(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記円形パターンは、前記複数の下部電極のうちの2つの下部電極の間の単一の開放位置と、前記円形パターンの中心における中央開放位置とを含む、請求項1に記載の円形印刷メモリ装置。
【発明を実施するための形態】
【0008】
理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素を示すのに可能な限り同一の参照番号を使用している。
【0009】
本開示は、回転検出を備えた円形印刷メモリ装置、およびその製造方法を広く開示する。上述したように、現在使用されている印刷メモリ装置は、間の活性層と十字交差する線状電極と共に印刷されている。1つの電極への1つの接点が故障すると、その電極上のセルの線全体が故障する可能性がある。線状電極を有する印刷メモリ装置は、印刷されるときに、位置ずれに対する許容誤差がより低い可能性がある。したがって、電気接点が印刷メモリ装置の出力を読み取る装置の電気ピンと整列していない場合、エラーが発生する可能性がある。
【0010】
本開示の実施形態は、円形印刷メモリ装置を提供する。円形パターンは、装置全体の面積に対する比率が増加するに従って、線状パターン印刷メモリ装置よりも大きいコンタクト領域を提供する円形電気コンタクトを使用し得る。その結果、読み取り装置の電気ピンの接点への位置ずれの許容範囲をさらに大きくし得る。
【0011】
図1は、円形印刷メモリ装置100の一例の分解図を示す。円形印刷メモリ装置100は、ベース基板102と、複数の下部電極104
1〜104
n(以下、個別に下部電極104またはまとめて下部電極104とも呼ぶ)と、強誘電体層106と、単一の上部電極108とを含み得る。一実施形態では、ベース基板102、下部電極104、強誘電体層106および単一の上部電極108は、互いに重なり合って積層されてもよい。
【0012】
一実施形態では、ベース基板102は可撓性材料であってもよい。例えば、可撓性材料は可撓性プラスチックであってもよい。可撓性プラスチックの例には、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などが含まれてもよい。
【0013】
一実施形態では、ベース基板102は、連続シートとして提供されてもよい。例えば、ベース基板102は、複数の円形印刷メモリ装置100を製造する組立ラインを通して巻かれ、供給されてもよい。次いで、各円形印刷メモリ装置100は、ベース基板102の連続シートから打ち抜かれるか、または切り取られてもよい。
【0014】
一実施形態では、複数の下部電極104および単一の上部電極108は、導電性材料から製造されてもよい。導電性材料の例は、銅、金、銀、アルミニウムなどを含んでいてもよい。
【0015】
一実施形態では、各下部電極104は、円形コンタクト領域116および延長部材118を有し得る。円形コンタクト領域116および延長部材118は、導電性材料の単一の連続片であってもよい。各下部電極104の全体的な形状は、ハンドルを有するパドルであってもよい。
【0016】
下部電極104は、ベース基板102上に円形パターンで配置されてもよい。下部電極104は、円形パターンで配置されてもよく、外周の円形コンタクト領域116および延長部材118は円形パターンの中心を向いている。円形パターンは、下部電極104の円形パターンの中心に中央開口部122を形成し得る。さらに、下部電極104の円形パターンは、複数の下部電極104のうちの2つの下部電極の間に単一の開放位置120を残し得る。単一の開放位置120のサイズは、円形パターンに配置された2つの下部電極104の間に別の下部電極104をはめるのに十分な大きさであってもよい。
【0017】
一実施形態では、下部電極104の数は、円形印刷メモリ装置に格納されるビット数の関数であってもよい。一例では、回転検出を備えた20ビット円形印刷メモリ装置の場合、20個の下部電極104をベース基板102上に置くことができる。しかしながら、所望のビット数に応じて、任意の数(例えば、20個より多い、または少ない)の下部電極104を追加してもよいことに留意されたい。
【0018】
一実施形態において、強誘電体層106は、電圧または電界の印加によって分極され得る材料を提供し得る。すなわち、強誘電体層106の分極状態は、下部電極104および単一の上部電極108に適切な電圧を印加することによって設定または切り替えできる。強誘電体層106および単一の上部電極108と交差する下部電極104は、円形印刷メモリ装置100のビットを格納する個々のメモリセルを形成し得る。強誘電体層106には、任意の種類の強誘電体材料を用いることができる。一実施形態では、強誘電体層106は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、トリフルオロエチレン(TFE)など、またはそれらの組み合わせのようなフッ素を含むポリマーを含み得る。
【0019】
一実施形態では、単一の上部電極108は、リング110の形状であってもよい。リング110は、周囲部材112および中央部材114を含み得る。周囲部材112は、下部電極104と実質的に同様の形状を有し得る。例えば、周囲部材112は、円形コンタクト領域および延長部材を有してもよい。周囲部材112は、中央部材114と位置合わせされてもよいし、中央部材114からずれていてもよい。
【0020】
一実施形態では、リング110、周囲部材112および中央部材114は、導電性材料の単一の連続片から製造し得る。その結果、周囲部材112は、中央部材114に対して非常に低い抵抗(例えば、ほぼゼロの抵抗)の導電経路を有し得る。例えば、導電性材料が金属である場合、周囲部材112は中央部材114に対してほぼゼロの抵抗を有し得る。
【0021】
したがって、円形印刷メモリ装置100が、中央部材114および周囲部材112に接触するピンを有する読み取り装置によって読み取られるとき、読み取り装置は、低インピーダンス(例えば、ほぼゼロの抵抗のため)を読み取ることができる。低インピーダンスは、中央部材114上の読み取り装置のピンと、周囲部材112上の読み取り装置の別のピンが直接接続されていることを暗示し、その結果、周囲部材112上のピンをピン0として識別し得る。すなわち、周囲部材112は、円形印刷メモリ装置100がどのように向けられ、または回転されても読み取ることができる識別コンタクトであってもよい。その結果、円形印刷メモリ装置100は、印刷メモリ装置100のビットを読み取り装置によって適切に読み取るために、操作または回転させる必要がない。読み取り装置は、低インピーダンス(例えば、ほぼゼロの抵抗による)によって周囲部材112を自動的に検出し、下部電極104
1〜104
nの残りのピンの順序を知ることができる。
【0022】
一実施形態では、単一の上部電極108を強誘電体層106の上に適用し得る。単一の上部電極108は、中央部材114が中央開口部122のほぼ中心に位置し、周囲部材112が単一の開放位置120に位置するように配置されてもよい。周囲部材112は、円形パターンの円周に沿って位置合わせされ、下部電極104のそれぞれと同じ間隔を置いて現れるように配置されてもよい。すなわち、(
図2に示す)上から見た図から、周囲部材112は、円形パターン内の別の下部電極104であるように見える。
【0023】
さらに、単一の上部電極108は、リング110が強誘電体層106を介して下部電極104のそれぞれの延長部材118と接触するように配置し得る。したがって、リング110の直径は、リング110が強誘電体層106を介して下部電極の各々の延長部材118と接触するが、円形コンタクト領域116のいずれの部分とも重ならないような大きさであり得る。
【0024】
上述のように、下部電極104の円形コンタクト領域116は、全体として、より少ない空間を消費する。したがって、設計により、より密な形状因子が可能になる(例えば、円形印刷メモリ装置100が、従来の印刷メモリ装置設計の矩形または直線的に配置された電極よりも小さな領域に、より多くのメモリセル、最終的にはビットを詰めることを可能にする)。
【0025】
さらに、下部電極104の円形配置は、1つの接点の位置がずれた場合に、ビットエラーの数を減らすのに役立つ。例えば、矩形またはマトリクスの線状電極において、1つのコンタクトエラーは、コンタクトが故障した線状電極上のすべてのセルに対する複数の故障を生じさせる可能性がある。セル故障に関連するビットエラーは、高価過ぎるため、エラー修正アルゴリズムを使用して修正することはできない。例えば、線形電極の4×3マトリクスは、12ビットを格納し得る12個のセルをもたらす。いくつかのエラー訂正符号は、12ビットの符号語に対して4つのチェックビットを必要とする。3つのセルに接続された電極とのコンタクトが故障すると、これらのセルもすべて故障する可能性がある。その結果、3ビットが故障している可能性がある。3ビットを修正するためには12のチェックビットが必要であり、情報を格納するためのビットが残らない。対照的に、円状に配置された下部電極104の1つのコンタクトエラーは、複数のエラーの代わりに1ビットのエラーのみを招き、単一のコンタクト故障のエラー修正のコストを低減する。
【0026】
図2は、円形印刷メモリ装置100の上面図を示す。
図2は、上述したように、単一の開放位置120にある下部電極104および周囲部材112の円形パターンを示す。
図2は、強誘電体層106を介して下部電極104のそれぞれの延長部材118と接触するリング108を示す。さらに、
図2は、中央開口部122内の中央部材114を示す。
【0027】
一実施形態では、中央部材114は位置合わせマーク130を提供し得る。位置合わせマーク130は、読み取り装置またはマシンのピンを下部電極104および周囲部材112に位置合わせするために読み取り装置によって使用されてもよい。
【0028】
一実施形態では、追加の導電性コンタクト層124を、下部電極104および周囲部材112のそれぞれの円形コンタクト領域116のみに適用し得る。追加の導電性コンタクト層124は、炭素または金属を含み得る。追加の導電性コンタクト層124は、読み取り装置との繰り返しの接触を介して生じる可能性があるピンからの磨耗に対する保護を提供し得る。
【0029】
一実施形態では、強誘電体層106は、下部電極104を覆うことができる。下部電極104と接触する手段を再確立するために、強誘電体層106は、エッチング、溶解、ドーピングなどの物理的および/または化学的手段によって、例えば下部電極104のそれぞれの円形コンタクト領域116上で、局所的に除去され得る。
【0030】
一実施形態では、保護層は、メモリセル(例えば単一の上部電極110と下部電極104のそれぞれの延長部材118との間の強誘電体層106)と、外界との物理的接触から露出する単一の上部電極110とを保護するために、周囲部材112、中央部材114、および下部電極104のそれぞれの円形コンタクト領域116を除いて、円形印刷メモリ装置100全体にわたって適用し得る。完成した円形印刷メモリ装置100は、強誘電体層106を複数回分極することによって初期化するか、または「分割し」得る。初期化後、円形印刷メモリ装置100は、書込み/読み取りビットパターンを介してテストされてもよい。円形パターンに配置された下部電極104の円形コンタクト領域116および中央部材114は、コンタクト領域全体を増加させ、形状因子を最大にし得る。円形印刷メモリ装置100の相対的に大きな面積および円形対称性を有する中央部材114は、下部電極104および単一の上部電極108のすべてと接触することの容易さを改善し、位置ずれの可能性を著しく減少させる。初期化および試験の後、完成した円形印刷メモリ装置100は、ベース基板102の連続シートから切断または打ち抜きされ、様々な異なる用途に使用され得る。
【0031】
図3は、円形印刷メモリ装置を製造する例示的な方法300のフローチャートを示す。一実施形態では、方法300の1つまたは複数のステップまたは動作は、方法300を実行する製造プラント内の一連の自動化されたツールまたはマシンを制御する、
図5に示され、以下に説明される制御装置またはコンピュータによって実行されてもよい。
図4は、円形印刷メモリ装置を製造する方法のプロセスフロー
図400を示す。
図4は、
図3のブロックと併せて読むことができる。
【0032】
ブロック302において、方法300が開始する。ブロック304において、方法300はベース基板を提供する。プロセスフロー
図400のブロック402に示すように、ベース基板102は、組立ラインで供給可能なベース基板102のロールから連続シートとして提供されてもよい。ベース基板102の連続シートは、左から右に、または右から左に供給することができる。
図4の例は、左から右へ移動するベース基板102の供給を示す。
【0033】
ブロック306において、方法300は、ベース基板上に円形パターンで複数の下部電極を適用する。電極は、組立ライン内で別のマシンまたはプロセスによって予め製造または印刷し得る。次いで、マシンは、ベース基板上に円形パターンで下部電極を配置し得る。
【0034】
例えば、
図4のブロック404は、円形パターンを示す。円形パターンは、中央開口部122および単一の開放位置120を含み得る。
図4に示される下部電極の数は、限定的であるとみなすべきでないことに留意すべきである。さらに、下部電極のサイズ、単一の開放位置120のサイズおよび中央開口部122のサイズは縮尺に合わせて描かれていない。
【0035】
一実施形態では、ベース基板102は、ブロック404〜412のそれぞれについて固定されていてもよい。例えば、単一のマシンが各ブロック404〜412を実行し得る。別の実施形態では、ベース基板102は、各ブロック404〜412ごとに移動させることができる。すなわち、異なるマシンがそれぞれのブロック404〜412を実行し得る。
【0036】
ブロック308において、方法300は、複数の下部電極の上に強誘電体層を適用する。例えば、強誘電体層は、
図4のブロック406に示すように、下部電極104のすべての上に配置し得る。
【0037】
ブロック310において、方法300は、強誘電体層の上に単一の上部電極を適用し、単一の上部電極は、強誘電体層を介して複数の下部電極のそれぞれに接触する。
図4のブロック408に示すように、単一の上部電極108は、中央部材114が中央開口部122の中心に位置するように配置されてもよい(ブロック404に示す)。さらに、周囲部材112は単一の開放位置120に配置される(ブロック404に示す)。さらに、リング108は、強誘電体層を介して下部電極104のそれぞれの延長部材118と接触し得る。
【0038】
追加のオプションの部品がブロック310で追加されてもよい。例えば、追加の導電性コンタクト層が、下部電極および周囲部材112のそれぞれの円形コンタクト領域および中央部材114に追加されてもよい。
【0039】
円形印刷メモリ装置100が完成した後、円形印刷メモリ装置100を初期化してテストし得る。
図4のブロック410に示すように、印刷メモリ装置100は、電圧源416に接続されてもよい。電圧は、複数の下部電極104によって空間的に画定された各セル内の強誘電体層106に印加され、強誘電体層106を分極し、所望のビット値(例えば、0または1)を格納する。
【0040】
図4のブロック412において、円形印刷メモリ装置100は、読み取り装置418によって実行される書込み/読み取りパターンを介してテストされてもよい。ピン420
1〜420
n+1(以降、個々にピン420、またはまとめてピン420と呼ばれる)は、それぞれの下部電極104
1〜104
nおよび周囲部材112と接触し得る。ブロック412は、ピン420と下部電極104との間のコンタクトの断面図を示す。上述したように、周囲部材112および中央部材114に接触するピン420は、周囲部材112上の低インピーダンス(例えば、ほぼゼロの抵抗による)またはほぼゼロの抵抗を検出し得る。読み取り装置418は、低インピーダンスに基づいて周囲部材112をピン0として識別し、次に時計回りまたは反時計回りの順番で各後続の下部電極104を順次識別し得る。
【0041】
図3を再び参照すると、ブロック312において、方法300は、方法300が継続すべきか否かを決定する。例えば、方法300は、ベース基板の連続シートを提供する組立ラインによって実行し得る。例えば、ベース基板のロールまたは大きなシートを組立ラインを通して供給し、複数の円形印刷メモリ装置を形成し得る。各円形印刷メモリ装置は、ベース基板の連続シートから切断するか、打ち抜いてもよい。方法300が、方法300は継続すべきであると判断した場合(例えば、より多くのベース基板が、組立ラインに供給されるロールまたは大きなシートで利用可能である)、方法はブロック304に戻ることができる。
図4のブロック414に示すように、シートを供給し、完成した円形印刷メモリ装置100を移動させて新しいベース基板を提供し得る。次に、
図3のブロック304〜312および
図4のブロック404〜412を繰り返すことができる。
【0042】
しかしながら、ブロック312の答えが「いいえ」である場合、方法300はブロック316に進むことができる。ブロック316において、方法300が終了する。
【0043】
明示的に指定されていないが、上述の方法300および400の1つまたは複数のステップ、機能、または動作は、特定の用途に必要とされる格納、表示および/または出力ステップを含み得ることに留意されたい。すなわち、本方法において議論された任意のデータ、記録、フィールド、および/または中間結果は、特定の用途の必要に応じて、他の装置に格納、表示および/または出力し得る。さらに、決定動作を列挙するか、または決定を含む
図3および
図4のステップ、ブロックまたは動作は、決定動作の両方の分岐が必ず実行されることを必要としない。すなわち、決定操作の分岐の1つは任意のステップとみなし得る。さらに、上述の方法300および400の1つまたは複数のステップ、ブロック、機能または動作は、本開示の例示的な実施形態から逸脱することなく、任意のステップを含んでもよく、または、上述の方法とは異なる順序で組み合わせ、分離および/または実行されてもよい。さらに、上記の開示において「任意の」という用語の使用は、「任意の」と表示されていない他のステップは任意ではないことを意味するものではない。このように、オプションとして表示されていないステップを列挙していない請求項は、本質的なステップを欠いているとみなされるべきではなく、そのような省略されたステップがその実施形態において任意であるとみなされる実施形態を列挙するものとみなされるべきである。
【0044】
図5は、本明細書で説明される機能を実行するための専用のコンピュータの高レベルブロック図を示す。
図5に示すように、コンピュータ500は、1つまたは複数のハードウェアプロセッサ要素502(例えば、中央処理装置(CPU)、マイクロプロセッサ、またはマルチコアプロセッサ)、メモリ504、例えばランダムアクセスメモリ(RAM)および/または読み出し専用メモリ(ROM)、円形印刷メモリ装置を製造するモジュール505、および様々な入力/出力装置506(例えば、テープドライブ、フロッピードライブ、ハードディスクドライブまたはコンパクトディスクドライブ、受信機、送信機、スピーカ、ディスプレイ、音声シンセサイザ、出力ポート、入力ポートおよびユーザ入力装置(キーボード、キーパッド、マウス、マイク等)を含むがこれに限定されない記憶装置)を含む。プロセッサ要素は1つしか示されていないが、コンピュータが複数のプロセッサ要素を使用してもよいことに留意されたい。さらに、図には1台のコンピュータしか示されていないが、上述の方法が、特定の例示的な実施例のために分散または並列に実施される場合、すなわち上記の方法またはすべての方法のステップが複数または並列のコンピュータにわたって実施される場合、この図のコンピュータは、これらの複数のコンピュータの各々を表すことを意図する。さらに、仮想化または共有コンピューティング環境をサポートするのに1つまたは複数のハードウェアプロセッサが利用できる。仮想化されたコンピューティング環境は、コンピュータ、サーバ、または他のコンピューティング装置を表す1つまたは複数の仮想マシンをサポートし得る。このような仮想化された仮想マシンでは、ハードウェアプロセッサやコンピュータ可読記憶装置などのハードウェアコンポーネントを仮想化または論理的に表現し得る。
【0045】
本開示は、ソフトウェアおよび/またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで、例えば、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を含むプログラマブル論理アレイ(PLA)、またはハードウェアデバイス上に配置されたステートマシン、コンピュータ、または任意の他のハードウェア同等物、例えば上述した方法に関するコンピュータ可読命令を使用して、実施することができ、上記の開示された方法のステップ、機能および/または動作を実行するためのハードウェアプロセッサを構成するために使用できる。一実施形態では、例示的方法300および400と共に上述したように、円形印刷メモリ装置(例えば、コンピュータ実行可能命令を含むソフトウェアプログラム)を製造するための本モジュールまたはプロセス505のための命令およびデータは、メモリ504にロードされ、ハードウェアプロセッサ要素502によって実行されて、ステップ、機能または動作を実行する。さらに、ハードウェアプロセッサが「動作」を実行するための命令を実行する場合、これは、ハードウェアプロセッサが直接的に動作を実行すること、および/または他のハードウェア装置または部品(例えば、コプロセッサなど)と共に動作の実行を容易にする、命令する、または共働することを含む。
【0046】
上述の方法に関するコンピュータ可読命令またはソフトウェア命令を実行するプロセッサは、プログラムされたプロセッサまたは専用プロセッサとして認識され得る。このように、本開示の円形印刷メモリ装置(関連するデータ構造を含む)を製造するための本モジュール505は、有形または物理(広義には非一時的な)コンピュータ可読記憶装置または媒体、例えば揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ROMメモリ、RAMメモリ、磁気または光学ドライブ、装置またはディスケットなどに格納できる。より具体的には、コンピュータ可読記憶装置は、プロセッサあるいはコンピュータまたはアプリケーションサーバなどのコンピューティング装置によってアクセスされるデータおよび/または命令などの情報を格納する能力を提供する任意の物理デバイスを含むことができる。