従来のディスプレイはカラーフィルターの存在により消費電力が大きく、エネルギー利用効率が低い。本論文では、液晶を用いて紫外光の偏光状態を変調し、局所表面プラズモン共鳴の影響を受ける蛍光量子ドットの光強度を制御する方法を提案する。提案する表示装置は、局所表面プラズモン共鳴を発生させる金属ナノ構造、金属ナノ構造の電場ホットスポットに付着した蛍光量子ドット、および液晶構造に基づく光偏光変調モジュールから構成される。単一ピクセルに関する理論的シミュレーションと原理解析を行い、複数の金属ナノ構造が異なる偏光状態の紫外光に対して示す応答を計算した。特定の金属ナノ構造における表面プラズモン光強度増強効果を理論的に検証し、電子ビームエッチングや半導体成長等の技術により光強度増強電場ホットスポットに蛍光量子ドットを埋め込むことが可能である。紫外光の偏光状態を変調することで、金属表面プラズモンにおける光強度の増減が制御され、それにより対応する色の量子ドットが異なる色の光を発することを励起または抑制でき、表示に応用できる。本手法は、従来の表示方式とは異なる新しい表示モードを提案し、高いエネルギー利用効率と広色域を持つ一方で、色彩コントラストの低さや解像度の不足といった課題もあるが、日常的な情報表示に新たな視点と潜在的可能性を提供する。技術の進歩と設計構造の最適化とともに、この光偏光状態変調を利用した表面プラズモン励起蛍光量子ドットの手法は、表示および非表示分野での応用が期待される。

プラズモン共鳴;蛍光量子ドット;液晶;光の偏光状態;光強度増強