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A novel scheme of structure reliability for polymer MEMS and stress sensing by mechanoluminescence

Research Project

Project/Area Number 16K13651
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Shoji Kamiya  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204628)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords有機薄膜トランジスタ / フレキシブルデバイス / 曲げ試験 / 電気特性変動 / 電子顕微鏡 / その場観察 / 応力発光体 / 曲げ疲労試験 / 電子顕微鏡観察 / 銀ナノ粒子インク配線 / プリンテッドエレクトロニクス / 有機トランジスタ / フレキシブルエレクトロニクス / 有機半導体
Outline of Final Research Achievements

The aim of the study is to evaluate the relationship between bending strain and IV characterization of organic thin film transistor on PEN film under bending load for mechanical reliability of flexible electronics device. When the organic transistor was bend toward the parallel and perpendicular to the channel, current value decreased in proportion to the bending strain. The breaking point is reached at 9.8% strain. We found that the two failure modes which are the crack propagation of semiconductor layer and leak current. We also demonstrated that the method of visualization of crack propagation and fracture point based on mechnoluminescence was effective for flexible device under mechanical loading.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

曲げる電子ペーパーや折りたたみディスプレイのように柔軟性をもつ電子デバイスの実用化が期待される中、これら製品を安全に設計・運用するにはデバイスの機械的負荷に対する電気特性変動や故障に至る限界点の評価が重要であり、本研究では高分子フィルム上に製作した有機薄膜トランジスタの曲げ試験により素子の曲げひずみと電気特性劣化を評価し、さらに電子顕微鏡観察下で曲げ試験を実施することで曲げ負荷に伴う素子の損傷過程についても明らかにした。また機械的な負荷をうけるデバイスの破壊や損傷の可視化・検出方法として応力発光体が有効な手段であることを実験的に確認した。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] A novel scheme of characterization for performance deterioration behavior of flexible devices under bending deformation2019

    • Author(s)
      S. Kamiya, H. Izumi, T. Sekine, N. Shishido, H. Sugiyama, Y. Haga, T. Minari, M. Koganemaru, S. Tokito
    • Organizer
      46th International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 印刷有機薄膜トランジスタの曲げ変形による損傷と電気特性変動2018

    • Author(s)
      宍戸信之、泉隼人、関根智仁、杉山裕子、神谷庄司、小金丸正明
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] レキシブル基板上に印刷された銀粒子配線の曲げ疲労損傷挙動とその評価2018

    • Author(s)
      神谷庄司、泉隼人、関根智仁、杉山裕子、芳賀康子、宍戸信之、小金丸正明
    • Organizer
      日本機械学会2018年度年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Bending Durability of Organic Thin Film Transistor and Stress Sensing using Mechanoluminecence2018

    • Author(s)
      H. Izumi, Y. Haga, N. Shishido, S. Kamiya
    • Organizer
      The 9th Asia-Pacific Conference of Transducers and Micro-Nano Technology
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 応力発光を用いた積層構造フィルムの屈曲変形に伴う損傷挙動の評価2018

    • Author(s)
      泉隼人、芳賀康子、宍戸信之、神谷庄司
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第67期総会・講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] フレキシブル有機トランジスタの曲げ変形による性能劣化モードのその場観察2017

    • Author(s)
      宍戸信之、末松祐一、泉隼人、神谷庄司
    • Organizer
      日本機械学会2017年度年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 曲げ試験による有機薄膜トランジスタの信頼性評価2016

    • Author(s)
      宍戸信之、末松祐一、神谷庄司
    • Organizer
      日本機械学会2016年度年次大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス、福岡
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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