东京大学利用印刷技术制造RFID标签用的CMOS电路和温度传感器

　　东京大学和大阪府立产业技术综合研究所等组成的研究小组于2015年1月26日宣布，利用印刷技术制作CMOS电路和温度传感器，并将其连接到13.56MHz用天线上，由此可以成功地发送温度数据。此次成果是利用载流子迁移率为16.2cm2/Vs的单晶有机半导体实现的，这一数值比传统的有机材料高出10倍以上。由于不需要真空工艺，因此制造成本可降至原来的十分之一以下。

　　形成CMOS电路时，利用了该研究小组开发的“涂布结晶化法”。涂布结晶化法的具体步骤是制作出掺有p型或n型单晶有机半导体材料以及粘度较大的高分子的混合溶液，然后将混合溶液涂布在基板上。溶液蒸干时，下面形成高分子层、上面形成单晶有机材料层。将p型线和n型线间隔一定距离交替布设，在其上面绘制电极、连接布线，由此便形成了半导体元件。数字电路方面，形成了实现存储器所需要的D-触发器(Flip-Flop)电路以及发送数据所需要的4bit移位寄存器。

　　温度传感器的实现利用了有机高分子材料“PEDOT：PSS”的电阻会因温度而发生变化这个特性。另外，还采用有机半导体材料形成了将模拟电阻数据转换成数字数据的电路。此外，还备有采用有机TFT元件(基于涂布结晶法)的整流电路。

　　此次的研究是作为日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)“战略性节能技术革新项目”中“开发采用革新性有机晶体管的塑料电子标签”课题实施的。东京大学的竹谷研究室、大阪府立产业技术综合研究所宇野主任研究员的研究小组、Toppan Forms、JNC、电装、富士胶片、TANAKA控股以及日本Electroplating Engineers参加了此次研究。

D-触发器电路

此次开发系统的总体情况

　　该研究小组已经在2011年成功地开发出了采用单晶有机材料的高性能有机TFT，在2012年成功开发出了利用涂布结晶法的液晶显示屏驱动，在2014年成功开发出了采用单晶TFT的低成本RFID标签整流器，有关成果已经发布。今后将推进开发配备温度传感器的物流管理用RFID，以便用于实际用途。另外，还将在东京大学内组建的“高端有机半导体研究开发和研究中心”，与从事有机半导体材料开发、面板部件、装置开发和元件开发的企业开展共同研究，推进开发广泛用于多种用途的高速有机电子元件。