プリンテッド&フレキシブルエレクトロニクスに注力するHolst Centre

独立系ハイテク研究機関である蘭Holst Centreは、2月15～17日に東京ビックサイトで開催される国際ナノテクノロジー総合展に初めて参加し、プリンタブル&フレキシブル・センサーを展示する予定だ。これに先立ち同センターは研究紹介セミナー「Holst Centre Private Seminar」を開催し、この分野の研究の一端を紹介した。

図1 昼夜問わず研究に邁進するオランダ・アイントホーフェンにあるHolst Centre (本レポートの写真はすべて同センターから提供されたもの)

プリンテッド&フレキシブルエレクトロニクスに注力

Holst Centreは、オランダの議会が起案した法律に基づき、オランダ政府の資金で運営される独立行政法人研究機関TNO(応用科学研究機構)とベルギーの独立系ナノテク研究機関imecが2005年に共同で設立した研究所である。フィリップス中央研究所の跡地に設立されたハイテクキャンパスで、オープンイノベーションを掲げ、アイデアと強みを共有する国内外を問わず世界的な企業と連携しながら求められる研究を行うといった目的を持つグローバルな研究所である。

図2 Holst Centre Private Seminarで挨拶するAart Jacobi駐日オランダ大使(スクリーンの右)

Holstは初代のフィリップス中央研究所所長の名にちなむ。オランダ側およびベルギー側の研究員はそれぞれTNO、imecに所属しており、Holst Centreは共通の研究プラットフォームという位置付けである。特にプリンテッド&フレキシブルエレクトロニクスやヘルスケア分野で強みを発揮している。太陽電池や照明やディスプレイをフラット化し、さらにはフレキシブル化する研究を行い、多くの成果を上げてきた(図3)。

図3 上段が太陽電池、中段が照明、下段がディスプレイ。左が現在のリジッドな(曲がらない)製品、中央がHolst Centreが現在開発しているフラットで曲がる製品、右が将来の折り曲がる製品のイメージ

プリンテッド・フレキシブル・センサを開発

同セミナーでは、Holst Centre/TNOでプリンティッド&フレキシブル技術のビジネス開発責任者であるHelen Kardan氏(図4)が、印刷で大量生産可能なフレキシブルなセンサについて研究現状を説明した。同氏は、東北大学大学院の出身で、日本の企業と協業して製品化を図りたいと意欲を燃やす。

図4 Holst Centreのプリンテッド・フレキシブル技術のビジネス開発責任者Helen Kardan氏

本格的IoT時代には、エッジ側で、小型で廉価なセンサが大量に必要になることが予測され、場合によってはセンサを湾曲した面に敷き詰める必要も生ずるが、これには従来のような離散したSMD(表面実装デバイス、図5左のセンサより、印刷法で一度に大量生産可能なセンサ(図5右)の方が適している。微細化にも大面積化にも自由に対応可能である。

図5 個別なSMDセンサ(左)とシ―ト全体に印刷されたセンサ(右)

Holst Centreでは現在、フレキシブルな圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、屈曲センサを開発しており、いずれもTPU(熱可塑性ポリウレタン)をベースにしている。いずれも表1に示すように、抵抗や静電容量の変化を検知し、圧力、温度、湿度、屈曲度に変換して表示している。

最後にKardan氏は、プリンタブル・フレキシブル・センサの応用例として、脳こうそくや老齢化などで手の動きが不自由になった人のために作業療養士の指導下で使用する機能訓練用手袋を紹介した。すでにNTO/imec/Helst Centreは、生体電気インピーダンスを監視しながら、身体および心臓活動を追跡できる小型ヘルスパッチを開発し公表しているが、ここにもプリンテッド・フレキシブルエレクトロニクスが活用されている。