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Systematic quantitative characterization for the mechanical robustness of flexible thin film devices against repeated bending deformation

柔性薄膜器件针对重复弯曲变形的机械鲁棒性的系统定量表征

基本信息

批准号：
22K03825
负责人：
泉隼人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

IoTと呼ばれる新しいインフラが作る社会へ向けて、人や物に寄り添うソフトな電子デバイスの研究開発が活発化している。フレキシブルデバイスは、曲面に貼り付けして大変形にも追従できる特徴を持つが、その実用化と普及には、長期間使用に耐える機械信頼性をどのように評価し保証するかという問題を解決しなければならない。本研究は構造物の信頼性を保証するための機械工学的方法論をフレキシブルデバイスの評価に取り入れ、極限的変形状態に至る間の動作特性を把握し、さらに複数の変形レベルにおける繰返し負荷に対する特性の変化を統合することで、視覚的かつ定量的な動作信頼性保証を可能とする、新しい評価体系の構築を目的とする。研究計画の初年度として、今年度は以下の研究実績を得た。デバイスの極限的変形状態に至る間の動作特性を把握するため、デバイスを完全に二つ折　りできる曲げ疲労試験機の製作に着手し、機械部品と直線往復動作機構を有する動力機を組み合わせ、一軸一方向に曲げ（片曲げ）、かつ繰り返し負荷が可能な疲労試験機を開発した。また曲げ方向に関して、一軸一方向から一軸二方向（両曲げ）への拡張を検討し、磁力とスライダークランク機構の組み合わせにより試験片の曲げ方向を任意に制御した一軸二方向曲げ機構を開発し、これを試験機に実装した。フレキシブルプリント回路基板（ポリイミドフィルム上にメッキで作製された銅配線）を試験片対象に、一軸一方向曲げおよび一軸二方向曲げの予備実験を実施し、曲げ機構の動作確認および疲労試験の実施に問題ないことを確認した。

IoT calls for the development of new technologies for social development, human and physical development, and the development of electronic technologies. The floor-to-ceiling device has the characteristics of being attached to a curved surface and having a large shape, and can be easily traced. In addition to its practical use and popularization, it can improve mechanical reliability due to long-term use. It can also be evaluated and guaranteed to solve the problem. This study aims to establish a methodology for evaluating the reliability of structures, to grasp the operating characteristics of structures from their deformation state to their limit, to integrate the load characteristics of structures from their deformation state to their load characteristics, and to ensure the reliability of structures from their deformation state to their limit. The following research results were achieved in the first year of the research plan and this year. To grasp the operation characteristics from the deformation state to the limit of the machine, to start the manufacture of the fatigue test machine, to assemble the power machine with mechanical parts and linear reciprocating mechanism, to bend the machine in one axis and one direction, to open the fatigue test machine. The bending direction of the test piece is controlled arbitrarily, and the bending direction of the test piece is controlled arbitrarily. The circuit board of the test piece, the one-axis one-direction curve, and the one-axis two-direction curve are prepared for implementation. The operation of the curve mechanism is confirmed. The problem of the fatigue test is confirmed.