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世界最軽量、世界最薄の柔らかい電子回路の開発に成功
~羽毛よりも軽く、装着感のないヘルスケアセンサーへの応用が期待~

資 料
プレスリーリース資料 pdf (228KB)
記者会見ハンドアウト pdf (4.3MB)
写 真
  高解像度 低解像度  
写真1 3.7MB 263KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム。羽毛よりも軽い。
写真2 2.2MB 240KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム。羽毛よりも軽い。
写真3 3.2MB 231KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム。羽毛よりも軽い。
写真4 7.2MB 217KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム。装着感なく手に張り付けることができる。
写真5 1.8MB 203KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム。
くしゃくしゃにつぶしても壊れないなど驚異的な丈夫さを示す。
写真6 3.2MB 195KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステムのための
有機トランジスター集積回路の構造を模式的に示した。
写真7 3.1MB 213KB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステムのための
有機トランジスター集積回路のチップ写真。
写真8 2.8MB 176KB 伸縮自在な有機トランジスター集積回路の作製方法の模式図(上)とそれぞれのチップ写真(下)。
写真9 1.5MB 30KB 伸縮自在な有機トランジスター集積回路。
ムービー

movie1

mp4 41.1MB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステム(概要紹介用の動画)。

movie2

mov 10.2MB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステムの製造方法を示す動画。
1ミクロン厚の高分子基材をシリコン基板に固定してデバイスを製造し、製造後に高分子基材を剥がす。

movie3

mov 2.1MB 世界最軽量、世界最薄の柔らかいセンサーシステムが落下する様子を示す動画。羽毛よりも軽い。

movie4

mov 2.9MB 伸縮自在な有機トランジスタが伸び縮む様子を示す動画。
内容

JST課題達成型基礎研究の一環として、東京大学 大学院工学系研究科の染谷 隆夫 教授、関谷 毅 准教授、マーチン・カルテンブルンナー(Martin Kaltenbrunner)博士研究員らは、世界最軽量(3g/m2)で最薄(2マイクロメートル:マイクロは100万分の1)の柔らかい電子回路の開発に成功し、タッチセンサー注1)に応用しました。
ヘルスケアや医療用途のセンサーや電子回路は、これまでシリコンを中心とした硬い電子素材で作られてきました。人の肌に直接触れる部分などについては、柔らかく違和感のない電子素材を活用することが期待されています。しかし、厚さが1マイクロメートル程度の極薄の高分子フィルムは、機械的な柔軟性に優れていますが、従来の半導体プロセスではセンサーや電子回路を直接作製することは困難で、その解決策が求められていました。
本研究グループは、厚さ1.2マイクロメートルの極薄の高分子フィルムに、厚さ19ナノメートル(ナノは10億分の1)のゲート絶縁膜注2)を作製する技術を確立し、世界最軽量で最薄の柔らかい有機トランジスター集積回路の作製に成功しました。このトランジスターは、超薄型であるにもかかわらず、驚くほど丈夫という特長を持っています。実際に、フィルムを折り曲げて曲率半径5マイクロメートルまでつぶしても、生理食塩水に浸しても、さらには2倍以上伸縮させても、電気的性能を維持し、機械的にも壊れません。そこで、この有機トランジスター集積回路を使って、柔らかいタッチセンサーシステムを試作しました。
今回の研究で、柔らかいセンサーの超軽量化・超薄型化が達成されたことにより、今後、装着感のない(人間が違和感を持つことの少ない)ヘルスケアセンサーシステム、ストレスフリーの福祉用の入力装置、医療電子機器用のセンサー、衝撃に強いスポーツ用のセンサーなど多方面への応用が期待されます。
本研究成果は、2013年7月25日に「Nature」誌のオンライン速報版で公開されました。

問い合わせ先

染谷 隆夫(ソメヤ タカオ) 東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻 教授
〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1
Tel:03-5841-0411/6756 Fax:03-5841-6709 E-mail:someya@@ee.t.u-tokyo.ac.jp URL:http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/

関谷 毅(セキタニ ツヨシ) 東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻 准教授
〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1
Tel:03-5841-0413 Fax:03-5841-6709 E-mail:sekitani@@ee.t.u-tokyo.ac.jp URL:http://www.ntech.t.u-tokyo.ac.jp/

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