JP3405400B2 - 波長以下の径の貫通孔を有する金属薄膜を利用する光透過制御装置 - Google Patents
波長以下の径の貫通孔を有する金属薄膜を利用する光透過制御装置Info
- Publication number
- JP3405400B2 JP3405400B2 JP09914999A JP9914999A JP3405400B2 JP 3405400 B2 JP3405400 B2 JP 3405400B2 JP 09914999 A JP09914999 A JP 09914999A JP 9914999 A JP9914999 A JP 9914999A JP 3405400 B2 JP3405400 B2 JP 3405400B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- metal thin
- light
- liquid crystal
- selectively
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/008—Surface plasmon devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
- G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/1336—Illuminating devices
- G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134318—Electrodes characterised by their geometrical arrangement having a patterned common electrode
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学分野に関する
ものであり、詳細には、貫通孔を有する金属薄膜を透過
する光の強度および波長の制御に関する。
ものであり、詳細には、貫通孔を有する金属薄膜を透過
する光の強度および波長の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的浸透厚さ（入射光からの電磁場が
材料中に浸透し、電場強度が１／ｅ2まで低下する深さ
であり、代表的には金属の場合は約２０ｎｍ〜３０ｎ
ｍ）より大きな厚さを有する平滑な金属薄膜は、ωp 2＝
（４πｎｅ2）／ｍ*（ｎは電子密度であり、ｅは電子電
荷であり、ｍ*は有効質量である）によって与えられる
バルクプラズマ周波数ωpより低い周波数の光に対して
不透明である。そのような金属薄膜における１個の孔
は、孔の径によって決まる効率で光を透過する。孔の径
が孔を通過する光の波長より小さな場合、透過率は（ｄ
／λ）4に比例する（H. A. Bethe, "Theory of Diffrac
tion by Small Holes", Physical Review, Second Seri
es, Vol.66, Nos.7 and 8, pp.163-182(1944)参照）。
そのため、近接電磁界光学機器の光学的スループットは
極めて低い。
材料中に浸透し、電場強度が１／ｅ2まで低下する深さ
であり、代表的には金属の場合は約２０ｎｍ〜３０ｎ
ｍ）より大きな厚さを有する平滑な金属薄膜は、ωp 2＝
（４πｎｅ2）／ｍ*（ｎは電子密度であり、ｅは電子電
荷であり、ｍ*は有効質量である）によって与えられる
バルクプラズマ周波数ωpより低い周波数の光に対して
不透明である。そのような金属薄膜における１個の孔
は、孔の径によって決まる効率で光を透過する。孔の径
が孔を通過する光の波長より小さな場合、透過率は（ｄ
／λ）4に比例する（H. A. Bethe, "Theory of Diffrac
tion by Small Holes", Physical Review, Second Seri
es, Vol.66, Nos.7 and 8, pp.163-182(1944)参照）。
そのため、近接電磁界光学機器の光学的スループットは
極めて低い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近、波長以下の径の
孔が列状に貫通した金属薄膜を用いると、光透過率が大
幅に上昇することが明らかになっている（T. W. Ebbese
n et al., "Extraordinary optical transmission thro
ugh sub-wavelength hole arrays," Nature, Vol.391,
pp.667-669(Feb.12, 1998)参照）。１０００倍となる場
合もあるその上昇は、金属薄膜上に入射した光が、表面
プラズモンモードと共振的に相互作用する時に生じる。
表面プラズモン（本明細書では単に「プラズモン」とも
称する）とは、金属と隣接する誘電体媒質との界面に存
在する集団電子励起である（H. Raether, Surface Plas
mons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings,
Vol.111 of Springer Tracts in Modern Physics (Spr
inger-Verlag, Berlin, 1988); A. D. Boardman (ed.),
Electromagnetic Surface Modes, Chs.1, 17, pp.1-7
7, 661-725(John Wiley & Sons, 1982)参照）。孔配列
の周期的構造により、表面プラズモンが入射光と結合す
ることができる。
孔が列状に貫通した金属薄膜を用いると、光透過率が大
幅に上昇することが明らかになっている（T. W. Ebbese
n et al., "Extraordinary optical transmission thro
ugh sub-wavelength hole arrays," Nature, Vol.391,
pp.667-669(Feb.12, 1998)参照）。１０００倍となる場
合もあるその上昇は、金属薄膜上に入射した光が、表面
プラズモンモードと共振的に相互作用する時に生じる。
表面プラズモン（本明細書では単に「プラズモン」とも
称する）とは、金属と隣接する誘電体媒質との界面に存
在する集団電子励起である（H. Raether, Surface Plas
mons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings,
Vol.111 of Springer Tracts in Modern Physics (Spr
inger-Verlag, Berlin, 1988); A. D. Boardman (ed.),
Electromagnetic Surface Modes, Chs.1, 17, pp.1-7
7, 661-725(John Wiley & Sons, 1982)参照）。孔配列
の周期的構造により、表面プラズモンが入射光と結合す
ることができる。
【０００４】他方、周期的配列の孔は、比較的高次の回
折光が金属薄膜に対して接線方向となった時にゼロ次の
透過で深く鋭い極小を引き起こすウッド（Wood）の異常
（R.W. Wood, "On a Remarkable Case of Uneven Distr
ibution of Light in a Diffraction Grating Spectru
m", Philosophical Magazine, Vol.4, pp.396-402(190
2), and R. W. Wood, "Anomalous Diffraction Grating
s", Physical Review,Vol.48, pp.928-936(1935)参照）
の存在など、回折格子（Ebbesen et al., 前出参照）と
類似の性質を有する。これら２つの効果の組み合わせ
（表面プラズモン結合とウッドの異常）により、ゼロ次
透過スペクトルにおける明瞭な極大および極小が生じ
る。その極大および極小は、幾何配置、すなわち孔配列
と入射光の両方の幾何配置ならびに隣接する誘電体媒質
の屈折率によって決まる波長で存在する（Ebbesen et a
l.、前出）。
折光が金属薄膜に対して接線方向となった時にゼロ次の
透過で深く鋭い極小を引き起こすウッド（Wood）の異常
（R.W. Wood, "On a Remarkable Case of Uneven Distr
ibution of Light in a Diffraction Grating Spectru
m", Philosophical Magazine, Vol.4, pp.396-402(190
2), and R. W. Wood, "Anomalous Diffraction Grating
s", Physical Review,Vol.48, pp.928-936(1935)参照）
の存在など、回折格子（Ebbesen et al., 前出参照）と
類似の性質を有する。これら２つの効果の組み合わせ
（表面プラズモン結合とウッドの異常）により、ゼロ次
透過スペクトルにおける明瞭な極大および極小が生じ
る。その極大および極小は、幾何配置、すなわち孔配列
と入射光の両方の幾何配置ならびに隣接する誘電体媒質
の屈折率によって決まる波長で存在する（Ebbesen et a
l.、前出）。
【０００５】本発明は、波長以下の径の孔配列が貫通し
た金属薄膜の性質を利用して、透過光の強度および波長
を制御することができる新規な装置を提供するものであ
る。詳細には本発明には、新規な薄い表示ユニット（平
面パネルディスプレイで使用できるもの）、空間光調整
器および可同調フィルターなどがある。
た金属薄膜の性質を利用して、透過光の強度および波長
を制御することができる新規な装置を提供するものであ
る。詳細には本発明には、新規な薄い表示ユニット（平
面パネルディスプレイで使用できるもの）、空間光調整
器および可同調フィルターなどがある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】概して本発明によれば、
装置を透過する光を調整する光透過調整装置が提供され
る。当該装置は、周期的に配列された波長以下の径の孔
が設けられた金属薄膜と支持層を有してなる。支持層の
少なくとも一部は、選択的に可変の屈折率を有してお
り、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜と実質的に隣
接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属薄膜ユニット
を有するようになっている。選択的可変屈折率部分の屈
折率を選択的に変えることで、光の方向を実質的に変え
ることなく、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
が調整される。
装置を透過する光を調整する光透過調整装置が提供され
る。当該装置は、周期的に配列された波長以下の径の孔
が設けられた金属薄膜と支持層を有してなる。支持層の
少なくとも一部は、選択的に可変の屈折率を有してお
り、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜と実質的に隣
接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属薄膜ユニット
を有するようになっている。選択的可変屈折率部分の屈
折率を選択的に変えることで、光の方向を実質的に変え
ることなく、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
が調整される。
【０００７】本発明の別の実施態様では、複数の表示セ
ルを有するディスプレイが提供される。当該ディスプレ
イは、光源、周期的に配列された波長以下の径の孔が設
けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。支持層
の少なくとも一部は、各表示セルについて選択的に可変
の屈折率を有し、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜
と実質的に隣接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属
薄膜ユニットを有するようになっている。選択的可変屈
折率部分の屈折率を選択的に変えることで、各表示セル
について有孔金属薄膜ユニットを透過する光源によって
放射される光の強度が調整される。
ルを有するディスプレイが提供される。当該ディスプレ
イは、光源、周期的に配列された波長以下の径の孔が設
けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。支持層
の少なくとも一部は、各表示セルについて選択的に可変
の屈折率を有し、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜
と実質的に隣接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属
薄膜ユニットを有するようになっている。選択的可変屈
折率部分の屈折率を選択的に変えることで、各表示セル
について有孔金属薄膜ユニットを透過する光源によって
放射される光の強度が調整される。
【０００８】本発明のさらに別の実施態様では、複数の
セルを有し、調整器の各セルを入射光が透過する際に該
入射光の強度を調整する空間光調整器が提供される。当
該空間光調整器は、周期的に配列された波長以下の径の
孔が設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。
支持層の少なくとも一部は、各セルについて選択的に可
変の屈折率を有し、その選択的可変屈折率部分は金属薄
膜と実質的に隣接していて、金属薄膜と支持層が有孔金
属薄膜ユニットを有するようになっている。選択的可変
屈折率部分の屈折率を選択的に変えることで、光の方向
を実質的に変えることなく、各セルについて有孔金属薄
膜ユニットを透過する光の強度が調整される。
セルを有し、調整器の各セルを入射光が透過する際に該
入射光の強度を調整する空間光調整器が提供される。当
該空間光調整器は、周期的に配列された波長以下の径の
孔が設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。
支持層の少なくとも一部は、各セルについて選択的に可
変の屈折率を有し、その選択的可変屈折率部分は金属薄
膜と実質的に隣接していて、金属薄膜と支持層が有孔金
属薄膜ユニットを有するようになっている。選択的可変
屈折率部分の屈折率を選択的に変えることで、光の方向
を実質的に変えることなく、各セルについて有孔金属薄
膜ユニットを透過する光の強度が調整される。
【０００９】本発明のさらに別の実施態様では、入射光
が可同調光フィルターを透過する際に該入射光の強度を
調整する可同調光フィルターが提供される。当該可同調
光フィルターは、周期的に配列された波長以下の径の孔
が設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。支
持層の少なくとも一部は、選択的に可変の屈折率を有
し、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜と実質的に隣
接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属薄膜ユニット
を有するようになっている。選択的可変屈折率部分の屈
折率を選択的に変えることで、光の方向を実質的に変え
ることなく、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
が調整される。可同調フィルターには、各セルを透過す
る光の波長を選択的に制御もしくは同調させることがで
きる複数のセルを設けることもできる。
が可同調光フィルターを透過する際に該入射光の強度を
調整する可同調光フィルターが提供される。当該可同調
光フィルターは、周期的に配列された波長以下の径の孔
が設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなる。支
持層の少なくとも一部は、選択的に可変の屈折率を有
し、その選択的可変屈折率部分は金属薄膜と実質的に隣
接していて、金属薄膜と支持層が有孔金属薄膜ユニット
を有するようになっている。選択的可変屈折率部分の屈
折率を選択的に変えることで、光の方向を実質的に変え
ることなく、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
が調整される。可同調フィルターには、各セルを透過す
る光の波長を選択的に制御もしくは同調させることがで
きる複数のセルを設けることもできる。
【００１０】従って、本発明の目的は、透過光の強度を
制御する光透過調整装置を提供することにある。
制御する光透過調整装置を提供することにある。
【００１１】本発明の別の目的は、透過光の色を制御す
る光透過調整装置を提供することにある。
る光透過調整装置を提供することにある。
【００１２】本発明のさらに別の目的は、透過効率の向
上した光透過調整装置を提供することにある。
上した光透過調整装置を提供することにある。
【００１３】本発明のさらに別の目的は、非常に薄く、
物理的に柔軟なものとすることができる光透過調整装置
を提供することにある。
物理的に柔軟なものとすることができる光透過調整装置
を提供することにある。
【００１４】本発明のさらに別の目的は、高い透過効率
を有し、薄く物理的に柔軟なものとすることができる、
コストが高く嵩高い複雑な偏光子および検光子を必要と
しないディスプレイを提供することにある。
を有し、薄く物理的に柔軟なものとすることができる、
コストが高く嵩高い複雑な偏光子および検光子を必要と
しないディスプレイを提供することにある。
【００１５】本発明のさらに別の目的は、高い透過効率
を有し、薄く物理的に柔軟なものとすることができる空
間光調整器および光調整器を提供することにある。
を有し、薄く物理的に柔軟なものとすることができる空
間光調整器および光調整器を提供することにある。
【００１６】本発明の他の目的は、添付の図面を参照し
ながら、以下の説明を考慮することで、さらに容易に理
解できよう。
ながら、以下の説明を考慮することで、さらに容易に理
解できよう。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に従って製造され
る波長以下の径の孔が貫通した金属薄膜の斜視図であ
る。
る波長以下の径の孔が貫通した金属薄膜の斜視図であ
る。
【００１８】図２（Ａ）は、本発明に従って製造される
有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接している。
有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接している。
【００１９】図２（Ｂ）は、本発明に従って製造される
有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接しており、補助層が金属薄膜の他方
の側に実質的に隣接している。
有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接しており、補助層が金属薄膜の他方
の側に実質的に隣接している。
【００２０】図３は、本発明による波長以下の径の孔
（ｄ＝１５０ｎｍ）が貫通した銀薄膜を含む２つの有孔
金属薄膜のゼロ次透過スペクトルを示すグラフであり、
両薄膜とも波長以下の径の孔の周期性がＰ＝６００ｎｍ
であり、一方の有孔金属薄膜ユニットが石英の支持層
（太い点線）を有し、他方の有孔金属薄膜ユニットがサ
ファイア支持層（細い実線）を有する。
（ｄ＝１５０ｎｍ）が貫通した銀薄膜を含む２つの有孔
金属薄膜のゼロ次透過スペクトルを示すグラフであり、
両薄膜とも波長以下の径の孔の周期性がＰ＝６００ｎｍ
であり、一方の有孔金属薄膜ユニットが石英の支持層
（太い点線）を有し、他方の有孔金属薄膜ユニットがサ
ファイア支持層（細い実線）を有する。
【００２１】図４は、本発明に従って製造された光透過
調整装置の模式図である。
調整装置の模式図である。
【００２２】図５は、本発明による液晶を用いた有孔金
属薄膜ユニットを透過した光の調整を示す模式図であ
る。
属薄膜ユニットを透過した光の調整を示す模式図であ
る。
【００２３】図６は、波長以下の径の孔の周期性がＰ＝
１０００ｎｍであり、金属薄膜の厚さがｔ＝１００ｎｍ
であり、孔の径がｄ＝５００ｎｍであり、液晶層が厚さ
ｄＬ Ｃ＝約１２μｍであり、液晶に印加される電圧が説
明部分に示してある、クロム薄膜の透過スペクトル（直
角入射）を示すグラフである。
１０００ｎｍであり、金属薄膜の厚さがｔ＝１００ｎｍ
であり、孔の径がｄ＝５００ｎｍであり、液晶層が厚さ
ｄＬ Ｃ＝約１２μｍであり、液晶に印加される電圧が説
明部分に示してある、クロム薄膜の透過スペクトル（直
角入射）を示すグラフである。
【００２４】図７は、本発明による液晶支持層を含む有
孔金属薄膜ユニットへの直角入射での１．５５μｍレー
ザの時間依存的透過を示したグラフであり、液晶は１ｋ
Ｈｚの周波数で１２Ｖのピーク間電圧によって調整され
ている。
孔金属薄膜ユニットへの直角入射での１．５５μｍレー
ザの時間依存的透過を示したグラフであり、液晶は１ｋ
Ｈｚの周波数で１２Ｖのピーク間電圧によって調整され
ている。
【００２５】図８は、本発明に従って、有孔金属薄膜ユ
ニットを回転させて組合わせた入力光の入射角度を変え
ることで行われる、波長６３５ｎｍを有する赤色光と波
長５３２ｎｍを有する緑色光との間の波長選択を示した
模式図である。
ニットを回転させて組合わせた入力光の入射角度を変え
ることで行われる、波長６３５ｎｍを有する赤色光と波
長５３２ｎｍを有する緑色光との間の波長選択を示した
模式図である。
【００２６】図９は、本発明による有孔金属薄膜ユニッ
トの、光子エネルギーおよび入射角θの関数としての透
過率（グレースケール）を示すグラフであり、該ユニッ
トには、周期性Ｐ＝４００ｎｍおよび直径ｄ＝１５０ｎ
ｍを有する波長以下の径の孔がある厚さｔ＝３００ｎｍ
である銀薄膜がある。
トの、光子エネルギーおよび入射角θの関数としての透
過率（グレースケール）を示すグラフであり、該ユニッ
トには、周期性Ｐ＝４００ｎｍおよび直径ｄ＝１５０ｎ
ｍを有する波長以下の径の孔がある厚さｔ＝３００ｎｍ
である銀薄膜がある。
【００２７】図１０は、図９にグラフ表示した有孔金属
薄膜ユニットの入射角θの関数としての透過率を示すグ
ラフであり、図に示した２つの光子エネルギーはλ＝６
３５ｎｍ（白丸）およびλ＝５３２ｎｍ（黒四角）に相
当する。
薄膜ユニットの入射角θの関数としての透過率を示すグ
ラフであり、図に示した２つの光子エネルギーはλ＝６
３５ｎｍ（白丸）およびλ＝５３２ｎｍ（黒四角）に相
当する。
【００２８】図１１は、本発明によって製造された空間
光調整器の模式的斜視図である。
光調整器の模式的斜視図である。
【００２９】図１２Ａは、色制御において有孔金属薄膜
での孔の大きさおよび周期性を用いる、本発明の平面パ
ネルディスプレイにおける、赤、緑および青の表示セル
を有してなる１個の表示画素の断面図である。
での孔の大きさおよび周期性を用いる、本発明の平面パ
ネルディスプレイにおける、赤、緑および青の表示セル
を有してなる１個の表示画素の断面図である。
【００３０】図１２Ｂは、図１２Ａに示した表示画素用
に有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列の
平面図であり、表示画素用に赤、緑および青の各色を発
色するのに使用される異なった周期性を示す図である。
に有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列の
平面図であり、表示画素用に赤、緑および青の各色を発
色するのに使用される異なった周期性を示す図である。
【００３１】図１３Ａは、色制御に紫外光および蛍光染
料を用いる、本発明の平面パネルディスプレイにおけ
る、赤、緑および青の表示セルを有してなる１個の表示
画素の断面図である。
料を用いる、本発明の平面パネルディスプレイにおけ
る、赤、緑および青の表示セルを有してなる１個の表示
画素の断面図である。
【００３２】図１３Ｂは、図１３Ａに示した表示画素用
の、有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列
の平面図である。
の、有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列
の平面図である。
【００３３】図１４は、本発明に従って製造された可同
調光フィルターの模式的斜視図である。
調光フィルターの模式的斜視図である。
【００３４】本発明は、周期的に配列された波長以下の
径の孔が貫通している金属薄膜を利用するものである。
上記の図、特に図１を参照すると、円柱形の波長以下径
の孔１２の矩形配列を有する金属薄膜１０が示してある
（スケールは示していない）。金属薄膜１０は、金属薄
膜または金属板を有することができる。金属薄膜１０の
金属はいかなる金属であっても良く、好ましい金属の選
択は、特定の利用分野および設計要件によって決まる。
好ましい金属には、アルミニウム（安価な金属）、銀、
金（貴金属）またはクロム（硬い金属）などがあり得
る。金属薄膜１０は、多量にドープした半導体で形成さ
れていても良い。
径の孔が貫通している金属薄膜を利用するものである。
上記の図、特に図１を参照すると、円柱形の波長以下径
の孔１２の矩形配列を有する金属薄膜１０が示してある
（スケールは示していない）。金属薄膜１０は、金属薄
膜または金属板を有することができる。金属薄膜１０の
金属はいかなる金属であっても良く、好ましい金属の選
択は、特定の利用分野および設計要件によって決まる。
好ましい金属には、アルミニウム（安価な金属）、銀、
金（貴金属）またはクロム（硬い金属）などがあり得
る。金属薄膜１０は、多量にドープした半導体で形成さ
れていても良い。
【００３５】図１に示したように、波長以下径の孔１２
の直径はｄであり、周期性すなわち開口間の間隔はＰで
ある。金属薄膜１０は光学的に厚く（すなわち、光に対
して不透性である）、好ましくは浸透厚さの約５倍であ
る。透過率の極大と幅はいずれも、金属薄膜１０の厚さ
ｔが大きくなるに連れて小さくなる。波長以下径の孔１
２は図１では円形状を有するものとして示してあるが、
例えば長円形または矩形などの他の形状であっても良
い、配列は矩形配列として示してあるが、本発明の趣旨
を逸脱しない限りにおいて、三角形などの他の孔配列形
状も可能である。
の直径はｄであり、周期性すなわち開口間の間隔はＰで
ある。金属薄膜１０は光学的に厚く（すなわち、光に対
して不透性である）、好ましくは浸透厚さの約５倍であ
る。透過率の極大と幅はいずれも、金属薄膜１０の厚さ
ｔが大きくなるに連れて小さくなる。波長以下径の孔１
２は図１では円形状を有するものとして示してあるが、
例えば長円形または矩形などの他の形状であっても良
い、配列は矩形配列として示してあるが、本発明の趣旨
を逸脱しない限りにおいて、三角形などの他の孔配列形
状も可能である。
【００３６】以下に記載の実験では、ガリウムイオンを
用いる集束イオンビームを用いて、金属薄膜に孔を貫通
させた。電子ビームによる作製の場合同様、その方法は
非常に利用範囲が広いが、孔を順次作らなければならな
い（すなわち、１回に１個）ことから非常に遅い。大面
積の有孔金属薄膜を組み込んだ大型装置を作製するに
は、ホログラフィー打出し技術などの大面積の密着焼付
法を用いるか、あるいは基板表面でのポリマー球の自己
集合を用いることが好ましい。六方最密充填配列で自己
配列したそのような球の単層を、孔を作製する上でのマ
スクパターンとして用いることができる（C. Haginoya
et al., "Nanostructure array fabrication with a si
ze-controllable natural lithography," Applied Phys
ics Letters, Vol.71, No.20, pp.2934-2936（１９９７
年１１月１７日）参照） 図２（Ａ）には、本発明の有孔金属薄膜ユニットの断面
図を示してある。有孔金属薄膜ユニット２０には、波長
以下径孔１２の配列が貫通した金属薄膜１０および支持
層１４がある。支持層１４には少なくとも、以下の記載
のような液晶層などの選択的に可変の屈折率を有する部
分がある。金属薄膜１０の第１の面１０ａは、支持層１
４の選択的可変屈折率部分に実質的に隣接している。支
持層１４は、単一層の材料または数層の均質もしくは不
均質な材料（以下で述べるＬＣ層および透明導電層な
ど）を含むことができる。支持層１４は、物理的に安定
で光に対して透明である限りにおいて、いかなる厚さの
ものでも良く、剛性を有するもの、もしくは柔軟性を有
するもののいずれであっても良い。金属薄膜１０の第２
の面１０ｂは、図２（Ａ）に示したように、覆われてい
ない状態で、空気等に対して露出していても良い。別の
形態として金属薄膜１０は、図２（Ｂ）に示したよう
に、石英基板またはポリマー基板などの１以上の補助層
１５に、第２の面１０ｂが実質的に隣接していても良
い。従って、図２（Ｂ）に示した場合では、金属層１０
は支持層１４と１以上の補助層１５の間に「挟持」され
ている。
用いる集束イオンビームを用いて、金属薄膜に孔を貫通
させた。電子ビームによる作製の場合同様、その方法は
非常に利用範囲が広いが、孔を順次作らなければならな
い（すなわち、１回に１個）ことから非常に遅い。大面
積の有孔金属薄膜を組み込んだ大型装置を作製するに
は、ホログラフィー打出し技術などの大面積の密着焼付
法を用いるか、あるいは基板表面でのポリマー球の自己
集合を用いることが好ましい。六方最密充填配列で自己
配列したそのような球の単層を、孔を作製する上でのマ
スクパターンとして用いることができる（C. Haginoya
et al., "Nanostructure array fabrication with a si
ze-controllable natural lithography," Applied Phys
ics Letters, Vol.71, No.20, pp.2934-2936（１９９７
年１１月１７日）参照） 図２（Ａ）には、本発明の有孔金属薄膜ユニットの断面
図を示してある。有孔金属薄膜ユニット２０には、波長
以下径孔１２の配列が貫通した金属薄膜１０および支持
層１４がある。支持層１４には少なくとも、以下の記載
のような液晶層などの選択的に可変の屈折率を有する部
分がある。金属薄膜１０の第１の面１０ａは、支持層１
４の選択的可変屈折率部分に実質的に隣接している。支
持層１４は、単一層の材料または数層の均質もしくは不
均質な材料（以下で述べるＬＣ層および透明導電層な
ど）を含むことができる。支持層１４は、物理的に安定
で光に対して透明である限りにおいて、いかなる厚さの
ものでも良く、剛性を有するもの、もしくは柔軟性を有
するもののいずれであっても良い。金属薄膜１０の第２
の面１０ｂは、図２（Ａ）に示したように、覆われてい
ない状態で、空気等に対して露出していても良い。別の
形態として金属薄膜１０は、図２（Ｂ）に示したよう
に、石英基板またはポリマー基板などの１以上の補助層
１５に、第２の面１０ｂが実質的に隣接していても良
い。従って、図２（Ｂ）に示した場合では、金属層１０
は支持層１４と１以上の補助層１５の間に「挟持」され
ている。
【００３７】本明細書で使用する場合、「実質的に隣
接」とは、直接接触しているか、あるいは非常に近接し
ている状態を意味する。有孔金属薄膜ユニット２０にお
ける金属薄膜１０の支持層１４に対する関係という特定
の場合であって、支持層１４には選択的可変屈折率部分
がある場合には、「実質的に隣接」とは、（１）選択的
可変屈折率部分が金属薄膜に直接接触しているか、ある
いは、（２）金属薄膜と支持層（上記のような液晶液層
など）の選択的可変屈折率部分との間の間隙の長さが、
金属薄膜表面の表面プラズモンが間隙における媒体を通
り抜ける深さ未満である（間隙における媒体は、真空、
空気その他の何らかの誘電材料であり、各材料は特徴的
な表面プラズモン侵入深さを有する）かのいずれかを意
味する。すなわち、金属薄膜における表面プラズモン
は、支持層の選択的可変屈折率部分に浸透しなければな
らない。従って、金属薄膜１０に実質的に隣接している
支持層１４の選択的可変屈折率部分は、金属薄膜１０と
直接接触していても、あるいは上記の意味においてそれ
に非常に近接していても良い。例えば、金属薄膜１０と
支持層１４の選択的可変屈折率部分の間隔としては０ｎ
ｍ〜約２００ｎｍが許容できる値であるのが普通である
（２００ｎｍは、金属薄膜１０と支持層１４の選択的可
変屈折率部分との間の間隙に配置された代表的な介在誘
電材料の表面プラズモン侵入深さに相当する）。ただ
し、その特定の例示範囲は、本発明の範囲を限定するも
のではない。
接」とは、直接接触しているか、あるいは非常に近接し
ている状態を意味する。有孔金属薄膜ユニット２０にお
ける金属薄膜１０の支持層１４に対する関係という特定
の場合であって、支持層１４には選択的可変屈折率部分
がある場合には、「実質的に隣接」とは、（１）選択的
可変屈折率部分が金属薄膜に直接接触しているか、ある
いは、（２）金属薄膜と支持層（上記のような液晶液層
など）の選択的可変屈折率部分との間の間隙の長さが、
金属薄膜表面の表面プラズモンが間隙における媒体を通
り抜ける深さ未満である（間隙における媒体は、真空、
空気その他の何らかの誘電材料であり、各材料は特徴的
な表面プラズモン侵入深さを有する）かのいずれかを意
味する。すなわち、金属薄膜における表面プラズモン
は、支持層の選択的可変屈折率部分に浸透しなければな
らない。従って、金属薄膜１０に実質的に隣接している
支持層１４の選択的可変屈折率部分は、金属薄膜１０と
直接接触していても、あるいは上記の意味においてそれ
に非常に近接していても良い。例えば、金属薄膜１０と
支持層１４の選択的可変屈折率部分の間隔としては０ｎ
ｍ〜約２００ｎｍが許容できる値であるのが普通である
（２００ｎｍは、金属薄膜１０と支持層１４の選択的可
変屈折率部分との間の間隙に配置された代表的な介在誘
電材料の表面プラズモン侵入深さに相当する）。ただ
し、その特定の例示範囲は、本発明の範囲を限定するも
のではない。
【００３８】本明細書において「有孔金属薄膜ユニッ
ト」という用語は、波長以下径の孔が貫通した金属薄膜
１０と、該金属薄膜１０に実質的に隣接している選択的
可変屈折率部分を有する支持層１４の組み合わせを指す
ものとして使用される。その有孔金属薄膜ユニットに
は、１つ以上の補助層１５があっても、あるいはなくて
も良い。
ト」という用語は、波長以下径の孔が貫通した金属薄膜
１０と、該金属薄膜１０に実質的に隣接している選択的
可変屈折率部分を有する支持層１４の組み合わせを指す
ものとして使用される。その有孔金属薄膜ユニットに
は、１つ以上の補助層１５があっても、あるいはなくて
も良い。
【００３９】本発明の別の構成要素について詳細に説明
する前に、周期的配列の波長以下径の孔が貫通した金属
薄膜を通る光透過率上昇を引き起こし、明瞭な透過率極
小を生じる物理的原理について説明して、本発明の実施
についての理解を深める。
する前に、周期的配列の波長以下径の孔が貫通した金属
薄膜を通る光透過率上昇を引き起こし、明瞭な透過率極
小を生じる物理的原理について説明して、本発明の実施
についての理解を深める。
【００４０】そのような有孔金属薄膜ユニットのゼロ次
透過スペクトルを図３に示してあるが、この場合、支持
層１４はサファイアまたは石英のいずれかの層を有す
る。図３における印は、金属−空気界面（白色菱形）、
金属−石英界面（黒四角）および金属−サファイア界面
（黒逆三角）についての、透過率が極小となるウッドの
異常の位置を示している（式（４）参照）。わかりやす
くするため、極大位置についての印は省略してある。そ
れらの極大は、金属薄膜の両表面１０ａおよび１０ｂで
の入射光と表面プラズモンの共振相互作用によって生じ
るものである（H.F.Ghaemi et al., "Surface Plasmons
Enhance Optical Transmission ThroughSubwavelength
Holes," Physical Review B, Vol.58, No.11, pp.6779
-6782(Sep.15, 1998)参照）。
透過スペクトルを図３に示してあるが、この場合、支持
層１４はサファイアまたは石英のいずれかの層を有す
る。図３における印は、金属−空気界面（白色菱形）、
金属−石英界面（黒四角）および金属−サファイア界面
（黒逆三角）についての、透過率が極小となるウッドの
異常の位置を示している（式（４）参照）。わかりやす
くするため、極大位置についての印は省略してある。そ
れらの極大は、金属薄膜の両表面１０ａおよび１０ｂで
の入射光と表面プラズモンの共振相互作用によって生じ
るものである（H.F.Ghaemi et al., "Surface Plasmons
Enhance Optical Transmission ThroughSubwavelength
Holes," Physical Review B, Vol.58, No.11, pp.6779
-6782(Sep.15, 1998)参照）。
【００４１】入射光がｐ−偏光の場合（すなわち、入射
電場がｘ軸に平行で、有孔金属薄膜ユニットがｙ軸を中
心として角度θだけ回転する）、周期的構造を有する金
属表面または有孔金属表面上の表面プラズモンと光との
結合は、運動量保存に従う（H. Raether、前出）。
電場がｘ軸に平行で、有孔金属薄膜ユニットがｙ軸を中
心として角度θだけ回転する）、周期的構造を有する金
属表面または有孔金属表面上の表面プラズモンと光との
結合は、運動量保存に従う（H. Raether、前出）。
【００４２】
【数１】
式中、
【００４３】
【数２】
は表面プラズモン波動ベクトルであり、
【００４４】
【数３】
は、金属薄膜の面にある入射光の波動ベクトルの成分で
あり、
あり、
【００４５】
【数４】
である正方格子についての逆格子ベクトルであり、Ｐは
孔配列の周期であり、θは入射波動ベクトルと金属薄膜
の表面法線との間の角度であり、ｉおよびｊは整数であ
る。
孔配列の周期であり、θは入射波動ベクトルと金属薄膜
の表面法線との間の角度であり、ｉおよびｊは整数であ
る。
【００４６】
【数５】
の絶対値は、分散関係から求めることができる（H. Rae
ther、前出）。
ther、前出）。
【００４７】
【数６】
式中、ωは入射光ビームの角周波数であり、εmおよび
εdはそれぞれ、金属および誘電体媒質の誘電率であ
る。ここで、εm＜０および｜εｍ｜＞εdと仮定してお
り、それはバルクプラズモンエネルギー以下の金属およ
びドープ半導体の場合である（H. Raether、前出；M. O
rdal et al., "Optical Properties of themetals Al,
Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in th
e infraredand far infrared," Applied Optics, Vol.2
2, No.7, pp.1099-1119(Apr. 1, 1983)参照）。透過強
度をＥおよびｋxの関数としてグレースケールにプロッ
トすると、得られるエネルギー−運動量（Ｅ、ｋx）図
（「分散図」としても知られる）は、１組の高透過率帯
域を示しており、該１組の帯域は、式（２）で与えられ
る表面プラズモン分散を再現するものである。透過スペ
クトルは、例え実質的に隣接する媒質が大幅に異なって
いても、有孔金属薄膜のいずれの側の面に照射するかに
依存しない。
εdはそれぞれ、金属および誘電体媒質の誘電率であ
る。ここで、εm＜０および｜εｍ｜＞εdと仮定してお
り、それはバルクプラズモンエネルギー以下の金属およ
びドープ半導体の場合である（H. Raether、前出；M. O
rdal et al., "Optical Properties of themetals Al,
Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti and W in th
e infraredand far infrared," Applied Optics, Vol.2
2, No.7, pp.1099-1119(Apr. 1, 1983)参照）。透過強
度をＥおよびｋxの関数としてグレースケールにプロッ
トすると、得られるエネルギー−運動量（Ｅ、ｋx）図
（「分散図」としても知られる）は、１組の高透過率帯
域を示しており、該１組の帯域は、式（２）で与えられ
る表面プラズモン分散を再現するものである。透過スペ
クトルは、例え実質的に隣接する媒質が大幅に異なって
いても、有孔金属薄膜のいずれの側の面に照射するかに
依存しない。
【００４８】透過スペクトルにおける極小は、回折ビー
ムが格子に対して接線方向で現れる場合に回折格子で生
じるウッドの異常の結果として確認された（H.F.Ghaemi
etal、前出；R. W. Wood、前出）。ウッドの異常が発
生する条件は、
ムが格子に対して接線方向で現れる場合に回折格子で生
じるウッドの異常の結果として確認された（H.F.Ghaemi
etal、前出；R. W. Wood、前出）。ウッドの異常が発
生する条件は、
【００４９】
【数７】
をグレージング（格子に対して接線方向）光の波動ベク
トル（その絶対値は、ｋ diff＝［（２πｎd）／λ］に
よって与えられ、支持層１４（または補助層１５）の屈
折率ｎdは（εd）1/2である）に置き換える以外、式
（１）および（２）と同様である。小孔を有する高次配
列の場合、ウッドの異常の極小の幅は非常に小さいもの
とすることができ、分光器の解像度によって制限される
ことが認められている。ウッドは、高品質の回折格子で
は、その効果によって２本のナトリウム線を分離するこ
とができ、それは波長解像度０．６ｎｍに相当するとい
うことに言及している。本発明のある種の実施態様は、
以下に記載するように、金属薄膜への光の入射角θをご
くわずかに変えて、高コントラスト比で透過強度を調整
することによって、その現象を利用している。
トル（その絶対値は、ｋ diff＝［（２πｎd）／λ］に
よって与えられ、支持層１４（または補助層１５）の屈
折率ｎdは（εd）1/2である）に置き換える以外、式
（１）および（２）と同様である。小孔を有する高次配
列の場合、ウッドの異常の極小の幅は非常に小さいもの
とすることができ、分光器の解像度によって制限される
ことが認められている。ウッドは、高品質の回折格子で
は、その効果によって２本のナトリウム線を分離するこ
とができ、それは波長解像度０．６ｎｍに相当するとい
うことに言及している。本発明のある種の実施態様は、
以下に記載するように、金属薄膜への光の入射角θをご
くわずかに変えて、高コントラスト比で透過強度を調整
することによって、その現象を利用している。
【００５０】ウッドの異常の発生における幾何配置依存
性により、（Ｅ，ｋx）図における表面プラズモン分岐
の分散に厳密に従う１組の極小が得られる。分散曲線の
大半が無限大の勾配で（Ｅ，ｋx）面を横切ることか
ら、光子エネルギーＥが一定（または一定波長）の場
合、入射角θが変動するに連れて、透過強度は極大と極
小を通過するようになる。本発明のある種の実施態様で
は、その現象を用いて、入射角θを変えることで、透過
光の波長または振幅を制御する。
性により、（Ｅ，ｋx）図における表面プラズモン分岐
の分散に厳密に従う１組の極小が得られる。分散曲線の
大半が無限大の勾配で（Ｅ，ｋx）面を横切ることか
ら、光子エネルギーＥが一定（または一定波長）の場
合、入射角θが変動するに連れて、透過強度は極大と極
小を通過するようになる。本発明のある種の実施態様で
は、その現象を用いて、入射角θを変えることで、透過
光の波長または振幅を制御する。
【００５１】入射角一定での振幅または波長の調整につ
いて、入射角θ＝０の場合に注目して以下に論じる。そ
の法線入射では、極大が起こる波長は、式（１）および
（２）を結合することで得ることができ、
いて、入射角θ＝０の場合に注目して以下に論じる。そ
の法線入射では、極大が起こる波長は、式（１）および
（２）を結合することで得ることができ、
【００５２】
【数８】
同様に極小も以下の式で与えられる。
【００５３】
【数９】
式（４）から、空気に関してはｎd＝１であり、溶融石
英基板に関してはｎd＝１．４７（λ＝５８９ｎｍで）
であり、液晶の場合にはｎdは１．５２〜１．７４で変
動し得ることから、金属薄膜に対する２つの界面は識別
可能であることになる。
英基板に関してはｎd＝１．４７（λ＝５８９ｎｍで）
であり、液晶の場合にはｎdは１．５２〜１．７４で変
動し得ることから、金属薄膜に対する２つの界面は識別
可能であることになる。
【００５４】図３には、２つの有孔金属薄膜ユニットの
透過スペクトル（法線入射で）を示してある。その２つ
のユニットは、一方において支持層が石英誘電体層（点
線）であり、他方において支持層がサファイア誘電体層
（実線）である以外は同じである。図３には、極小が生
じる波長が、金属薄膜に実質的に隣接する媒質の屈折率
に直線的に依存するという式（４）の説明が非常に明瞭
に示されている。詳細には、金属−サファイア界面に関
連する極大および極小（ｎsapphire＝１．８０；黒の逆
三角形で図示したもの）は、金属−石英界面に関連する
極大・極小（ｎ quartz＝１．４７；黒四角で図示したも
の）より長波長で起こるが、金属−空気界面に関連する
極大・極小（白菱形で図示したもの）はいずれの構造に
おいても同じ波長で起こる。２つの構造間のそのわずか
な相違は、金属薄膜における２つの孔配列の周期性にお
けるわずかな相違によるものである。
透過スペクトル（法線入射で）を示してある。その２つ
のユニットは、一方において支持層が石英誘電体層（点
線）であり、他方において支持層がサファイア誘電体層
（実線）である以外は同じである。図３には、極小が生
じる波長が、金属薄膜に実質的に隣接する媒質の屈折率
に直線的に依存するという式（４）の説明が非常に明瞭
に示されている。詳細には、金属−サファイア界面に関
連する極大および極小（ｎsapphire＝１．８０；黒の逆
三角形で図示したもの）は、金属−石英界面に関連する
極大・極小（ｎ quartz＝１．４７；黒四角で図示したも
の）より長波長で起こるが、金属−空気界面に関連する
極大・極小（白菱形で図示したもの）はいずれの構造に
おいても同じ波長で起こる。２つの構造間のそのわずか
な相違は、金属薄膜における２つの孔配列の周期性にお
けるわずかな相違によるものである。
【００５５】波長以下径の孔が貫通した金属薄膜では、
表面プラズモン共振の振幅は比較的小さい。本発明のあ
る種の実施態様では、その現象を利用して、隣接する媒
質の屈折率を変えることで透過波長を制御する。逆に波
長を固定して、屈折率を変えて透過率ピークがその関連
する波長を通って移動するようにすることで、透過振幅
を調整することができ、同様に本発明のある種の実施態
様でその現象が利用される。ウッドの異常発生前後での
消光（すなわち、極小透過率に対する極大透過率の比）
をほぼ完全なものにできることから、後者の機能は原則
的に、高コントラスト比（すなわち、極大透過率と極小
透過率の間の比）を達成することができる。以下のセク
ションでは、そのような装置についてさらに詳細に説明
する。
表面プラズモン共振の振幅は比較的小さい。本発明のあ
る種の実施態様では、その現象を利用して、隣接する媒
質の屈折率を変えることで透過波長を制御する。逆に波
長を固定して、屈折率を変えて透過率ピークがその関連
する波長を通って移動するようにすることで、透過振幅
を調整することができ、同様に本発明のある種の実施態
様でその現象が利用される。ウッドの異常発生前後での
消光（すなわち、極小透過率に対する極大透過率の比）
をほぼ完全なものにできることから、後者の機能は原則
的に、高コントラスト比（すなわち、極大透過率と極小
透過率の間の比）を達成することができる。以下のセク
ションでは、そのような装置についてさらに詳細に説明
する。
【００５６】
【実施例】屈折率変動を用いる光透過調整装置
上記の現象を利用する光透過調整装置について説明す
る。図４は、金属薄膜に実質的に隣接する材料（すなわ
ち、支持層の一部分）の屈折率を選択的に変動させるこ
とで、有孔金属薄膜ユニットを通る光透過を制御する光
透過調整装置の模式図である。
る。図４は、金属薄膜に実質的に隣接する材料（すなわ
ち、支持層の一部分）の屈折率を選択的に変動させるこ
とで、有孔金属薄膜ユニットを通る光透過を制御する光
透過調整装置の模式図である。
【００５７】波長以下径の貫通孔が配列された金属薄膜
４０１と透明導電層４０２との間に、液晶（ＬＣ）液層
４０３が挟持されている。波長以下径の孔が貫通した金
属薄膜４０１を液晶用の一方の電極として用い、透明導
電層４０２を他方の電極として用いる。透明導電層４０
２は、透明で導電性の材料を含むことができ、好ましく
はインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）を含むものとする。
ＬＣ液層４０３は好ましくは、液晶ディスプレイの業界
で公知のように、電場に従って液晶を配向させる、図４
に示したような２つの非常に薄いＬＣ配向層４０４間に
封入されている。さらに、好ましくは、絶縁性小球体な
どのマイクロメートルレベルのスペーサをＬＣ液層４０
３に入れて、金属薄膜４０１と透明導電層４０２との間
のわずかな間隙を維持することで、金属薄膜４０１と透
明導電層４０２との間の電気的短絡を回避するようにす
る。
４０１と透明導電層４０２との間に、液晶（ＬＣ）液層
４０３が挟持されている。波長以下径の孔が貫通した金
属薄膜４０１を液晶用の一方の電極として用い、透明導
電層４０２を他方の電極として用いる。透明導電層４０
２は、透明で導電性の材料を含むことができ、好ましく
はインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）を含むものとする。
ＬＣ液層４０３は好ましくは、液晶ディスプレイの業界
で公知のように、電場に従って液晶を配向させる、図４
に示したような２つの非常に薄いＬＣ配向層４０４間に
封入されている。さらに、好ましくは、絶縁性小球体な
どのマイクロメートルレベルのスペーサをＬＣ液層４０
３に入れて、金属薄膜４０１と透明導電層４０２との間
のわずかな間隙を維持することで、金属薄膜４０１と透
明導電層４０２との間の電気的短絡を回避するようにす
る。
【００５８】ＬＣ液層４０３、ＬＣ配向層４０４および
透明導電層４０２は、金属薄膜４０１と組み合わせて全
体で上記のような有孔金属薄膜ユニットを有する支持層
（不図示）を持っている。ＬＣ液層４０３は支持層の選
択的可変屈折率部分を有し、金属薄膜４０１に実質的に
隣接している。有孔金属薄膜ユニットを通っての透過
は、金属薄膜４０１と隣接する媒質との間の界面によっ
て大きく左右されることから、支持層の選択的可変屈折
率部分（この例では、ＬＣ液層４０３）が、金属薄膜４
０１に実質的に隣接していることが重要である。透明導
電層４０２は、所望に応じて、当業界で公知のような標
準的なフォトリソグラフィーを用いてパターニングし
て、装置の選択された部分の屈折率を独立に制御できる
ようにすることができる。
透明導電層４０２は、金属薄膜４０１と組み合わせて全
体で上記のような有孔金属薄膜ユニットを有する支持層
（不図示）を持っている。ＬＣ液層４０３は支持層の選
択的可変屈折率部分を有し、金属薄膜４０１に実質的に
隣接している。有孔金属薄膜ユニットを通っての透過
は、金属薄膜４０１と隣接する媒質との間の界面によっ
て大きく左右されることから、支持層の選択的可変屈折
率部分（この例では、ＬＣ液層４０３）が、金属薄膜４
０１に実質的に隣接していることが重要である。透明導
電層４０２は、所望に応じて、当業界で公知のような標
準的なフォトリソグラフィーを用いてパターニングし
て、装置の選択された部分の屈折率を独立に制御できる
ようにすることができる。
【００５９】図４に示した光透過調整装置は、有孔金属
薄膜における孔配列によって、光透過の電気的制御を行
うものである。詳細には、有孔金属薄膜ユニットを透過
する光の強度は、ＬＣ電極に対する電圧を変動させるこ
とによって制御されるＬＣ液層の屈折率を変動させるこ
とで制御される。
薄膜における孔配列によって、光透過の電気的制御を行
うものである。詳細には、有孔金属薄膜ユニットを透過
する光の強度は、ＬＣ電極に対する電圧を変動させるこ
とによって制御されるＬＣ液層の屈折率を変動させるこ
とで制御される。
【００６０】本発明者らは、波長以下径の貫通孔が配列
された金属薄膜のサンプルを用いて（金属薄膜は以前の
研究に記載のものと類似している）、そのような光透過
調整器が関与する実験を行った（T. W. Ebbesen et al
（前出）；H. F. Ghaemi et al（前出）参照）。
された金属薄膜のサンプルを用いて（金属薄膜は以前の
研究に記載のものと類似している）、そのような光透過
調整器が関与する実験を行った（T. W. Ebbesen et al
（前出）；H. F. Ghaemi et al（前出）参照）。
【００６１】石英支持層上の厚さｔ＝１００ｎｍのクロ
ム薄膜では、標準的なリソグラフィー法を用いて、直径
ｄ＝５００ｎｍの孔を形成した。孔は、周期Ｐ＝１００
０ｎｍの正方形格子上に配置した。その金属薄膜に加え
て、図４に示したように、有孔金属薄膜とＩＴＯを含む
既製の透明導電層（E.H.C. Co., Ltd.日本製）との間
に、ねじれネマチック型液晶（Merck E63, EM Industri
es, Inc.）を挟持させた。そのＩＴＯ層は液晶用の一方
の電極を有しており、有孔金属薄膜を他方の電極として
用いて、５〜１０μｍのガラス小球体スペーサによって
ＩＴＯ層から分離することで、短絡を防ぐようにした。
液晶を配向させるのに、０．１〜１ｋＨｚの周波数で０
〜１２ＶのＡＣ電圧を印加し、それによって、ｎ＝１．
５２〜ｎ＝１．７４の範囲で有効屈折率を調整すること
ができた。
ム薄膜では、標準的なリソグラフィー法を用いて、直径
ｄ＝５００ｎｍの孔を形成した。孔は、周期Ｐ＝１００
０ｎｍの正方形格子上に配置した。その金属薄膜に加え
て、図４に示したように、有孔金属薄膜とＩＴＯを含む
既製の透明導電層（E.H.C. Co., Ltd.日本製）との間
に、ねじれネマチック型液晶（Merck E63, EM Industri
es, Inc.）を挟持させた。そのＩＴＯ層は液晶用の一方
の電極を有しており、有孔金属薄膜を他方の電極として
用いて、５〜１０μｍのガラス小球体スペーサによって
ＩＴＯ層から分離することで、短絡を防ぐようにした。
液晶を配向させるのに、０．１〜１ｋＨｚの周波数で０
〜１２ＶのＡＣ電圧を印加し、それによって、ｎ＝１．
５２〜ｎ＝１．７４の範囲で有効屈折率を調整すること
ができた。
【００６２】上記の実験では、液晶の唯一の機能を、電
場を加えることで制御可能な（すなわち、選択的に可変
の）屈折率部分を提供することとした点は強調すべき重
要な点である。そのような屈折率ｎの変動を行うことが
できる他の材料も本発明の光透過調整装置で使用するこ
とができ、液晶は分子の再配向のために比較的長いスイ
ッチング時間を有することから、実際に液晶ではそれが
好ましい場合がある。約１ｍｓ未満のスイッチング時間
が要求される利用分野の場合、より迅速なスイッチング
媒体が好ましい（例えば、半導体層またはポリマー電気
光学薄膜）。強誘電体液晶を用いて、スイッチング速度
を上昇させることもできる。
場を加えることで制御可能な（すなわち、選択的に可変
の）屈折率部分を提供することとした点は強調すべき重
要な点である。そのような屈折率ｎの変動を行うことが
できる他の材料も本発明の光透過調整装置で使用するこ
とができ、液晶は分子の再配向のために比較的長いスイ
ッチング時間を有することから、実際に液晶ではそれが
好ましい場合がある。約１ｍｓ未満のスイッチング時間
が要求される利用分野の場合、より迅速なスイッチング
媒体が好ましい（例えば、半導体層またはポリマー電気
光学薄膜）。強誘電体液晶を用いて、スイッチング速度
を上昇させることもできる。
【００６３】その実験的構造の性能を評価するための実
験配置を図５に示してあり、図において、レーザ５０１
からの光（波長λ＝１．５５μｍ）が、液晶／ＩＴＯ支
持層を有する有孔金属薄膜ユニット５０２に向かってい
る。光は、有孔金属薄膜ユニット５０２の表面に対して
法線方向から入射している。有孔金属薄膜ユニット５０
２を通過した光の強度は、光ダイオードを有する検出器
５０３によって検出され、その出力はデジタルオシロス
コープ５０４によって記録される。透過は、液晶セルの
電極に波形発生装置５０５の電圧出力を印加することで
液晶セルにＡＣ電場をかけることによって調整される。
験配置を図５に示してあり、図において、レーザ５０１
からの光（波長λ＝１．５５μｍ）が、液晶／ＩＴＯ支
持層を有する有孔金属薄膜ユニット５０２に向かってい
る。光は、有孔金属薄膜ユニット５０２の表面に対して
法線方向から入射している。有孔金属薄膜ユニット５０
２を通過した光の強度は、光ダイオードを有する検出器
５０３によって検出され、その出力はデジタルオシロス
コープ５０４によって記録される。透過は、液晶セルの
電極に波形発生装置５０５の電圧出力を印加することで
液晶セルにＡＣ電場をかけることによって調整される。
【００６４】図６には、液晶電極に印加されるＡＣ電圧
の各種値に関して、上記の実験的有孔金属薄膜ユニット
の透過スペクトルを示してある。有孔金属薄膜における
孔の径が比較的大きいことから、透過スペクトルは非常
に広いものになっている。そのため、図６のデータで
は、スペクトルシフトは直接は明らかになっていない。
しかしながら、固定波長では、液晶に印加される電圧の
変動によって透過振幅が調整されることは明らかであ
る。それは、図５に示した実験的配置を用いて測定され
た、１ｋＨｚでの１．５５μｍレーザおよび調整液晶の
時間依存的透過信号（任意の単位で示してある）を示し
た図７で明らかに示されている。この特定サンプルの透
過変調は約２５％であり、駆動電圧と同一の位相であ
る。比較的小さい変調振幅は大きい孔径の結果であり、
それはウッドの異常に関連する極小を広げる傾向があ
る。薄膜における孔が小さいほど、その形は鋭くなり、
極小は深くなって、孔径ｄ＝１５０ｎｍおよび金属薄膜
厚さｔ＝２００ｎｍである図３に示したようにコントラ
スト比が高くなる。
の各種値に関して、上記の実験的有孔金属薄膜ユニット
の透過スペクトルを示してある。有孔金属薄膜における
孔の径が比較的大きいことから、透過スペクトルは非常
に広いものになっている。そのため、図６のデータで
は、スペクトルシフトは直接は明らかになっていない。
しかしながら、固定波長では、液晶に印加される電圧の
変動によって透過振幅が調整されることは明らかであ
る。それは、図５に示した実験的配置を用いて測定され
た、１ｋＨｚでの１．５５μｍレーザおよび調整液晶の
時間依存的透過信号（任意の単位で示してある）を示し
た図７で明らかに示されている。この特定サンプルの透
過変調は約２５％であり、駆動電圧と同一の位相であ
る。比較的小さい変調振幅は大きい孔径の結果であり、
それはウッドの異常に関連する極小を広げる傾向があ
る。薄膜における孔が小さいほど、その形は鋭くなり、
極小は深くなって、孔径ｄ＝１５０ｎｍおよび金属薄膜
厚さｔ＝２００ｎｍである図３に示したようにコントラ
スト比が高くなる。
【００６５】幾何配置変動を用いる光透過色制御装置
色制御は、入射光の入射角を変えることができる（入射
光ビームに対して有孔金属薄膜ユニットを回転させる等
の方法によって）有孔金属薄膜ユニットを有する装置を
用いても行うことができる。その種の実験的ユニットを
図８に示してある。有孔金属薄膜ユニットは以下のよう
にして製造した。
光ビームに対して有孔金属薄膜ユニットを回転させる等
の方法によって）有孔金属薄膜ユニットを有する装置を
用いても行うことができる。その種の実験的ユニットを
図８に示してある。有孔金属薄膜ユニットは以下のよう
にして製造した。
【００６６】厚さ３００ｎｍの銀を有する金属薄膜を、
石英基板上に加熱蒸着させた。銀薄膜は光学的に不透明
であった。直径１５０ｎｍの波長以下径の孔を、薄膜に
設けた（Micrion 9500 Focused Ion Beam装置使用）。
孔は、周期Ｐ＝４００ｎｍの正方形格子上に配置した。
金属薄膜を、液晶が入ったセルの一部として用いて、ガ
ラス基板の屈折率と一致するようにした。レーザ８０４
およびレーザ８０５が出力する赤色光Ｒ（波長６３５ｎ
ｍ）および緑色光Ｇ（波長５３２ｎｍ）をビームスプリ
ッタ８０１に向けることで、垂直軸を中心として回転す
る有孔金属薄膜ユニット８０２上に両方の光が共直線的
に入射するようにして、入射光の入射角θを変化させる
ことで、赤色光と緑色光の間の色切り換えを行い、その
色切り換えをスクリーン８０３上で観察できるようにし
た。さらに、その２つのレーザビームの強度が正しい割
合であれば（その割合は当業界では公知である）、中間
の角度では、透過ビームは相加的色混合のために黄色と
して知覚される。
石英基板上に加熱蒸着させた。銀薄膜は光学的に不透明
であった。直径１５０ｎｍの波長以下径の孔を、薄膜に
設けた（Micrion 9500 Focused Ion Beam装置使用）。
孔は、周期Ｐ＝４００ｎｍの正方形格子上に配置した。
金属薄膜を、液晶が入ったセルの一部として用いて、ガ
ラス基板の屈折率と一致するようにした。レーザ８０４
およびレーザ８０５が出力する赤色光Ｒ（波長６３５ｎ
ｍ）および緑色光Ｇ（波長５３２ｎｍ）をビームスプリ
ッタ８０１に向けることで、垂直軸を中心として回転す
る有孔金属薄膜ユニット８０２上に両方の光が共直線的
に入射するようにして、入射光の入射角θを変化させる
ことで、赤色光と緑色光の間の色切り換えを行い、その
色切り換えをスクリーン８０３上で観察できるようにし
た。さらに、その２つのレーザビームの強度が正しい割
合であれば（その割合は当業界では公知である）、中間
の角度では、透過ビームは相加的色混合のために黄色と
して知覚される。
【００６７】図９には、光子エネルギーおよび入射角の
関数としての透過強度（グレースケールで）を示してあ
る。分散は、ゲーミらの論文（H. F. Ghaemi et al.、
前出）に示されたものと同様であるが、図９では金属−
空気共振がなく、いずれの媒質も（すなわち、液晶支持
層と石英補助層）１．５に近い屈折率を有するという点
は留意すべき点である。図９における２本の水平方向の
線は、２つのレーザのエネルギーを示しており、一方は
Ｅ＝１．９５ｅＶ（λ＝６３５ｎｍ）であり、他方はＥ
＝２．３３ｅＶ（λ＝５３２ｎｍ）である。これら２本
の線で図９のデータを切ると、図１０にプロットした２
つの波長での透過強度の角度依存性が得られる。
関数としての透過強度（グレースケールで）を示してあ
る。分散は、ゲーミらの論文（H. F. Ghaemi et al.、
前出）に示されたものと同様であるが、図９では金属−
空気共振がなく、いずれの媒質も（すなわち、液晶支持
層と石英補助層）１．５に近い屈折率を有するという点
は留意すべき点である。図９における２本の水平方向の
線は、２つのレーザのエネルギーを示しており、一方は
Ｅ＝１．９５ｅＶ（λ＝６３５ｎｍ）であり、他方はＥ
＝２．３３ｅＶ（λ＝５３２ｎｍ）である。これら２本
の線で図９のデータを切ると、図１０にプロットした２
つの波長での透過強度の角度依存性が得られる。
【００６８】図１０に示したように、λ＝６３５ｎｍの
赤色光の強度は、入射角θ＝０°で最低であり、θ＝１
９°で最大に達する。λ＝５３２ｎｍの緑色光では、そ
の逆が当てはまる。有孔金属薄膜ユニットを回転させる
ことで（例えば、何らかの種類のアジャスタを用いるこ
とで）角度θを０°〜１９°で変化させることによっ
て、約２０：１のコントラスト比で、２つの波長間の切
り換えを行うことが可能である。ただし、コントラスト
比は、孔の径を小さくすることで高くすることができる
と考えられる。
赤色光の強度は、入射角θ＝０°で最低であり、θ＝１
９°で最大に達する。λ＝５３２ｎｍの緑色光では、そ
の逆が当てはまる。有孔金属薄膜ユニットを回転させる
ことで（例えば、何らかの種類のアジャスタを用いるこ
とで）角度θを０°〜１９°で変化させることによっ
て、約２０：１のコントラスト比で、２つの波長間の切
り換えを行うことが可能である。ただし、コントラスト
比は、孔の径を小さくすることで高くすることができる
と考えられる。
【００６９】平面パネルディスプレイ
現在市販されている液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、透
過光強度の制御に偏光子および検光子を必要とする。そ
の偏光子は、材料および装置組立のコストのかなりの部
分を占め、そのようなディスプレイを複雑なものとして
いる。さらに、現在のＬＣＤは、フルカラーを実現する
ためにカラーフィルターを必要とするため、全体的な透
過率が約７％未満という非常に低いものになっている。
従って、かなりの量の電力を消費する非常に明るい照明
光源が必要である。
過光強度の制御に偏光子および検光子を必要とする。そ
の偏光子は、材料および装置組立のコストのかなりの部
分を占め、そのようなディスプレイを複雑なものとして
いる。さらに、現在のＬＣＤは、フルカラーを実現する
ためにカラーフィルターを必要とするため、全体的な透
過率が約７％未満という非常に低いものになっている。
従って、かなりの量の電力を消費する非常に明るい照明
光源が必要である。
【００７０】それとは対照的に、有孔金属薄膜を通る光
透過の制御可能性に基づいた本発明の平面パネルディス
プレイは、偏光子、検光子、さらにはカラーフィルター
すら必要としない。上記の実験結果は、非常に有望な成
績と、従来技術のＬＣＤに勝る利点を示している。理想
的には、有孔金属薄膜において孔配列の幾何配置を適切
に設計することで、約１５〜５０％という最大透過率で
のフルカラー制御を達成することができる（T.W.Ebbese
n et al.、前出参照）。当然のことながら、設計上のト
レードオフがつきものである。高透過率を波長解像度が
相対的に低くなるという犠牲下に達成できるか、あるい
は、高波長解像度を透過率が相対的に低くなるという犠
牲下に達成することができる。
透過の制御可能性に基づいた本発明の平面パネルディス
プレイは、偏光子、検光子、さらにはカラーフィルター
すら必要としない。上記の実験結果は、非常に有望な成
績と、従来技術のＬＣＤに勝る利点を示している。理想
的には、有孔金属薄膜において孔配列の幾何配置を適切
に設計することで、約１５〜５０％という最大透過率で
のフルカラー制御を達成することができる（T.W.Ebbese
n et al.、前出参照）。当然のことながら、設計上のト
レードオフがつきものである。高透過率を波長解像度が
相対的に低くなるという犠牲下に達成できるか、あるい
は、高波長解像度を透過率が相対的に低くなるという犠
牲下に達成することができる。
【００７１】なお、「平面パネルディスプレイ」という
用語は、平坦であるという意味での平面のディスプレイ
だけでなく、本発明の装置によって可能な物理的柔軟性
のために、本明細書で記載および特許請求される平面パ
ネルディスプレイには、柔軟性の「薄膜」型ディスプレ
イも含まれる。
用語は、平坦であるという意味での平面のディスプレイ
だけでなく、本発明の装置によって可能な物理的柔軟性
のために、本明細書で記載および特許請求される平面パ
ネルディスプレイには、柔軟性の「薄膜」型ディスプレ
イも含まれる。
【００７２】本発明の平面パネルディスプレイは、上記
のような有孔金属薄膜ユニットを利用して、透過光の強
度および／または色を制御することができる。本発明の
平面パネルディスプレイには例えば、図４に示して前述
した光透過調整装置などがある。本発明に含まれる平面
パネルディスプレイについてさらに理解を深めるため、
図１１〜１３を参照しながら説明する。
のような有孔金属薄膜ユニットを利用して、透過光の強
度および／または色を制御することができる。本発明の
平面パネルディスプレイには例えば、図４に示して前述
した光透過調整装置などがある。本発明に含まれる平面
パネルディスプレイについてさらに理解を深めるため、
図１１〜１３を参照しながら説明する。
【００７３】図１１には、有孔金属薄膜を通過する表面
プラズモン透過促進に基づく平面パネルディスプレイの
詳細を示してある。その平面パネルディスプレイは、前
述の光透過調整装置と同様である。波長以下径孔の配列
が貫通した金属薄膜１１０１と透明導電層１１０２との
間に、液晶（ＬＣ）液層１１０３が挟持されている。波
長以下径の孔が貫通した金属薄膜１１０１を液晶液層１
１０３用の一方の電極として用い、透明導電層１１０２
を他方の電極として用いる。金属薄膜１１０１は、いか
なる金属を有するものであっても良く、ある種の変性に
よって（degenerately）ドーピングした半導体も使用可
能である。透明導電層は好ましくは、例えばインジウム
すず酸化物（ＩＴＯ）を含むものとする。
プラズモン透過促進に基づく平面パネルディスプレイの
詳細を示してある。その平面パネルディスプレイは、前
述の光透過調整装置と同様である。波長以下径孔の配列
が貫通した金属薄膜１１０１と透明導電層１１０２との
間に、液晶（ＬＣ）液層１１０３が挟持されている。波
長以下径の孔が貫通した金属薄膜１１０１を液晶液層１
１０３用の一方の電極として用い、透明導電層１１０２
を他方の電極として用いる。金属薄膜１１０１は、いか
なる金属を有するものであっても良く、ある種の変性に
よって（degenerately）ドーピングした半導体も使用可
能である。透明導電層は好ましくは、例えばインジウム
すず酸化物（ＩＴＯ）を含むものとする。
【００７４】ＬＣ液層１１０３は好ましくは、図１１に
示したように２つの非常に薄いＬＣ配向層１１０４間に
封入して、液晶の配向を強制的に行うことで、液晶の屈
折率を変えるようにする。さらに、好ましくは、例えば
小球体などのマイクロメートルレベルのスペーサをＬＣ
液層１１０３に入れて、金属薄膜１１０１と透明導電層
１１０２の間のわずかな間隙を維持することで、金属薄
膜１１０１と透明導電層１１０２との間の電気的短絡を
回避するようにする。
示したように２つの非常に薄いＬＣ配向層１１０４間に
封入して、液晶の配向を強制的に行うことで、液晶の屈
折率を変えるようにする。さらに、好ましくは、例えば
小球体などのマイクロメートルレベルのスペーサをＬＣ
液層１１０３に入れて、金属薄膜１１０１と透明導電層
１１０２の間のわずかな間隙を維持することで、金属薄
膜１１０１と透明導電層１１０２との間の電気的短絡を
回避するようにする。
【００７５】透明導電層１１０２は所望に応じてパター
ニングして、「表示セル」と称されるディスプレイの複
数の分離した独立に制御可能な領域に対して独立の制御
を行うことができる。表示セルを独立に電気的制御がで
きるようにするため、当業界で公知のような標準的なフ
ォトリソグラフィーおよび類似の方法を用いて、透明導
電層１１０２に、制御回路１１０５から各表示セルへの
配線を設ける。ＬＣ液層１１０３、ＬＣ配向層１１０４
および透明導電層１１０２は、金属薄膜１１０１と組み
合わせて全体で上記のような有孔金属薄膜ユニットを有
する支持層を持っている。ＬＣ液層１１０３は支持層の
選択的可変屈折率部分を有し、金属薄膜１１０１に実質
的に隣接している。有孔金属薄膜ユニットを通っての透
過は、金属薄膜１１０１と隣接する媒質との間の界面に
よって大きく左右されることから、支持層の選択的可変
屈折率部分（この例では、ＬＣ液層１１０３）が、金属
薄膜１１０１に実質的に隣接していることが重要であ
る。制御回路１１０５によって、各セルの電極（有孔金
属薄膜およびパターニングされた透明導電層１１０２）
への電圧を独立かつ選択的に制御することができ、それ
によって液晶の配向が変化して各表示セルにおける屈折
率を選択的に制御することで、上記のように各セルを通
過する光の透過が調整される。
ニングして、「表示セル」と称されるディスプレイの複
数の分離した独立に制御可能な領域に対して独立の制御
を行うことができる。表示セルを独立に電気的制御がで
きるようにするため、当業界で公知のような標準的なフ
ォトリソグラフィーおよび類似の方法を用いて、透明導
電層１１０２に、制御回路１１０５から各表示セルへの
配線を設ける。ＬＣ液層１１０３、ＬＣ配向層１１０４
および透明導電層１１０２は、金属薄膜１１０１と組み
合わせて全体で上記のような有孔金属薄膜ユニットを有
する支持層を持っている。ＬＣ液層１１０３は支持層の
選択的可変屈折率部分を有し、金属薄膜１１０１に実質
的に隣接している。有孔金属薄膜ユニットを通っての透
過は、金属薄膜１１０１と隣接する媒質との間の界面に
よって大きく左右されることから、支持層の選択的可変
屈折率部分（この例では、ＬＣ液層１１０３）が、金属
薄膜１１０１に実質的に隣接していることが重要であ
る。制御回路１１０５によって、各セルの電極（有孔金
属薄膜およびパターニングされた透明導電層１１０２）
への電圧を独立かつ選択的に制御することができ、それ
によって液晶の配向が変化して各表示セルにおける屈折
率を選択的に制御することで、上記のように各セルを通
過する光の透過が調整される。
【００７６】図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）には、さ
らに、本発明による平面パネルディスプレイを示してあ
る。図１２（Ａ）は、本発明の平面パネルディスプレイ
の１個の３色（赤、緑および青、すなわち「ＲＧＢ］）
表示画素の断面図である。光源１００からの白色光が、
液晶液層１０４を含むセルの一部である有孔金属薄膜１
０２を照らしている。配向層１０３が設けられているこ
とで、液晶液１０４は所定の方向に配向される。透明導
電層１１７は、液晶セルにおける他方の電極として働
き、パターニングされていることで（図１１に示したよ
うに）、各画素の各色を、好ましくは単純マトリクス駆
動もしくはアクティブマトリクス駆動として知られる従
来のＬＣＤ駆動体を利用して、独立に制御することがで
きる。有孔金属薄膜１０２、液晶液１０４、配向層１０
３および透明導電層１１７は、液晶液層１０４が有孔金
属薄膜１０２に実質的に隣接している有孔金属薄膜ユニ
ットを形成している。有孔金属薄膜１０２および透明導
電電極１１７がそれぞれ成膜されている基板１０１およ
び１１８は、セルを物理的に一体に保持する働きを行う
補助層である。本発明において必須ではないが、支持層
１１８の視覚者側（すなわち、透過光が放出される側）
には、散乱媒質を設けて（例えば、ガラスの場合の表面
粗面化またはつや消し）、所望に応じてディスプレイの
視野角を広げることができる。
らに、本発明による平面パネルディスプレイを示してあ
る。図１２（Ａ）は、本発明の平面パネルディスプレイ
の１個の３色（赤、緑および青、すなわち「ＲＧＢ］）
表示画素の断面図である。光源１００からの白色光が、
液晶液層１０４を含むセルの一部である有孔金属薄膜１
０２を照らしている。配向層１０３が設けられているこ
とで、液晶液１０４は所定の方向に配向される。透明導
電層１１７は、液晶セルにおける他方の電極として働
き、パターニングされていることで（図１１に示したよ
うに）、各画素の各色を、好ましくは単純マトリクス駆
動もしくはアクティブマトリクス駆動として知られる従
来のＬＣＤ駆動体を利用して、独立に制御することがで
きる。有孔金属薄膜１０２、液晶液１０４、配向層１０
３および透明導電層１１７は、液晶液層１０４が有孔金
属薄膜１０２に実質的に隣接している有孔金属薄膜ユニ
ットを形成している。有孔金属薄膜１０２および透明導
電電極１１７がそれぞれ成膜されている基板１０１およ
び１１８は、セルを物理的に一体に保持する働きを行う
補助層である。本発明において必須ではないが、支持層
１１８の視覚者側（すなわち、透過光が放出される側）
には、散乱媒質を設けて（例えば、ガラスの場合の表面
粗面化またはつや消し）、所望に応じてディスプレイの
視野角を広げることができる。
【００７７】図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示したも
ののような、１個の３色（ＲＧＢ）表示画素用の有孔金
属薄膜における孔配列を示す平面図である。各色（Ｒ、
Ｇ、および、Ｂ）について、波長以下孔１１２が正方形
配列で設けられており、各配列には周期（ＰR、ＰG、Ｐ
B）があって、式（３）による所望の波長の透過光に適
合するようになっている。
ののような、１個の３色（ＲＧＢ）表示画素用の有孔金
属薄膜における孔配列を示す平面図である。各色（Ｒ、
Ｇ、および、Ｂ）について、波長以下孔１１２が正方形
配列で設けられており、各配列には周期（ＰR、ＰG、Ｐ
B）があって、式（３）による所望の波長の透過光に適
合するようになっている。
【００７８】本発明の平面パネルディスプレイのセルに
より、上記のように、有孔金属薄膜１０２における孔配
列を通る光透過を電気的に制御することができる。すな
わち、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度は、液
晶の屈折率を選択的に変えることで制御され、そしてそ
の屈折率はＬＣ電極に対する電圧を変えることで制御さ
れる。孔を透過する光の色は、上記式（３）に従って、
好適な径および周期の孔を持つように有孔金属薄膜１０
２に孔を設けることで制御される。比較的高次（すなわ
ち、比較的短波長）の透過ピークの透過を遮断するに
は、適切な波長カットオフを有するロングパスフィルタ
ーを用いることができる。そのカットオフより長い波長
では、そのようなフィルターは約９０％の透過率を有す
る。
より、上記のように、有孔金属薄膜１０２における孔配
列を通る光透過を電気的に制御することができる。すな
わち、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度は、液
晶の屈折率を選択的に変えることで制御され、そしてそ
の屈折率はＬＣ電極に対する電圧を変えることで制御さ
れる。孔を透過する光の色は、上記式（３）に従って、
好適な径および周期の孔を持つように有孔金属薄膜１０
２に孔を設けることで制御される。比較的高次（すなわ
ち、比較的短波長）の透過ピークの透過を遮断するに
は、適切な波長カットオフを有するロングパスフィルタ
ーを用いることができる。そのカットオフより長い波長
では、そのようなフィルターは約９０％の透過率を有す
る。
【００７９】そうして、特定の孔周期性を選択して、
赤、緑および青の各表示色用の表示セルを作製すること
ができ、当業界で公知のような画素で互いに隣接するＲ
ＧＢ表示セルを通る光の強度を制御することで、広く明
瞭なスペクトルの色を各ＲＧＢ画素から得ることができ
る。実験的には、透過調整は６０μｍ×３０μｍという
小さい画素で認められており、それは高精度ディスプレ
イで要求される解像度（代表的には約２５０μｍ）より
かなり高いものである。表示セルの駆動で使用される方
法は、本発明のＬＣＤシステムで使用される単純マトリ
クス駆動またはアクティブマトリクス駆動に類似したも
のとすることができる。本発明による平面パネルディス
プレイは、例えば平行線照射または非常に薄いエレクト
ロルミネッセンス（ＥＬ）パネルなどの市販のＬＣＤデ
ィスプレイ用に現在販売されている照射システムととも
に使用することができる。
赤、緑および青の各表示色用の表示セルを作製すること
ができ、当業界で公知のような画素で互いに隣接するＲ
ＧＢ表示セルを通る光の強度を制御することで、広く明
瞭なスペクトルの色を各ＲＧＢ画素から得ることができ
る。実験的には、透過調整は６０μｍ×３０μｍという
小さい画素で認められており、それは高精度ディスプレ
イで要求される解像度（代表的には約２５０μｍ）より
かなり高いものである。表示セルの駆動で使用される方
法は、本発明のＬＣＤシステムで使用される単純マトリ
クス駆動またはアクティブマトリクス駆動に類似したも
のとすることができる。本発明による平面パネルディス
プレイは、例えば平行線照射または非常に薄いエレクト
ロルミネッセンス（ＥＬ）パネルなどの市販のＬＣＤデ
ィスプレイ用に現在販売されている照射システムととも
に使用することができる。
【００８０】この種の平面パネルディスプレイの全体の
厚さは、電子制御回路基板および実装を全て含めて１イ
ンチ以下であれば良いと考えられる。実際、薄板ＥＬパ
ネル（現在市販のもので２５０μｍ）を使用する場合、
ディスプレイは５００μｍより薄くできると考えられ
る。プラスチック基板上のＩＴＯシート（やはり現在市
販されているもので１２５μｍ）を用いることで、柔軟
性もある大画面ディスプレイスクリーンを提供すること
ができる。打出しホログラフィー法を用いて、大画面デ
ィスプレイ用に孔配列を作ることができる（J. J. Cowa
n, "Aztec surface-relief volume diffractive struct
ure," Journal of the Optical Society of America, V
ol.7, No.8, pp.1529-1544 (Aug. 1990)参照）。結果的
に、そのような薄型ディスプレイは、大画面高精度テレ
ビ（ＨＤＴＶ）に好適である。
厚さは、電子制御回路基板および実装を全て含めて１イ
ンチ以下であれば良いと考えられる。実際、薄板ＥＬパ
ネル（現在市販のもので２５０μｍ）を使用する場合、
ディスプレイは５００μｍより薄くできると考えられ
る。プラスチック基板上のＩＴＯシート（やはり現在市
販されているもので１２５μｍ）を用いることで、柔軟
性もある大画面ディスプレイスクリーンを提供すること
ができる。打出しホログラフィー法を用いて、大画面デ
ィスプレイ用に孔配列を作ることができる（J. J. Cowa
n, "Aztec surface-relief volume diffractive struct
ure," Journal of the Optical Society of America, V
ol.7, No.8, pp.1529-1544 (Aug. 1990)参照）。結果的
に、そのような薄型ディスプレイは、大画面高精度テレ
ビ（ＨＤＴＶ）に好適である。
【００８１】本発明の平面パネルディスプレイの重要な
利点は、全体的な透過率を、先行技術の平面パネルディ
スプレイシステムの場合よりかなり高くできるという点
である。詳細には、本発明による平面パネルディスプレ
イは、フルカラー解像で少なくとも１５％の透過率を示
す。結果的に、本発明の平面パネルディスプレイでは必
要な電力が小さく、従って、例えばそのようなディスプ
レイを組み込んだ携帯型ユニット（ラップトップＰＣな
ど）での電池寿命を延長することができる。さらに、本
発明の平面パネルディスプレイでは、先行技術のＬＣＤ
システムで使用されるような偏光子／検光子システムが
必要ないことから、製造工程を大幅に簡素化することが
できる。
利点は、全体的な透過率を、先行技術の平面パネルディ
スプレイシステムの場合よりかなり高くできるという点
である。詳細には、本発明による平面パネルディスプレ
イは、フルカラー解像で少なくとも１５％の透過率を示
す。結果的に、本発明の平面パネルディスプレイでは必
要な電力が小さく、従って、例えばそのようなディスプ
レイを組み込んだ携帯型ユニット（ラップトップＰＣな
ど）での電池寿命を延長することができる。さらに、本
発明の平面パネルディスプレイでは、先行技術のＬＣＤ
システムで使用されるような偏光子／検光子システムが
必要ないことから、製造工程を大幅に簡素化することが
できる。
【００８２】電圧変動によって屈折率変化を示す液晶が
本発明に含まれることは注目すべき点である。さらに、
本発明の平面パネルディスプレイは、波長以下径孔が貫
通した金属薄膜に実質的に隣接して配置した場合に、選
択的に可変の屈折率を示す材料または装置の使用を含む
ものであり、液晶の使用のみに限定されるものではな
い。
本発明に含まれることは注目すべき点である。さらに、
本発明の平面パネルディスプレイは、波長以下径孔が貫
通した金属薄膜に実質的に隣接して配置した場合に、選
択的に可変の屈折率を示す材料または装置の使用を含む
ものであり、液晶の使用のみに限定されるものではな
い。
【００８３】本発明はさらに、図１３（Ａ）および図１
３（Ｂ）に示したように、ブラウン管（ＣＲＴ）の原理
に類似した、紫外線（ＵＶ）の強度を制御して蛍光染料
を励起することで色制御を行う平面パネルディスプレイ
も含むものである。
３（Ｂ）に示したように、ブラウン管（ＣＲＴ）の原理
に類似した、紫外線（ＵＶ）の強度を制御して蛍光染料
を励起することで色制御を行う平面パネルディスプレイ
も含むものである。
【００８４】図１３（Ａ）は、紫外領域の単色光光源を
用いる１個の３色（ＲＧＢ）表示ピクセルの断面図であ
る。ＵＶ光源１２０からのＵＶ光が、やはり液晶セルの
一方の電極を形成している有孔金属薄膜１０２に衝突す
る。そしてやはり、透明導電層１１７が他方の電極とし
て働く。基板１０１、有孔金属薄膜１０２、配向層１０
３およびＬＣ液層１０４は、図１２（Ａ）に示したもの
と同じである。透明導電層１１７から出てくる透過光が
蛍光染料（１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ）を励起し、
従来のブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイの動作と同様
に、それがＲＧＢの発色に適した所定の波長の光を放射
する。補助層１１８ａおよび１１８ｂを用いて、その間
に蛍光染料を封入している。
用いる１個の３色（ＲＧＢ）表示ピクセルの断面図であ
る。ＵＶ光源１２０からのＵＶ光が、やはり液晶セルの
一方の電極を形成している有孔金属薄膜１０２に衝突す
る。そしてやはり、透明導電層１１７が他方の電極とし
て働く。基板１０１、有孔金属薄膜１０２、配向層１０
３およびＬＣ液層１０４は、図１２（Ａ）に示したもの
と同じである。透明導電層１１７から出てくる透過光が
蛍光染料（１１９Ｒ、１１９Ｇ、１１９Ｂ）を励起し、
従来のブラウン管（ＣＲＴ）ディスプレイの動作と同様
に、それがＲＧＢの発色に適した所定の波長の光を放射
する。補助層１１８ａおよび１１８ｂを用いて、その間
に蛍光染料を封入している。
【００８５】図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示したＵ
Ｖ照明を用いる１個の３色表示画素用の有孔金属薄膜に
おける孔配列の平面図である。孔１１２は、図１２
（Ｂ）に示した表示画素と同様に正方形配列で設けてあ
るが、３つの配列全ての周期は同一であり（ＰUV）、式
（３）による入射ＵＶ波長に適合している。
Ｖ照明を用いる１個の３色表示画素用の有孔金属薄膜に
おける孔配列の平面図である。孔１１２は、図１２
（Ｂ）に示した表示画素と同様に正方形配列で設けてあ
るが、３つの配列全ての周期は同一であり（ＰUV）、式
（３）による入射ＵＶ波長に適合している。
【００８６】赤、緑および青の蛍光染料で表示画素にお
ける隣接する表示セルを作ることで、ＲＧＢのフルカラ
ーおよび強度制御を行う。さらに、光を等方的に放射す
る蛍光染料を用いることで、広い視野角を提供すること
ができる。さらに、光源からは単色光のみが必要である
ことから、白色光源を用いる装置の場合は白色光源から
出る光のほとんどが使われないので、この種の本発明の
平面パネルディスプレイは白色光源を用いる装置と比較
して極めて効率が高い。
ける隣接する表示セルを作ることで、ＲＧＢのフルカラ
ーおよび強度制御を行う。さらに、光を等方的に放射す
る蛍光染料を用いることで、広い視野角を提供すること
ができる。さらに、光源からは単色光のみが必要である
ことから、白色光源を用いる装置の場合は白色光源から
出る光のほとんどが使われないので、この種の本発明の
平面パネルディスプレイは白色光源を用いる装置と比較
して極めて効率が高い。
【００８７】空間光調整器
平面パネルディスプレイだけでなく本発明は、上述の有
孔金属薄膜ユニットを利用する、空間光調整器として知
られる、関係はあるが異なった装置を含むものである。
詳細には空間光調整器は、図１１に示し、その図に関連
して前述したように構成することができる。本発明の空
間光調整器は前記の平面パネルディスプレイと類似して
いるが、空間光調整器におけるＬＣ層を屈折率変化の誘
導に使用することができるか、あるいはそのＬＣ層を例
えば半導体層もしくはポリマー電気光学薄膜に代えるこ
とで、迅速な電気光学的調整を行うことができる。液晶
媒体の場合、光強度を制御するのにネマチックＬＣ分子
を９０°回転させる必要がないことから、比較的高いス
イッチング速度を得ることができる。実際、同様の種類
のネマチック液晶との表面プラズモン共振を用いる空間
光調整は、液晶セルのバルクスイッチングの５０倍の速
さであって、表示セル解像度が１０〜２０μｍであり、
コントラスト比が１００：１より良いことが明らかにな
っている（E.M. Yeatman et al., "Spatial light modu
lation using surface plasmon resonance," Applied P
hysics Letters, Vol.55, No.7, pp.613-615(Aug.14, 1
989)参照）。イートマン（Yeatman）らの論文に記載の
実証試験は、比較的高屈折率のプリズムを組み合わせる
ことで（減衰全反射）励起された狭い反射表面プラズモ
ンスペクトルを用いて行われている。
孔金属薄膜ユニットを利用する、空間光調整器として知
られる、関係はあるが異なった装置を含むものである。
詳細には空間光調整器は、図１１に示し、その図に関連
して前述したように構成することができる。本発明の空
間光調整器は前記の平面パネルディスプレイと類似して
いるが、空間光調整器におけるＬＣ層を屈折率変化の誘
導に使用することができるか、あるいはそのＬＣ層を例
えば半導体層もしくはポリマー電気光学薄膜に代えるこ
とで、迅速な電気光学的調整を行うことができる。液晶
媒体の場合、光強度を制御するのにネマチックＬＣ分子
を９０°回転させる必要がないことから、比較的高いス
イッチング速度を得ることができる。実際、同様の種類
のネマチック液晶との表面プラズモン共振を用いる空間
光調整は、液晶セルのバルクスイッチングの５０倍の速
さであって、表示セル解像度が１０〜２０μｍであり、
コントラスト比が１００：１より良いことが明らかにな
っている（E.M. Yeatman et al., "Spatial light modu
lation using surface plasmon resonance," Applied P
hysics Letters, Vol.55, No.7, pp.613-615(Aug.14, 1
989)参照）。イートマン（Yeatman）らの論文に記載の
実証試験は、比較的高屈折率のプリズムを組み合わせる
ことで（減衰全反射）励起された狭い反射表面プラズモ
ンスペクトルを用いて行われている。
【００８８】本発明の空間光調整器は同様の効果をもた
らすものであるが、孔配列が貫通した金属薄膜を用いる
ことによって透過モードで動作する。幾何配置（孔の径
および孔配列の周期性）および有孔金属薄膜用の材料を
適切に選択することで、鋭い透過ピークを得ることがで
き、従って透過スペクトルを非常に狭くすることができ
る。結果的に、必要な屈折率変化は小さく、従って液晶
分子の回転角度がより小さくて済む。そうして、本発明
の有孔金属薄膜を用いる空間光調整器は、高速、高解像
度および高コントラスト比を提供するものである。さら
に透過モードは、減衰全反射原理で必要な反射モードよ
りかなり有利であると考えられる。例えば、ゼロ次透過
光では本明細書に記載のような効果があることから、光
の調整では、反射モードでは必要となる光路の方向転換
が必要ない。
らすものであるが、孔配列が貫通した金属薄膜を用いる
ことによって透過モードで動作する。幾何配置（孔の径
および孔配列の周期性）および有孔金属薄膜用の材料を
適切に選択することで、鋭い透過ピークを得ることがで
き、従って透過スペクトルを非常に狭くすることができ
る。結果的に、必要な屈折率変化は小さく、従って液晶
分子の回転角度がより小さくて済む。そうして、本発明
の有孔金属薄膜を用いる空間光調整器は、高速、高解像
度および高コントラスト比を提供するものである。さら
に透過モードは、減衰全反射原理で必要な反射モードよ
りかなり有利であると考えられる。例えば、ゼロ次透過
光では本明細書に記載のような効果があることから、光
の調整では、反射モードでは必要となる光路の方向転換
が必要ない。
【００８９】本発明のアクティブ制御表面プラズモン空
間光調整器は、画像処理、光相互接続ネットワーク、光
ファイバー通信用高速レーザ光調整および３Ｄホログラ
フィーディスプレイの分野（これらに限定されるもので
はない）などの多くの利用分野で有効である。
間光調整器は、画像処理、光相互接続ネットワーク、光
ファイバー通信用高速レーザ光調整および３Ｄホログラ
フィーディスプレイの分野（これらに限定されるもので
はない）などの多くの利用分野で有効である。
【００９０】可同調光フィルター
白色光が有孔金属／電気光学層界面を照らすと、透過光
にある色は、前述のように入射角の変動に伴って変化す
る。本発明はさらに、この色選択可能性に基づいた可同
調光フィルターを含むものである。
にある色は、前述のように入射角の変動に伴って変化す
る。本発明はさらに、この色選択可能性に基づいた可同
調光フィルターを含むものである。
【００９１】図１４は、有孔金属薄膜構造を回転させ
て、光が所定の入射角で構造に衝突するようにすること
で、２波長入力から１つの波長を選択できる本発明によ
る可同調光フィルターを示した模式図である。その可同
調光フィルターもやはり、上記のような有孔金属薄膜を
利用するものである。有孔金属薄膜ユニットには、波長
以下径の孔が貫通した金属薄膜１４０１と透明導電層１
４０２との間に挟持された液晶（ＬＣ）液層１４０３お
よびＬＣ配向層１４０７があっても良く、それは、平面
パネルディスプレイおよび空間光調整器に関して前述し
た方法によって構成することができる。第１の波長光１
４０５と第２の波長光１４０６とが入射するビームスプ
リッタ１４０４を介して、金属薄膜／透明導電層に多重
入力光が入射することで、第１の波長光１４０５と第２
の波長光１４０６の両方が有孔金属薄膜ユニット上に共
直線的に入射する多重入射光として入射するようになっ
ている。
て、光が所定の入射角で構造に衝突するようにすること
で、２波長入力から１つの波長を選択できる本発明によ
る可同調光フィルターを示した模式図である。その可同
調光フィルターもやはり、上記のような有孔金属薄膜を
利用するものである。有孔金属薄膜ユニットには、波長
以下径の孔が貫通した金属薄膜１４０１と透明導電層１
４０２との間に挟持された液晶（ＬＣ）液層１４０３お
よびＬＣ配向層１４０７があっても良く、それは、平面
パネルディスプレイおよび空間光調整器に関して前述し
た方法によって構成することができる。第１の波長光１
４０５と第２の波長光１４０６とが入射するビームスプ
リッタ１４０４を介して、金属薄膜／透明導電層に多重
入力光が入射することで、第１の波長光１４０５と第２
の波長光１４０６の両方が有孔金属薄膜ユニット上に共
直線的に入射する多重入射光として入射するようになっ
ている。
【００９２】透過光の波長を同調させるには、有孔金属
薄膜ユニットを比較的小さい角度で回転させることで
（不図示のアジャスタによって）、入射多重入力光を所
定の入射角で有孔金属薄膜ユニットに衝突させる。有孔
金属薄膜ユニットを透過する光の波長（従ってそれの
色）は、有孔金属薄膜ユニットが回転する角度によって
決まることから、選択的光同調が行われる。アジャスタ
には、有孔金属薄膜ユニットを回転させるための機構が
あっても良く、アジャスタ自体の詳細は、本発明にはさ
ほど重要ではない。
薄膜ユニットを比較的小さい角度で回転させることで
（不図示のアジャスタによって）、入射多重入力光を所
定の入射角で有孔金属薄膜ユニットに衝突させる。有孔
金属薄膜ユニットを透過する光の波長（従ってそれの
色）は、有孔金属薄膜ユニットが回転する角度によって
決まることから、選択的光同調が行われる。アジャスタ
には、有孔金属薄膜ユニットを回転させるための機構が
あっても良く、アジャスタ自体の詳細は、本発明にはさ
ほど重要ではない。
【００９３】以上では液晶の実施態様について説明して
いるが、本発明は、屈折率変動を用いる光透過調整装置
に関して前述したような、選択的可変屈折率を有する材
料を含む部分が支持層にある有孔金属薄膜ユニットを有
する可同調光フィルターを含むものである。
いるが、本発明は、屈折率変動を用いる光透過調整装置
に関して前述したような、選択的可変屈折率を有する材
料を含む部分が支持層にある有孔金属薄膜ユニットを有
する可同調光フィルターを含むものである。
【００９４】回転角が大きいと、顕微鏡的スケールでの
可同調光フィルターの迅速なスイッチングに物理的制限
が生じることになると考えられる（例えば、最大長さ寸
法（幅）が約１ｍｍ以上の場合）。しかしながら、例え
ば当業界で公知のような超小型電気加工装置技術を用い
て小型化することで、より高いスイッチング速度を得る
ことができる。
可同調光フィルターの迅速なスイッチングに物理的制限
が生じることになると考えられる（例えば、最大長さ寸
法（幅）が約１ｍｍ以上の場合）。しかしながら、例え
ば当業界で公知のような超小型電気加工装置技術を用い
て小型化することで、より高いスイッチング速度を得る
ことができる。
【００９５】本発明の可同調光フィルターでは、上記の
ような有孔金属薄膜ユニットを回転させるのに使用され
る液晶もしくは圧電素子のいずれかに電場をかけること
によって、透過光の色を調節することもできる。さら
に、角度制御および屈折率制御による両方の同調方法
を、図１４に示したような単一の装置で併用することが
できる。そのような可同調光フィルターは、光通信およ
び画像処理用の波長分割多重（ＷＤＭ）などの多くの利
用分野で有用である。
ような有孔金属薄膜ユニットを回転させるのに使用され
る液晶もしくは圧電素子のいずれかに電場をかけること
によって、透過光の色を調節することもできる。さら
に、角度制御および屈折率制御による両方の同調方法
を、図１４に示したような単一の装置で併用することが
できる。そのような可同調光フィルターは、光通信およ
び画像処理用の波長分割多重（ＷＤＭ）などの多くの利
用分野で有用である。
【００９６】結論として、有孔金属薄膜ユニットを利用
する上記の本発明の装置は、少なくとも、該装置が金属
薄膜における波長以下径孔配列を透過する光の強度また
は波長を制御できることから、電子光学機器で使用した
場合に有効である。そのような制御は高速、高スループ
ットおよび高コントラスト比で行え、しかも光ビームの
方向転換を行う必要がないことから、本発明の装置は先
行技術より大きく進歩したものである。
する上記の本発明の装置は、少なくとも、該装置が金属
薄膜における波長以下径孔配列を透過する光の強度また
は波長を制御できることから、電子光学機器で使用した
場合に有効である。そのような制御は高速、高スループ
ットおよび高コントラスト比で行え、しかも光ビームの
方向転換を行う必要がないことから、本発明の装置は先
行技術より大きく進歩したものである。
【００９７】以上、本明細書では、周期的配列の波長以
下径の孔が貫通した金属薄膜を利用する光透過制御装置
について説明したが、本明細書に添付の特許請求の範囲
によってのみ限定されるべき本発明の広義の内容および
精神から逸脱しない限りにおいて、さらなる変更・修正
が可能であることは、当業者には明らかであろう。
下径の孔が貫通した金属薄膜を利用する光透過制御装置
について説明したが、本明細書に添付の特許請求の範囲
によってのみ限定されるべき本発明の広義の内容および
精神から逸脱しない限りにおいて、さらなる変更・修正
が可能であることは、当業者には明らかであろう。
【００９８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、透過効率が向上し、透過光の強度および色を
制御することのできる光透過調整装置を実現することが
できる効果がある。
いるので、透過効率が向上し、透過光の強度および色を
制御することのできる光透過調整装置を実現することが
できる効果がある。
【図１】本発明に従って製造される波長以下の径の孔が
貫通した金属薄膜の斜視図である。
貫通した金属薄膜の斜視図である。
【図２】（Ａ）は、本発明に従って製造される有孔金属
薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜は、該金属
薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率部分に実質
的に隣接している。（Ｂ）は、本発明に従って製造され
る有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接しており、補助層が金属薄膜の他方
の側に実質的に隣接している。
薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜は、該金属
薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率部分に実質
的に隣接している。（Ｂ）は、本発明に従って製造され
る有孔金属薄膜ユニットの断面図であり、その金属薄膜
は、該金属薄膜の片側にある支持層の選択的可変屈折率
部分に実質的に隣接しており、補助層が金属薄膜の他方
の側に実質的に隣接している。
【図３】本発明による波長以下の径の孔（ｄ＝１５０ｎ
ｍ）が貫通した銀薄膜を含む２つの有孔金属薄膜のゼロ
次透過スペクトルを示すグラフであり、両薄膜とも波長
以下の径の孔の周期性がＰ＝６００ｎｍであり、一方の
有孔金属薄膜ユニットが石英の支持層（太い点線）を有
し、他方の有孔金属薄膜ユニットがサファイア支持層
（細い実線）を有する。
ｍ）が貫通した銀薄膜を含む２つの有孔金属薄膜のゼロ
次透過スペクトルを示すグラフであり、両薄膜とも波長
以下の径の孔の周期性がＰ＝６００ｎｍであり、一方の
有孔金属薄膜ユニットが石英の支持層（太い点線）を有
し、他方の有孔金属薄膜ユニットがサファイア支持層
（細い実線）を有する。
【図４】本発明に従って製造された光透過調整装置の模
式図である。
式図である。
【図５】本発明による液晶を用いた有孔金属薄膜ユニッ
トを透過した光の調整を示す模式図である。
トを透過した光の調整を示す模式図である。
【図６】波長以下の径の孔の周期性がＰ＝１０００ｎｍ
であり、金属薄膜の厚さがｔ＝１００ｎｍであり、孔の
径がｄ＝５００ｎｍであり、液晶層が厚さｄＬＣ＝約１
２μｍであり、液晶に印加される電圧が説明部分に示し
てある、クロム薄膜の透過スペクトル（直角入射）を示
すグラフである。
であり、金属薄膜の厚さがｔ＝１００ｎｍであり、孔の
径がｄ＝５００ｎｍであり、液晶層が厚さｄＬＣ＝約１
２μｍであり、液晶に印加される電圧が説明部分に示し
てある、クロム薄膜の透過スペクトル（直角入射）を示
すグラフである。
【図７】本発明による液晶支持層を含む有孔金属薄膜ユ
ニットへの直角入射での１．５５μｍレーザの時間依存
的透過を示したグラフであり、液晶は１ｋＨｚの周波数
で１２Ｖのピーク間電圧によって調整されている。
ニットへの直角入射での１．５５μｍレーザの時間依存
的透過を示したグラフであり、液晶は１ｋＨｚの周波数
で１２Ｖのピーク間電圧によって調整されている。
【図８】本発明に従って、有孔金属薄膜ユニットを回転
させて組合わせた入力光の入射角度を変えることで行わ
れる、波長６３５ｎｍを有する赤色光と波長５３２ｎｍ
を有する緑色光との間の波長選択を示した模式図であ
る。
させて組合わせた入力光の入射角度を変えることで行わ
れる、波長６３５ｎｍを有する赤色光と波長５３２ｎｍ
を有する緑色光との間の波長選択を示した模式図であ
る。
【図９】本発明による有孔金属薄膜ユニットの、光子エ
ネルギーおよび入射角θの関数としての透過率（グレー
スケール）を示すグラフであり、該ユニットには、周期
性Ｐ＝４００ｎｍおよび直径ｄ＝１５０ｎｍを有する波
長以下の径の孔がある厚さｔ＝３００ｎｍである銀薄膜
がある。
ネルギーおよび入射角θの関数としての透過率（グレー
スケール）を示すグラフであり、該ユニットには、周期
性Ｐ＝４００ｎｍおよび直径ｄ＝１５０ｎｍを有する波
長以下の径の孔がある厚さｔ＝３００ｎｍである銀薄膜
がある。
【図１０】図９にグラフ表示した有孔金属薄膜ユニット
の入射角θの関数としての透過率を示すグラフであり、
図に示した２つの光子エネルギーはλ＝６３５ｎｍ（白
丸）およびλ＝５３２ｎｍ（黒四角）に相当する。
の入射角θの関数としての透過率を示すグラフであり、
図に示した２つの光子エネルギーはλ＝６３５ｎｍ（白
丸）およびλ＝５３２ｎｍ（黒四角）に相当する。
【図１１】本発明によって製造された空間光調整器の模
式的斜視図である。
式的斜視図である。
【図１２】（Ａ）は、色制御において有孔金属薄膜での
孔の大きさおよび周期性を用いる、本発明の平面パネル
ディスプレイにおける、赤、緑および青の表示セルを有
してなる１個の表示画素の断面図である。（Ｂ）は、
（Ａ）に示した表示画素用に有孔金属薄膜に設けられた
波長以下の径の孔の配列の平面図であり、表示画素用に
赤、緑および青の各色を発色するのに使用される異なっ
た周期性を示す図である。
孔の大きさおよび周期性を用いる、本発明の平面パネル
ディスプレイにおける、赤、緑および青の表示セルを有
してなる１個の表示画素の断面図である。（Ｂ）は、
（Ａ）に示した表示画素用に有孔金属薄膜に設けられた
波長以下の径の孔の配列の平面図であり、表示画素用に
赤、緑および青の各色を発色するのに使用される異なっ
た周期性を示す図である。
【図１３】（Ａ）は、色制御に紫外光および蛍光染料を
用いる、本発明の平面パネルディスプレイにおける、
赤、緑および青の表示セルを有してなる１個の表示画素
の断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に示した表示画素用
の、有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列
の平面図である。
用いる、本発明の平面パネルディスプレイにおける、
赤、緑および青の表示セルを有してなる１個の表示画素
の断面図である。（Ｂ）は、（Ａ）に示した表示画素用
の、有孔金属薄膜に設けられた波長以下の径の孔の配列
の平面図である。
【図１４】本発明に従って製造された可同調光フィルタ
ーの模式的斜視図である。
ーの模式的斜視図である。
１０ 金属薄膜
１２ 孔
１０ａ，１０ｂ 面
１４ 支持層
１５ 補助層
２０ 有孔金属薄膜ユニット
１００ 光源
１０１ 基板
１０２ 有孔金属薄膜
１０３ 配向層
１０４ ＬＣ液層
１１２ 孔
１２０ ＵＶ光源
１１９Ｒ、１１９Ｇ，１１９Ｂ 蛍光染料
１１８ａ，１１８ｂ 補助層
１１７ 透明導電層
１１８ 基板
４０１ 金属薄膜
４０２ 透明導電層
４０３ ＬＣ液層
４０４ ＬＣ配向層
５０１ レーザ
５０２ 有孔金属薄膜ユニット
５０３ 検出器
５０４ デジタルオシロスコープ
５０５ 波形発生装置
８０１ ビームスプリッタ
８０２ 有孔金属薄膜ユニット
８０３ スクリーン
８０４ レーザ
１１０１ 金属薄膜
１１０２ 透明導電層
１１０３ ＬＣ液層
１１０４ ＬＣ配向層
１１０５ 制御回路
１４０１ 金属薄膜
１４０２ 透明導電層
１４０３ ＬＣ液層
１４０４ ビームスプリッタ
１４０５ 第１の波長光
１４０６ 第２の波長光
フロントページの続き
(72)発明者 テェニカ ティオ
アメリカ合衆国、 ニュージャージー
08540、 プリンストン、 インディペ
ンデンス ウェイ ４ エヌ・イー・シ
ー・リサーチ・インスティテューテュ・
インク内
(72)発明者 トーマス エプソン
アメリカ合衆国、 ニュージャージー
08540、 プリンストン、 インディペ
ンデンス ウェイ ４ エヌ・イー・シ
ー・リサーチ・インスティテューテュ・
インク内
(56)参考文献 特開 平11−72607（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02F 1/01
Claims (51)
- 【請求項１】 装置を透過する光を調整する光透過調整
装置において、周期的に配列された波長以下の径の孔が
設けられた金属薄膜および支持層を有し、前記支持層の
少なくとも一部が、選択的に屈折率を可変できる選択的
可変屈折率部分を有しており、該選択的可変屈折率部分
は前記金属薄膜と実質的に隣接していて、前記金属薄膜
と前記支持層が有孔金属薄膜ユニットを有するようにな
っており、選択的可変屈折率部分の屈折率を選択的に変
えることで、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
を調整することを特徴とする光透過調整装置。 - 【請求項２】 前記支持層の選択的可変屈折率部分が、
液晶である請求項１記載の光透過調整装置。 - 【請求項３】 前記支持層がさらに透明導電層を有して
なり、該透明導電層と前記金属薄膜の間に前記液晶が入
っていることで、該金属薄膜が前記液晶に選択的に電圧
を印加するための一方の電極を有し、前記透明導電層が
前記液晶に選択的に電圧を印加するための他方の電極を
有するようになっている請求項２記載の光透過調整装
置。 - 【請求項４】 さらに、有孔金属薄膜ユニット上に入射
する光に関して有孔金属薄膜ユニットの角度を選択的に
調整するアジャスタを有してなり、それによって有孔金
属薄膜ユニットに対する入射光の入射角を選択的に制御
する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光透過
調整装置。 - 【請求項５】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選択
することで、有孔金属薄膜ユニットに対する入射光の特
定の入射角について、所定の色の光が有孔金属薄膜ユニ
ットを透過するようになっている請求項１ないし請求項
４のいずれかに記載の光透過調整装置。 - 【請求項６】 複数の表示セルを有するディスプレイに
おいて、光源、周期的に配列された波長以下の径の孔が
設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなり、該支
持層の少なくとも一部が、各表示セルについて選択的に
可変の屈折率を有し、該選択的可変屈折率部分は前記金
属薄膜と実質的に隣接していて、該金属薄膜と前記支持
層が有孔金属薄膜ユニットを有するようになっており、
該選択的可変屈折率部分の屈折率を選択的に変えること
で、各表示セルについて有孔金属薄膜ユニットを透過す
る、前記光源によって放射される光の強度を調整するこ
とを特徴とするディスプレイ。 - 【請求項７】 前記支持層の選択的可変屈折率部分が、
液晶である請求項６記載のディスプレイ。 - 【請求項８】 前記支持層がさらに透明導電層を有して
なり、該透明導電層と前記金属薄膜の間に前記液晶が入
っていることで、該金属薄膜が各表示セル用の前記液晶
に選択的に電圧を印加するための一方の電極を有し、前
記透明導電層が各表示セル用の前記液晶に選択的に電圧
を印加するための他方の電極を有するようになっている
請求項７記載のディスプレイ。 - 【請求項９】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選択
することで、各表示セルを透過する光の波長を選択的に
制御する請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のデ
ィスプレイ。 - 【請求項１０】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、所定の色の光が各表示セルを透過するよ
うになっている請求項６ないし請求項８のいずれかに記
載のディスプレイ。 - 【請求項１１】 各表示セルを透過する所定の色の光が
赤、緑および青のうちのいずれかである請求項１０記載
のディスプレイ。 - 【請求項１２】 光源が紫外光源であり、前記支持層が
１以上の蛍光染料を有してなり、各表示セルに１つの蛍
光染料が提供されていることで、前記金属薄膜を透過し
た光がその蛍光染料を励起して、各表示セルから所定の
色の光が放射される請求項６ないし請求項９いずれかに
記載のディスプレイ。 - 【請求項１３】 孔配列の周期性及び又は孔の直径が全
ての表示セルについて同一であり、各表示セルの蛍光染
料中を透過する光が該表示セルの蛍光染料の入射紫外線
波長と適合するように、該周期性及び又は直径が選択さ
れている請求項１２記載のディスプレイ。 - 【請求項１４】 複数のセルを有し、調整器の各セルを
入射光が透過する際に該入射光の強度を調整する空間光
調整器において、周期的に配列された波長以下の径の孔
が設けられた金属薄膜ならびに支持層を有してなり、該
支持層の少なくとも一部が各セルについて選択的に可変
の屈折率を有し、該選択的可変屈折率部分は前記金属薄
膜と実質的に隣接していて、該金属薄膜と前記支持層が
有孔金属薄膜ユニットを有するようになっており、選択
的可変屈折率部分の屈折率を選択的に変えることで、各
セルについて有孔金属薄膜ユニットを透過する光の強度
が調整されることを特徴とする空間光調整器。 - 【請求項１５】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、液晶である請求項１４記載の空間光調整器。 - 【請求項１６】 前記支持層がさらに透明導電層を有し
てなり、該透明導電層と前記金属薄膜の間に前記液晶が
入っていることで、該金属薄膜が各セル用の前記液晶に
選択的に電圧を印加するための一方の電極を有し、前記
透明導電層が各セル用の前記液晶に選択的に電圧を印加
するための他方の電極を有するようになっている請求項
１５記載の空間光調整器。 - 【請求項１７】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、各セルを透過する光の波長を選択的に制
御する請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載の
空間光調整器。 - 【請求項１８】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、所定の色の光が各セルを透過するように
なっている請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記
載の空間光調整器。 - 【請求項１９】 さらに、有孔金属薄膜ユニット上に入
射する光に関して有孔金属薄膜ユニットの角度を選択的
に調整するアジャスタを有してなり、それによって有孔
金属薄膜ユニットの角度調節によって入射光の入射角を
選択的に制御する請求項１４ないし請求項１８のいずれ
かに記載の空間光調整器。 - 【請求項２０】 入射光が可同調光フィルターを透過す
る際に該入射光の強度を調整する可同調光フィルターに
おいて、周期的に配列された波長以下の径の孔が設けら
れた金属薄膜ならびに支持層を有してなり、該支持層の
少なくとも一部が、選択的に可変の屈折率を有し、その
選択的可変屈折率部分は前記金属薄膜と実質的に隣接し
ていて、該金属薄膜と前記支持層が有孔金属薄膜ユニッ
トを有するようになっており、選択的可変屈折率部分の
屈折率を選択的に変えることで、有孔金属薄膜ユニット
を透過する光の強度を調整することを特徴とする可同調
光フィルター。 - 【請求項２１】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、液晶である請求項２０記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２２】 前記支持層がさらに透明導電層を有し
てなり、該透明導電層と前記金属薄膜の間に前記液晶が
入っていることで、該金属薄膜が前記液晶に選択的に電
圧を印加するための一方の電極を有し、前記透明導電層
が前記液晶に選択的に電圧を印加するための他方の電極
を有するようになっている請求項２１記載の可同調光フ
ィルター。 - 【請求項２３】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、有孔金属薄膜ユニットを透過する光の波
長を選択的に制御する請求項２０ないし請求項２２のい
ずれかに記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２４】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、所定の色の光が有孔金属薄膜ユニットを
透過するようになっている請求項２０ないし請求項２２
のいずれかに記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２５】 さらに、有孔金属薄膜ユニット上に入
射する光に関して有孔金属薄膜ユニットの角度を選択的
に調整するアジャスタを有してなり、それによって有孔
金属薄膜ユニットの角度調節によって入射光の入射角を
選択的に制御する請求項２０ないし請求項２４のいずれ
かに記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２６】 複数のセルを有し、入射光が可同調光
フィルターの各セルを透過する際に該入射光の強度を調
整する可同調光フィルターにおいて、周期的に配列され
た波長以下の径の孔が設けられた金属薄膜ならびに支持
層を有してなり、該支持層の少なくとも一部が各セルに
ついて選択的に可変の屈折率を有し、該選択的可変屈折
率部分が前記金属薄膜と実質的に隣接していて、前記金
属薄膜と前記支持層が有孔金属薄膜ユニットを有するよ
うになっており、選択的可変屈折率部分の屈折率を選択
的に変えることで、各セルについて有孔金属薄膜ユニッ
トを透過する光の強度が調整されることを特徴とする可
同調光フィルター。 - 【請求項２７】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、液晶である請求項２６記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２８】 前記支持層がさらに透明導電層を有し
てなり、該透明導電層と前記金属薄膜の間に前記液晶が
入っていることで、該金属薄膜が各セルにおける前記液
晶に選択的に電圧を印加するための一方の電極を有し、
前記透明導電層が各セルにおける前記液晶に選択的に電
圧を印加するための他方の電極を有するようになってい
る請求項２７記載の可同調光フィルター。 - 【請求項２９】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、各セルを透過する光の波長を選択的に制
御する請求項２６ないし請求項２８のいずれかに記載の
可同調光フィルター。 - 【請求項３０】 孔配列の周期性及び又は孔の直径を選
択することで、所定の色の光が各セルを透過するように
なっている請求項２６ないし請求項２８のいずれかに記
載の可同調光フィルター。 - 【請求項３１】 さらに、有孔金属薄膜ユニット上に入
射する光に関して有孔金属薄膜ユニットの角度を選択的
に調整するアジャスタを有してなり、それによって有孔
金属薄膜ユニットの角度調節によって入射光の入射角を
選択的に制御する請求項２６ないし請求項２８のいずれ
かに記載の可同調光フィルター。 - 【請求項３２】 前記金属薄膜が、媒体を含む間隙によ
って支持層の選択的可変屈折率部分から分離されている
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光透過調整
装置。 - 【請求項３３】 前記金属薄膜が、媒体を含む間隙によ
って支持層の選択的可変屈折率部分から分離されている
請求項６ないし請求項１３のいずれかに記載のディスプ
レイ。 - 【請求項３４】 前記金属薄膜が、媒体を含む間隙によ
って支持層の選択的可変屈折率部分から分離されている
請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載の空間光
調整器。 - 【請求項３５】 前記金属薄膜が、媒体を含む間隙によ
って支持層の選択的可変屈折率部分から分離されている
請求項２０ないし請求項３１のいずれかに記載の可同調
光フィルター。 - 【請求項３６】 間隙における媒体が、真空、空気およ
び光学的に透明な誘電体材料からなる群から選択される
請求項３２記載の光透過調整装置。 - 【請求項３７】 間隙における媒体が、真空、空気およ
び光学的に透明な誘電体材料からなる群から選択される
請求項３３記載のディスプレイ。 - 【請求項３８】 間隙における媒体が、真空、空気およ
び光学的に透明な誘電体材料からなる群から選択される
請求項３４記載の空間光調整器。 - 【請求項３９】 間隙における媒体が、真空、空気およ
び光学的に透明な誘電体材料からなる群から選択される
請求項３５記載の可同調光フィルター。 - 【請求項４０】 前記支持層がさらに、２以上の液晶配
向層を有してなり、第１の液晶配向層は透明導電層と前
記液晶の間に設けられており、第２の液晶配向層は前記
液晶と前記金属薄膜の間に設けられている請求項３に記
載の光透過調整装置。 - 【請求項４１】 前記支持層がさらに、２以上の液晶配
向層を有してなり、第１の液晶配向層は透明導電層と前
記液晶の間に設けられており、第２の液晶配向層は前記
液晶と前記金属薄膜の間に設けられている請求項８に記
載のディスプレイ。 - 【請求項４２】 前記支持層がさらに、２以上の液晶配
向層を有してなり、第１の液晶配向層は透明導電層と前
記液晶の間に設けられており、第２の液晶配向層は前記
液晶と前記金属薄膜の間に設けられている請求項１６に
記載の空間光調整器。 - 【請求項４３】 前記支持層がさらに、２以上の液晶配
向層を有してなり、第１の液晶配向層は透明導電層と前
記液晶の間に設けられており、第２の液晶配向層は前記
液晶と前記金属薄膜の間に設けられている請求項２２に
記載の可同調光フィルター。 - 【請求項４４】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、半導体層およびポリマー電気光学薄膜からなる群か
ら選択される材料を有してなる請求項１ないし請求項５
のいずれかに記載の光透過調整装置。 - 【請求項４５】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、半導体層およびポリマー電気光学薄膜からなる群か
ら選択される材料を有してなる請求項６ないし請求項１
３のいずれかに記載のディスプレイ。 - 【請求項４６】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、半導体層およびポリマー電気光学薄膜からなる群か
ら選択される材料を有してなる請求項１４ないし請求項
１９のいずれかに記載の空間光調整器。 - 【請求項４７】 前記支持層の選択的可変屈折率部分
が、半導体層およびポリマー電気光学薄膜からなる群か
ら選択される材料を有してなる請求項２０ないし請求項
３１のいずれかに記載の可同調光フィルター。 - 【請求項４８】 前記金属薄膜の替わりに不純物をドー
プした半導体を用いる請求項１乃至５のいずれかに記載
の光透過調整装置。 - 【請求項４９】 前記金属薄膜の替わりに不純物をドー
プした半導体を用いる請求項６乃至１３のいずれかに記
載のディスプレイ。 - 【請求項５０】 前記金属薄膜の替わりに不純物をドー
プした半導体を用いる請求項１４乃至１９のいずれかに
記載の空間光調整器。 - 【請求項５１】 前記金属薄膜の替わりに不純物をドー
プした半導体を用いる請求項２０乃至３１のいずれかに
記載の可同調光フィルター。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/168265 | 1998-10-08 | ||
| US09/168,265 US6040936A (en) | 1998-10-08 | 1998-10-08 | Optical transmission control apparatus utilizing metal films perforated with subwavelength-diameter holes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000111851A JP2000111851A (ja) | 2000-04-21 |
| JP3405400B2 true JP3405400B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=22610784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09914999A Expired - Fee Related JP3405400B2 (ja) | 1998-10-08 | 1999-04-06 | 波長以下の径の貫通孔を有する金属薄膜を利用する光透過制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6040936A (ja) |
| EP (4) | EP1731950B1 (ja) |
| JP (1) | JP3405400B2 (ja) |
| DE (4) | DE69942956D1 (ja) |
Families Citing this family (160)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6195196B1 (en) * | 1998-03-13 | 2001-02-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Array-type exposing device and flat type display incorporating light modulator and driving method thereof |
| US6885444B2 (en) | 1998-06-10 | 2005-04-26 | Boxer Cross Inc | Evaluating a multi-layered structure for voids |
| US6236033B1 (en) | 1998-12-09 | 2001-05-22 | Nec Research Institute, Inc. | Enhanced optical transmission apparatus utilizing metal films having apertures and periodic surface topography |
| JP3402253B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2003-05-06 | 日本電気株式会社 | 光変調素子及びそれを用いた光源と表示装置ならびにその駆動方法 |
| US6707518B1 (en) * | 1999-07-12 | 2004-03-16 | Coho Holdings, Llc | Electro-optic device allowing wavelength tuning |
| US6285020B1 (en) * | 1999-11-05 | 2001-09-04 | Nec Research Institute, Inc. | Enhanced optical transmission apparatus with improved inter-surface coupling |
| US6834027B1 (en) * | 2000-02-28 | 2004-12-21 | Nec Laboratories America, Inc. | Surface plasmon-enhanced read/write heads for optical data storage media |
| US6404970B1 (en) | 2000-05-22 | 2002-06-11 | Jds Uniphase Inc. | Variable optical attenuator |
| US6836494B1 (en) * | 2000-05-31 | 2004-12-28 | Lucent Technologies Inc. | Structure and method for processing optical energy |
| US6441298B1 (en) | 2000-08-15 | 2002-08-27 | Nec Research Institute, Inc | Surface-plasmon enhanced photovoltaic device |
| JP3923244B2 (ja) * | 2000-09-01 | 2007-05-30 | 富士フイルム株式会社 | 光素子 |
| US6818907B2 (en) * | 2000-10-17 | 2004-11-16 | The President And Fellows Of Harvard College | Surface plasmon enhanced illumination system |
| GB0028589D0 (en) * | 2000-11-23 | 2001-01-10 | Univ Southampton | Optical devices and methods |
| AU2002307550A1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-11-05 | New Mexico State University Technology Transfer Corporation | Plasmonic nanophotonics methods, materials, and apparatuses |
| US6466709B1 (en) * | 2001-05-02 | 2002-10-15 | California Institute Of Technology | Photonic crystal microcavities for strong coupling between an atom and the cavity field and method of fabricating the same |
| JP2003042930A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-13 | Pioneer Electronic Corp | 近接場光発生素子及びこれを具備してなる光学装置 |
| US20060139755A1 (en) * | 2001-08-27 | 2006-06-29 | Roland Kersting | Terahertz time-domain differentiator |
| GB2394583B (en) * | 2001-08-27 | 2005-01-19 | Rensselaer Polytech Inst | Terahertz time-domain differentiator |
| CN1324335C (zh) * | 2001-08-28 | 2007-07-04 | 菲尼萨公司 | 利用球端节精密调谐滤光器的方法和装置 |
| US7359598B2 (en) * | 2001-11-10 | 2008-04-15 | Seoul National University Industry Foundation | Surface plasmon optic devices and radiating surface plasmon sources for photolithography |
| US7248297B2 (en) * | 2001-11-30 | 2007-07-24 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Integrated color pixel (ICP) |
| US6906305B2 (en) * | 2002-01-08 | 2005-06-14 | Brion Technologies, Inc. | System and method for aerial image sensing |
| US20040208436A1 (en) * | 2002-01-16 | 2004-10-21 | Teraphase Technologies, Inc. | Forming optical signals having soliton pulses with certain spectral band characteristics |
| US6979105B2 (en) * | 2002-01-18 | 2005-12-27 | Leysath Joseph A | Light device with photonic band pass filter |
| US6649901B2 (en) | 2002-03-14 | 2003-11-18 | Nec Laboratories America, Inc. | Enhanced optical transmission apparatus with improved aperture geometry |
| US20040208651A1 (en) * | 2002-05-23 | 2004-10-21 | Farhad Hakimi | Optical signal receiver |
| US6876784B2 (en) * | 2002-05-30 | 2005-04-05 | Nanoopto Corporation | Optical polarization beam combiner/splitter |
| US6828542B2 (en) * | 2002-06-07 | 2004-12-07 | Brion Technologies, Inc. | System and method for lithography process monitoring and control |
| US20030228095A1 (en) * | 2002-06-10 | 2003-12-11 | Farhad Hakimi | System for and method of replicating optical pulses |
| US20040047039A1 (en) * | 2002-06-17 | 2004-03-11 | Jian Wang | Wide angle optical device and method for making same |
| US7386205B2 (en) * | 2002-06-17 | 2008-06-10 | Jian Wang | Optical device and method for making same |
| US7283571B2 (en) * | 2002-06-17 | 2007-10-16 | Jian Wang | Method and system for performing wavelength locking of an optical transmission source |
| WO2003107046A2 (en) | 2002-06-18 | 2003-12-24 | Nanoopto Corporation | Optical components exhibiting enhanced functionality and method of making same |
| JP4345268B2 (ja) * | 2002-07-29 | 2009-10-14 | 日本電気株式会社 | 光モジュール及び光ヘッド並びに光記憶／再生装置 |
| WO2004013684A2 (en) | 2002-08-01 | 2004-02-12 | Nanoopto Corporation | Precision phase retardation devices and method of making same |
| US20040208627A1 (en) * | 2002-08-02 | 2004-10-21 | Farhad Hakimi | Optical signal transmission method |
| US6920272B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-07-19 | Nanoopto Corporation | Monolithic tunable lasers and reflectors |
| US7013064B2 (en) * | 2002-10-09 | 2006-03-14 | Nanoopto Corporation | Freespace tunable optoelectronic device and method |
| US7370185B2 (en) * | 2003-04-30 | 2008-05-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Self-packaged optical interference display device having anti-stiction bumps, integral micro-lens, and reflection-absorbing layers |
| US6807503B2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-10-19 | Brion Technologies, Inc. | Method and apparatus for monitoring integrated circuit fabrication |
| US7154820B2 (en) * | 2003-01-06 | 2006-12-26 | Nec Corporation | Optical element for enhanced transmission of light and suppressed increase in temperature |
| US7027689B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-04-11 | Lucent Technologies Inc. | Optical routers based on surface plasmons |
| US7268946B2 (en) * | 2003-02-10 | 2007-09-11 | Jian Wang | Universal broadband polarizer, devices incorporating same, and method of making same |
| US6759297B1 (en) | 2003-02-28 | 2004-07-06 | Union Semiconductor Technology Corporatin | Low temperature deposition of dielectric materials in magnetoresistive random access memory devices |
| US7053355B2 (en) | 2003-03-18 | 2006-05-30 | Brion Technologies, Inc. | System and method for lithography process monitoring and control |
| US7072093B2 (en) * | 2003-04-30 | 2006-07-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical interference pixel display with charge control |
| US7447891B2 (en) * | 2003-04-30 | 2008-11-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Light modulator with concentric control-electrode structure |
| US20040258355A1 (en) * | 2003-06-17 | 2004-12-23 | Jian Wang | Micro-structure induced birefringent waveguiding devices and methods of making same |
| KR100995640B1 (ko) * | 2003-07-07 | 2010-11-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시모듈 |
| WO2005017570A2 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-24 | University Of Pittsburgh | Surface plasmon-enhanced nano-optic devices and methods of making same |
| US20070253051A1 (en) * | 2003-09-29 | 2007-11-01 | Kunihiko Ishihara | Optical Device |
| US7923802B2 (en) * | 2006-10-13 | 2011-04-12 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and apparatus for forming a photodiode |
| US7964925B2 (en) * | 2006-10-13 | 2011-06-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photodiode module and apparatus including multiple photodiode modules |
| US7965901B2 (en) * | 2003-10-31 | 2011-06-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Hard imaging methods and devices and optical scanning systems |
| US7315426B2 (en) * | 2003-12-05 | 2008-01-01 | University Of Pittsburgh | Metallic nano-optic lenses and beam shaping devices |
| JP4463569B2 (ja) * | 2004-01-14 | 2010-05-19 | パナソニック株式会社 | レーザ装置 |
| US7026175B2 (en) * | 2004-03-29 | 2006-04-11 | Applied Materials, Inc. | High throughput measurement of via defects in interconnects |
| US7054528B2 (en) * | 2004-04-14 | 2006-05-30 | Lucent Technologies Inc. | Plasmon-enhanced tapered optical fibers |
| US7012687B2 (en) * | 2004-05-04 | 2006-03-14 | Lucent Technologies Inc. | Spectral analysis with evanescent field excitation |
| US7301263B2 (en) * | 2004-05-28 | 2007-11-27 | Applied Materials, Inc. | Multiple electron beam system with electron transmission gates |
| US7110154B2 (en) * | 2004-06-10 | 2006-09-19 | Clemson University | Plasmon-photon coupled optical devices |
| JP4399328B2 (ja) * | 2004-07-23 | 2010-01-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 近接場光出射素子、光ヘッド、および近接場光出射素子の製造方法 |
| EP1784678A2 (en) | 2004-08-19 | 2007-05-16 | University of Pittsburgh | Chip-scale optical spectrum analyzers with enhanced resolution |
| US6980346B1 (en) | 2004-09-15 | 2005-12-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Display device |
| US7302129B2 (en) * | 2004-10-12 | 2007-11-27 | Lockheed Martin Corporation | Optical transistor with sub-wavelength aperture |
| US7379185B2 (en) * | 2004-11-01 | 2008-05-27 | Applied Materials, Inc. | Evaluation of openings in a dielectric layer |
| US7456972B2 (en) * | 2005-01-13 | 2008-11-25 | Clemson University | Surface plasmon induction in multiwalled carbon nanotube arrays |
| JP4695916B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-06-08 | キヤノン株式会社 | 光変調器、該光変調器を備えた空間光変調器 |
| US7586583B2 (en) | 2005-09-15 | 2009-09-08 | Franklin Mark Schellenberg | Nanolithography system |
| US7733553B2 (en) * | 2005-09-21 | 2010-06-08 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Light modulator with tunable optical state |
| US7884315B2 (en) | 2006-07-11 | 2011-02-08 | Apple Inc. | Invisible, light-transmissive display system |
| JP4920996B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2012-04-18 | 株式会社リコー | 光制御素子、表示装置及び応力測定装置 |
| JP4757079B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2011-08-24 | 日東電工株式会社 | 配線回路基板およびその製造方法 |
| FR2900279B1 (fr) * | 2006-04-19 | 2008-06-06 | Commissariat Energie Atomique | Filtre spectral micro-structure et capteur d'images |
| US7505649B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-03-17 | Searete Llc | Plasmon router |
| US7539374B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-05-26 | Searete Llc | Plasmon switch |
| US20090226132A1 (en) * | 2006-06-19 | 2009-09-10 | Searete Llc | Plasmon gate |
| US7542633B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-06-02 | Searete Llc | Plasmon gate |
| US7587107B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-09-08 | Searete Llc | Plasmon switch |
| US7447396B2 (en) * | 2006-06-19 | 2008-11-04 | Searete Llc | Plasmon multiplexing |
| US7741751B2 (en) * | 2006-06-30 | 2010-06-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | MEMS device having distance stops |
| WO2008030666A2 (en) * | 2006-07-25 | 2008-03-13 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Multispectral plasmonic crystal sensors |
| EP2100108A1 (de) * | 2006-08-02 | 2009-09-16 | Jacobs University Bremen gGmbH | Optischer spektralsensor und ein verfahren zum herstellen eines optischen spektralsensors |
| US7766526B2 (en) * | 2006-09-13 | 2010-08-03 | Isky Panel Systems, Inc. | Illumination system |
| US20100046077A1 (en) * | 2006-12-29 | 2010-02-25 | Nanolambda Inc. | Wavelength selective metallic embossing nanostructure |
| US8462420B2 (en) * | 2006-12-29 | 2013-06-11 | Nanolambda, Inc. | Tunable plasmonic filter |
| JP2008177191A (ja) * | 2007-01-16 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびそれを用いたカメラ |
| US7701629B2 (en) * | 2007-04-19 | 2010-04-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photonic device including semiconductor structure having doped region with array of subwavelengh recesses |
| US8111440B2 (en) * | 2007-04-26 | 2012-02-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Structure and method for modulating light |
| US7540644B1 (en) * | 2007-05-03 | 2009-06-02 | Laughing Rabbit, Inc. | LCD optic shutter |
| CN101304640B (zh) * | 2007-05-09 | 2011-03-30 | 深圳富泰宏精密工业有限公司 | 电子产品的壳体及其制造方法 |
| TWI372885B (en) * | 2007-06-06 | 2012-09-21 | Univ Nat Cheng Kung | Electromagnetic wave propagating structure |
| JP5571870B2 (ja) | 2007-09-21 | 2014-08-13 | 株式会社東芝 | 極微細構造を有する光透過型金属電極およびその製造方法 |
| DE102007059621A1 (de) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zum Erzeugen von linear polarisiertem Licht und strahlungsemittierende Bauelemente |
| JP5145878B2 (ja) * | 2007-11-07 | 2013-02-20 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置及び電子機器 |
| US8139283B2 (en) * | 2007-11-09 | 2012-03-20 | Alcatel Lucent | Surface plasmon polariton modulation |
| US20090134793A1 (en) * | 2007-11-28 | 2009-05-28 | Cseh Geza Z | Ir reflecting grating for halogen lamps |
| JP5283926B2 (ja) | 2008-02-25 | 2013-09-04 | 株式会社東芝 | 光透過型金属電極およびその製造方法 |
| US8009356B1 (en) | 2008-03-13 | 2011-08-30 | Sandia Corporation | Tunable surface plasmon devices |
| JP5010511B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2012-08-29 | 株式会社リコー | 偏光制御素子、偏光制御装置 |
| JP5543692B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2014-07-09 | 株式会社東芝 | 有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置および照明装置 |
| JP5475246B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2014-04-16 | 株式会社東芝 | 太陽電池 |
| CN102112916B (zh) * | 2008-07-31 | 2013-04-10 | Nxp股份有限公司 | 显示器件 |
| US8218226B2 (en) * | 2008-08-15 | 2012-07-10 | Corning Incorporated | Surface-plasmon-based optical modulator |
| US20120286897A1 (en) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Duke University | Metamaterial waveguide lens |
| EP3736904A1 (en) | 2008-08-22 | 2020-11-11 | Duke University | Metamaterials for surfaces and waveguides |
| FR2935809B1 (fr) | 2008-09-11 | 2011-08-05 | Commissariat Energie Atomique | Filtre spectral nanostructure et capteur d'images |
| JP5300495B2 (ja) * | 2009-01-06 | 2013-09-25 | 株式会社東芝 | 選択的な光透過特性を有する金属薄膜複合体およびその製造方法 |
| JP2010219407A (ja) | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Toshiba Corp | メッシュ構造を有する電極を具備した太陽電池及びその製造方法 |
| WO2010108086A2 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Nanolambda, Inc. | Nano-optic filter array based sensor |
| JP2011043681A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Canon Inc | 光学素子、光検出素子、光変調素子、撮像素子及びカメラ |
| JP2011054598A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| KR101649696B1 (ko) * | 2009-10-29 | 2016-08-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 프린지 필드형 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101338117B1 (ko) * | 2009-10-29 | 2013-12-06 | 엘지디스플레이 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101640814B1 (ko) * | 2009-10-30 | 2016-07-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터 및 액정표시장치 |
| JP5605372B2 (ja) * | 2009-12-09 | 2014-10-15 | 株式会社村田製作所 | 空隙配置構造体が保持された分光測定用デバイス、それに用いられる枠部材、および、分光器 |
| KR101272052B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2013-06-05 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터 및 액정표시장치의 제조방법 |
| KR101274591B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2013-06-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터와 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101313654B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2013-10-02 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터와 액정표시장치 및 그 제조방법 |
| KR101622184B1 (ko) * | 2009-12-28 | 2016-05-19 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표면 플라즈몬을 이용한 컬러필터 및 액정표시장치의 제조방법 |
| JP5118715B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2013-01-16 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| CN102870018A (zh) * | 2010-04-27 | 2013-01-09 | 密执安州立大学董事会 | 具有等离子体彩色滤光器和光伏性能的显示设备 |
| US20110280515A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Carnegie Mellon University | Coupled plasmonic waveguides and associated apparatuses and methods |
| WO2012007147A1 (de) | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. . | Optisches bandpass-filtersystem, insbesondere für mehrkanalige spektralselektive messungen |
| US8779483B2 (en) * | 2011-02-07 | 2014-07-15 | Aptina Imaging Corporation | Spectrally tuned plasmonic light collectors |
| US8587751B2 (en) | 2011-02-14 | 2013-11-19 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display panel and display apparatus having the same |
| US8964012B2 (en) | 2011-02-14 | 2015-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display panel having a polarizing layer and display apparatus having the same |
| EP2487530B1 (en) | 2011-02-14 | 2015-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display panel comprising metal grid color selective polarizer |
| KR20140031899A (ko) | 2011-04-20 | 2014-03-13 | 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시건 | 최소의 각 의존성을 갖는 표시 장치들 및 이미징을 위한 스펙트럼 필터링 |
| US9046731B2 (en) | 2012-02-03 | 2015-06-02 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Commerce, The National Institute Of Standards And Technology | Plasmonic enhancement of material properties |
| GB2500232B (en) * | 2012-03-14 | 2015-07-22 | Lamda Guard Technologies Ltd | An optical device |
| US9627434B2 (en) | 2013-01-04 | 2017-04-18 | California Institute Of Technology | System and method for color imaging with integrated plasmonic color filters |
| KR102067763B1 (ko) * | 2013-03-13 | 2020-01-17 | 삼성전자주식회사 | 공간 광변조기, 이를 포함한 홀로그래피 영상 표시 장치 및 공간 광변조 방법 |
| US9547107B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-17 | The Regents Of The University Of Michigan | Dye and pigment-free structural colors and angle-insensitive spectrum filters |
| US9460665B2 (en) | 2013-08-11 | 2016-10-04 | NanoMedia Solutions Inc. | Nano-media information carrier based on pixelated nano-structures combined with an intensity control layer |
| WO2015025637A1 (ja) | 2013-08-23 | 2015-02-26 | シャープ株式会社 | 光電変換装置およびその製造方法 |
| US9614112B2 (en) | 2013-09-11 | 2017-04-04 | The University Of Connecticut | Imaging cell array integrated circuit |
| FR3017215B1 (fr) * | 2014-01-31 | 2016-02-05 | Sunpartner Technologie | Surface transparente ou semi transparente a conduction electrique amelioree |
| US9689793B2 (en) * | 2014-02-14 | 2017-06-27 | Kent State University | System and method thereof for accurate optical detection of amphiphiles at a liquid crystal interface |
| DE102014009677A1 (de) * | 2014-02-19 | 2015-08-20 | Pierre-Alain Cotte | Anzeigevorrichtung mit verbessertem Kontrast |
| KR102287435B1 (ko) * | 2014-04-09 | 2021-08-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 |
| KR102259048B1 (ko) * | 2014-11-20 | 2021-06-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 컬러 필터 일체형 편광자 및 이의 제조방법 |
| US10050075B2 (en) * | 2014-11-21 | 2018-08-14 | Lumilant, Inc. | Multi-layer extraordinary optical transmission filter systems, devices, and methods |
| US10007144B1 (en) | 2015-01-25 | 2018-06-26 | Revolution Display, Llc | Segmented transparent LCD with localized backlighting |
| KR102374119B1 (ko) * | 2015-02-03 | 2022-03-14 | 삼성전자주식회사 | 게이트 구조를 포함하는 광 변조 소자 |
| CN105044950A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-11 | 武汉华星光电技术有限公司 | 一种液晶显示面板的制作方法 |
| US10983255B1 (en) * | 2015-12-08 | 2021-04-20 | Lockheed Martin Corporation | Customizing the refractive index of a surface |
| CN108463560B (zh) | 2016-01-15 | 2022-09-20 | 昆塔波尔公司 | 具有降低的背景的基于光学的纳米孔分析 |
| JP6867400B2 (ja) | 2016-03-02 | 2021-04-28 | ピーエー コット ファミリー ホールディング ゲーエムベーハーＰＡ．ＣＯＴＴＥ Ｆａｍｉｌｙ Ｈｏｌｄｉｎｇ ＧｍｂＨ | 表示装置の製造方法および表示装置 |
| CN105572799B (zh) * | 2016-03-18 | 2018-08-24 | 厦门大学 | 一种实现表面等离激元纵向焦点强度调控的方法及器件 |
| CN106547142B (zh) * | 2017-01-20 | 2020-05-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种电子显示器件、显示装置 |
| KR102587958B1 (ko) | 2017-02-03 | 2023-10-11 | 삼성전자주식회사 | 메타 광학 소자 및 그 제조 방법 |
| US10381397B2 (en) * | 2017-11-14 | 2019-08-13 | Black Sesame International Holding Limited | Nano metallic planar apex optical detector |
| CN108507678A (zh) * | 2018-03-01 | 2018-09-07 | 东南大学 | 一种等离激元多谐振机制增强的可调超光谱探测芯片 |
| KR102168720B1 (ko) | 2018-07-24 | 2020-10-22 | 엘지디스플레이 주식회사 | 미러 기능을 갖는 표시장치 |
| CN110327058A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-15 | 清华大学 | 一种无创血糖仪及血糖检测方法 |
| CN110299397B (zh) * | 2019-08-01 | 2021-11-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板和显示设备 |
| US11796797B2 (en) | 2020-03-09 | 2023-10-24 | Lockheed Martin Corporation | Wavefront error correction of a conformal optical component using a planar lens |
| CN114265215A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-01 | 杭州电子科技大学 | 一种基于光学异常透射的伪相位共轭逆向调制器 |
| CN115826294B (zh) * | 2022-12-19 | 2024-01-26 | 武汉华星光电技术有限公司 | 背光模组、显示模组以及显示装置 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3866037A (en) * | 1957-11-22 | 1975-02-11 | American Optical Corp | Optical systems and associated detecting means |
| US4360273A (en) * | 1980-02-14 | 1982-11-23 | Sperry Corporation | Optical alignment of masks for X-ray lithography |
| JPS57106031A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-01 | Toshiba Corp | Transferring device for fine pattern |
| US4405238A (en) * | 1981-05-20 | 1983-09-20 | Ibm Corporation | Alignment method and apparatus for x-ray or optical lithography |
| US4662747A (en) * | 1983-08-03 | 1987-05-05 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for production and use of nanometer scale light beams |
| US4659429A (en) * | 1983-08-03 | 1987-04-21 | Cornell Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for production and use of nanometer scale light beams |
| WO1987006028A2 (en) * | 1986-03-28 | 1987-10-08 | Shimadzu Corporation | X-ray reflective mask and system for image formation with use of the same |
| US4815854A (en) * | 1987-01-19 | 1989-03-28 | Nec Corporation | Method of alignment between mask and semiconductor wafer |
| JP2609953B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1997-05-14 | 理化学研究所 | 表面プラズモン顕微鏡 |
| US5250812A (en) * | 1991-03-29 | 1993-10-05 | Hitachi, Ltd. | Electron beam lithography using an aperture having an array of repeated unit patterns |
| US5351127A (en) * | 1992-06-17 | 1994-09-27 | Hewlett-Packard Company | Surface plasmon resonance measuring instruments |
| US5306902A (en) * | 1992-09-01 | 1994-04-26 | International Business Machines Corporation | Confocal method and apparatus for focusing in projection lithography |
| US5354985A (en) * | 1993-06-03 | 1994-10-11 | Stanford University | Near field scanning optical and force microscope including cantilever and optical waveguide |
| US5451980A (en) * | 1993-10-19 | 1995-09-19 | The University Of Toledo | Liquid crystal flat panel color display with surface plasmon scattering |
| US5570139A (en) * | 1994-05-13 | 1996-10-29 | Wang; Yu | Surface plasmon high efficiency HDTV projector |
| DE4438391C2 (de) * | 1994-10-27 | 1997-07-03 | Evotec Biosystems Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung stoffspezifischer Parameter eines oder weniger Moleküle mittels Korrelations-Spektroskopie |
| US5663798A (en) * | 1995-05-08 | 1997-09-02 | Dr. Khaled Karrai Und Dr. Miles Haines Gesellschaft Burgerlichen Rechts | Far-field characterization of sub-wavelength sized apertures |
| US5633972A (en) * | 1995-11-29 | 1997-05-27 | Trustees Of Tufts College | Superresolution imaging fiber for subwavelength light energy generation and near-field optical microscopy |
| US5789742A (en) * | 1996-10-28 | 1998-08-04 | Nec Research Institute, Inc. | Near-field scanning optical microscope probe exhibiting resonant plasmon excitation |
| US5973316A (en) * | 1997-07-08 | 1999-10-26 | Nec Research Institute, Inc. | Sub-wavelength aperture arrays with enhanced light transmission |
-
1998
- 1998-10-08 US US09/168,265 patent/US6040936A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09914999A patent/JP3405400B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-04-26 EP EP06015397A patent/EP1731950B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 DE DE69942956T patent/DE69942956D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 EP EP06015399A patent/EP1729166B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 EP EP06015398A patent/EP1731951B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 DE DE69942957T patent/DE69942957D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 DE DE69937776T patent/DE69937776T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 DE DE69943070T patent/DE69943070D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-26 EP EP99107421A patent/EP0992833B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000111851A (ja) | 2000-04-21 |
| EP0992833B1 (en) | 2007-12-19 |
| EP1729166B1 (en) | 2010-12-22 |
| EP1731951A1 (en) | 2006-12-13 |
| US6040936A (en) | 2000-03-21 |
| EP1729166A3 (en) | 2006-12-13 |
| EP1731951B1 (en) | 2010-11-17 |
| EP0992833A2 (en) | 2000-04-12 |
| DE69942956D1 (de) | 2010-12-30 |
| EP0992833A3 (en) | 2000-06-14 |
| EP1729166A2 (en) | 2006-12-06 |
| EP1731950A1 (en) | 2006-12-13 |
| EP1731950B1 (en) | 2010-11-17 |
| DE69942957D1 (de) | 2010-12-30 |
| DE69937776T2 (de) | 2008-12-04 |
| DE69937776D1 (de) | 2008-01-31 |
| DE69943070D1 (de) | 2011-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3405400B2 (ja) | 波長以下の径の貫通孔を有する金属薄膜を利用する光透過制御装置 | |
| Kim et al. | Control of optical transmission through metals perforated with subwavelength hole arrays | |
| US6992826B2 (en) | Devices based on an array of light-filtering channels with surface plasmon interference filters | |
| US7989254B2 (en) | Method for fabricating color filter using surface plasmon and method for fabricating liquid crystal display device | |
| EP1054290B1 (en) | Light modulator controlled by surface plasmon waves | |
| Sharma et al. | Electrically switchable color tags based on active liquid‐crystal plasmonic metasurface platform | |
| CN107918233B (zh) | 一种显示装置 | |
| CN100495088C (zh) | 低占空因数的线栅偏振器 | |
| Rajasekharan et al. | Filling schemes at submicron scale: Development of submicron sized plasmonic colour filters | |
| JP2005308871A (ja) | 干渉カラーフィルター | |
| EP1465004A1 (en) | Liquid crystal variable wavelength filter unit, and driving method thereof | |
| WO1990000756A1 (en) | Reflection-type liquid crystal electro-optical device and projection-type display device using the same | |
| KR100707083B1 (ko) | 선 격자 편광자 및 그 제조방법 | |
| KR20010020272A (ko) | 콜리메이터 | |
| JP4589805B2 (ja) | 偏光制御素子 | |
| Chang et al. | Flexible and ultranarrow transmissive color filters by simultaneous excitations of triple resonant eigenmodes in hybrid metallic–optical Tamm state devices | |
| US8400703B2 (en) | Optical switch | |
| US20060256263A1 (en) | Liquid crystal display device having form birefringent compensator | |
| US8164727B2 (en) | Liquid crystal display with refractive index matched electrodes | |
| Ren et al. | Tunable guided-mode resonance filters for multi-primary colors based on polarization rotation | |
| JPH08510334A (ja) | 光学装置 | |
| US20170084215A1 (en) | Plasmonic pixels | |
| JP4494552B2 (ja) | 透過型液晶表示装置 | |
| US20010038434A1 (en) | Liquid crystal display and projector using the same | |
| KR102269122B1 (ko) | 플라스모닉 나노구조층, 플라스모닉 모듈, 다중 프레임 출력을 갖는 플라스모닉 디스플레이 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080307 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090307 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100307 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100307 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110307 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120307 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130307 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140307 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |