光学樹脂の屈折率制御と複屈折の低減技術

第1部 樹脂における光学特性の基礎と屈折率制御

(2018年3月16日 10:30〜12:00)

　PMMA、PCや環状ポリオレフィン樹脂 (COP、COC) などの透明樹脂はプラスチックレンズ、液晶ディスプレイ、光ディスク、光ファイバーなど包装、光学、光通信分野で広く使われている。また、光学機器のデジタル化の急速な進展により、高屈折率、高アッベ数、低複屈折などより高い特性をもった高機能な光学材料が求められている。 　本講義では、高機能透明材料開発のための透明樹脂の概要、分子設計や反射、吸収、散乱、屈折、光学散乱などの光学特性の基礎および透明性や高屈折率化など高機能化のための特性制御技術について実務に適した内容で分かりやすく解説する。 　本講義で、①透明樹脂の分子設計と概要、②光学特性の概要と制御法、③高・低屈折率樹脂の分子設計と制御法、④無機フィラーの複合 (ハイブリッド) 化による屈折率制御などの知識や技術が習得できます。

1. 透明樹脂の概要
   1. 透明樹脂の分子設計
   2. 透明樹脂の概要 (合成法と特性)
      1. アクリル樹脂 (PMMA)
      2. ポリカードネート (PC)
      3. 環状ポリオレフィン樹脂 (COP、COC)
2. 耐熱・光学特性の制御
   1. 耐熱性とは?
   2. 耐熱樹脂の分子設計
   3. 光の透過性
      • 光の3要素 (反射、吸収、散乱)
   4. 光散乱損失と光吸収損失
   5. 透明樹脂の分子設計
      1. 樹脂の透明性改良方法
      2. 高透明化
      3. 複合材料の透明性
   6. 分散特性 (アッベ数とヘイズ値)
3. 屈折率の制御
   1. 分子構造による屈折率の制御
      1. 屈折率と分子構造・環境因子
      2. 高屈折率化
      3. 屈折率の温度依存性、
   2. 無機フィラー複合化による屈折率の制御
      1. 微粒子の種類と屈折率
      2. 複合材料の屈折率
• 質疑応答

第2部 絶縁性と熱伝導性を兼ね備える繊維複合材料とその省エネ技術への応用

- 分散無機ナノ粒子の配列規則性が複合材料の特性にどのような影響をもたらすのか? -

(2018年3月16日 12:45〜14:15)

　ナノサイズの無機粒子との複合化による透明樹脂の屈折率制御では、樹脂の透明性の悪化を引き起こす無機ナノ粒子の凝集を防止する目的で、シランカップリング処理等のナノ粒子の表面改質が施されることが一般的である。しかし、改質剤の使用が得られる複合材料の光学特性に悪影響を及ぼすことが懸念される。 　本セミナーでは、シランカップリング剤を使用しない無機/アクリル樹脂系透明複合材料の調製技術として、無機粒子のナノ分散の実現という現行技術の課題解決にとどまらず、樹脂中での分散無機ナノ粒子の規則配列の達成を可能とするワンランクレベルアップした微粒子集積法による複合化技術について紹介する。 　この技術により調製される複合材料の透明性・屈折率や導電性粒子との複合材料における電気伝導性といった諸特性が、無機粒子の配合率によりどう変化するかという従来の複合材料の議論に加え、これまでの研究開発で全く注目されず未検討であったナノスケールでの粒子の配列規則性を新たな光学材料としての特性の評価軸とした結果についても、可能な限り多くの事例を紹介しながらわかりやすく解説する。

1. はじめに
   1. 光の屈折と光学材料
   2. 無機ナノ粒子との複合化による透明樹脂材料の屈折率制御についての一般的な考え方
2. シランカップリング処理を用いない溶融混練法による透明アクリル樹脂とシリカナノ粒子の複合化の概略
3. 微粒子集積法による無機/透明アクリル樹脂系透明複合材料の調製と各種特性
   1. 本法の概略とポイント
      1. ポリマーラテックスの分散安定性とその造膜特性
      2. 出発原料となる無機ナノ粒子とポリマーラテックスの混合水分散系の分散安定性が得られる無機/アクリル樹脂系複合材料に及ぼす影響
   2. 無機/アクリル樹脂系複合材料の微構造が透明性や屈折率等の諸特性に及ぼす影響 (複合材料系各論)
      1. ジルコニア/アクリル樹脂系 (アクリル樹脂の高屈折率化)
      2. 酸化スズ/アクリル樹脂系 (アクリル樹脂の高屈折率化)
      3. シリカ/アクリル樹脂系 (アクリル樹脂の低屈折率化)
      4. 導電性酸化物/アクリル樹脂系 (アクリル樹脂の高屈折率化・高電気伝導率化)
   3. 無機/アクリル樹脂系複合材料の微構造と構造発色
   4. 屈折率分布型積層透明膜への展開
• 質疑応答

第3部 高分子材料における複屈折の発現メカニズムと制御技術

(2018年3月16日 14:30〜16:00)

　近年、スマートフォンやフレキシブルディスプレイの登場により、柔軟な高分子を用いた光学材料の物性制御や機能性向上が求められている。特に、視野角や色むら等の問題を解決するためには、光学フィルムの複屈折やその波長依存性が重要である。 　本講座では、高分子材料の複屈折の発現機構について理解していただき、高分子ブレンドや添加剤、成形方法、相分離現象を利用した複屈折制御事例を紹介する。

1. 高分子材料の複屈折とその制御
   1. 高分子の複屈折の分類
   2. 応力光学則
   3. 分子配向と複屈折
   4. ガラス状態における光弾性複屈折
   5. 微細構造に関連した複屈折
2. 高分子材料の複屈折および波長分散性制御
   1. 成形方法と複屈折
   2. 共重合法・高分子ブレンドの複屈折
   3. 化学修飾セルロースにおける複屈折と波長依存性の制御
   4. 低分子添加剤による複屈折
   5. 相分離・構造を利用した逆波長分散性の発現
   6. ポリカーボネートにおける光弾性複屈折の抑制
• 質疑応答