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

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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。