2019 Fiscal Year Annual Research Report
Quantitative analysis of surface strain of bent film: Fabrication of high performance flexible substrate by molecular orientation design
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18K14297
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤松 範久 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (50806734)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ひずみ / 分子配向 / 湾曲 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，湾曲した高分子フィルムの表面ひずみを微視的に定量解析し，ナノスケールである分子の動きが巨視的な動きに増幅されるプロセスの解明を目的とする。フレキシブルデバイスの開発は，湾曲に追従する高伸縮な材料の開発とデバイス全体の薄型化に大別される。しかしながら，高分子フィルムの湾曲メカニズムには未解明の点が多く，ひずみの視点から湾曲挙動を詳細に理解することが求められる。そこで，曲げても表面のひずみを軽減できる高性能なフレキシブル基板を創製する第三のアプローチを提案している。湾曲挙動の理解に基づき，戦略的に分子配向を空間精密制御することにより，折り曲げても劣化しないフレキシブルなフィルムを創製する。
本年度は，容易に配向制御できる液晶を用いて一軸配向およびツイストネマチック配向を有する単層の液晶高分子フィルムを作製した。得られたフィルムを前年度に開発した周期構造体を有する薄膜ラベルを用いた表面ひずみ測定法により解析した結果，同一の膜厚かつ同一の湾曲形状における表面ひずみが分子配向方向により大きく異なることを明らかにした。一軸配向フィルムでは，湾曲に対する分子配向方向に依らず外面が膨張し，内面が収縮する対称な表面ひずみ挙動を示した。一方で，ツイストネマチック配向フィルムでは，分子配向に依存して外面と内面が非対称なひずみ挙動を示した。このように，分子配向を空間的精密制御することにより湾曲による表面ひずみが制御できたことから，これまで高性能でありながら低伸縮性であった電子部材を容易に積層することができるフィルム基板となり得る。
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