Review
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特集:光学フィルムの高機能化
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序論
Preface
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川月善弘(兵庫県立大学大学院 工学研究科 物質系工学専攻 助教授)
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液晶ディスプレイ用光学フィルムの技術動向
Technology Trends of Optical Films for LCD
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日色知樹((株)カネカ 電材事業部 事業企画グループ)
藤井貞男((株)カネカ 電材事業部 事業企画グループ グループリーダー)
液晶ディスプレイ用には種々の光学フィルムが使用されているが,液晶方式の変遷や要求特性の変化に応じて,光学フィルムに対する要求も多様化している。本稿では,光学フィルムを設計するうえでの重要な特性について解説し,これらの制御を含めた光学フィルムの技術的動向について説明する。
【目次】
1. はじめに
2. 光学フィルムに要求される光学特性
2.1 配向複屈折とフィルム位相差
2.2 光弾性複屈折と位相差の安定性
3. 光学フィルムの技術動向
3.1 偏光子保護フィルム
3.2 位相差フィルム
--------------------------------------------------------------------------------
大型液晶テレビ用位相差フィルム
Retardation Film for LCD-TVs
--------------------------------------------------------------------------------
堀登志彦(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
廣田光仁(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
奥出修平(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
荒川公平(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
液晶テレビは広視野角・高輝度・高コントラスト比・高速応答特性を有しており,広視野角化を実現するために位相差フィルムが使用されている。ここでは,その位相差フィルムの視野角補償原理や設計事例,大型液晶ディスプレイ用位相差フィルムの開発動向について紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 位相差フィルムの光学特性
3. 延伸位相差フィルム
4. 視野角補償原理
5. 位相差フィルムの開発動向
6. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
TN液晶用視野角拡大フィルム
An Optical Compensation Film“WV film” for LCDs
--------------------------------------------------------------------------------
及川徳樹(富士フイルム(株) フラットパネルディスプレイ材料研究所 主任研究員)
液晶ディスプレイは,「薄い」「軽い」「消費電力が小さい」などの特長があり,多くのアプリケーションに使用されている。最も一般的に使用されているTN液晶ディスプレイの大きな問題は視野角コントラストが狭いことであったが,視野角拡大フィルム「WVフィルム」の開発により,視野角コントラストを大幅に拡大させることに成功した。本稿では,最近商品化された新WVフィルム「WV-EA」の開発コンセプト,開発技術,達成した主な性能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. WV-EAの開発のコンセプト
3. WV-EAの開発技術
3.1 PDM層およびTACのトータルの最適化による視野角拡大および色味改良
3.2 WVフィルムのヘイズ減少による正面CR向上
3.3 WVフィルムの薄膜化と精密塗布技術によるムラの改良
(1) 偏光板収縮起因のモニター周辺部の光漏れ(額縁ムラ)改良
(2) PDM層塗布時の厚みムラの改良
4. WV-EAにより達成した主な表示性能
4.1 コントラスト比の視野角依存性改良
4.2 黒表示での輝度の視野角依存性改良
4.3 白表示での色味の視野角依存性改良
5. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
重合性液晶による光学フィルムと応用
Applications of Optical Film made of Polymerizable Liquid Crystals
--------------------------------------------------------------------------------
長谷部浩史(大日本インキ化学工業(株) 液晶材料技術本部 液晶材料開発グループ 主任研究員)
重合性液晶は重合性官能基を連結した低分子液晶である。これに紫外線を照射すると,配向状態を保ったまま高分子フィルムになる。この高分子フィルムは複屈折性をもつので,位相差フィルムなどの光学フィルムとして応用できる。重合性液晶を用いた光学フィルムの製造方法およびその特性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 重合性液晶を用いた位相差フィルムの利点
(1) 種々の配向が得られる
(2) 薄膜化できる
(3) 高耐熱である
(4) 配向状態(光軸)をパターン化できる
3. 光学フィルム作製詳細
3.1 製膜および配向
3.2 硬化
4. 重合性液晶材料の特性
5. 重合性液晶を用いた位相差フィルムの作製と特性
6. 今後の課題
--------------------------------------------------------------------------------
全反射型プリズムシート(TRPS)を用いた高輝度バックライト技術
High Brightness LCD Backlight Technologies with Total Reflection Prism Sheets
--------------------------------------------------------------------------------
山下友義(三菱レイヨン(株) 情報デバイス開発センター 主席研究員)
全反射型のプリズムシ-ト(TRPS)を用いたLCD用新規高輝度バックライトシステムについて紹介する。従来型のものと比べ著しい高輝度性能を有し,軽量薄型,部材点数削減,低コスト化の点からも高い優位性をもつ。近年本システムの輝度はTRPSの改良によりいっそうの高輝度化と差別化が図られ,現在ノートPCやLED小型モバイル用途に広く展開されている。
【目次】
1. はじめに
2. 全反射型プリズムシート(TRPS)を用いた高輝度バックライト技術
2.1 屈折型プリズムシート
2.2 全反射型プリズムシート(TRPS)
2.3 プリズムシートに対する要求性能
3. マット/プリズム導光体(MPLG)
3.1 MPLGの光学設計
3.2 導光板材料
4. 新規高輝度全反射型プリズムシート(YタイプTRPS)
4.1 高輝度TRPS
4.2 超高輝度TRPS
5. 部材の組み合わせによる高輝度化
6. TRPSを用いたLED高輝度バックライト技術
6.1 小型モバイル用TRPS
6.2 TRPSを用いたモバイル用LED-BLの開発
6.3 LED-BLの入光部品位欠陥の種類と改善
6.4 サーキュラー型TRPS-LEDバックライト
7. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
多層光学フィルムによるLCD高輝度化技術
LCD Luminance Enhancement by Multilayer Optical Film
--------------------------------------------------------------------------------
榛澤文久(住友スリーエム(株) オプティカルシステム事業部 第一開発グループ スペシャリスト)
3M社の多層光学フィルムの応用範囲としては,長距離の可視光搬送パイプ用高反射率ミラーや,小さな光学ディスプレイの均一照明などが考えられる。また,液晶ディスプレイを明るく,見やすくできる反射型偏光子は,すでに実用化されている。本稿では,GBO(Giant Birefringent Optics)について説明したのち,関連光学フィルムの特性とその応用例を示す。
【目次】
1. はじめに
2. GBOと反射特性
3. 3M多層光学フィルムの応用例
3.1 GBO反射型偏光子
3.2 可視光全反射ミラー
4. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
磁場を用いた光学フィルムの作製
Optical Films Prepared using Magnetic Fields
--------------------------------------------------------------------------------
木村恒久(首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 教授)
非磁性物質でも,適当な条件下では,永久磁石程度の磁場で容易に磁場配向する。液体に懸濁した微結晶や,結晶化過程での高分子溶融体の磁場配向を利用して,高分子複合体あるいは高分子単体の複屈折を制御する方法について述べた。磁場による微結晶の擬単結晶化と,微結晶への低分子のインターカレーションとを組み合わせることにより,分子配向が可能であることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 結晶性高分子の磁場配向
3. 拡散型偏光子
4. 微結晶の精密磁場配向
5. 分子配向
6. おわりに
--------------------------------------------------------------------------------
光学フィルムの市場動向
Market Trend on Optical Films
--------------------------------------------------------------------------------
編集部
【目次】
1. 概要
2. 製品動向
2.1 偏光子・偏光関連フィルム
(1) 偏光フィルム
(2) 偏光子フィルム(PVA)
(3) 偏光子膜保護フィルム(TAC)
2.2 位相差関連フィルム
(1) 位相差フィルム
(2) 位相差フィルム基材フィルム
(3) 視野角拡大フィルム
(4) PDP用フィルター
2.3 プリズムシート
2.4 拡散シート・フィルム
2.5 基板・導光板
(1) プラスチックフィルム基板
(2) バックライト用導光板
2.6 反射防止フィルム・反射フィルム
(1) 反射防止フィルム
(2) バックライト用反射フィルム
3. 市場動向
Material Report
--------------------------------------------------------------------------------
R&D
ヨーロッパにおけるナノファイバーの現状
Present State of Nanofiber Industry in Europe
--------------------------------------------------------------------------------
谷岡明彦(東京工業大学 大学院 理工学研究科 教授)
本宮達也(東京工業大学 イノベーション研究推進体 ナノファイバー先導研究戦略推進体 研究参事)
ヨーロッパのナノファイバーの研究は,2002年5月に米国のMIT(マサチューセッツ工科大学)に米国陸軍の助成金をもとに設立された「兵員ナノテクノロジー研究所」(ISN) の影響を受けている。特に今回は,基礎分野が伝統的に強いドイツ,科学技術の研究の伝統を誇るイギリスをともに訪問して,前回訪問した2004年2月上旬と比較して,基礎から出口に対する研究をさらに強化している印象を受けた。その研究動向はきわめて活発であり,注目すべきものがある。注1;イノベーションは,人類の直面する世界ニーズに対応する技術革新で,第3期科学技術基本計画ではそれを強く求めている。日本のナノファイバーの開発はまさにそれに相当し,次世代のファイバー産業の創製をめざす。
【目次】
1. はじめに
2. ナノファイバーの研究動向
3. マールブルグ大学化学部門
3.1 概要
3.2 応用分野
(1) 農業分野―ナノトラクターの開発―
(2) バイオ・医療分野
4. ケンブリッジ大学材料科学・金属工学科
4.1 概要
4.2 CNTの開発
4.3 応用
4.4 その他
(1) 資金援助と技術移転
(2) 安全性
5. ケンブリッジ大学電子工学科
5.1 概要
5.2 CAPEの内容
5.3 Amaratunga教授グループの研究
6. 繊維加工技術研究所(ドイツ)
6.1 概要
6.2 応用展開
6.3 遠心紡糸
7. おわりに
(1) 民需用
(2) 軍需用
--------------------------------------------------------------------------------
低メタノール透過性燃料電池用電解質膜
Proton Conductive Membrane with Ultra Low Permeability of Methanol
--------------------------------------------------------------------------------
金村聖志(首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 環境調和・材料化学専攻 教授)
メタノール燃料電池は携帯機器の電源として注目を集めているが,メタノールクロスオーバーの問題がある。この問題を解決するために,シリカあるいはポリイミドで作製した3次元規則配列多孔体中にプロトン伝導性高分子を充填することによりコンポジット膜の作製を行った。コンポジット膜中の高分子材料のメタノールによる膨潤は,マトリックス体により抑制され,その結果メタノール透過が抑制された膜が作製された。
【目次】
1. はじめに
2. DMFC用電解質膜
3. コンポジット電解質膜
3.1 コンポジット電解質膜の戦略
3.2 3DOM
3.3 コンポジット電解質膜の作製
4. コンポジット電解質膜の特性
4.1 プロトン伝導性
4.2 メタノール透過性
5. おわりに
連載 SPring-8の産業利用(10)
--------------------------------------------------------------------------------
フィラー充填ゴムのX線小角散乱
Small-angle X-ray Scattering of Filled Rubber
--------------------------------------------------------------------------------
篠原佑也(東京大学大学院 新領域創成科学研究科 博士課程2年)
岸本浩通(SRI研究開発(株) 材料プロセス研究部 課長代理)
雨宮慶幸(東京大学 新領域創成科学研究科 教授)
【目次】
1. はじめに
2. X線小角散乱でわかること
3. 極小角X線・小角X線散乱
3.1 実験方法
3.2 実験結果
4. コヒーレントなX線の利用
5. おわりに
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序論
Preface
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川月善弘(兵庫県立大学大学院 工学研究科 物質系工学専攻 助教授)
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液晶ディスプレイ用光学フィルムの技術動向
Technology Trends of Optical Films for LCD
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日色知樹((株)カネカ 電材事業部 事業企画グループ)
藤井貞男((株)カネカ 電材事業部 事業企画グループ グループリーダー)
液晶ディスプレイ用には種々の光学フィルムが使用されているが,液晶方式の変遷や要求特性の変化に応じて,光学フィルムに対する要求も多様化している。本稿では,光学フィルムを設計するうえでの重要な特性について解説し,これらの制御を含めた光学フィルムの技術的動向について説明する。
【目次】
1. はじめに
2. 光学フィルムに要求される光学特性
2.1 配向複屈折とフィルム位相差
2.2 光弾性複屈折と位相差の安定性
3. 光学フィルムの技術動向
3.1 偏光子保護フィルム
3.2 位相差フィルム
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大型液晶テレビ用位相差フィルム
Retardation Film for LCD-TVs
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堀登志彦(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
廣田光仁(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
奥出修平(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
荒川公平(日本ゼオン(株) 総合開発センター)
液晶テレビは広視野角・高輝度・高コントラスト比・高速応答特性を有しており,広視野角化を実現するために位相差フィルムが使用されている。ここでは,その位相差フィルムの視野角補償原理や設計事例,大型液晶ディスプレイ用位相差フィルムの開発動向について紹介した。
【目次】
1. はじめに
2. 位相差フィルムの光学特性
3. 延伸位相差フィルム
4. 視野角補償原理
5. 位相差フィルムの開発動向
6. おわりに
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TN液晶用視野角拡大フィルム
An Optical Compensation Film“WV film” for LCDs
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及川徳樹(富士フイルム(株) フラットパネルディスプレイ材料研究所 主任研究員)
液晶ディスプレイは,「薄い」「軽い」「消費電力が小さい」などの特長があり,多くのアプリケーションに使用されている。最も一般的に使用されているTN液晶ディスプレイの大きな問題は視野角コントラストが狭いことであったが,視野角拡大フィルム「WVフィルム」の開発により,視野角コントラストを大幅に拡大させることに成功した。本稿では,最近商品化された新WVフィルム「WV-EA」の開発コンセプト,開発技術,達成した主な性能について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. WV-EAの開発のコンセプト
3. WV-EAの開発技術
3.1 PDM層およびTACのトータルの最適化による視野角拡大および色味改良
3.2 WVフィルムのヘイズ減少による正面CR向上
3.3 WVフィルムの薄膜化と精密塗布技術によるムラの改良
(1) 偏光板収縮起因のモニター周辺部の光漏れ(額縁ムラ)改良
(2) PDM層塗布時の厚みムラの改良
4. WV-EAにより達成した主な表示性能
4.1 コントラスト比の視野角依存性改良
4.2 黒表示での輝度の視野角依存性改良
4.3 白表示での色味の視野角依存性改良
5. おわりに
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重合性液晶による光学フィルムと応用
Applications of Optical Film made of Polymerizable Liquid Crystals
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長谷部浩史(大日本インキ化学工業(株) 液晶材料技術本部 液晶材料開発グループ 主任研究員)
重合性液晶は重合性官能基を連結した低分子液晶である。これに紫外線を照射すると,配向状態を保ったまま高分子フィルムになる。この高分子フィルムは複屈折性をもつので,位相差フィルムなどの光学フィルムとして応用できる。重合性液晶を用いた光学フィルムの製造方法およびその特性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 重合性液晶を用いた位相差フィルムの利点
(1) 種々の配向が得られる
(2) 薄膜化できる
(3) 高耐熱である
(4) 配向状態(光軸)をパターン化できる
3. 光学フィルム作製詳細
3.1 製膜および配向
3.2 硬化
4. 重合性液晶材料の特性
5. 重合性液晶を用いた位相差フィルムの作製と特性
6. 今後の課題
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全反射型プリズムシート(TRPS)を用いた高輝度バックライト技術
High Brightness LCD Backlight Technologies with Total Reflection Prism Sheets
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山下友義(三菱レイヨン(株) 情報デバイス開発センター 主席研究員)
全反射型のプリズムシ-ト(TRPS)を用いたLCD用新規高輝度バックライトシステムについて紹介する。従来型のものと比べ著しい高輝度性能を有し,軽量薄型,部材点数削減,低コスト化の点からも高い優位性をもつ。近年本システムの輝度はTRPSの改良によりいっそうの高輝度化と差別化が図られ,現在ノートPCやLED小型モバイル用途に広く展開されている。
【目次】
1. はじめに
2. 全反射型プリズムシート(TRPS)を用いた高輝度バックライト技術
2.1 屈折型プリズムシート
2.2 全反射型プリズムシート(TRPS)
2.3 プリズムシートに対する要求性能
3. マット/プリズム導光体(MPLG)
3.1 MPLGの光学設計
3.2 導光板材料
4. 新規高輝度全反射型プリズムシート(YタイプTRPS)
4.1 高輝度TRPS
4.2 超高輝度TRPS
5. 部材の組み合わせによる高輝度化
6. TRPSを用いたLED高輝度バックライト技術
6.1 小型モバイル用TRPS
6.2 TRPSを用いたモバイル用LED-BLの開発
6.3 LED-BLの入光部品位欠陥の種類と改善
6.4 サーキュラー型TRPS-LEDバックライト
7. おわりに
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多層光学フィルムによるLCD高輝度化技術
LCD Luminance Enhancement by Multilayer Optical Film
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榛澤文久(住友スリーエム(株) オプティカルシステム事業部 第一開発グループ スペシャリスト)
3M社の多層光学フィルムの応用範囲としては,長距離の可視光搬送パイプ用高反射率ミラーや,小さな光学ディスプレイの均一照明などが考えられる。また,液晶ディスプレイを明るく,見やすくできる反射型偏光子は,すでに実用化されている。本稿では,GBO(Giant Birefringent Optics)について説明したのち,関連光学フィルムの特性とその応用例を示す。
【目次】
1. はじめに
2. GBOと反射特性
3. 3M多層光学フィルムの応用例
3.1 GBO反射型偏光子
3.2 可視光全反射ミラー
4. おわりに
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磁場を用いた光学フィルムの作製
Optical Films Prepared using Magnetic Fields
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木村恒久(首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 教授)
非磁性物質でも,適当な条件下では,永久磁石程度の磁場で容易に磁場配向する。液体に懸濁した微結晶や,結晶化過程での高分子溶融体の磁場配向を利用して,高分子複合体あるいは高分子単体の複屈折を制御する方法について述べた。磁場による微結晶の擬単結晶化と,微結晶への低分子のインターカレーションとを組み合わせることにより,分子配向が可能であることを示した。
【目次】
1. はじめに
2. 結晶性高分子の磁場配向
3. 拡散型偏光子
4. 微結晶の精密磁場配向
5. 分子配向
6. おわりに
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光学フィルムの市場動向
Market Trend on Optical Films
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編集部
【目次】
1. 概要
2. 製品動向
2.1 偏光子・偏光関連フィルム
(1) 偏光フィルム
(2) 偏光子フィルム(PVA)
(3) 偏光子膜保護フィルム(TAC)
2.2 位相差関連フィルム
(1) 位相差フィルム
(2) 位相差フィルム基材フィルム
(3) 視野角拡大フィルム
(4) PDP用フィルター
2.3 プリズムシート
2.4 拡散シート・フィルム
2.5 基板・導光板
(1) プラスチックフィルム基板
(2) バックライト用導光板
2.6 反射防止フィルム・反射フィルム
(1) 反射防止フィルム
(2) バックライト用反射フィルム
3. 市場動向
Material Report
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R&D
ヨーロッパにおけるナノファイバーの現状
Present State of Nanofiber Industry in Europe
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谷岡明彦(東京工業大学 大学院 理工学研究科 教授)
本宮達也(東京工業大学 イノベーション研究推進体 ナノファイバー先導研究戦略推進体 研究参事)
ヨーロッパのナノファイバーの研究は,2002年5月に米国のMIT(マサチューセッツ工科大学)に米国陸軍の助成金をもとに設立された「兵員ナノテクノロジー研究所」(ISN) の影響を受けている。特に今回は,基礎分野が伝統的に強いドイツ,科学技術の研究の伝統を誇るイギリスをともに訪問して,前回訪問した2004年2月上旬と比較して,基礎から出口に対する研究をさらに強化している印象を受けた。その研究動向はきわめて活発であり,注目すべきものがある。注1;イノベーションは,人類の直面する世界ニーズに対応する技術革新で,第3期科学技術基本計画ではそれを強く求めている。日本のナノファイバーの開発はまさにそれに相当し,次世代のファイバー産業の創製をめざす。
【目次】
1. はじめに
2. ナノファイバーの研究動向
3. マールブルグ大学化学部門
3.1 概要
3.2 応用分野
(1) 農業分野―ナノトラクターの開発―
(2) バイオ・医療分野
4. ケンブリッジ大学材料科学・金属工学科
4.1 概要
4.2 CNTの開発
4.3 応用
4.4 その他
(1) 資金援助と技術移転
(2) 安全性
5. ケンブリッジ大学電子工学科
5.1 概要
5.2 CAPEの内容
5.3 Amaratunga教授グループの研究
6. 繊維加工技術研究所(ドイツ)
6.1 概要
6.2 応用展開
6.3 遠心紡糸
7. おわりに
(1) 民需用
(2) 軍需用
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低メタノール透過性燃料電池用電解質膜
Proton Conductive Membrane with Ultra Low Permeability of Methanol
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金村聖志(首都大学東京 大学院 都市環境科学研究科 環境調和・材料化学専攻 教授)
メタノール燃料電池は携帯機器の電源として注目を集めているが,メタノールクロスオーバーの問題がある。この問題を解決するために,シリカあるいはポリイミドで作製した3次元規則配列多孔体中にプロトン伝導性高分子を充填することによりコンポジット膜の作製を行った。コンポジット膜中の高分子材料のメタノールによる膨潤は,マトリックス体により抑制され,その結果メタノール透過が抑制された膜が作製された。
【目次】
1. はじめに
2. DMFC用電解質膜
3. コンポジット電解質膜
3.1 コンポジット電解質膜の戦略
3.2 3DOM
3.3 コンポジット電解質膜の作製
4. コンポジット電解質膜の特性
4.1 プロトン伝導性
4.2 メタノール透過性
5. おわりに
連載 SPring-8の産業利用(10)
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フィラー充填ゴムのX線小角散乱
Small-angle X-ray Scattering of Filled Rubber
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篠原佑也(東京大学大学院 新領域創成科学研究科 博士課程2年)
岸本浩通(SRI研究開発(株) 材料プロセス研究部 課長代理)
雨宮慶幸(東京大学 新領域創成科学研究科 教授)
【目次】
1. はじめに
2. X線小角散乱でわかること
3. 極小角X線・小角X線散乱
3.1 実験方法
3.2 実験結果
4. コヒーレントなX線の利用
5. おわりに
