有機デバイスの高密度実装に向けた柔軟微細配線の研究開発

用于有机器件高密度封装的柔性精细互连件的研发

• 批准号: 22KJ2167
• 负责人: 川端 玲
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2167/
• 关键词: フレキシブルエレクトロニクス; フレキブルセンサ; ストレッチャブル配線; 印刷配線板; 有機トランジスタ

本研究では、柔軟配線技術の構築に立脚し、柔軟性と高集積密度を有する有機デバイスの開発を目指す。柔軟配線は、導電性に優れた金属ナノ-マイクロ材料の制御に基づき開発を行う。開発した柔軟配線を用いて、有機トランジスタなどの柔らかい素子を実装した有機信号処理回路や光センサ等の開発を行い、フレキシブルデバイスのデモンストレーションを行う。2022年度は、伸縮配線を開発しフレキシブルな有機増幅回路を構築した。伸縮配線は、Agマイクロ粒子を含む導電性ペーストに、Agナノワイヤを配合することで作製した。この配線は、Agナノワイヤの配合によって導電率が3.6倍向上し、75%ひずみの繰り返し伸縮に対する耐久性を得た。有機回路の開発では、有機トランジスタのデバイス構造開発および回路設計を行った。微小信号のS/N比を向上させるため、増幅回路とインピーダンス変換回路を統合した有機増幅回路を作製した。この有機回路は、電圧出力型センサに接続した場合、出力信号のS/N比を1.5倍向上させた。さらに、伸縮配線を用いて有機回路を実装することで、伸縮可能な電圧増幅器を作製した。この電圧増幅器は、伸長時にも安定した増幅特性を示し、75%のひずみ下において200 Hz以上の遮断周波数を有していた。これらの開発成果は、生体や構造物などの任意表面で動作するフレキシブルデバイスの基盤技術となることが期待される。以上の成果に関して、国際学術論文誌1件および会議発表4件（国際学会2件含む）の対外発表を行った。

本研究旨在基于柔性布线技术的构建，开发具有柔性和高集成密度的有机器件。柔性布线将基于导电性能优异的金属纳米微米材料的控制而发展。我们将利用所开发的柔性布线，开发实现有机晶体管等软元件的有机信号处理电路和光学传感器，并演示柔性器件。 2022年，我们开发了可伸缩布线并构建了柔性有机放大器电路。可拉伸布线是通过将银纳米线混合到含有银微粒的导电浆料中而制成的。通过加入银纳米线，该互连的电导率提高了 3.6 倍，并且在 75% 应变下实现了对反复膨胀和收缩的耐久性。在有机电路的开发中，我们开发了有机晶体管的器件结构和电路设计。为了提高小信号的信噪比，我们创建了集成放大器电路和阻抗转换电路的有机放大器电路。当连接到电压输出传感器时，该有机电路将输出信号的信噪比提高了 1.5 倍。此外，通过使用可拉伸布线实现有机电路，我们创建了可拉伸电压放大器。该电压放大器即使在拉伸时也表现出稳定的放大特​​性，并且在75%应变下具有超过200Hz的截止频率。这些开发成果预计将成为可在任意表面（例如活体和结构）上运行的柔性设备的基础技术。针对上述成果，我们发表了1本国际学术期刊和4篇会议报告（其中国际学术会议2篇）。