世界最速、印刷で製造可能なフィルム状の有機半導体CMOS回路を開発

有機Ａ／Ｄコンバータ回路を 搭載した温度センサーブロック

　東大、富士フイルム、田中貴金属などのグループは、ＮＥＤＯプロジェクトにおいて印刷で製造可能なフィルム状の世界最速の有機半導体ＣＭＯＳ回路を開発した。

　同回路は全てフィルム基板上に形成され、低コスト化が見込める温度センサー機能付きプラスティック電子タグとして、高度な物流管理やヘルスケアなど、広範な用途に利用できる。

　溶液を塗布し、単結晶化する「塗布単結晶化」により作製する高移動度の有機半導体で、フリップフロップ回路の高速動作において論理演算速度は０.５ＭＨｚを超え、これまでの同グループの報告よりさらに１桁以上高いスピードを実現した。

　Ｐ型層とＮ型層を積層することによって、従来手法からの微細化に頼らない集積化を実現するプロセスも開発した。数千個以上のトランジスタを用いる高度な集積回路を構築することができ、温度管理用電子タグとスマートデバイスとの直接通信も可能になった。

　物流温度モニター用として、冷蔵・冷凍温度範囲であっても安定に動作可能なフレキシブル温度センサー構造を開発した。温度センサーのアナログ信号をデジタル信号に変換する多ビットＡ／Ｄコンバータを世界で初めて印刷できる半導体を用いて実現し、有機半導体ＣＭＯＳ回路と組み合わせることによって、非接触通信可能な温度管理用電子タグが構成でき、物流管理、環境管理などの低コスト温度モニターとして利用ができる。

　１７日まで東京ビッグサイトで開催の「ナノテク２０１７」で展示されている。

　同プロジェクトは、従来の多結晶有機半導体デバイスと比べて１０分の１以下のコスト、１０倍以上の性能でコストパフォーマンス１００倍以上を目標とする有機半導体を簡便かつ低コストに成膜し、商用周波数で通信可能な高速応答性能を持つＲＦＩＤタグの実現を目指す、ＮＥＤＯの戦略的省エネルギー技術革新プログラム「革新的高性能有機トランジスタを用いたプラスティック電子タグの開発」で行われた。

　プロジェクトはトッパン・フォームズ、富士フイルム、大阪府立産業技術総合研究所、ＪＮＣ、デンソー、田中貴金属工業、日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース、パイクリスタル、東京大学で構成される。