(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールと、
基板と、
前記モジュールと前記基板との間の電解質であって、前記モジュールと前記基板の間に電子コンポーネントが形成されており、前記電解質は、前記電子コンポーネントの内部の電解質として、また、前記モジュールを前記基板に取付けるための接着剤として機能する、ように構成されている、電解質と、
前記基板の上の第２基板であって、該第２基板は、少なくとも１つの開口部を備え、前記電解質と前記モジュールは、少なくとも部分的に該第２基板の該開口部の内部に位置する、第２基板と、
を備える装置。
【請求項２】
前記電子コンポーネントの少なくとも１つの電極は、前記モジュールの上に位置し、
前記電子コンポーネントの少なくとも１つの電極は、前記基板の上に位置する、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、前記基板の上、および、前記第２基板の上で、前記電子コンポーネントのためのルーティングを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電子コンポーネントは、電気化学トランジスタを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電気化学トランジスタのソース電極およびドレイン電極は、前記モジュールの上に位置し、
前記電気化学トランジスタのゲート電極が、前記基板の上に位置するか、または、前記電気化学トランジスタの該ゲート電極は、前記モジュールの上に位置し、
そして、
前記電気化学トランジスタの前記ソース電極および前記ドレイン電極は、前記基板の上に位置する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記モジュールが回路を備え、そして、前記電気化学トランジスタは、前記モジュールの上の前記回路を制御するように構成され、
および／または、
前記モジュールの上の前記回路を読み出すために使用されるように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記電気化学トランジスタは、前記モジュールの上の前記回路と並列に電気的に結合される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記モジュールの前記回路は、前記電気化学トランジスタのゲート電圧を制御するように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記電子コンポーネントは、エネルギー蓄積コンポーネントを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記モジュールは、前記エネルギー蓄積コンポーネントのアノードおよびカソードのうちの少なくとも１つを備え、
前記基板は対電極を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記エネルギー蓄積コンポーネントは、バッテリまたはスーパーキャパシタである、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記エネルギー蓄積コンポーネントは、前記モジュールに対して最適化される、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
基板を提供するステップと、
前記基板の上に電解質を提供するステップと、
前記基板の上に、少なくとも１つの開口部を備える第２基板を提供するステップと、
前記電解質の上にモジュールを配置するステップと、
を含む方法であって、
前記モジュールと前記基板との間に、電子コンポーネントが形成され、
前記電解質は、前記電子コンポーネントの内部の電解質として、また、前記モジュールを前記基板に取付けるための接着剤機能し、
前記電解質と前記モジュールは、少なくとも部分的に該第２基板の該開口部の内部に位置する、
方法。
【請求項１４】
前記モジュールの上に前記電子コンポーネントの少なくとも１つの電極を提供するステップと、
前記基板の上に前記電子コンポーネントの少なくとも１つの電極を提供するステップと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板の上、および、前記第２基板の上で、前記電子コンポーネントのためのルーティングを提供するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子コンポーネントは、電気化学トランジスタを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記モジュールの上に、電気化学トランジスタのソース電極およびドレイン電極を提供し、前記基板の上に前記電気化学トランジスタのゲート電極で提供するステップ、
または、
前記モジュールの上に電気化学的トランジスタの前記ゲート電極を提供し、前記基板の上に、電気化学トランジスタの前記ソース電極および前記ドレイン電極を提供するステップ、
を含む請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電子コンポーネントは、エネルギー蓄積コンポーネントを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記モジュールに、前記エネルギー蓄積コンポーネントのアノードおよびカソードのうちの少なくとも１つを提供するステップと、
前記基板に、対電極を提供するステップと、
を含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記エネルギー蓄積コンポーネントは、バッテリまたはスーパーキャパシタである、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施例は、モジュール式電子装置および方法に関する。いくつかの実施例は、少なくとも１つのモジュールを基板に取付ける上でのモジュール式電子装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
可撓性および印刷電子装置などの電子装置においては、電子デバイスを形成するためにさまざまな可撓性または剛性コンポーネントがキャリア基板上に装着され接続されるモジュール式アプローチを採用することができる。
【０００３】
このようなアプローチにおいては、モジュールは、制御機構と電源を必要とする。
【発明の概要】
【０００４】
本開示のさまざまな、ただし必ずしも全てではない実施例によると、モジュールと、基板と、モジュールと基板の間の電解質と、を含む装置において、モジュールと基板の間に電子コンポーネントが形成されており、電解質は、電子コンポーネント内の電解質として、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能するように構成されている、装置が提供されている。
【０００５】
本開示のさまざまな、ただし必ずしも全てではない実施例によると、基板を提供するステップと、基板上に電解質を提供するステップと、電解質上にモジュールを位置づけするステップと、を含む方法において、モジュールと基板の間に電子コンポーネントが形成され、電解質は、電子コンポーネント内の電解質として、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能する、方法が提供されている。
【０００６】
本開示のさまざまな、ただし必ずしも全てではない実施例によると、モジュールと、基板と、モジュールと基板の間の電解質と、を含む装置において、モジュールと基板の間に電子コンポーネントが形成されており、電解質は、電子コンポーネント内の電解質として、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能するように構成されている、装置を備えた電子デバイスが提供されている。
【０００７】
電子デバイスは、以上の段落中に記載されている複数の装置を備えることができる。複数の装置の電子コンポーネントは、電気化学トランジスタを含むことができ、モジュールがそれぞれの電気化学トランジスタと電気的に並列であり、モジュールがアドレス指定されていない場合にそれぞれのトランジスタにより短絡されるように、装置を電気的にルーティングすることができる。
【０００８】
本開示のさまざまな、ただし必ずしも全てではない実施例によると、モジュールと、基板と、前記モジュールと前記基板の間の電解質と、を含む装置において、前記モジュールと前記基板の間に電子コンポーネントが生成されており、前記電解質は、前記電子コンポーネント内の電解質として、また、前記モジュールを前記基板に取付けるための接着剤として機能するように構成されている、装置が提供されている。
【０００９】
簡単な説明を理解するために有用であるさまざまな実施例をより良く理解するために、ここで単なる一例として、添付図面の参照が指示される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】装置の一実施例を示す。
【図２】装置の一実施例を示す。
【図３】装置の一実施例を示す。
【図４】装置の一実施例を示す。
【図５】モジュール・アレイのアドレス指定のためのルーティング用レイアウトの一実施例を示す。
【図６】装置の一実施例を示す。
【図７】モジュールの例示的レイアウトを示す。
【図８】モジュール・アレイのアドレス指定のためのルーティング用レイアウトの一実施例を示す。
【図９】装置の一実施例を示す。
【図１０】装置の一実施例を示す。
【図１１Ａ】基板に対し電解質を用いて取付けられた複数のモジュールの一実施例を示す。
【図１１Ｂ】モジュール・アレイとして形成されたデバイス・アーキテクチャの一実施例を示す。
【図１２】方法の一実施例を示す。
【図１３】方法の一実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の実施例は、モジュールと基板の間に形成される電子コンポーネントに関する。実施例中、電子コンポーネントは電解質を含み、電解質は電子コンポーネントとして、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能する。
【００１２】
実施例において、電子コンポーネントは、電解質を含む任意の電子コンポーネントであることができる。
【００１３】
いくつかの実施例において、モジュールと基板の間に、電気化学トランジスタなどのトランジスタを形成することができる。このような実施例では、電解質は、電気化学トランジスタ内の電解質として、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能することができる。
【００１４】
実施例において、モジュール上の回路の読み出しおよび/または制御のために、電気化学トランジスタを使用することができる。いくつかの実施例において、個別モジュールが基板に取付けられるにつれて電気化学トランジスタを形成することができ、したがって、モジュールが基板上に組立てられるにつれてモジュールのためのアクティブ・マトリクス・プレインを形成することができる。
【００１５】
いくつかの実施例において、スーパーキャパシタまたはバッテリなどのエネルギー蓄積コンポーネントをモジュールと基板の間に形成することができる。このような実施例においては、電解質は、エネルギー蓄積コンポーネントとして、また、モジュールを基板に取付けるための接着剤として機能することができる。
【００１６】
いくつかの実施例において、エネルギー蓄積コンポーネントは、長い電気接続を使用せずに、対応するモジュールに電力を供給することができる。付加的にまたは代替的には、エネルギー蓄積コンポーネントを、対応するモジュール用に最適化することができる。
【００１７】
本開示の実施例は、モジュールが基板上に組立てられた時点でモジュールの下に電子コンポーネントを形成する技術的効果を提供する。これによって、製造手順は簡略化される。
【００１８】
さらに、電子コンポーネント内の電解質として、また、接着剤としても電解質を使用することによって、製造手順は簡略化され、関与する材料も減少する。
【００１９】
図は、モジュール１２と、基板１４と、該モジュール１２と該基板１４の間の電解質１６と、を含む装置１０において、モジュール１２と基板１４の間に電子コンポーネント１８が形成されており、電解質１６は、電子コンポーネント１８内の電解質１６として、また、モジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能するように構成されている、装置１０を例示している。
【００２０】
図１２は、基板１４を提供するステップと、基板１４上に電解質１６を提供するステップと、電解質１６上にモジュール１２を位置づけするステップと、を含む方法１００において、モジュール１２と基板１４の間に電子コンポーネント１８が形成され、電解質１６は、電子コンポーネント１８内の電解質１６として、また、モジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能する、方法１００を例示している。
【００２１】
図１は、装置１０の一実施例を示す。例示された実施例において、装置１０は、モジュール１２、電解質１６および基板１４を含む。電子コンポーネント１８が、モジュール１２と基板１４の間に形成され、電解質１６を含む。
【００２２】
電解質１６は、電子コンポーネント１８内の電解質１６としてと、、また、モジュール１２を基板１４に対して取付けるための接着剤２０として機能するように構成される。
【００２３】
実施例において、モジュール１２は、単一のコンポーネントであることができ、または複数のコンポーネントで構成された回路であることができる。モジュール１２は剛性または可撓性であることができる。
【００２４】
モジュール１２は、ウェアラブル・デバイス、携帯電話、タブレット・コンピュータ、ラップトップ型コンピュータなどの可撓性または剛性電子デバイス内で使用するための任意の好適なモジュール１２を含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施例において、モジュール１２が基板１４上に組立てられ別の１つまたは複数のモジュールに接続された場合、以上で言及したものなどの機能する電子デバイスを形成することができる。
【００２６】
モジュール１２は、データを取得するように構成されたモジュールおよび/またはデータを伝送するように構成されたモジュールおよび/またはデータを受信するように構成されたモジュールおよび/または制御モジュールおよび/またはデータを処理するように構成されたモジュールを備えるかまたはこれらのモジュールであることができる。
【００２７】
いくつかの実施例において、モジュール１２を、データを取得および/または伝送するためのモジュールなどとみなすことができる。
【００２８】
例えば、モジュール１２は、センサー・モジュールおよび/またはトランジスタ・モジュールおよび/または信号処理モジュールおよび/またはメモリ・モジュールおよび/またはディスプレー・モジュールおよび/またはデータ処理モジュールを備えるまたはそれらであることができる。
【００２９】
実施例において、モジュール１２は、ディスプレー画素、例えばインジケータ発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えることができる。
【００３０】
モジュール１２は、いくつかの実施例において、ポリイミド上の銅を用いて、標準的なフレキシブル・印刷回路基板プロセスを用いて製造可能である。
【００３１】
図１の実施例においては、基板１４は、モジュール１２のためのキャリア基板として機能するように構成されている。
【００３２】
基板１４を、任意の好適な１つまたは複数の材料から製造することができる。いくつかの実施例においては、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）などの１つ以上のプラスチックから基板を作ることができる。
【００３３】
基板１４は、剛性または可撓性であることができる。図１の実施例において、基板はモジュール１２よりもわずかに大きいものとして例示されている。しかしながら、実施例において、基板１４は、図１の実施例中に示されている基板よりも大きいかまたは小さいものであることができる。例えば、基板１４は、複数のモジュール１２を基板１４に取付けることができるようにするのに充分なほど大きいものであることができる。
【００３４】
実施例において、基板１４に対し任意の数のモジュール１２を取付けることができる。
【００３５】
図１の実施例において、電解質１６はモジュール１２と基板１４の間に位置している。いくつかの実施例においては、電解質１６とモジュール１２および/または基板１４の間に１つ以上の介在要素が存在できる。すなわち、電解質１６を用いて、モジュール１２を基板１４に直接取付けることができ、このような実施例では、介在要素は全く存在しない。他の実施例では、モジュール１２を基板１４に間接的に取付けることができ、このような実施例においては、少なくとも部分的にモジュール１２と電解質１６の間および/または電解質１６と基板１４の間に、１つ以上の介在要素が存在する。
【００３６】
実施例において、介在要素は、１つ以上の電極および/またはルーティングおよび/または電気接点などを含むことができる。いくつかの実施例において、基板１４および/またはモジュール１２の上に１つ以上の電極２２が存在することができる（例えば図２を参照のこと）。
【００３７】
電解質１６は、電子コンポーネント１８内の電解質１６として、また、モジュール１２を基板１４に直接または間接的に取付けるための接着剤として機能するように構成されている。
【００３８】
実施例において、電解質１６は、ゲル電解質または固体電解質であることができる。
【００３９】
本明細書中で使用されるゲル電解質および固体電解質なる用語は、室温でおよび/または電子コンポーネント１８の正常動作温度での電解質１６の状態を意味するように意図されている。例えば、電解質１６は、室温で基板１４上に印刷され凝固することができる。いくつかの実施例では、印刷中、最高でおよそ１５０℃の温度まで電解質１６を加熱することによって、電解質１６を印刷することができる。次に電解質１６は、室温まで冷却し戻された時点で漸進的に凝固することができる。
【００４０】
いくつかの実施例において、電解質１６は、ポリ酢酸ビニル／リン酸（ＰＶＡ／Ｈ3ＰＯ４）および/またはポリ酢酸ビニル／硫酸（ＰＶＡ／Ｈ2ＳＯ4）ゲル電解質を含むことができる。
【００４１】
付加的にまたは代替的には、電解質１６は、リチウム塩（例えばＬｉＣｌＯ４）でドープされたポリエチレン・オキシド（ＰＥＯ）を含むことができる。
【００４２】
概して、電子コンポーネント１８内で電解質１６として、また、基板１４に対してモジュール１２を取付けるための接着剤２０としても機能するように構成されている任意の好適な電解質１６を使用することができる。
【００４３】
実施例において、電解質は、化学ボンディングなどを用いて、モジュール１２を基板に固着することができる。
【００４４】
いくつかの実施例において、ひとたび電解質１６が凝固した時点でモジュール１２を基板１４に取付けることができるようにするために、電解質の凝固前に電解質１６上にモジュール１２を設置することができる。
【００４５】
電子コンポーネント１８は、電解質を備えた任意の電子コンポーネント、例えば制御コンポーネント、および/または蓄積コンポーネントを含むことができる。実施例中では、電子コンポーネントは、電気化学トランジスタ３０を備えるかまたは電気化学トランジスタ３０であることができる（例えば、図３および４を参照のこと）。
【００４６】
いくつかの実施例において、電気化学トランジスタ３０を、モジュール１２上で回路４０（図２参照）を制御するように構成することができ、および/またはモジュール１２上の回路４０を読み出すために使用されるように構成することができる。
【００４７】
実施例において、このようにしてモジュール・アレイを基板１４に取付けることができ、いくつかの実施例では、モジュール１２が基板１４上に組立てられた場合、モジュール・アレイのためのアクティブ・マトリクス・バックプレーンを直接形成することができる（図５および８参照）。
【００４８】
いくつかの実施例において、電子コンポーネント１８は、エネルギー蓄積コンポーネント４４を含む／であることができる（例えば図９および１０を参照）。エネルギー蓄積コンポーネント４４は、モジュール１２、例えばモジュール１２上の回路４０に対して電力提供するように構成されることができる。
【００４９】
実施例において、エネルギー蓄積コンポーネント４４は、スーパーキャパシタ５２またはバッテリ５０であることができる（図９および１０を参照のこと）。
【００５０】
エネルギー蓄積コンポーネント４４を、モジュール１２用に最適化することができる。例えば、エネルギー蓄積コンポーネント４４の少なくとも１つの特性を対応するモジュール１２用に最適化することができる。実施例において、エネルギー蓄積コンポーネント４４の出力電圧および/または出力密度および/またはエネルギー密度および/またはサイズを、対応するモジュール１２用に個別化することができる。
【００５１】
実施例において、装置１０は、基板１４とモジュール１２の間に１つ以上の電気接続を含むことができる。
【００５２】
図２は、装置１０のさらなる一実施例を示す。図２の実施例において、装置は、図１に関連して説明された装置１０のいくつかの要素を備え、追加の要素も備えている。
【００５３】
図２の実施例において、装置１０は、基板１４上にさらなる基板２４を備える。さらなる基板２４は、開口部２６を備える。いくつかの実施例において、さらなる基板２４は、同じまたは異なるサイズの複数の開口部を含むことができる。１つまたは複数の開口部は、例えばレーザー切断を用いて形成されたカット・アウト開口部であることができる。いくつかの実施例においては、例えば開口部が位置している場所を除いて連続的基板層を形成するためにＵＶ硬化性ポリマー材料を印刷しその後ポリマー層を凝固させるためのＵＶ硬化プロセス作用を及ぼすことにより、湿式コーティング／パターニング方法を用いて、基板１４上にさらなる基板２４を形成することができる。
【００５４】
さらなる基板２４は、任意の好適な材料で製造することができる。例えば、さらなる基板を、ＰＥＴなどの１つまたは複数のプラスチックで作ることができる。任意の好適な方法を用いて基板１４上にさらなる装置２４を提供することができる。例えば、さらなる基板を基板１４上に積層することができる。
【００５５】
実施例において、さらなる基板２４は基板１４上に直接または間接的に存在することができ、少なくとも部分的に基板２４とさらなる基板２４との間に、任意の数の介在要素が存在できる。
【００５６】
図２において、電解質１６およびモジュール１２は、さらなる基板の開口部２６内に位置している。例えば、電解質１６を開口部２６内に被着させ、モジュール１２を開口部２６内で電解質１６の上に置くことができる。
【００５７】
図２の実施例において、モジュール１２および電解質１６は、全体が開口部２６の内部にある状態で例示されている。いくつかの実施例において、電解質１６およびモジュール１２を、少なくとも部分的にさらなる基板２４の開口部内に位置設定することができる。例えば、モジュールおよび/または電解質１６のいくつかは、さらなる基板２４の表面より上に突出することができる。
【００５８】
図２において、基板１４は、電極２２を備え、モジュール１２は電極２２を備えている。
【００５９】
電極２２は、任意の好適な材料で製造することができる。例えば、電極２２は、導電性カーボンなどでコーティングされた銀または銅などの任意の好適な材料で製造することができる。実施例においては、任意の好適な方法を用いて電極２２を提供することができる。例えば、印刷またはコーティング方法によって、電極２２を形成することができる。
【００６０】
図２の実施例において、電極２２は、基板１４およびさらなる基板２８上のルーティング２８に接続される。基板１４上の電極２２は、第１の基板１４上のルーティング２８に接続され、モジュール１２上の電極２２は、さらなる基板２４上のルーティング２８に接続される。図２に例示されているルーティング２８は、電子コンポーネント１８用のものである。
【００６１】
実施例において、ルーティングは、任意の好適な材料を含むことができ、任意の好適な方法を用いて提供されることができる。例えば、ルーティングは、印刷された銀などの任意の好適な導電性材料を含むことができる。
【００６２】
いくつかの実施例において、基板１４および/またはモジュール１２は、複数の電極２２を含むことができる。
【００６３】
例えば、電子コンポーネント１８が電気化学トランジスタ３０である／を備えている実施例においては、電気化学トランジスタ１８のソースおよびドレイン電極をモジュール１２上に位置設定することができ、電気化学トランジスタ３０のゲート電極を基板１４上に位置設定することができる。他の実施例においては、電気化学トランジスタ３０のゲート電極をモジュール１２上に位置設定することができ、電気化学トランジスタ３０のソースおよびドレイン電極を基板１４の上に位置設定することができる。
【００６４】
モジュール１２は、モジュール１２の機能性を提供するように構成された回路４０を備えている。例えばモジュール１２は、センサー回路および/またはデータ処理回路などを備えることができる。
【００６５】
いくつかの実施例においては、回路４０を制御し、および/またはモジュール１２の回路４０を読み出すように、電気化学トランジスタ１８を構成することができる。例えば、モジュール１２上で回路４０と並列に、電気化学トランジスタ３０を結合することができる。
【００６６】
いくつかの実施例においては、電気化学トランジスタ３０のゲート電圧を制御するように、モジュール１２の回路４０を構成することができる。
【００６７】
電子コンポーネント１８が、例えばバッテリ５０またはスーパーキャパシタ５２などのエネルギー蓄積コンポーネント４４である／を備えている実施例においては、モジュール１２は、エネルギー蓄積コンポーネント４４のアノード４６またはカソード４８の少なくとも一方を備えることができ、基板１４は対電極を備えることができる。
【００６８】
図３は、装置１０の一実施例を例示する。装置１０は、図１または２の装置１０であることができる。
【００６９】
図３は同様に、モジュール１２と基板１４の間に電気化学トランジスタ３０を形成するための、基板１４上のモジュール１２の組立て実施例も示している。
【００７０】
図３の実施例は、４つの部分を含む。これらは、図３においてａ〜ｄと呼称されている。図３の左欄は、平面図を示し、右欄は横断面図を示す。
【００７１】
図３の部分ａは、モジュール１２の一実施例を示す。例示された実施例において、モジュール１２の下部側は、ソース電極３２およびドレイン電極３４を含む。実施例においては、ドレインおよびソース電極３４、３２を、任意の好適な方法を用いて形成することができ、これらの電極は、任意の好適な材料を含むことができる。例えば、導電性カーボンなどをパターニングすることでドレインおよびソース電極３４、３２を形成することができる。
【００７２】
図３に示されているモジュール１２は、同様に、ソース電極３２およびドレイン電極３４と接触してチャネル３８を含むこともできる。
【００７３】
チャネル３８は、任意の好適な方法を用いて形成でき、任意の好適な材料を含むことができる。例えばチャネル３８はＰＥＤＯＴ：ＰＳＳを含むことができる。
【００７４】
図３の実施例中のモジュールは同様に、モジュール１２の上部表面上にコンタクト電極２２も備えている。コンタクト電極２２の１つはソース電極３２に接続され、もう一方はドレイン電極３４に接続されている。
【００７５】
コンタクト電極は、例示された実施例においてはビア・ホール５６である電気接続５４を用いてそれぞれのソースおよびドレイン電極に接続される。
【００７６】
図３の実施例において、モジュール１２は、回路４０を備えている。回路４０は、モジュール１２の機能性を提供するように構成される。例えば、回路４０は、センサー回路および/またはトランジスタ回路および/またはデータ処理回路および/またはディスプレー回路などを含むことができる。
【００７７】
図３において、ソース電極３２およびドレイン電極３４は、絶縁体５８によってカバーされている。絶縁体５８用として、任意の好適な材料を使用することができる。例えばＳＵ−８ポリマー誘電体を使用することができる。
【００７８】
絶縁体は、電気化学トランジスタ３０を形成するために電解質１６上にモジュール１２が位置づけされた場合に、ソースおよびドレイン電極３２、３４が電解質１６と接触するのを妨げるように構成される。
【００７９】
図３の部分ｂは、この実施例においては図３の部分ａに例示されたモジュール１２のための標的基板である基板１４の一実施例を示す。基板１４は、図１および２に関連して上述した通りであることができる。
【００８０】
基板１４は、ゲート電極３６を備えている。ゲート電極３６は、基板１４の上部表面上にあり、任意の好適な材料を用いて任意の好適な方法によって形成可能である。例えばゲート電極をＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで形成することができる。
【００８１】
図３の実施例の部分ｂにおいて、基板１４は、ゲート電極３６に接続されたルーティング２８を含む。例示された実施例において、ルーティング２８は、印刷された銀であるが、任意の好適なルーティング２８を使用することができる。
【００８２】
図３の実施例において、ルーティング２８は、コンタクト６０を用いてゲート電極３６に接続されている。コンタクト６０は、任意の好適な方法を用いて任意の好適な材料で形成可能である。図３の実施例において、コンタクト６０は導電性カーボンで形成されている。
【００８３】
基板１４は同様に、コンタクト６０およびルーティング２８をカバーする絶縁体５８も備えている。絶縁体５８は、図３の部分ａにおいてソース／ドレイン電極３２、３４の絶縁体に関して以上で説明したように任意の好適な材料であることができる。
【００８４】
絶縁体５８は、電解質１６が基板１４上に提供された時点でコンタクト６０およびルーティング２８が電解質１６と接触するのを妨げるように構成されている。
【００８５】
図３の実施例の部分ｃにおいては、基板１４上に電解質１６が提供されている。電解質１６は、図１および図２に関連して以上で説明したように、任意の好適な電解質であることができる。電解質１６は、任意の好適な方法を用いて、基板１４に適用することができる。例えば、印刷によって、ゲート電極を含む基板１４全体にわたって電解質を被着させることができる。
【００８６】
図３の実施例の部分ｃにおいて、ゲート電極３６は横断面図で例示されているが、ルーティング２８、絶縁体５８およびコンタクト６０は、明確さを期して示されていない。
【００８７】
図３の部分ｃの実施例において、モジュール１２は、基板１４上の電解質１６の上に位置づけされた状態で示されている。任意の好適な方法を用いて、電解質１６上にモジュール１２を位置づけすることができる。例えば、モジュール１２を電解質１６上にピック・アンド・プレースすることができる。
【００８８】
図３の部分ｄの実施例において例示されているように、モジュール１２が電解質１６上に置かれゲート電極３６上に整列された時点で、電気化学トランジスタ３０が形成される。
【００８９】
したがって、図３の部分ｄは、電子コンポーネント１８が電気化学トランジスタ３０である場合の図１および２中に例示された装置１０の一実施例を示す。
【００９０】
図３の実施例の部分ｃの場合と同様に、部分ｄにおいて、ゲート電極３６は横断面図で基板１４上に例示されているが、基板１４上の他のコンポーネントは明確さを期して横断面図では示されていない。
【００９１】
図３の実施例において、電解質１６は、電気化学トランジスタ３０である電子コンポーネント１８用の電解質として、また、、基板１４にモジュール１２を取付けるための接着剤３０としても機能するように構成されている。
【００９２】
図４は、装置１０のさらなる実施例を示している。図４は同様に、モジュール１２と基板１４の間に電気化学トランジスタ３０が形成されている、基板１４上へのモジュール１２の組立てのさらなる実施例をも示す。
【００９３】
図４の実施例において、左欄に例示されている平面図は、２つのゲート電極３６および付随するルーティング２８、コンタクト６０および絶縁体５８を示す。
【００９４】
しかしながら、図４の右欄は、図４の部分ａの平面図において破線で示されているように、ゲート電極３６のうちの１つのみを例示する。
【００９５】
図４の実施例中の部分ａは、図３の実施例中の部分ｂと類似している。図４の部分ａ内に例示されているのは、ゲート電極３６、ルーティング２８、コンタクト６０および絶縁体５８を備えた基板１４である。
【００９６】
しかしながら、図４に示されている実施例においては、さらなる基板２４が、基板１４上に提供されている。図４の部分ｂに例示されているように、さらなる基板２４は、基板１４上の要素の頂部に提供される。
【００９７】
さらなる基板２４は、任意の好適な材料で製造でき、任意の好適な方法を用いて基板上に提供することができる。例えば、さらなる基板を基板１４上に積層させることができる。実施例において、さらなる基板２４は、図２を参照して説明されたようなものであることができる。
【００９８】
図４の実施例中のさらなる基板２４は、複数の開口部２６を含む。開口部２６は、ゲート電極３６の上方に位置する。任意の好適な方法を用いてさらなる基板２４内に開口部２６を形成することができる。例えば、開口部は、例えばレーザー切断などを用いて形成されたカット・アウト開口部などであることができる。いくつかの実施例においては、例えば開口部が位置している場所を除いて連続的基板層を形成するためにＵＶ硬化性ポリマー材料を印刷しその後ポリマー層を凝固させるためのＵＶ硬化プロセス作用を及ぼすことにより、湿式コーティング／パターニング方法を用いて、基板１４上にさらなる基板２４を形成することができる。
【００９９】
図４の実施例の部分ｃにおいて、電解質１６は、さらなる基板２４の開口部内に提供されている。これは、図４の部分ｃの中で正方形により平面図で例示されている。
【０１００】
図３の実施例の場合と同様に、図４の部分ｃの横断面図において、ルーティング２８などは、明確さを期して省略されている。
【０１０１】
図４の実施例の部分ｃにおいては、モジュール１２が、さらなる基板２４の開口部２６内で電解質１６の上に位置づけされた状態で例示されている。
【０１０２】
モジュール１２は、図１〜３に関連して以上で説明されたようなものであることができる。いくつかの実施例において、モジュール１２は、図３に例示されたモジュール１２と同じである。
【０１０３】
図４の実施例の部分ｄで例示されているように、モジュール１２は、モジュール１２と基板１４の間に電気化学トランジスタ３０を形成するために、電解質１６の上に位置づけされる。
【０１０４】
図４の実施例の部分ｄにおいては、ソースおよびドレイン電極３２、３４は、モジュール１２の頂部表面上の電気コンタクトにおいて標示されている。いくつかの実施例においては、モジュール１２の上部表面上の電気コンタクト２２を用いてソースおよびドレイン電極３２、３４にルーティング２８を接続することができる。
【０１０５】
いくつかの実施例において、図４の実施例で示されているものよりも少ないまたは多いモジュールを使用することができる。例えば、いくつかの実施例においては、さらなる基板２４の開口部２６の中に単一のモジュール１２を位置設定することができる。他の実施例においては、さらなる基板２４の開口部２６の中により多くのモジュールを位置設定することができ、例えば、機能する電子デバイスを提供するように一定数のモジュール１２を合わせて接続することができる。
【０１０６】
いくつかの実施例において、基板１４上のルーティング２８は、この実施例では電気化学トランジスタ３０である電子コンポーネント１８を行方向に接続することができ、さらなる基板２４上のルーティング２８は電子コンポーネント１８を列方向に接続することができる。
【０１０７】
図５は、モジュール・アレイをアドレス指定するためのルーティング用レイアウトの一実施例を示す。
【０１０８】
図５の実施例の部分ａにおいては、４つのゲート電極３６および付随するルーティング２８およびコネクタなどが例示されている。ゲート電極３６などは、図３および４に関連して以上で説明したものと同じであることができる。
【０１０９】
図５の実施例の部分ａにおいて、ゲート電極は、ゲート電極３６に印加できるゲート電圧を表わすＶG1およびＶG2によって例示されているように、行方向に相互接続されている。ゲート電極３６は、基板１４上でルーティング２８を用いて接続される。
【０１１０】
図５の実施例の部分ｂにおいて、基板１４上にさらなる基板２４が提供される。これは、図４に関連して以上で説明されている通りであることができる。４つの開口部２６が、図４の実施例と同様ゲート電極３６の上方に残されている。
【０１１１】
図５の実施例の部分ｃにおいて、開口部２６内に４つのモジュール１２が位置づけされる。
【０１１２】
図５の実施例において、モジュール１２はセンサー・モジュールであるが、他の実施例においては、任意の好適なモジュール１２を使用することができる。
【０１１３】
図５において、モジュール１２は、ソースおよびドレイン電極３２、３４に接続された上部表面上の電極２２を有する（図４を参照）。
【０１１４】
図５の実施例において、センサー・モジュール１２は、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４として表わされた可変的インピーダンスを有する。実施例中、センサー回路は、モジュール１２の上部表面上に位置し、ドレイン電極３４およびソース電極３２用のモジュール１２の上部表面上にある電極２２の間で電気的に接続されている。
【０１１５】
電気化学トランジスタが、基板１４とモジュール１２の間に形成される。
【０１１６】
図５の実施例の部分ｄで例示されているように、センサー・モジュール１２は、さらなる基板２４上のルーティングを用いて列方向で電子的に直列接続される。
【０１１７】
したがって、図５の実施例の部分ｄのセンサー・モジュールは、基板１４とモジュール１２の間に形成された電気化学トランジスタ３０と電気的に並列接続される。
【０１１８】
図５の実施例において、いかなるゲート電圧も印加されていない場合、電気化学トランジスタは、導電性オフ状態にあり、したがって、センサー・モジュール１２は短絡される。
【０１１９】
センサー・モジュール１２から測定値をとるために、例えばＶG1またはＶG2などのゲート電圧が、必要とされるゲート行に対して印加されて、その行内の電気化学トランジスタ３０を非導電性オフ状態になるようにする。ゲート電圧が印加されたこの行の対応するセンサー・モジュールは、もはや短絡されない。
【０１２０】
このとき、選択された列のインピーダンスを測定することができる。この列の他のセンサーは、それらの対応する電気化学トランジスタ３０が導電性オン状態にあることに起因して、短絡状態にとどまることから、必要とされるモジュール１２の測定値をとることができる。
【０１２１】
例えば、図５の実施例を参照すると、Ｚ１というマーキングが付されたインピーダンスを有するモジュール１２の測定値をとらなければならなかった場合、ゲート電極の上部行に対してゲート電圧ＶG1を印加することができる。こうして図５中のインピーダンスＺ１およびＺ２を有するセンサーに対応する電気化学トランジスタ３０は、非導電性オフ状態に置かれると考えられる。
【０１２２】
インピーダンスＺ１の読み取り値をとるためこのとき、ＶD1とマーキングされた列のインピーダンスを測定することができると思われる。インピーダンスＺ３を有するモジュールは、いかなるゲート電圧ＶG2も印加されていないことから、この実施例において短絡状態にとどまると考えられる。
【０１２３】
図５の実施例に例示されているものなどのレイアウトは、モジュール１２がクロスオーバーを使用せずに接続され、したがって単純化された製造プロセスが提供されることから、技術的メリットを提供する。
【０１２４】
本開示の実施例に係るアクティブ・マトリクス・バックプレーンを伴って形成されたモジュール式アレイは、スケーラブルな印刷プロセスによって完全に組立てることができる。
【０１２５】
本開示の実施例中に使用されているような電気化学トランジスタは、低電圧（おおよそ１．５Ｖ）で切換え可能であり、したがって、本開示の実施例にあるようなバックプレーンは、印刷バッテリなどのフレキシブル電源と両立する。
【０１２６】
図６は、装置１０のさらなる実施例を示す。いくつかの実施例において、図６の装置１０は、図１および２に関連して以上で説明したようなものであることができる。
【０１２７】
図６の実施例において、モジュール１２と基板１４の間に形成される電子コンポーネント１８は、電気化学トランジスタ３０である。
【０１２８】
しかしながら、図６の実施例において、ゲート電極３６は、モジュール１２の下部側に位置しており、ソースおよびドレイン電極３２、３４は基板１４上に位置している。図６の実施例において、チャネル３８も同様に基板１４上に位置している。
【０１２９】
図６の実施例中の基板１４は、図３〜５の実施例中に示されている基板１４と類似のものであることができる。図６において、基板１４は、絶縁体５８、モジュール１２、基板１４、回路４０、ソース電極３２およびドレイン電極を備えている。
【０１３０】
図６の実施例において、ソースおよびドレイン電極３２、３４は、ビア・ホール５６であることのできる電気接続５４を用いて、基板１４の下部側の電極２２に接続されている。
【０１３１】
したがって、図６の実施例中に示されている装置１０は、図３〜５の実施例中に示されている装置と類似のものであるが、図６の実施例においては、モジュール１２および基板１４上の電極および他の要素は入れ換えられている。
【０１３２】
図６の実施例において、ソース電極３２およびドレイン電極３４は、基板１４上に形成される。このことは、例えば、高解像度を達成するためにリトグラフィ・プロセスを介してこれらの電極をパターニングすることができることから、有利であり得る。付加的または代替的に、例えば印刷プロセスにより、モジュール１２を製造することができる。
【０１３３】
図６中の装置１０は、モジュール１２と基板１４の間に電解質１６を含む。電解質１６は、任意の好適な電解質であることができ、任意の好適な方法を用いて提供されることができる。電解質は、図６の実施例中では電気化学トランジスタ３０である電子コンポーネント１８のための電解質として、およびモジュール１２を基板１４に取付ける接着剤として機能するように構成される。
【０１３４】
図６のモジュール１２は同様に、モジュール１２の機能性を提供するように構成された回路４０も備えている。回路４０は、図２に関連して以上で説明されているようなものであることができる。
【０１３５】
図７は、モジュール１２の例示的レイアウトを示す。例えば、図６の実施例中で示されたモジュール１２である。モジュール１２は、いくつかの実施例において、センサー・モジュールであることができる。他の実施例において、モジュール１２は、任意の好適なモジュール１２であることができる。
【０１３６】
図７の実施例においては、ゲート電圧ＶGがモジュール１２を横断して印加され、ＺSとして例示されるセンサー・インピーダンスおよびＺREFとして例示される抵抗器の基準インピーダンス全体にわたって分割される。
【０１３７】
センサーにより設定される電圧ポテンシャルは、ビア・ホール５６であり得る電気接続５４を用いてゲート電極３６に結合される。図７に例示されたセンサー・レイアウトを備えたモジュール１２が、例えば図６中にあるような電解質１６上に位置づけされた場合、ゲート電極３６は、モジュール１２のセンサーのインピーダンスＺSにしたがって電気化学トランジスタのチャネル抵抗を変調させる。
【０１３８】
したがって、実施例中、センサー・モジュールなどのモジュールは、電気化学トランジスタ３０のゲート電極３６に印加される電圧を制御することができる。
【０１３９】
他の実施例においては、モジュール１２の他のレイアウトを使用することができる。
【０１４０】
図８は、モジュール・アレイをアドレス指定するためのルーティング用レイアウトの一実施例を示す。例えば、図６および７の実施例中で例示されたモジュールをアドレス指定するために、図８の実施例のレイアウトを使用することができる。
【０１４１】
図８の実施例の部分ａにおいては、基板４上にソースおよびドレイン電極３２、３４が提供されている。任意の好適な方法を用いてソースおよびドレイン電極３２、３４を適用することができ、これらの電極は、任意の好適な材料を含むことができる。例えば、ソースおよびドレイン電極３２、３４は、導電性カーボンなどの任意の好適な導電性材料を含むことができる。
【０１４２】
図８の部分ａに例示されているように、ソースおよびドレイン電極３２、３４は、アースに対し列方向に接続される。電圧ＶD1／ＶD2を列方向ルーティングに対し印加することができる。
【０１４３】
図８の実施例の部分ｂにおいて、各々のソースおよびドレイン電極３２、３４のためにチャネル３８が提供されている。
【０１４４】
チャネル３８のために任意の好適な材料を使用することができ、任意の好適な方法を用いてチャネル３８を適用することができる。例えば、チャネル３８を基板１４上にパターニングすることができる。
【０１４５】
さらに、図８の実施例の部分ｂにおいては、例えば図６の実施例中で例示されたようにソースおよびドレイン電極に対して絶縁体５８が適用されている。
【０１４６】
図８の実施例の部分ｃには、基板１４上にさらなる基板２４が提供される。さらなる基板２４は、任意の好適な材料を含むことができ、任意の好適な方法を用いて、基板１４上に提供されることができる。例えば、さらなる基板を第１の基板１４上全体に積層することができる。
【０１４７】
図５の実施例と同様に、図８の実施例の部分ｃにおいて、さらなる基板２４中の開口部２６が、基板１４上の電極および他の要素より上に位置している。
【０１４８】
図８の実施例の部分ｄにおいて、開口部２６内に電解質１６が提供され、モジュール１２が、開口部２６内の電解質１６上に位置づけされる。
【０１４９】
図８の実施例において、モジュール１２は、上述の図６および７の実施例中で例示されているモジュールであることができる。図８の実施例において、モジュール１２は、図７の実施例中に例示されたレイアウトを備えたセンサー・モジュールである。
【０１５０】
図８の実施例の部分ｄにおいて、モジュールは行方向に接続されている。示された実施例において、一行の中のモジュール１２は、同じアースに接続される。接続された行方向のモジュールに対して、ゲート電圧ＶG1またはＶG2を印加することができる。
【０１５１】
図８の実施例中のモジュール１２をアドレス指定するために、アドレス指定すべきモジュール１２を含む行に対して、ゲート電圧ＶG1またはＶG2が印加される。ＶD1とアースまたはＶD2とアースとの間の列のインピーダンスを次に測定することができる。
【０１５２】
図８の実施例において、ゲート電圧が印加されていない行はゼロ・ゲート電圧を有し、対応する電気化学トランジスタ３０は導電性オン状態にある。したがってこの列のモジュール１２は短絡される。
【０１５３】
したがって、選択された列のインピーダンスを測定する場合、それは、測定されるモジュール１２の問題のセンサーのインピーダンスによって変調される選択されたモジュール１２のチャネル抵抗に対応する。
【０１５４】
例えば、図８の実施例における左上のモジュール１２の読み取り値をとるために、上位行に対しゲート電圧ＶG1を印加することができる、これにより上位行中のトランジスタ３０のゲート電極に対して電圧が印加されると思われる。
【０１５５】
このとき、ＶD1とアースの間のインピーダンスを測定することができ、それは、測定すべきモジュール１２のセンサーのインピーダンスに対応すると考えられる。
【０１５６】
これは、同じ行の左下のモジュール１２にゲート電圧が全く印加されておらず、したがってこのモジュールが短絡状態にとどまると考えられるからである。
【０１５７】
したがって、列ＶD1のインピーダンスは、モジュール１２上のセンサーのインピーダンスに対応する測定すべきモジュール１２のチャネル抵抗に対応する。
【０１５８】
図１〜８の実施例において、電解質１６は２つの機能を有する。電解質のマトリクスは、イオンのホストとして作用し、固体イオン導電性ポリマー／塩錯体を生成すると同時に、モジュール１２を基板１４に取付ける接着剤としても作用する。
【０１５９】
図９は、装置１０の一実施例を示す。図９は同様に、モジュール１２と基板１４の間にエネルギー蓄積コンポーネントを形成するための基板１４上へのモジュール１２の組立ての実施例をも示す。装置１０は、図１および/または２に関連して以上で説明されたようなものであることができる。
【０１６０】
図９の実施例において、３つの部分が例示されている。これらは、図９中、ａ〜ｃと呼称されている。図９の実施例において、左欄は平面図を例示し、右欄は横断面図を例示する。
【０１６１】
図９の実施例中の部分ａは、基板１４を例示する。基板１４上に電極２２が提供されている。電極２２は、任意の好適な材料を含むことができ、任意の好適な方法により形成可能である。電極２２は、いくつかの実施例において、結合剤と混合したカーボン・ブラック・インクおよび/または活性炭を含むことができる。
【０１６２】
基板１４上で、モジュール１２が位置する場所において、電極２２をパターニングすることができる。いくつかの実施例において、電流コレクタとして役立つように構成された金属導体を印刷することによって、電極２２を形成することができる。
【０１６３】
実施例において、電流コレクタは、銀、銅、アルミニウムまたは他の任意の好適な材料などの導電性金属の薄膜を含むことができる。
【０１６４】
図９の実施例の部分ａ内の電極２２は、エネルギー蓄積コンポーネント４４のアノード４６および/またはカソード４８を形成することができる。
【０１６５】
図９の実施例の部分ｂは、モジュール１２を例示する。モジュール１２は図１および/または２の実施例中に示されたようなものであることができる。
【０１６６】
図９において、モジュール１２は、モジュール１２の下部側に電極２２を備え、モジュール１２上の電極２２は、基板１４上の電極２２に対する対電極を形成することができる。
【０１６７】
モジュール１２の電極２２は、任意の好適な材料を含むことができ、任意の好適な方法を用いてこの電極２２を形成することができる。モジュール１２上の電極２２は、基板１４上の電極２２と同じ材料を含むことができる。他の実施例において、モジュール１２上の電極２２は、基板１４上の電極２２とは異なる材料を含むことができる。
【０１６８】
示された実施例において、モジュール１２の下部側の電極２２は基板１４上の電極２２と同じ材料を含む。
【０１６９】
図９の実施例において、モジュール１２は同様に、モジュール１２の上部表面上に２つの電極２２を含む。
【０１７０】
図９の実施例の部分ｂに示されているように、ビア・ホール５６などの電気接続５４が、モジュール１２の頂部側にある電極２２の１つに対してモジュール１２の下部側にある電極２２を電気的に接続することができる。図９の実施例において、モジュール１２の頂部側の左の電極２２は、モジュール１２の下部側にある電極２２に対して電気的に接続される。
【０１７１】
図９の実施例において、基板１４およびモジュール１２の下部側にある電極２２は、スーパーキャパシタ電極を形成する。図９において、モジュール１２の下部側にある電極２２は、電子的に機能的な層でコーティングされて、スーパーキャパシタ電極を形成する。
【０１７２】
モジュール１２は、回路４０を備えている。回路４０は、センサー回路、データ処理回路、トランジスタ回路などの、モジュール１２の機能性を提供するように構成された任意の好適な回路であることができる。
【０１７３】
図９の実施例の部分ｂにおいては、基板１４上の電極２２の上に、電解質１６が提供される。
【０１７４】
電解質は任意の好適な電解質であることができ、任意の好適な方法を用いて提供されることができる。例えば、電解質は、図１および/または２に関連して説明されたようなものであることができる。実施例中、電解質１６は、ポリ酢酸ビニル／リン酸（ＰＶＡ／Ｈ３ＰＯ４）またはポリ酢酸ビニル／硫酸（ＰＶＡ／Ｈ２ＳＯ４）ゲル電解質を含むことができる。
【０１７５】
図９の実施例の部分ｂは、電極１６上に位置づけされているモジュール１２を例示している。スーパーキャパシタは、モジュール１２が電解質１６上に位置づけされている状態で形成される。
【０１７６】
電解質１６は、この実施例においてはエネルギー蓄積コンポーネント４４である電子コンポーネント１８のための電解質として機能するように構成され、同様に、モジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能するようにも構成されている。
【０１７７】
図９の実施例の部分ｃにおいて、インターコネクト６２がモジュールの頂部側の右にある電極２２を基板１４の電極２２に対して接続している。
【０１７８】
実施例中、エネルギー蓄積コンポーネント４４は、モジュール１２に対して電力を提供することができ、例えばエネルギー蓄積コンポーネント４４は、電力をモジュール１２の回路４０に対して提供することができる。
【０１７９】
図９において、例示された矢印は、スーパーキャパシタにより生成された電圧がモジュール１２の頂部側にある電極２２を横断して利用可能であることを標示している。例えば、図９内のモジュール１２の頂部電極２２間に設置されたコンポーネントが、スーパーキャパシタと並列に結合され、このようにして電力供給を受けることができる。
【０１８０】
図９の実施例において、電極２２は、任意の好適な方法を用いて提供できるルーティング２８を用いて電気的に接続されており、任意の好適な材料を含むことができる。
【０１８１】
他の実施例において、エネルギー蓄積コンポーネント４０は、バッテリ５０を含むことができる。このような実施例において、基板１４およびモジュール１２の下部側にあるバッテリ電極２２を、任意の好適な方法を用いて形成することができる。例えば、電荷コレクタ層を印刷し次に電荷コレクタ全体にわたり電極２２を印刷することにより、電極２２を形成することができる。電荷コレクタを、任意の好適な材料で形成することができる。例えば、電荷コレクタは、銀、銅、アルミニウムなどの導電性金属または他の任意の好適な材料の薄膜を含むことができる。
【０１８２】
いくつかの実施例において、エネルギー蓄積コンポーネントは、リチウム・イオンバッテリを備えることができる。このような実施例において、第１の電極２２は、ＬｉＦｅＯ４およびＬｉＣｏ０２を含むことができる、第２の電極は印刷された黒鉛を含むことができる。
【０１８３】
図１０は、装置１０のさらなる一実施例を示す。図１０は同様に、基板１４上へのモジュール１２の組立ての実施例も示している。
【０１８４】
図１０に示されている実施例は、図９中に示された実施例と類似している。しかしながら、図１０に示された実施例は、２つのモジュールを平面図で示す。図４の実施例の場合と同様、図１０の実施例の部分ａに破線によって例示されているように、図１０の横断面図で単一のモジュール断面が示されている。
【０１８５】
図１０は、基板１４とモジュール１２の間にエネルギー蓄積コンポーネント４４を形成するための、キャリア基板上へのモジュール１２の組立ての実施例を示す。図１０の実施例は、図９を参照して以上で説明された実施例と類似している。
【０１８６】
図１０の実施例の部分ｂにおいて、基板１４上には、さらなる基板２４が提供されている。
【０１８７】
さらなる基板２４は、任意の好適な材料、例えばＰＥＴなどのプラスチックを含むことができる。任意の好適な方法を用いて基板１４上にさらなる基板２４を提供することができる。例えば、さらなる基板を、基板１４上に積層することができる。
【０１８８】
さらなる基板は、複数の開口部２６を含む。任意の好適な方法を用いて開口部を提供することができる。例えば、開口部は、例えばレーザー切断などを用いて形成されたカット・アウト開口部などであることができる。いくつかの実施例においては、例えば開口部が位置している場所を除いて、連続的基板層を形成するためにＵＶ硬化性ポリマー材料を印刷しその後ポリマー層を凝固させるためのＵＶ硬化プロセス作用を及ぼすことにより、湿式コーティング／パターニング方法を用いて、基板１４上にさらなる基板２４を形成することができる。
【０１８９】
図１０の実施例の部分ｃにおいて、電解質１６は、モジュール１２が位置する予定の開口部２６内に提供される。任意の好適な方法を用いて電解質１６を提供することができ、例えば、室温で、または印刷中に、最高およそ１５０℃まで電解質１６を加熱することによって、電解質１６を印刷することができる。
【０１９０】
図１０の実施例の部分ｃに例示されているように、より大きい開口部２６内で、電解質１６上にモジュール１２を位置づけすることができる。電解質１６は、エネルギー蓄積コンポーネント４４の電解質としておよびモジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能する。例えば、電解質が凝固する前に電解質１６上にモジュール１２を設置することにより、電解質１６がひとたび凝固した時点で、モジュール１２を基板１４に取り付けることができる。
【０１９１】
図１０の実施例の部分ｄは、電解質１６の頂部で開口部２６内の所定の位置にあるモジュール１２を例示している。
【０１９２】
図１０の実施例の部分ｅには、基板１４上の電極２２をモジュール１２の頂部側で右側の電極２２に接続するため、第２の開口部２６およびさらなる基板２４を通ってインターコネクト６２が提供されている。インターコネクト５２は、任意の好適な材料で製造でき、任意の好適な方法を用いて提供可能である。
【０１９３】
図１１Ａは、基板１４に対して電解質１６を用いて取付けられた複数のモジュール１２の一実施例を示す。
【０１９４】
図１１Ａの実施例においては、３つのモジュール１２が示されている。他の実施例では、より少ないまたはより多いモジュール１２を含むことができる。
【０１９５】
図１１Ａの実施例においては、モジュール１２と基板１４の間に、電子コンポーネント１８が形成される。示された実施例においては、各モジュール１２と基板１４の間にエネルギー蓄積コンポーネント４４が形成される。
【０１９６】
したがって、図１１Ａの実施例において、モジュール１２の各々には、モジュール１２と基板１４の間に形成された独自のエネルギー源により電力を供給することができる。
【０１９７】
図１１Ａの実施例においては、モジュール１２の各々のために１つの最適化されたエネルギー蓄積コンポーネント４４を提供することができる。例えば、エネルギー蓄積コンポーネント４４の出力電圧および/または電力密度および/またはエネルギー密度および/または形状および/またはサイズを、各モジュール１２のエネルギー必要量に応じて個別化することができる。
【０１９８】
さらに、エネルギー蓄積コンポーネント４４は、モジュール１２に接続するために長い導線を必要とせず、したがって、例えば共用エネルギー源に比べて、エネルギー源からモジュール１２に電力を移送する上での抵抗損失は低くなる。
【０１９９】
図１１Ａの実施例においては、３つの異なるタイプのモジュール１２が例示されている。図１１Ａの実施例においては、左上から右下、左下から右上への線および垂直線を用いて、異なるタイプのモジュール１２が標示されている。これらの線は、単に例示を目的としたものであり、モジュール１２の何らかの機能的または構造的制限を暗示する意図を有するものではない。
【０２００】
図１１Ａの実施例において、左上から右下への線を伴って標示されているモジュールは、センサー・モジュール６４を備えている。左下から右上への線を伴って標示されたモジュール１２は、トランジスタ・モジュール６６を含み、垂直線を伴って標示されたモジュール１２は信号処理モジュール６８を含む。
【０２０１】
他の実施例においては、異なるモジュールおよび異なるモジュール数の任意の組合せを使用することができる。例えば、モジュール１２はいくつかの実施例において、メモリ要素、ディスプレー画素、例えばインジケータ発光ダイオードおよび/またはデータ処理ユニットなどであることができる。
【０２０２】
図１１Ａの実施例中に示されている設計は、パッケージ、サイズおよびコストを削減し、デバイスの安全性およびフレキシビリティを増大させる。
【０２０３】
図１１Ｂは、モジュール１２のアレイとして形成されるデバイス・アーキテクチャの一実施例を示す。
【０２０４】
図１１Ｂの実施例は、図１１Ａの実施例中に示された３つのモジュール１２を含む。図１１Ｂの実施例中のモジュール１２は、図１１Ａの実施例中で示されたものと同じマーキングを用いて標示されている。
【０２０５】
図１１Ｂの実施例において、トランジスタ・モジュール６６は信号処理モジュール６８に接続されている。列デコーダ７２が、センサー・モジュール６４と信号処理モジュール６８の列を列方向に接続する。図１１Ｂの実施例において、列デコーダ７２は、同様に、信号マルチプレクサおよび/または信号デマルチプレクサを含むこともできる。
【０２０６】
行デコーダ７０は、列デコーダ７２からの接続を行方向に接続する。
【０２０７】
他の実施例においては、モジュール１２の任意の好適なデバイス・アーキテクチャを使用することができる。
【０２０８】
図１２は、方法１００の一実施例を示す。
【０２０９】
ブロック１０２において、基板１４が提供される。基板１４は、任意の好適な材料で製造でき、任意の好適な方法を用いて提供可能である。
【０２１０】
例えば、基板１４は、図１および/または２に関連して以上で説明されたようなものであることができる。
【０２１１】
ブロック１０４では、基板１４上に電解質１６が提供される。
【０２１２】
電解質１６は、任意の好適な電解質１６であることができ、任意の好適な方法を用いて提供可能である。例えば、電解質１６を基板１４上に印刷し、室温で凝固させることができる。電解質１６を、約１５０℃までの高温で印刷することができる。
【０２１３】
実施例において、電解質１６は、図１および/または２に関連して以上で説明されたようなものであることができる。
【０２１４】
いくつかの実施例において、電解質１６は、基板１４上に直接提供されなくてもよく、少なくとも部分的に基板１４上の１つ以上の要素の上に提供されることができる。
【０２１５】
ブロック１０６では、電解質１６上にモジュール１２が位置づけされる。電解質中、モジュール１２が電解質１６上に位置づけされた時点で、モジュール１２と基板１４の間に電子コンポーネント１８が形成される。
【０２１６】
実施例中、モジュール１２は、図１および/または２に関連して以上で説明されたようなものであることができる。
【０２１７】
電解質１６は、電子コンポーネント１８中の電解質１６として、また、モジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能する。
【０２１８】
モジュール１２は、任意の好適なモジュール１２であることができる。例えば、モジュール１２は、センサー・モジュールおよび/または信号処理モジュールおよび/またはトランジスタ・モジュールおよび/またはディスプレー・モジュールなどを含むことができる。
【０２１９】
実施例において、電解質１６上にモジュール１２を位置づけするステップは、基板１４および/または電気的要素、例えばルーティング２８の間に１つ以上の接続を提供するステップを含むことができる。付加的または代替的には、電解質上にモジュール１２を位置づけするステップは、基板１４および/またはモジュール１２上に１つ以上の電極２２を提供するステップを含むことができる。
【０２２０】
実施例中、ブロック１０４および１０６のアクションを反復して、複数のモジュール１２を基板に取付け、モジュール１２の各々と基板１４の間に電子コンポーネント１８を形成することができる。実施例において、モジュール１２の各々の間に形成される電子コンポーネント１８は、異なるものまたは同じものであることができる。
【０２２１】
実施例中、形成される電子コンポーネントは、電気化学トランジスタ３０などのトランジスタまたは、バッテリ５０またはスーパーキャパシタ５２などのエネルギー蓄積コンポーネント４４であることができる。
【０２２２】
図１３は、さらなる方法２００の一実施例を示す。
【０２２３】
ブロック２０２では、基板１４が提供される。ブロック２０２は、図１２に関連して説明されたブロック１０２と同様であることができる。
【０２２４】
ブロック２０４では、基板１４上に少なくとも１つの電極が提供される。
【０２２５】
少なくとも１つの電極２２は、任意の好適な材料で製造されることができ、任意の好適な方法を用いて提供可能である。実施例中、少なくとも１つの電極２２は、図２に関連して説明されたようなものであることができる。
【０２２６】
いくつかの実施例において、少なくとも１つの電極２２は、電気化学トランジスタ３０などのトランジスタ用のソース電極３２およびドレイン電極３４を含むことができる。
【０２２７】
いくつかの実施例において、電気化学トランジスタ３０のためのチャネル３８も提供することができる。
【０２２８】
実施例中、少なくとも１つの電極２２は、電気化学トランジスタ３０などのトランジスタ用のゲート電極３６を含むことができる。
【０２２９】
他の実施例において、少なくとも１つの電極は、バッテリ５０またはスーパーキャパシタ５２などのエネルギー蓄積コンポーネント４４用のアノードおよび/またはカソードを含むことができる。
【０２３０】
ブロック２０６において、基板１４上にさらなる基板２４が提供される。
【０２３１】
さらなる基板２４は任意の好適な材料で製造でき、任意の好適な方法を用いて製造可能である。例えば、さらなる基板２４は、図２に関連して以上で説明したようなものであることができる。
【０２３２】
いくつかの実施例において、さらなる基板２４は、基板１４上に積層されることができる。
【０２３３】
さらなる基板２４は、１つ以上の開口部を含むことができる。実施例中、開口部は、カット・アウト開口部であることができ、例えば、基板１４上に提供された少なくとも１つの電極全体の上に位置することができる。
【０２３４】
ブロック２０８では、基板１４上に電解質１６が提供される。実施例中、ブロック２０８は、図１２に関連して説明されたブロック１０４と同様であることができる。
【０２３５】
実施例において、基板１４上のさらなる基板２４内の開口部２６の少なくともいくつかの中に電解質１６を提供することができる。
【０２３６】
ブロック２１０では、モジュール１２上に少なくとも１つの電極２２が提供される。
【０２３７】
少なくとも１つの電極２２は、図２に関連して以上で説明したようなものであることができる。モジュール１２は、図１および/または２に関連して以上で説明されたようなものであることができる。
【０２３８】
いくつかの実施例において、モジュール１２の少なくとも１つの電極２２は、電気化学トランジスタ３０などのトランジスタ用のソース電極３２およびドレイン電極３４を含むことができる。いくつかの実施例において、モジュール１２上にチャネル３８を提供することもできる。
【０２３９】
他の実施例中、少なくとも１つの電極２２は、電気化学トランジスタ３０用のゲート電極３６を含むことができる。
【０２４０】
いくつかの実施例において、モジュール１２上の少なくとも１つの電極２２は、バッテリ５０またはスーパーキャパシタ５２などのエネルギー蓄積コンポーネント４４用のアノード４６および/またはカソード４８を含むことができる。
【０２４１】
実施例において、モジュール１２上の少なくとも１つの電極２２は、基板１４上に提供された電極２２の対電極２２であることができる。
【０２４２】
例えば、基板１４上の少なくとも一つの電極２２がゲート電極３６を含む場合、モジュール１２上の少なくとも一つの電極はソース電極３２およびドレイン電極３４を含むことができ、またはその逆もまた同様である。
【０２４３】
基板２２上の少なくとも一つの電極が、エネルギー蓄積コンポーネント４４用のアノード４６を含む場合、モジュール１２上の少なくとも一つの電極２２は、エネルギー蓄積コンポーネント４４用のカソード４８を含むことができる。
【０２４４】
ブロック２１２において、モジュール１２は電解質１６上に位置づけされる。
【０２４５】
モジュール１２は、任意の好適な方法を用いて電解質１６上に位置づけされることができる。例えば、モジュール１２を電解質１６上にピック・アンド・プレースすることができる。
【０２４６】
実施例中、開口部２６内における電解質１６上のモジュール１２の位置づけは、図２に関連して以上で説明されるようなものであることができる。
【０２４７】
実施例中、電解質１６は、モジュール１２と基板１４の間に形成された電子コンポーネント１８用の電解質１６として、また、モジュール１２を基板１４に取付けるための接着剤２０として機能する。
【０２４８】
例えば、電解質１６上にモジュール１２を位置づけすることによって、電気化学トランジスタ３０またはエネルギー蓄積コンポーネント４４を形成することができる。
【０２４９】
ブロック２１４では、基板１４およびさらなる基板２４上のルーティングが提供される。ルーティングは、モジュール１２と基板１４の間に形成される電子コンポーネント１８用であることができる。
【０２５０】
実施例中、ルーティング２８は、図２に関連して以上で説明されているようなものであることができる。
【０２５１】
いくつかの実施例において、装置１０は、環境発電ユニットを含むことができる。例えば、本開示の実施例のエネルギー蓄積コンポーネント４４は、太陽電池などの環境発電ユニットを用いて充電可能である。付加的または代替的には、本開示の実施例のエネルギー蓄積コンポーネントをワイヤレス充電を通して充電することができる。
【０２５２】
本出願において使用される「回路」なる用語は、以下のもの全てを意味する：
（ａ）（アナログおよび/またはデジタル回路のみでの実装などの）ハードウェア専用回路実装、および
（ｂ）回路およびソフトウェア（および/またはファームウェア）の組合せ、例えば（該当する場合には）、（ｉ）プロセッサの組合せまたは（ｉｉ）協働して携帯電話またはサーバーなどの装置にさまざまな機能を行なわせる、（デジタル信号プロセッサを含む）プロセッサ／ソフトウェアの部分、ソフトウェア、およびメモリ、および
（ｃ）ソフトウェアまたはファームウェアが物理的に存在しない場合でも、動作のためにソフトウェアまたはファームウェアを必要とするマイクロプロセッサまたはマイクロプロセッサの一部分などの回路。
【０２５３】
この「回路」の定義は、いずれかのクレームを含む本出願中のこの用語の全ての使用に適用される。本出願に使用されるさらなる例として、「回路」なる用語は、同様に単に１つだけのプロセッサ（または多数のプロセッサ）またはプロセッサの部分およびその付随するソフトウェアおよび/またはファームウェアの実装もカバーすると考えられる。「回路」なる用語は同様に、例えばそして特定のクレーム要素に適用可能である場合、ベースバンド集積回路または携帯電話用の応用プロセッサ集積回路または、サーバー、セルラー・ネットワーク・デバイスまたは他のネットワーク・デバイス内の類似の集積回路をもカバーすると考えられる。
【０２５４】
図１２および１３に示されたブロックは、方法内のステップを表わすことができる。ブロックに対する特定の順序の例示は、必ずしも、ブロックに対して求められるまたは好ましい順序が存在することを黙示しておらず、ブロックの順序および配置は変動可能である。さらに、いくつかのブロックを省略することも可能であることができる。
【０２５５】
「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える、含む）」なる用語は本明細書において、排他的ではない包括的な意味で使用されている。すなわち、Ｙを備えた（含む）Ｘという言及は全て、Ｘが１つのＹだけを含むまたは２つ以上のＹを含むことができることを意味している。「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」を排他的な意味で使用することが意図される場合には、それは、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ｏｎｌｙ  ｏｎｅ．．．（１つの〜のみを含む）」に言及するかまたは「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ（〜から成る）」を使用することによって、文脈の中で明確にされる。
【０２５６】
この簡単な説明においては、さまざまな実施例が参照されてきた。１つの実施例に関連する特徴または機能の説明は、これらの特徴または機能がその実施例中に存在することを意味する。「ｅｘａｍｐｌｅ（実施例、例）」または「ｆｏｒ  ｅｘａｍｐｌｅ（例えば）」または「ｍａｙ（〜できる、〜可能である）」なる用語の本文中での使用は、明示的に述べられているか否かに関わらず、このような特徴または機能が、一例として記載されているか否かに関わらず少なくとも記載の実施例中に存在すること、およびそれらが、必然的にではないものの、いくつかのまたは全ての他の実施例中に存在し得ることを、意味する。こうして、「ｅｘａｍｐｌｅ」、「ｆｏｒ  ｅｘａｍｐｌｅ」または「ｍａｙ」は、一つの実施例集合中の特定の事例を意味する。この事例の特性は、該事例のみの特性または該集合の特性またはこの集合中の事例の全てではないもののいくつかを含む集合の下位集合の特性であり得る。したがって、別の実施例に関連してではなく１つの実施例に関連して説明された特徴は、可能な場合、該もう一方の実施例で使用可能であるものの、必ずしもこのもう一方の実施例中で使用する必要があるわけではないことが、黙示的に開示される。
【０２５７】
本開示の実施例について、さまざまな実施例に関連して以上の段落中で説明してきたが、所与の実施例に対する修正も、本発明の範囲から逸脱することなく行なうことができるということを認識すべきである。例えば、電極２２のサイズを変動させることができる。
【０２５８】
いくつかの実施例において、モジュール１２の下部側にある電極２２は、例えばモジュール１２のサイズよりも小さい任意のサイズであり得る。
【０２５９】
以上の説明中に記載の特徴を、明示的に記述された組合せで使用することができる。
【０２６０】
機能はいくつかの特徴に関連して説明されてきたが、記載されているか否かに関わらず他の特徴によって、これらの機能を実行することが可能である。
【０２６１】
特徴は、いくつかの実施形態に関連して説明されてきたが、これらの特徴は、同様に、それが記載されているか否かに関わらず、他の実施形態においても存在することができる。
【０２６２】
以上の明細書では、特に重要性の高いものと考えられている本発明の特徴に注意を向けるように努力してきたが、出願人は、それが特に強調されてきたか否かに関わらず、以上で言及されたおよび/または図面に示されたあらゆる特許性ある特徴または特徴の組合せに関しての保護を請求している、ということを理解すべきである。
【図１】
0006412273.tif 000002
【図２】
0006412273.tif 000003
【図３ａ）】
0006412273.tif 000004
【図３ｂ）】
0006412273.tif 000005
【図３ｃ）】
0006412273.tif 000006
【図３ｄ）】
0006412273.tif 000007
【図４ａ）】
0006412273.tif 000008
【図４ｂ）】
0006412273.tif 000009
【図４ｃ）】
0006412273.tif 000010
【図４ｄ）】
0006412273.tif 000011
【図５ａ）】
0006412273.tif 000012
【図５ｂ）】
0006412273.tif 000013
【図５ｃ）】
0006412273.tif 000014
【図５ｄ）】
0006412273.tif 000015
【図６】
0006412273.tif 000016
【図７】
0006412273.tif 000017
【図８ａ）】
0006412273.tif 000018
【図８ｂ）】
0006412273.tif 000019
【図８ｃ）】
0006412273.tif 000020
【図８ｄ）】
0006412273.tif 000021
【図９ａ）】
0006412273.tif 000022
【図９ｂ）】
0006412273.tif 000023
【図９ｃ）】
0006412273.tif 000024
【図１０ａ）】
0006412273.tif 000025
【図１０ｂ）】
0006412273.tif 000026
【図１０ｃ）】
0006412273.tif 000027
【図１０ｄ）】
0006412273.tif 000028
【図１０ｅ）】
0006412273.tif 000029
【図１１Ａ】
0006412273.tif 000030
【図１１Ｂ】
0006412273.tif 000031
【図１２】
0006412273.tif 000032
【図１３】
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