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湾曲した機能性フレキシブルフィルムの表面歪み解析

研究課題

研究課題/領域番号 15J11708
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 有機・ハイブリッド材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤松 範久  東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードフレキシブルフィルム / 回折格子 / 表面ひずみ
研究実績の概要

曲面ディスプレイやウェアラブル端末などのフレキシブルデバイスが大変注目されている。しかしながら,ガラスに替わるフレキシブルなフィルム基板が湾曲した際に生じる表面ひずみの解析が大きな課題のひとつとなっている。そこで本年度は,回折格子と呼ばれる周期的な構造体をラベル化したフィルムにレーザー光を入射し,湾曲に伴う回折光の変化を観察することでひずみを簡単かつ高精度で解析できる測定法の確立を目的とした。
フレキシブルフィルムは曲げるに従って大きく湾曲する。したがって,購入したCCDカメラを解析装置に組み込み,湾曲したフレキシブルフィルムを撮像し形状を捉え,常に同じ位置で測定できるように改良した。その結果,手動で対処することが困難であった光路長(測定フィルムから回折光を投影するスクリーンまでの距離)の校正を自動で行うことができる解析装置を作製した。
自動解析装置を利用して柔軟なシリコーンゴムであるポリジメチルシロキサン(PDMS)フィルムの湾曲に伴う表面ひずみの解析を行った。単層PDMSフィルムを解析した結果,膜厚の大きいフィルム程表面ひずみが大きくなることが定量的に解析することで明らかとなった。また,硬さの異なるPDMSを積層したフィルムが従来の固体力学から乖離した湾曲挙動を示すことを見出した。これらの結果は,積層PDMSフィルムは湾曲時に中立面(湾曲時に膨張も収縮もしない面)が膜厚の中間からシフトすることを示唆している。
本手法により,フレキシブル材料の開発過程で問題となる反り,クラックなどの原因を非破壊で調べることが可能となる。材料の変形に伴う表面ひずみの測定は,新たな機能性材料の設計において力学特性を向上させるために必要不可欠な技術である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Suppressing molecular vibrations in organic semiconductors by inducing strain2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, R. Haeusermann, J. Tsurumi, J. Soeda, Y. Okada, Y. Yamashita, N. Akamatsu, A. Shishido, C. Mitsui, T. Okamoto, S. Yanagisawa, H. Matsui, and J. Takeya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 11156-11156

    • DOI

      10.1038/ncomms11156

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of mechanical analysis system of flexible films2015

    • 著者名/発表者名
      Norihisa Akamatsu, Shigenori Fujikawa, Atsushi Shishido
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分子フィルムの湾曲に伴う表面力学評価2015

    • 著者名/発表者名
      赤松 範久・小池 泰徳・藤川 茂紀・宍戸 厚
    • 学会等名
      プラスチック成形加工学会,成形加工シンポジア'15
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] ウェアラブルデバイスの小型、薄型化と伸縮、柔軟性の向上技術2015

    • 著者名/発表者名
      赤松 範久・小池 泰徳・藤川 茂紀・宍戸 厚
    • 総ページ数
      510
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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