Multi-functional and ultra-low-cost disposable healthcare sensors using organic-silicon hybrid circuits

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04156
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 60040:Computer system-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Takashi Sato 京都大学, 情報学研究科, 教授 (20431992)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小笠原 泰弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30635298) ; 栗原 一徳 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30757414)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 有機トランジスタ / センサ回路 / スイッチマトリクス / バイアス生成回路

Outline of Final Research Achievements

By combining the advantages of organic transistors, which can be fabricated on flexible and bendable substrates, and silicon transistors, which are highly power efficient and versatile, we investigated a method for constructing "organic-silicon hybrid circuits" that can be designed and fabricated quickly and at disposable low cost. Specifically, using organic transistors, for which design methods are not yet fully established, we demonstrated a design method for a sensor array circuit that enables measurement at multiple locations, and an interface circuit for connection to a silicon transistor circuit. The feasibility of the proposed circuits was verified by test-chip measurements.

Free Research Field

集積回路工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

有機トランジスタを用いて作成されるセンサ回路は、表面筋電位や皮膚インピーダンス測定で用いられるプローブを大幅に安価とし、個人が使い捨てで使えるようにするための鍵となる。本研究ではセンサ回路の測定対象をこれらのバイタル情報に絞って、有機トランジスタの特長を活かしつつ、２次元アレイ状に電極とその選択回路を並べ、複数箇所を測定する方法を与えている。さらに、高性能なシリコン回路と接続する回路の構成を示している。これらを活用することで、安価かつ効果的な個人レベルでのヘルスケア実現に資する。