集積化ＮＥＭＳ－ＬＳＩ技術による高光効率・低消費電力可変カラーフィルタ

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24710143
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 高橋 一浩 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (90549346)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: MEMS/NEMS / サブ波長格子 / 表面プラズモン / カラーフィルタ / CMOS-MEMS

研究概要

本研究では、構造色を変化させるNEMS可変カラーフィルタへ、表面プラズモン共鳴効果を取り入れることで、高い透過率、低消費電力を特徴とする可変プラズモンフィルタの開発を行った。プラズマ周波数の高いアルミのナノワイヤを幅250 nmとし、周期を400 nmから600 nmまで格子周期の異なるカラーフィルタを作製した。透過スペクトルより、格子周期が450 nmから600 nmまで広げることで青色から緑色、黄色、赤色の透過光を確認した。TM波を入射し透過スペクトルを測定した際の透過率は最大56 %であった。これはバルク基板に固定された従来の表面プラズモンカラーフィルタと同程度の透過率を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] A low-voltage and high uniformity NEMS tunable color filter based on subwavelength grating (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Honma, K. Takahashi, M. Ishida, K. Sawada
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol. 51, no. 11 ページ: 11PA01-11PA04
• [学会発表] Investigation of filter size and duty ratio on transmission color filter based on surface plasmons (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Honma, K. Takahashi, M. Fukuhara, M. Ishida, K. Sawada
  • 学会等名: Int. Conf. on Optical MEMS & Nanophotonics 2014
  • 発表場所: Glasgow, Scotland, to be poster presented
  • 年月日: 20140817-21
• [学会発表] Surface-plasmon-based flexible color filter using Al nanostructure array on parylene-N thin film (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kumagai, H. Honma, K. Takahashi, M. Ishida, K. Sawada
  • 学会等名: Int. Conf. on Optical MEMS & Nanophotonics 2014
  • 発表場所: Glasgow, Scotland, to be poster presented
  • 年月日: 20140817-21
• [学会発表] Transmission color filter based on surface plasmon using Al nanowire array (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Honma, K. Takahashi, M. Ishida, K. Sawada
  • 学会等名: 7^<th> Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies
  • 発表場所: Daegu, Korea, to be oral presented
  • 年月日: 20140629-0702
• [学会発表] アルミナノワイヤを用いた透過型表面プラズモンカラーフィルタの製作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 本間浩章, 高橋一浩, 石田誠, 澤田和明
  • 学会等名: 平成26年度電気学会センサ・マイクロマシン部門総合研究会マイクロマシン・センサシステム研究会
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 20140527-28
• [学会発表] サブ波長格子を用いた3.3 V駆動透過型可変減衰器 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本間浩章, 高橋一浩, 石井仁, 石田誠, 澤田和明
  • 学会等名: 第5回「集積化MEMSシンポジウム」論文集
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 20131105-07
• [学会発表] サブ波長格子を用いた透過型可変減衰器の製作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 本間浩章,高橋一浩,石井仁,石田誠,澤田和明
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] A 3.3 V operated variable transmission attenuator based on subwavelength grating (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Honma, K. Takahashi, H. Ishii, M. Ishida, K. Sawada
  • 学会等名: Int. Conf. on Optical MEMS & Nanophotonics 2013
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 20130818-22
• [学会発表] NEMS静電アクチュエータを用いた近赤外可変フィルタの設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平尾直也, 本間浩章, 高橋一浩, 石田誠, 澤田和明
  • 学会等名: 平成24年度電気関連学会東海支部連合大会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20120924-25
• [学会発表] 静電マイクロアクチュエータを用いたサブ波長格子可変カラーフィルタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 本間浩章, 宮尾肇, 髙橋一浩, 石田誠, 澤田和明
  • 学会等名: 電子情報通信学会ED研究会
  • 発表場所: 豊橋技術科学大学
  • 年月日: 20120517-18
• [学会発表] A low-voltage and high uniformity NEMS tunable color filter based on subwavelength grating (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Honma, K. Takahashi, M. Ishida, K. Sawada
  • 学会等名: Materials Research Society (MRS) 2012 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, CA
  • 年月日: 20120409-13
• [備考]
  • URL: http://int.ee.tut.ac.jp/icg/wp/
• [産業財産権] カラーフィルタならびにこれを使用する発光装置および表示装置 (2014)
  • 発明者名: 高橋一浩, 本間浩章
  • 権利者名: 国立大学法人 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権種類: 特許出願
  • 産業財産権番号: 2014-106462
  • 出願年月日: 2014-05-22