(57)【要約】本発明は有機整流器に関する。たとえばこの整流器を介して有機集積回路（集積プラスチック回路）のエネルギー供給が行われる。この有機整流器は有機導体層および／または半導電性材料を含む、という特徴を有する。
2004508731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの有機ダイオードをベースとする整流器であって、
少なくとも１つの導体層と１つの半導体層を有しており、
前記２つの層のうちの少なくとも１つは、導電性および／または半導電性有機材料を含んでいる、
ことを特徴とする整流器。
【請求項２】
前記２つの層が有機導電性材料を含んでいる、請求項１記載の整流器。
【請求項３】
前記ダイオードは少なくとも２つの導体層と、その間の半導体層とを備えた多層構造を有している、請求項１または２記載の整流器。
【請求項４】
メガヘルツ領域のスイッチング周波数を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項５】
容量を低減させる厚い中間層を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項６】
導電性および／または半導電性有機材料からなる別の層を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項７】
コンデンサを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の整流器を有する回路。
【請求項８】
充電コンデンサおよび／または負荷抵抗を備えた整流器ブリッジを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の整流器を有する回路。
【請求項９】
集積回路内での有機整流器の使用。
【請求項１０】
識別システム内での有機整流器の使用。
【請求項１１】
センサ内での有機整流器の使用。
【請求項１２】
集積エレクトロニクスを有する有機ディスプレイ内での有機整流器の使用。
【請求項１３】
少なくとも１つの有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）と集積された有機整流器を備えた、集積回路を有するＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は有機整流器に関する。例えばこの整流器を介して有機集積回路（集積プラスチック回路）のエネルギー供給が行われる。
【０００２】
有機電界効果トランジスター（ＯＦＥＴ）をベースとする有機集積回路は、マイクロエレクトロニクス材料の大量使用および無接触で読み出し可能な識別タグや製品タグのような使い捨て商品に使用される（ＲＦＩＤタグ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ−ｔａｇｓ）。ここではシリコン技術の優れた作業特性が省かれるが、このために非常に低い製造コストおよび機械的柔軟性が保証される。電子バーコード（Ｂａｒｃｏｄｅｓ）等の構造部品は典型的な使い捨て商品である。このようなシステムでエネルギー供給はアンテナを介して行われる。このアンテナはベースステーションおよび／または送信側からの電磁放射を受け取り、交流に変える。
【０００３】
ＷＯ９９／３０４３２から、交流を直流に変換する少なくとも１つのダイオードが使用されることが公知である。このようなダイオードは、特別に接続されたトランジスターから成る（ＷＯ９９／３０４３２の図２を参照）。このような装置によって、ダイオードによって受け取れられた周波数が制限される。なぜならここでダイオードとして使用される有機トランジスターは通常、相応するベースステーションの送信周波数（典型的には約１３ＭＨｚの無線周波数）より各段に緩慢（＜１００ＫＨｚ）に切り換えを行うからである。
【０００４】
これによってＲＦＩＤタグシステムの最適化された作用のために周波数マッチングを、いわゆるハイブリッド解決法を介して設ける必要性が生じる。ここでは有機集積回路は無機シリコンダイオードと結合される。
【０００５】
２つの技術のこのような結合によって複数の欠点がもたらされる。これらの欠点は製造コスト、加工性および整備から処理までのＲＦＩＤタグシステムの全段階に携わる。
【０００６】
それ故に本発明の課題は従来技術を改善して、実質的に有機材料からなる整流器と、無線周波数を整流するダイオードを有する複数の有機電界効果トランジスターを含むＲＦＩＤタグとを実現することである。これに加えて本発明の課題は有機整流器の複数の使用方法を提示することである。
【０００７】
本発明の対象は、少なくとも１つの有機ダイオードをベースとする整流器である。ここでこれは少なくとも１つの導体層と１つの半導体層を有する。ここでこれらの２つの層のうちの少なくとも１つの層は、導電性および／または半導電性有機材料を含む。さらに本発明の対象は、有機整流器が組み込まれている回路である。さらに本発明の対象は有機整流器の使用であり、最後に、集積された有機整流器を有する有機ＲＦＩＤタグも本発明の対象である。
【０００８】
ここで「集積された」という概念は、整流器が集積回路（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）の構造部品であることを意味する。
【０００９】
本発明による「有機整流器」内では従来のｐｎ半導体ダイオードの、少なくとも１つのｐ／ｎドーピング導体層が有機導電性材料によって補足される、および／または置き換えられる。同じように従来の金属／半導体ダイオード（ショットキーダイオード）では、少なくとも１つの層を有機層によって置き換えることができる。有利には２つのダイオード内でそれぞれ２つの導体層が有機導電性材料によって置き換えられる。
【００１０】
アノード／ｎ型ドーピング層／ＰＮ接合層／ｐ型ドーピング層／カソードの原則、または金属性導体／半導体の原則から構成された整流器を含む全ての回路を上述の有機整流器によって置き換えることができる。
【００１１】
整流器は唯一の単独のダイオードである、複数のダイオードを含む、および／または付加的にコンデンサを有する、ことが可能である。
【００１２】
本発明では、有機ダイオードをＩＤタグおよび／またはＲＦＩＤタグ用の整流器として使用することが重要であるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】
有利にはこの整流器はコンデンサを有し、これによって整流器の後方にパルス状で到達する電圧が整えられる。これに加えて例えばコンデンサＣが負荷抵抗と並列に接続されている公知の回路を使用することができる。
【００１４】
整流器の容量性面（ｋａｐａｚｉｔｉｖｅｎ Ｆｌａｅｃｈｅ）のサイズの選択を介して整流器のスイッチング周波数（Ｓｃｈａｌｔｆｒｅｑｕｅｎｚ）が設定される。有利には次のようなサイズが選択される。すなわちできる限り高い（例えばＭＨｚの領域での）スイッチング周波数が許容されるようなサイズである。これは容量を低減させる例えば厚い中間層によって得られる。しかし同時に容量性面は、大量生産に適している製造および充分な電流の流れが保証されるように構成される。
【００１５】
同じように充電コンデンサおよび／または負荷抵抗を有する整流器ブリッジの回路が可能であり、これは特に大きな整流電流を取り出す。
【００１６】
有機整流器は少なくとも２つの層からなる。しかし最適化のために（例えば仕事関数（Ａｕｓｔｒｉｔｔｓａｒｂｅｉｔ）を適応させる）別の層を含むことも可能である。従って例えばドーピングされていない半導体層を加えることができる。これは容量を低くし、従ってより高い周波数を可能にする。
【００１７】
この種の回路はテキストブックから公知である。
【００１８】
ここで「有機材料」という概念は英語で例えばプラスチックと呼ばれている、全ての種類の有機合成樹脂、有機金属合成樹脂および／または無機合成樹脂を含む。典型的なダイオードを構成する半導体（ゲルマニウム、シリコン）および典型的な金属導体を除くすべての種類の物質である。従って炭素を含有する材料として有機材料に独断的意味で限定することは考えていなく、むしろ例えばシリコーンの幅広い使用も考えられる。さらにこの用語はポリマーまたはオリゴマーの材料に限定することなく、「小さい分子」の使用も充分に考慮する。
【００１９】
有機導電性材料に対する材料としては例えばポリアニリン（ＰＡＮＩ）またはＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）が使用される。有機半導体材料に対する材料としては例えばポリチオフェンまたはポリフルオレンが適している。
【００２０】
ここで有機半導電性または半導電性材料は、有機半導電性材料に次のように整合される。すなわち整流器の構造が電圧の印加時に典型的なダイオード特性曲線を形成するようにである。ここで電流は一方向でのみ流れ、他の方向ではほぼ遮断される。
【００２１】
以下で本発明を図面に基づき再び説明する。
【００２２】
図１には整流器の構成が示されている。
【００２３】
図１には整流ダイオードの構成が示されている。リード線１を通って交流はカソード２に達する。電圧がプラスの場合には電子はこのカソード２から有機導電性材料３へ、そしてそこから半導電性材料４へ、そして導電性材料層５を通ってアノード６へ達する。その後リード線７がこの電子を受け取る。電圧がマイナスの場合、この整流器は閉鎖し、半導電性材料が電流の流れを遮断する。
【００２４】
ここで半導体層は例えば５０〜２０００ｎｍの層厚を有し、過度に薄くてはならない。導電性材料の層厚はそれほど重要ではなく、できるだけ低いオーム接続コンタクトを有するのに半導体層より厚いべきである。
【００２５】
図１の構成は簡易な例を示しているだけである。最適化するためにさらなる（例えば仕事関数を適合化する）層を加えることもできる。ここで導電性材料は、次のようにして半導電性材料に整合されなければならない。すなわちこの構造がダイオード特性曲線を形成するようにである。すなわち電流が１つ方向でのみ流れ、他の方向ではほぼ遮断されるようにである。ここで電流の比は少なくとも１０／１、しかし可能であれば＞１０５／１であるべきである。順方向では既にできるだけ小さい電圧のもとで、供給されるほぼ全ての電流が流れるべきである。
【００２６】
この有機整流器は、少なくとも１０ｋＨｚ、しかしできるだけＭＨｚ領域内のスイッチング周波数が得られるような僅かなサイズ（容量性面）を有するべきである。ＲＦＩＤタグに対する典型的な周波数は１３． ５６ＭＨｚであり、有利にはこれはこの整流器によって得られる。
【００２７】
有機整流器は多方面で使用できる。例えば、
・集積回路全般
・電子バーコード、電子チケット、剽窃防御、製品情報等に対する「識別システム」（識別タグ、ＲＦＩＤ（無線周波数識別タグ））
・センサ
・集積エレクトロニクス（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋ）を有する有機ディスプレイ
に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
整流器の構成を示した概略図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月14日(2002.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの有機ダイオードをベースとする整流器であって、
少なくとも１つの導体層と１つの半導体層を有しており、
前記導体層のうちの少なくとも１つは実質的に有機材料からなる、
ことを特徴とする整流器。
【請求項２】
前記半導体層は実質的に有機材料からなる、請求項１記載の整流器。
【請求項３】
導体層は金属からなる、請求項１または２記載の整流器。
【請求項４】
半導体層は実質的に可溶性のポリマーからなる、請求項１から３までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項５】
メガヘルツ領域のスイッチング周波数を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項６】
厚い中間層を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の整流器。
【請求項７】
コンデンサを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の整流器を有する回路。
【請求項８】
充電コンデンサおよび／または負荷抵抗を備えた整流器ブリッジを有している、請求項７記載の回路。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の整流器および／または回路の、有機電界効果トランジスタ、センサ、ディスプレイおよび／または無線周波数識別タグと関連するような、エレクトロニクスおよび／またはマイクロエレクトロニクスでの使用。
【国際調査報告】
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