Development of high-precision threshold voltage control technology for organic thin-film transistors

有机薄膜晶体管高精度阈值电压控制技术开发

• 批准号: 22K18975
• 负责人: 植村 隆文
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18975/
• 关键词: フレキシブルセンサ; 有機トランジスタ; しきい値電圧制御; フレキシブルエレクトロニクス; 相補型回路技術

本研究では、フレキシブル有機電子回路における高精度の特性制御技術を確立し、次世代センサ技術に求められる高精度アナログ信号処理と超低消費電力駆動を両立する事を目的として研究を実施する。本基盤技術の確立により、フレキシブル電子回路を実現する種々の薄膜半導体技術と比較して、有機薄膜トランジスタの技術優位性を明確にすることで産業応用を加速することを目的としている。2022年度は、紫外光照射によって分子構造が変化する塗布型・光応答性高分子薄膜をトランジスタの絶縁層として活用し、フレキシブル有機トランジスタのしきい値電圧を「0.1 Vレベルの高い精度」で任意に制御する技術の開発を行い、n型の有機トランジスタにおいて、n型有機半導体材料の選択、紫外線照射時間の最適化などを実施する事によって、実際に0.1 Vレベルでのしきい値電圧制御を実現した。以上の取組みにより、p/n型トランジスタのそれぞれにおいて、デプレッション型（D型）、エンハンスメント型（E型）を同一基板上の任意の場所に作り分ける技術が完成した。また、実際にその有用性を実証するために研究提案にも掲げた「サブスレッショルド領域スイッチングによるnW級・超低消費電力回路駆動」を実証するための回路設計、試作と評価までを行った。その結果、サブスレッショルド領域スイッチングを実現したpWレベルの超低消費電力CMOSインバーターの作製に成功している。以上の成果をもって、今年度の研究実績として、ACS Applied Electronic Materials（IF：4.494（2021））に報告を行った（掲載済み）。

This study で は, フ レ キ シ ブ ル organic electronic circuit に お け る high-precision の features suppression technology を establishing し, next generation セ ン サ technology に o め ら れ る high-precision ア ナ ロ グ signal 処 Richard と ultra-low power consumption 駆 dynamic を struck made す る matter を purpose と し て research を be applied す る. This base plate technology の establish に よ り, フ レ キ シ ブ ル を electronic circuit be presently す る kind 々 の thin film semiconductor technology と compare し て, organic thin film ト ラ ン ジ ス タ の technology primacy を clear に す る こ と 応 で industry using を accelerated す る こ と を purpose と し て い る. 2022 annual は, uv irradiation に よ っ て が molecular structure - the す る polymer film coating type, light 応 answer sex を ト ラ ン ジ ス タ の never try layer と し て appropriate し, フ レ キ シ ブ ル organic ト ラ ン ジ ス タ の し き い numerical electric 圧 を "0.1 V レ ベ ル の high precision い "で す に system initiates a any る technology の open 発 を い, n-type の organic ト ラ ン ジ ス タ に お い て, n type organic semiconductor materials の sentaku, uv irradiation time の optimization な ど を be applied す る matter に よ っ て, be interstate に 0.1 V レ ベ ル で の し き い numerical electric 圧 suppression を be presently し た. Above の take group み に よ り, p/n ト ラ ン ジ ス タ の そ れ ぞ れ に お い て, デ プ レ ッ シ ョ ン type (D), エ ン ハ ン ス メ ン ト type (E) を with fundamental board の arbitrary の places に り points け が る technique し た. ま た, be interstate に そ の usefulness を card be す る た め に research proposal に も first white jasmines げ た "サ ブ ス レ ッ シ ョ ル ド field ス イ ッ チ ン グ に よ る nW level, low power consumption circuit 駆" を card be す る た め の circuit design, attempt と 価 ま で を line っ た. そ の results, サ ブ ス レ ッ シ ョ ル ド field ス イ ッ チ ン グ を be presently し た pW レ ベ ル の ultra-low power consumption CMOS イ ン バ ー タ ー の cropping に successful し て い る. The above <s:1> achievements を を って って, <s:1> research achievements of this year と て, ACS Applied Electronic Materials (IF: 4.494 (2021)) に report を line った (published み).

项目成果

ウェアラブル生体信号計測に向けた伸縮配線・回路の開発と評価

用于可穿戴生物信号测量的可拉伸布线和电路的开发和评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 坂東勇希，植村隆文，難波直子，井上由美，荒木徹平，関谷毅

柔軟・透明な導電性材料の開発と生体信号計測センサシートへの応用

柔性透明导电材料的开发及其在生物信号测量传感器片材中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 荒木徹平;植村隆文;関谷毅
• 通讯作者: 関谷毅

Ultraflexible and Bio Conformable Organic Circuits for Healthcare Applications

适用于医疗保健应用的超柔性和生物相容性有机电路

• 发表时间: 2022
• 作者: Takafumi Uemura;Naoko Namba;Masahiro Sugiyama;Koki Taguchi;Mihoko Akiyama;Teppei Araki;and Tsuyoshi Sekitani
• 通讯作者: and Tsuyoshi Sekitani

超柔軟な生体電位センサ創出にむけたストレッチャブル配線板の開発

开发用于创建超柔性生物电传感器的可拉伸接线板

• 发表时间: 2022
• 作者: 川端玲;荒木徹平;秋山実邦子;呉天旭;岡部祐輔;古賀大尚;植村隆文;能木雅也;菅沼克昭;関谷毅
• 通讯作者: 関谷毅

第3章・第2節・生体情報計測向け自己発電・蓄電機能付きシート型センサの開発, スマートヘルスケア：生体情報の計測・評価・活用とウェアラブルデバイスの開発・製品事例

第3章/第2节：用于生物信息测量的具有自发电/存储功能的片式传感器的开发、智能医疗：生物信息的测量、评估和利用以及可穿戴设备的开发和产品示例

• 发表时间: 2023
• 作者: 植村 隆文;Andreas Petritz;Esther Karner-Petritz;Philipp Schaffner;荒木 徹平;Barbara Stadlober;関谷 毅
• 通讯作者: 関谷 毅