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e-skinディスプレイに向けた可変プラズモニックカラーフィルタの製作

Research Project

Project/Area Number 18J10842
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionToyohashi University of Technology
Research Fellow 熊谷 隼人  豊橋技術科学大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsカラーフィルタ / MEMS / 表面プラズモン / エラストマー / ナノシート / ダイナミックカラーチューニング / 可変カラーフィルタ / カラーシート / 転写
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、e-skinディスプレイに向けた可変プラズモニックカラーフィルタを製作するため、微小電気機械システム(MEMS)アクチュエータで駆動可能な膜厚を有する伸縮性プラズモニックカラーシートおよびMEMSアクチュエータを製作した。本年度は、伸縮駆動が可能な伸縮性プラズモニックカラーシートの製作および動的色変調の評価を行なった。製作プロセスは前年度の方法に、シャドウマスクによる微小領域のAl蒸着および伸縮を阻害するAl領域のイオンビーム(FIB)除去工程を追加した。製作した伸縮可能な膜厚400nmのカラーシートは、格子周期に依存した透過色を肉眼で確認できた。また、電子顕微鏡画像より、Al格子が設計値通りに加工され2枚のエラストマーナノシートに封止されていることを確認できた。動的色変調の評価では、MEMSアクチュエータによる駆動の前段階として、マクロスケールの測定系で光学機械特性を評価した。初期状態では660nmに透過ピーク波長を有し、収縮ひずみ32.4%まで印加することで490nmまで短波長側へシフトした。透過顕微鏡画像では、透過スペクトルに対応して赤色から緑色、青紫色へ変化した。動的色変調の結果は、色度図上において白色点を反時計回りに変化する色相が得られることを示唆している。次に、カラーシートを一体化するMEMSアクチュエータを、駆動検証の目的で300μmの大きいサイズで試作した。逆ピラミッド型を有する下部基板は、表面を水酸化テトラアンモニウム(TMAH)によるSi異方性エッチングで形成し、裏面をSi深堀りエッチングにより貫通させた。電子顕微鏡画像より、製作した構造は設計通りに製作することに成功した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Stretchable and High-Adhesive Plasmonic Metasheet using Al Subwavelength Grating Embedded in an Elastomer Nanosheet2020

    • Author(s)
      Hayato Kumagai, Toshinori Fujie, Kazuaki Sawada, and Kazuhiro Takahashi
    • Journal Title

      Advanced Optical Materials

      Volume: -

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 伸縮性プラズモニックナノシートの製作2020

    • Author(s)
      遠藤史崇,熊谷隼人,藤枝俊宣,澤田和明,髙橋一浩
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Plasmonic Color Sheet with Al Nano Periodic Structure Formed by Transfer Technique2019

    • Author(s)
      H. Kumagai, I. Takahashi, S. Takeoka, K. Sawada, T. Fujie, and K. Takahashi
    • Organizer
      International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics 2019 (OMN2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 転写技術によりAlナノ周期構造を形成したプラズモニックカラーシートの作製2019

    • Author(s)
      熊谷隼人,高橋功,武岡真司,澤田和明,藤枝俊宣,髙橋一浩
    • Organizer
      H31年度電気学会E部門総合研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Alサブ波長格子を形成したプラズモニックカラーシートの製作2019

    • Author(s)
      熊谷隼人,高橋功,武岡真司,澤田和明,藤枝俊宣,髙橋一浩
    • Organizer
      第36回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] PVA犠牲層を利用した転写プロセスによる伸縮性プラズモニックカラーフィルタの作製2019

    • Author(s)
      熊谷隼人、高橋功、武岡真司、澤田和明、藤枝俊宣、髙橋一浩
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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