JP2006519483A - 有機メモリ装置及びそのためのドライバ回路 - Google Patents

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Abstract

本発明は有機メモリ装置及びそのためのドライバ回路に関する。有機メモリ装置は、双安定に切り換え可能な材料を有するか、あるいは２つのＯＦＥＴを直列に接続し、一つのＯＦＥＴをコンデンサとその低電位側で並列に接続して、そのコンデンサが放電ＯＦＥＴと並列に接続され、第２のＯＦＥＴによって充電されるようにした回路を備える。

Description

本発明は、有機メモリ装置及びそのためのドライバ回路に関する。
有機ベースのメモリ装置は、例えばＤＥ１００４５１９２．６に開示されている。
有機エレクトロニクスに基づく多くの応用では、（例えば、ＲＦＩＤタグや簡単な電子ゲームなどで）ライトワンス型又はリライタブル型のメモリが必要である。とりわけ、不揮発性メモリは、例えば電子バーコードや量水標にとって不可欠である。
強誘電体材料をベースにしたパッシブ型の有機メモリ装置が知られている（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ、２００１年８月２０日、５６ページ）（特にこの論文では、「高分子強誘電体ＲＡＭ」について述べている）。これは不揮発性のメモリ・マトリクス構造のシステムを伴うが、そうしたシステムも外部回路、好ましくは通常のシリコン回路によって制御される。
この場合の不都合は、外部回路によって動作するメモリ装置を制御することである。
したがって、本発明の目的は、外部回路なしで読み取り可能であり、かつ、可逆的に書き込むことができる有機ベースの不揮発性メモリ装置を提供することである。
本発明は、（誘電率、電気伝導率、透磁率などの）特性を双安定に切り換えることができる有機機能層を少なくとも一つ有する、有機ベースのメモリ装置に関する。本発明はさらに、コンデンサを含む回路構成によって実現される有機キャパシタンス・メモリであって、２つのＯＦＥＴが直列に接続され、コンデンサがそのＯＦＥＴの一つと並列に接続され、このＯＦＥＴが放電ＯＦＥＴである有機キャパシタンス・メモリに関する。
有機メモリ装置は、少なくとも（一つ又は複数の）下部電極、絶縁体、場合によっては組み込まれた記憶材料及び上部電極の各機能層を有する。
本発明の一実施形態によれば、上部電極に印加する電圧を高めるだけでメモリ装置に書き込むことができる。
他の実施形態によれば、メモリ装置は有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）に組み込まれる。
他の実施形態によれば、コンデンサ組立体はメモリとして働く。
メモリ装置の場合、ある特性（例えば電気伝導率、誘電率又は透磁率）を外部からの作用によって双安定に切り換え可能、すなわち少なくとも２つの状態を能動的に生成することができ、そうした状態を適時安定に維持する材料が必要である。さらに、有機メモリ装置は、双安定材料の状態を読み取り、変更することができる他の構成要素を含む。読み取りによって双安定材料の状態が変わらないことが好ましい。
以下では、本発明の実施形態を示す３つの図面を参照して本発明についてさらに詳しく記述する。
図１では、ＯＦＥＴを断面図として図式的に示しており、ソース／ドレイン電極２が構造化された形で適用された基板１、例えばポリエステル薄膜を示している。これは、例えばプリントやフォトリソグラフィによって実施することができる。下部電極２（ソース／ドレイン）は半導体層３に埋め込まれ、この半導体層３は絶縁体層４で覆われている。これらの層は、順次に、プリント、ナイフコーティング、遠心力を利用した堆積又はスプレーによって塗布することができる。誘電率、電気伝導率及び／又は透磁率などの物理的特性を双安定に切り換えることができる材料のあるものは絶縁特性も有しているため、メモリを絶縁体層４に等しいものとすることができる。その場合、このＯＦＥＴ組立体中の層５は不要となり、ゲート電極が絶縁体層４に直接接続される。しかし一方では、随意に、付加的なきわめて薄い層５が存在してもよく、この層は双安定に切り換え可能な材料からなり、絶縁体層４の下方又は上方に位置する。最後に、上部ゲート電極６は、双安定に切り換え可能な材料の絶縁体層４か又はそれに付着させた層５の上に配置される。双安定に切り換え可能な層５の状態は、ソース／ドレイン電極に電圧を印加することによって読み取ることができる。層５の状態は、ゲート電極６に電圧を印加することによって設定される。
図２は、コンデンサ組立体をメモリとしてどのように使用することができるかを示しており、変更可能な誘電率を有する誘電体層５が、下部電極２と上部電極６の間にはさまれている。したがって、層５の調整可能な誘電率を有する材料が、基板１上で、２つの導電層、すなわち下部電極２と上部電極６の間にある。誘電率は高い電圧によって切り換えることができる。その場合、メモリの状態をコンデンサの充電電流によって決めることができ、これはもちろん誘電率に応じて高い又は低いである。
使用される切り換え可能な誘電率を有する材料は、例えばポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）とすることができる。こうした材料の場合、誘電率は高電界によって切り換えられる。
図３はメモリとして働くコンデンサを有する回路構成を示している。この有機メモリ装置又はこの有機キャパシタンス・メモリは、特別な材料を用いることなく次の回路を使用することによって実現することができる。すなわち、２つのＯＦＥＴ９、１０が直列に接続され、コンデンサ又はより正確には記憶コンデンサ１１が放電ＯＦＥＴ１０と並列に接続されている。充電ＯＦＥＴを９で、放電ＯＦＥＴを１０で示している。供給電圧が７及び８に印加される。供給電圧は７では低く、８では高い。コンデンサ１１は、入力１３に対する短いインパルスによって充電され、入力１２に対する短いインパルスによって放電させることができる。入力１２は放電ＯＦＥＴ１０に接続され、入力１３は充電ＯＦＥＴ９に接続されている。メモリの状態は、例えば他のＯＦＥＴによってメモリ装置の出力１４で調べることができる。
本発明は、有機メモリ装置及びそのためのドライバ回路に関する。有機メモリ装置は、双安定に切り換え可能な材料の層を有するか、あるいは２つのＯＦＥＴを直列に接続し、一つのＯＦＥＴをコンデンサとその低電位側で並列に接続して、そのコンデンサが放電ＯＦＥＴと並列に接続され、第２のＯＦＥＴによって充電されるようにした回路を備える。
ここに記載した有機メモリ装置の主な利点は、その単純な構造により製造工程に容易に組み込むことができるため、これらを有機又は高分子の電子回路に容易に実装できることである。製造工程は容易に結合することができる。他の利点は、メモリ装置の制御が容易であることにあり、さらに重要な利点は、メモリ装置が不揮発性であることにある。
ＯＦＥＴに組み込まれたメモリを示す図である。 メモリとして働くコンデンサを示す図である。 メモリとして働くコンデンサを含む回路構成を示す図である

Claims (5)

  1. （誘電率、電気伝導率及び／又は透磁率などの）特性を双安定に切り換えることができる、少なくとも一つの双安定に切り換え可能な有機機能層を有する有機ベースのメモリ装置。
  2. 前記双安定に切り換え可能な有機機能層が、絶縁体層に加えて有機電界効果トランジスタに組み込まれる請求項１に記載のメモリ装置。
  3. 前記双安定に切り換え可能な有機機能層が絶縁特性を有し、有機電界効果トランジスタに絶縁体層として用いられる請求項１に記載のメモリ装置。
  4. 前記双安定に切り換え可能な有機機能層が、電位の印加によってその誘電率を変える請求項２又は請求項３に記載のメモリ装置。
  5. コンデンサを含む回路構成によって実現される有機キャパシタンス・メモリ・セルであって、２つのＯＦＥＴが直列に接続され、コンデンサが前記ＯＦＥＴの一つと並列に接続され、このＯＦＥＴが放電ＯＦＥＴである有機キャパシタンス・メモリ・セル。

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