2020 Fiscal Year Annual Research Report
広視野の視覚を再建する眼球内完全埋植・低侵襲フレキシブル人工網膜の開発
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18H04159
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田中 徹 東北大学, 医工学研究科, 教授 (40417382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
木野 久志 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10633406)
富田 浩史 岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)
清山 浩司 長崎総合科学大学, 工学研究科, 准教授 (60412722)
菅野 江里子 岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 人工網膜 / 三次元集積回路 / FOWLP / 生体適合性 / 透明電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は失明患者の視覚をフレキシブル基板上に集積した複数個の三次元積層人工網膜チップを用いて再建する眼球内完全埋植型広視野人工網膜を開発する。
(1)人工網膜回路設計・試作：広い視野角を得るため2.5mm角・9チップ搭載用の人工網膜回路の設計を完了した。前年度よりも1チップのピクセル数は減少するが、9チップ搭載により全体で1000ピクセル以上増加した。明暗感度対応・二値化処理回路・チップ選択回路を実装し、明瞭なエッジ強調、広視野角、低消費電力動作を達成できた。マルチチップ動作を評価し、チップ間走査の正常動作も確認した。以上より、複数チップからなる広視野角人工網膜の回路設計を完成した。
(2)積層化・マルチチップフレキシブル人工網膜作製：複数個の人工網膜チップをフレキシブル材料中に集積化するFOWLPベースの実装プロセス技術の開発を完了した。チップ間をフレキシブル基板上金属配線によって接続し、チップの電気的動作も成功した。熱応力低減のためにOER-TEOSを用いたTSVを有する積層人工網膜チップの電気的動作に成功した。また、信頼性向上のために低背金属バンプと極薄7umNCFアンダーフィルを用いた接合技術を確立した。unbiased HASTの結果、高い信頼性を示すことを確認した。これらのプロセス技術を利用してピクセル動作率99％の三次元積層人工網膜チップの作製に成功した。
(3)細胞・動物実験評価：人工網膜チップの光変換感度向上と刺激電流による細胞ダメージ低減を両立するためにZnO透明刺激電極を開発した。細胞を使った生体適合性評価の結果、ZnO電極が生体にダメージを与える可能性が判明したため、生体適合性金属薄膜で被覆する2層構造を考案した。試作評価の結果、2層透明刺激電極が機械的構造と生体適合性を両立することを明らかにした。人工網膜チップモジュールを作製して動物実験を遂行中である。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Significant Die-Shift Reduction and μLED Integration Based on Die-First Fan-Out Wafer-Level Packaging for Flexible Hybrid Electronics2020
Author(s)
Takafumi Fukushima, Yuki Susumago, Zhengyang Qian, Chidai Shima, Bang Du, Noriyuki Takahashi, Shuta Nagata, Tomo Odashima, Hisashi Kino, Tetsu Tanaka
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Journal Title
IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS, PACKAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY
Volume: 10
Pages: 1419-1422
DOI
Peer Reviewed
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