薄膜フォトトランジスタと多結晶シリコン薄膜トランジスタによる人工網膜

使用薄膜光电晶体管和多晶硅薄膜晶体管的人工视网膜

• 批准号: 20656059
• 负责人: 木村 睦
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Ryukoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656059/
• 关键词: 人工網膜; 薄膜フォトトランジスタ; 多結晶シリコン; 薄膜トランジスタ; 積層構造; フレキシブル基板; 人工視覚; 生体埋込

現在、人工網膜は、失明者に光を取り戻す手段として期待されており、LSI技術を用いた人工網膜の研究開発が進められているが、生体適合・広視野化という観点からは課題がある。一方、薄膜トランジスタ(TFT)は、フラットパネルディスプレイなどに広く用いられており、また、最近は、より高性能な低温多結晶シリコン薄膜トランジスタ(poly-Si TFT)の研究開発がさかんである。そこで、本研究では、薄膜フォトトランジスタ(TFPT)とpoly-Si TFTを用いた人工網膜を提案した。生体網膜と同様に積層構造とすることで、高機能の分化・光取込面の拡大・応答高速化などが実現でき、生体に刺激の少ない材料を使用できるようになることで、失明者へのインプラントを容易にする可能性があり、さらに、眼球の曲面と合致したフレキシブル基板を使用することで、人工視覚の広視野化が可能となる。平成22年度は、まず、前年度にひきつづいて、生体へのインプラントを想定して、人工網膜へのワイヤレス電力伝送を評価するために、インダクタカップリングによる電力伝送回路とダイオードブリッジとツェナーダイオードによる電圧安定化回路を作製し、人工網膜に接続した。伝送周波数を共振周波数とすることで、より確実なワイヤレス電力伝送が可能であることを確認した。また、やはり前年度にひきつづいて、グリーンレーザーによる2層Si同時結晶化を用いて作製した積層構造のデバイス試作を行い、十分な照度依存の出力電圧変調が実現できることを確認した。さらに、生体神経への信号電圧手段としてのActive Pixel Sensor型のパルス生成回路の設計を行った。フォトマスクまでは準備できたものの、委託試作ラインが震災で被災したため、予定よりも遅れることとなるが、今後は試作評価を行ってゆく予定である。

目前，人工视网膜有望成为盲人恢复光明的手段，利用LSI技术的人工视网膜的研发正在取得进展，但在生物相容性和宽视场方面存在挑战。另一方面，薄膜晶体管(TFT)广泛应用于平板显示器等，并且最近对更高性能的低温多晶硅薄膜晶体管(多晶硅TFT)进行了大量的研究和开发。因此，在本研究中，我们提出了一种使用薄膜光电晶体管（TFPT）和多晶硅TFT的视网膜假体。通过创建类似于活体视网膜的分层结构，可以实现高性能区分，扩大光捕获表面并提高响应速度，从而可以使用对活体刺激性较小的材料，此外，通过使用与眼球曲面相匹配的柔性基板，可以扩大人工视觉的视野。 2010财年，继前一年的基础上，我们首先开发了一种使用电感器耦合、二极管电桥和齐纳二极管电压的电力传输电路，以评估向人造视网膜的无线电力传输（假设将植入人工视网膜）创建了一个稳定电路并将其连接到视网膜假体上。我们确认，通过将传输频率设置为谐振频率，可以实现更可靠的无线电力传输。此外，继去年的基础上，我们利用绿色激光同时结晶两层硅，制作了具有堆叠结构的原型器件，并确认可以实现足够的依赖于照度的输出电压调制。此外，我们设计了有源像素传感器型脉冲生成电路作为生物神经的信号电压装置。虽然光掩模已经准备好，但委托的原型生产线在地震中受损，因此生产将推迟，但我们计划在未来对原型进行评估。

项目成果

2層同時結晶化poly-Si薄膜デバイスを用いた人工網膜の解析

使用两层共晶多晶硅薄膜装置分析视网膜假体

• 发表时间: 2011
• 作者: 大野史郎;松村篤;安藤博晃;三浦佑太;小倉健;山下毅彦;木村睦;浦岡行治
• 通讯作者: 浦岡行治

Sensor Applications of Thin-Film Devices-Photosensor, Magnetic Sensor, Temperature Sensor and Chemical Sensor-(Invited)

薄膜器件的传感器应用-光传感器、磁传感器、温度传感器和化学传感器-（特邀）

• 发表时间: 2009
• 作者: Mutsumi Kimura; Tomohisa Hachida; Yoshitaka Nishizaki; Takehiko Yamashita; Takehiro Shima; Takeshi Ogura; Yuta Miura; Hayami Has himoto; Masaaki Hirako; Toshifumi Yamaoka; Satoshi Tani; Yohei Yamaguchi; Yuki Sagawa; Koushi Setsu; Yoshiki Imuro; Kosuke Bun
• 通讯作者: Kosuke Bun

μ-CZ法の2次元過渡シミュレーションおよびレーザー結晶化の3次元過渡シミュレータの開発

μ-CZ法二维瞬态模拟和激光晶化三维瞬态模拟器的研制

• 发表时间: 2009
• 作者: 松木邦晃; 斉藤龍輔; 塚本周史; 木村睦
• 通讯作者: 木村睦

Crystallization by Green-laser Annealing for Three-dimensional Device Application

绿光激光退火结晶在三维器件中的应用

• 发表时间: 2010
• 作者: Yumi Kawamura; Koji Yamasaki; Takehiko Yamashita; Yuta Sugawara; Yukiharu Uraoka; Mutsumi Kimura
• 通讯作者: Mutsumi Kimura

Color Sensitivity of Thin-Film Phototransistor Using Polycrystalline-Silicon Film with p/i/n Structure

p/i/n结构多晶硅薄膜光电晶体管的色敏度

• 发表时间: 2010
• 作者: Yuta Miura; Takeshi Ogura; Tomohisa Hachida; Yoshitaka Nishizaki; Takehiko Yamashita; Takehiro Shima; Mutsumi Kimura
• 通讯作者: Mutsumi Kimura