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コレステリック液晶材料の螺旋構造制御による温度駆動型調光フィルムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06408
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関神戸市立工業高等専門学校

研究代表者

荻原 昭文  神戸市立工業高等専門学校, 電子工学科, 教授 (00342569)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード液晶 / 高分子 / 波長 / 調光 / コレステリック液晶 / モノマー / レーザ / 温度 / 光機能素子
研究成果の概要

本研究は、モノマーとコレステリック液晶からなる材料系に紫外線照射を行い内部の螺旋構造制御に基づく選択反射機能を赤外線領域に発現させる光機能デバイスの開発に取組んだ。カイラル剤の種類やモノマー添加量を変化した材料系に紫外線照射エネルギーを最適化させることで、熱に影響する赤外線波長帯域幅を大きく変調可能となることを見出した。さらに作製したデバイスに環境温度付近での温度変動を適用すると、選択反射帯域の長波長側が温度増加と共に拡がり、赤外波長領域での反射機能が高まることを見出した。コレステリック液晶内の高分子ネットワーク構造制御により、赤外領域の光線を優先的に反射する光制御機能について明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

異なる種類のカイラル剤やモノマーからなるコレステリック液晶材料系を用いて、内部に螺旋ねじれ構造を発現させ、選択反射帯域幅を変調可能なデバイス開発に取組んだ。紫外線照射エネルギーをコントロールした一括光照射プロセスを適用することで、太陽光中の熱に影響を与える赤外領域の帯域幅の大きさの変調が可能であることを見出した。この研究成果は、光照射プロセスのみで内部に複雑な多層膜に相当する螺旋ねじれ構造を有するデバイス開発を可能とし、温度増加と共に太陽光中の熱線を優先的に反射させる調光デバイス開発として有用である。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 25件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Simple-structure thermoresponsive PNLCs for smart windows2020

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchida Hiroshi、Ogiwara Akifumi
    • 雑誌名

      SPIE Proceedings

      巻: 11303 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1117/12.2542399

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of optical light filter in infrared region using polymer stabilized cholesteric liquid crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      18th Edition of Optics of Liquid Crystals 2019

      巻: P6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple-structure polymer network liquid crystals for thermoresponsive switchable windows2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida1, Masayuki Kabata, Takanori Matsuyama, and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      18th Edition of Optics of Liquid Crystals 2019

      巻: 11-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of radiation dose of Gamma-Ray irradiation on volume gratings using liquid crystal composites2019

    • 著者名/発表者名
      Makishi Toda, Akifumi Ogiwara, and Minoru Watanabe
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2019) Technical Digest

      巻: P-71 ページ: 238-239

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Filter for Infrared Region Formed by Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystals2019

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2019) Technical Digest

      巻: P-33 ページ: 162-163

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Normal- and Reverse-Mode Thermoresponsive Controllability in Optical Attenuation of Polymer Network Liquid Crystals,2019

    • 著者名/発表者名
      H.Kakiuchida, Akihiko Matsuyama, A. Ogiwara
    • 雑誌名

      ACS Appl. Matter. Interfaces,

      巻: 11 号: 21 ページ: 19404-19412

    • DOI

      10.1021/acsami.9b01280

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶のスマートウィンドウへの応用2018

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋,荻原 昭文
    • 雑誌名

      日本液晶学会誌

      巻: 22 ページ: 101-107

    • NAID

      40021618244

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液晶材料を用いた温度駆動型調光制御素子2018

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 12 ページ: 13-16

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermoresponsive light scattering from meso-scale composites of liquid crystals and reactive mesogens2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida1, Akihiko Matsuyama, Eiichi Kobayashi, and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018) Proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of transmittance spectra in polymer stabilized cholesteric liquid crystals by UV irradiation conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018) Proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018) Proceedings2018

    • 著者名/発表者名
      Makishi Toda1, Akifumi Ogiwara, and Minoru Watanabe
    • 雑誌名

      27th International Liquid Crystal Conference (ILCC2018) Proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of radiation exposure on volume gratings formed in liquid crystal composites2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara, Makishi Toda, Minoru Watanabe, and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      2018 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2018) Proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elaborate but simple-to-manufacture polymer network liquid crystals for thermoresponsive light controllers2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      2018 KJF International Conference on Organic Materials for Electronics and Photonics (KJF-ICOMEP 2018) Proceedings

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] STUDY FOR BASIS OF THERMAL OPERATED SMART WINDOWS USING TEMPERATURE DEPENDENT CHOLESTERIC LIQUID CRYSTALS2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      GRAND RENEWABLE ENERGY 2018 Proceedings

      巻: -

    • NAID

      130007610005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] THERMORESPONSIVE SMART WINDOWS USING LIQUID CRYSTAL COMPOSITES2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida, Erina Okubo, Masayuki Kabata, Takanori Matsuyama, and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      GRAND RENEWABLE ENERGY 2018 Proceedings

      巻: -

    • NAID

      130007609749

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of holographic memory with temperature-resistant properties in liquid crystal composites for optically reconfigurable gate arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON IMAGING,SENSING, AND OPTICAL MEMORY 2018 (ISOM 2018)

      巻: We-N-02 ページ: 147-148

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of UV Irradiation on Bandwidth of Selective Transmittance Spectra in Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      25th International Display Workshops (IDW 2018) Proceedings

      巻: LCTp4-4 ページ: 189-192

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polarization-Selective Multi-WavelengthBragg Diffractions Using Slanted Holographic Polymer Dispersed Liquid crystals2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      25th International Display Workshops (IDW 2018) Proceedings

      巻: LCT8-3 ページ: 121-124

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reverse-mode thermoresponsive light attenuators produced by optical anisotropic composites of nematic liquid crystals and reactive mesogens2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida and Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      Optical Materials

      巻: 78 ページ: 273-278

    • DOI

      10.1016/j.optmat.2018.01.046

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tolerance of holographic polymer-dispersed liquid crystal memory for gamma-ray irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara, Minoru Watanabe, and Yoshizumi Ito
    • 雑誌名

      Appl. Opt.

      巻: 56 ページ: 4854-4860

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple Bragg Diffractions with Different Wavelengths and Polarizations Composed of Liquid Crystal/Polymer Periodic Phases2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida, Akifumi Ogiwara,and Akihiko Matsuyama
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 9 ページ: 6081-6090

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b01149

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 300 Mrad total-ionizing-dose tolerance of a holographic memory on an optically reconfigurable gate array2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshizumi Ito, Minoru Watanabe , Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      International Symposium on Next-Generation Electronics

      巻: 7968743 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/isne.2017.7968743

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 500 Mrad total-ionizing-dose tolerance of a holographic memory on an optical FPGA2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshizumi Ito, Minoru Watanabe, Akifumi Ogiwara
    • 雑誌名

      NASA/ESA Conference on Adaptive Hardware and Systems

      巻: 8046374 ページ: 167-171

    • DOI

      10.1109/ahs.2017.8046374

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistance Evaluation of Holographic Polymer-Dispersed Liquid Crystal Memory for Gamma-Ray2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara, Minoru Watanabe, and Yoshizumi Ito
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2017) Technical Digest

      巻: 2017 ページ: 200-201

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of UV Irradiation on Transmittance Spectra in Polymer Stabilized Cholesteric Liquid Crystals2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara and Hiroshi Kakiuchida
    • 雑誌名

      Micro Optics Conference (MOC2017) Technical Digest

      巻: 2017 ページ: 206-207

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 異なる不均一露光条件で作製したPDLCの光透過率の温度応答特性2020

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 荻原 昭文
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答型PDLC作製時のレーザスペックルパターンの空間サイズの影響2020

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文,曽根田 青暉, 垣内田 洋
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高分子分散型液晶ホログラムメモリの放射線照射による光学特性2020

    • 著者名/発表者名
      戸田 真輝士, 大谷 陸,荻原 昭文, 石堂 順也,渡邊 実
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答型PNLCの形成過程での液晶と反応性メソゲンの配向秩序の観察2019

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 松山明彦, 小林英一, 荻原昭文
    • 学会等名
      2019年日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答型PDLC作製におけるレーザ散乱光の照射条件の効果2019

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文, 植田 航輔, 垣内田 洋
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of holographic memory with temperature-resistant properties in liquid crystal composites for optically reconfigurable gate arrays2018

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Ogiwara
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON IMAGING,SENSING, AND OPTICAL MEMORY 2018 (ISOM 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] コレステリック液晶材料への紫外線照射条件による選択反射帯域の変調効果2018

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文, 垣内田 洋
    • 学会等名
      日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶回折素子の放射線照射による光学特性の耐性評価2018

    • 著者名/発表者名
      荻原 昭文, 戸田 真輝士, 渡邊 実
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 液晶/反応性メソゲンのメゾ相分離構造の形成と光散乱の温度特性2018

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋, 荻原 昭文
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] UV照射による高分子分散液晶の光重合誘起相分離および調光窓材への展開2017

    • 著者名/発表者名
      垣内田洋, 加畑雅之, 松山剛知,荻原昭文
    • 学会等名
      2017年日本液晶学会討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 官能基数の少ないモノマーで作製したHPDLCの回折特性2017

    • 著者名/発表者名
      垣内田 洋,荻原 昭文,松山 明彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] High Quality Liquid Crystal Displays and Smart Devices2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Kakiuchida, Akifumi Ogiwara
    • 総ページ数
      826
    • 出版者
      IET book
    • ISBN
      9781785619397
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 微細光学素子作製技術、光制御・省エネルギー応用技術

    • URL

      http://www.kobe-kosen.ac.jp/kyoudou/seeds/pdf/D/D_ogiwara.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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