JP2017049239A - 監視ic付き蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施の形態では、本発明の一態様である蓄電装置の構成例について、図1乃至図7を用いて説明を行う。
図2は、図1(A)の蓄電装置1をさらに詳細に示した回路図である。蓄電装置1は、図1(A)に示した構成の他に、ローパスフィルタ99、抵抗素子63、抵抗素子70、抵抗素子72、FET71、FET73、抵抗素子74、ツェナーダイオード75、容量素子76、マイクロコントローラ81、抵抗素子68、抵抗素子69、容量素子67等を有する。また、蓄電装置1は、端子PACK(+)及び端子PACK(−)を介して、蓄電素子60が生成した電圧を外部回路に供給する機能を有する。
図3は、IC80の内部構成例を示す回路ブロック図である。IC80は、選択回路82、クランプ回路83、レギュレーター84、クロックジェネレーター85、バンドギャップリファレンス86、基準電圧生成回路87、基準電流生成回路88、制御回路89、電圧検出回路90、電流検出回路91、FET駆動回路92を有する。
図5に示す回路図は、図1(B)に示す回路100の構成例を示している。
図7は表示装置6の回路ブロック図を示している。表示装置6は上述の蓄電装置1にディスプレイ5を追加したものである。蓄電装置1は、DC/DCコンバータ2、DC/DCコンバータ3及びDC/DCコンバータ4を介して、ディスプレイ5に電気的に接続されている。
本実施の形態では、実施の形態1で説明したIC80に適用可能なデバイスの構成例について、図8乃至図13を用いて説明を行う。
図8は、IC80の断面図を示している。図8に示すIC80は、トランジスタM1、トランジスタM2、容量素子Csを有している。図8の左側は、IC80を、トランジスタM1、M2のチャネル長方向に切断した場合の断面図を示し、図8の右側は、IC80を、トランジスタM1、M2のチャネル幅方向に切断した場合の断面図を示している。
図9(A)は、図8に示す断面図の層L1の部分を抜き出したものである。また、図9(B)は、トランジスタM1の上面図を表している。図9(B)の上面図は、図の明瞭化のために一部の要素を省いて図示している。図9(A)の左側は、図9(B)に示す一点鎖線X1−X2に対応する断面図を表し、図9(A)の右側は、図9(B)に示す一点鎖線Y1−Y2に対応する断面図を表している。なお、一点鎖線X1−X2をトランジスタM1のチャネル長方向、一点鎖線Y1−Y2をトランジスタM1のチャネル幅方向と呼ぶ場合がある。
図11(A)は、図8に示す断面図の層L3の部分を抜き出したものである。また、図11(B)は、トランジスタM2の上面図を表している。図11(B)の上面図は、図の明瞭化のために一部の要素を省いて図示している。図11(A)の左側は、図11(B)に示す一点鎖線X1−X2に対応する断面図を表し、図11(A)の右側は、図11(B)に示す一点鎖線Y1−Y2に対応する断面図を表している。なお、一点鎖線X1−X2をトランジスタM2のチャネル長方向、一点鎖線Y1−Y2をトランジスタM2のチャネル幅方向と呼ぶ場合がある。
まず、酸化物半導体181乃至183に適用可能な酸化物半導体について説明を行う。
絶縁体184を構成する材料には、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化ゲルマニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化ネオジム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどがある。
導電体187、189、190として、銅、タングステン、モリブデン、金、アルミニウム、マンガン、チタン、タンタル、ニッケル、クロム、鉛、錫、鉄、コバルト、ルテニウム、白金、イリジウム、ストロンチウムの低抵抗材料からなる単体、合金、またはこれらを主成分とする化合物を含む導電体の単層または積層とすることが好ましい。特に、耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましい。また、アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。さらに、銅とマンガンの合金を用いると、酸素を含む絶縁体との界面に酸化マンガンを形成し、酸化マンガンが銅の拡散を抑制する機能を持つので好ましい。
絶縁体188は、比誘電率の高い絶縁体を有することが好ましい。例えば、絶縁体188は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化ガリウム、酸化ハフニウム、アルミニウムおよびハフニウムを有する酸化物、アルミニウムおよびハフニウムを有する酸化窒化物、シリコンおよびハフニウムを有する酸化物、またはシリコンおよびハフニウムを有する酸化窒化物などを有することが好ましい。
絶縁体191は、比誘電率の低い絶縁体を有することが好ましい。例えば、絶縁体191は、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコンまたは樹脂などを有することが好ましい。または、絶縁体191は、酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンと、樹脂と、の積層構造を有することが好ましい。酸化シリコンおよび酸化窒化シリコンは、熱的に安定であるため、樹脂と組み合わせることで、熱的に安定かつ比誘電率の低い積層構造とすることができる。樹脂としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド(ナイロン、アラミドなど)、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリルなどがある。
図8に示すIC80は、トランジスタM1とトランジスタM2の間に容量素子Csを設けてもよい。その場合の構成例を図13に示す。なお、図13は、配線及びプラグの符号は省略している。
本実施の形態では、図7に示すディスプレイ5に適用可能な表示パネルの構成例について、図14乃至図17を参照しながら説明する。
本実施の形態で説明する表示パネル700は、信号線S1(j)と、画素702(i,j)と、を有する(図14(B−1)および図14(B−2)参照)。
上記表示パネルは、基板570、基板770、構造体KB1、封止材705または接合層505、を有する。
作製工程中の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する材料を基板570等に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmの無アルカリガラスを用いることができる。
例えば、透光性を備える材料を基板770に用いることができる。具体的には、基板570に用いることができる材料から選択された材料を基板770に用いることができる。具体的には厚さ0.7mmまたは厚さ0.1mm程度まで研磨した無アルカリガラスを用いることができる。
例えば、有機材料、無機材料または有機材料と無機材料の複合材料を構造体KB1等に用いることができる。これにより、構造体KB1等を挟む構成の間に所定の間隔を設けることができる。
無機材料、有機材料または無機材料と有機材料の複合材料等を封止材705等に用いることができる。
例えば、封止材705に用いることができる材料を接合層505に用いることができる。
例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、絶縁膜521等に用いることができる。
例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を絶縁膜528等に用いることができる。具体的には、厚さ1μmのポリイミドを含む膜を絶縁膜528に用いることができる。
例えば、絶縁膜521に用いることができる材料を第2の絶縁膜501Cに用いることができる。具体的には、シリコンおよび酸素を含む材料を第2の絶縁膜501Cに用いることができる。これにより、画素回路または第2の表示素子等への不純物の拡散を抑制することができる。
導電性を備える材料を配線等に用いることができる。具体的には、導電性を備える材料を、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOM、配線ANO、端子519B、端子519C、導電膜511Bまたは導電膜511C等に用いることができる。
例えば、配線等に用いることができる材料を第1の導電膜または第2の導電膜に用いることができる。
画素回路530(i,j)は、信号線S1(j)、信号線S2(j)、走査線G1(i)、走査線G2(i)、配線CSCOMおよび配線ANOと電気的に接続される(図16参照)。
例えば、ボトムゲート型またはトップゲート型等のトランジスタをスイッチSW1、スイッチSW2、トランジスタM0、トランジスタMD等に用いることができる。
例えば、光の反射または透過を制御する機能を備える表示素子を、第1の表示素子750(i,j)等に用いることができる。例えば、液晶素子と偏光板を組み合わせた構成またはシャッター方式のMEMS表示素子等を用いることができる。反射型の表示素子を用いることにより、表示パネルの消費電力を抑制することができる。具体的には、反射型の液晶表示素子を第1の表示素子750に用いることができる。
例えば、配線等に用いる材料を第1の電極751(i,j)に用いることができる。具体的には、反射膜を第1の電極751(i,j)に用いることができる。
例えば、可視光を反射する材料を反射膜に用いることができる。具体的には、銀を含む材料を反射膜に用いることができる。例えば、銀およびパラジウム等を含む材料または銀および銅等を含む材料を反射膜に用いることができる。
非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が大きすぎると、第1の表示素子750(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口部751Hの総面積の比の値が小さすぎると、第2の表示素子550(i,j)を用いた表示が暗くなってしまう。
例えば、可視光について透光性を有し且つ導電性を備える材料を、第2の電極752に用いることができる。
例えば、ポリイミド等を含む材料を配向膜AF1または配向膜AF2に用いることができる。具体的には、所定の方向に配向するようにラビング処理または光配向技術を用いて形成された材料を用いることができる。
所定の色の光を透過する材料を着色膜CF1に用いることができる。これにより、着色膜CF1を例えばカラーフィルターに用いることができる。
光の透過を妨げる材料を遮光膜BMに用いることができる。これにより、遮光膜BMを例えばブラックマトリクスに用いることができる。
例えば、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を絶縁膜771に用いることができる。
例えば、偏光板、位相差板、拡散フィルム、反射防止膜または集光フィルム等を機能膜770Pに用いることができる。または、2色性色素を含む偏光板を機能膜770Pに用いることができる。
例えば、発光素子を第2の表示素子550(i,j)に用いることができる。具体的には、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子、無機エレクトロルミネッセンス(無機EL)素子または発光ダイオードなどを、第2の表示素子550(i,j)に用いることができる。
シフトレジスタ等のさまざまな順序回路等を駆動回路GDに用いることができる。例えば、トランジスタMD、容量素子等を駆動回路GDに用いることができる。具体的には、トランジスタM0と同一の工程で形成することができる半導体膜を備えるトランジスタを用いることができる。
例えば、集積回路を駆動回路SDに用いることができる。具体的には、シリコン基板上に形成された集積回路を駆動回路SDに用いることができる。
図18は表示パネル700Bの構成を説明する図である。図18(A)は図14(A)の切断線X1−X2、X3−X4、X5−X6、X7−X8、X9−X10、X11−X12における断面図である。図18(B)は表示パネルの一部の構成を説明する断面図である。
スイッチSW1Bに用いることができるトランジスタ、トランジスタMBおよびトランジスタMDBは、絶縁膜501Cと重なる領域を備える導電膜504と、絶縁膜501Cおよび導電膜504の間に配設される領域を備える半導体膜508と、を備える。なお、導電膜504はゲート電極の機能を備える(図18(B))。
酸化物半導体膜の抵抗率を制御する方法について説明する。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、自動車、自動二輪車、自転車などの車両、航空機、船舶、家庭用蓄電池などに用いることができる。また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、携帯電話、腕時計、携帯型ゲーム機、携帯データ端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)などの電子機器に用いることができる。これらの具体例を図19に示す。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明したOSトランジスタに適用可能な酸化物半導体の結晶構造について説明を行う。
AF2 配向膜
ANO 配線
C1 容量素子
C2 容量素子
CF1 着色膜
CL1‐CLn 容量素子
CP 導電体
Cs 容量素子
CSCOM 配線
D1 端子
D2 端子
E1‐En 蓄電素子
G1 走査線
G2 走査線
GD 駆動回路
GND 端子
IM 端子
INM 端子
INP 端子
IP 端子
IREF 端子
KB1 構造体
L1‐L6 層
M0 トランジスタ
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
MB トランジスタ
MD トランジスタ
MDB トランジスタ
OUT 端子
PACK(+) 端子
PACK(−) 端子
R0‐Rn 抵抗素子
S1 信号線
S2 信号線
SCL 端子
SD 駆動回路
SDA 端子
SW1 スイッチ
SW1B スイッチ
SW2 スイッチ
V0‐Vn 端子
VBG 端子
VCOM1 配線
VCOM2 配線
VDD 端子
VREG 端子
1 蓄電装置
2 DC/DCコンバータ
3 DC/DCコンバータ
4 DC/DCコンバータ
5 ディスプレイ
6 表示装置
10 バイアス回路
11 トランジスタ
28 トランジスタ
30 保持回路
31 トランジスタ
34 トランジスタ
35 容量素子
38 容量素子
40 アンプ
41 トランジスタ
56 トランジスタ
60 蓄電素子
61 抵抗素子
62 容量素子
63 抵抗素子
64 抵抗素子
65 抵抗素子
66 容量素子
67 容量素子
68 抵抗素子
69 抵抗素子
70 抵抗素子
71 FET
72 抵抗素子
73 FET
74 抵抗素子
75 ツェナーダイオード
76 容量素子
77 配線
80 IC
81 マイクロコントローラ
82 選択回路
83 クランプ回路
84 レギュレーター
85 クロックジェネレーター
86 バンドギャップリファレンス
87 基準電圧生成回路
88 基準電流生成回路
89 制御回路
90 電圧検出回路
91 電流検出回路
92 FET駆動回路
93 トランジスタ
94 トランジスタ
95 トランジスタ
96 インバータ
99 ローパスフィルタ
100 回路
111 基板
112 素子分離層
113 プラグ
114 プラグ
115 プラグ
121 配線
122 配線
123 配線
124 プラグ
125 プラグ
126 プラグ
127 プラグ
128 絶縁体
131 配線
132 配線
133 プラグ
134 プラグ
135 プラグ
136 絶縁体
141 配線
142 配線
143 プラグ
151 導電体
152 導電体
153 絶縁体
154 プラグ
161 配線
170 チャネル形成領域
171 ウェル
172 不純物領域
173 不純物領域
174 ゲート絶縁体
175 導電性領域
176 導電性領域
177 ゲート電極
178 絶縁体
180 酸化物半導体
181 酸化物半導体
182 酸化物半導体
183 酸化物半導体
184 絶縁体
185 絶縁体
186 絶縁体
187 導電体
188 絶縁体
189 導電体
190 導電体
191 絶縁体
201 ウェル
202 チャネル形成領域
203 高濃度不純物領域
204 高濃度不純物領域
205 導電性領域
206 導電性領域
207 ゲート電極
208 ゲート絶縁体
209 側壁絶縁層
210 側壁絶縁層
211 低濃度不純物領域
212 低濃度不純物領域
501C 絶縁膜
504 導電膜
505 接合層
506 絶縁膜
508 半導体膜
508A 領域
508B 領域
508C 領域
511B 導電膜
511C 導電膜
512A 導電膜
512B 導電膜
516 絶縁膜
518 絶縁膜
519B 端子
519C 端子
520 機能層
521 絶縁膜
522 接続部
524 導電膜
528 絶縁膜
530 画素回路
550 表示素子
551 電極
552 電極
553 層
570 基板
591A 開口部
591B 開口部
591C 開口部
700 表示パネル
700B 表示パネル
702 画素
705 封止材
750 表示素子
751 電極
751H 開口部
752 電極
753 層
770 基板
770P 機能膜
771 絶縁膜
801 筐体
802 リュウズ
803 表示部
804 ベルト
805 検知部
811 筐体
812 マイク
813 外部接続ポート
814 操作ボタン
816 表示部
817 スピーカ
821 筐体
822 表示部
823 キーボード
824 ポインティングデバイス
831 筐体
832 冷蔵室用扉
833 冷凍室用扉
841 筐体
842 筐体
843 表示部
844 操作キー
845 レンズ
846 接続部
851 車体
852 車輪
853 ダッシュボード
854 ライト
Claims (7)
- 蓄電素子と、
ICと、を有し、
前記ICは、前記蓄電素子の起電力を監視する機能を有し、
前記ICは、第1回路と、第2回路と、第3回路と、を有し、
前記第1回路は、前記第2回路を介して、前記第3回路にバイアス電圧を供給する機能を有し、
前記第3回路は、アンプとしての機能を有し、
前記第2回路は、前記バイアス電圧を保持する機能を有することを特徴とする蓄電装置。 - 請求項1において、
前記第2回路は、第1トランジスタと、容量素子とを有し、
前記第3回路は、第2トランジスタを有し、
前記第1回路は、前記第1トランジスタを介して、前記第2トランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記容量素子の第1端子は、前記第2トランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第1トランジスタはチャネル形成領域に酸化物半導体を含むことを特徴とする蓄電装置。 - 請求項2において、
前記ICはタイマーを有し、
前記タイマーは、前記第1トランジスタのオン又はオフのタイミングを決めることを特徴とする蓄電装置。 - 直列に接続された複数の蓄電素子と、
ICと、を有し、
前記ICは回路を有し、
前記回路は、前記複数の蓄電素子のうち少なくとも1つを選択する機能を有し、
前記ICは、前記回路が選択した前記蓄電素子の起電力を監視する機能を有し、
前記回路は、チャネル形成領域に酸化物半導体を含むトランジスタを有することを特徴とする蓄電装置。 - 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の蓄電装置と、ディスプレイと、を有する電子機器。
- 請求項5において、
前記ディスプレイは、
第1表示素子と、
第2表示素子と、を有し、
前記第1表示素子は、反射膜を有し、
前記反射膜は、入射する光を反射する機能を有し、
前記第1表示素子は、反射する光の強さを制御する機能を有し、
前記反射膜は、開口部を備え、
前記第2表示素子は、前記開口部に向けて光を射出する機能を有することを特徴とする電子機器。 - 請求項6において、
前記第1表示素子は液晶素子を有し、
前記第2表示素子は有機EL素子を有することを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
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