CN113950632A - 波长选择滤光器、显示体、光学设备以及波长选择滤光器的制造方法 - Google Patents

Abstract

光学设备具有：凹凸构造层，其在表面具有以亚波长周期排列的多个凸部构成的凹凸构造；高折射率层，其位于凹凸构造上而具有追随该凹凸构造的表面形状；以及低折射率层，其位于所述高折射率层上而具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状。高折射率层包含位于凹凸构造的底部而构成亚波长格栅的第1格栅高折射率部、以及位于凹凸构造的顶部而构成亚波长格栅的第2格栅高折射率部。高折射率层的折射率高于凹凸构造层以及低折射率层各自的折射率。

Description

波长选择滤光器、显示体、光学设备以及波长选择滤光器的制 造方法

技术领域

本公开的实施方式涉及利用导模共振现象的波长选择滤光器、显示体、光学设备以及波长选择滤光器的制造方法。

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周期小于光的波长的衍射格栅即亚波长格栅。如果光射入至该亚波长格栅，则衍射光向入射光穿过的空间的射出得到抑制，另一方面，由于亚波长格栅所处的部分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，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因光的多重反射引起的损失。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强度。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

发明内容

但是，为了提高利用导模共振现象的波长选择滤光器的波长选择性，优选地，不仅提高因导模共振现象引起的反射光的强度，还抑制与因导模共振现象引起的反射光不同的波长区域的光与该反射光一起射出。在这种观点中，对于利用导模共振现象的波长选择滤光器中用于提高波长选择性的构造还存有改善的余地。

本公开的实施方式的目的在于提供能够提高波长选择性的波长选择滤光器、显示体、光学设备以及波长选择滤光器的制造方法。

解决上述问题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，所述凹凸构造由以亚波长周期排列的多个凹凸要素构成，所述凹凸要素是凸部或者凹部；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而构成亚波长格栅的第1格栅高折射率部、以及位于所述凹凸构造的顶部而构成亚波长格栅的第2格栅高折射率部；以及低折射率层，其位于所述高折射率层上而具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状，所述高折射率层的折射率高于所述凹凸构造层以及所述低折射率层各自的折射率。

根据上述结构，在沿着与厚度方向正交的剖面的区域中的、包含第1格栅高折射率部在内的格栅区域以及包含第2格栅高折射率部在内的格栅区域，引起导模共振现象。因此，在2个格栅区域分别增强后的光作为反射光而获得，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。另外，设置有具有追随高折射率层的表面的凹凸的表面形状的低折射率层，因此通过低折射率层的厚度以及折射率的调整而能够将与在各格栅区域增强后的反射光不同的波长区域的光抵消，能够抑制这种光与上述反射光一起射出。因此，波长选择滤光器的波长选择性提高。

解决上述问题的显示体具有显示要素，所述显示要素由上述波长选择滤光器构成。

根据上述结构，显示要素的波长选择性提高。因此，对于显示体目视确认到的颜色的鲜艳度、亮度提高，其结果，显示体所显示的像的目视确认性提高。

解决上述问题的光学设备具有：滤光层，其具有由上述波长选择滤光器构成的多个滤光区域；以及受光层，其具有接收所述滤光区域的透射光的多个光电变换元件，所述光电变换元件相对于各滤光区域而分别配置有1个，所述多个滤光区域包含对互不相同的波长区域的光进行反射的多个所述滤光区域、以及所述格栅构造的排列方向互不相同的多个所述滤光区域中的至少一者。

根据上述结构，基于光电变换元件的输出对具有互不相同的特性的滤光区域的透射光的强度进行比较，由此能够实现入射光的特性、即波长区域、偏振方向的检测。利用导模共振现象的滤光器具有根据材料的折射率、格栅构造的周期等而规定的狭带域的波长选择性，其波长选择性比利用因分子间的相互作用而具有较宽的吸收带的色素的滤光器高。因此，通过具有上述滤光区域的滤光层的利用，能够提高光学设备的光的筛选精度。

解决上述问题的波长选择滤光器的制造方法包含如下步骤：利用第1低折射率材料形成在表面具有凹凸要素的凹凸构造层，该凹凸要素是以亚波长周期排列的多个凸部或者凹部；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，沿所述凹凸构造层的表面而形成高折射率层，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而构成亚波长格栅的第1格栅高折射率部、以及位于所述凹凸构造的顶部而构成亚波长格栅的第2格栅高折射率部的高折射率层；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，沿所述高折射率层的表面而形成具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状的低折射率层。

根据上述制法，与利用与格栅区域接触的层作为导波层的方式相比，无需与格栅区域接触的层的精密的膜厚控制就能够制造波长选择性较高的波长选择滤光器。因此，能够容易地制造这种波长选择滤光器。

发明的效果

根据本公开的实施方式，在波长选择滤光器中能够提高波长选择性。

附图说明

图1是对第1实施方式的波长选择滤光器的构造进行说明的图，(a)对波长选择滤光器的剖面构造进行说明，(b)对第1格栅区域的剖面构造进行说明，(c)对中间区域的剖面构造进行说明，(d)对第2格栅区域的剖面构造进行说明。

图2是关于第1实施方式的波长选择滤光器的制造方法而对凹凸构造层的形成工序进行说明的图。

图3是关于第1实施方式的波长选择滤光器的制造方法而对高折射率层的形成工序进行说明的图。

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对低折射率层的形成工序进行说明的图。

图5是对第1实施方式的波长选择滤光器的变形例的剖面构造进行说明的图。

图6是对第1实施方式的波长选择滤光器的变形例的剖面构造进行说明的图。

图7是对作为第1实施方式的波长选择滤光器的应用例的显示体的平面构造进行说明的图。

图8是对作为第1实施方式的波长选择滤光器的应用例的显示体的作用进行说明的图。

图9是对第2实施方式的波长选择滤光器的剖面构造的一个实例进行说明的图。

图10是对第2实施方式的波长选择滤光器的剖面构造的一个实例进行说明的图。

图11是关于第2实施方式的波长选择滤光器的制造方法而对凹凸构造体相对的状态进行说明的图。

图12是关于第2实施方式的波长选择滤光器的制造方法而对埋设层的形成工序进行说明的图。

图13是对第3实施方式的波长选择滤光器的斜视构造进行说明的图。

图14是对第4实施方式的波长选择滤光器的构造进行说明的图，(a)对波长选择滤光器的剖面构造进行说明，(b)对第1格栅区域的剖面构造进行说明，(c)对中间区域的剖面构造进行说明，(d)对第2格栅区域的剖面构造进行说明。

图15是对第5实施方式的光学设备的剖面构造进行说明的图。

图16是对第5实施方式的光学设备的作用进行说明的图。

图17是对第5实施方式的光学设备的剖面构造的其他实例进行说明的图。

图18是对第5实施方式的滤光区域的构造的一个实例进行说明的图，(a)对滤光区域的剖面构造进行说明，(b)对第1格栅区域的剖面构造进行说明，(c)对中间区域的剖面构造进行说明，(d)对第2格栅区域的剖面构造进行说明。

图19A、图19B、图19C、图19D表示关于滤光区域的波长选择性的模拟结果、即利用严密耦合波解析的反射模拟光谱。

图20是对第5实施方式的滤光区域的剖面构造的一个实例进行说明的图。

图21是对第5实施方式的滤光区域的斜视构造的一个实例进行说明的图。

图22是对第5实施方式的滤光区域的构造的一个实例进行说明的图，(a)对滤光区域的剖面构造进行说明，(b)对第1格栅区域的剖面构造进行说明，(c)对中间区域的剖面构造进行说明，(d)对第2格栅区域的剖面构造进行说明。

具体实施方式

本公开的实施方式是以相对于背景的独立单一的发明为基础的一组实施方式。另外，本公开的各技术方案是以单一的发明为基础的一组实施方式的技术方案。本公开的各结构可以具有本公开的各技术方案。可以对本公开的各特征(feature)进行组合而构成各结构。因此，可以对本公开的各特征(feature)、本公开的各结构、本公开的各技术方案、本公开的各实施方式进行组合，该组合具有叠加的功能，能够发挥出叠加效果。

(第1实施方式)

参照图1～图8对波长选择滤光器、显示体以及波长选择滤光器的制造方法的第1实施方式进行说明。波长选择滤光器具有从射入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。波长选择滤光器可以具有通过入射的光的反射、透射、吸收、散射、衍射中的任意者方式或者它们的组合而取出光的功能。波长选择滤光器的选择对象的波长区域可以设为可见区域的光。可见区域的光可以设为能够由人的肉眼目视确认的光。下面，可见区域的光的波长大于或等于400nm小于或等于800nm。

[波长选择滤光器的整体结构]

如图1中的(a)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、第2低折射率区域16以及顶部区域17。上述各区域以层状扩展，从接近基材11的位置起按顺序排列有第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、第2低折射率区域16以及顶部区域17。各区域的排列方向为第1方向。即，第1方向为各区域以及波长选择滤光器10的厚度方向。另外，顶部区域17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相对于顶部区域17所处一侧为波长选择滤光器10的背面侧。图1中的(b)对第1格栅区域13的与第1方向正交的剖面进行说明，图1中的(c)对中间区域14的与第1方向正交的剖面进行说明，图1中的(d)对第2格栅区域15的与第1方向正交的剖面进行说明。

基材11的方式可以设为板状、片材状或者薄膜状，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，基材11可以设为玻璃板、透明的聚合物薄膜。玻璃板的实例为合成石英基板。透明的聚合物薄膜的基膜可以设为聚对苯二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯。

第1低折射率区域12与基材11的表面接触，沿着基材11的表面均匀地扩展。第1格栅区域13具有第1格栅高折射率部13a以及第1格栅低折射率部13b。从与基材11的表面相对的位置观察，即，从沿着第1方向的方向观察，第1格栅高折射率部13a和第1格栅低折射率部13b沿着作为共通方向的第2方向以带状延伸，沿着与第2方向正交的第3方向交替地排列。第2方向及第3方向分别与第1方向正交。

中间区域14具有中间高折射率部14a、第1中间低折射率部14b以及第2中间低折射率部14c。从沿着第1方向的方向观察，上述各部沿第2方向延伸，第1中间低折射率部14b和第2中间低折射率部14c在其中间隔着中间高折射率部14a且沿第3方向交替地排列。即，第1中间低折射率部14b、中间高折射率部14a、第2中间低折射率部14c、中间高折射率部14a沿着第3方向按顺序反复排列。第1中间低折射率部14b位于第1格栅低折射率部13b上。中间高折射率部14a位于第1格栅高折射率部13a的宽度方向的端部上，第2中间低折射率部14c位于第1格栅高折射率部13a的宽度方向的中央部上。

第2格栅区域15具有第2格栅高折射率部15a以及第2格栅低折射率部15b。从沿着第1方向的方向观察，第2格栅高折射率部15a和第2格栅低折射率部15b沿第2方向以带状延伸，沿第3方向交替地排列。即，在2个格栅区域13、15，高折射率部以及低折射率部的排列方向一致。第2格栅高折射率部15a位于第1中间低折射率部14b上以及中间高折射率部14a上，第2格栅低折射率部15b位于第2中间低折射率部14c上。

第2低折射率区域16相对于第2格栅区域15在中间区域14的相反侧沿第2格栅区域15均匀地扩展。顶部区域17具有第1顶部低折射率部17a以及第2顶部低折射率部17b。从沿着第1方向的方向观察，第1顶部低折射率部17a和第2顶部低折射率部17b沿第2方向以带状延伸，沿第3方向交替地排列。第1顶部低折射率部17a隔着第2低折射率区域16而位于第2格栅高折射率部15a上，第2顶部低折射率部17b隔着第2低折射率区域16而位于第2格栅低折射率部15b上。

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局部彼此连续。具体而言，第1低折射率区域12和第1格栅低折射率部13b彼此连续，并且，第1格栅低折射率部13b和第1中间低折射率部14b彼此连续，上述部件可以设为彼此相同的材料。另外，第1格栅高折射率部13a和中间高折射率部14a彼此连续，并且，中间高折射率部14a和第2格栅高折射率部15a彼此连续，上述部件可以设为彼此相同的材料。另外，第2中间低折射率部14c和第2格栅低折射率部15b彼此连续，第2格栅低折射率部15b和第2低折射率区域16彼此连续，并且，第2低折射率区域16和第1顶部低折射率部17a彼此连续，上述部件可以设为彼此相同的材料。另外，第2顶部低折射率部17b由空气填充。

即，波长选择滤光器10还可以设为具有如下部件的构造体：基材11；凹凸构造层21，其位于基材11上，在表面具有多个凸部21a所构成的凹凸构造；高折射率层22，其沿着凹凸构造层21的表面配置；以及低折射率层23，其沿着高折射率层22的表面配置。多个凸部21a沿第2方向延伸，沿第3方向排列。高折射率层22具有追随凹凸构造层21的凹凸的表面形状，低折射率层23具有追随高折射率层22的凹凸的表面形状。

凹凸构造层21由第1低折射率区域12、第1格栅低折射率部13b以及第1中间低折射率部14b构成，凸部21a由第1格栅低折射率部13b以及第1中间低折射率部14b构成。

高折射率层22由第1格栅高折射率部13a、中间高折射率部14a以及第2格栅高折射率部15a构成。第1格栅高折射率部13a位于多个凸部21a之间、即凹凸构造层21所具有的凹凸构造的底部。中间高折射率部14a与凸部21a的侧面接触，以将从沿着第1方向的方向观察彼此相邻的第1格栅高折射率部13a和第2格栅高折射率部15a的端部间连结的方式，沿中间区域14的厚度方向延伸。第2格栅高折射率部15a将凸部21a的顶面覆盖，即，位于凹凸构造层21所具有的凹凸构造的顶部。

低折射率层23由第2中间低折射率部14c、第2格栅低折射率部15b、第2低折射率区域16以及第1顶部低折射率部17a构成。低折射率层23具有如下形状，即，第2中间低折射率部14c以及第2格栅低折射率部15b从第2低折射率区域16朝向基材11凸出，第1顶部低折射率部17a从第2低折射率区域16朝向基材11的相反侧凸出。低折射率层23的表面具有凹凸，第2顶部低折射率部17b与其凹部对应。

高折射率层22的折射率大于空气的折射率、且大于凹凸构造层21以及低折射率层23各自的折射率。即，第1格栅高折射率部13a、中间高折射率部14a、第2格栅高折射率部15a各自的折射率大于第1低折射率区域12、第1格栅低折射率部13b、第1中间低折射率部14b、第2中间低折射率部14c、第2格栅低折射率部15b、第2低折射率区域16、第1顶部低折射率部17a、第2顶部低折射率部17b各自的折射率。

凹凸构造层21以及低折射率层23的折射率大于空气的折射率。为了适当地产生导模共振现象，优选凹凸构造层21以及低折射率层23各自与高折射率层22的折射率差较大，优选上述各层与高折射率层22的折射率差大于凹凸构造层21与低折射率层23的折射率差。另外，优选与空气层相邻的低折射率层23的折射率小于或等于凹凸构造层21的折射率。

并且，优选凹凸构造层21的折射率与低折射率层23的折射率不同。由此，在波长选择滤光器10产生光学的非对称性，因此能够对表面侧和背面侧中的一者射出更多的光。凹凸构造层21与低折射率层23的折射率差可以设为大于或等于0.01小于或等于0.3。如果折射率差大于或等于0.01，则充分产生光学的非对称性。如果折射率差小于或等于0.3，则光学的非对称性不会过度增大，因此能够抑制格栅区域13、15的光的共振产生紊乱。

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，凹凸构造层21、高折射率层22以及低折射率层23各自的材料可以设为在可见区域不具有吸收波长的物质、即相对于可见区域的光而透明的物质。具体而言，凹凸构造层21的低折射率材料(第1低折射率材料)可以设为聚合物。聚合物可以设为紫外线固化性树脂、热塑性树脂、热固化性树脂等。上述树脂的实例为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂。

凹凸构造层21可以含有具有纳米尺寸的直径的填料。填料可以设为无机填料。无机填料可以设为二氧化硅填料、金属填料、金属化合物填料。金属填料的实例为锆的填料。金属化合物填料的实例为氧化铝的填料、氧化钛的填料。凹凸构造层21可以含有上述填料的单独1种、或者多种填料的混合物。例如可以通过填料的种类及其含量的选择而调整凹凸构造层21的折射率。由此，能够调整凹凸构造层21与高折射率层22的折射率差、凹凸构造层21与低折射率层23的折射率差。此外，在要降低所含有的填料的折射率的情况下，可以使用具有多孔构造的填料、中空粒子的填料。

低折射率层23的低折射率材料(第2低折射率材料)可以设为无机化合物。无机化合物可以设为氧化物。氧化物的实例为氧化硅。另外，无机化合物可以设为氮化物、氟化物。氮化物的实例为氮化钙。氟化物的实例为氟化镁。

高折射率层22的高折射率材料可以设为无机化合物。如果无机化合物为金属化合物，则容易获得较高的折射率，因此为优选方式。金属化合物的实例为氧化钛、氧化铌、五氧化二钽、氧化锆、硫化锌、氧化铟锡、氮化铝。

[波长选择滤光器的作用]

第1格栅区域13的格栅构造(第1格栅构造)的周期、即第1格栅高折射率部13a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(第2格栅构造)的周期、即第2格栅高折射率部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，每个区域的平均折射率可以根据实际情况并根据各区域的高折射率部以及低折射率部的体积比率而设为高折射率部的折射率和低折射率部的折射率的均值。中间区域14的中间高折射率部14a的比例分别小于第1格栅区域13的第1格栅高折射率部13a的比例、以及第2格栅区域15的第2格栅高折射率部15a的比例。因此，中间区域14的平均折射率分别小于第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。即，波长选择滤光器10具有如下构造，即，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。

如果光从上述波长选择滤光器10的表面侧射入至波长选择滤光器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能够抑制衍射光向表面侧射出，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进行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、进而从中间区域14透射的光进入第1格栅区域13。如果光射入至第1格栅区域13，则因第1格栅区域13的亚波长格栅埋设于低折射率的区域而在第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进行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透射的光在第1低折射率区域12以及基材11透射而向波长选择滤光器10的背面侧射出。

其结果，在第2格栅区域15增强后的波长区域的光、以及在第1格栅区域13增强后的波长区域的光向波长选择滤光器10的表面侧射出。而且，从构成波长选择滤光器10的各区域透射的光作为透射光而向波长选择滤光器10的背面侧射出。如上所述，根据波长选择滤光器10，作为反射光，能够取出在各格栅区域13、15增强后的波长区域的光。因此，与格栅区域为1个的方式相比，取出的反射光的强度提高。另外，作为透射光，能够取出与在各格栅区域13、15增强后的波长区域不同的波长区域的光。

这里，除了在各格栅区域13、15增强后的波长区域的光以外，因构成波长选择滤光器10的各区域的反射、干涉引起的光也能够向波长选择滤光器10的表面侧射出。而且，这种光中包含与在各格栅区域13、15增强后的波长区域不同的波长区域的光(非对象光)。如果向波长选择滤光器10的表面侧射出的非对象光的强度较大，则在波长选择滤光器10的表面侧取出的光的波长选择性降低，其结果，向表面侧射出的光的颜色的鲜艳度降低。

与此相对，本实施方式的波长选择滤光器10的顶部区域17具有如下功能，即，抑制与在各格栅区域13、15增强后的波长区域不同的波长区域的光向波长选择滤光器10的表面侧射出。换言之，顶部区域17构成为将非对象光抵消。具体而言，顶部区域17通过利用干涉减弱非对象光、使非对象光向背面侧反射，从而使得向表面侧射出的非对象光的强度降低。由顶部区域17抵消的光的波长区域可以根据顶部区域17的厚度以及平均折射率而调整，换言之，可以根据低折射率层23的厚度以及材料而调整。即，以抑制除了在各格栅区域13、15增强后的波长区域以外的光从顶部区域17向表面侧射出的方式，选择低折射率层23的厚度以及材料。

另外，波长选择滤光器10的最外侧表面即低折射率层23的表面具有凹凸，因此与波长选择滤光器10的最外侧表面平坦的方式相比，能够抑制波长选择滤光器10的表面反射。由此也能够抑制与在各格栅区域13、15增强后的波长区域的光不同的波长区域的光向波长选择滤光器10的表面侧射出，因此向波长选择滤光器10的表面侧取出的光的波长选择性提高。

在亚波长格栅由沿1个方向以带状延伸的格栅高折射率部13a、15a构成的情况下，在各格栅区域13、15，向取决于亚波长格栅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。因此，根据第1实施方式的波长选择滤光器10，作为向特定方向偏振的反射光，能够将波长选择性提高的反射光取出。

[波长选择滤光器的详细结构]

在上述波长选择滤光器10中，在第1格栅区域13引起共振的光的波长区域、和在第2格栅区域15引起共振的光的波长区域只要根据要取出的光的波长区域而设定即可。例如，在要在更狭窄的区域获得高强度的反射光的情况下，即，在要进一步提高反射光的波长选择性的情况下，在第1格栅区域13引起共振的光的波长区域、和在第2格栅区域15引起共振的光的波长区域越接近越好。

例如，当在第2格栅区域15引起了特定波长区域的光的共振时，在第2格栅区域15与中间区域14的折射率之差较小等情况下，每当在第2格栅区域15内反射时，上述特定波长区域的光的一部分会向中间区域14漏出。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漏出的上述特定波长区域的光也进入第1格栅区域13而引起共振，并作为反射光而射出。因此，从波长选择滤光器10射出的反射光的波长选择性提高。

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和第2格栅区域15只要使得作为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，第1格栅区域13和第2格栅区域15的光学膜厚越接近，在第1格栅区域13和第2格栅区域15各自引起共振的光的波长区域彼此越接近，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针对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，对其内容详细进行说明。

第1格栅高折射率部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格栅高折射率部13a相对于整个第1格栅区域13的面积比率相等。换言之，该面积比率是在包含第1格栅高折射率部13a在内而与其厚度方向正交的剖面处第1格栅高折射率部13a所占据的面积比率。在第1格栅高折射率部13a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用第1格栅高折射率部13a的面积最大的剖面处的第1格栅高折射率部13a的面积比率。

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

在高折射率层22的折射率设为n1、且凹凸构造层21的折射率设为n2时(n1>n2)，第1格栅区域13的平均折射率NA1由下式(1)表示。

NA1＝n1×R1+n2×(1-R1)…(1)

而且，第1格栅区域13的光学膜厚OT1(第1参数)利用第1格栅区域13的平均折射率NA1以及厚度T1而由下式(2)表示。

OT1＝T1×NA1

＝T1×{n1×R1+n2×(1-R1)}…(2)

在第2格栅区域15，作为格栅构造的周期的第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，第2格栅区域15中的第2格栅高折射率部15a的宽度大于第1格栅区域13中的第1格栅低折射率部13b的宽度。而且，第2格栅低折射率部15b的宽度小于第1格栅高折射率部13a的宽度。

第2格栅高折射率部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格栅高折射率部15a相对于整个第2格栅区域15的面积比率相等。换言之，该面积比率是在包含第2格栅高折射率部15a在内而与其厚度方向正交的剖面处第2格栅高折射率部15a所占据的面积比率。在第2格栅高折射率部15a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用第2格栅高折射率部15a的面积最大的剖面处的第2格栅高折射率部15a的面积比率。

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

在高折射率层22的折射率设为n1、且低折射率层23的折射率设为n3时(n1>n3)，第2格栅区域15的平均折射率NA2由下式(3)表示。

NA2＝n1×R2+n3×(1-R2)…(3)

而且，第2格栅区域15的光学膜厚OT2(第2参数)利用第2格栅区域15的平均折射率NA2以及厚度T2而由下式(4)表示。

OT2＝T2×NA2

＝T2×{n1×R2+n3×(1-R2)}…(4)

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的比(OT2/OT1)越接近1，在第1格栅区域13和第2格栅区域15各自中引起共振的光的波长区域越接近。另一方面，随着上述比偏离1，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不同。当在第1格栅区域13和第2格栅区域15特意改变共振的光的波长区域的情况下，上述比例如可以大于2.0、或者小于0.5。另外，如果OT2/OT1的值处于大于或等于0.5小于或等于2.0的范围，则能够稳定地生产波长选择滤光器10，容易使波长选择滤光器10作为工业产品而实现实用化。

然而，如果在第1格栅区域13和第2格栅区域15共振的光的波长区域不同，则当在第1格栅区域13以及第2格栅区域15的一者使得期望的波长区域的光共振的情况下，波长选择滤光器10的波长选择性容易因在另一者共振的波长区域的光的影响而降低。即，选择的波长区域扩大、或者在选择的波长区域产生噪声。

本申请的发明人获得了如下见解，即，为了获得较高的波长选择性，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的比(OT2/OT1)的控制较为重要。而且，本申请的发明人发现了能够获得良好的波长选择性、且作为能够稳定地生产等的工业产品的适应性良好的上述比的范围。即，能够确认，根据提高作为工业产品的适应性的观点，优选OT2/OT1的值大于或等于0.5小于或等于2.0，为了获得更高的波长选择性，优选OT2/OT1的值大于或等于0.625小于或等于1.6。

如果OT2/OT1的值为1.0、即光学膜厚OT1和光学膜厚OT2一致，则在第1格栅区域13引起共振的光的波长区域和在第2格栅区域15引起共振的光的波长区域一致，波长选择性尤其得到提高。因此，优选以使得光学膜厚OT1和光学膜厚OT2一致的方式选择各层的材料、且设定厚度T1、T2、以及凹凸构造层21的凸部21a的宽度。凹凸构造层21的材料与低折射率层23的材料的折射率差越小，越容易使得光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1的比接近1.0。

例如，为了使第1格栅高折射率部13a的面积比率R1和第2格栅高折射率部15a的面积比率R2接近，可以以如下方式设定凸部21a的宽度，即，在第1格栅区域13使得第1格栅低折射率部13b的面积比率小于第1格栅高折射率部13a的面积比率，在第2格栅区域15使得第2格栅高折射率部15a的面积比率大于第2格栅低折射率部15b的面积比率。在该情况下，第1格栅高折射率部13a的面积比率R1和第2格栅高折射率部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的平均折射率提高，因此各格栅区域13、15的平均折射率、与相对于该格栅区域13、15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提高。

作为中间区域14的第1中间低折射率部14b的排列周期的第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，第1中间低折射率部14b的宽度与第1格栅低折射率部13b的宽度一致。

优选地，沿着第1方向的方向观察的俯视时的中间高折射率部14a相对于整个中间区域14的面积比率，小于或等于第2格栅高折射率部15a的上述面积比率与第1格栅低折射率部13b的上述面积比率之差。即，在上述中间高折射率部14a的面积比率设为R3时，优选R3满足下式(5)。此外，换言之，该面积比率是在包含中间高折射率部14a在内而与其厚度方向正交的剖面处中间高折射率部14a所占据的面积比率。在中间高折射率部14a的面积根据剖面的位置而变化的情况下，采用中间高折射率部14a的面积最大的剖面处的中间高折射率部14a的面积比率。

R3≤R2-(1-R1)＝R1+R2-1…(5)

从沿着第1方向的方向观察，在第2格栅高折射率部15a所处的区域与第1中间低折射率部14b以及中间高折射率部14a所处的区域一致时，中间高折射率部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格栅高折射率部15a所处的区域大于第1中间低折射率部14b以及中间高折射率部14a所处的区域时，换言之，在中间高折射率部14a位于比第2格栅高折射率部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，为了通过导模共振现象而提高从各格栅区域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，中间高折射率部14a的面积比率越小越好。如果构成为满足上述式(5)，则中间高折射率部14a的宽度抑制为未扩展至比第2格栅高折射率部15a更靠外侧的位置的程度，因此中间高折射率部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均大于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均大于0.1。

此外，在满足上述式(5)的范围内中间区域14具有中间高折射率部14a，从而能够通过中间高折射率部14a的面积比率的调整而对中间区域14的平均折射率进行微调。因此，例如，通过中间区域14的干涉等作用，还能够以与要作为反射光、透射光而取出的波长区域不同的波长区域的光的方式构成中间区域14。

另外，顶部区域17的第1顶部低折射率部17a的排列周期也与第1格栅区域13的第1周期P1一致。

[波长选择滤光器的制造方法]

参照图2～图4对波长选择滤光器10的制造方法进行说明。

如图2所示，首先，利用低折射率材料(第1低折射率材料)在基材11的表面形成层，在该层的表面形成凹凸构造，由此能够形成凹凸构造层21。凹凸构造层21具有沿基材11而扩展的平坦部21c、以及从平坦部21c凸出的多个凸部21a，并且具有作为位于凸部21a之间的部分的多个凹部21b。凸部21a以及凹部21b沿第2方向以带状延伸。

可以通过公知的微细加工法形成凹凸构造。微细加工法可以设为纳米压印法、干蚀刻法。其中，因能够简便地形成微细的凸部21a以及凹部21b而优选纳米压印法。

可以将低折射率材料设为紫外线固化性树脂而形成凹凸构造层21(光纳米压印法)。在该情况下，首先，在基材11的表面涂敷紫外线固化性树脂。接下来，将具有由形成对象的凸部21a以及凹部21b构成的凹凸反转后的凹凸的作为凹版的玻璃模具按压于由上述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。接着，使固化的紫外线固化性树脂从凹版脱模。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21a以及凹部21b，并且在凸部21a以及凹部21b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21c。

此外，利用紫外线固化性树脂的光纳米压印法的凹凸构造的形状的形成精度(亚波长格栅的周期的尺寸精度、从凹版的转印精度)优异，因此作为本公开的凹凸构造层21的形成方法而优选。不过，根据情况的不同(in some cases)，作为凹凸构造的形成方法，热固化、热可塑的纳米压印法较为适合。

接下来，如图3所示，在凹凸构造层21的表面形成由高折射率材料构成的高折射率层22。可以通过公知的成膜技术形成高折射率层22。公知的成膜技术的实例为物理气相生长法。物理气相生长法可以设为真空蒸镀法、溅射法。高折射率层22的厚度小于凸部21a的高度，根据期望的厚度T1以及厚度T2而设定。高折射率层22的厚度可以设为大于或等于10nm小于或等于500nm。

在通过物理气相生长法形成高折射率层22的情况下，在凹凸构造层21的凸部21a上形成与凸部21a相比进一步扩展的层。即，第2格栅高折射率部15a的宽度形成得大于作为凸部21a的第1格栅低折射率部13b以及第1中间低折射率部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21的表面的凸部21a和凹部21b的面积比率设定为1比1，也会在第1格栅高折射率部13a的面积比率与第2格栅高折射率部15a的面积比率之间产生偏差。

另外，如果在成膜过程中第2格栅高折射率部15a的宽度扩大，则蒸镀材料的粒子难以附着于凹部21b上，因此有时在第1格栅高折射率部13a的厚度T1与第2格栅高折射率部15a的厚度T2之间产生偏差。

为了提高波长选择滤光器10的波长选择性，优选弥补因这种第2格栅高折射率部15a的宽度的扩大而引起的面积比率、厚度的偏差，且以使得光学膜厚OT2相对于上述光学膜厚OT1的比大于或等于0.5小于或等于2.0、更优选大于或等于0.625小于或等于1.6的方式设定凸部21a的宽度、即凸部21a和凹部21b的面积比率。

另外，在利用物理气相生长法形成高折射率层22的情况下，多数情况下在凹凸构造层21的凸部21a的侧面也附着有高折射率材料，难以避免中间高折射率部14a的形成。因此，如上所述，以满足上述式(5)的方式对中间高折射率部14a的宽度进行控制，由此能够良好地获得来自各格栅区域13、15的反射光的强度。

可以根据成膜方法、成膜的条件而对中间高折射率部14a的宽度进行控制。成膜条件的参数为成膜速度、目标物的形状、目标物的尺寸、目标物与对象的距离等。成膜可以进行一次，也可以进行多次。例如，在真空蒸镀法和溅射法中，与粒子的飞来方向相关的角度依赖性不同。因此，可以通过使用真空蒸镀法和溅射法的任意者方法、或者对这些方法进行组合而改变中间高折射率部14a的宽度。另外，可以在通过物理气相生长法形成高折射率层22之后进行蚀刻，缩小中间高折射率部14a的宽度。

接下来，如图4所示，在高折射率层22的表面形成由低折射率材料(第2低折射率材料)构成的低折射率层23。可以通过公知的成膜技术而形成低折射率层23。公知的成膜技术的实例为物理气相生长法。物理气相生长法为真空蒸镀法、溅射法。低折射率层23的厚度可以设为大于或等于10nm小于或等于500nm。

如上所述，在波长选择滤光器10中，将在第1格栅区域13增强后的波长区域的光、以及在第2格栅区域15增强后的波长区域的光射出，由此提高反射光的波长选择性。因此，与利用与格栅区域接触的层作为导波层的方式相比，波长选择滤光器10无需对与格栅区域接触的层的精密的膜厚的控制。在利用纳米压印法而形成波长选择滤光器10的情况下，无需残膜的膜厚的精密控制就能够制造波长选择性提高的波长选择滤光器10。因此，容易制造波长选择滤光器10，另外，如果利用纳米压印法，则能够更容易地制造。

另外，可以通过光纳米压印法和真空蒸镀法等组合而成的制造方法来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或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21。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以及冷却即可。

[变形例]

可以以下面的方式对上述实施方式的波长选择滤光器10进行变更。

如图5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板状体的表面形成凹凸构造而形成凹凸构造层21。例如，可以利用由热塑性树脂构成的片材而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而在该基板的表面形成凹凸构造。对于针对合成石英基板形成凹凸构造，只要利用干蚀刻法等公知的技术即可。

另外，如图6所示，可以在基材11的表面直接形成凸部21a。即，凹凸构造层21可以不具有与凸部21a连续的平坦部21c。在该情况下，凸部21a和基材11构成凹凸构造层21，基材11中与凸部21a接触的区域作为第1低折射率区域12起作用。例如可以通过光刻的利用而形成这种凹凸构造层21。

另外，可以利用各种涂敷法由树脂材料形成低折射率层23。不过，为了使低折射率层23形成为追随高折射率层22的形状，换言之，为了在低折射率层23的表面适当地形成凹凸，优选地，低折射率层23由无机化合物构成、且通过物理气相生长法而形成。

另外，波长选择滤光器10可以不具有第2低折射率区域16，顶部区域17可以位于第2格栅区域15的正上方。换言之，低折射率层23的表面的凹部的底部在第1方向上，可以配置于与高折射率层22的顶部、即与第2格栅高折射率部15a的顶部一致的位置。并且，第2格栅低折射率部15b的一部分或全部可以相对于第2顶部低折射率部17b连续，由空气填充。在该情况下，低折射率层23的表面的凹部的底部位于第2格栅区域15。并且，第2中间低折射率部14c的一部分可以相对于第2顶部低折射率部17b连续，由空气填充。在该情况下，低折射率层23的表面的凹部的底部位于中间区域14。各区域的平均折射率是将还包含空气在内的构成各区域的物质的折射率根据各物质所占据的部分的体积比率进行平均所得的值。

[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。波长选择滤光器10应用于进行光的颜色的变换、颜色的分解的装置中使用的滤光器、显示体。下面，对将波长选择滤光器10用于显示体的方式进行说明。

可以出于提高物品伪造的困难性的目的而使用显示体，也可以出于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。在出于提高物品伪造的困难性的目的的情况下，显示体例如粘贴于护照、驾照等证书、商品券、支票等有价证劵类、信用卡、现金卡等卡片类、纸币等。另外，在出于提高物品的外观美观性的目的的情况下，显示体例如安装于随身携带的饰品、使用者携带的物品、如家具、家电等那样固定放置的物品、墙壁、门等构造物等。

如图7所示，显示体60具有表面60F、以及作为表面60F的相反侧的面的背面60R，从与表面60F相对的位置观察，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。

第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C分别单独、或通过大于或等于2个的区域的组合而表现出字符、标号、图形、花纹、图案、这些要素的背景等。作为一个例子，在图7所示的结构中，利用第1显示区域61A表现出圆形的图形，利用第2显示区域61B表现出三角形的图形，利用第3显示区域61C表现出背景。

对于第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C，分别应用波长选择滤光器10的结构。上述像素62A、62B、62C以将各像素62A、62B、62C的第2方向和第3方向设为沿着显示体60的表面60F的方向的方式，配置于使得波长选择滤光器10的表面侧成为显示体60的表面侧的方向。

在第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C中，因导模共振现象引起共振的波长区域互不相同。通过针对像素62A、62B、62C分别调整第1格栅区域13以及第2格栅区域15所具有的亚波长格栅的周期等，将各像素62A、62B、62C的引起共振的波长区域设定为期望的波长区域。因此，在接收到包含多个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8所示，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，从第1像素62A向显示体60的表面侧射出反射光I2，从第2像素62B向显示体60的表面侧射出反射光I3，从第3像素62C向显示体60的表面侧射出反射光I4。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能够目视确认到与反射光I2的波长区域相应的色相的颜色，在第2显示区域61B能够确认到与反射光I3的波长区域相应的色相的颜色，在第3显示区域61C能够目视确认到与反射光I4的波长区域相应的色相的颜色。反射光I2的波长区域、反射光I3的波长区域以及反射光I4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看到色相互不相同的颜色。

其结果，根据在从显示体60的外侧朝向表面60F照射入射光I1的状态下从显示体60的表面侧观察表面60F的表面反射观察，能够目视确认到由颜色互不相同的第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，从第1像素62A向显示体60的背面侧射出透射光I5，从第2像素62B向显示体60的背面侧射出透射光I6，从第3像素62C向显示体60的背面侧射出透射光I7。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I5的波长区域相应的色相的颜色，在第2显示区域61B目视确认到与透射光I6的波长区域相应的色相的颜色，在第3显示区域61C目视确认到与透射光I7的波长区域相应的色相的颜色。透射光I5的波长区域、透射光I6的波长区域以及透射光I7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看到色相互不相同的颜色。

其结果，通过在从显示体60的外侧朝向表面60F照射入射光I1的状态下从显示体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颜色互不相同的第1显示区域61A、第2显示区域61B以及第3显示区域61C构成的像。

并且，反射光I2的波长区域和透射光I5的波长区域不同，因此在从表面侧观察显示体60时和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相不同。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、和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相不同，在第3显示区域61C目视确认到的颜色的色相也不同。

因此，通过表面反射观察和背面透射观察，能够在显示体60目视确认到颜色互不相同的像。因而，关于具有显示体60的物品，伪造的困难性、外观美观性进一步提高。另外，还容易识别显示体60的表面背面。

而且，如上所述，在第1实施方式的波长选择滤光器10中能够提高波长选择性，因此通过将波长选择滤光器10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。因而，能够提高显示体60所形成的像的目视确认性。另外，在第1实施方式的波长选择滤光器10中，能够利用如树脂薄膜那样具有挠性的基材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、第2低折射率区域16、顶部区域17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、在上述像素之间相互连续的凹凸构造层21、在上述像素之间相互连续的高折射率层22、以及在上述像素之间相互连续的低折射率层23。

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21例如可以通过利用纳米压印法，使用在与各像素62A、62B、62C对应的部分改变了凹凸的周期的玻璃模具而同时形成。另外，高折射率层22以及低折射率层23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、即配置有应用了波长选择滤光器10的结构的像素且呈现出色相互不相同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为1个，也可以大于或等于4个。另外，显示体60可以具有如下区域等，即，具有与波长选择滤光器10不同的构造，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。

并且，只要在显示区域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用于形成光栅图像的重复的最小单位即像素，也可以是将用于形成矢量图像的锚点连结的区域。

如上所述，根据第1实施方式，能够获得下面列举的优点。

(1)在第1格栅区域13和第2格栅区域15分别引起导模共振现象，作为反射光而获得在2个格栅区域13、15分别增强后的光，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提高。另外，设置有具有追随高折射率层22的表面的凹凸的表面形状的低折射率层23，因此通过低折射率层23的厚度以及折射率的调整，能够抵消与在各格栅区域13、15增强后的反射光不同的波长区域的光，能够抑制这样的光与上述反射光一起射出。因此，波长选择滤光器10的波长选择性得到提高。

(2)凹凸构造层21可以由聚合物构成。凹凸构造层21可以由紫外线固化性树脂、热固化性树脂以及热塑性树脂中的任一者构成。低折射率层23可以由无机化合物构成。由此，作为凹凸构造层21的制造方法，例如可以采用纳米压印等适合于形成微细的凹凸的方法。低折射率层23由无机化合物构成，从而例如能够利用物理气相生长法来成膜出低折射率层23。由此，可以采用适合于使得低折射率层23形成为沿着下层的凹凸的形状的制造方法。这样，通过低折射率材料的区分使用而能够适当地形成凹凸构造层21以及低折射率层23。

(3)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的比大于或等于0.5小于或等于2.0，更优选大于或等于0.625小于或等于1.6，由此能够作为反射光而获得在2个格栅区域13、15分别增强后的接近的波长区域的光。因而，波长选择性进一步提高。

(4)中间区域14的中间高折射率部14a的面积比率R3满足R3≤R1+R2-1，从而能够将中间高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此能够抑制中间区域14的平均折射率过度增大。因此，能够良好地确保格栅区域13、15与其相邻区域的平均折射率之差，因此通过导模共振现象获得的来自各格栅区域13、15的反射光的强度良好。

另外，从沿着第1方向的方向观察，第2格栅高折射率部15a扩展至中间高折射率部14a的外侧，从而能够将中间高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此同上所述，来自各格栅区域13、15的反射光的强度良好。

(5)通过形成由低折射率材料构成的凹凸构造层21的工序、在凹凸构造层21的表面形成高折射率层22的工序、以及在高折射率层22的表面形成低折射率层23的工序，形成上述波长选择滤光器10。根据这种制法，无需与亚波长格栅接触的层的精密的膜厚控制，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。

(6)关于利用树脂作为低折射率材料，将凹版按压于由树脂构成的涂敷层并通过树脂的固化而形成凹凸构造层21的制法，利用纳米压印法进行凹凸构造层21的形成，因此能够适当且简便地形成具有微细的凹凸的凹凸构造层21。另外，只要是利用物理气相生长法形成低折射率层23的方法，则能够适当地形成具有追随高折射率层22的表面的凹凸的表面形状的低折射率层23。

另外，在对于高折射率层22的形成而利用物理气相生长法的情况下，从沿着第1方向的方向观察，以使得第2格栅高折射率部15a扩展至中间高折射率部14a的外侧的方式形成高折射率层22。根据这种制法，即使采用在凸部21a的侧面形成中间高折射率部14a的方法，也能够将中间高折射率部14a的宽度抑制得较小，因此来自各格栅区域13、15的反射光的强度良好。

(第2实施方式)

参照图9～图12，对波长选择滤光器、显示体、以及波长选择滤光器的制造方法的第2实施方式进行说明。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9以及图10，对第2实施方式的波长选择滤光器的结构进行说明。如图9所示，第2实施方式的波长选择滤光器30具有2个共振构造部31，该共振构造部31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、第2低折射率区域16、以及顶部区域17构成的构造体。但是，顶部区域17的第2顶部低折射率部17b由低折射率材料填充。

作为2个共振构造部31的第1共振构造部31A和第2共振构造部31B在第1方向上相邻，2个共振构造部31A、31B由2个基材11夹着。换言之，第2实施方式的波长选择滤光器30具有以使得顶部区域17彼此相对的方式将第1实施方式的2个波长选择滤光器10接合而成的构造。即，第2实施方式的波长选择滤光器30具有在第1方向上隔开间隔而排列的4个亚波长格栅，具有上述亚波长格栅埋设于低折射率材料的构造。换言之，波长选择滤光器30具有2个排列方向以及排列周期相同的成对的格栅构造(格栅对)，上述格栅构造由低折射率材料包围。2个格栅对在第1方向上排列。此外，相对于一个基材11的另一个基材11一侧是波长选择滤光器30的表面侧，相对于另一个基材11的一个基材11一侧是波长选择滤光器30的背面侧。

在波长选择滤光器30中，作为第1共振构造部31A的格栅要素的格栅高折射率部13a、15a以及格栅低折射率部13b、15b的延伸方向、与作为第2共振构造部31B的格栅要素的格栅高折射率部13a、15a以及格栅低折射率部13b、15b的延伸方向一致。换言之，第1共振构造部31A具有的亚波长格栅的排列方向与第2共振构造部31B具有的亚波长格栅的排列方向一致。另外，各共振构造部31的中间区域14以及顶部区域17的各低折射率部以及高折射率部也沿与格栅要素相同的方向延伸。

沿第1共振构造部31A的顶部区域17以及第2共振构造部31B的顶部区域17均匀地扩展的边界低折射率区域18，位于第1共振构造部31A与第2共振构造部31B之间。边界低折射率区域18与第1共振构造部31A的顶部区域17的第2顶部低折射率部17b、以及第2共振构造部31B的顶部区域17的第2顶部低折射率部17b分别连续，边界低折射率区域18和各共振构造部31的第2顶部低折射率部17b由彼此相同的材料构成。

作为第1共振构造部31A的凸部21a的排列周期的构造周期Pk、与作为第2共振构造部31B的凸部21a的排列周期的构造周期Pk可以如图9所示那样相同，也可以如图10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。

针对第1共振构造部31A和第2共振构造部31B，为了提高波长选择性，分别优选与第1实施方式同样地，使得第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的比大于或等于0.5小于或等于2.0，更优选大于或等于0.625小于或等于1.6。

[波长选择滤光器的作用]

在2个共振构造部31A、31B具有相同的构造周期Pk的情况下，在波长选择滤光器30具有的4个格栅区域13、15，引起共振的光的波长区域的波动减小。在4个格栅区域13、15分别增强后的波长区域的反射光向波长选择滤光器30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，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进一步提高。此时，如果光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1的比在第1共振构造部31A和第2共振构造部31B一致，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更接近，因此为优选方式。

另一方面，在2个共振构造部31A、31B具有互不相同的构造周期Pk的情况下，在第1共振构造部31A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31B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，包含在第1共振构造部31A的格栅区域13、15增强后的波长区域的光、以及在第2共振构造部31B的格栅区域13、15增强后的波长区域的光在内的反射光向波长选择滤光器30的表面侧射出。

无论2个共振构造部31A、31B的构造周期Pk是否相同，都与第1实施方式相同地，顶部区域17通过抵消因比顶部区域17更靠背面侧的反射、干涉产生的光中的与要取出的波长区域的光不同的波长区域的光(非对象光)，而抑制非对象光向波长选择滤光器30的表面侧射出。即，以使得顶部区域17抵消除了在各格栅区域13、15增强后的波长区域以外的光的方式，选择低折射率层23的厚度以及材料、以及边界低折射率区域18的材料。

另外，朝向波长选择滤光器30的入射光中的、从各区域透射的光向波长选择滤光器30的背面侧射出。第2实施方式的波长选择滤光器30具有多个共振构造部31，该共振构造部31具有2个格栅区域13、15，因此作为反射光、透射光而观察到的色相的调整的自由度提高。

[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30与第1实施方式所示的应用例相同地，可以应用于进行光的颜色的变换、颜色分解的装置中使用的滤光器，也可以应用于显示体60具有的显示要素。

例如，在2个共振构造部31A、31B应用具有相同的构造周期Pk的结构的情况下，在显示体60中，表面反射观察中在各显示区域61A、61B、61C目视确认到的颜色的鲜艳度、亮度提高，从而像的目视确认性提高。

另外，例如，在2个共振构造部31A、31B应用具有互不相同的构造周期Pk的结构的情况下，在显示体60中，表面反射观察和背面透射观察中目视确认到的像的色相的调整的自由度提高。具体而言，在第1像素62A、第2像素62B以及第3像素62C中，通过使第1共振构造部31A的构造周期Pk和第2共振构造部31B的构造周期Pk的组合互不相同，能够实现上述色相的调整。

[波长选择滤光器的制造方法]

参照图11以及图12对第2实施方式的波长选择滤光器30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30时，与第1实施方式同样地，在基材11上按顺序形成凹凸构造层21、高折射率层22以及低折射率层23。

接着，如图11所示，以使得低折射率层23彼此相对的方式使2个凹凸构造体32相对，该凹凸构造体32是由基材11、凹凸构造层21、高折射率层22以及低折射率层23构成的构造体，如图12所示，利用低折射率材料(第3低折射率材料)将2个凹凸构造体32之间的区域填埋而使得上述凹凸构造体32接合。由此，形成波长选择滤光器30。

如图12所示，通过低折射率材料的埋设而在2个凹凸构造体32之间形成的部分是埋设层24。埋设层24由第1共振构造部31A的顶部区域17的第2顶部低折射率部17b、第2共振构造部31B的顶部区域17的第2顶部低折射率部17b以及边界低折射率区域18构成。

构成埋设层24的低折射率材料是折射率低于构成高折射率层22的高折射率材料的材料，优选采用紫外线固化性树脂、热塑性树脂、热固化性树脂等树脂材料。例如，埋设层24只要由与凹凸构造层21相同的材料形成即可。作为埋设层24的形成方法，只要使用各种涂敷法等即可。

此外，在使得2个凹凸构造体32相对的状态下，第1顶部低折射率部17a彼此可以相对，一个凹凸构造体32的第1顶部低折射率部17a和另一个凹凸构造体32的第2顶部低折射率部17b也可以相对。或者，一个凹凸构造体32的第1顶部低折射率部17a可以与另一个凹凸构造体32的第1顶部低折射率部17a的一部分以及第2顶部低折射率部17b的一部分相对。

例如，通过使凸部21a的周期相同的2个凹凸构造体32接合，能够形成2个共振构造部31A、31B具有相同的构造周期Pk的波长选择滤光器30。另外，例如，通过使凸部21a的周期互不相同的2个凹凸构造体32接合，能够形成2个共振构造部31A、31B具有互不相同的构造周期Pk的波长选择滤光器30。

此外，2个共振构造部31A、31B可以配置为使得顶部区域17朝向外侧，以取代配置为使得顶部区域17彼此相对的方式。即，可以以使得基材11彼此相对的方式利用低折射率材料将2个凹凸构造体32接合。

另外，2个共振构造部31A、31B可以配置为各共振构造部31A、31B的顶部区域17均朝向表面侧。即，可以以使得一个凹凸构造体32的顶部区域17和另一个凹凸构造体32的基材11相对的方式，利用低折射率材料将2个凹凸构造体32接合。

只要顶部区域17位于波长选择滤光器30的最外侧表面，则能够与第1实施方式同样地获得利用顶部区域17抑制表面反射的效果。

另外，波长选择滤光器30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31。在波长选择滤光器30具有多个共振构造部31的方式中，只要上述共振构造部31的构造周期Pk相同，则共振构造部31的数量越多，反射光的强度越提高。另外，多个共振构造部31可以包含构造周期Pk相同的多个共振构造部31、以及构造周期Pk互不相同的多个共振构造部31。根据这种结构，还能够实现从波长选择滤光器30射出的反射光、透射光的颜色的精细的调整。

在制造具有大于或等于3个的共振构造部31的波长选择滤光器30时，基材11和凹凸构造层21可以由能够将基材11从凹凸构造层21剥离的材料形成，在凹凸构造体32的层叠时，基材11可以剥离。例如，2个凹凸构造体32以使得顶部区域17彼此相对的方式由低折射率材料接合之后，使得一个基材11剥离，进一步隔着低折射率材料而将露出的凹凸构造层21和其他凹凸构造体32接合，通过反复进行上述动作而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30。

如上所述，根据第2实施方式，在第1实施方式的(1)～(6)的优点的基础上，能够获得下述优点。

(7)波长选择滤光器30具有在第1方向上排列的多个共振构造部31，从而波长选择滤光器10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30的波长选择性、能够提高反射光及透射光中包含的波长区域的调整的自由度。

(8)多个共振构造部31的构造周期Pk相等，从而在各共振构造部31的格栅区域13、15引起共振的光的波长区域的波动减小。因此，反射光的波长选择性进一步提高。

(9)光学膜厚OT2相对于光学膜厚OT1的比在第1共振构造部31A和第2共振构造部31B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。

(10)第1共振构造部31A的构造周期Pk和第2共振构造部31B的构造周期Pk互不相同，从而在第1共振构造部31A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31B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，利用波长选择滤光器30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。因而，能够提高作为反射光、透射光而观察到的色相的调整的自由度。

(11)通过使得2个凹凸构造体32相对、利用低折射率材料将2个凹凸构造体32之间的区域填埋而形成波长选择滤光器30。据此，能够容易地形成具有多个共振构造部31的波长选择滤光器30。

(第3实施方式)

参照图13，对波长选择滤光器、显示体以及波长选择滤光器的制造方法的第3实施方式进行说明。第3实施方式与第2实施方式相比，2个共振构造部的亚波长格栅的排列方向不同。下面，以第3实施方式和第2实施方式的不同点为中心进行说明，对与第2实施方式相同的结构标注相同的标号并省略其说明。此外，图13是表示波长选择滤光器的一部分的图，为了容易理解波长选择滤光器的构造，针对凹凸构造层21、高折射率层22、低折射率层23、埋设层24分别标注互不相同的浓度的圆点而进行显示。

[波长选择滤光器的结构]

如图13所示，与第2实施方式相同地，第3实施方式的波长选择滤光器40具有在第1方向上相邻的2个共振构造部31A、31B。但是，在第3实施方式中，第1共振构造部31A的格栅区域13、15具有的格栅要素、即格栅高折射率部13a、15a以及格栅低折射率部13b、15b的延伸方向、和第2共振构造部31B的格栅区域13、15具有的格栅要素的延伸方向互不相同。换言之，第1共振构造部31A具有的亚波长格栅的排列方向、和第2共振构造部31B具有的亚波长格栅的排列方向互不相同。

作为第1共振构造部31A的凸部21a的排列周期的构造周期Pk、和作为第2共振构造部31B的凸部21a的排列周期的构造周期Pk相同。为了提高反射光的波长选择性，在第1共振构造部31A以及第2共振构造部31B的各构造部中，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的比优选大于或等于0.5小于或等于2.0，更优选大于或等于0.625小于或等于1.6。并且，优选上述比在第1共振构造部31A和第2共振构造部31B一致。

第1共振构造部31A的格栅高折射率部13a、15a以及格栅低折射率部13b、15b沿第2方向延伸且沿第3方向排列。另一方面，第2共振构造部31B的格栅高折射率部13a、15a以及格栅低折射率部13b、15b沿第3方向延伸、且沿第2方向排列。即，第1共振构造部31A具有的格栅要素的延伸方向、与第2共振构造部31B具有的格栅要素的延伸方向正交。换言之，第1共振构造部31A具有的亚波长格栅的排列方向与第2共振构造部31B具有的亚波长格栅的排列方向所成的角为90°。

[波长选择滤光器的作用]

如上所述，在亚波长格栅由沿1个方向以带状延伸的格栅高折射率部13a、15a构成的情况下，在各格栅区域13、15，向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。上述特定方向取决于亚波长格栅的排列方向。亚波长格栅的排列方向在第1共振构造部31A和第2共振构造部31B不同，从而多重反射的光的偏振方向在第1共振构造部31A的格栅区域13、15以及第2共振构造部31B的格栅区域13、15互不相同。因此，根据第3实施方式的波长选择滤光器40，相对于包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光而有效地将反射光射出，因此反射光的强度进一步提高。

第3实施方式的波长选择滤光器40的结构与第1实施方式所示的应用例相同地，可以应用于进行光的颜色的变换、颜色分解的装置中使用的滤光器，也可以应用于显示体60具有的显示要素。朝向显示体60的入射光如通常的照明、太阳光那样多数情况下是包含朝向各种方向的偏振分量在内的光。因此，如果将第3实施方式的波长选择滤光器40应用于显示体60，则关于偏振而有效地将反射光射出的效果能够提高。另一方面，在以偏振方向上汇聚的入射光为对象的情况下，优选应用第2实施方式的波长选择滤光器30。

[波长选择滤光器的制造方法]

与第2实施方式相同地，以使得顶部区域17彼此相对的方式使得2个凹凸构造体32相对，利用低折射率材料(第3低折射率材料)将2个凹凸构造体32之间的区域填埋，由此形成第3实施方式的波长选择滤光器40。这里，在第3实施方式中，以使得一个凹凸构造体32的凸部21a的延伸方向、和另一个凹凸构造体32的凸部21a的延伸方向正交的方式，使得上述凹凸构造体32相对并由低折射率材料实施接合。

此外，与第2实施方式相同地，2个共振构造部31A、31B可以配置为使得顶部区域17朝向外侧，各共振构造部31A、31B的顶部区域17可以配置为均朝向表面侧。

另外，2个共振构造部31A、31B的亚波长格栅的排列方向并不局限于正交，只要互不相同即可。还可以通过亚波长格栅的排列方向的设定而调整波长选择滤光器40的偏振响应性。

另外，波长选择滤光器40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31，只要多个共振构造部31中包含格栅要素的延伸方向互不相同的共振构造部31即可。这种波长选择滤光器40具有偶数、即2n个(n为大于或等于3个的整数)的亚波长格栅，在起始自表面侧或背面侧的第2m-1个(m为大于或等于1小于或等于n的整数)的亚波长格栅以及第2m个亚波长格栅，排列方向彼此相同，格栅的排列周期彼此相同。

根据这种结构，还能够通过每个共振构造部31的亚波长格栅的排列方向的设定、亚波长格栅的排列方向相同的共振构造部31的数量的设定等，调整波长选择滤光器40的偏振响应性。此外，多个共振构造部31中可以包含亚波长格栅的排列周期互不相同的共振构造部31。

如上所述，根据第3实施方式，除了第1实施方式的(1)～(6)、第2实施方式的(7)～(9)，(11)的优点以外，还能够获得下述优点。

(12)第1共振构造部31A的格栅要素的延伸方向和第2共振构造部31B的格栅要素的延伸方向互不相同，因此在第1共振构造部31A的格栅区域13、15和第2共振构造部31B的格栅区域13、15，入射光所包含的光中的向互不相同的方向偏振的光引起共振而从各共振构造部31射出。因此，相对于包含朝向各种方向的偏振分量的入射光而有效地将反射光射出，因此反射光的强度进一步提高。

(第4实施方式)

参照图14，对波长选择滤光器、显示体、以及波长选择滤光器的制造方法的第4实施方式进行说明。第4实施方式与第1实施方式相比，亚波长格栅的排列不同。下面，以第4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。

如图14的(a)～(d)所示，在第4实施方式的波长选择滤光器50中，亚波长格栅具有二维格栅状的排列。

详细而言，如图14中的(b)所示，在第1格栅区域13，多个第1格栅低折射率部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格栅低折射率部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格栅低折射率部13b构成的二维格栅可以是正方格栅，也可以是六边形格栅。作为第1格栅区域13的格栅构造的周期的第1周期P1在二维格栅延伸的各方向上一致。第1格栅高折射率部13a将多个第1格栅低折射率部13b之间填埋而构成连续的1个高折射率部。

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

如图14中的(c)所示，在中间区域14，多个第1中间低折射率部14b配置为与第1格栅低折射率部13b一致的二维格栅状。作为中间区域14的第1中间低折射率部14b的排列周期的第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，第1中间低折射率部14b的大小与第1格栅低折射率部13b一致。

从沿着第1方向的方向观察，中间高折射率部14a具有框状，将第1中间低折射率部14b一个一个地包围。第2中间低折射率部14c将彼此相邻的中间高折射率部14a之间填埋而构成连续的1个低折射率部。

如图14中的(d)所示，在第2格栅区域15，多个第2格栅高折射率部15a配置为与第1格栅低折射率部13b一致的二维格栅状。第2格栅低折射率部15b将多个第2格栅高折射率部15a之间填埋而构成连续的1个低折射率部。作为第2格栅区域15的格栅构造的周期的第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散布的第2格栅高折射率部15a大于在第1格栅区域13散布的第1格栅低折射率部13b。换言之，在第2方向以及第3方向的各方向上，第2格栅高折射率部15a的宽度大于第1格栅低折射率部13b的宽度。因此，第2格栅低折射率部15b的宽度小于第1格栅高折射率部13a的宽度。从沿着第1方向的方向观察，第2格栅高折射率部15a具有基于第1格栅低折射率部13b的形状的形状。

另外，在顶部区域17，多个第1顶部低折射率部17a也配置为与第1格栅低折射率部13b一致的二维格栅状。而且，第2顶部低折射率部17b将多个第1顶部低折射率部17a之间填埋而构成连续的1个低折射率部。顶部区域17的第1顶部低折射率部17a的排列周期与第1格栅区域13的第1周期P1一致。

在第4实施方式的波长选择滤光器50中，也因与第1实施方式相同的原理而引起导模共振现象，在第1格栅区域13增强的波长区域的光和在第2格栅区域15增强的波长区域的光作为反射光而取出。在第4实施方式中，也通过第1实施方式所示的式(2)求出第1格栅区域13的光学膜厚OT1，通过第1实施方式所示的式(4)求出第2格栅区域15的光学膜厚OT2。而且，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的比大于或等于0.5小于或等于2.0，更优选大于或等于0.625小于或等于1.6，在波长选择滤光器50中能够获得针对反射光的良好的波长选择性。

另外，在第4实施方式中，关于中间高折射率部14a的面积比率R3，也优选满足第1实施方式所示的式(5)。如果满足式(5)，则中间高折射率部14a的宽度抑制至不会扩展至比第2格栅高折射率部15a更靠外侧的位置的程度，因此中间高折射率部14a的面积比率不会变得过大。因此，来自各格栅区域13、15的反射光的强度良好。

如果如第4实施方式那样构成亚波长格栅的格栅要素以二维格栅状排列，则对于朝向互不相同的方向偏振的光能够在每个排列方向上分别使格栅要素共振。因此，与如第1实施方式那样格栅要素仅沿1个方向排列的方式相比，相对于包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光而有效地将反射光射出。因此，反射光的强度进一步提高。

特别地，如果格栅要素以六边形格栅状排列，则与格栅要素以正方格栅状排列的情况相比，在格栅区域有可能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分量的入射光而能够更有效地将反射光射出。

通过在第1实施方式的波长选择滤光器10的制造方法中对凸部21a的排列进行变更而能够制造第4实施方式的波长选择滤光器50。具体而言，通过形成多个凸部21a配置为二维格栅状的凹凸构造而形成凹凸构造层21。多个凸部21a彼此分离，位于凸部21a之间的凹部21b构成连续的1个凹部。如第4实施方式那样，如果凸部21a以二维格栅状排列，则关于凸部21a的大小、配置的自由度较高，因此凸部21a和凹部21b的面积比率的设定时的细致的调整变得容易。

对于第4实施方式的波长选择滤光器50，可以应用第1实施方式的波长选择滤光器10的各变形例的结构。另外，第4实施方式的波长选择滤光器50的结构与第1实施方式所示的应用例相同地，可以应用于进行光的颜色的变换、颜色分解的装置中使用的滤光器，也可以应用于显示体60具有的显示要素。

另外，对于第2实施方式以及第3实施方式的结构，可以应用第4实施方式的波长选择滤光器50。即，可以沿第1方向对多个波长选择滤光器50进行层叠而构成具有大于或等于4个的格栅区域的波长选择滤光器。此时，在大于或等于2个的共振构造部31，构成亚波长格栅的格栅要素排列的方向、换言之为二维格栅的延伸方向可以一致，也可以不同。在2个共振构造部31的二维格栅的延伸方向不同的情况下，关于偏振，可以与更多的方向对应地将反射光射出。

此外，在各格栅区域13、15，关于格栅构造的周期，二维格栅可以根据延伸方向而不同。根据这种结构，二维格栅因延伸方向而使得引起共振的波长区域不同，能够调整针对反射光所包含的波长区域、针对偏振的响应性。

另外，凹凸构造层21的凹凸构造可以由如下部分构成：彼此分离的多个凹部；以及在上述凹部之间连续的单个凸部。即，只要作为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21的凹凸构造即可。

如上所述，根据第4实施方式，除了第1实施方式的(1)～(6)的优点以外，还能够获得下述优点。

(13)构成亚波长格栅的格栅要素以二维格栅状排列，因此相对于包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光而有效地将反射光射出。因此，反射光的强度进一步提高。

(第1～第4实施方式的变形例)

可以如下面那样变更实施第1～第4实施方式。

·在上述各实施方式中，波长选择滤光器的中间区域14可以不具有中间高折射率部14a。即，中间区域14可以由第1中间低折射率部14b以及第2中间低折射率部14c构成。根据高折射率层22的制造条件，能够制造不具有中间高折射率部14a的波长选择滤光器、即未进行针对凸部21a的侧面的高折射率层22的成膜的波长选择滤光器的制造。

·在顶部区域17位于最外侧表面的方式中，可以设置将顶部区域17覆盖的保护层。在该情况下，保护层由树脂等低折射率材料构成，低折射率层23的凹部由保护层填埋。即，第2顶部低折射率部17b由低折射率材料填充。

(第5实施方式)

参照图15～图22，对第5实施方式进行说明。第5实施方式是具有波长选择滤光器的光学设备的实施方式。此外，针对与第1～第4实施方式相同的结构标注相同的标号并将其说明省略。

图像传感器等拍摄元件将入射光分解为红色、绿色、蓝色这三种颜色的分量，利用受光元件对各种颜色的光的强度进行检测。而且，拍摄元件基于来自沿受光面排列的多个受光元件的输出而生成彩色的图像数据。对于这种入射光的分解，使用具有使得红色光透射的区域、使得绿色光透射的区域、使得蓝色光透射的区域的彩色滤光器(例如，参照日本特开2019-68049号公报)。

近年来，对于能够实现精细的颜色再现的传感器的需求高涨，其中，期望混入有较少的透射光的其他颜色的波长区域的光的滤光器、即波长选择性较高的滤光器。然而，当前的彩色滤光器具有的各种颜色的区域，以通过颜料等色素的吸收以使得特定波长区域的光相对且较多的方式而构成，这种滤光器的波长选择性的提高存有极限。因此，优选地，利用与使用色素的滤光不同的原理而实现能够以高精度筛选光的滤光器的开发。

此外，这种问题并不局限于生成彩色的图像数据的拍摄元件，针对检测从入射光取出的光的装置所具有的滤光器而共通。

第5实施方式的目的在于提供能够提高光的筛选精度的光学设备。

下面，对第5实施方式的光学设备进行说明。光学设备用于对从入射光取出的光进行检测的光检测装置。入射光的波长区域并不特别限定，例如，入射光为可见区域的光。下面，可见区域的光的波长大于或等于400nm小于或等于800nm。

[光学设备的结构]

如图15所示，光学设备100具有滤光层110以及受光层120。滤光层110具有使得互不相同的波长区域的光透射的多个滤光区域111。滤光区域111具有产生导模共振现象的构造。滤光区域111通过导模共振现象而选择性地将入射光中的特定的波长区域的光反射，使除了该反射光的波长区域以外的波长区域的光透射。

作为一个例子，图15示出了光学设备100用于作为将彩色的图像数据输出的图像传感器的光检测装置的情况下的滤光层110的结构。在图15中，滤光层110具有：红色反射滤光区域111R，其将红色光反射；绿色反射滤光区域111G，其将绿色光反射；以及蓝色反射滤光区域111B，其将蓝色光反射。在本实施方式中，红色光是在大于或等于600nm小于或等于700nm的波长区域具有强度峰值的光，绿色光是在大于或等于520nm小于或等于580nm的波长区域具有强度峰值的光，蓝色光是在大于或等于400nm小于或等于500nm的波长区域具有强度峰值的光。

在图15中，针对各滤光区域111R、111G、111B分别示出了1个，红色反射滤光区域111R、绿色反射滤光区域111G以及蓝色反射滤光区域111B以规定的排列方式反复排列。此外，彼此相邻的滤光区域111可以接触，可以在彼此相邻的滤光区域111之间设置对它们进行划分的区域。

受光层120具有多个受光元件121。受光元件121是光电变换元件，将与射入至受光元件121的光的强度相应的电输出。受光元件121例如具体化为光电二极管。多个受光元件121具有彼此相同的构造，即，具有彼此相同的灵敏度以及特性。受光元件121只要在设为检测对象的入射光的波长区域具有灵敏度即可。多个受光元件121针对各滤光区域111R、111G、111B而分别配置1个，即以在1个滤光区域111的下方配置1个受光元件121的方式排列。

除了滤光层110以及受光层120以外，例如光检测装置具有用于受光元件121的电荷的传送或者放大的元件、信号处理电路、配线部等。这种元件等可以形成于与受光元件121相同的基板，可以形成于与受光元件121不同的基板并层叠于受光层120。另外，可以在滤光层110与受光层120之间配置配线部、用于平坦化、屏蔽、绝缘等的膜等。

如图16所示，相对于光学设备100的入射光Io朝向滤光层110射入。在红色反射滤光区域111R，红色的波长区域的光Ir被反射，入射光Io中除了红色的波长区域以外的波长区域的光I11从红色反射滤光区域111R透射，进入红色反射滤光区域111R的下方的受光元件121。在绿色反射滤光区域111G，绿色的波长区域的光Ig被反射，入射光Io中的除了绿色的波长区域以外的波长区域的光I12从绿色反射滤光区域111G透射，进入绿色反射滤光区域111G的下方的受光元件121。在蓝色反射滤光区域111B，蓝色的波长区域的光Ib被反射，入射光Io中的除了蓝色的波长区域的波长区域的光I13从蓝色反射滤光区域111B透射，进入蓝色反射滤光区域111B的下方的受光元件121。

综合进行红色反射滤光区域111R的下方的受光元件121的输出、绿色反射滤光区域111G的下方的受光元件121的输出、以及蓝色反射滤光区域111B的下方的受光元件121的输出而对入射光Io的波长区域以及强度进行计算。例如，在入射光Io为蓝色光的情况下，红色反射滤光区域111R的下方的受光元件121的输出与绿色反射滤光区域111G的下方的受光元件121的输出为相同程度，蓝色反射滤光区域111B的下方的受光元件121的输出最低。这样，入射光Io相对包含较多的在与输出相对较低的受光元件121对应的滤光区域111反射的波长区域的光，因此通过各受光元件121的输出的比较而能够对入射光Io的波长区域进行计算。由此，能够从与红色反射滤光区域111R、绿色反射滤光区域111G以及蓝色反射滤光区域111B相对的1个单位区域进行入射光的波长区域的检测，例如可以基于此而规定单位区域的颜色。光检测装置具有进行基于来自各受光元件121的输出的运算而对入射光的波长区域进行计算的运算电路。

如图17所示，光学设备100可以具有微透镜阵列130。微透镜阵列130位于滤光层110的上方。微透镜阵列130具有多个微透镜131。多个微透镜131相对于各滤光区域111R、111G、111B分别配置有1个，即，配置为1个微透镜131位于1个滤光区域111的上方。微透镜131使得入射光朝向滤光区域111以及受光元件121汇聚。通过设置微透镜131而使得更多的光进入受光元件121，因此光的检测的灵敏度提高。

光检测装置可以是CCD图像传感器、CMOS图像传感器等图像传感器，并不局限于这种图像传感器，可以是用于获得入射光的分光光谱的装置。总之，光检测装置只要是对入射光进行分解检测而对入射光的波长区域以及强度进行计算的装置即可，其计算结果的用途并不限定。滤光区域111反射的波长区域只要与设为光检测装置的用途、检测对象的入射光的波长区域相应地设定即可，与单位区域对应的滤光区域111的数量也未限定。滤光层110只要具有反射特性不同的大于或等于2个的滤光区域111、即对互不相同的波长区域的光进行反射的多个滤光区域111即可。

[滤光区域的结构]

下面，对滤光区域111的详细结构进行说明。针对滤光区域111而应用第1～第4实施方式及其变形例的波长选择滤光器。滤光区域111的厚度方向为第1方向。光从滤光区域111的表面侧、即波长选择滤光器的表面侧向滤光区域111射入。

针对基材11、凹凸构造层21、高折射率层22、低折射率层23、埋设层24的材料，在第1～第4实施方式中举例所示的材料中，采用相对于设为检测对象的入射光的波长区域而无吸收的材料。

相对于利用色素的滤光器通过分子间的相互作用而具有宽度较大的吸收带，利用导模共振现象的滤光器具有根据材料的折射率、格栅构造的周期等而规定的狭带域的波长选择性。因此，利用导模共振现象的滤光器的波长选择性比利用色素的滤光器高。即，抑制透射光中混入除了选择对象以外的波长区域的光。例如，利用色素而使得红色透射的滤光器的透射光至少混入有除了红色以外的颜色的波长区域的光。与此相对，只要是利用导模共振现象的滤光器，则对反射红色光的滤光区域111R的透射光适当地抑制红色的波长区域的光的混入。

因此，使用利用导模共振现象的滤光区域111而能够提高光学设备100的光的筛选精度，其结果，光检测装置的波长检测的精密度提高。

另外，作为利用构造色的其他滤光器，能举出利用等离子体共振的滤光器，利用导模共振现象的滤光器与利用等离子体共振的滤光器相比而透射率更高，因此光学设备100的灵敏度提高。

另外，在导模共振现象中，来自与滤光区域111正交的方向的光发挥作用。因此，抑制了来自与相对于对象的滤光区域111相邻的滤光区域111相对的位置的倾斜光在上述对象的滤光区域111发挥作用，其结果，光检测装置的波长检测的精确度提高。

另外，如果是低折射率层23的表面的凹凸位于滤光区域111的最外侧表面的方式，则与滤光区域111的最外侧表面平坦的方式相比，能够抑制滤光区域111的表面反射。因此，使光从低折射率层23的表面射入，从而进入滤光区域111的光的强度增大，进而进入受光元件121的光的强度增大。因此，光检测装置的检测精度提高。

滤光区域111的反射光以及透射光的波长区域可以根据亚波长格栅的周期、格栅区域13、15的厚度T1、T2、凹凸构造层21、高折射率层22、以及低折射率层23的各层的材料而调整。其中，如果是通过仅改变亚波长格栅的周期而改变多个滤光区域111的反射光以及透射光的波长区域的方式，则在凸部21a的形成时，改变其周期而能够通过同一制造工序统一形成多个滤光区域111。

具体而言，在滤光层110的彼此相邻的滤光区域111，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、第2低折射率区域16、顶部区域17分别连续。即，彼此相邻的滤光区域111具有共通的1个基材11、在上述区域间彼此连续的凹凸构造层21、在上述区域之间彼此连续的高折射率层22、以及在上述区域之间彼此连续的低折射率层23。

对互不相同的波长区域的光进行反射的滤光区域111的凹凸构造层21，例如利用纳米压印法，利用在与各滤光区域111对应的部分改变了凹凸的周期的玻璃模具而能够同时形成。另外，高折射率层22以及低折射率层23也能够同时形成与各滤光区域111对应的部分。因此，能够容易地形成具有多个滤光区域111的滤光层110。

此外，在不重视顶部区域17的功能、即将与在各格栅区域13、15增强后的波长区域不同的波长区域的光抵消的功能、以及抑制表面反射的功能的情况下，低折射率层23的表面可以平坦。

图18中举例示出了具有对于第1实施方式的波长选择滤光器10应用具有平坦的表面的低折射率层23的构造的滤光区域111。在该情况下，滤光区域111不具有顶部区域17、即与低折射率层23的表面的凹凸部分对应的区域，第2低折射率区域16的表面成为滤光区域111的最外侧表面。在低折射率层23的表面平坦的情况下，通过利用各种涂敷法由树脂材料形成低折射率层23而能够容易地形成低折射率层23。作为树脂材料，例如，使用与凹凸构造层21的材料相同的材料。

例如，在作为用于形成低折射率层23的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22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，向涂敷层照射紫外线。接着，使固化的紫外线固化性树脂从平板脱模。由此，形成具有平坦的表面的低折射率层23。在由树脂材料形成具有平坦的表面的低折射率层23的情况下，优选低折射率层23的厚度大于或等于100nm小于或等于20μm。

此外，在利用热塑性树脂形成凹凸构造层21的情况下，在形成低折射率层23时，为了抑制凹凸构造层21被加热而变形，优选利用与热塑性树脂不同的材料形成低折射率层23。例如，可以由热塑性树脂形成凹凸构造层21，由紫外线固化性树脂形成低折射率层23。

在滤光区域111不具有顶部区域17的情况下，滤光区域111可以以使得光相对于第2低折射率区域16从基材11所处一侧射入的方式配置、即配置为使得第2低折射率区域16朝向受光元件121。

这里，以图18所示的低折射率层23具有平坦的表面的方式为对象而对关于第1格栅区域13和第2格栅区域15的光学膜厚的比(OT2/OT1)实施的模拟结果进行说明。

图19A、图19B、图19C、图19D表示利用严密耦合波解析(Rigorous Coupled-WaveAnalysis：RCWA)而计算出的反射模拟光谱。此外，下面记载的各参数的值是小数点后第4位四舍五入后的值。

在模拟中，光的入射方向为从第2低折射率区域16朝向基材11的方向，入射角度为0°。另外，亚波长格栅的格栅次数为1次，P1＝P2＝300nm、R1＝0.537、R2＝0.6。T2＝70nm，在凹凸构造层21的凸部21a的侧面成膜出的高折射率材料的膜厚、即中间高折射率部14a的沿着第3方向的宽度设为14nm。

此外，P1为第1格栅区域13的格栅构造的周期(第1周期)，P2为第2格栅区域15的格栅构造的周期(第2周期)。如第1实施方式所示的式(1)中使用的那样，R1为第1格栅区域13的第1格栅高折射率部13a的面积比率，如第1实施方式所示的式(3)中使用的那样，R2为第2格栅区域15的第2格栅高折射率部15a的面积比率。T1为第1格栅区域13的厚度，T2为第2格栅区域15的厚度。

图19A是T1＝T2(OT2/OT1＝0.895)的情况下的光谱，图19B是T1＝0.8×T2(OT2/OT1＝1.119)的情况下的光谱，图19C是T1＝0.6×T2(OT2/OT1＝1.491)的情况下的光谱，图19D是T1＝0.4×T2(OT2/OT1＝2.237)的情况下的光谱。

此外，关于用于计算的各层的波长为420nm时的折射率，基材11为1.683，凹凸构造层21以及低折射率层23为1.504，高折射率层22为2.620。关于衰减系数，各层的所有材料都为0，因此成为100-反射率＝透射率。

根据图19A～图19D能够确认随着OT2/OT1的值远离1而反射峰值分裂，判断为呈现出峰值反射率也减小的趋势。由此，确认到因OT2/OT1的值远离1而使得波长选择性下降的趋势。

在图19A～图19C的光谱中，峰值反射率均显示为大于或等于90％，在OT2/OT1＝2.237的图19D的光谱中，峰值反射率小于60％。即，如果OT2/OT1超过2，则能够确认到波长选择性显著下降。

如上所述，为了获得较高的波长选择性，优选OT2/OT1的值大于或等于0.5小于或等于2.0。而且，为了获得更高的波长选择性，优选OT2/OT1的值大于或等于0.625小于或等于1.6。

如果OT2/OT1的值为1.0、即光学膜厚OT1和光学膜厚OT2一致，则在第1格栅区域13引起共振的光的波长区域与在第2格栅区域15引起共振的光的波长区域一致，波长选择性尤其提高。例如，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21的折射率n2与低折射率层23的折射率n3相等的情况下，如果第1格栅高折射率部13a的面积比率R1与第2格栅高折射率部15a的面积比率R2相等，则光学膜厚OT1与光学膜厚OT2一致，因此构成优选方式。

图20中针对第2实施方式的波长选择滤光器30而举例示出了具有应用了未设置顶部区域17的方式的构造的滤光区域111。该滤光区域111具有的共振构造部31是由第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。第1共振构造部31A和第2共振构造部31B可以在它们的边界部分处共享低折射率区域。例如，在图20所示的例子中，第1共振构造部31A具有的第2低折射率区域16和第2共振构造部31B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。

对于由基材11、凹凸构造层21以及高折射率层22构成的构造体，以使得高折射率层22彼此相对的方式使它们相对、且利用低折射率材料将2个构造体之间的区域填埋而将上述构造体接合，由此形成上述滤光区域111。通过低折射率材料的埋设而在2个构造体之间形成的部分是低折射率层23。作为低折射率层23的形成方法，只要利用各种涂敷法等即可。

此外，2个共振构造部31A、31B可以配置为使得第2低折射率区域16朝向外侧而取代第2低折射率区域16彼此配置为相对的方式。即，2个上述构造体可以以使得基材11彼此相对的方式，利用低折射率材料实施接合。

另外，2个共振构造部31A、31B可以配置为各共振构造部31A、31B的第2低折射率区域16在同一方向上相对。即，2个上述构造体可以以使得一个构造体的高折射率层22和另一个构造体的基材11相对的方式利用低折射率材料实施接合。

图21中针对第3实施方式的波长选择滤光器40而举例示出了具有应用了未设置顶部区域17的方式的构造的滤光区域111。在该结构中，滤光区域111具有的共振构造部31也是由第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。第1共振构造部31A和第2共振构造部31B可以在它们的边界部分处共享低折射率区域。2个共振构造部31A、31B可以配置为第2低折射率区域16彼此相对，可以配置为使得第2低折射率区域16朝向外侧，各共振构造部31A、31B的第2低折射率区域16可以配置为在同一方向上相对。

图22中针对第4实施方式的波长选择滤光器50而举例示出了具有应用了未设置顶部区域17的方式的构造的滤光区域111。在该滤光区域111，亚波长格栅具有二维格栅状的排列。此外，多个凸部21a可以不彼此分离，例如，在俯视时的正方形的角部等，凸部21a彼此可以接触。在该情况下，凹部21b可以分割为多个部分。

如上所述，在格栅区域13、15引起共振的光的偏振方向取决于亚波长格栅的排列方向。在以向特定方向偏振的入射光为对象的情况下，优选地，如第1实施方式、第2实施方式那样，亚波长格栅具有一维格栅状的排列，滤光区域111具有的所有亚波长格栅的排列方向一致。另一方面，在以包含朝向各种方向的偏振分量的入射光为对象的情况下，优选如第3实施方式那样滤光区域111具有排列方向互不相同的亚波长格栅、或者如第4实施方式那样亚波长格栅具有二维格栅状的排列。

如上所述，根据第5实施方式，能够获得下面列举的优点。

(14)光学设备100具有滤光层110，该滤光层110具有利用导模共振现象的滤光区域111，因此能够提高光学设备100的光的筛选精度。

(15)滤光区域111具有基材11、凹凸构造层21、高折射率层22以及低折射率层23。这样，滤光区域111具有薄膜的层叠构造，因此适当地实现了亚波长格栅由低折射率材料包围的构造，另外，容易形成滤光区域111。

(16)滤光区域111具有低折射率层23，该低折射率层23在表面具有凹凸，低折射率层23的表面是滤光区域111的最外侧表面。据此，能够减弱表面反射，并且能够抑制与在各格栅区域13、15增强后的反射光不同的波长区域的光因滤光区域111的内部的反射、干涉而与该反射光一起射出。

(17)在亚波长格栅具有一维格栅状的排列的方式中，向取决于其排列方向的特定方向偏振的光从格栅区域13、15反射。因此，如果滤光区域111具有的亚波长格栅的排列方向一致，则在以偏振方向一致的入射光为对象的情况下适当地使用，如果滤光区域111包含排列方向互不相同的亚波长格栅，则在以包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光为对象的情况下适当地使用。

(18)在亚波长格栅具有二维格栅状的排列的方式中，针对每个排列方向而向不同的方向偏振的光从格栅区域13、15反射。因此，在以包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光为对象的情况下适当地使用。

(19)只要是滤光区域111具有多个由具有彼此相同的周期以及排列方向的两层亚波长格栅构成的格栅对的方式，则能够实现波长选择性的提高、偏振响应性的调整、反射光以及透射光的波长区域的调整等。例如，只要亚波长格栅具有一维格栅状的排列，在多个格栅对包含亚波长格栅的排列方向互不相同的多个格栅对，则将针对每个格栅对而朝向不同的方向偏振的光作为反射光而射出。因此，在以包含朝向各种方向的偏振分量在内的入射光为对象的情况下适当地使用。

(20)只要是滤光层110包含红色反射滤光区域111R、绿色反射滤光区域111G以及蓝色反射滤光区域111B的结构，则实现了适合于以可见区域的入射光为对象的图像传感器等光检测装置的光学设备100。

(第5实施方式的变形例)

在亚波长格栅具有一维格栅状的排列的方式中，如果利用向取决于其排列方向的特定方向偏振的光从格栅区域13、15反射这一点，则还能够利用光检测装置对入射光的偏振方向进行计算。即，对与亚波长格栅的排列方向不同的滤光区域111对应的受光元件121的输出进行比较，由此能够求出入射光中包含的偏振分量。光学设备100的滤光层110只要包含对互不相同的波长区域的光进行反射的多个滤光区域111、以及亚波长格栅的排列方向互不相同的多个滤光区域111中的至少一者即可，光检测装置只要是对入射光的波长区域和偏振方向中的至少一者进行检测的装置即可。

(附记)

用于解决上述问题的方法中包含下面的项目作为根据第5实施方式及其变形例导出的技术思想。

[项目1]

一种光学设备，其中，

所述光学设备具有：

滤光层，其具有选择性地对光进行反射的多个滤光区域；以及

受光层，其具有接收所述滤光区域的透射光的多个光电变换元件，所述光电变换元件相对于各滤光区域而分别配置有1个，

所述滤光区域具有由高折射率材料构成的亚波长周期的格栅构造由低折射率材料包围的构造，

所述多个滤光区域包含对互不相同的波长区域的光进行反射的多个所述滤光区域、以及所述格栅构造的排列方向互不相同的多个所述滤光区域中的至少一者。

[项目2]

根据项目1记载的光学设备，其中，

所述滤光区域具有：

凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，所述凹凸构造由以亚波长周期排列的多个凹凸要素构成，所述凹凸要素是凸部或者凹部；以及

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的高折射率层，且包含位于所述凹凸构造的底部而形成第1所述格栅构造的第1格栅高折射率部、以及位于所述凹凸构造的顶部而形成第2所述格栅构造的第2格栅高折射率部。

[项目3]

根据项目2记载的光学设备，其中，

所述滤光区域具有位于所述高折射率层上而具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状的低折射率层。

[项目4]

根据项目1至项目3中任一项记载的光学设备，其中，

所述格栅构造具有一维格栅状的排列。

[项目5]

根据项目1至项目3中任一项记载的光学设备，其中，

所述格栅构造具有二维格栅状的排列。

[项目6]

根据项目1至项目3中任一项记载的光学设备，其中，

具有彼此相同的周期以及排列方向的两层所述格栅构造是格栅对，

所述滤光区域具有沿所述滤光层的厚度方向排列的多个所述格栅对。

[项目7]

根据项目6记载的光学设备，其中，

所述格栅构造具有一维格栅状的排列，

在所述多个格栅对包含所述格栅构造的排列方向互不相同的多个所述格栅对。

[项目8]

根据项目1至项目7中任一项记载的光学设备，其中，

所述多个滤光区域包含反射红色光的所述滤光区域、反射绿色光的所述滤光区域以及反射蓝色光的所述滤光区域。

如上所述，参照附图对用于实施本发明的最佳方式进行了说明，本公开的范围并不限定于图示记载的实施方式，还可以包含能实现与以本发明为目的的方式等同的效果的所有实施方式。并且，本公开的范围并不限定于由权利要求规定的发明的特征(feature)，还包含所有公开的各特征(feature)、该特征(feature)的所有组合。

本公开中使用的“部分”、“要素”、“像素”、“单元”、“片段”“单位”“显示体”、“物品”之类的用语是物理性的存在。物理性的存在可以指物质的形态或者由物质包围的空间的形态。物理性的存在可以设为构造体。构造体可以设为具有特定的功能。具有特定功能的构造体的组合能够通过各构造体的各功能的组合而实现叠加效果。

本公开以及特别是权利要求书中使用的用语(例如，所附的权利要求书的正文)通常应当解释为“开放式的”用语(例如，“具有”之类的用语应当解释为“至少具有”，“包含”之类的用语应当解释为“虽然包含但并不限定于此”等)。

另外，在对用语、结构、特征(feature)、技术方案、实施方式进行解释的情况下，应当根据需要而参照附图。应当将根据附图能够直接且毫无疑义地导出的事项视为与文本等同的修改依据。

并且，在意图对导入的特定数量的权利要求进行记载的情况下，这种意图明确记载于权利要求中，在未进行这种记载的情况下，不存在这种意图。例如，为了辅助理解，可以使下面所附的权利要求书包含“至少1个”以及“1个或多个”的限定语的使用，将需求的列举导入。然而，这种语句的使用不应当解释为，不定冠词“a”或者“an”记载导入于权利要求不意味着将包含这种权利要求的特定的权利要求限定为仅包含一种这样的记载的实施方式。应当进行如下解释，即，“大于或等于1个”或者“至少1个”的开头的语句以及“a”或者“an”等不定冠词(例如，“a”和/或“an”)至少意味着“至少”(“1个”或者“大于或等于1个”)。对于为了导入权利要求的记述而使用的明确的标题的使用，也一样。

Claims (13)

1.一种波长选择滤光器，其中，

所述波长选择滤光器具有：

凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，所述凹凸构造由以亚波长周期排列的多个凹凸要素构成，所述凹凸要素是凸部或者凹部；

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而构成亚波长格栅的第1格栅高折射率部、以及位于所述凹凸构造的顶部而构成亚波长格栅的第2格栅高折射率部；以及

低折射率层，其位于所述高折射率层上而具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状，

所述高折射率层的折射率高于所述凹凸构造层以及所述低折射率层各自的折射率。

2.根据权利要求1所述的波长选择滤光器，其中，

所述凹凸构造层、所述高折射率层以及所述低折射率层分别由相对于可见区域的光而透明的材料构成，

所述凹凸构造层含有紫外线固化性树脂、热固化性树脂以及热塑性树脂中的任意者，

所述低折射率层含有无机化合物。

3.根据权利要求1或2所述的波长选择滤光器，其中，

将所述第1格栅高折射率部的厚度设为T1，所述第2格栅高折射率部的厚度设为T2，

所述高折射率层的折射率设为n1、所述凹凸构造层的折射率设为n2、所述低折射率层的折射率设为n3，

包含所述第1格栅高折射率部在内而与其厚度方向正交的剖面处该第1格栅高折射率部所占据的面积比率设为R1，包含所述第2格栅高折射率部在内而与其厚度方向正交的剖面处该第2格栅高折射率部所占据的面积比率设为R2，此时，

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2参数与所述第1参数的比大于或等于0.5小于或等于2.0。

4.根据权利要求3所述的波长选择滤光器，其中，

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

在包含所述中间高折射率部在内而与其厚度方向正交的剖面处，该中间高折射率部所占据的面积比率设为R3时，满足R3≤R1+R2-1。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的波长选择滤光器，其中，

具有所述凹凸构造层、所述高折射率层以及所述低折射率层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。

6.根据权利要求5所述的波长选择滤光器，其中，

在所述多个共振构造部包含第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。

7.根据权利要求5所述的波长选择滤光器，其中，

在所述多个共振构造部包含第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互不相同。

8.根据权利要求5所述的波长选择滤光器，其中，

在所述多个共振构造部包含第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方向与所述第2共振构造部具有的所述凹凸要素的排列方向互不相同。

9.一种显示体，其具有显示要素，其中，

所述显示要素由权利要求1至8中任一项所述的波长选择滤光器构成。

10.一种光学设备，其中，

所述光学设备具有：

滤光层，其具有由权利要求1至8中任一项所述的波长选择滤光器构成的多个滤光区域；以及

受光层，其具有接收所述滤光区域的透射光的多个光电变换元件，所述光电变换元件相对于各滤光区域而分别配置有1个，

所述多个滤光区域包含对互不相同的波长区域的光进行反射的多个所述滤光区域、以及所述凹凸要素的排列方向互不相同的多个所述滤光区域中的至少一者。

11.一种波长选择滤光器的制造方法，其中，

所述制造方法包含如下步骤：

利用第1低折射率材料形成在表面具有凹凸要素的凹凸构造层，该凹凸要素是以亚波长周期排列的多个凸部或者凹部；

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，沿所述凹凸构造层的表面而形成高折射率层，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而构成亚波长格栅的第1格栅高折射率部、以及位于所述凹凸构造的顶部而构成亚波长格栅的第2格栅高折射率部；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，沿所述高折射率层的表面而形成具有追随该高折射率层的表面的凹凸的表面形状的低折射率层。

12.根据权利要求11所述的波长选择滤光器的制造方法，其中，

形成所述凹凸构造层的步骤包含如下步骤，即，将凹版按压于含有作为所述第1低折射率材料的树脂的涂敷层，在使得所述树脂固化之后对所述凹版进行脱模而将所述凹版具有的凹凸转印于所述树脂，由此形成所述凹凸构造层，

形成所述高折射率层的步骤包含如下步骤，即，利用物理气相生长法形成所述高折射率层，以使得所述高折射率层包含在所述第1格栅高折射率部与所述第2格栅高折射率部之间沿所述凹凸要素的侧面延伸的中间高折射率部，从沿着所述高折射率层的厚度方向的方向观察，所述第2格栅高折射率部扩展至所述中间高折射率部的外侧，

形成所述低折射率层的步骤包含如下步骤，即，利用物理气相生长法形成所述低折射率层。

13.根据权利要求11或12所述的波长选择滤光器的制造方法，其中，

还包含如下步骤，即，以使得所述低折射率层彼此相对的方式使2个所述凹凸构造体相对，利用具有低于所述高折射率材料的折射率的第3低折射率材料将2个所述凹凸构造体之间的区域填埋，由此形成埋设层，其中，具有所述凹凸构造层、所述高折射率层以及所述低折射率层的构造体是所述凹凸构造体。

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