2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamics of meso-scale phase separation of liquid crystals/polymers with self-assembly orientation ordering induced by nonuniform-irradiated photopolymerization
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15K05257
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
垣内田 洋 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40343660)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 和記 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 審議役 (50358347)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 高分子分散液晶 / 反応性メソゲン / 光重合誘起相分離 / 不均一露光 / 熱応答型調光窓 / 光散乱 / 分子配向秩序 / 相分離ドメイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は「不均一露光による光重合誘起相分離(PPIPS)」法を提案し、高分子と液晶を配向させ、メゾ(サブ～数ミクロン)サイズで相分離させた光学複合構造を形成し、「反転熱応答型の高分子分散液晶(PDLC)」の開発を進めてきた。前年度までで、散乱で生じる「ヘイズ」と「エネルギー遮蔽」を切り分けて評価する技術を構築し、スマートウィンドウ応用で重要となる、エネルギー遮蔽を高める光学構造の設計指針を得た。
本年度は、不均一露光の技術を深め、様々なドメインサイズで相分離を生じ、高温の散乱時のヘイズとエネルギー遮蔽を高める光学構造を見出し、PPIPSにともなう構造形成過程を探った。光散乱特性を決める二つの主要因、液晶相と高分子相の①屈折率差および②ドメインサイズを、FTIR、偏光顕微鏡、散乱強度分布を中心とする観測手法で明らかにした。この材料系では、液晶および高分子の配向秩序に依存する複屈折率が①に支配的であるが、PPIPSが進む中で、水平ラビング処理により期待される配向秩序度0.5程度を維持していたことから、重合による屈折率の大きな変化はないと結論付けられる。一方、相分離ドメインについて、数から十ミクロン程度の大きさを狙って作製してヘイズを高めてきたが、前方および後方散乱の光強度分布から見積もった後方散乱割合は、1ミクロン前後のサイズで最大となり、必ずしもヘイズの条件と一致しないことを見出した。さらに、PPIPSで時々刻々と進む相分離構造形成過程を、複屈折率・液晶配向秩序・光散乱の測定により追跡し、重合・相分離・配向秩序形成の様子を明らかにした。
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