プリンテッドおよびフレキシブル・エレクトロニクス

材料の特性評価やデバイス設計から、アプリケーション開発やシステム全体のプロトタイプ構築にいたるまでのサービスを提供

フレキシブル・エレクトロニクス、プリントテッド・エレクトロニクス、有機大面積エレクトロニクスの市場は急速に成長しています。現在世界全体で10億ドルと推定されるこの市場は、2016年までに450億ドルに拡大すると見られています。こうした市場成長の主な要因には、柔軟な基板を利用することによって新しい市場が出現したこと、機能を完備したエレクトロニクスを低コストな印刷技術を使って作製することが可能になり様々な機会が生まれたこと、そして電子デバイスを最新のシステムや機器に組み込むことで新たな市場が開拓されたことなどが挙げられます。

お客様が開発している最新の電子材料、デバイス、システムにおける潜在的な可能性を見つけ出すお手伝いをするために、PARCでは、材料の特性評価に関する知識やデバイスと回路の設計に関する専門知識を動員して、機能性と製造可能性を実証するための商業レベルのプロトタイプを作製するサービスを提供しています。PARCはこれまで、企業や官公庁、その他のパートナーと協業してきました。

写真(左から右へ) --  フレキシブル・フォトセンサ、印刷技術を用いて同じ基板上に形成されたフレキシブルなメモリとロジック回路、テスト用のシステムに構築された圧力センサ、プラスチック基板のa-Siバックプレーン、柔軟性のあるpolySi OLEDバックプレーン、印刷技術を用いたプラスチック基板のe-paperバックプレーン、柔軟で高密度なインターコネクト、RFコイル

 

 

フレキシブル・エレクトロニクス

フレキシブル・エレクトロニクスは、軽くて丈夫なうえに、ポータブルで、曲げたり丸めたりもでき、将来的には折り畳める可能性もあります。PARCの大面積エレクトロニクス分野における研究の歴史は 1970年代(a-Siの研究開発を開始した時)にまで遡り、柔軟性を持ち合わせながら、しかも最適なパフォーマンスを確保するため、パターン化や材料の組み合わせといった問題に取り組んできました。その結果、信頼のできる製造技術を確立することができました。現在PARCでは、フラットパネルディスプレイやイメージセンサバックプレーン用の薄膜トランジスタ( TFT )とp-i-nフォトダイオードに関する研究を多く手がけています。また、プラスチック基板上に低温a-Siを形成、金属と石英の基板上にp-Siをレーザ結晶化、またレーザ再結晶化からマスク未使用のジェットプリント式デジタルリソグラフィにわたる革新的な製造技法を実証してきました。フレキシブル・エレクトロニクス関連では、基板材料や印刷可能な半導体、誘導体、金属の開発・供給業者のために、材料の特性評価や最適化に加え、表示、感知、処理に関するアプリケーションのプロトタイプ構築等のサービスを提供しています。

プリンテッド・エレクトロニクス

PARCは、有機半導体(印刷技術を使ったTFTアレイを含む -- 写真参照)や伝導体用の、ジェットプリンティングプロセスを開発しました。その結果、斬新な機能が実現され、製造コストが削減されました。これらの高性能印刷デバイスは、材料の特性を理解した上で、誘導体と半導体、半導体と金属をうまく結合できるようなデバイス設計をすることによって実現しました。(ビデオ参照)印刷技術を用いて作られたトランジスタは、ポリマーに関して格段の性能を発揮し、ディスプレイに係わるすべての要件を満たしています。PARCのa-Si、低温ポリシリコン(LTPS)、および有機半導体TFTには、低温で沈着し、弾性係数が低いという利点があります。そのため、X線、超音波、中性子イメージング等、種々の放射線検知器にも適用されています。

センサと検知

PARCでは、付加価値が高く、低コストのセンサの開発に興味のある企業のために、センサ関連のエレクトロニクスをニーズに合わせて作製するというサービスを提供しています。PARCのプリンテッド・エレクトロニクスおよびフレキシブル・エレクトロニクス関連の技術は、低コストと廃棄処分の容易さを基準にしている製品の開発に最適で、消費者向けのヘルス関連の製品や電子製品、高機能パッケージングのほか、医療や生物医学向けの幅広いアプリケーションに適した電気・機械的センサに応用することができます。

エレクトロニクスの設計とプロトタイプの構築

このサービスは、材料や製造ツール、または製品のアイデアを実証するためのプロトタイプを必要とする企業に最適です。プロトタイプには、プリンテッド・エレクトロニクス部品のほか、従来の大面積エレクトロニクスの手法を使って製造される薄膜エレクトロニクスや、集積回路からプリント基板にいたる従来のシリコンベースの回路等が含まれます。PARCは「概念の実証」レベルのデモ用システムを設計・作製し、製造業のパートナーと協力することで、量産を可能にします。

半導体とオプトエレクトロニクスのための柔軟で高密度なインターコネクト

PARCで開発されたClawConnectというプラットフォームにもとづき、柔軟で高密度なインターコネクト(HDI)技術を発明しました。このHDI技術により、クオリティや信頼性を失うことなく、ごく薄くて小さい高機能で柔軟性の高いインターコネクトを低コストで構築することが可能になります。この技術は、MCP、MCM、チップオンボード(COB)、チップオンキャリア、ウェハレベルのパッケージング(WLP)、シングルインラインパッケージング(SIP)、ランド・グリッド・アレイ(LGA)、タブ・ボンディング、フレキシブル・エレクトロニクス、ハイブリッドシリコンとプリンテッド・エレクトロニクスの接続、インターポーザ、プローブカードなどのアプリケーションに応用可能です。

MEMSの技術

PARCで開発されたClawConnectというプラットフォーム技術をベースに、3Dのミクロ組織を製造するための非常に用途の広い手法を開発しました。この技術には、様々なアプリケーションにおいて下記のような利点があります。

  • モバイルや携帯デバイスの高解像度ディスプレイにおける空間密度。
  • 柔軟なため、TCEミスマッチを補うことができ、様々な基板にチップを付着させることが可能。
  • チップと基板上のチップとの間のギャップが少なく、より薄いMCM(マルチチップモジュール)やMCP(マルチチップパッケージ)が可能。
  • はんだが不要なため、組み立て段階の再加工や高価なMCMやMCPのテストが可能。
  • チップ間の高速コミュニケーションのための高周波性能が可能。

また、この技術をもとに下記のような様々なデモを構築しています。

  • ウェハーレベルの半導体の検証とテスト
  • ナノスケールのリソグラフィに用いられる、超並列ディップペン・プローブ
  • 携帯電話やその他の無線デバイスのためのQ値の高い統合インダクタ
  • 光通信やその他の光を操作または走査するアプリケーションにおいて、ビーム操作の鏡を支える静電駆動の移動可能なClawConnect™の構造
  • 超高トポグラフィ面を映像化するための、原子間力顕微鏡(AFM)のプローブ
  • データストレージ用の超並列プローブアレイ
  • プロジェクションディスプレイのためのアクチュエーテッド二次元ミラーアレイ

PARCのサービス例(PDFのダウンロード)

材料とデバイスの開発と最適化

アプリケーション開発

フルシステムのプロトタイプ構築

 

ビデオ

TEDx SFのイベントで行われたプリンテッド・エレクトロニクス開発部門のマネージャー、ヤノッシュ・ベレッシュ(Janos Veres)によるスピーチ

 

ポッドキャスト

プリンテッド・エレクトロニクス開発部門のマネージャー、ヤノッシュ・ベレッシュ(Janos Veres)のインタビュー

インタビュー記事は こちら

 

ビデオ

新しいエレクトロニクスに関するPARCのサービス

 

 

これまでの実績

1980 年代

  • 大面積エレクトロニクスにおけるa-Siのドーピングと水素化に関する基礎研究

1990 年代

  • フラットパネルのX線イメージングを開発
  • 超高解像度ディスプレイと医療用X線画像装置におけるa-Si回路を商用化するため、dpiXをスピンアウト
  • 低温ポリシリコンTFTのためのa-Siのレーザ結晶化

2000 年代

  • ジェットプリンティングを用いてパターン化された、初のa-Siとポリマー半導体トランジスタアレイを開発
  • 柔軟なステンレススチール基板にpoly TFT/OLEDを構築(Universal Display Corp. と共同開発)
  • all-additiveの印刷法を使ってポリマーTFTを初めて作製
  • MEMSディスプレイを制御するための、100V LTPSアレイを作製

 

お問い合わせ

Aki Ohashi
ビジネスデベロップメントディレクター
+1 650 812 4349

 

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