2023 Fiscal Year Research-status Report
New flexible electronics technology platform for wellbeing society
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22K18421
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
竹井 裕介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究チーム長 (00513011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 英俊 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (90625485)
岡本 有貴 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (40880753)
加納 伸也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (20734198)
ZYMELKA DANIEL 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80828096)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | フレキシブルエレクトロニクス / グラフェン / レーザー / センサ / 極薄MEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、フレキシブルエレクトロニクスが生活に浸透していない要因である、曲がらないデバイスよりも性能が悪い、曲げると壊れる、身に着けると違和感がある、という課題に対して、①「極薄Si半導体素子とフレキシブルエレクトロニクスの融合」、②「レーザー加工を利用した、金属を用いない配線・センサ・アクチュエータ形成技術」、③「Auxetic Structureによる伸張性と強度を両立したシート型フレキシブルデバイスの実現」の3つの研究課題により、真に世の中に普及する次世代のフレキシブルエレクトロニクスの基盤技術創成に挑む。
二年目となる2023年度は、①に関しては、昨年度実現した、薄膜PZT素子をフレキシブル基材上に転写する技術を活用して、ポリウレタン薄膜にてラミネートする新たな薄膜MEMSパッケージング技術を実現した。この技術を活用して、複数の薄膜PZT素子を配列し、手のひらなどに貼付可能なウェアラブルデバイス用のハプティックシートの試作を行った。②に関しては、昨年度探索した”ポリイミドがグラフェンに変性するためのレーザー照射条件”に基づき、ポリイミド基板上に形成したグラフェンの歪抵抗効果を用いて、３軸応力センサ、年度センサ、風量センサ、脈波センサなど各種センサを作製し、特性評価に取り組んだ。③に関しては、ポリイミドフィルム上にレーザー加工でAuxetic Structureを形成し、その表面に銀インクで配線抵抗を印刷し、Auxetic Structureの伸びと配線抵抗の関係を検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題における基盤技術となる、ポリイミド基板へのレーザー照射によるグラフェン生成に関する検討が完了し、それに基づいた様々なセンサ作製による応用展開が進んでいる。またAuxetic Structure形状の基板の作製及び電子部品実装による効果の確認が順調に進展している。そのため、研究課題全体として順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、Laser-induced-graphene（LIG）を活用したセンサ応用をさらに加速させる。また、LIGと極薄MEMS素子、Auxetic Structureの統合を進める。
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| Causes of Carryover |
導入予定であったレーザー加工機に関して、昨今の社会情勢により価格が想定以上に高騰したため、予算内での購入が難しいと判断し、見送ることとした。その後の検討の結果、研究代表者が所属する機関の他の研究者が所有するレーザー加工機にて一部代用可能であることが分かり、実際に試作・検討をしたところ、十分な品質のLIGが形成できることが分かった。そのため繰り越した予算と2024年度分として請求した助成金を合わせて、他のウェアラブルデバイスに係る加工機の選定・購入を行う予定である。
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