JP2016509759A5

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Publication number: JP2016509759A5
Application number: JP2015557038A
Authority: JP
Filing date: 2014-02-05
Publication date: 2017-03-16
Anticipated expiration: 2034-02-05

Claims

ｉ．基板と、
ｉｉ．前記基板によって支持され、自立型であるか又は前記基板へ繋留される電子デバイス又はデバイス構成要素と、
ｉｉｉ．少なくとも部分的に前記電子デバイス又はデバイス構成要素を包囲する格納室であって、少なくとも部分的に格納流体又は低弾性固体が充填されるエラストマーである格納室と、
を備える電子システム。
超低弾性層をさらに備え、
前記基板は、前記超低弾性層によって支持され、
前記格納室は、複数の側壁及び上部壁を備え、少なくとも部分的に前記電子デバイス又はデバイス構成要素を包囲し、
前記基板のヤング率が前記超低弾性層のヤング率より高く、前記上部壁のヤング率が前記格納流体又は前記低弾性固体のヤング率より高いことにより、前記システムのヤング率プロファイルが前記超低弾性層に対し実質的に直角の軸に沿って空間的に変動する、請求項１に記載の電子システム。
前記超低弾性層がシリコーンゴムを備える、又は、前記超低弾性層のヤング率が１５０ＫＰａ以下である、又は、前記超低弾性層のヤング率が５０ＫＰａ〜１５０Ｐａの範囲から選択される、請求項２に記載のシステム。
前記自立型の又は繋留される電子デバイス又はデバイス構成要素が、少なくとも部分的に、前記基板の運動又は変形を前記電子デバイス又はデバイス構成要素から分断する、又は、少なくとも部分的に、前記基板の伸長、圧縮又は変形によって生じる力を前記電子デバイス又はデバイス構成要素から分断する、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が、前記基板の受容表面に、又は前記基板と前記電子デバイス若しくはデバイス構成要素との間に設けられた中間構造上に設けられる、請求項１又は２に記載のシステム。
前記格納室が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素の外側部分を包囲するよう配置された、１つ又は複数の包囲構造を備える、請求項５に記載のシステム。
前記格納室における前記１つ又は複数の包囲構造が、前記受容表面へ、又は前記受容表面と前記１つ若しくは複数の包囲構造との間に設けられた中間構造へ動作的に連結されている、又は、前記格納室の前記１つ又は複数の包囲構造が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素と物理的に接触していない状態である、又は、前記包囲構造が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素の側面から少なくとも１０ミクロンの位置にそれぞれ配置される、１つ又は複数の格納室隔壁又はバリア構造を備える、又は、前記格納室における前記包囲構造の少なくとも一部が、前記基板又は前記基板と前記包囲構造との間に設けられた中間構造へ積層される、又は、前記格納室の前記包囲構造のヤング率が１ＫＰａ〜１ＧＰａの範囲から選択される、請求項６に記載のシステム。
前記格納室が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素を部分的に包囲する前記基板に設けられた１つ又は複数の凹型形体をさらに備え、前記１つ又は複数の包囲構造が前記凹型形体を包囲するように設けられ、前記格納室の前記凹型形体が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素の側面から少なくとも１０ミクロンの位置にそれぞれ配置される、１つ又は複数の格納室隔壁又はバリア構造を備える、請求項６に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素と電気的に接触している状態の１つ又は複数の伸縮性電気相互接続をさらに備える、請求項６に記載のシステム。
前記格納室が、前記格納流体に対し透過性でない材料を備える、又は、前記格納室が、ＰＤＭＳ、シリコーンゴム、又はシリコーンからなる群から選択される材料を備える、又は、前記格納室の高さが１０μｍ〜１０ｃｍの範囲から選択される、又は、前記格納室の容積の少なくとも５０％が前記格納流体によって占有される、又は、前記格納室の容積の少なくとも０．１％が前記電子デバイス又はデバイス構成要素によって占有される、又は、前記格納室が構造的に自己支持型である、請求項１又は２に記載のシステム。
前記格納室に前記格納流体が充填され、
前記格納流体が前記電子デバイス又はデバイス構成要素と物理的に接触している状態である、又は、前記電子デバイス又はデバイス構成要素が前記流体に完全に浸漬している状態である、又は、前記格納流体が潤滑剤である、又は、前記格納流体の粘度が０．１ｃＰ〜１００００ｃＰの範囲から選択される、又は、前記格納流体が電解液である、又は、前記格納流体のイオン伝導率が０．００１Ｓｃｍ ^−１以上である、又は、前記格納流体が高いイオン抵抗性を有する、又は、前記格納流体の蒸気圧力が２９８Ｋにて７６０Ｔｏｒｒ以下である、又は、前記格納流体が液体、コロイド、ゲル又は気体である、又は、前記格納流体が、プレポリマー、溶媒、非水電解液、シリコーン、天然油脂、合成油脂、ポリオレフィン及びフルオロカーボンからなる群から選択される材料である、請求項１又は２に記載のシステム。
前記格納室に低弾性固体が充填され、
前記低弾性固体が、ゲル、プレポリマー、シリコーン、シリコーンゴム、天然油脂、合成油脂、ポリオレフィン又はフルオロカーボンである、又は、前記低弾性固体のヤング率が２００ＫＰａ以下である、又は、前記低弾性固体のヤング率が２ＫＰａ〜２００ＫＰａの範囲から選択される、又は、前記低弾性固体のヤング率が、前記基板又は前記上部壁のヤング率の１０分の１以下である、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が、前記基板又は前記低弾性固体によって支持される自立型構造であるか、又は前記基板又は前記低弾性固体と物理的に接触している状態であり、
前記自立型構造が、前記基板若しくは前記基板と前記自立型構造との間に設けられる中間構造との結合性相互作用を受け、前記結合性相互作用は双極子間相互作用又はファンデルワールス相互作用である、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が、前記基板の１つ若しくは複数のレリーフ形体、又は前記基板によって支持される１つ若しくは複数のレリーフ形体によって支持される繋留型構造であり、
前記１つ又は複数のレリーフ形体が１つ又は複数のペデスタルを備える、又は、前記１つ又は複数のレリーフ形体が少なくとも１０のペデスタルからなるアレイを備える、又は、前記繋留型構造が前記１つ又は複数のレリーフ形体へ結合される、又は、前記１つ又は複数のレリーフ形体がエラストマー、ＰＤＭＳ、シリコーンゴム、又はシリコーンを備える、又は、前記１つ又は複数のレリーフ構造がそれぞれ独立的に１００ｎｍ〜１ｍｍの範囲にわたり選択される長さに延び、独立的に１００ｎｍ〜１ｍｍの範囲にわたり選択される１つ又は複数の物理的断面寸法を有する、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が単結晶無機半導体構造を備える、又は、前記電子デバイス又はデバイス構成要素が、導電構造、誘電構造、電極、カソード、アノード、及び付加的半導体構造からなる群から選択される少なくとも１つの付加的デバイス構成要素又は構造へ動作的に接続される単結晶無機半導体構造を備える、又は、前記電子デバイス又はデバイス構成要素が、１０ナノメートル〜約１００ミクロンの範囲から選択される厚さと、１００ナノメートル〜約１ミリメートルの範囲から選択される幅と、１ミクロン〜１ミリメートルの範囲から選択される長さとを有する、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が単結晶半導体電子デバイスを備え、前記単結晶半導体電子デバイス又はデバイス構成要素が、トランジスタ、電気化学電池、燃料電池、集積回路、太陽電池、レーザ、発光ダイオード、ナノ電気機械デバイス、ミクロ電気機械デバイス、フォトダイオード、ＰＮ接合、センサ、記憶デバイス、集積回路、補助的論理回路からなる群から選択される１つ又は複数の電子デバイスを備える、請求項１又は２に記載のシステム。
少なくとも部分的に前記格納室に包囲された、又は少なくとも部分的に１つ又は複数の付加的格納室に包囲された、１つ又は複数の付加的電子デバイス又はデバイス構成要素をさらに備える、請求項１又は２に記載のシステム。
前記基板が可撓性基板又は伸縮性基板である、又は、前記基板がポリマー基板である、又は、前記基板が、エラストマー、ＰＤＭＳ、シリコーンゴム、及びシリコーンからなる群から選択される１つ又は複数の材料を備える、又は、前記基板のヤング率が２０ＫＰａ〜１ＭＰａの範囲から選択される、又は、前記基板の厚さが１００ミクロン〜１００ｍｍの範囲から選択される、請求項１又は２に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素と電気的に接触している状態の１つ又は複数の電気相互接続をさらに備える、請求項１又は２に記載のシステム。
前記１つ又は複数の電気相互接続が、前記電子デバイス又はデバイス構成要素と１つ又は複数の付加的な電子デバイス又はデバイス構成要素との間の電気的接触を確立する、又は、前記１つ又は複数の電気相互接続が前記基板へ個別に少なくとも１箇所で接続される、又は、前記１つ又は複数の電気相互接続が伸縮性電気相互接続である、請求項１９に記載のシステム。
前記１つ又は複数の電気相互接続が伸縮性電気相互接続であり、
前記１つ又は複数の伸縮性電気相互接続が、前記電子システムの弾性、屈曲性又は両方をもたらすよう構成された伸縮性電気相互接続である、又は、前記１つ又は複数の伸縮性電気相互接続のうち少なくとも１つが屈曲型、座屈型、折り畳み型、湾曲側、又は蛇行型の幾何形状を有する、請求項１９に記載のシステム。
前記１つ又は複数の伸縮性電気相互接続の少なくとも一部が、面内、面外又は面内と面外両方に、前記基板の支持面によって定義される面と相対する幾何形状を有する、請求項２１に記載のシステム。
前記支持面が湾曲型である、又は、前記支持面が実質的に平坦である、又は、前記１つ又は複数の電気相互接続の少なくとも一部が面内蛇行型幾何形状を有する、請求項２２に記載のシステム。
前記電気相互接続のうち少なくとも１つが、第１の剛性島状デバイスを備える前記デバイス構成要素を、第２の剛性島状デバイスを備える第２のデバイス構成要素と電気的に接続する、請求項１９に記載のシステム。
剛性島状デバイスを備える前記デバイス構成要素からなるアレイをさらに備え、前記１つ又は複数の電気相互接続が、隣接する剛性島状デバイスを電気的に接続し、前記剛性島状デバイスのそれぞれが１つのデバイス構成要素に対応する、請求項２４に記載のシステム。
前記電子デバイス又はデバイス構成要素が自立型又は繋留型の完全に形成された集積回路である、請求項１又は２に記載のシステム。
トランジスタ、電気化学電池、燃料電池、集積回路、太陽電池、レーザ、発光ダイオード、ナノ電気機械デバイス、ミクロ電気機械デバイス、フォトダイオード、ＰＮ接合、センサ、記憶デバイス、補助的論理回路又はこれらのいずれかからなるアレイを備える、請求項１又は２に記載のシステム。
請求項１又は２に記載の電気的に相互接続された複数のシステムからなるアレイ。
ｉ．基板と、
ｉｉ．前記基板によって支持され、自立型であるか又は前記基板へ繋留される第１の電子デバイス構成要素の少なくとも一部を形成するアノードと、
ｉｉｉ．前記基板によって支持され、自立型であるか又は前記基板へ繋留される第２の電子デバイス構成要素の少なくとも一部を形成するカソードと、
ｉｖ．少なくとも部分的に前記アノード、前記カソード又は前記アノードと前記カソードの両方を包囲し、少なくとも部分的に、前記アノードと前記カソードとの間でのイオン輸送を可能にする電解液が充填される格納室とを備える電気化学電池。
基板の準備と、
自立型又は前記基板上の格納室内の前記基板に繋留される電子デバイス又はデバイス構成要素を設けることにより、前記格納室が少なくとも部分的に前記電子デバイス又はデバイス構成要素を包囲するようにすることであって、前記流体格納室がエラストマーである、ことと、
少なくとも部分的に前記格納室に格納流体又は低弾性固体を充填すること
を備える電子システム製造方法。