Recently, silicone is being used for LED chip lens due to its good thermal stability and optical transmittance. In order to predict residual stresses, which cause optical birefringence and mechanical warpage of silicone, a finite element analysis was conducted for the curing of silicone during molding. For the analysis of the curing process, a dynamic cure kinetics model was derived based on the results of a differential scanning calorimetry (DSC) testing and applied to the material properties for finite element analysis. Finite element simulation results showed that a step cure cycle reduced abrupt reaction heat and showed a decrease in the residual stresses.
Fluorinated polyimides with high thermal stability, low optical absorption loss in the optical communication wavelengths of 1.3 and 1.55㎛, and low birefringence and water absorption have been investigated for optical waveguide applications. These polyimides were prepared from 2,2-bis(3,4-dicar-boxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) with 1,4-bis-(4-amino-2-trifluoromethyl-phenoxy) tetrafluorobenzene (ATPT) , 1,4-bis-(4-amino-2-trifluoromethyl-phenoxy) benzene (ATPB) , and 1,3-bis-(4-amino-2-trifluoromethyl-phenoxy ) 4,6-dichlorobenzene (ATPD ), respectively. The polyimides obtained had glass transition temperatures that ranged from 260 to 280$\^{C}$, and low water absorption less than 0.4% and low optical loss (> 0.2 dB/cm) at 1.3 and 1.55㎛. Birefringency values of polymer films ranged from 0.0041 to 0.0066.
Poly(ethylene terephthalate)(PET) filaments of regular(monodenier 2.08d) and ultramicrofiber (monodenier 0.05d) were treated with dimethylformamide(DMF) to observe the structure change of the PET such as shrinkage, density, X-ray diffraction of the UMF treated with DMF were measured. Also, dyeing experiments were performed to see the effects of DMF. The dyeability was improved by DMF treatments, and the equilibrium dye uptake increased in spite of the increase in the density and birefringence and crystallinity. The heat shrinkage appeared in PET UMF treated PET UMF treated with DMF at $80^\circ{C}$ by TMA, DSC, and Reovibron analysis and $T_m$ peak was shown by DSC analysis.
견단백질을 구성하는 액상견사막인 중부견사막을 추출한 후, 약3배로 급속히 연신하여 견 monofilament를 제작하였다. 이 시료를 연화시켜 분자간의 수소결합능을 저하시키기 위해 비등상태의 증류수에 팽윤시킨 다음 연신처리를 행한 결과는 다음과 같다. 1. 열분석과 X선회석의 결과로부터 견사막건조물시료은 Silk I형의 결정영역 및 random 무정형분자로 구성되어 있었으나 monofilament시료에서는 부분적으로 Silk II형결정이 발현하기 시작하여 더욱더 연신한 62.5% 연신시료에서는 거의 완전한 Silk II형결정으로 전이하는 것을 알 수 있다. 2. 복굴절율 및 밀도는 monofilament시료에 비해 연신율의 상승과 함께 증가하는 경향을 나타내어 견 fibroin분자의 배향은 초기에 급격히 증가하여 fibroin분자의 배향이 완성되었다. 3. 가수분해처리에 의한 복굴절율은 연신율의 상승에 따라서 증가하는 경향이었다. 또, 가수분해의 처리시간과의 관계에서는 연신율이 증가함에 따라 복굴절율도 거의 일정하게 나타나 배향결정화가 진행되어 배열이 좋게 되어진 무정형이 결정으로 전이하는 것이 시사되었다. 4. 62.5% 연신시료를 가수분해한 경우의 X선회절은 가수분해에 의해 배향의 흐트러짐은 생기나 결정풍괴는 일어나지 않았다. 열분석에서도 가수분해의 처리시간이 증가함에 따라 최대흡열 peak 온도는 저온측으로 이동하여 가수분해처리에 의해 고배향의 무정형부분이 유출로 인하여 결정부분의 배향이 흐트러진다는 것이 X선분석 결과로부터 추측되어진다.
냉각속도가 재열처리가 AFD 방법에 의해 제작된 76SiO2-14B2O3-6Na2O-4Al2O3 유리박막의 광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 유리박막의 열팽창계수는 30$0^{\circ}C$부터 전이온도 사이에서 약 5$\times$10-6/$^{\circ}C$이었으며, 전이온도는 62$0^{\circ}C$였다. 유리박막을 전이온도 이하에서 열처리할 경우 열처리 시간이 증가함에 따라 굴절률은 증가하였으며, 열처리 온도가 증가함에 따라 굴절률의 증가속도는 더 컸다. 열처리온도에 따른 유리박막의 복굴절(TE-TM)감소는 굴절률이 가장 크게 증가하는 온도인 $600^{\circ}C$에서 가장 효과적이다. 한편, 냉각속도가 증가함에 따라 유리박막의 두께는 증가하였으며, 굴절류른 감소하였다.
A microlens array has been required to improve light conversion efficiency in image sensors. A microlens array can be usually fabricated by photoresist reflow, hot-embossing, micro injection molding, and UV-imprinting. Among these processes, a UV-imprinting, which is operated at room temperature with relatively low applied pressure, can be a desirable process to integrate microlens array on image sensors, because this process provides the components with low thermal expansion, enhanced stability, and low birefringence, furthermore, it is more suitable for mass production of high quality microlens array. In this study, to analyze the optical properties of the wafer scale microlens array integrated image sensor, another wafer scale simulated image sensor chip array was designed and fabricated. An aspherical square microlens was designed and integrated on a simulated image sensor chip array using a UV-imprinting process. Finally, the optical performances were measured and analyzed.
전기광학 폴리머(electro-optic polymer)의 다양한 전기광학 특성을 동시에 측정하기 위한 실험장치와 기법을 제안하였다. 제안된 실험장치를 이용하여 폴링(poling)전 측쇄(side-chain)결합형 전기광학 폴리머 필름에 강한 de 및 ac 전기장을 인가시 발생하는 전기광학 효과와 복굴절을 관측하였다. 다양한 폴링조건에 따른 전기광학 계수의 의존성을 실시간으로 측정하였다. 폴링후의 폴리머 필름의 열적 안정성을 평가하기 위하여 전기광학 효과의 이완현상을 측정하여 잘 알려진 전기광학 폴리머와 특성을 비교하였다. 이 실험장치는 실험과정과 시간을 줄일 수 있다.
야잠사, Antheraea pernyi와 Antheraea yamamai의 구조특성을 살폅기 위하여 x-ray 회절 분석, IR 분광법, 편광현미경 관찰, 아미노산 분석을 행하였으며 섬유밀도, 열적 성질 및 동점탄성 성질을 살펴보았다. 그들의 구조 및 물리적 성질에 대한 결과를 가잠사(Bombyx mori)의 특성과 비교하여 요약하면 다음과 같다. 1. 작잠견사와 천잠견사의 아미노산 조성에는 큰 차이가 없었으나 천잠견사의 경우 반응성이 높은 극성아미노산이 다소 많은 것으로 나타났으며 가잠견사의 경우 glycine, 야잠사는 alanine 함량이 가장 많으므로 이들의 견사의 결정구조 특성에 관여되었다고 할 수 있다. 2. 섬유밀도 측정결과 천잠사(1.265~1.301g/㎤), 작잠사(1.308~1.311g/㎤), 가잠사(1.355~1.356g/㎤) 순으로 나타났으며 계산된 결정화도 값도 천잠사(51%), 작잠사(52%), 가잠사(64%) 순으로 나타났다. 3. 작잠사와 천잠사의 x-ray 회절곡선은 차이점이 없이 2$\theta$기호 16.7。와 20.5。에서 (002)면과 (201)면의 특징적인 double peak이 관찰되었으며 가잠사의 경우 2$\theta$기호 20.5。 부근에서 강한 회절 peak이 나타나 결정 구조가 서로 다른 것으로 나타났다. 4. IR spectrum 관찰결과 작잠사와 천잠사는 공히 alanine-alanine sequence에 관계되는 흡수 peak이 나타나며 가잠사는 glycine-alanine sequence에 관련된 group의 흡수 peak이 나타났다. IR 결정화도는 밀도측정에 의한 결과와 동일하게 천잠사(53.9%), 작잠사(54.3%), 가잠사(70.4%) 순으로 계산되었다. 5. 복굴절률은 가잠사의 경우 0.0556에 비하여 야잠사는 0.0216으로 낮은 값을 나타내며 광학배향도값도 가잠사가 2배 정도 높은 것으로 나타났다. 편광현미경에 의한 표면특성은 야잠사의 경우 섬유축방향으로 microfibril들이 줄무늬 모양으로 뚜렷하게 관찰되었다. 6. DSC 및 TGA 분석에 의하여 열분해특성을 살펴본 결과 열분해온도는 가잠사, 작잠사, 천잠사 순으로 350。 부근에서 나타났으며 각각의 구조특성에 따라 열분해가 진행되는 단계가 달리 나타나는 것으로 관찰되어 열안정성의 차이를 보여주었다. 7. Dynamic storage modulus와 loss modulus를 측정하여 얻은 유리전이온도는 가잠사 22$0^{\circ}C$, 천잠사, 24$0^{\circ}C$ 및 작잠사 255$^{\circ}C$의 값을 나타냈으며 이것은 비결정영역의 전이형상이 각 견사의 구조특성에 따라 다른 거동을 하고 있음을 의미한다.
견사의 정연 방법으로는 알카리 용액에서 열을 이용하는 방법과 단백질 분해 효소를 이용하는 방법으로 크게 나눌 수 있는데 본 실험은 Bacillus licheniformis 단백질 분해 효소로 정연한 견사의 이화학적 특성과 열 처리 영향 및 효소 정연 견 피브로인 수용액의 특성을 비누 정연 견사와 비교하여 실험한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정연 견사의 표면을 주사 전자현미경으로 관찰한 결과 정연 방법에 따른 뚜렷한 차이가 없었으며 정연 견사의 아미노산 조성을 분석한 결과에서도 정연 방법에 따른 큰 차이가 없었다. 2. 효소 정연 견사는 비누 정연 견사에 비하여 강력과 신도가 약간 저하되었고 점도도 비누 정연 견사의 0.59에 비하여 효소 정연 견사는 0.56으로서 저하된 반면 ($\alpha$+$\varepsilon$) amino group content는 비누 정연견사의 49.5$\mu$mo1/g보다 효소 정연 견사는 53.6 $\mu$mol/g로서 증가되었으므로 효소 정연 견사는 비누 정연 견사보다 degradation이 더 일어난 것으로 추측된다. 3. 효소 정연 견사는 비누 정연 견사에 비하여 복굴절도가 높았으며 DSC thermogram에서 열 분해 온도도 약 1$0^{\circ}C$ 높았다. 또 효소 정연 견사의 IR 및 X-ray crystallinity도 각각 0.70과 0.53으로서 비누정연 견사의 0.67과 0.50에 비하여 약간 높았으므로 효소 정연 견사의 경우 결정성 및 배향성이 비누 정연 견사보다 높은 것으로 판단된다.
본 연구에서는 친환경적인 특징을 가지면서도 우수한 기계적 특성을 가지고 있어 고분자 복합재료의 보강제로 주목 받고 있는 Cellulose nanowhisker (CNW) 를 염산 혹은 황산을 사용한 산가수분해 방법을 이용하여 Microcrystalline cellulose (MCC) 로 부터 추출하였다. 염산 혹은 황산을 사용하여 추출된 CNW는 직경이 20 에서 30nm 정도였고, 길이가 200 에서 300 nm 로써, 형상학적 측면에서 유사한 특성을 가지는 것을 확인하였다. 또한 전해질 용액의 전기전도도를 이용한 적정 (conductometric titration) 결과 황산을 이용하여 제조되어진 CNW의 경우, 셀룰로오스 표면의 sulfate group 에 의해 나타나는 표면전하 값이 각각 140, 197.78 mmol/kg으로 나타났으며, 염산을 이용하여 제조되어진 CNW 의 경우 셀룰로오스 표면에 약한 전하 값을 가져 표면전하 값을 구할 수 없었다. 황산을 이용하여 추출된 CNW의 열중량 분석 결과 염산을 이용하여 추출된 CNW와 비교하여 열분해 온도가 급격히 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, Broido's method를 이용하여 정의 되어진 열분해 거동에 대한 활성화 에너지 역시 상대적으로 낮음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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