有機無機ハイブリッド型フレキシブルイメージャの高性能化

提高有机-无机混合柔性成像仪的性能

基本信息

批准号：
22H00207
负责人：
染谷隆夫
金额：
$ 27.46万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、有機半導体と無機半導体をハイブリッドにしたフレキシブルイメージャを実現して、活動中の生体シグナルの計測精度を医療グレードまで向上することを目的としている。具体的には、低温ポリシリコン薄膜トランジスタと有機光検出器を集積化したフレキシブルイメージャを作製する。まず、イメージャの高感度化と高速化を進めることで、微小な変化を検知する。次に、イメージャの機械的耐久性と環境安定性を向上し、皮膚に圧力を掛けずに装着することで計測の再現性を向上する。さらに、イメージャとフレキシブル電源や光源でウェアラブルデバイスを構成した上で、位置ずれ補正のアルゴリズムの導入によって、活動中の脈波の計測精度を医療グレードにまで向上する。本年度は、有機半導体層の上に透明電極を損傷フリーで形成する技術を確立し、上面受光型構造の有機光検出器の実現を目指した。従来のデバイス構造は下部電極が透明電極であるため、下側にある低温ポリシリコントランジスタの影響により、開口率が低下してしまっていた。その結果、有機光検出器が吸収できる光の量が低減してしまい、感度の制限が余儀なくされていた。この問題については、上部電極を透明電極にすることで、下地の影響を受けないようにすることができる。そこで、我々の研究グループがこれまでに開発した貼り付け型電極構造を使って透明電極を形成し、有機半導体薄膜と貼り合わせることで、上面受光型の有機光検出器の実現に取り組んだ。

这项研究的目的是实现一种有机和无机半导体混合的柔性成像器，并将活性生物信号的测量精度提高到医疗级。具体来说，我们将制造一种集成低温多晶硅薄膜晶体管和有机光电探测器的柔性成像器。首先，通过提高成像仪的灵敏度和速度，可以检测到微小的变化。其次，它提高了成像仪的机械耐用性和环境稳定性，使其无需对皮肤施加压力即可佩戴，从而提高了测量的再现性。此外，通过为可穿戴设备配置成像器、灵活的电源和光源，并引入位置偏差校正算法，可以将活动期间测量脉搏波的精度提高到医疗级。今年，我们建立了一种在有机半导体层上形成透明电极而不损坏有机半导体层的技术，旨在实现具有顶部光接收结构的有机光电探测器。传统器件结构中，下电极为透明电极，因此受下方低温多晶硅晶体管的影响，开口率下降。结果，有机光电探测器可吸收的光量减少，从而限制了灵敏度。针对该问题，通过将上部电极设为透明电极，可以防止其受到基底层的影响。因此，我们利用我们研究小组开发的粘贴电极结构创建了透明电极，并将其与有机半导体薄膜粘合，从而创建了顶光接收有机光电探测器。