[发明专利]有机整流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种整流器，其具有至少两个有机二极管或有机场效应管，其被用作例如RFID(RFID＝射频识别)发射应答器的整流器，并涉及以灵活的多层膜体的形式的电子装置。

背景技术

RFID发射应答器越来越多地用于提供具有能被电子地读出的信息的商品、制品或安全产品。因此，它们被用作消费品的电子条形码、识别行李的行李标签或装入护照封皮并存储认证信息的安全元件。

RFID发射应答器通常包括两个部件，即天线和硅芯片。基站发射的RF载波信号被耦合到RFID发射应答器的天线谐振电路中。硅芯片将附加信息项调制到被反馈到基站的信号之上。在这种情况下，RFID发射应答器通常不具有独立电源。电力通过整流器供给硅芯片，该整流器将耦合到天线谐振电路中的RF载波信号转换为DC电压，并因此将之附加地用作硅芯片的电源。

为能降低RFID发射应答器的制造成本，已经建议在RFID发射应答器中使用基于有机场效因管的有机集成电路。因此，例如，WO 99/30432建议在RFID发射应答器中使用基本由有机材料构建的集成电路，所述集成电路提供ID代码产生器的功能。这种ID代码产生器通过被耦合到天线谐振电路的两个整流二极管被馈以供电电压。所述整流二极管包含两个特殊互连的场效应管，在所述整流二极管的下游连有滤波电容器。

尽管使用这种特殊互连的场效应管使得借助有机部件实现整流二极管成为可能，如果以这种方式连接有机场效应管以便将它们用作整流二极管，所述二极管能够拾取的频率非常有限，因为场效应管通常比RF载波频率慢得多地进行开关。

用于RFID发射应答器的典型频率范围为例如125至135kHz、13至14MHz、6至8MHz、20至40MHz、860至950MHz或1.7至2.5GHz。然而，有机电路显著地慢于所有的基于硅的电路，因为有机半导体通常具有与硅相比较低的电荷载流子迁移率，且有机场效应管是基于电荷载流子累积原理而不是基于电荷载流子反转原理的。这导致了与硅晶体管相比较低的开关速度以及不同的开关特性(例如不适用于AC电压)。如果WO99/30342所述的有机场效应管被如此连接以构成整流器，如此实现的整流器与基站发射的载波信号传输频率相比慢得多(低于100kHz)地进行开关。

在WO 02/21612中还提出了构建有机整流器，其中，传统pn半导体二极管的至少一个pn掺杂的传导层由有机传导材料补充或替代。其还提出，在传统的金属-半导体二极管(肖特基二极管)中用有机层替代至少一个层。这种整流器的电容性区域的大小选择使得可以设置开关整流器的开关频率。进一步给出了连接位于由这种有机部件构成的整流器下游的滤波电容器的描述：该滤波电容器对以脉冲形式到达整流器下游的DC电压进行滤波，并与负载电阻器并联连接。

然而，这种有机整流器在高于1MHz的频率并不是很有效。这是因为目前可获得且能用在这种有机整流器中的有机半导体的低迁移率。由于有机半导体中的低电荷载流子迁移率，产生整流效应的空间电荷区(spacecharge zone)不再以高频足够迅速地建立。因此，整流器的效率降低，这使得更难向下游的负载供给DC电压。

发明内容

本发明基于该目的，并改善了通过有机整流器对下游负载的供电。

该目的通过用于将存在于整流器两个输入端子之间的AC电压转换为DC电压的整流器实现，该整流器有至少两个有机二极管和/或有机场效应管——其各自具有至少一个由半导体有机材料构成的电功能层——和两个或两个以上的充电或电荷反转电容器，该电容器以这样的方式连接到所述两个或两个以上的有机二极管或有机场效应管：充电或电荷反转电容器可经由不同的电路路径充电。该目的还通过以灵活的多层膜体的形式的电子装置实现，该电子装置具有电压源和以上述方式配置的整流器，所述整流器由该电压源进行馈送。

在这种情况下，本发明基于这样的构思：通过与两个或两个以上的充电或电荷反转电容器的互连来补偿有机半导体的低电荷载流子迁移率，所述电容器经由整流器的不同电流路径被充电。