を超えた光は、導光板１２から第２回折素子２４に入射する。
上述したように、第２回折素子２４は、短手方向に周期構造を有する反射型の回折素子で、第２光源１６が出射した、短手方向に伝播される光のみを回折する。また、第２回折素子２４は、第２光源１６が出射して短手方向に伝播されて、臨界角を超えて入射した光を、法線方向に反射するように設計される。
従って、第２回折素子２２に入射した光は、出射面すなわち第１回折素子２０側に向かって、略法線方向に回折される。

なお、第１回折素子２０は、導光板１２の長手方向に周期構造を有する反射型の回折素子で、第２光源１６が出射した短手方向に伝播される光は回折しない。
従って、第２光源１６が出射して、短手方向に伝播される光が、臨界角を超えて第１回折素子２０に入射しても、光は何の作用も受けずに第１回折素子２０を通過して、バックライトユニット１０から出射される。
ただし、この光は臨界角を超えており、法線方向に近い方向に進行するので、狭視野角化に与える影響は少ない。

第２回折素子２４によって略法線方向に回折された光は、導光板１２および第１回折素子２０を通過して、バックライトユニット１０から略法線方向に出射される。
従って、第２光源１６を駆動した光（バックライト）を用いた場合には、液晶表示装置における視野角を、狭視野角化できる。

以上のように、本発明のバックライトユニット１０によれば、第１光源１４と第２光源１６との点灯を切り替えることで、液晶表示装置における広視野角での表示と狭視野角での表示とを、好適に切り替えることができる。
また、本発明のバックライトユニットによれば、法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで出射光の輝度を対称にでき、表示画像を右側から見た場合と左側から見た場合とで、輝度が等しい画像の表示が可能である。

上述した特許文献１に記載されるバックライトユニットでは、１つの回折素子によって、導光板の対向する辺に配置される光源を、互いに逆の略法線方向の方向に反射して、広視野角と狭視野角との切り替えを行っている。具体的には、特許文献１に記載されるバックライトユニットでは、１つの反射型の回折素子（反射型ホログラム層）によって、一方の光源が出射した広視野角化に対応する光は、出射面と逆側の略法線方向に回折し、他方の光源が出射した狭視野角化に対応する光は、出射面に向けて略法線方向に回折すなわち回折素子を透過させる。

この際において、輝度ムラが無いように光を回折するためには、２つの光源のいずれが出射した光も、法線方向に回折するのが理想である。
しかしながら、特許文献１のバックライトユニットでは、１つの回折素子で、逆方向に伝播される光を、逆方向に反射している。そのため、例えば、広視野角化のための光に合わせて法線方向に回折するように回折素子を設計すると、狭視野角化のための光の回折方向が、法線方向から大きく外れてしまう。また、いずれの光も、回折方向が法線方向に近くなるように設計すると、共に、回折方向が法線方向からズレてしまう。
その結果、実施例にも示されるように、出射する光は、法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで、出射光の輝度が非対称になり、表示画像を右側から見た場合と左側から見た場合とで、表示が画像の輝度に差が生じてしまう。

これに対して、本発明のバックライトユニット１０では、広視野角化と狭視野角化との、それぞれに対応して、２つの回折素子を有する。
そのため、本発明のバックライトユニットは、広視野角化に対応する第１回折素子２０と、狭視野角化に対応する第２回折素子２４とで、第１光源１４および第２光源が出射する光に対応して、個々に、光を法線方向に適正に回折するように設計が行える。これにより、本発明のバックライトユニットでは、第１光源１４が出射する広視野角化のための光、および、第２光源１６が出射する狭視野角化のための光を、共に、略法線方向に回折できる。
その結果、本発明のバックライトユニットによれば、法線に対する極角の『＋』側と『－』側とで出射光の輝度を対称にでき、表示画像を右側から見た場合と左側から見た場合とで、輝度が等しい画像の表示ができる。

なお、本発明のバックライトユニットにおいて、第１回折素子および第２回折素子は、反射型の回折素子に制限はされず、透過型の回折素子であってもよい。すなわち、本発明のバックライトユニットにおいて、第１回折素子と第２回折素子とが、反射型または透過型で一致していれば、反射型の回折素子および透過型の回折素子の、いずれも利用可能である。
本発明のバックライトユニットは、透過型の回折素子を用いた場合には、第１光源が出射した光を、出射面側となる第１回折素子が略法線方向に回折して透過し、略法線方向の出射光とすることで、狭視野角に対応する光を出射する。
また、第２光源が出射した光は、出射面と逆側となる第２回折素子が回折して透過し、略法線方向の光として反射板に入射し、反射板で拡散反射された光が、第２回折素子、導光板および第１回折素子を透過して、拡散光として、広視野角に対応する光を出射する。

本発明のバックライトユニット１０において、第１回折素子２０および第２回折素子２４には制限はなく、公知の回折素子（回折格子）が、各種、利用可能である。また、第１回折素子２０および第２回折素子２４は、反射型同士または透過型同時であれば、反射型でも透過型でもよい。
一例として、平板に直線状の溝を配列した回折素子、凹部と凸部とが交互に形成される回折素子、屈折率が異なる２つの領域が交互に形成される回折素子、および、鋸刃状の回折素子等が例示される。

中でも、液晶回折素子は好適に例示される。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光学異方性層を有し、この光学異方性層が、液晶化合物由来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液晶回折素子は、好適に例示される。
その中でも、上述した液晶配向パターンを有する光学異方性層が、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である液晶回折素子は、より好適に例示される。
本発明のバックライトユニット１０は、第１回折素子２０および第２回折素子２４の一方が、上述した液晶回折素子であるのが好ましく、両方が、上述した液晶回折素子であるのがより好ましい。

図４に、光学異方性層として、上述した液晶配向パターンのコレステリック液晶層を有する液晶回折素子の一例を概念的に示す。

図４に示す液晶回折素子３６は、支持体３８と、配向膜４０と、コレステリック液晶層４２とを有する。
コレステリック液晶層４２は、コレステリック液晶相を固定してなるものである。コレステリック液晶層４２は、本発明のバックライトユニット１０に用いられる液晶回折素子における光学異方性層である。従って、コレステリック液晶層４２は、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａ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（図５参照）。
コレステリック液晶層４２を有する液晶回折素子３６は、反射型の回折素子である。

［支持体］
液晶回折素子３６において、支持体３８は、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２を支持するものである。

支持体３８は、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２を支持できるものであれば、各種のシート状物が利用可能である。
なお、支持体３８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３８の厚さには、制限はなく、液晶回折素子３６の用途、液晶回折素子３６に要求される可撓性または剛性、液晶回折素子３６に要求される厚差、および、支持体３８の形成材料等に応じて、配向膜４０およびコレステリック液晶層を保持できる厚さを、適宜、設定すればよい。
支持体３８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。

支持体３８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３８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３８が例示される。多層である場合の支持体３８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３６において、支持体３８の表面には配向膜４０が形成される。
配向膜４０は、コレステリック液晶層４２を形成する際に、液晶化合物４８を所定の液晶配向パターンに配向するための配向膜４０である。
後述するが、コレステリック液晶層４２は、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａ（図２参照）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４０は、コレステリック液晶層４２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４８Ａの向きが回転』を単に『光学軸４８Ａが回転』とも言う。

配向膜４０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４０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４０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４０等の形成に用いられる材料が好ましい。

コレステリック液晶層４２を形成するための配向膜４０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４０とした、いわゆる光配向膜が好適に利用される。すなわち、本発明においては、配向膜４０として、支持体３８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４０の厚さには制限はなく、配向膜４０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４０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４０の形成方法には、制限はなく、配向膜４０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４０を支持体３８の表面に塗布して乾燥させた後、配向膜４０をレーザー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７に、配向膜４０を露光して、上述した液晶配向パターンに対応する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７に示す露光装置６０は、レーザー６２を備えた光源６４と、レーザー６２が出射したレーザー光Ｍの偏光方向を変えるλ／２板６５と、レーザー６２が出射したレーザー光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および７２Ｂは、互いに平行な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４０を有する支持体３８が露光部に配置され、２つの光線ＭＡと光線ＭＢとを配向膜４０上において交差させて干渉させ、その干渉光を配向膜４０に照射して露光する。
この際の干渉により、配向膜４０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４０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４８に由来する光学軸４８Ａが一方向に向かって連続的に回転する配向パターンにおいて、光学軸４８Ａが回転する１方向における、光学軸４８Ａ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４０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４８に由来する光学軸４８Ａ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、コレステリック液晶層を形成できる。
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４８Ａの回転方向を逆にすることができる。

なお、液晶回折素子３６において、配向膜４０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３８をラビング処理する方法、支持体３８をレーザー光などで加工する方法等によって、支持体３８に配向パターンを形成することにより、コレステリック液晶層が、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａ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３８を配向膜として作用させてもよい。

［コレステリック液晶層］
液晶回折素子３６において、配向膜４０の表面には、コレステリック液晶層４２が形成される。
コレステリック液晶層４２は、コレステリック液晶相を固定してなるものである。すなわち、コレステリック液晶層４２は、コレステリック構造を有する液晶化合物４８（液晶材料）からなる層である。
上述のように、コレステリック液晶層４２は、本発明のバックライトユニット１０に用いられる液晶回折素子における光学異方性層である。

コレステリック液晶相は、液晶化合物４８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４８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ピッチとして、螺旋状に旋回する液晶化合物４８が、複数ピッチ、積層された構造を有する。すなわち、螺旋１ピッチとは、図４に示すピッチＰである。
螺旋１ピッチとは、言い換えれば、螺旋の巻き数１回分の長さであり、すなわち、コレステリック液晶相を構成する液晶化合物のダイレクター（棒状液晶であれば長軸方向）が３６０°回転する螺旋軸方向の長さである。

ここで、コレステリック液晶層は、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して、明部（明線）と暗部（暗線）との縞模様が観察される。すなわち、コレステリック液晶層の断面では、厚さ方向に明部と暗部とを交互に積層した層状構造が観察される（図６参照）。
コレステリック液晶相では、明部と暗部の繰り返し２回分が、螺旋１ピッチに相当する。明部と暗部の繰り返し２回分とは、暗部（明部）３つ、および、明部（暗部）２つ分である（図６参照）。このことから、コレステリック液晶層すなわち反射層の螺旋１ピッチ（ピッチＰ）は、ＳＥＭ断面図から測定することができる。

＜コレステリック液晶相＞
コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。
一般的なコレステリック液晶相において、選択反射の中心波長（選択反射中心波長）λは、コレステリック液晶相における螺旋１ピッチの長さ（ピッチＰ、図４参照）に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率ｎとλ＝ｎ×Ｐの関係に従う。そのため、螺旋ピッチを調節することによって、選択反射中心波長を調節することができる。
コレステリック液晶相の選択反射中心波長は、ピッチＰが長いほど、長波長になる。

コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、コレステリック液晶層を形成する際に、液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、および、キラル剤の添加濃度に依存する。従って、これらを調節することによって、所望の螺旋ピッチを得ることができる。
なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告Ｎｏ．５０（２００５年）ｐ．６０－６３に詳細な記載がある。螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版２００７年出版、４６頁、および、「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 １９６頁に記載される方法を用いることができる。

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層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。
図４に示すコレステリック液晶層４２は、螺旋の捩れ方向が右であるので、選択的な波長帯域において、右円偏光を選択的に反射する。
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波長域（円偏光反射波長域）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、選択反射波長域（選択的な反射波長域）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。
反射波長域の半値幅は、光学積層体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。

＜コレステリック液晶層の液晶配向パターン＞
液晶回折素子３６において、コレステリック液晶層４２は、コレステリック液晶相を形成する液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａの向きが、コレステリック液晶層の面内において、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。
なお、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａとは、液晶化合物４８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４８が棒状液晶化合物である場合には、光学軸４８Ａは、棒形状の長軸方向に沿っている。以下の説明では、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａを、『液晶化合物４８の光学軸４８Ａ』または『光学軸４８Ａ』ともいう。

図５に、コレステリック液晶層４２の平面図を概念的に示す。
なお、平面図とは、図４において、コレステリック液晶層４２（液晶回折素子３６）を上方から見た図であり、すなわち、液晶回折素子３６を厚さ方向（＝各層（膜）の積層方向）から見た図である。
また、図５では、コレステリック液晶層４２の構成を明確に示すために、液晶化合物４８は配向膜４０の表面の液晶化合物４８のみを示している。

図５に示すように、配向膜４０の表面において、コレステリック液晶層４２を構成する液晶化合物４８は、下層の配向膜４０に形成された配向パターンに応じて、矢印Ｘで示す所定の一方向、および、この一方向（矢印Ｘ方向）と直交する方向に、二次元的に配列された状態になっている。
以下の説明では、矢印Ｘ方向と直交する方向を、便宜的にＹ方向とする。すなわち、図４では、Ｙ方向は、紙面に直交する方向となる。
また、コレステリック液晶層４２を形成する液晶化合物４８は、コレステリック液晶層４２の面内において、矢印Ｘ方向に沿って、光学軸４８Ａの向きが、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。図示例においては、液晶化合物４８の光学軸４８Ａが、矢印Ｘ方向に沿って、反時計回りで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。

液晶回折素子３６においては、回折素子における周期構造（繰り返し構造）を、光学軸４８Ａの向きが連続的に回転しながら変化する矢印Ｘ方向に有する。
この点に関しては、後に説明する液晶回折素子も同様である。

液晶化合物４８の光学軸４８Ａの向きが矢印Ｘ方向（所定の一方向）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４８の光学軸４８Ａ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４８Ａ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４８の光学軸４８Ａ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、コレステリック液晶層４２を形成する液晶化合物４８は、矢印Ｘ方向と直交するＹ方向、すなわち、光学軸４８Ａ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４８Ａの向きが等しい。
言い換えれば、コレステリック液晶層４２を形成する液晶化合物４８は、Ｙ方向では、液晶化合物４８の光学軸４８Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。

液晶回折素子３６においては、このような液晶化合物４８の液晶配向パターンにおいて、面内で光学軸４８Ａ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４８の光学軸４８Ａ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、矢印Ｘ方向に対する角度が等しい２つの液晶化合物４８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１および図２に示すように、矢印Ｘ方向と光学軸４８Ａの方向とが一致する２つの液晶化合物４８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。
液晶回折素子３６において、コレステリック液晶層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４８Ａ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３６においては、液晶化合物４８の光学軸４８Ａが１８０°回転する長さΛ（１周期Λ）が、回折素子における周期構造の周期となる。
従って、液晶回折素子３６は、１周期Λが短いほど、光を大きく回折する。反射型の回折素子である液晶回折素子３６は、１周期Λが短いほど、鏡面反射に対する光の反射角度の差が大きくなる。
この点に関しては、後に説明する液晶回折素子も同様である。

上述のように、コレステリック液晶層４２は、選択的な波長帯域において、右円偏光Ｒを反射する。
従って、コレステリック液晶層４２に光が入射すると、コレステリック液晶層４２は、選択的な波長帯域における右円偏光Ｒのみを反射し、それ以外の光を透過する。

ここで、面内に液晶配向パターンを有さない通常のコレステリック液晶層は、入射した円偏光を鏡面反射する。
これに対して、面内において、矢印Ｘ方向に沿って光学軸４８Ａが連続的に回転する液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層４２は、鏡面反射に対して、矢印Ｘ方向に傾いた方向に入射した円偏光を反射する。
以下、この点について説明する。

コレステリック液晶層４２に入射した右円偏光Ｒは、コレステリック液晶層によって反射される際に、各液晶化合物４８の光学軸４８Ａの向きに応じて絶対位相が変化する。
ここで、コレステリック液晶層４２では、液晶化合物４８の光学軸４８Ａが矢印Ｘ方向（一方向）に沿って回転しながら変化している。そのため、光学軸４８Ａの向きによって、入射した右円偏光Ｒの絶対位相の変化量が異なる。
さらに、コレステリック液晶層４２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。そのため、コレステリック液晶層４２に入射した右円偏光Ｒには、それぞれの光学軸４８Ａの向きに対応して、矢印Ｘ方向に周期的な絶対位相が与えられる。
また、液晶化合物４８の光学軸４８Ａの矢印Ｘ方向に対する向きは、矢印Ｘ方向と直交するＹ方向の液晶化合物４８の配列では、均一である。
これによりコレステリック液晶層４２では、右円偏光Ｒに対して、ＸＹ面に対して矢印Ｘ方向に降下するように傾いた等位相面が形成される。等位相面は、螺旋状に旋回する液晶化合物４８における光学軸４８Ａの向きが旋回方向で一致している液晶化合物４８を接続するように形成される。
コレステリック液晶層４２では、この等位相面が反射面のように作用する。

コレステリック液晶相では、ＳＥＭで観察する断面において、コレステリック液晶相に由来して、明部と暗部との縞模様が観察される。
周知のように、コレステリック液晶相の明部および暗部は、螺旋状に旋回する液晶化合物４８における、光学軸４８Ａの向きが旋回方向で一致している液晶化合物４８を接続するように形成される。すなわち、明部および暗部は、上述した等位相面と一致する。
ここで、通常のコレステリック液晶層の明部および暗部は、主面すなわち形成面である配向面と平行になる。
これに対して、コレステリック液晶層４２は、面内において、矢印Ｘ方向に沿って光学軸４８Ａが連続的に回転する液晶配向パターンを有する。従って、コレステリック液晶層４２の明部および暗部は、図６に概念的に示すように、螺旋状の旋回における光学軸４８Ａの向きが一致する液晶化合物４８の配列に応じて、主面すなわち配向膜４０に対して矢印Ｘ方向に向かって降下するように傾斜する。
そのため、入射した右円偏光Ｒは、明部および暗部すなわち等位相面の法線方向に反射され、ＸＹ面（コレステリック液晶層の主面）に対して矢印Ｘ方向に傾いた方向に反射される。

矢印Ｘ方向に向かう液晶化合物４８の光学軸４８Ａの回転方向を逆にすることで、右円偏光Ｒの反射方向を逆にできる。すなわち、図４および図５においては、矢印Ｘ方向に向かう光学軸４８Ａの回転方向は反時計回りで、右円偏光Ｒは矢印Ｘ方向に傾けて反射されるが、これを時計回りとすることで、明部および暗部の傾斜方向が逆になるので、右円偏光Ｒは矢印Ｘ方向と逆方向に傾けて反射される。この態様は、言い合えれば、光学軸４８Ａが反時計回りする矢印Ｘ方向を、逆方向にした場合と同様である。
さらに、上述したように、右円偏光を反射するコレステリック液晶層４２と左円偏光を反射するコレステリック液晶層とでは、液晶化合物４８の螺旋状の旋回方向が逆になる。従って、図示例のように、矢印Ｘ方向に向かって光学軸４８Ａが反時計回りに回転する液晶配向パターンを有する左円偏光を反射するコレステリック液晶層では、明部および暗部の傾斜方向が逆になるので、左円偏光は矢印Ｘ方向と逆方向に傾けて反射される。

＜コレステリック液晶層の形成方法＞
コレステリック液晶層４２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、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよい。コレステリック液晶相を固定した構造は、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射および加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、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、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、コレステリック液晶層において、液晶化合物４８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。

コレステリック液晶層４２の形成方法には、制限はなく、公知の形成方法が、各種、利用可能である。
特に、以下に示す形成方法は、コレステリック液晶層４２を、安定して、好適に形成できるため、好ましく例示される。

＜＜液晶組成物＞＞
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４２の形成に用いる材料は、一例として、液晶化合物およびキラル剤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、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤等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。
コレステリック液晶相を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類、および、アルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類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号公報や特開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。

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－－
コレステリック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プレーナー配向のコレステリック液晶相とするため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。

－－配向制御剤－－
液晶組成物は、配向膜上に塗布した際に、配向膜側あるいは空気界面側の少なくとも一方の界面にプレチルト角を有する領域を発現させるための添加剤（配向制御剤）を少なくとも一種含有させてもよい。前述の添加剤を組成物に含有させることで、光学素子にプレチルト角を有する領域を設けることができる。
特に、液晶組成物は、配向膜上に塗布した際に、空気界面側にプレチルト角を持たせるために、空気界面配向剤を含有するのが好ましい。これにより、コレステリック液晶層４２光学異方性層の上下界面の少なくとも１つの界面に対してプレチルト角を有する領域を形成することができる。

－－オニウム塩－－
液晶組成物は、配向膜上に塗布した際に、配向膜側でプレチルト角を有する領域を設けるため、オニウム塩の少なくとも一種を含有してもよい。
オニウム塩は配向膜界面側において棒状液晶化合物の分子に一定のプレチルト角を付与させるのに寄与する。オニウム塩の例には、アンモニウム塩、スルホニウム塩、および、ホスホニウム塩等のオニウム塩が含まれる。好ましくは、４級オニウム塩であり、特に好ましくは第４級アンモニウム塩である。

－－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（イソソルビド構造を有するキラル剤）、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、光の照射によって、戻り異性化、二量化、ならびに、異性化および二量化等を生じて、螺旋誘起力（ＨＴＰ：Helical Twisting Power）が低下するキラル剤も、好適に利用可能である。
また、キラル剤は、温度変化によって、戻り異性化、二量化、ならびに、異性化および二量化等を生じて、ＨＴＰが低下するキラル剤も、好適に利用可能である。
また、キラル剤は、光の照射または温度変化によってＨＴＰが変化するキラル剤と、光の照射または温度変化によってＨＴＰが変化しないキラル剤とを、併用してもよい。
さらに、螺旋１ピッチの長さピッチＰの調節等を目的として、誘起する螺旋の旋回方向が、互いに異なるキラル剤を併用してもよい。

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、コレステリック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、コレステリック液晶層（コレステリック液晶層４２）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、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。

＜＜コレステリック液晶層の形成＞＞
コレステリック液晶層を形成する際には、コレステリック液晶層の形成面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層とするのが好ましい。
すなわち、上述した液晶配向パターンに応じた、光学軸４８Ａの向きを、面内の少なくとも一方向に沿って回転させる配向パターンを有する配向膜４０に、上述した液所化合物およびキラル剤を含む液晶組成物を塗布する。
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。

液晶組成物の塗膜厚には、制限はなく、形成するコレステリック液晶層４２の膜厚に応じて、適宜、設定すればよい。

液晶組成物の塗膜を形成したら、次いで、液晶組成物を加熱処理する加熱工程を行う。加熱処理によって、液晶化合物４８を上述した配向状態とする。
加熱処理温度には制限はないが、液晶化合物４８の、結晶相－ネマチック相転移温度（Ｃｒ－Ｎｅ相転移温度）～ネマチック相－等方相転移温度（Ｎｅ－Ｉｓｏ相転移温度）の温度範囲内の温度Ｔ１で行うのが好ましい。
加熱処理時間にも、制限はないが、１０～６００秒が好ましく、１５～３００秒がより好ましく、３０～２００秒がさらに好ましい。

加熱工程を終了したら、液晶組成物を露光する露光工程を行うことによって、液晶組成物を硬化して、コレステリック液晶層４２とする。
露光工程では、露光を１回のみ行っても良いが、加熱処理後に第１露光工程を行い、その後、波長の異なる光を照射する第２露光工程を行ってもよい。
光の照射によってＨＴＰが低下するキラル剤を用い、このような２段階の露光を行うことで、第１露光工程において螺旋１ピッチ（ピッチＰ）を伸長して、第２露光工程で液晶組成物を硬化する。

露光に用いる光には、制限はないが、紫外線を用いるのが好ましい。照射する紫外線の波長は２５０～４３０ｎｍが好ましい。
照射エネルギーは、合計で２ｍＪ／ｃｍ²～５０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、５～１５００ｍＪ／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露光を実施してもよい。

コレステリック液晶層４２の膜厚には、制限はなく、コレステリック液晶層４２の選択反射中心波長、コレステリック液晶層４２に要求される反射率（回折効率）等に応じて、適宜、設定すればよい。

なお、図４に示す液晶回折素子３６は、支持体３８、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２を有するが、本発明のバックライトユニットに用いる液晶回折素子は、これに制限はされない。
すなわち、本発明のバックライトユニットに用いる液晶回折素子は、例えば、液晶回折素子３６を形成した後、支持体３８を剥離した配向膜４０とコレステリック液晶層４２からなるものでもよい。または、本発明のバックライトユニットに用いる液晶回折素子は、後述する実施例のように、液晶回折素子３６を形成した後、支持体３８および配向膜４０を剥離した、コレステリック液晶層４２のみからなるものでもよい。
また、本発明のバックライトユニットにおいて、液晶回折素子は、支持体３８、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２の積層体を、例えば、導光板１２に貼着して、その後、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２を剥離する、転写によって形成してもよい。さらに、本発明のバックライトユニットにおいて、液晶回折素子は、支持体３８、配向膜４０およびコレステリック液晶層４２の積層体を、例えば、導光板１２に貼着して、その後、コレステリック液晶層４２を剥離する、転写によって形成してもよい。
この点に関しては、後述する液晶回折素子も同様である。

図８に、上述した液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層を利用する液晶回折素子の別の例を示す。

図８に示す液晶回折素子８０は、円盤状液晶化合物５０を用いて形成された液晶層８２と、液晶層８２上に接するように配置されたコレステリック液晶層８４とを含む。
液晶層８２は、コレステリック液晶層８４と接する側の表面において、円盤状液晶化合物５０の分子軸Ａが、液晶層８２の表面に対して傾斜する傾斜配向面８２ａを有する。すなわち、傾斜配向面８２ａにおいて、円盤状液晶化合物５０は、その分子軸Ａが液晶層８２の表面に対して傾斜するように配向している。

コレステリック液晶層８４において、液晶化合物４８は、主面８４ａに対して、光学軸４８Ａが傾斜して配向している。
このコレステリック液晶層８４も、上述したような液晶組成物を用いて形成される。円盤状液晶化合物５０の分子軸Ａが、液晶層８２の表面に対して傾斜する傾斜配向面８２ａにコレステリック液晶層８４を形成することで、液晶化合物４８は、傾斜配向面８２ａによって緩く配向規制されることで、光学軸４８Ａが傾斜配向面８２ａに対して傾斜するように配向する。
光学軸４８Ａが傾斜配向することで、コレステリック液晶層８４は、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａが１方向（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となる。
光学軸４８Ａが傾斜配向することで、図８に示すように、コレステリック液晶層８４において、コレステリック液晶相に由来する螺旋軸Ｃは、主面８４ａに対して所定角度で傾斜している。すなわち、コレステリック液晶層８４の反射面すなわち上述したＳＥＭで観察する断面における明部および暗部が、主面８４ａに対して略一定の方向に傾斜している（図５参照）。
その結果、コレステリック液晶層８４も、上述の例と同様に、鏡面反射に対して異なる角度で、選択反射波長の円偏光を反射する。

液晶層８２において、円盤状液晶化合物５０を傾斜配向させる方法は、公知の方法が利用可能である。
一例として、プレチルト角を有するラビング配向膜を表面に配置した基板を用いて、液晶層８２を形成するための円盤状液晶化合物５０を含む液晶組成物の層を形成する方法が例示される。別の方法として、液晶層８２を形成するための円盤状液晶化合物５０を含む液晶組成物に、界面活性剤を添加する方法が例示される。

以上の液晶回折素子は、いずれも、反射型の液晶回折素子であったが、本発明は、これに制限はされない。すなわち、本発明のバックライトユニットは、回折素子として、透過型の液晶回折素子も、好適に利用可能である。

図９に、透過型の液晶回折素子の一例を概念的に示す。
図９に示す液晶回折素子９０は、支持体３８と、配向膜４０と、パターン液晶層９２とを有する。
液晶回折素子９０において、パターン液晶層９２は、本発明のバックライトユニット１０に用いられる液晶回折素子における光学異方性層である。
従って、パターン液晶層９２は、上述したコレステリック液晶層４２と同様の液晶配向パターンを有する。すなわち、パターン液晶層９２も、上述した図４に示す反射型の液晶回折素子３６のコレステリック液晶層４２と同様、図５に概念的に示すように、液晶化合物４８の光学軸４８Ａが、矢印Ｘ方向に沿って時計回りで連続的に回転する液晶配向パターンを有する。
上述のように、液晶回折素子９０も、回折素子における周期構造（繰り返し構造）を、この矢印Ｘ方向に有する。

パターン液晶層９２では、液晶化合物４８は、厚さ方向に螺旋状に捩じれ回転しておらず、厚さ方向には光学軸４８Ａは同じ方向を向く。このようなパターン液晶層９２は、上述したコレステリック液晶層４２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。

なお、液晶回折素子９０において、支持体３８および配向膜４０は、上述した図４に示す液晶回折素子３６と同様のものである。

上述したように、パターン液晶層９２は、面内において、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａ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。
一方、パターン液晶層９２を形成する液晶化合物４８は、矢印Ｘ方向と直交するＹ方向、すなわち光学軸４８Ａ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４８Ａの向きが等しい液晶化合物４８が等間隔で配列されている。言い換えれば、パターン液晶層９２を形成する液晶化合物４８において、Ｙ方向に配列される液晶化合物４８同士は、光学軸４８Ａの向きと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい。

パターン液晶層９２において、Ｙ方向に配列される液晶化合物は、光学軸４８Ａと矢印Ｘ方向（液晶化合物４８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４８Ａと矢印Ｘ方向とが成す角度が等しい液晶化合物４８が、Ｙ方向に配置された領域では、それぞれの領域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。以下の説明では、この領域を、便宜的に『領域Ｒ』と称する。
この領域Ｒ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４８Ａの方向の液晶化合物４８の屈折率と、領域Ｒの面内において光学軸４８Ａに垂直な方向の液晶化合物４８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４８の屈折率差に等しい。

このようなパターン液晶層９２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１０および図１１に概念的に示す。なお、パターン液晶層９２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１０に示すように、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２に左円偏光である入射光Ｌ₁が入射すると、入射光Ｌ₁は、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２を通過する際に、それぞれの液晶化合物４８の光学軸４８Ａの向きに応じて絶対位相が変化する。このとき、光学軸４８Ａ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４８Ａ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、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２を通過した入射光Ｌ₁には、図１０に示すように、それぞれの光学軸４８Ａ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１１に示すように、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２に右円偏光の入射光Ｌ₄が入射すると、入射光Ｌ₄は、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２を通過する際に、それぞれの液晶化合物４８の光学軸４８Ａの向きに応じて絶対位相が変化する。このとき、光学軸４８Ａ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４８Ａ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、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２を通過した入射光Ｌ₄は、図１１に示すように、それぞれの光学軸４８Ａ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４８Ａ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。

コレステリック液晶層４２と同様に、パターン液晶層９２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、パターン液晶層９２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４８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、この１周期Λが、回折素子における周期構造の周期であるのも、コレステリック液晶層４２と同様である。
また、コレステリック液晶層４２と同様、パターン液晶層９２においても、入射光Ｌ₁およびＬ₄の波長が長いほど、透過光Ｌ₂およびＬ₅が大きく屈折する。
さらに、矢印Ｘ方向に沿って回転する、液晶化合物４８の光学軸４８Ａ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１１に示す例では、矢印Ｘ方向に向かう光学軸４８Ａ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。

図１に示すバックライトユニット１０は、第１回折素子２０および第２回折素子２４が、１層の回折素子を有するものであるが、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回折素子および／または第２回折素子が、２層または３層の回折素子を有してもよい。

一例として、図１における中心線ａの断面で示す、図１２に概念的に示すバックライトユニット１０Ａのように、第１回折素子２０Ａが、回折素子２０ａ、回折素子２０ｂおよび回折素子２０ｃの３層の回折素子を有し、第２回折素子２４Ａが、回折素子２０ａ、回折素子２０ｂおよび回折素子２０ｃの３層の回折素子を有するものであってもよい。
または、図１２に示す例において、第１回折素子２０Ａが、回折素子２０ａおよび回折素子２０ｂの２層の回折素子を有し、第２回折素子２４Ａが、回折素子２０ａおよび回折素子２０ｂの２層の回折素子を有するものであってもよい。
なお、第１回折素子および／または第２回折素子が有する回折素子の数は、必要に応じて、４層以上であってもよい。

なお、第１回折素子および／または第２回折素子が、複数層の回折素子を有する場合には、図１２に概念的に示すように、第１回折素子においては、全ての回折素子における周期構造の方向が一致しており、また、第２回折素子においても、全ての回折素子における周期構造の方向が一致している。

第１回折素子および第２回折素子が、複数の回折素子を有する場合には、第１回折素子が有する回折素子の数と、第２回折素子が有する回折素子の数とは、異なってもよいが、同じであるのが好ましい。
すなわち、第１回折素子および第２回折素子は、共に２層の回折素子を有するのが好ましく、共に３層の回折素子を有するのがより好ましい。

第１回折素子および／または第２回折素子が、複数の回折素子を有する構成は、上述したコレステリック液晶層４２を有する反射型の液晶回折素子を回折素子として用いる構成で、特に好適である。

一般的に、回折素子は、長波長の光ほど、大きく回折する。
そのため、第１回折素子および第２回折素子が、回折素子を１つのみ有する場合には、光の波長によって回折の大きさが異なり、光の反射方向または透過方向が、波長によって異なってしまう。その結果、波長に対応する回折の大きさの違いによっては、出射光の色味が、面方向で異なってしまう可能性が有る。

ここで、上述のように、コレステリック液晶層は、反射に波長選択性を有する。
また、液晶化合物４８に由来する光学軸４８Ａ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コレステリック液晶層４２は、１周期Λを調節することで、回折の大きさ、すなわち、反射角度を調節できる。
一方で、この液晶配向パターンを有するコレステリック液晶層４２は、波長によって回折の大きさ、すなわち、反射角度が異なる。具体的には、長波長の光ほど、大きく回折し、鏡面反射に対する反射角度の違いが大きくなる。

従って、第１回折素子および／または第２回折素子が、コレステリック液晶層４２を用いる回折素子を、複数、有することで、異なる波長域（色）の光を、対応する回折素子によって回折（反射）するようにできる。また、各コレステリック液晶層４２の１周期Λを、対応する波長域に応じて、個々の回折素子のコレステリック液晶層４２毎に、任意に調節できる。
これにより、第１回折素子および第２回折素子は、広い波長域の光に対応して、入射した光を、適正に、略法線方向に反射することが可能になる。

例えば、図１２示す第１回折素子２０Ａであれば、回折素子２０ａが赤色光を反射するコレステリック液晶層４２を有し、回折素子２０ｂが緑色光を反射するコレステリック液晶層４２を有し、回折素子２０ｃが青光を反射するコレステリック液晶層４２を有する構成とする。
その上で、最も長波長の赤色光を反射する回折素子２０ａのコレステリック液晶層４２は、１周期Λを最も長くする。２番目に長波長の緑色光を反射する回折素子２０ｂのコレステリック液晶層４２は、１周期Λを２番目に長くする。さらに、最も短波長の青色光を反射する回折素子２０ｃのコレステリック液晶層４２は、１周期Λを最も短くする。
これにより、第１回折素子２０Ａは、入射した光の波長によらず、赤色光、緑色光および青色光を、いずれも、略法線方向に回折することが可能になる。

すなわち、本発明のバックライトユニットは、第１回折素子および／または第２回折素子が複数の回折素子を有することにより、広い波長域の光を、波長域によらず、略法線方向に回折することができる。
その結果、本発明のバックライトユニットは、出射光の色味が面方向で変動することを防止し、面方向に均一な色味の光を出射できる。

第１回折素子および／または第２回折素子が２層の回折素子を有する場合には、一方の回折素子の周期構造の周期は、４４０～４８０ｎｍが好ましく、４５０～４７０ｎｍがより好ましい。また、他方の周期構造の周期は、４８０～５２０ｎｍが好ましく、４９０～５１０ｎｍがより好ましい。
第１回折素子および／または第２回折素子が３層の回折素子を有する場合には、１層の回折素子の周期構造の周期は、３８０～４２０ｎｍが好ましく、３９０～４１０ｎｍがより好ましい。また、他の一層の回折素子の周期構造の周期は、４６０～５２０ｎｍが好ましく、４７０～５１０ｎｍがより好ましい。さらに他の１層の回折素子の周期構造の周期は、５４０～５８０ｎｍが好ましく、５５０～５７０ｎｍがより好ましい。
各回折格子の周期構造の周期を上述の範囲とすることにより、より好適に、広い波長域の光を略法線方向に回折して、出射光の色味が面方向で変動することを防止できる。

なお、上述のように、回折素子は、一般的に、周期構造の周期が短いほど、光を大きく回折し、また、長波長の光ほど、大きく回折する。
従って、第１回折素子および／または第２回折素子が複数の回折素子を有する場合には、周期構造の周期が短い回折素子が、短波長の光の回折に対応し、周期構造の周期が長い回折素子が、長波長の光の回折に対応するのが好ましい。これにより、好適に、広い波長域の光を略法線方向に回折して、出射光の色味が面方向で変動することを防止できる。

例えば、上述した第１回折素子２０Ａのように、赤色光、緑色光および青色光に対応する３層の回折素子を有する場合には、最も長波長の赤色光に対応する回折素子２０ａの周期を１番長い５４０～５８０ｎｍとし、２番目に長波長の緑色光に対応する回折素子２０ｂの周期を２番目に短い４６０～５２０ｎｍとし、最も短波長の青色光に対応する回折素子２０ｃの周期を最も短い３８０～４２０ｎｍとするのが好ましい。
すなわち、本発明のバックライトユニットでは、第１回折素子および／または第２回折素子が複数の回折素子を有する場合には、各回折素子において、対応する波長の順列と、周期構造の周期の順列とが、一致しているのが好ましい。

本発明の液晶表示装置は、上述した本発明のバックライトユニットを用いる液晶表示装置であって、本発明のバックライトユニットと、液晶表示素子とを有する。
本発明の液晶表示装置において、液晶表示素子には制限はない。従って、液晶表示素子は、液晶セル、透明電極、バックライト側偏光板、および、出射側偏光板等を有する公知の液晶表示素子（液晶表示パネル）が、各種、利用可能である。

以上、本発明のバックライトユニットおよび液晶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。

［実施例１］
（配向膜の形成）
支持体としてガラス基材を用意した。
支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液を、スピンコータを用いて、２５００ｒｐｍにて３０秒間塗布した。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７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、レーザーとして波長（３２５ｎｍ）のレーザー光を出射するものを用いた。干渉光による露光量を３００ｍＪ／ｃｍ²とした。なお、２つのレーザー光の干渉により形成される配向パターンの１周期Λ（光学軸が１８０°回転する長さ）が、０．４６μｍとなるように、２つの光の交差角（交差角α）を４１．４°に調節した。

（コレステリック液晶層の形成）
コレステリック液晶層を形成する液晶組成物として、下記の液晶組成物ＬＣ－１を調製した。
液晶組成物ＬＣ－１
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶化合物Ｌ－１ １００．００質量部
重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）
３．００質量部
光増感剤（日本化薬社製、ＫＡＹＡＣＵＲＥ ＤＥＴＸ－Ｓ）
１．００質量部
キラル剤Ｃｈ－１ ６．２０質量部
メチルエチルケトン ３３０．６０質量部
―――――――――――――――――――――――――――――――――

液晶化合物Ｌ－１

なお、液晶化合物Ｌ－１の相転移温度は、液晶化合物をホットステージ上で加熱し、偏光顕微鏡によるテクスチャー観察によって求めた。その結果、結晶相－ネマチック相転移温度は７９℃、ネマチック相－等方相転移温度は１４４℃であった。
また、液晶化合物Ｌ－１のΔｎは、液晶化合物を、くさび型セルに注入し、これに波長５５０ｎｍのレーザー光を照射し、透過光の屈折角を測定することで測定した。測定温度は６０℃とした。液晶化合物Ｌ－１のΔｎは０．１６であった。

キラル剤Ｃｈ－１

なお、このキラル剤Ｃｈ－１は、液晶化合物を右捩じれの螺旋状に旋回させるキラル剤である。従って、コレステリック液晶層は、右円偏光を選択的に反射する。

配向膜Ｐ－１上に、液晶組成物ＬＣ－１を、スピンコータを用いて、８００ｒｐｍで１０秒間塗布した。
液晶組成物ＬＣ－１の塗膜をホットプレート上で８０℃にて３分間（１８０ｓｅｃ）加熱した。
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、液晶組成物ＬＣ－１を硬化して液晶化合物の配向を固定化し、コレステリック液晶層を形成した。
これにより、支持体、配向膜およびコレステリック液晶層を有する、図４に示すような液晶回折素子を作製した。

コレステリック液晶層は、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。
液晶回折素子を光学軸の回転方向に沿う方向切削し、断面をＳＥＭで観察した。ＳＥＭ画像を解析することで、コレステリック液晶層の液晶配向パターンにおける１周期Λ、および、螺旋１ピッチの長さピッチＰを測定した。測定結果を、下記の表１に示す。

（導光板と液晶回折素子との積層体の作製）
作製した液晶回折素子のコレステリック液晶層を、ガラス板の両面に貼着することで、導光板と液晶回折素子との積層体Ａ１を作製した。貼着は、粘着層（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
なお、貼着は、支持体および配向膜を剥離してから、コレステリック液晶層の配向膜が有った側がガラス面側になるように行った。また、コレステリック液晶層は、ガラスの両面に貼着したコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が垂直になるようにした。

（バックライトユニットの作製）
市販のノートパソコン（ＨＰ社製、ＥｌｉｔｅＢｏｏｋ ８４０ Ｇ３）を分解し、導光板とプリズムシートと拡散シートを取り出し、取り出した導光板の替わりに、作製した積層体Ａ１を配置した。
なお、挟視野角モードの評価時は、視認側のコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が、ＬＥＤ光源の入射方向と垂直になるように積層体Ａ１を配置した。また、広視野角モードの評価時は、視認側のコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が、ＬＥＤ光源の入射方向と同じになるように積層体Ａ１を配置した。
また、導光板の反視認側から順番に、取り出した拡散シートと反射板（ＡＬＡＮＯＤ社製、ＭＩＲＯ－ＳＩＬＶＥＲ ２）を設置した。本例においては、拡散シートと反射板との積層体が、図１における反射板として作用する。

（視野角の確認）
挟視野角モードでは、視野角±３０°以上で画面に表示された画像を認識でき無いこと、および、広視野角モードで視野角±６０°以上まで画面に表示された画像を認識できることを確認し、ＬＥＤ光源の入射面方向を制御することで、視野角を切り替えられることが分かった。

（反射板の偏光解消度の測定）
変角分光測色システム（村上色彩技術研究所製、ＧＣＭＳ－３Ｂ型）を用いて、拡散シートと反射板との積層体の偏光解消度の測定を行った。
光源の前に右偏光板を設置した。光源から出射され右円偏光板を透過した光を拡散シートと反射板との積層体に入射して、積層体による反射光の輝度を検出器で測定した。この反射光の測定を、右偏光板を介した状態、および、左円偏光板を介した状態で、それぞれ、行うことで、反射光の右円偏光の輝度Ｙ_Rおよび左円偏光の輝度Ｙ_Lを測定した。
測定した輝度から、下記の式に従って、偏光解消度（円偏光解消度）を算出した。
偏光解消度［％］＝１００×（１－（Ｙ_L－Ｙ_R）／（Ｙ_L＋Ｙ_R））
その結果、拡散シートと反射板との積層体の偏光解消度は９０％であった。

（表示性能評価）
作製したバックライトの表示性能について、以下の評価を行った。
なお、以下の評価において、市販品は、ＨＰ社製のＥｌｉｔｅＢｏｏｋ ８４０ Ｇ３である。

＜挟視野角モードの視野角変化時の輝度変化評価＞
Ａ^＋：左右に視野角（画像の観察方向）を振った時の輝度変化が、右方向と左方向で違いが分からない。
Ａ：左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向とで僅かに違いを感じる。
Ｂ：左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向とで少し違いを感じる。
Ｂ^-：左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向とで違いを感じる。
Ｃ：左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向とで明らかに違いが分かる。

＜広視野角（通常）モードの視野角変化時の輝度変化評価＞
Ａ^＋：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の輝度変化が同じである。
Ａ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の輝度変化が同じだが、僅かに暗い。
Ｂ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向で少し違いを感じる。
Ｃ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の輝度変化が、右方向と左方向で違いが分かる。

＜視野角変化時の色味変化評価＞
広視野角モードに比べ、挟視野角モードの方が、より色味変化に差が生じやすいため、挟視野角モードで、視野角変化時の色味変化評価を行った。
Ａ^＋：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の色味変化の違いが分からない。
Ａ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の色味変化の違いを僅かに感じる。
Ｂ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の色味変化の違いを少し感じる。
Ｂ^-：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の色味変化の違いを感じる。
Ｃ：市販品と比べ、左右に視野角を振った時の色味変化の違いが明らかに分かる。

＜面内輝度の均一性評価＞
Ａ：市販品と比べ、面内の輝度分布差の違いが分からない
Ｂ：市販品に比べで、ＬＥＤ光源に配置間隔で僅かに輝度の明暗が見える。

［実施例２］
液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを３７．９°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１と同様に導光板と液晶回折素子との積層体Ａ２を作製した。
この積層体Ａ２を用いて、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例３］
（液晶層の作製）
支持体としてガラス基板を用意した。
支持体上に、ポリイミド（日産化学社製、ＳＥ－１３０）を塗布、乾燥して、ラビング処理することにより、配向膜付き基板を作製した。
この配向膜のラビング処理面に、下記の液晶層形成用塗布液を回転数１０００ｒｐｍ、１０秒間の条件でスピンコートし、１２０℃で１分間熟成した。続いて、３０℃、窒素雰囲気下で５００ｍＪ/ｃｍ²の照射量で紫外線を照射することにより、塗布液を硬化し、液晶層を得た。

液晶層形成用塗布液
―――――――――――――――――――――――――――――――――
円盤状液晶化合物Ｄ－１ １００質量部
重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７） ３．０質量部
界面活性剤Ｓ－１ ０．４５質量部
溶剤（ＭＥＫ／シクロヘキサノン＝９０／１０（質量比））
溶質濃度が３０質量％となる量
（ＭＥＫは、メチルエチルケトンである）
―――――――――――――――――――――――――――――――――

（円盤状液晶化合物Ｄ－１）
円盤状液晶化合物として、特開２００７－１３１７６５号公報に記載の下記円盤状液晶化合物Ｄ－１を使用した。

（界面活性剤Ｓ－１の合成）
ＦＡＡＣ－６（ユニマテック社製）２．５ｇと、アクリル酸（和光純薬社製）２．５ｇとを、通常のラジカル重合手法にて重合し、界面活性剤Ｓ－１を得た。

（コレステリック液晶層の作製）
作製した液晶層の上に、下記の液晶組成物ＬＣ－２を、回転数１５００ｒｐｍ、１０秒間の条件でスピンコートして組成物層を形成した後、液晶組成物ＬＣ－２の層を９０℃で１分間熟成した。
続いて、熟成後の液晶組成物ＬＣ－２の層に対して、３０℃にて光源（ＵＶＰ社製、２ＵＶ・トランスイルミネーター）より３６５ｎｍ光を２ｍＷ／ｃｍ²の照射強度で６０秒間紫外線を照射した。続いて、３０℃、窒素雰囲気下で５００ｍＪ/ｃｍ²の照射量で紫外線を照射して液晶化合物の重合反応を実施することにより、コレステリック配向状態が固定化されたコレステリック液晶層を得た。
上記の工程により、液晶層と、液晶層の上に配置されたコレステリック液晶層とを有する、図８に示すような液晶回折素子を作製した。

液晶組成物ＬＣ－２
―――――――――――――――――――――――――――――――――
液晶性化合物ＬＣ－１ １００質量部
界面活性剤Ｓ－２ ０．１質量部
化合物ＣＤ－１ ５．５質量部
化合物ＣＤ－２ ５．５質量部
重合開始剤（ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７） ３．０質量部
溶剤（ＭＥＫ／シクロヘキサノン＝９０／１０（質量比））
溶質濃度が３０質量％となる量
―――――――――――――――――――――――――――――――――

液晶性化合物ＬＣ－１

界面活性剤Ｓ－２
界面活性剤Ｓ－２は、特許第５７７４５１８号に記載された化合物であり、下記構造を有する。

＜キラル剤＞
（化合物ＣＤ－１の合成）
以下の合成手順に従い、一般的な手法にて化合物ＣＤ－１を合成した。
なお、化合物ＣＤ－１は、螺旋方向は左であり、温度変化または光照射によりＨＴＰが変化しないキラル剤である。

（化合物ＣＤ－２の合成）
特開２００２－３３８５７５号公報に準じて、化合物ＣＤ－２を合成した。
なお、化合物ＣＤ－２は、螺旋方向は右であり、光照射により螺旋誘起力が変化するキラル剤である。

作製した液晶回折素子のコレステリック液晶層を、ガラス板の両面に貼着することで、導光板と液晶回折素子との積層体Ａ３を作製した。貼着は、粘着層（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
なお、貼着は、液晶層を剥離してから、コレステリック液晶層の液晶層が有った側がガラス面側になるように行った。また、コレステリック液晶層は、ガラスの両面に貼着した液晶層の矢印Ｘ方向が垂直になるようにした。
この積層体Ａ３を用いて、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［比較例１］
液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを３９．６°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１と同様に液晶回折素子を作製した。

作製した液晶回折素子のコレステリック液晶層を、ガラス板の片面に貼着することで、導光板と液晶回折素子との積層体Ｂ１を作製した。貼着は、粘着層（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
なお、貼着は、支持体および配向膜を剥離してから、コレステリック液晶層の配向膜が有った側がガラス面側になるように行った。

市販のノートパソコン（ＨＰ社製、ＥｌｉｔｅＢｏｏｋ ８４０ Ｇ３）を分解し、導光板とプリズムシートと拡散シートを取り出し、導光板の代わりに作製した積層体Ｂ１を配置して、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。
なお、挟視野角モードの評価時は、視認側のコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向とＬＥＤ光源の入射方向が逆方向になるように積層体Ｂ１を配置し、広視野角モードの評価時は、視認側のコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が、ＬＥＤ光源の入射方向と同じ方向になるように積層体Ｂ１を配置した。

［実施例４および実施例５］
液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを４５．６°（実施例４）および３５．１°（実施例５）として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１と同様に導光板と液晶回折素子との積層体Ａ４（実施例４）および導光板と液晶回折素子との積層体Ａ５（実施例５）を作製した。この積層体を用いて、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例６］
コレステリック液晶層の形成におけるキラル剤Ｃｈ－１の添加量を４．４質量部に変更して、螺旋１ピッチの長さピッチＰを変更した以外は、実施例１の液晶回折素子と同様にして、１層目の液晶回折素子を作製した。
コレステリック液晶層の形成におけるキラル剤Ｃｈ－１の添加量を３．７質量部に変更して、螺旋１ピッチの長さピッチＰを変更し、さらに、液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを３７．９°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１と同様にして、２層目の液晶回折素子を作製した。

作製した１層目の液晶回折素子のコレステリック液晶層を、ガラス板の両面に貼着した。貼着は、粘着層（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
なお、貼着は、支持体および配向膜を剥離してから、コレステリック液晶層の配向膜が有った側がガラス面側になるように行った。また、コレステリック液晶層は、ガラスの両面に貼着したコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が垂直になるようにした。
さらに、１層目のコレステリック液晶層の上に、矢印Ｘ方向が一致するように、同様に、２層目の液晶回折素子のコレステリック液晶層を貼着して、導光板と液晶回折素子との積層体Ａ６を作製した。
この積層体Ａ６を用いて、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例７］
コレステリック液晶層の形成におけるキラル剤Ｃｈ－１の添加量を４．９質量部に変更して、螺旋１ピッチの長さピッチＰを変更し、さらに、液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを４８．０°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１の液晶回折素子と同様にして、１層目の液晶回折素子を作製した。
コレステリック液晶層の形成におけるキラル剤Ｃｈ－１の添加量を４．０質量部に変更して、螺旋１ピッチの長さピッチＰを変更し、さらに、液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを３９．６°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１の液晶回折素子と同様にして、２層目の液晶回折素子を作製した。
さらに、コレステリック液晶層の形成におけるキラル剤Ｃｈ－１の添加量を３．４質量部に変更して、螺旋１ピッチの長さピッチＰを変更し、さらに、液晶回折素子の配向膜を露光する際の露光装置における交差角αを３３．７°として、コレステリック液晶層の１周期Λを変更した以外は、実施例１の液晶回折素子と同様にして、３層目の液晶回折素子を作製した。

作製した１層目の液晶回折素子のコレステリック液晶層を、ガラス板の両面に貼着した。貼着は、粘着層（綜研化学社製、ＳＫダイン２０５７）を用いて行った。
なお、貼着は、支持体および配向膜を剥離してから、コレステリック液晶層の配向膜が有った側がガラス面側になるように行ったした。また、コレステリック液晶層は、ガラスの両面に貼着したコレステリック液晶層の矢印Ｘ方向が垂直になるようにした。
１層目のコレステリック液晶層の上に、矢印Ｘ方向が一致するように、同様に、２層目の液晶回折素子のコレステリック液晶層を貼着した。
さらに、２層目のコレステリック液晶層の上に、矢印Ｘ方向が一致するように、同様に、３層目の液晶回折素子のコレステリック液晶層を貼着して、導光板と液晶回折素子との積層体Ａ７を作製した。
この積層体Ａ７を用いて、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例８］
（反射板の作製）
特開２００２－２５０８０３号公報に記載の実施例３において、使用する微粒子の一部をシリコーン微粒子（モメンティブジャパン社製、トスパール１２０）に変更した以外は同様にして、拡散反射板を作製した。
上述の方法と同様に、この拡散反射板の偏光解消度を測定した。その結果、この円偏反射板の偏光解消度は、２０％であった。

拡散シートと反射板との積層体に変えて、作製した拡散反射板を用い、かつ、実施例７で作製した導光板と液晶回折素子との積層体Ａ７を用いた以外は、実施例１と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。

［実施例９］
市販のテレビ（ＬＧ社製、ＬＧ ３２ＬＦ６３００）を分解し、拡散板を取り出し、適切なサイズに切り出した。
ＬＥＤ光源と導光板との間に、切り出した拡散板を配置した以外は、実施例８と同様にバックライトユニットを作製して、実施例１と同様の評価を行った。
以上の結果を、表１に示す。

表１に示されるように、第１回折素子および第２回折素子を有する本発明のバックライトユニットによれば、右方向から観察した場合、および、左方向から観察した場合での輝度の変化が小さく、かつ、色味の変化も小さい。また、面内の輝度均一性も高い。特に、実施例１と、実施例４および実施例５とに示されるように、第１回折素子および第２回折素子の１周期を４４０～５２０ｎｍ（０．４４～０．５２μｍ）とすることで、右方向から観察した場合、および、左方向から観察した場合での輝度および色味の変化を、より小さくできる。
また、実施例６および実施例７に示されるように、第１回折素子および第２回折素子が複数層の回折素子を有することで、輝度の変化および色味の変化を、より小さくできる。
さらに、実施例８に示されるように、導光板の背面側に設ける反射板の偏光解消度を小さくすることにより、広視野角モードで、右方向から観察した場合、および、左方向から観察した場合の輝度均一性を、より向上できる。
加えて、実施例９に示されるように、光源と導光板との間に拡散層を設けることにより、面内輝度の均一性を、より向上できる。
これに対して、導光板（ガラス板）の一面にしか回折素子を有さない比較例１は、右方向から観察した場合、および、左方向から観察した場合での輝度および色味の変化が大きく、さらに、面内の輝度均一性も低い。
以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。

液晶表示装置のバックライトユニット等の面状照明として、好適に利用可能である。

１０ バックライトユニット
１２ 導光板
１４ 第１光源
１６ 第２光源
２０，２０Ａ 第１回折素子
２０ａ，２０Ａ４０ｃ，２４ａ，２４Ａ，４４ｃ 回折素子
２４，２４Ａ 第２回折素子
２６ 反射板
２８ 拡散層
３６，８０，９０ 液晶回折素子
３８ 支持体
４０ 配向膜
４２，８４ コレステリック液晶層
４８ 液晶化合物
４８Ａ 光学軸
５０ 円盤状液晶化合物
６０ 露光装置
６２ レーザー
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
８２ 液晶層
８２ａ 傾斜配向面
８４ａ 主面
９２ パターン液晶層
Ｒ 右円偏光
Ｍ レーザー光
ＭＡ，ＭＢ 光線
Ｐ_O 直線偏光
Ｐ_R 右円偏光
Ｐ_L 左円偏光
Ｑ，Ｑ１，Ｑ２ 絶対位相
Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 等位相面
Ｌ₁，Ｌ₄ 入射光
Ｌ₂，Ｌ₅ 透過光

Claims (10)

1. 長辺および短辺を有する導光板と、
   前記導光板の長辺または短辺の端面から光を入射する第１光源と、
   前記導光板の長辺または短辺の前記第１光源とは異なる辺の端面から光を入射する第２光源と、
   前記導光板の一方の主面に設けられる、前記第１光源または前記第２光源が出射した光のみを回折する第１回折素子と、
   前記導光板の第１回折素子とは逆側の主面に設けられる、第１光源および第２光源が出射した光のうちの、前記第１回折素子が回折しない光源の光のみを回折する第２回折素子と、
   前記導光板の光出射面とは逆側の面に設けられる反射板とを有することを特徴とするバックライトユニット。
2. 前記第１回折素子および第２回折素子の周期構造の周期が４４０～５２０ｎｍである、請求項１に記載のバックライトユニット。
3. 前記第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、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を有する液晶回折素子であって、
   前記光学異方性層が、前記液晶化合物由来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、請求項１または２に記載のバックライトユニット。
4. 前記光学異方性層が、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である、請求項３に記載のバックライトユニット。
5. 前記第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、２層または３層の回折素子を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
6. 前記第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、２層の回折素子を有し、
   １層の回折素子の周期構造の周期が４４０～４８０ｎｍであり、他の１層の回折素子の周期構造の周期が４８０～５２０ｎｍである、請求項５に記載のバックライトユニット。
7. 前記第１回折素子および第２回折素子の少なくとも一方が、３層の回折素子を有し、
   １層の回折素子の周期構造の周期が３８０～４２０ｎｍであり、他の１層の回折素子の周期構造の周期が４６０～５２０ｎｍであり、さらに他の１層の回折素子の周期構造の周期が５４０～５８０ｎｍである、請求項５に記載のバックライトユニット。
8. 前記反射板の入射光に対する反射光の偏光解消度が、３０％以下である、請求項１～７のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
9. 前記第１光源と前記導光板との間、および、前記第２光源と前記導光板との間の、少なくとも一方に、拡散層を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のバックライトユニット。
10. 請求項１～９のいずれか１項に記載のバックライトユニットと、液晶表示素子とを有する、液晶表示装置。

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