CN113491018B - 波长选择滤光器、波长选择滤光器的制造方法及显示装置 - Google Patents

Abstract

在波长选择滤光器中，第1高折射率部的厚度设为T1，第2高折射率部的厚度设为T2，高折射率层的材料的折射率设为n1，凹凸构造层的材料的折射率设为n2，埋设层的材料的折射率设为n3，第1高折射率部的面积比率设为R1，第2高折射率部的面积比率设为R2。n1>n2、n1>n3且R1+R2>1，T1×{n1×R1+n2×(1‑R1)}的值为第1参数，T2×{n1×R2+n3×(1‑R2)}的值为第2参数，第2参数相对于第1参数之比大于或等于0.7且小于或等于1.3。

Description

波长选择滤光器、波长选择滤光器的制造方法及显示装置

技术领域

本公开涉及波长选择滤光器、波长选择滤光器的制造方法及显示装置。

背景技术

作为利用因物体的微细构造引起的光学现象而筛选光的滤光器，提出了利用导模共振现象的波长选择滤光器。该波长选择滤光器具有小于光的波长的周期性的衍射格栅即亚波长格栅。如果光入射至该亚波长格栅，则向射出了入射光的空间的衍射光的射出得到抑制，另一方面，由于亚波长格栅所处的区域与周围之间的折射率差等，特定的波长区域的光一边多重反射一边传播而引起共振，作为反射光而强烈地射出。

例如，专利文献1中记载的彩色滤光器具有在基板上配置有构成亚波长格栅的多个凸部的构造。然而，在这种构造中，为了提高取出的光的强度，即，为了获得波长选择性优异的反射光，如专利文献1记载的那样，优选由合成石英形成基板、且由硅形成凸部，由此将基板与凸部之间的折射率差确保得较大且减小光的多重反射的损失。因此，需要利用在由合成石英构成的基板上形成有单晶Si的SOQ(Silicon on Quartz)基板，因此产生制造成本的增大。

与此相对，专利文献2中记载的波长选择元件在基板与构成亚波长格栅的凸部之间具有由折射率高于构成基板的材料的材料构成的导波层。根据这种构造，即使在凸部及导波层由树脂形成的情况下，也使多重反射的光在导波层内传播而提高反射光的波长选择性。另外，作为由树脂形成凸部及导波层的方法，可以利用纳米压印法，因此能够降低材料费且简便地制造，还能够削减制造成本。

专利文献1：日本特许第5023324号说明书

专利文献2：日本特开2009-25558号公报

专利文献3：日本特开2018-160646号公报

发明内容

然而，在专利文献2的构造中，导波层的光的传播模式主要取决于导波层的厚度及光的波长，因此为了使期望的波长区域的光在导波层内多重反射而引起共振，需要精密地控制导波层的膜厚。在微细的周期性的凸部的基础上形成精密的膜厚的导波层会导致制造波长选择滤光器时的负荷的增大。例如，在利用纳米压印法形成凸部及导波层的情况下，在涂敷于基材上的树脂材料中，为了形成凸部而按压于树脂材料的凹版与基材之间夹持的残膜部分变为导波层，因此难以进行导波层的膜厚的精密控制。因此，关于利用导模共振现象的波长选择滤光器，用于提高波长选择性的构造尚存改善的余地。

另外，例如，如专利文献3记载的那样，已知具有发出蓝色光的发光元件、以及将蓝色光变换为除了蓝色以外的光的变换元件的显示装置。红色用的变换元件具有将蓝色光变换为红色光的量子点，将发光元件发出的光变换为红色。绿色用的变换元件具有将蓝色光变换为绿色光的量子点，将发光元件发出的光变换为绿色。显示装置利用发光元件发出的蓝色光、红色用的变换元件释放的红色光、以及绿色用的变换元件释放的绿色光，对彩色图像进行显示。

但是，变换元件释放的光在变换后的红色光、或者变换后的绿色光的基础上，还至少包含未变换而透射的蓝色光。从红色用的变换元件泄漏的蓝色光、以及从绿色的变换元件泄漏的蓝色光会使得显示装置显示的图像带有与原来的色调不同的色调。

本公开的第1目的在于提供能够提高取出的光的强度的波长选择滤光器、以及波长选择滤光器的制造方法。

本公开的第2目的在于能够抑制显示的图像的混色的显示装置。

解决上述第1目的的波长选择滤光器具有：凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，该凹凸构造由多个作为凸部或凹部的凹凸要素构成，多个所述凹凸要素以亚波长周期相互分离且以二维格栅状排列；高折射率层，其位于所述凹凸构造上而具有追随该凹凸构造的表面形状，且包含位于所述凹凸构造的底部的第1高折射率部以及位于所述凹凸构造的顶部的第2高折射率部；以及埋设层，其将所述高折射率层的表面的凹凸填埋，在将所述第1高折射率部的厚度设为T1、将所述第2高折射率部的厚度设为T2、将所述高折射率层的材料的折射率设为n1、将所述凹凸构造层的材料的折射率设为n2、将所述埋设层的材料的折射率设为n3、将在包含所述第1高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第1高折射率部占据的面积比率设为R1、将在包含所述第2高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第2高折射率部占据的面积比率设为R2时，n1>n2、n1>n3且R1+R2>1，T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}的值为第1参数，T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}的值为第2参数，所述第2参数相对于所述第1参数之比大于或等于0.7且小于或等于1.3。

根据上述结构，在沿着与厚度方向正交的剖面的格栅区域且包含第1高折射率部在内的格栅区域和包含第2高折射率部在内的格栅区域中，因导模共振现象引起共振的光的波长区域彼此接近。因此，能够作为反射光而获得在2个格栅区域分别增强的接近的波长区域的光，因此与仅具有1个格栅区域的波长选择滤光器相比，能够提高作为反射光而取出的光的强度。

解决上述第1目的的波长选择滤光器的制造方法包含如下工序：通过在由第1低折射率材料构成的层的表面形成以亚波长周期相互分离且以二维格栅状排列的多个作为凸部或凹部的凹凸要素，而形成凹凸构造层；利用具有高于所述第1低折射率材料的折射率的高折射率材料，沿着所述凹凸构造层的表面形成高折射率层，该高折射率层包含位于该凹凸构造层具有的凹凸构造的底部的第1高折射率部以及位于所述凹凸构造的顶部的第2高折射率部；以及利用具有低于所述高折射率材料的折射率的第2低折射率材料将所述高折射率层的表面的凹凸填埋而形成埋设层，在将所述第1高折射率部的厚度设为T1、将所述第2高折射率部的厚度设为T2、将所述高折射率层的材料的折射率设为n1、将所述第1低折射率材料的折射率设为n2、将所述第2低折射率材料的折射率设为n3、将在包含所述第1高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第1高折射率部占据的面积比率设为R1、将在包含所述第2高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第2高折射率部占据的面积比率设为R2时，以如下方式形成各层，即，n1>n2、n1>n3且R1+R2>1，T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}的值为第1参数，T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}的值为第2参数，所述第2参数相对于所述第1参数之比大于或等于0.7且小于或等于1.3。

根据上述制法，能够制造无需与格栅区域接触的层的精密的膜厚的控制而能够提高作为反射光取出的光的强度的波长选择滤光器。因此，能够容易地制造这种波长选择滤光器。

解决上述第2目的的显示装置具有：发光部，其发出第1波长的光；波长变换部，其位于所述发光部上，将所述第1波长的光用于激发光而释放比所述第1波长更长的第2波长的光；以及波长选择部，其位于所述波长变换部上，所述波长选择部的所述第1波长的光的反射率大于或等于70％且所述第2波长的光的透射率大于或等于70％。

根据上述结构，即使在波长变换部释放的第2波长的光、和发光部发出的第1波长的光在波长变换部上混合的情况下，位于波长变换部上的波长选择部也对第1波长的光进行反射。其结果，能够抑制在波长变换部上向显示装置的表面侧射出的光中混入第1波长的光，因此能够抑制利用了通过波长选择部射出的光的图像的混色。

发明的效果

根据本公开，在波长选择滤光器中能够提高取出的光的强度。

根据本公开，能够抑制在显示装置中显示的图像的混色。

附图说明

图1是表示第1实施方式的波长选择滤光器的剖面构造的图。

图2A是与波长选择滤光器的剖面构造一起表示第1实施方式的波长选择滤光器的第1格栅区域的剖面构造的图。

图2B是与波长选择滤光器的剖面构造一起表示第1实施方式的波长选择滤光器的第2格栅区域的剖面构造的图。

图3是与波长选择滤光器的剖面构造一起表示第1实施方式的波长选择滤光器的中间区域的剖面构造的图。

图4是关于第1实施方式的波长选择滤光器的制造方法而表示凹凸构造层的形成工序的图。

图5是关于第1实施方式的波长选择滤光器的制造方法而表示高折射率层的形成工序的图。

图6是关于第1实施方式的波长选择滤光器的制造方法而表示埋设层的形成工序的图。

图7是表示第1实施方式的波长选择滤光器的变形例的剖面构造的图。

图8是表示第1实施方式的波长选择滤光器的应用例即波长选择设备的作用的图。

图9是表示第1实施方式的波长选择滤光器的应用例即显示体的平面构造的图。

图10是表示第1实施方式的波长选择滤光器的应用例即显示体的作用的图。

图11是表示第1实施方式的波长选择滤光器的应用例即彩色滤光器的平面构造的图。

图12是表示第1实施方式的波长选择滤光器的应用例即彩色滤光器的作用的图。

图13是表示第2实施方式的波长选择滤光器的剖面构造的一个例子的图。

图14是表示第2实施方式的波长选择滤光器的剖面构造的一个例子的图。

图15是关于第2实施方式的波长选择滤光器的制造方法而表示凹凸构造体相对的状态的图。

图16是关于第2实施方式的波长选择滤光器的制造方法而表示埋设层的形成工序的图。

图17是表示第3实施方式的显示装置的层结构的图。

图18是表示第3实施方式的显示装置的光学作用的图。

图19是与格栅区域的剖面构造一起表示第3实施方式的波长选择滤光器的其他例子的剖面构造的图。

图20是表示第3实施方式的波长选择滤光器的其他例子的剖面构造的图。

具体实施方式

(第1实施方式)

参照图1～图12对第1实施方式进行说明。第1实施方式是波长选择滤光器、以及波长选择滤光器的制造方法的实施方式。波长选择滤光器具有通过反射或透射而从入射至波长选择滤光器的光中取出特定的波长区域的光的功能。波长选择滤光器的选择对象的波长区域并不特别限定，例如，波长选择滤光器从人的肉眼能够目视确认的光、即可见区域的光中取出特定的波长区域的光。下面，可见区域的光的波长大于或等于400nm且小于或等于800nm。

[波长选择滤光器的整体结构]

如图1所示，波长选择滤光器10具有基材11、第1低折射率区域12、第1格栅区域13、中间区域14、第2格栅区域15以及第2低折射率区域16。第1低折射率区域12、第1格栅区域13、中间区域14、第2格栅区域15以及第2低折射率区域16分别以层状扩展并从接近基材11的位置起按照顺序排列。各区域排列的方向为第1方向，第1方向即各区域以及波长选择滤光器10的厚度方向。另外，第2低折射率区域16相对于基材11所处一侧为波长选择滤光器10的表面侧，基材11相对于第2低折射率区域16所处一侧为波长选择滤光器10的背面侧。

基材11具有板状，基材11所具有的面中的位于波长选择滤光器10的表面侧的面为基材11的表面。在波长选择滤光器10的选择对象为可见区域的光的情况下，作为基材11，例如，使用合成石英基板、由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯等树脂构成的薄膜。

第1低折射率区域12与基材11的表面接触，沿着基材11的表面而扩展。第1格栅区域13具有第1高折射率部13a以及第1低折射率部13b。从与基材11的表面相对的方向观察，即，从沿着第1方向的方向观察，多个第1低折射率部13b配置为二维格栅状，第1高折射率部13a将多个第1低折射率部13b之间填埋。

中间区域14具有侧部高折射率部14a、独立低折射率部14b以及外周低折射率部14c。从沿着第1方向的方向观察，多个独立低折射率部14b配置为二维格栅状，侧部高折射率部14a将各独立低折射率部14b的周围包围。而且，外周低折射率部14c将多个侧部高折射率部14a之间填埋。独立低折射率部14b位于第1低折射率部13b上。侧部高折射率部14a位于第1高折射率部13a的宽度方向的端部上，外周低折射率部14c位于第1高折射率部13a的宽度方向的中央部上。

第2格栅区域15具有第2高折射率部15a以及第2低折射率部15b。从沿着第1方向的方向观察，多个第2高折射率部15a配置为二维格栅状，第2低折射率部15b将多个第2高折射率部15a之间填埋。第2高折射率部15a位于独立低折射率部14b上以及侧部高折射率部14a上，第2低折射率部15b位于外周低折射率部14c上。

第2低折射率区域16在相对于第2格栅区域15与中间区域14的相反侧将第2格栅区域15覆盖。

在构成波长选择滤光器10的上述各区域中，沿第1方向彼此相邻的区域在其一部分处彼此相连续。具体而言，第1低折射率区域12和第1低折射率部13b彼此相连续，并且，第1低折射率部13b和独立低折射率部14b彼此相连续，上述部位由彼此相同的材料构成。另外，第1高折射率部13a和侧部高折射率部14a彼此相连续，并且，侧部高折射率部14a和第2高折射率部15a彼此相连续，上述部位由彼此相同的材料构成。另外，外周低折射率部14c和第2低折射率部15b彼此相连续，并且，第2低折射率部15b和第2低折射率区域16彼此相连续，上述部位由彼此相同的材料构成。

即，波长选择滤光器10还可以作为如下构造体，即，具有：基材11；凹凸构造层17，其位于基材11上，在表面具有配置为二维格栅状的多个凸部17a所构成的凹凸构造；高折射率层18，其沿着凹凸构造层17的表面而配置，具有追随上述凹凸构造的表面形状；以及埋设层19，其将高折射率层18的表面的凹凸填埋。

凹凸构造层17由第1低折射率区域12、第1低折射率部13b以及独立低折射率部14b构成，凸部17a由第1低折射率部13b以及独立低折射率部14b构成。

高折射率层18由第1高折射率部13a、侧部高折射率部14a以及第2高折射率部15a构成。第1高折射率部13a位于多个凸部17a之间、即凹凸构造的底部。侧部高折射率部14a与凸部17a的侧面接触，从沿着第1方向的方向观察，以将彼此相邻的第1高折射率部13a与第2高折射率部15a的端部之间连结的方式沿中间区域14的厚度方向延伸。第2高折射率部15a将凸部17a的顶面覆盖，即，位于凹凸构造的顶部。

埋设层19由外周低折射率部14c、第2低折射率部15b以及第2低折射率区域16构成，具有外周低折射率部14c以及第2低折射率部15b从第2低折射率区域16朝向基材11凸出的形状。

高折射率层18的材料的折射率大于凹凸构造层17以及埋设层19各自的材料的折射率。即，第1高折射率部13a、侧部高折射率部14a、第2高折射率部15a各自的折射率大于第1低折射率区域12、第1低折射率部13b、独立低折射率部14b、外周低折射率部14c、第2低折射率部15b、第2低折射率区域16各自的折射率。凹凸构造层17和埋设层19可以由相同的材料构成，也可以由互不相同的材料构成。

在波长选择滤光器10的选择对象是可见区域的光的情况下，作为构成凹凸构造层17以及埋设层19的低折射率材料，可以使用合成石英等无机物、紫外线固化性树脂、热塑性树脂、热固化性树脂等树脂材料。在该情况下，作为构成高折射率层18的高折射率材料，可以使用TiO₂(氧化钛)、Nb₂O₅(氧化铌)、Ta₂O₅(五氧化二钽)、ZrO(氧化锆)、ZnS(硫化锌)、ITO(氧化铟锡)、AlN(氮化铝)等无机化合物材料。

[波长选择滤光器的作用]

第1格栅区域13的格栅构造的周期、即第1低折射率部13b的排列周期为第1周期P1，第1周期P1小于可见区域的光的波长。同样地，第2格栅区域15的格栅构造的周期、即第2高折射率部15a的排列周期为第2周期P2，第2周期P2小于可见区域的光的波长。即，第1周期P1以及第2周期P2为亚波长周期，第1格栅区域13以及第2格栅区域15分别包含亚波长格栅。

在波长选择滤光器10中，每个区域的平均折射率与各区域的高折射率部和低折射率部的体积比率相应地，近似于将高折射率部的折射率和低折射率部的折射率平均化后的值。与第1格栅区域13的第1高折射率部13a的比例、以及第2格栅区域15的第2高折射率部15a的比例的各比例相比，中间区域14的侧部高折射率部14a的比例更小。因此，中间区域14的平均折射率小于第1格栅区域13的平均折射率、以及第2格栅区域15的平均折射率的各平均折射率。即，波长选择滤光器10具有分别位于第1格栅区域13以及第2格栅区域15的亚波长格栅埋设于低折射率的区域的构造。

如果光从上述波长选择滤光器10的表面侧入射至波长选择滤光器10，则第2格栅区域15的亚波长格栅埋设于低折射率的区域，因此在第2格栅区域15中衍射光向表面侧的射出得到抑制，产生导模共振现象。即，特定的波长区域的光在第2格栅区域15多重反射且传播而引起共振，该特定的波长区域的光作为反射光而向波长选择滤光器10的表面侧射出。

从第2格栅区域15透射、并且从中间区域14透射的光进入第1格栅区域13。如果光入射至第1格栅区域13，则第1格栅区域13的亚波长格栅埋设于低折射率的区域，因此即使在第1格栅区域13也产生导模共振现象。即，特定的波长区域的光在第1格栅区域13多重反射且传播而引起共振，该特定的波长区域的光作为反射光而向波长选择滤光器10的表面侧射出。

从第1格栅区域13透射的光从第1低折射率区域12以及基材11透射，向波长选择滤光器10的背面侧射出。

其结果，在第2格栅区域15增强的波长区域的光、以及在第1格栅区域13增强的波长区域的光向波长选择滤光器10的表面侧射出。而且，在朝向波长选择滤光器10的入射光包含的波长区域中，除了作为上述反射光射出的波长区域以外的波长区域的光，作为透射光而向波长选择滤光器10的背面侧射出。

此外，在光从波长选择滤光器10的背面侧入射至波长选择滤光器10的情况下，在第2格栅区域15增强的波长区域的反射光、以及在第1格栅区域13增强的波长区域的反射光向波长选择滤光器10的背面侧射出。而且，在入射光包含的波长区域中，除了作为上述反射光射出的波长区域以外的波长区域的光，作为透射光而向波长选择滤光器10的表面侧射出。

[波长选择滤光器的详细结构]

关于上述波长选择滤光器10，对用于提高波长选择性、即用于提高反射光的特定范围的波长区域的强度的结构进行说明。

关于波长选择滤光器10，如果在第1格栅区域13引起共振的光的波长区域、以及在第2格栅区域15引起共振的光的波长区域一致，则从波长选择滤光器10作为反射光而射出的波长区域的光的强度增大，反射光的波长选择性得到提高。

例如，在特定的波长区域的光在第2格栅区域15引起共振时，在第2格栅区域15和中间区域14的折射率之差较小等情况下，上述特定的波长区域的光的一部分在第2格栅区域15内的每次反射时向中间区域14泄漏。即使在这种情况下，如果在第1格栅区域13和第2格栅区域15引起共振的光的波长区域一致，则向中间区域14泄漏的上述特定的波长区域的光进入第1格栅区域13而引起共振，并作为反射光而射出。因此，与仅具有1个格栅区域的波长选择滤光器相比，从波长选择滤光器10作为反射光而射出的上述特定的波长区域的光的强度增大，反射光的波长选择性得到提高。

为了使在第1格栅区域13和第2格栅区域15引起共振的光的波长区域一致，在第1格栅区域13及第2格栅区域15中，只要使作为对平均折射率和膜厚相乘所得的值而表示的参数即光学膜厚一致即可。即，在第1格栅区域13及第2格栅区域15中，光学膜厚越接近，引起共振的光的波长区域越接近，反射光的波长选择性越得到提高。本申请的发明人通过模拟而发现了能够获得关于反射光的良好的波长选择性的第1格栅区域13和第2格栅区域15的光学膜厚之比的范围。下面，对该内容详细进行说明。

图2A是与波长选择滤光器10的剖面一起表示第1格栅区域13的与第1方向正交的剖面的图，图2B是与波长选择滤光器10的剖面一起表示第2格栅区域15的与第1方向正交的剖面的图。第2方向及第3方向是指沿着基材11的表面的方向，第2方向及第3方向分别与第1方向正交。第2方向与第3方向彼此正交。

如图2A所示，在第1格栅区域13中，多个第1低折射率部13b配置为二维格栅状。二维格栅的种类并不特别限定，只要第1低折射率部13b位于沿互不相同的方向延伸的2个平行线组交叉而构成的格栅的格栅点即可。例如，第1低折射率部13b构成的二维格栅可以为正方形格栅，也可以为六边形格栅。第1格栅区域13的格栅构造的周期即第1周期P1在二维格栅延伸的各方向上一致。

从沿着第1方向的方向观察，第1低折射率部13b的形状并不特别限定，例如如果第1低折射率部13b为正方形，则容易进行规定第1格栅区域13的平均折射率的体积比率的设定。

第1高折射率部13a相对于整个第1格栅区域13的体积比率，与从沿着第1方向的方向观察的俯视时的、第1高折射率部13a相对于整个第1格栅区域13的面积比率相等。换言之，该面积比率为在包含第1高折射率部13a在内与其厚度方向正交的剖面中第1高折射率部13a占据的面积比率。在第1高折射率部13a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用第1高折射率部13a的面积最大的剖面中的第1高折射率部13a的面积比率。

在第1高折射率部13a的上述面积比率设为R1时，上述剖面的第1低折射率部13b的面积比率由1-R1表示。

在高折射率层18的材料的折射率设为n1、且凹凸构造层17的材料的折射率设为n2时(n1>n2)，第1格栅区域13的平均折射率NA1由下述式(1)表示。

NA1＝n1×R1+n2×(1-R1)…(1)

而且，利用第1格栅区域13的平均折射率NA1以及厚度T1并通过下述式(2)而表示第1格栅区域13的光学膜厚OT1(第1参数)。

OT1＝T1×NA1＝T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}…(2)

如图2B所示，在第2格栅区域15中，多个第2高折射率部15a配置为与第1格栅区域13一致的二维格栅状。第2格栅区域15的格栅构造的周期即第2周期P2与第1格栅区域13的第1周期P1一致。

但是，从沿着第1方向的方向观察，在第2格栅区域15中分散的第2高折射率部15a大于第1格栅区域13中分散的第1低折射率部13b。换言之，在第2方向以及第3方向的各方向上，第2高折射率部15a的宽度大于第1低折射率部13b的宽度。因此，第2低折射率部15b的宽度小于第1高折射率部13a的宽度。从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a具有基于第1低折射率部13b的形状的形状。

第2高折射率部15a相对于整个第2格栅区域15的体积比率与从沿着第1方向的方向观察的俯视时的、第2高折射率部15a相对于整个第2格栅区域15的面积比率相等。换言之，该面积比率为包含第2高折射率部15a在内与其厚度方向正交的剖面中第2高折射率部15a占据的面积比率。在第2高折射率部15a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用第2高折射率部15a的面积最大的剖面中的第2高折射率部15a的面积比率。

在第2高折射率部15a的上述面积比率设为R2时，上述剖面中的第2低折射率部15b的面积比率由1-R2表示。

在高折射率层18的材料的折射率设为n1、埋设层19的材料的折射率设为n3时(n1>n3)，第2格栅区域15的平均折射率NA2由下述式(3)表示。

NA2＝n1×R2+n3×(1-R2)…(3)

而且，利用第2格栅区域15的平均折射率NA2以及厚度T2并通过下述式(4)表示第2格栅区域15的光学膜厚OT2(第2参数)。

OT2＝T2×NA2＝T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}…(4)

如果第2格栅区域15的光学膜厚OT2相对于第1格栅区域13的光学膜厚OT1之比(OT2/OT1)大于或等于0.7且小于或等于1.3，则确认到在波长选择滤光器10中能够获得关于反射光的良好的波长选择性。

特别是在第1格栅区域13的厚度T1与第2格栅区域15的厚度T2相等、且凹凸构造层17的材料的折射率n2与埋设层19的材料的折射率n3相等的情况下，如果第1高折射率部13a的面积比率R1和第2高折射率部15a的面积比率R2相等，则光学膜厚OT1和光学膜厚OT2一致，因此为优选。

如上所述，从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a大于第1低折射率部13b。因此，在本实施方式中，为了使第1高折射率部13a的面积比率R1和第2高折射率部15a的面积比率R2接近，在第1格栅区域13中使第1低折射率部13b的面积比率小于第1高折射率部13a的面积比率，在第2格栅区域15中使第2高折射率部15a的面积比率大于第2低折射率部15b的面积比率。因此，第1高折射率部13a的面积比率R1以及第2高折射率部15a的面积比率R2分别大于0.5，R1+R2大于1。

面积比率R1、R2大于0.5，从而与面积比率R1、R2小于或等于0.5的方式相比，各格栅区域13、15的平均折射率升高，因此各格栅区域13、15的平均折射率与该区域中相邻的各区域12、14、16的平均折射率之差增大。其结果，在各格栅区域13、15产生的多重反射的损失减小，因此从格栅区域13、15射出的反射光的强度得到提高。

图3是与波长选择滤光器10的剖面一起表示中间区域14的与第1方向正交的剖面的图。如图3所示，在中间区域14，多个独立低折射率部14b配置为与第1格栅区域13一致的二维格栅状。中间区域14中的独立低折射率部14b的排列周期即第3周期P3与第1格栅区域13的第1周期P1一致。从沿着第1方向的方向观察，独立低折射率部14b的大小与第1低折射率部13b一致。侧部高折射率部14a针对独立低折射率部14b将其1个1个地包围，外周低折射率部14c将彼此相邻的侧部高折射率部14a之间填埋。

这里，优选从沿着第1方向的方向观察的俯视时的、侧部高折射率部14a相对于整个中间区域14的面积比率，小于或等于第2高折射率部15a的上述面积比率与第1低折射率部13b的上述面积比率之差。即，在上述侧部高折射率部14a的面积比率设为R3时，优选R3满足下述式(5)。此外，换言之，侧部高折射率部14a的面积比率为包含侧部高折射率部14a在内与其厚度方向正交的剖面中侧部高折射率部14a占据的面积比率。在侧部高折射率部14a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用侧部高折射率部14a的面积最大的剖面中的侧部高折射率部14a的面积比率。

R3≤R2-(1-R1)＝R1+R2-1…(5)

在满足上述式(5)时，从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a扩展至独立低折射率部14b以及侧部高折射率部14a的外侧。详细而言，从沿着第1方向的方向观察，在第2高折射率部15a所处的区域与独立低折射率部14b以及侧部高折射率部14a所处的区域一致时，侧部高折射率部14a的上述面积比率R3与右边一致，变为R1+R2-1。而且，从沿着第1方向的方向观察，在第2高折射率部15a所处的区域大于独立低折射率部14b以及侧部高折射率部14a所处的区域时，换言之，在侧部高折射率部14a位于比第2高折射率部15a的外缘更靠内侧的区域时，上述面积比率R3小于R1+R2-1。

如上所述，为了提高因导模共振现象从各格栅区域13、15射出的反射光的强度，优选各格栅区域13、15的平均折射率与隔着该格栅区域13、15的各区域12、14、16的平均折射率之差较大。因此，中间区域14的平均折射率越小越好，即，侧部高折射率部14a的面积比率越小越好。如果满足上述式(5)，则侧部高折射率部14a的宽度被抑制为未比第2高折射率部15a更向外侧扩展的程度，因此侧部高折射率部14a的面积比率未变得过大。因此，来自各格栅区域13、15的反射光的强度良好。

为了提高上述反射光的强度，优选第1格栅区域13的平均折射率与第1低折射率区域12以及中间区域14各自的平均折射率之差都大于0.1。同样地，优选第2格栅区域15的平均折射率与中间区域14以及第2低折射率区域16各自的平均折射率之差都大于0.1。

此外，在本实施方式中，构成亚波长格栅的要素以二维格栅状排列，例如，即使是构成亚波长格栅的要素在第2方向或者第3方向上以带状延伸的方式，也能够产生导模共振现象。然而，在上述要素沿1个方向延伸的情况下，在具有该要素的格栅区域，只有向取决于该要素的排列方向的特定方向偏振的光进行多重反射而引起共振，并作为反射光而射出。与此相对，如果是如本实施方式这样上述要素以二维格栅状排列的方式，则能够使得向互不相同的方向偏振的光分别共振。因此，对包含朝向各种方向的偏振成分在内的入射光有效地射出反射光，因此反射光的强度进一步提高。

特别地，如果是上述要素以六边形格栅状排列的方式，则与上述要素以正方形格栅状排列的方式相比，能够在格栅区域共振的偏振的方向增多，因此针对包含朝向各种方向的偏振成分在内的入射光能够更有效地射出反射光。

[波长选择滤光器的制造方法]

参照图4～图6对波长选择滤光器10的制造方法进行说明。

如图4所示，首先，在基材11的表面形成由低折射率材料构成的层，在该层的表面形成凹凸构造，由此形成凹凸构造层17。凹凸构造层17具有：沿基材11扩展的平坦部17c；以及从平坦部17c凸出的多个凸部17a，并且具有位于凸部17a之间的部分即多个凹部17b。多个凸部17a彼此分离，凹部17b构成连续的1个凹部。

对于凹凸构造的形成，使用纳米压印法、干蚀刻法等公知的微细加工技术。其中，纳米压印法也能够简便地形成微细的凸部17a以及凹部17b，因此为优选。

例如，作为低折射率材料而使用紫外线固化性树脂，在通过光纳米压印法而形成凹凸构造层17的情况下，首先，在基材11的表面涂敷紫外线固化性树脂。接下来，将形成对象的具有由凸部17a以及凹部17b构成的凹凸翻转后的凹凸的凹版即合成石英模具按压于由该紫外线固化性树脂构成的涂敷层的表面，对涂敷层以及凹版照射紫外线。接下来，使固化的紫外线固化性树脂从凹版脱离。由此，凹版具有的凹凸转印于紫外线固化性树脂而形成凸部17a以及凹部17b，并且在凸部17a以及凹部17b与基材11之间作为由紫外线固化性树脂构成的残膜而形成平坦部17c。

接下来，如图5所示，在凹凸构造层17的表面形成由高折射率材料构成的高折射率层18。作为高折射率层18的形成方法，使用真空蒸镀法、溅射法等公知的成膜技术。高折射率层18的厚度小于凸部17a的高度，根据期望的厚度T1及厚度T2而设定。

在利用包含真空蒸镀法、溅射法在内的物理气相生长法而形成高折射率层18的情况下，在凹凸构造层17的凸部17a上以比凸部17a更扩展的方式形成膜。即，形成为第2高折射率部15a的宽度大于作为凸部17a的第1低折射率部13b以及独立低折射率部14b的宽度。因此，在采用物理气相生长法的情况下，即使将凹凸构造层17的表面的凸部17a和凹部17b的面积比率设定为1比1，也会在第1高折射率部13a的面积比率与第2高折射率部15a的面积比率之间产生波动。

另外，如果在成膜中第2高折射率部15a的宽度扩大，则蒸镀材料的颗粒难以附着于凹部17b上，因此有时在第1高折射率部13a的厚度T1与第2高折射率部15a的厚度T2之间会产生波动。

优选以补偿因这样的第2高折射率部15a的宽度的扩大引起的面积比率、厚度的波动、且使得光学膜厚OT2相对于上述光学膜厚OT1之比大于或等于0.7且小于或等于1.3的方式，设定凸部17a及凹部17b的面积比率。如果如本实施方式这样是凸部17a以二维格栅状排列的方式，则关于凸部17a的大小、配置的自由度较高，因此容易进行凸部17a和凹部17b的面积比率的设定时的细致调整。

另外，在利用物理气相生长法形成高折射率层18的情况下，在凹凸构造层17的凸部17a的侧面也附着有高折射率材料的情况较多，难以避免侧部高折射率部14a的形成。因此，如上所述，以满足上述式(5)的方式对侧部高折射率部14a的宽度进行控制，从而虽然采用形成侧部高折射率部14a的制造方法，也能够获得来自各格栅区域13、15的反射光的良好的强度。

可以根据成膜方法、成膜的条件而对侧部高折射率部14a的宽度进行控制。例如，在真空蒸镀法和溅射法中，关于颗粒的飞来方向的角度依赖性不同，因此能够根据使用何种方法而改变侧部高折射率部14a的宽度。另外，可以在形成高折射率层18之后进行蚀刻而缩小侧部高折射率部14a的宽度。

接下来，如图6所示，以将由凹凸构造层17及高折射率层18构成的构造体的表面覆盖的方式，形成由低折射率材料构成的埋设层19，针对高折射率层18的表面的凹凸而填埋至第2高折射率部15a上。

作为埋设层19的形成方法，使用各种涂敷法等公知的成膜技术。例如，在作为低折射率材料而使用紫外线固化性树脂的情况下，首先，将紫外线固化性树脂涂敷于高折射率层18的表面。接下来，将由使得紫外线透射的材料构成的平板按压于由该紫外线固化性树脂构成的涂敷层的表面，对涂敷层照射紫外线。接下来，使固化的紫外线固化性树脂从平板脱离。

如上所述，关于波长选择滤光器10，射出在第1格栅区域13增强的波长区域的光、以及在第2格栅区域15增强的波长区域的光而使得获得的反射光的强度增大。因此，无需对与第1格栅区域13、第2格栅区域15接触的层的精密的膜厚的控制，具体而言，在利用纳米压印法形成波长选择滤光器10的情况下，无需残膜的膜厚的精密的控制，能够制造提高了波长选择性的波长选择滤光器10。因此，容易制造波长选择滤光器10。

另外，能够通过光纳米压印法和真空蒸镀法等组合的制造方法而形成波长选择滤光器10，因此适合于基于辊对辊法的制造。因此，波长选择滤光器10的构造还适合于大量生产。

此外，在上述制造方法中，可以利用热固化性树脂、热塑性树脂取代紫外线固化性树脂，并通过纳米压印法而形成凹凸构造层17。在利用热固化性树脂的情况下，只要将紫外线的照射变更为加热即可，在利用热塑性树脂的情况下，只要将紫外线的照射变更为加热及冷却即可。

但是，在利用热塑性树脂形成了凹凸构造层17的情况下，在形成埋设层19时，为了抑制凹凸构造层17被加热而变形，优选利用与热塑性树脂不同的材料而形成埋设层19。例如，可以由热塑性树脂形成凹凸构造层17、且由紫外线固化性树脂形成埋设层19。

另外，如图7所示，波长选择滤光器10可以不具有基材11。在该情况下，通过在由低折射率材料构成的基材的表面形成凹凸构造而形成凹凸构造层17。例如，可以利用由热塑性树脂构成的片材，在该片材的表面形成凹凸构造，也可以利用由合成石英构成的基板，在该基板的表面形成凹凸构造。对于凹凸构造在合成石英基板的形成，只要利用干蚀刻法等公知技术即可。

[波长选择滤光器的应用例]

对上述波长选择滤光器10的具体的应用例进行说明。

<波长选择设备>

波长选择滤光器10的第1应用例是将波长选择滤光器10用于波长选择设备的方式。如图8所示，在波长选择设备50接收到包含多种波长的光在内的入射光I1时，对特定的波长区域的光I2进行反射，使得除了该特定的波长区域的光以外的波长区域的光I3透射。将波长选择滤光器10的结构应用于波长选择设备50，例如配置为使得光从波长选择滤光器10的表面侧入射。可以根据第1格栅区域13以及第2格栅区域15具有的亚波长格栅的周期以及厚度的设定而调整光I2以及光I3的波长区域。

可以在利用作为反射光的光I2的方式中使用波长选择设备50，也可以在利用作为透射光的光I3的方式中使用波长选择设备50，还可以在利用光I2和光I3这两者的方式中使用波长选择设备50。例如，波长选择设备50用作需要颜色分解的装置、构成照明等的部件。

如上所述，根据第1实施方式的波长选择滤光器10，波长选择性得到提高，因此通过应用波长选择滤光器10的结构而能够实现提高了波长选择性的波长选择设备50。

<显示体>

波长选择滤光器10的第2应用例是将波长选择滤光器10用于显示体的方式。可以以提高物品伪造的难度的目的而使用显示体，也可以以提高物品的外观美观性的目的而使用显示体，还可以兼顾上述目的而使用显示体。作为提高物品伪造的难度的目的，显示体例如粘贴于护照、驾驶证等认证文件、商品券、支票等有价证券类、信用卡、现金卡等卡片类、纸币等。另外，作为提高物品的外观美观性的目的，显示体例如安装于随身携带的装饰品、使用者携带的物品、家具、家电等这样固定放置的物品、墙壁、门等构造物等。

如图9所示，显示体60具有表面60F、以及表面60F的相反侧的面即背面60R，从与表面60F相对的方向观察，显示体60包含第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C。第1显示区域61A是配置有多个第1像素62A的区域，第2显示区域61B是配置有多个第2像素62B的区域，第3显示区域61C是配置有多个第3像素62C的区域。换言之，第1显示区域61A由多个第1像素62A的集合构成，第2显示区域61B由多个第2像素62B的集合构成，第3显示区域61C由多个第3像素62C的集合构成。

可以通过第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C的各单独区域或者上述区域的大于或等于2个的组合，对文字、记号、图形、花纹、图案、它们的背景等进行表现。作为一个例子，在图9所示的结构中，通过第1显示区域61A对圆形的图形进行表现，通过第2显示区域61B对三角形的图形进行表现，通过第3显示区域61C对背景进行表现。

针对第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C的各像素分别应用波长选择滤光器10的结构。第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C分别配置为使得第2方向及第3方向成为沿着显示体60的表面60F的方向。例如，上述像素62A、62B、62C配置于使得波长选择滤光器10的表面侧成为显示体60的表面侧的朝向。

在第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C中，因导模共振现象而引起共振的波长区域互不相同。引起各像素62A、62B、62C的共振的波长区域是通过针对像素62A、62B、62C的各像素进行第1格栅区域13以及第2格栅区域15具有的亚波长格栅的周期的调整等而设定为期望的波长区域的。因此，在接收到包含多种波长的光在内的入射光时，从第1像素62A射出的反射光的波长区域、从第2像素62B射出的反射光的波长区域以及从第3像素62C射出的反射光的波长区域互不相同。另外，在接收到上述入射光时，从第1像素62A射出的透射光的波长区域、从第2像素62B射出的透射光的波长区域、以及从第3像素62C射出的透射光的波长区域互不相同。

即，如图10所示，在从显示体60的外侧朝向显示体60的表面60F照射时入射光I1，反射光I4从第1像素62A向显示体60的表面侧射出，反射光I5从第2像素62B向显示体60的表面侧射出，反射光I6从第3像素62C向显示体60的表面侧射出。因此，如果从表面侧观察显示体60的表面60F，则在第1显示区域61A目视确认到与反射光I4的波长区域相应的色调的颜色，在第2显示区域61B目视确认到与反射光I5的波长区域相应的色调的颜色，在第3显示区域61C目视确认到与反射光I6的波长区域相应的色调的颜色。反射光I4的波长区域、反射光I5的波长区域以及反射光I6的波长区域互不相同，因此在第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C看到互不相同的色调的颜色。

其结果，在从显示体60的外侧朝向表面60F照射入射光I1的状态下，根据从显示体60的表面侧观察表面60F的表面反射观察，目视确认到由互不相同的颜色的第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C构成的图像。

另外，在从显示体60的外侧朝向显示体60的表面60F照射入射光I1时，透射光I7从第1像素62A向显示体60的背面侧射出，透射光I8从第2像素62B向显示体60的背面侧射出，透射光I9从第3像素62C向显示体60的背面侧射出。因此，如果从背面侧观察显示体60的背面60R，则在第1显示区域61A目视确认到与透射光I7的波长区域相应的色调的颜色，在第2显示区域61B目视确认到与透射光I8的波长区域相应的色调的颜色，在第3显示区域61C目视确认到与透射光I9的波长区域相应的色调的颜色。透射光I7的波长区域、透射光I8的波长区域以及透射光I9的波长区域互不相同，因此在第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C看到互不相同的色调的颜色。

其结果，在从显示体60的外侧朝向表面60F照射入射光I1的状态下，通过从显示体60的背面侧观察背面60R的背面透射观察，也能够目视确认到由互不相同的颜色的第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C构成的图像。

并且，反射光I4的波长区域和透射光I7的波长区域不同，因此在从表面侧观察显示体60时、以及从背面侧观察显示体60时，在第1显示区域61A目视确认到的颜色的色调不同。从背面侧看到的颜色是相当于从表面侧看到的颜色的互补色的颜色。同样地，在从表面侧观察显示体60时、以及从背面侧观察显示体60时，在第2显示区域61B目视确认到的颜色的色调不同，在第3显示区域61C目视确认到的颜色的色调也不同。

因此，在表面反射观察和背面透射观察中，在显示体60目视确认到互不相同的色彩的图像。因此，针对具有显示体60的物品而进一步提高了伪造的难度、外观美观性。另外，还容易进行显示体60的表面背面的识别。

而且，如上所述，根据第1实施方式的波长选择滤光器10，波长选择性得到提高，因此通过将波长选择滤光器10的结构应用于各像素62A、62B、62C，能够提高在各显示区域61A、61B、61C目视确认到的颜色的鲜艳度、亮度。因此，能够提高显示体60形成的图像的目视确认性。另外，在第1实施方式的波长选择滤光器10中，可以如树脂薄膜这种使用具有挠性的基材11，因此还能够实现形状的变形的自由度较高的显示体60。

在第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C之间，基材11、第1低折射率区域12、第1格栅区域13、中间区域14、第2格栅区域15以及第2低折射率区域16分别连续。即，第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C具有：共通的1个基材11；在上述像素间相互连续的凹凸构造层17；在上述像素间相互连续的高折射率层18；以及在上述像素间相互连续的埋设层19。

例如，利用纳米压印法并使用在与各像素62A、62B、62C对应的部分改变了凹凸的周期的合成石英模具，能够同时形成第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C各自的凹凸构造层17。另外，高折射率层18以及埋设层19也能够同时形成与各像素62A、62B、62C对应的部分。因此，能够容易地形成呈现出互不相同的颜色的像素62A、62B、62C。

此外，显示体60包含的显示区域的数量、即配置应用了波长选择滤光器10的结构的像素而呈现出互不相同的色调的颜色的显示区域的数量并不特别限定，显示区域的数量可以是1个，也可以大于或等于4个。另外，显示体60可以具有如下区域，即，具有与波长选择滤光器10的结构不同的结构，例如，具有在基材11仅层叠有由低折射率材料构成的平坦层的构造的区域等。

并且，显示区域中只要包含应用了波长选择滤光器10的结构的显示要素即可，显示要素并不局限于作为用于形成光栅图像的重复的最小单位的像素，也可以是将用于形成矢量图像的锚固元素连结的区域。

<彩色滤光器>

波长选择滤光器10的第3应用例是将波长选择滤光器10用于彩色滤光器的方式。

如图11所示，彩色滤光器70具有以阵列状排列的多个像素71，各像素71由红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B这3个副像素构成。

彩色滤光器70是反射型的彩色滤光器，且配备于显示装置。相对于彩色滤光器70，观察显示装置的显示面的观察者所处一侧为彩色滤光器70的表面侧，相对于彩色滤光器70与表面侧相反的侧为彩色滤光器70的背面侧。从表面侧向彩色滤光器70照射光。对彩色滤光器70照射的光的强度针对每个副像素构成为能够由液晶装置等进行变更。

红色用副像素71R将入射至红色用副像素71R的光变换为红色的光并对其进行反射。绿色用副像素71G将入射至绿色用副像素71G的光变换为绿色的光并对其进行反射。蓝色用副像素71B将入射至蓝色用副像素71B的光变换为蓝色的光并对其进行反射。

波长选择滤光器10的结构分别应用于红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B。红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B分别配置为使得第2方向及第3方向成为沿着彩色滤光器70的表面的方向。例如，上述副像素71R、71G、71B配置于使得波长选择滤光器10的表面侧成为彩色滤光器70的表面侧的朝向。

如图12所示，红色用副像素71R在从彩色滤光器70的表面侧接收到包含多种波长的光在内的入射光I1时，以向表面侧射出红色的反射光Ir的方式设定亚波长格栅的周期等。绿色用副像素71G在接收到入射光I1时以向表面侧射出绿色的反射光Ig的方式，设定亚波长格栅的周期等。蓝色用副像素71B在接收到入射光I1时以向表面侧射出蓝色的反射光Ib的方式，设定亚波长格栅的周期等。针对副像素71R、71G、71B的每个像素变更入射光的强度，由此变更作为像素71目视确认到的颜色，并由像素71的集合形成显示装置所显示的图像。

如上所述，根据第1实施方式的波长选择滤光器10，波长选择性得到提高，因此将波长选择滤光器10的结构应用于各副像素71R、71G、71B，能够提高各副像素71R、71G、71B的颜色的鲜艳度、亮度。

另外，与上述显示体60相同地，在红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B之间，基材11、第1低折射率区域12、第1格栅区域13、中间区域14、第2格栅区域15以及第2低折射率区域16分别相连续。即，红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B具有：共通的1个基材11；在上述副像素间相互连续的凹凸构造层17；在上述副像素间相互连续的高折射率层18；以及在上述副像素间相互连续的埋设层19。

例如，利用纳米压印法并使用在与各副像素71R、71G、71B对应的部分改变了凹凸的周期的合成石英模具，能够同时形成红色用副像素71R、绿色用副像素71G以及蓝色用副像素71B各自的凹凸构造层17。另外，高折射率层18以及埋设层19也能够同时形成与各副像素71R、71G、71B对应的部分。因此，能够容易地形成具有3种颜色的副像素71R、71G、71B的彩色滤光器70。

如上，根据第1实施方式，能够获得下面列举的效果。

(1)第2格栅区域15的光学膜厚OT2相对于第1格栅区域13的光学膜厚OT1之比大于或等于0.7且小于或等于1.3，从而作为反射光能够获得在2个格栅区域13、15分别增强的接近的波长区域的光。因此，与仅具有1个格栅区域的波长选择滤光器相比，作为反射光而取出的光的强度增大，波长选择性得到提高。

(2)关于中间区域14的侧部高折射率部14a的面积比率R3，满足R3≤R1+R2-1，从而将侧部高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此能抑制中间区域14的平均折射率变得过大。因此，良好地确保了各格栅区域13、15和与其相邻的区域之间的平均折射率之差，因此通过导模共振现象而获得的来自各格栅区域13、15的反射光的强度变得良好。

另外，从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a扩展至侧部高折射率部14a的外侧，从而侧部高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此与上述相同地，来自各格栅区域13、15的反射光的强度变得良好。

(3)在第1格栅区域13的厚度T1和第2格栅区域15的厚度T2相等、且凹凸构造层17的材料的折射率n2和埋设层19的材料的折射率n3相等的情况下，第1高折射率部13a的面积比率R1和第2高折射率部15a的面积比率R2相等，从而光学膜厚OT1和光学膜厚OT2一致，因此特别是波长选择性得到提高。

(4)通过如下工序形成上述波长选择滤光器10：形成由低折射率材料构成的凹凸构造层17的工序；在凹凸构造层17的表面形成高折射率层18的工序；以及在高折射率层18的表面形成由低折射率材料构成的埋设层19的工序。因此，无需与亚波长格栅接触的层的精密的膜厚的控制，波长选择滤光器10的波长选择性得到提高，因此能够容易地制造波长选择滤光器10。

特别地，在作为低折射率材料利用树脂，将凹版按压于由树脂构成的涂敷层而通过树脂的固化形成凹凸构造层17的制法中，利用纳米压印法而进行凹凸构造层17的形成，因此能够适当且简便地形成具有微细凹凸的凹凸构造层17。

(5)在对于高折射率层18的形成使用真空蒸镀法的情况下，从沿着第1方向的方向观察，以使得第2高折射率部15a扩展至侧部高折射率部14a的外侧的方式，形成高折射率层18。根据这种制法，虽然采用在凸部17a的侧面形成侧部高折射率部14a的方法，但也将侧部高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此来自各格栅区域13、15的反射光的强度变得良好。

(第2实施方式)

参照图13～图16对第2实施方式进行说明。第2实施方式是波长选择滤光器、以及波长选择滤光器的制造方法的实施方式。下面，以第2实施方式和第1实施方式的不同点为中心进行说明，对与第1实施方式相同的结构标注相同的标号并省略其说明。

[波长选择滤光器的结构]

参照图13及图14对第2实施方式的波长选择滤光器的结构进行说明。如图13所示，第2实施方式的波长选择滤光器20具有2个如下共振构造部21，即，该共振构造部21是由第1实施方式中说明的第1低折射率区域12、第1格栅区域13、中间区域14、第2格栅区域15、以及第2低折射率区域16构成的构造体。

作为2个共振构造部21的第1共振构造部21A及第2共振构造部21B在第1方向上相邻，2个共振构造部21A、21B由2个基材11夹持。换言之，第2实施方式的波长选择滤光器20具有第1实施方式的2个波长选择滤光器10以第2低折射率区域16彼此相对的方式接合而成的构造。即，第2实施方式的波长选择滤光器20具有在第1方向上隔开间隔地排列的4个亚波长格栅，这些亚波长格栅具有埋设于低折射率材料的构造。此外，相对于一个基材11的另一个基材11一侧为波长选择滤光器20的表面侧，相对于另一个基材11的一个基材11一侧为波长选择滤光器20的背面侧。

第1共振构造部21A和第2共振构造部21B可以在它们的边界部分共享低折射率区域。例如，在图13所示的例子中，第1共振构造部21A具有的第2低折射率区域16、和第2共振构造部21B具有的第2低折射率区域16相连续，不存在上述区域的边界。

第1共振构造部21A的凸部17a的排列周期即构造周期Pk、和第2共振构造部21B的凸部17a的排列周期即构造周期Pk可以如图13所示那样相同，也可以如图14所示那样互不相同。构造周期Pk与第1格栅区域13的第1周期P1一致。

关于第1共振构造部21A和第2共振构造部21B，各自的第2格栅区域15的光学膜厚OT2相对于第1格栅区域13的光学膜厚OT1之比大于或等于0.7且小于或等于1.3。在2个共振构造部21A、21B具有相同的构造周期Pk的方式中，优选第1共振构造部21A和第2共振构造部21B的上述比一致。

此外，在2个共振构造部21A、21B中，构成亚波长格栅的要素排列的方向，换言之，二维格栅延伸的方向可以一致，也可以不同。在2个共振构造部21A、21B的二维格栅延伸的方向不同的结构中，关于偏振，能够与更多的方向对应地射出反射光。

[波长选择滤光器的作用]

在2个共振构造部21A、21B具有相同的构造周期Pk的情况下，在波长选择滤光器20具有的4个格栅区域13、15中，引起共振的光的波长区域彼此接近。在4个格栅区域13、15分别增强的波长区域的反射光向波长选择滤光器20的表面侧射出，从而与第1实施方式的波长选择滤光器10相比，来自波长选择滤光器20的反射光的特定范围的波长区域的强度进一步增大，反射光的波长选择性得到进一步提高。此时，如上所述，如果是在第1共振构造部21A和第2共振构造部21B而光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1之比一致的结构，则4个格栅区域13、15的光学膜厚的波动减小，在各格栅区域13、15引起共振的光的波长区域进一步接近，从而为优选。

另一方面，在2个共振构造部21A、21B具有互不相同的构造周期Pk的结构中，在第1共振构造部21A的格栅区域13、15引起共振的光的波长区域、和在第2共振构造部21B的格栅区域13、15引起共振的光的波长区域互不相同。其结果，向波长选择滤光器20的表面侧射出包含在第1共振构造部21A的格栅区域13、15增强的波长区域的光、以及在第2共振构造部21B的格栅区域13、15增强的波长区域的光在内的反射光。

而且，在朝向波长选择滤光器20的入射光所包含的波长区域中，除了作为上述反射光射出的波长区域以外的波长区域的光，作为透射光而向波长选择滤光器20的背面侧射出。根据这种结构，在波长选择滤光器20中，与具有1个格栅区域的情况相比，能够提高反射光的强度且扩大反射光中包含的波长区域、以及缩小透射光中包含的波长区域。因此，能够提高作为反射光、透射光而观察的色调的调整的自由度。

[波长选择滤光器的应用例]

第2实施方式的波长选择滤光器20的结构与第1实施方式所示的应用例相同地，可以应用于波长选择设备50，也可以应用于显示体60具有的显示要素，还可以应用于彩色滤光器70具有的副像素。

例如，在应用了2个共振构造部21A、21B具有相同的构造周期Pk的结构的情况下，在波长选择设备50中，反射光的波长选择性进一步提高。另外，关于显示体60，通过表面反射观察在各显示区域61A、61B、61C目视确认到的颜色的鲜艳度、亮度得到提高，从而图像的目视确认性得到提高。另外，在彩色滤光器70中，各副像素71R、71G、71B的颜色的鲜艳度、亮度得到提高，实现了具有射出单色性较高的反射光的各副像素71R、71B、71G的反射型的彩色滤光器70。

另外，例如，在应用了2个共振构造部21A、21B具有互不相同的构造周期Pk的结构的情况下，在波长选择设备50中，作为反射光、透射光而观察到的色调的调整的自由度得到提高。另外，在显示体60中，在表面反射观察及背面透射观察中目视确认到的图像的色调的调整的自由度得到提高。另外，作为彩色滤光器70，向透射型的彩色滤光器、即从彩色滤光器的背面侧向彩色滤光器照射光，能够实现在观察者从彩色滤光器的表面侧观察从彩色滤光器透射的透射光的方式中使用的彩色滤光器。

具体而言，绿色用副像素71G以如下方式构成，即，红色的波长区域的光在第1共振构造部21A增强，作为反射光向背面侧射出，蓝色的波长区域的光在第2共振构造部21B增强，作为反射光向背面侧射出。根据这种结构，在从彩色滤光器70的背面侧接收到白色的入射光时，绿色的透射光向彩色滤光器70的表面侧射出，因此从彩色滤光器70的表面侧观察，在绿色用副像素71G目视确认到绿色。同样地，红色用副像素71R构成为射出红色的波长区域的透射光，蓝色用副像素71B构成为射出蓝色的波长区域的透射光。由此，实现了具有射出单色性较高的透射光的各副像素71R、71B、71G的透射型的彩色滤光器70。

[波长选择滤光器的制造方法]

参照图15及图16对第2实施方式的波长选择滤光器20的制造方法进行说明。首先，在制造第2实施方式的波长选择滤光器20时，与第1实施方式相同地，在基材11上按顺序形成凹凸构造层17以及高折射率层18。

接下来，如图15所示，对于由基材11、凹凸构造层17以及高折射率层18构成的构造体即2个凹凸构造体22，使高折射率层18彼此相对，如图16所示，利用低折射率材料将2个凹凸构造体22之间的区域填埋而使得凹凸构造体22接合。由此，形成波长选择滤光器20。

如图16所示，通过低折射率材料的埋设而在2个凹凸构造体22之间形成的部分是埋设层19。与第1实施方式相同地，构成埋设层19的低折射率材料如果是与构成高折射率层18的高折射率材料相比折射率更低的材料，则可以是与构成凹凸构造层17的材料不同的材料。另外，在2个凹凸构造体22中，构成凹凸构造层17的低折射率材料、构成高折射率层18的高折射率材料可以互不相同。

此外，在使2个凹凸构造体22相对的状态下，第2高折射率部15a彼此可以相对，一个凹凸构造体22的第1高折射率部13a和另一个凹凸构造体22的第2高折射率部15a可以相对。或者，一个凹凸构造体22的第1高折射率部13a可以与另一个凹凸构造体22的第1高折射率部13a的一部分以及第2高折射率部15a的一部分相对。

例如，作为2个凹凸构造体22，通过对凸部17a的周期相同的凹凸构造体22进行接合，能够形成2个共振构造部21A、21B具有相同的构造周期Pk的波长选择滤光器20。另外，例如，作为2个凹凸构造体22，通过对凸部17a的周期互不相同的凹凸构造体22进行接合，能够形成2个共振构造部21A、21B具有互不相同的构造周期Pk的波长选择滤光器20。

此外，波长选择滤光器20可以具有在第1方向上排列的大于或等于3个的共振构造部21。在波长选择滤光器20具有多个共振构造部21的情况下，如果上述共振构造部21的构造周期Pk相同，则共振构造部21的数量越多，反射光的强度越提高。另外，多个共振构造部21中可以包含构造周期Pk相同的共振构造部21、以及构造周期Pk互不相同的共振构造部21。根据这种结构，还能够实现从波长选择滤光器20射出的反射光、透射光的颜色的细致调整。

在制造具有大于或等于3个的共振构造部21的波长选择滤光器20时，凹凸构造体22的基材11和凹凸构造层17由能够使得基材11从凹凸构造层17剥离的材料形成。而且，在利用低折射率材料对2个凹凸构造体22进行接合之后，一个基材11剥离，露出的凹凸构造层17和其他凹凸构造体22进一步隔着低折射率材料而接合，反复进行该操作，由此形成具有大于或等于6个的亚波长格栅的波长选择滤光器20。

如上，根据第2实施方式，除了第1实施方式的(1)～(5)的效果以外，能够获得下述效果。

(6)波长选择滤光器20具有在第1方向上排列的多个共振构造部21，从而波长选择滤光器20具有大于或等于4个的格栅区域13、15，因此能够进一步提高波长选择滤光器20的波长选择性、提高反射光及透射光中包含的波长区域的调整的自由度。

(7)构造周期Pk在多个共振构造部21中相等，从而在各共振构造部21的格栅区域13、15引起共振的光的波长区域彼此接近。因此，在各共振构造部21的各格栅区域13、15增强的接近的波长区域的光作为反射光而射出，因此反射光中的特定范围的波长区域的强度进一步增大，反射光的波长选择性进一步提高。

(8)在第1共振构造部21A和第2共振构造部21B，光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1之比一致，从而在4个格栅区域13、15，光学膜厚的波动减小，即，在各格栅区域13、15引起共振的光的波长区域更接近。因此，反射光的波长选择性进一步提高。

(9)第1共振构造部21A的构造周期Pk和第2共振构造部21B的构造周期Pk互不相同，从而，在第1共振构造部21A的各格栅区域13、15引起共振的光的波长区域、和在第2共振构造部21B的各格栅区域13、15引起共振的光的波长区域互不相同。因此，关于波长选择滤光器20，与具有1个格栅区域的情况相比，能够提高反射光的强度且扩大反射光中包含的波长区域、以及缩小透射光中包含的波长区域。因此，能够提高作为反射光、透射光而观察到的色调的调整的自由度。

(10)使2个凹凸构造体22的高折射率层18彼此相对、且利用低折射率材料将2个凹凸构造体22之间的区域填埋而形成波长选择滤光器20。由此，能够容易地形成具有多个共振构造部21的波长选择滤光器20。

[第1、第2实施方式的变形例]

能够以下面的方式变更实施上述各实施方式。

·在各格栅区域13、15中，格栅构造的周期可以根据二维格栅延伸的方向而不同。根据这种结构，根据二维格栅延伸的方向而使得引起共振的波长区域不同，能够调整反射光中包含的波长区域、相对于偏振的响应性。

·在上述实施方式中，凹凸构造层17的凹凸构造由彼此分离的多个凸部17a、以及在上述凸部17a之间相连续的单个凹部17b构成。凹凸构造层17的凹凸构造可以取而代之地由彼此分离的多个凹部、以及在这些凹部之间相连续的单个凸部构成。即，只要使凸部或凹部的多个凹凸要素彼此分离且以二维格栅状排列而形成凹凸构造层17的凹凸构造即可。

(第3实施方式)

参照图17及图18对第3实施方式进行说明。第3实施方式是显示装置的实施方式。

[显示装置的结构]

如图17所示，显示装置100具有反射层1、光源层2、波长变换层3、波长选择层4以及驱动部5。波长变换层3位于光源层2上，并且波长选择层4位于波长变换层3上。反射层1位于光源层2下，即，相对于光源层2而位于波长变换层3的相反侧。驱动部5与光源层2连接。波长选择层4相对于光源层2所处一侧为显示装置100的表面侧，反射层1相对于光源层2所处一侧为显示装置100的背面侧。显示装置100的利用者从与波长选择层4相对的位置观察显示装置100。

波长变换层3具有多个像素3GP。像素3GP由红色用副像素3r、绿色用副像素3g以及蓝色用副像素3b这3个副像素构成。3个副像素3r、3g、3b在各像素3GP内按照规定的顺序排列。优选红色用副像素3r和绿色用副像素3g相邻。多个像素3GP例如以阵列状排列，与像素3GP的排列相应地，3个副像素3r、3g、3b也按照规定的顺序反复排列。

红色用副像素3r作为红色用波长变换部而起作用，将蓝色光变换为红色光而释放。绿色用副像素3g作为绿色用波长变换部而起作用，将蓝色光变换为绿色光而释放。蓝色用副像素3b作为蓝色透射部而起作用，使蓝色光透射。在本实施方式中，蓝色光是在大于或等于400nm且小于或等于500nm的波长区域即蓝色波长区域中具有强度峰值的光(第1波长的光)，绿色光是在大于或等于520nm且小于或等于580nm的波长区域即绿色波长区域中具有强度峰值的光(第3波长的光)，红色光是在大于或等于600nm且小于或等于700nm的波长区域即红色波长区域中具有强度峰值的光(第2波长的光)。

对于波长变换层3的光的颜色的变换、即波长的变换，根据变换后的波长的单色性较高的观点，优选利用量子点。即，量子点在红色用副像素3r内以及绿色用副像素3g内分散。关于红色用副像素3r具有的量子点，以吸收蓝色光并释放红色光的方式对其粒径等进行调整。关于绿色用副像素3g具有的量子点，以吸收蓝色光并释放绿色光的方式对其粒径等进行调整。蓝色用副像素3b不具有量子点，只要由使得蓝色光透射的材料构成即可。

另外，对于波长变换层3的光的波长的变换，可以利用与量子点不同的荧光物质。在该情况下，红色用副像素3r具有吸收蓝色光并释放红色光的荧光物质，绿色用副像素3g具有吸收蓝色光并释放绿色光的荧光物质。蓝色用副像素3b不具有荧光物质，只要由使得蓝色光透射的材料构成即可。

总之，红色用副像素3r只要构成为因利用蓝色光作为激发光的能量状态的迁移而释放红色光即可，绿色用副像素3g只要构成为因利用蓝色光作为激发光的能量状态的迁移而释放绿色光即可，蓝色用副像素3b只要构成为使得蓝色光透射即可。

光源层2具有发出蓝色光的多个发光部2b。多个发光部2b配置为1个发光部2b与1个副像素3r、3g、3b相对。即，在与1个像素3GP相对的单位区域2GP排列有3个发光部2b(第1发光部、第2发光部、第3发光部)。而且，多个发光部2b以使得多个单位区域2GP与多个像素3GP的排列相应地排列的方式排列。

发光部2b具有的发光元件只要是释放蓝色光的元件即可，并不特别限定。能够释放单色性较高的蓝色光、以及以低电力进行驱动，因此作为发光元件优选使用蓝色发光二极管，其中，优选使用有机发光二极管。

驱动部5以能够对各发光部2b的发光彼此独立地控制的方式与发光部2b连接。驱动部5包含生成基于在显示装置100显示的图像的数据而对发光部2b的发光的有无以及发光的强度进行控制的信号的电路。驱动部5将利用该电路生成的上述信号供给至各发光部2b。

波长选择层4具有多个滤光器部4t以及多个透射部4b。滤光器部4t配置于与红色用副像素3r及绿色用副像素3g相对的位置，透射部4b配置于与蓝色用副像素3b相对的位置。即，1个滤光器部4t和1个透射部4b在与1个像素3GP相对的单位区域4GP排列。而且，多个滤光器部4t和多个透射部4b以多个单位区域4GP与多个像素3GP的排列相应地排列的方式排列。

滤光器部4t作为红色用波长选择部及绿色用波长选择部而起作用，使得红色光及绿色光透射，另一方面，对蓝色光进行反射。透射部4b作为蓝色透射部而起作用，使蓝色光透射。

详细而言，滤光器部4t使得红色用副像素3r释放的波长区域的红色光以及绿色用副像素3g释放的波长区域的绿色光分别以大于或等于70％的程度透射，另一方面，将发光部2b发出的波长区域的蓝色光以大于或等于70％的程度进行反射。例如，滤光器部4t只要以如下方式构成即可，即，具有使得上述红色波长区域及上述绿色波长区域的光以大于或等于70％的程度透射的透光性，并且具有将上述蓝色波长区域的光以大于或等于70％的程度进行反射的光反射性。透射部4b使得发光部2b发出的波长区域的蓝色光以大于或等于70％的程度透射。例如，透射部4b只要构成为具有使得上述蓝色波长区域的光以大于或等于70％的程度透射的透光性即可。透射部4b可以使除了蓝色以外的波长区域的光透射，也可以不使其透射。

滤光器部4t具有由相对于红色、绿色、蓝色的各波长区域的光透明的多层构成的层叠构造。上述多层中包含具有互不相同的折射率且相邻的层，因基于上述折射率之差的反射等光学现象而实现了滤光器部4t的波长选择性。优选上述具有互不相同的折射率且相邻的层的可见区域的折射率之差大于或等于0.05。后文中对具有这种滤光器部4t的波长选择层4的具体构造进行叙述。

反射层1与各发光部2b相对、且对蓝色光进行反射。反射层1例如对发光部2b发出的波长区域的蓝色光的大于或等于70％的光进行反射。反射层1只要构成为至少对上述蓝色波长区域的光进行反射即可，优选对红色、绿色、蓝色的各波长区域进行反射。

[显示装置的作用]

参照图18对显示装置100中产生的光学作用进行说明。

首先，光源层2的各发光部2b根据来自驱动部5的信号，朝向与各发光部2b相对的副像素3r、3g、3b释放蓝色光Io。红色用副像素3r吸收所入射的蓝色光Io并将红色光Ir朝向与红色用副像素3r相对的滤光器部4t释放。绿色用副像素3g吸收所入射的蓝色光Io并将绿色光Ig朝向与绿色用副像素3g相对的滤光器部4t释放。蓝色用副像素3b使所入射的蓝色光Io透射，并作为蓝色光Ib而朝向与蓝色用副像素3b相对的透射部4b释放。

波长选择层4的滤光器部4t使从红色用副像素3r入射的红色光Ir透射，作为红色光IR而向表面侧射出。另外，滤光器部4t使从绿色用副像素3g入射的绿色光Ig透射，作为绿色光IG向表面侧射出。波长选择层4的透射部4b使从蓝色用副像素3b入射的蓝色光Ib透射，作为蓝色光IB向表面侧射出。

由此，使显示装置100的利用者Ob目视确认从与红色用副像素3r对应的区域射出的红色光IR，目视确认从与绿色用副像素3g对应的区域射出的绿色光IG，目视确认从与蓝色用副像素3b对应的区域射出的蓝色光IB。利用驱动部5对每个发光部2b的发光的有无以及强度进行控制，由此控制像素3GP中目视确认的颜色，由像素3GP的集合形成显示装置100显示的图像。

这里，除了红色光Ir以外，红色用副像素3r释放出的光中可以包含发光部2b发出的光中的、未变换波长而是在红色用副像素3r透射的蓝色光IEb。另外，除了绿色光Ig以外，绿色用副像素3g释放出的光中可以包含发光部2b发出的光中的、未变换波长而是在绿色用副像素3g透射的蓝色光IEb。

滤光器部4t使得红色光及绿色光透射，另一方面，对蓝色光进行反射，因此从红色用副像素3r释放的蓝色光IEb由滤光器部4t向背面侧反射，另外，从绿色用副像素3g释放的蓝色光IEb也由滤光器部4t向背面侧反射。因此，抑制从与红色用副像素3r及绿色用副像素3g对应的区域向比波长选择层4更靠表面侧的位置射出蓝色光IEb。

由此，抑制使利用者Ob目视确认到在红色用副像素3r上混入有与红色光Ir不同的颜色的光的光，另外，抑制使利用者Ob目视确认到在绿色用副像素3g上混入有与绿色光Ig不同的颜色的光的光。其结果，与各副像素3r、3g、3b对应的区域的颜色变得鲜艳，抑制了显示装置100显示的图像带有与本来的色调不同的色调、即显示的图像的混色。

另外，从光源层2向背面侧漏出的蓝色光ILb在反射层1反射并进入波长变换层3。由此，能够减小发光部2b发出的光中的、在波长变换层3未利用的光的比例，因此能够提高从显示装置100射出的光IR、IG、IB的生成效率。

另外，由滤光器部4t反射的蓝色光IEb入射至红色用副像素3r、绿色用副像素3g，用于红色光Ir、绿色光Ig的生成。特别地，如果反射层1构成为能够反射所有波长区域的光，则将由滤光器部4t反射的蓝色光IEb作为激发光从红色用副像素3r以及绿色用副像素3g向背面侧释放的光也由反射层1向表面侧反射。由此，也能够提高从显示装置100射出的光IR、IG、IB的生成效率。

[波长选择层的结构]

作为波长选择层4的构造的一个例子，优选对于滤光器部4t应用第1实施方式、第2实施方式以及其变形例的波长选择滤光器的构造。应用于滤光器部4t的波长选择滤光器配置为使得表面或背面朝向波长变换层3。

在上述波长选择滤光器应用于滤光器部4t的情况下，优选高折射率层18的材料的折射率大于或等于1.6，优选凹凸构造层17以及埋设层19的材料的折射率小于或等于1.5。另外，第1格栅区域13的格栅构造的周期即第1周期P1、和第2格栅区域15的格栅构造的周期即第2周期P2设为相同。在应用第2实施方式的波长选择滤光器的情况下，多个共振构造部21的构造周期Pk设为彼此相同。

在上述波长选择滤光器中，以使得在第1格栅区域13及第2格栅区域15引起共振的波长区域变为蓝色波长区域的方式，设定第1周期P1及第2周期P2、格栅区域13、15的厚度等。由此，波长选择滤光器10作为反射蓝色光、且使红色光及绿色光透射的滤光器部4t而起作用。

此外，第1格栅区域13和第2格栅区域15可以以如下方式构成，即，使第1格栅区域13中引起共振的光的波长区域和第2格栅区域15中引起共振的光的波长区域一致，由此对整个蓝色波长区域反射，但优选在第1格栅区域13及第2格栅区域15引起共振的波长区域更近。如果第2格栅区域15的光学膜厚OT2相对于第1格栅区域13的光学膜厚OT1之比(OT2/OT1)大于或等于0.7且小于或等于1.3，则能够在滤光器部4t中获得作为反射光的蓝色光的良好的强度。在第1格栅区域13及第2格栅区域15引起共振的波长区域越近，越容易抑制蓝色光向表面侧泄漏，另外，作为反射光射出的蓝色光的强度增大，因此在波长变换层3将该反射光用作激发光，从而能够提高从显示装置100射出的光的生成效率。

只要波长选择层4的透射部4b在凹凸构造层17的表面不具有凹凸而平坦的状态下具有与滤光器部4t相同的层结构即可。在该情况下，透射部4b不具有亚波长格栅而使得蓝色光透射。或者，透射部4b可以构成为在与滤光器部4t不同的层结构中使蓝色光透射。

此外，在第1实施方式以及第2实施方式中，构成亚波长格栅的要素以二维格栅状排列，也可以将构成亚波长格栅的要素在第2方向或者第3方向上以带状延伸的波长选择滤光器应用于滤光器部4t。即，波长选择滤光器的亚波长格栅可以具有一维格栅状的排列。即使是这种波长选择滤光器，也能够产生导模共振现象。

另外，如果在第2高折射率部15a形成为在俯视时与凸部17a的顶面相同程度的大小的情况下，凹凸构造层17的俯视时的凸部17a的面积比率可以为0.5。在该情况下，第1高折射率部13a的面积比率R1、以及第2高折射率部15a的面积比率R2分别为0.5。并且，高折射率层18可以不具有侧部高折射率部14a。

参照图19对构成亚波长格栅的要素以带状延伸的方式进行说明。在图19中示出了波长选择滤光器30的剖面构造，并且对于与第1方向正交的方向的第1格栅区域13的剖面构造以及第2格栅区域15的剖面构造以将这些区域的一部分剖切的方式而示出。

如图19所示，在波长选择滤光器30的第1格栅区域13中，从沿着第1方向的方向观察，第1高折射率部13a及第1低折射率部13b分别具有沿第3方向延伸的带状。而且，第1高折射率部13a及第1低折射率部13b沿第2方向交替地排列。同样地，在波长选择滤光器30的第2格栅区域15中，从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a及第2低折射率部15b分别具有沿第3方向延伸的带状。而且，第2高折射率部15a及第2低折射率部15b沿第2方向交替地排列。从沿着第1方向的方向观察，第2高折射率部15a与第1低折射率部13b重叠，第2低折射率部15b与第1高折射率部13a重叠。即，在波长选择滤光器30中，凹凸构造层17的多个凸部17a沿作为1个方向的第3方向延伸，并彼此平行地排列。

在图19中，示出了第1高折射率部13a的面积比率R1、以及第2高折射率部15a的面积比率R2分别为0.5的方式。即，第1高折射率部13a、第1低折射率部13b、第2高折射率部15a、第2低折射率部15b的各自沿着第2方向的宽度均相等。并不局限于此，第1高折射率部13a的面积比率R1以及第2高折射率部15a的面积比率R2分别可以不是0.5，第2高折射率部15a的宽度可以大于第1低折射率部13b的宽度、即凸部17a的宽度。

无论在任何情况下，关于根据第1实施方式的式(2)、(4)计算出的第1格栅区域13的光学膜厚OT1以及第2格栅区域15的光学膜厚OT2，光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1之比只要大于或等于0.7且小于或等于1.3即可。

另外，在图19中，示出了高折射率层18不具有侧部高折射率部14a的方式、即中间区域14不具有侧部高折射率部14a的方式，但中间区域14也可以具有侧部高折射率部14a。在中间区域14具有侧部高折射率部14a的情况下，关于侧部高折射率部14a的面积比率R3，优选满足第1实施方式的式(5)。

另外，如第2实施方式那样，在具有多个共振构造部21的波长选择滤光器应用于滤光器部4t的情况下，也可以采用构成波长格栅的要素以带状延伸的方式。在波长选择滤光器具有2个构成亚波长格栅的要素以带状延伸的共振构造部21的情况下，在2个共振构造部21A、21B中，优选构成亚波长格栅的要素的排列方向正交。例如，在共振构造部21A中，优选该要素沿第2方向延伸，在共振构造部21B中，优选该要素沿第3方向延伸。根据这种结构，可以在每个排列方向上使向互不相同的方向偏振的光分别共振。因此，对于包含朝向各种方向的偏振成分在内的入射光，与朝向多个方向的偏振成分对应地射出反射光，因此能抑制蓝色光向表面侧泄漏，并且能进一步提高反射光的强度。

此外，在格栅区域13、15中，向取决于构成亚波长格栅的要素的排列方向的特定方向偏振的光沿排列方向进行多重反射而引起共振，作为反射光而射出。在如上述要素以二维格栅状排列的情况那样排列方向包含多个方向的方式中，能够使得在每个排列方向上向不同的方向偏振的光分别共振。因此，对如上述要素沿1个方向延伸的情况那样排列方向为1个方向的方式、和排列方向包含多个方向的方式进行比较，关于排列方向包含多个方向的方式，对于包含如发光二极管发出的光那样向各种方向的偏振成分在内的入射光，能够有效地射出反射光。因此，能够抑制蓝色光向表面侧泄漏，并且能够进一步提高反射光的强度。

特别地，如果是上述要素以六边形格栅状排列的方式，则与上述要素以正方形格栅状排列的方式相比，在格栅区域13、15中能够共振的偏振的方向增多，因此对于包含朝向各种方向的偏振成分在内的入射光，能够更有效地射出反射光。

[波长选择层的其他方式]

如上所述，举例示出了具有多个亚波长格栅的波长选择滤光器，应用于滤光器部4t的波长选择滤光器具有的亚波长格栅可以是1个。

另外，滤光器部4t可以构成为利用多层膜干涉取代导模共振现象而使得红色光及绿色光透射，另一方面，使蓝色光反射。具体而言，如图20所示，应用于滤光器部4t的波长选择滤光器40具有基材41、以及多个介电质薄膜的层叠体即多层膜层42。多层膜层42具有高折射率层42a以及低折射率层42b交替地层叠的构造。基材41、高折射率层42a以及低折射率层42b分别由相对于红色、绿色、蓝色的各光的波长区域透明的材料构成。如果是高折射率层42a的折射率高于低折射率层42b的折射率的结构，则上述各层的材料并不限定，高折射率层42a与低折射率层42b之间的折射率之差越大，能够以越少的层叠数获得越高强度的反射光。例如，在由无机材料构成高折射率层42a及低折射率层42b的情况下，高折射率层42a由二氧化钛构成，低折射率层42b由二氧化硅构成。基材41例如为树脂薄膜。

如果光入射至这种滤光器部4t，则在高折射率层和低折射率层的各界面处反射的光引起干涉，由此对特定的波长区域的光进行反射。利用传送矩阵法等设计高折射率层以及低折射率层各自的膜厚，从而滤光器部4t构成为蓝色波长区域的光的反射率高于其他波长区域的反射率。

在滤光器部4t由多层膜层构成的情况下，波长选择层4的透射部4b可以是空气层，可以由作为将波长选择层4覆盖的保护层、用于保护层的层叠的粘接层而起作用的树脂材料等进行填充。总之，只要透射部4b构成为使得蓝色光透射即可。

在滤光器部4t设为利用导模共振现象的构造的情况下构成滤光器部4t的层的层叠数较少，因此容易制造。另一方面，在滤光器部4t由多层膜层构成的情况下，具有如下优点，即，作为反射光获得的波长区域的调整的自由度较高，另外，因观察角度的变化引起的反射光的颜色的变化较小。

如上，根据第3实施方式，能够获得下面列举的效果。

(21)滤光器部4t配置于红色用副像素3r上以及绿色用副像素3g上，从而能够抑制在红色用副像素3r上以及绿色用副像素3g上向显示装置100的表面侧射出的光中混入蓝色光。因此，能够抑制利用通过波长选择层4射出的光的图像的混色。

(22)蓝色用副像素3b以及透射部4b使得来自发光部2b的蓝色光透射，因此将发光部2b发出的蓝色光、从红色用副像素3r释放出的红色光以及从绿色用副像素3g释放出的绿色光用于图像的生成。因此，能够在适当地抑制了混色的状态下进行彩色显示。

(23)在红色用副像素3r上以及绿色用副像素3g上，滤光器部4t具有相同的构造且具有相同的波长选择性。因此，与在红色用副像素3r上以及绿色用副像素3g上滤光器部4t以在互不相同的构造具有互不相同的波长选择性的方式相比，能够简化显示装置100的构造。

(24)滤光器部4t是由相对于红色、绿色、蓝色的各色的波长区域透明的多层构成的层叠体，该多层中包含具有互不相同的折射率且相邻的层。根据这种结构，因基于折射率之差的光学现象而实现了滤光器部4t的波长选择性。

(25)如果是滤光器部4t具有在表面具有以亚波长周期排列的凹凸构造的凹凸构造层17、以及具有追随凹凸构造层17的凹凸构造的形状的高折射率层18的方式，则因导模共振现象而实现了对蓝色光进行反射的滤光器部4t。因此，能够获得波长选择性较高的反射光，还能够提高反射光的强度。另外，高折射率层18的凹凸由埋设层19填埋，从而2个亚波长格栅由低折射率材料埋设，因此能够进一步提高反射光的强度。

(26)在滤光器部4t的凹凸构造层17中，如果是多个凹凸要素沿1个方向延伸、且相互平行地排列的方式，则与凹凸要素以二维格栅状排列的方式相比，容易精密地形成凹凸构造层17的凹凸构造。

(27)在滤光器部4t的凹凸构造层17中，如果是多个凹凸要素以二维格栅状排列的方式，则对于包含朝向各种方向的偏振成分在内的入射光，与朝向多个方向的偏振成分对应地射出反射光，因此能够进一步抑制蓝色光向表面侧泄漏，并且能够进一步提高反射光的强度。

(28)如果是滤光器部4t具有多个共振构造部21的方式，则滤光器部4t具有大于或等于4个的亚波长格栅，因此能够提高反射光的强度、相对于偏振的响应性。

(29)如果是红色用副像素3r以及绿色用副像素3g具有将蓝色光用于激发光的荧光物质以及量子点中的至少一者的方式，则能够适当地实现利用激发的波长的变换。特别地，如果是红色用副像素3r以及绿色用副像素3g具有量子点的方式，则作为变换后的光而能够获得单色性较高的光。

(30)如果是发光部2b具有蓝色发光二极管的方式，则能够释放单色性较高的光，并且能够以低电力进行驱动。

(31)显示装置100具有反射层1，因此对从发光部2b向发光部2b下漏出的蓝色光进行反射，用于波长的变换、图像的显示。因此，能够提高用于显示装置100的图像的显示的有色光的生成效率。

[第3实施方式的变形例]

上述第3实施方式可以以下面的方式变更实施。

·在上述第3实施方式中，配置于红色用副像素3r上的滤光器部4t、以及配置于绿色用副像素3g上的滤光器部4t具有相同的构造且彼此相连续，具有相同的波长选择性、即相同的反射特性以及透射特性。取而代之地，配置于红色用副像素3r上的滤光器部4t、以及配置于绿色用副像素3g上的滤光器部4t可以具有互不相同的构造且具有互不相同的波长选择性。例如，配置于红色用副像素3r上的滤光器部4t只要至少对蓝色光进行反射且使得红色光透射即可，可以与蓝色光一起对绿色光进行反射，配置于绿色用副像素3g上的滤光器部4t只要至少对蓝色光进行反射且使绿色光透射即可，可以与蓝色光一起对红色光进行反射。

例如，在具有2个共振构造部21的波长选择滤光器中，2个共振构造部21A、21B形成为具有互不相同的构造周期Pk的结构，以如下方式设定，即，在第1共振构造部21A的格栅区域13、15中蓝色光引起共振，在第2共振构造部21B的格栅区域13、15中绿色光引起共振。根据这种结构，能实现对蓝色光及绿色光进行反射且使得红色光透射的滤光器部4t。

·在红色用副像素3r以及绿色用副像素3g的蓝色光的透射率存在差异等情况下，滤光器部4t可以仅配置于红色用副像素3r上，也可以仅配置于绿色用副像素3g上。另外，显示装置100具有的副像素的颜色可以不是红色、绿色、蓝色的三种颜色，发光部2b发出的光可以是与蓝色不同的颜色的光。总之，在波长变换层3中，将发光部2b发出的光中包含的第1波长的光用于激发光而释放出比第1波长更长的第2波长的光，在波长选择层4中，如果对第1波长的光进行反射且使得第2波长的光透射，则至少在进行这种波长选择的区域中能抑制因来自发光部2b的光的混入而引起的图像的混色。

[实施例]

利用具体的实施例对上述第2实施方式的波长选择滤光器及其制造方法进行说明。

<波长选择滤光器的制造>

首先，准备了作为光纳米压印法中使用的凹版的模具。具体而言，作为光纳米压印法中照射的光，利用365nm的波长的光，因此将使得该波长的光透射的合成石英用作模具的材料。在形成模具时，首先，在合成石英基板的表面通过溅射法对由Cr形成的膜进行成膜，通过电子束曝光法在Cr膜上形成电子束抗蚀剂图案。使用的抗蚀剂为正向型的，膜厚设为150nm。利用电子束描画的图案是在一条边为3cm的正方形区域内以正方形格栅状且以300nm的周期配置一条边为210nm的正方形的图案，电子束描画的区域是上述正方形的内侧区域。接下来，利用对氯和氧的混合气体施加高频而产生的等离子体对从抗蚀剂露出的区域的Cr膜进行蚀刻。接下来，利用对六氟乙烷气体施加高频而产生的等离子体对从抗蚀剂以及Cr膜露出的区域的合成石英基板进行蚀刻。由此蚀刻的合成石英基板的深度为200nm。将残留的抗蚀剂以及Cr膜去除，作为脱模剂而涂敷“オプツールHD-1100”(“ダイキン工業”制)，由此获得在正方形区域内形成有正方形以正方形格栅状排列的二维格栅状的图案的模具。

接下来，在上述模具上的形成有二维格栅状的图案的正方形区域内涂敷紫外线固化性树脂，利用实施了易粘接处理的聚对苯二甲酸薄膜将模具表面覆盖。利用辊使上述紫外线固化性树脂在上述正方形区域内的整个面扩展的方式延伸，照射365nm的紫外线，在使得紫外线固化性树脂固化之后，使得聚对苯二甲酸薄膜从模具剥离。由此，获得在表面形成有二维格栅状的图案的由紫外线固化性树脂构成的凹凸构造层和作为聚对苯二甲酸薄膜的基材的层叠体。通过反复执行上述工序而制作了2个凹凸构造层和基材的层叠体。此外，365nm的紫外线的照射量设为50mJ/cm²。

接下来，在上述2个层叠体的表面分别利用真空蒸镀法对膜厚为100nm的TiO₂膜进行成膜，由此形成了由TiO₂构成的高折射率层。接下来，在2个层叠体中的一个层叠体的表面的二维格栅状的图案所处的区域涂敷紫外线固化性树脂，另一个层叠体的表面与所涂敷的紫外线固化性树脂接触，并且以使得二维格栅状的图案所处的区域彼此重叠的方式使得2个层叠体相对。利用辊使上述紫外线固化性树脂以以在二维格栅状的图案所处的区域内的整个面扩展的方式延伸，照射365nm的紫外线，使紫外线固化性树脂固化而形成了埋设层。由此，获得实施例的波长选择滤光器。此外，365nm的紫外线的照射量设为50mJ/cm²。

<波长选择滤光器的评价>

对实施例的波长选择滤光器实施反射分光测定，其结果，观测到具有450nm左右的中心波长的反射光谱。

Claims (6)

1.一种波长选择滤光器，其具有：

凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，该凹凸构造由多个作为凸部或凹部的凹凸要素构成，多个所述凹凸要素以亚波长周期相互分离且以二维格栅状排列；

高折射率层，其位于所述凹凸构造上而具有追随该凹凸构造的表面形状，且包含位于所述凹凸构造的底部的第1高折射率部，以及位于所述凹凸构造的顶部的第2高折射率部；以及

埋设层，其将所述高折射率层的表面的凹凸填埋，

在将所述第1高折射率部的厚度设为T1、将所述第2高折射率部的厚度设为T2、将所述高折射率层的材料的折射率设为n1、将所述凹凸构造层的材料的折射率设为n2、将所述埋设层的材料的折射率设为n3、将在包含所述第1高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第1高折射率部占据的面积比率设为R1、将在包含所述第2高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第2高折射率部占据的面积比率设为R2时，

n1>n2、n1>n3、R1>0.5且R1+R2>1，

T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}的值为第1参数，

T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}的值为第2参数，

所述第2参数相对于所述第1参数之比大于或等于0.7且小于或等于1.3，

所述高折射率层包含在所述第1高折射率部与所述第2高折射率部之间沿所述凹凸要素的侧面延伸的侧部高折射率部，

在将包含所述侧部高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该侧部高折射率部占据的面积比率设为R3时，满足R3≤R1+R2-1。

2.根据权利要求1所述的波长选择滤光器，其中，

从沿着所述高折射率层的厚度方向的方向观察，所述第2高折射率部扩展至所述侧部高折射率部的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的波长选择滤光器，其中，

满足T1＝T2、n2＝n3且R1＝R2。

4.根据权利要求1或2所述的波长选择滤光器，其中，

由所述第1高折射率部以及所述第2高折射率部和将上述高折射率部包围的低折射率区域构成的部分是共振构造部，

所述波长选择滤光器具有沿所述共振构造部的厚度方向排列的多个所述共振构造部，

所述多个共振构造部中包含第1共振构造部以及第2共振构造部，所述第1共振构造部具有的所述凹凸要素的排列周期与所述第2共振构造部具有的所述凹凸要素的排列周期一致，

所述第1共振构造部的所述第2参数相对于所述第1参数之比、与所述第2共振构造部的所述第2参数相对于所述第1参数之比一致。

5.一种波长选择滤光器的制造方法，其包含如下工序：

通过在由第1低折射率材料构成的层的表面形成以亚波长周期相互分离且以二维格栅状排列的多个作为凸部或凹部的凹凸要素，而形成凹凸构造层；

利用具有高于所述第1低折射率材料的折射率的高折射率材料，沿着所述凹凸构造层的表面形成高折射率层，该高折射率层包含位于该凹凸构造层所具有的凹凸构造的底部的第1高折射率部以及位于所述凹凸构造的顶部的第2高折射率部，并且是以使得所述高折射率层包含在所述第1高折射率部与所述第2高折射率部之间沿所述凹凸要素的侧面延伸的侧部高折射率部的方式形成所述高折射率层；以及

利用具有低于所述高折射率材料的折射率的第2低折射率材料将所述高折射率层的表面的凹凸填埋从而形成埋设层，

在将所述第1高折射率部的厚度设为T1、将所述第2高折射率部的厚度设为T2、将所述高折射率层的材料的折射率设为n1、将所述第1低折射率材料的折射率设为n2、将所述第2低折射率材料的折射率设为n3、将在包含所述第1高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第1高折射率部占据的面积比率设为R1、将在包含所述第2高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该第2高折射率部占据的面积比率设为R2，将包含所述侧部高折射率部在内与其厚度方向正交的剖面中该侧部高折射率部占据的面积比率设为R3时，

以如下方式形成各层，即，n1>n2、n1>n3、R1>0.5且R1+R2>1，T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}的值为第1参数，T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}的值为第2参数，所述第2参数相对于所述第1参数之比大于或等于0.7且小于或等于1.3，满足R3≤R1+R2-1。

6.根据权利要求5所述的波长选择滤光器的制造方法，其中，

形成所述高折射率层的工序包含如下工序，即，所述高折射率层包含在所述第1高折射率部与所述第2高折射率部之间沿所述凹凸要素的侧面延伸的侧部高折射率部，从沿着所述高折射率层的厚度方向的方向观察，以使得所述第2高折射率部扩展至所述侧部高折射率部的外侧的方式，利用物理气相生长法形成所述高折射率层。