光学设备以及光学设备的制造方法技术

光学设备具有：凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，该凹凸构造是以亚波长周期排列的多个凸部或多个凹部中的任一者；高折射率层，其由折射率高于所述凹凸构造层的材料构成，位于所述凹凸构造上而具有追随所述凹凸构造的形状的表面；以及低折射率层，其由折射率低于所述高折射率层的材料构成，位于所述高折射率层上。高折射率层包含位于所述凹凸构造的底部而形成第1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形成第2亚波长格栅的第2格栅高折射率部。所述凹凸构造层以及所述低折射率层中的任一者具有规定的波长范围的光的吸收性，或者所述光学设备具有追加层，该追加层具有所述规定的波长范围的光的吸收性。性。性。

Optical equipment and manufacturing method of optical equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学设备以及光学设备的制造方法


[0001]本专利技术涉及利用波导模式共振现象的光学设备以及光学设备的制造方法。

技术介绍

[0002]从入射光将特定波长范围的光作为透射光或反射光而取出的光学设备，如从入射光取出红绿蓝的各种颜色的光的滤色器那样用作波长选择滤光器。例如，构成为通过颜料等色素的吸收而使得特定波长范围的光相对较多地透射的滤光器得到广泛普及。另一方面，作为能够实现比利用色素的吸收的滤光器更高的波长选择性的滤光器，可以使用利用了波导模式共振现象的光学设备。该光学设备具有亚波长格栅，该亚波长格栅是具有小于光的波长的周期的衍射格栅。如果光入射至该亚波长格栅，则因与周围的折射率差等一边使特定波长范围的光进行多重反射一边传播而引起共振，并作为反射光而强烈地射出。而且，在入射光中，除了反射光的波长范围以外的波长范围的光作为透射光而从光学设备射出(例如，参照专利文献1、2)。
[0003]专利文献1：日本特许第5023324号说明书
[0004]专利文献2：日本特开2009
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25558号公报

技术实现思路

[0005]但是，为了扩大光学设备的用途，优选地，在选择性地对光进行反射以及透射的功能的基础上，光学设备具有光的遮蔽功能。
[0006]例如，作为下代的显示器，利用微小的LED元件的LED显示器受到关注。一种LED显示器是将来自紫外线LED(UV
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LED)元件的光向由荧光体构成的波长变换层照射而对荧光体进行激励，由此射出有色光。详细而言，波长变换层具有：将红色光射出的子像素区域；将绿色光射出的子像素区域；以及将蓝色光射出的子像素区域。多个LED元件以与子像素区域的排列对应的排列方式排列，将各LED元件射出的紫外光向各子像素区域照射，由此从各子像素区域射出与紫外光的强度相应的强度的各种颜色的光。由此，实现LED显示器的彩色图像的显示。
[0007]这里，LED元件射出的紫外光的一部分从波长变换层透射并向LED显示器的表面漏出。为了保护LED显示器的视听者的眼睛，优选地，来自LED显示器的紫外光的泄漏较少。如果光学设备在使得有色光透射的功能的基础上还具有遮蔽紫外光的功能，则为了抑制紫外光的泄漏还可以使用光学设备，光学设备的用途扩大。
[0008]本公开的目的在于，提供具有光的遮蔽功能的光学设备以及光学设备的制造方法。
[0009]在一个方式中，提供一种光学设备。光学设备具有：凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，该凹凸构造是以亚波长周期排列的多个凸部或多个凹部的任意者；高折射率层，其位于所述凹凸构造上而具有追随所述凹凸构造的形状的表面，且包含位于所述凹凸构造的底部而形成第1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形成第
2亚波长格栅的第2格栅高折射率部，由折射率高于所述凹凸构造层的材料构成；以及低折射率层，其位于所述高折射率层上，由折射率低于所述高折射率层的材料构成。所述凹凸构造层以及所述低折射率层的任意者具有规定的波长范围的光的吸收性、或者所述光学设备具有追加层，该追加层具有所述规定的波长范围的光的吸收性。
[0010]在其他方式中，提供一种光学设备的制造方法。光学设备的制造方法具有如下工序：第1工序，形成凹凸构造层，该凹凸构造层在表面具有凹凸构造，由第1低折射率材料构成，该凹凸构造是以亚波长周期排列的多个凸部或多个凹部的任意者；第2工序，形成由具有高于所述第1低折射率材料的折射率的高折射率材料构成的高折射率层，所述高折射率层沿所述凹凸构造层的表面而包含：位于所述凹凸构造的底部而形成第1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形成第2亚波长格栅的第2格栅高折射率部；以及第3工序，将由具有低于所述高折射率材料的折射率的第2低折射率材料构成的低折射率层形成于所述高折射率层上。所述凹凸构造层以及所述低折射率层的任意者具有规定的波长范围的光的吸收性，或者或者所述方法具有形成具有所述规定的波长范围的光的吸收性的追加层的工序。
附图说明
[0011]图1A是关于光学设备的第1实施方式而表示光学设备的剖面构造的图，图1B是关于光学设备的第1实施方式而表示第1格栅区域的剖面构造的图，图1C是关于光学设备的第1实施方式而表示中间区域的剖面构造的图，图1D是关于光学设备的第1实施方式而表示第2格栅区域的剖面构造的图。
[0012]图2是关于第1实施方式的光学设备的制造方法而表示凹凸构造层的形成工序的图。
[0013]图3是关于第1实施方式的光学设备的制造方法而表示高折射率层的形成工序的图。
[0014]图4是关于第1实施方式的光学设备的制造方法而表示低折射率层的形成工序的图。
[0015]图5是表示第1实施方式的光学设备的变形例的剖面构造的图。
[0016]图6是表示第1实施方式的光学设备的变形例的剖面构造的图。
[0017]图7是表示具有应用了第1实施方式的光学设备的滤光器的显示装置的平面构造的图。
[0018]图8是表示具有应用了第1实施方式的光学设备的滤光器的显示装置的作用的图。
[0019]图9是关于光学设备的第2实施方式而表示光学设备的剖面构造的一个例子的图。
[0020]图10是关于光学设备的第2实施方式而表示光学设备的剖面构造的一个例子的图。
[0021]图11是关于第2实施方式的光学设备的制造方法而表示凹凸构造体相向的状态的图。
[0022]图12是关于第2实施方式的光学设备的制造方法而表示埋设层的形成工序的图。
[0023]图13是关于光学设备的第3实施方式而表示光学设备的剖面构造的一部分的图。
[0024]图14A是关于光学设备的第4实施方式而表示光学设备的剖面构造的图，图14B是
关于光学设备的第4实施方式而表示第1格栅区域的剖面构造的图，图14C是关于光学设备的第4实施方式而表示中间区域的剖面构造的图，图14D是关于光学设备的第4实施方式而表示第2格栅区域的剖面构造的图。
[0025]图15是表示第1实施方式的光学设备的变形例的剖面构造的图。
具体实施方式
[0026](第1实施方式)
[0027]参照图1A～图8对光学设备以及光学设备的制造方法的第1实施方式进行说明。在本实施方式中，作为一个例子，对具有紫外区域的光的遮蔽功能的光学设备进行说明。下面，可见区域的光的波长设为大于或等于400nm而小于或等于800nm，紫外区域的光的波长设为大于或等于300nm而小于400nm。
[0028][光学设备的整体结构][0029]如图1A所示，光学设备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。上述各区域层状而扩展，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从靠近基材11的位置按顺序排列。各区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学设备，其中，所述光学设备具有：凹凸构造层，其在表面具有凹凸构造，该凹凸构造是以亚波长周期排列的多个凸部或多个凹部中的任一者；高折射率层，其位于所述凹凸构造上而具有追随所述凹凸构造的形状的表面，且包含位于所述凹凸构造的底部而形成第1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形成第2亚波长格栅的第2格栅高折射率部，由折射率高于所述凹凸构造层的材料构成；以及低折射率层，其位于所述高折射率层上，由折射率低于所述高折射率层的材料构成，所述凹凸构造层以及所述低折射率层中的任一者具有规定的波长范围的光的吸收性，或者所述光学设备具有追加层，该追加层具有所述规定的波长范围的光的吸收性。2.根据权利要求1所述的光学设备，其中，所述规定的波长范围的光为紫外区域的光。3.根据权利要求2所述的光学设备，其中，在包含所述第1格栅高折射率部在内的区域通过波导模式共振现象而增强并射出的反射光、以及在包含所述第2格栅高折射率部在内的区域通过波导模式共振现象而增强并射出的反射光中的至少一者，包含紫外区域的光。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其中，所述低折射率层具有所述规定的波长范围的光的吸收性。5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其中，所述凹凸构造层具有所述规定的波长范围的光的吸收性。6.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其中，所述光学设备具有所述追加层，所述追加层是对所述凹凸构造层进行支撑的基材。7.根据权利要求1至3中任一项所述的光学设备，其中，所述光学设备具有：基材，其对所述凹凸构造层进行支撑；以及所述追加层，所述追加层相对于所述基材而位于所述凹凸构造层的相反侧。8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学设备，其中，所述低折射率层具有追随所述高折射率层的表面的凹凸的形状的表面。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学设备，其中，在将所述第1格栅高折射率部的厚度设为T1、将所述第2格栅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、将所述低折射率层的材料的折射率设为n3、将该第1格栅高折射率部在包含所述第1格栅高折射率部且与其厚度方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：小田由香里，川下雅史，石丸佳子，下村温纱，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：