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月刊機能材料 2018年3月号

【特集】エレクトロニクス向け伸縮性・フレキシブル材料

商品コード: M1803

  • 発行日: 2018年3月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

柴田陽生  東北大学
石鍋隆宏  東北大学
藤掛英夫  東北大学
吉田学  (国研)産業技術総合研究所
岡本敏宏  東京大学
山﨑智博  (株)ワイ・ドライブ
阿部次郎  日本電気硝子(株)
梶原鳴雪  名古屋大学
友成寿緒  TDK(株)
芦澤弘樹  アキレス(株)
清水徹英  首都大学東京

目次

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【特集】エレクトロニクス向け伸縮性・フレキシブル材料

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フレキシブル液晶ディスプレイの実現に向けた先端技術開発
Latest Technology for Flexible Liquid Crystal Displays

 プラスチック基板で作る液晶方式のディスプレイを実現することにより,革新的な情報サービスの提供が期待できる。しかし,単に各構成部材を柔らかい素材に置き換えるだけでは実用化が困難である。本稿では,液晶ディスプレイの柔軟化に伴う研究課題を示した上で,それらの解決に向けた材料・プロセス技術について概説する。

【目次】
1. はじめに
2. フレキシブル液晶ディスプレイの構成
3. 柔軟性かつ接着性を有する液晶層の保持技術
4. 超柔軟かつ高耐熱性の透明プラスチック基板
5. 画素駆動用トランジスタの柔軟化
6. おわりに

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ウェアラブルデバイスのための印刷製造技術
Printing Technology for Producing Wearable Devices

 近年,ウェアラブル機器が注目を集め,様々な形態の電子デバイスに対するニーズが高まっている。特に,柔軟性や伸縮性は衣類型のウェアラブルデバイスを実現するためには必要不可欠な特性であり,これらの特性を持つ材料の開発およびこれらを用いたデバイス製造技術の開発が急務となっている。本報では,ウェアラブル機器に必要なデバイスを印刷製造する技術について解説する。

【目次】
1. 緒言
2. ウェアラブルデバイスに必要な要素技術
 2.1 フレキシブル表示部の作製
 2.2 フレキシブルセンシング部(発光部・受光部)
 2.3 フレキシブル給電部
 2.4 高伸縮配線部
 2.5 起毛電極
3. まとめ

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プリンテッド・フレシキブルエレクトロニクスのための革新的有機半導体材料の開発
Development of Creative Organic Semiconducting Materials Toward Printed and Flexible Electronics

 有機半導体材料は,低コストの塗布プロセスで電子デバイスを作製できる。近年,印刷可能で10 cm2/Vsを超えるキャリア移動度を有する有機半導体材料が報告されるようになり,きたるInternet of Things(IoT)社会を担う鍵材料として大いに注目されている。本稿では,最近,筆者らが取り組んでいる独自の材料設計指針に基づく有機半導体研究を紹介するとともに,最後に今後の展望をまとめる。

【目次】
1. はじめに
2. 半導体分子の設計指針
3. 簡便かつ汎用性の高い合成法
4. 屈曲型パイコアの集合体構造と理論計算
5. 屈曲型パイコアの単結晶薄膜の作製とトランジスタ特性評価
6. 屈曲型パイコアの熱物性とトランジスタの熱耐久性
7. さいごに

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グラファイト系伸縮性ストレッチャブル導電性ペーストの開発
Development of Graphite-Based Stretchable Conductive Paste

 グラファイト系繊維にカーボンナノチューブが巻付いた構造の伸縮性導電性ペーストを開発した。連続的な伸び縮みに対し両者が絡み合った状態で可動することで伸縮性導体機能を維持する。2種類以上の材料が混ざったハイブリッド系の伸縮性導体に属する。現在,伸縮性導電性ペーストの構成は幾つか提案されているが,もっとも安価に製造できる構成の一つであると考えている。

【目次】
1. はじめに
2. 現在の伸縮性導電ペーストの開発動向と用途展開
 2.1 フレキシブル基板とストレッチャブル性
 2.2 印刷電子分野における適用
  2.2.1 ウェアラブル可能な電子製品
  2.2.2 印刷回路基板
  2.2.3 3Dプリント技術と印刷電子回路の複合化
  2.2.4 成型複合化構造の電気製品
3. グラファイト系材料を使用するメリット
4. 当社の伸縮性導電性ペースト
5. 実用化実証テスト例
 5.1 概要説明(心拍・呼吸計と健康管理)
 5.2 概要説明(屈曲センサー)
6. バインダー成分の種類
7. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

長円形断面を有するガラス繊維とその複合材料特性
Glass Fiber with Elliptical Cross Section and FRTP Composite Properties

 ガラス繊維(円形断面ガラスファイバ)により,熱可塑性樹脂の弾性率・強度の向上が図られている。近年,成形品の薄肉化に伴う低反り,成形品の大型化による表面外観の向上が求められている。今回上述の要求事項を満たすことが可能となる長円形断面を有するフラットガラスファイバによる効果の確認と従来品である円形断面ガラスファイバとの比較を行った。

【目次】
1. はじめに
2. ガラス繊維の生産方法と表面処理剤について
 2.1 ガラス繊維の生産方法
  2.1.1 ガラス溶解工程
  2.1.2 紡糸(繊維化)工程
  2.1.3 集束剤の役割と塗布工程
  2.1.4 加工工程
3. 準備
 3.1 材料
 3.2 成形
4. ガラス繊維の断面形状による効果
 4.1 寸法安定性の確認と分析
 4.2 樹脂の流動性への影響
 4.3 成形品外観の良化の確認
5. 一般的な複合体の物性確認
 5.1 ガラス含有量30%における複合体の諸物性
 5.2 ガラス繊維断面形状のガラス含有量への影響
6. まとめ

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[ Material Report -R&D- ]

N3P3環網目状ポリホスファゼンの生成とその用途{Ⅰ}
Formations and Uses of Cyclomatrix Polyphosphazenes(Ⅰ)

 N3P3あるいはN4P4環網目状ホスファゼンポリマーの生成および用途開発研究は古くから行われ,アメリカのGEが世界で最初に商品化に成功し,ダイナラックを生産販売したが,途中で生産を中止した。その後もN3P3環網目状ホスファゼンポリマーの研究開発が続けられ,日本で3種類の商品化(商品名「PPZ」,「クシーノJP」および「アブソルート2」)に成功している。これらの商品は側鎖基が光あるいは熱で重合し,N3P3環網目状ホスファゼンポリマー硬化樹脂を生成する。「PPZ」はハードコート材,また「クシーノJP」および「アブソルート2」は歯科材料とし,現在でも生産販売されている。これらの商品に続くものとし,LIB 用材料への応用が検討され,性能評価データなどによると既存材料よりも優れているので,近い将来その分野の商品が登場するものと思われる。

【目次】
1. はじめに
2. 3DPPの研究開発
 2.1 縮合架橋化反応
  2.1.1 2官能性あるいは多官能性化合物との縮合架橋化反応
3. おわりに

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[ Material Report -R&D- ]

薄層銅箔を内蔵したノイズ抑制シートの開発
The Development of Noise Suppression Sheet with Thin Copper Layer

 今後も電子機器の軽薄短小と省電力化は止まらない。部品実装密度も向上している中,限られた空間でのノイズ対策が要求されると予想しており,有効なノイズ対策部品となる磁性シートの薄型化が必要で,今回,アキレス社のポリピロールめっき技術を活用し,1μmの銅箔を用いた磁性シートを開発した。

【目次】
1. はじめに
2. 磁性シートと銅箔の適用周波数帯
3. ポリピロールを用いたCu めっき技術
4. プロセス
5. 銅箔シート付き磁性シート(IFMシリーズ)の効果と応用事例
 5.1 銅箔と磁性シートを組み合わせた時のノイズ抑制効果
 5.2 具体的な応用事例
  5.2.1 事例①高周波ノイズ
  5.2.2 事例②低周波ノイズ
  5.2.3 事例③耐ノイズ性能
  5.2.4 事例④遠方界の輻射ノイズ
6. 最後に

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<連載>表面テクスチャリング技術の最新動向とトピックス(3)

表面テクスチャリングによる無潤滑摺動下におけるトライボロジー特性の向上
Improvement of Tribological Properties under Dry Sliding Friction by Surface Texturing Technology

 無潤滑下の表面テクスチャリングの機能として,接触界面に捕捉される摩耗粉数の低減効果に着目し,マイクロテクスチャ構造を有するDLC膜の無潤滑下のトライボロジー特性をボールオンディスク摩擦摩耗試験により検証した。その結果1GPa以上の高面圧負荷の無潤滑摺動の下,μ=0.1前後の極めて安定した摩擦摺動特性と10万回の優れた耐久性が実現された。

【目次】
1. はじめに
2. 無潤滑摺動界面における表面テクスチャリングの効果―摩耗粉捕捉率の低減
3. DLC薄膜を用いたマイクロテクスチャ構造の創製
4. 無潤滑摩擦下におけるマイクロテクスチャDLC膜のトライボロジー特性
 4.1 テクスチャ構造付与による効果
 4.2 テクスチャ構造寸法の影響
  4.2.1 テクスチャ構造間隔pの影響
  4.2.2 テクスチャ構造幅wの影響
5. おわりに
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