JP2020167168A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】新規の形態を有する電子機器、具体的には、腕に装着して使用する腕装着型電子機器を提案する。また、腕に装着して使用する腕装着型二次電池を提案する。【解決手段】曲面を有する構造体を支持構造体として用い、支持構造体の曲面上に外装体がフィルムであり、可撓性を有する二次電池と、二次電池上に一対のフィルムで挟まれた表示素子を複数含む表示部と、複数の表示素子と二次電池は少なくとも一部重なる電子機器とする。腕装着型二次電池に表示部を設けたとしても、最も厚い部分が１ｃｍ以下と薄く、５０ｇ以下と軽量化された電子機器を提供することができる。【選択図】図１

Description

電子機器に関する。

なお、本明細書中において電子機器とは、二次電池を有する装置全般を指し、二次電池
を有する電気光学装置、二次電池を有する情報端末装置などは全て電子機器である。

近年、頭部に装着する表示装置など人体に装着して使用される表示装置が提案され、ヘッ
ドマウントディスプレイや、ウェアラブルディスプレイと呼ばれている。表示装置に限ら
ず、人体に装着して使用される電子機器、例えば補聴器などは軽量化、小型化が求められ
ている。

また、電子機器の軽量化に伴い、電子機器に電力を供給する電池についても、軽量化、及
び小型化が求められている。

また、可撓性を有する表示装置を備えた電子書籍が特許文献１及び特許文献２に開示され
ている。

特開２０１０−２８２１８１ 特開２０１０−２８２１８３

使用者の装着感を快適なものとするため、人体に装着して使用される表示装置は軽量化、
及び小型化が求められ、さらに表示装置の駆動装置や電源を含めた電子機器全体の軽量化
が求められる。

新規の形態を有する電子機器、具体的には、腕に装着して使用する腕装着型電子機器を提
案する。また、腕に装着して使用する腕装着型二次電池を提案する。

人体の一部に接して曲面を有する構造体を支持構造体として用い、その支持構造体に可撓
性を有する二次電池を曲面に沿って固定させた腕装着型二次電池を実現する。二次電池が
可撓性を有するように二次電池の厚さを薄くする、具体的には体積エネルギー密度を向上
させ、電極層数が少ない二次電池を用いることが好ましい。電極層数が少ないとは、正極
と負極とを重ねた電極対を複数層重ねる場合に、層数が少ない、或いは巻回型電池であれ
ば巻く回数が少ないことを指している。また、腕装着型二次電池の最大厚さは１ｃｍ以下
と薄くすることが好ましい。

帯状の二次電池を腕に装着する形態とする例を示しており、支持構造体に設けられた二次
電池の断面形状は、アーチ形状となっており、装着時には支持構造体の端部が撓むため、
二次電池の端部も撓む。二次電池の端部も撓むが、二次電池は可撓性を有しているため二
次電池の外装体が破壊されることなく、電池性能を維持することができる。

本明細書で開示する構成は、曲面を有する構造体と、該構造体の少なくとも一部の曲面に
接し、且つ、外装体がフィルムであり、可撓性を有する二次電池を有し、構造体の曲面に
接して使用者の腕に装着する電子機器である。

可撓性を有する二次電池は、外装体がフィルムであり、構造体に貼り付ける曲面部分に追
随して変形させることができる。外装体で囲まれる領域には正極、負極、及び電解液を少
なくとも有している。特に二次電池としては、高エネルギー密度が実現できるため、軽量
化、及び小型化が図れるリチウムイオン二次電池を用いることが好ましい。

上記構成は、腕に接して構造体を設け、構造体上に可撓性を有する二次電池を設ける構成
例であるが特に限定されず、構造体と腕の間に可撓性を有する二次電池が設けられる構成
としてもよい。その場合の構成は、曲面を有する構造体と、該構造体の少なくとも一部の
曲面に接し、且つ、外装体がフィルムであり、可撓性を有する二次電池を有し、フィルム
に接して使用者の腕に装着する電子機器である。

また、上記構成に加え、表示部をさらに設けてもよい。その場合の構成は、曲面を有する
構造体と、構造体の曲面上に外装体がフィルムであり、可撓性を有する二次電池と、二次
電池上に一対のフィルムで挟まれた表示素子を複数含む表示部と、複数の表示素子と二次
電池は少なくとも一部重なる電子機器である。

複数の表示素子と二次電池が重なる面積が広ければ広いほど表示素子の発熱を利用して二
次電池を温めることができる。リチウムイオン二次電池は、特に寒冷地での低温動作に難
があるため、温めることは重要である。また、腕に装着するため、腕と表示素子で挟むこ
とで二次電池の表面と裏面の両方から効率よく二次電池を温めることができる。さらに構
造体の材料として熱伝導性の高い材料を用いて効果的に二次電池を温めてもよい。

また、二次電池が腕に接触する構成としてもよく、その構成は、曲面を有する構造体と、
該構造体の少なくとも一部の曲面に接し、且つ、外装体がフィルムであり、可撓性を有す
る二次電池を有し、フィルムに接して使用者の腕に装着する電子機器である。使用者の腕
に接することで二次電池が温められる。

上記各構成において、表示素子を複数含む表示部を挟む一対のフィルムの一方、即ち構造
体に近い側のフィルムは、ステンレスフィルムなどの金属フィルムを用いてもよい。

上記各構成において、表示部としてマトリクス状に複数の表示素子を配置するアクティブ
マトリクス型の表示装置を用いることが好ましい。表示素子としては、有機発光素子、電
子インクなどを用いることができるが、特に有機発光素子は厚さが３ｍｍ以下と薄く、且
つ、軽くできるため、好ましい。

腕装着型電子機器の表示部と、従来の携帯情報端末の表示部との両方を用いることで、腕
装着型電子機器の表示部はサブディスプレイとしても機能させることができる。

また、上記各構成において、表示装置の他に、他の半導体回路、例えば過充電を防止する
ための制御回路や、撮像素子、ジャイロセンサー、加速度センサーなどのセンサー、タッ
チパネルなどを具備させてもよい。例えば、表示装置の他に撮像素子を搭載することで撮
影した画像を表示装置に表示することができる。また、ジャイロセンサーや、加速度セン
サーなどのセンサーを搭載することで腕装着型電子機器の向きや動きによってオン状態と
オフ状態を切り替えて省電力化を図ることができる。また、タッチパネルを搭載すること
で、タッチパネルの所望の位置をタッチすることで電子機器の操作や、情報の入力を行う
ことができる。また、上記構成において、表示装置の他にメモリや、ＣＰＵを搭載するこ
とでウェアラブルコンピュータを実現することもできる。

また、さらにアンテナを設けてもよく、その構成は、曲面を有する構造体と、該構造体の
少なくとも一部の曲面に接し、且つ、外装体がフィルムであり、可撓性を有する二次電池
と、二次電池と電気的に接続するアンテナとを有し、構造体の曲面に接して使用者の腕に
装着する電子機器である。

アンテナを用いれば非接触で二次電池の充電が可能となる。充電器のアンテナ（一次コイ
ル）と、電子機器のアンテナ（二次コイル）とを磁気的に結合し、一次コイルから発生す
る交流磁場で二次コイルに電圧を発生させる電磁誘導方式によって、非接触で二次コイル
側に電力が伝送されるしくみによって充電が行われる。構造体の曲面に接してアンテナを
設けることが好ましいため、電子機器のアンテナも可撓性を有するフィルムに設けること
が好ましい。

腕装着型二次電池にアンテナを設ける場合、非接触で二次電池の充電することに限定され
ず、さらにメモリを設け、電子データを送受信させる、またはＧＰＳ機能を持たせて位置
情報やＧＰＳ時刻を取得して位置表示や時計表示するなどができるようなアンテナを設け
てもよい。

また、アクティブタグとして用いることのできるアンテナ及び送受信回路を設けて、腕装
着型二次電池をアクティブタグとして機能させてもよい。アクティブタグとは無線ＩＣタ
グ（ＲＦＩＤ）の一つで、電池を内蔵して交信が可能なＩＣタグのことを指している。

また、携帯情報端末に電力を供給する予備の二次電池としての機能を有する。スマートフ
ォンなどの携帯情報端末においては、受信メールや電話を待つために電源を切ることなく
持ち歩くため、時間が経過すれば経過するほど電池の容量が少なくなり、使えなくなる。
また、携帯情報端末は、カメラやセンサーなどさまざまな機能を持たせようとすればする
ほど軽量化が難しくなり、二次電池に割り当てられるスペースも小さくなってしまう。携
帯情報端末に内蔵されている二次電池の性能が上がったとしても、繰り返し使用すること
で二次電池の劣化は避けられず、性能の高い二次電池は大変高価である。

勿論、携帯情報端末に内蔵されている二次電池と同じものを予備の二次電池として購入し
、それを常に持ち歩いてもよいが、携帯情報端末によっては安全性のため、使用者が自由
に交換不可能な携帯情報端末の設計としている場合も多い。また、予備の二次電池として
充電するための携帯情報端末用充電モジュールも販売されているが、寸法の大きさが携帯
情報端末と同じまたはそれより大きく、また重さも携帯情報端末を超え、具体的には１５
０ｇ以上のものである。また、予備の二次電池は、常に使用者のポケットやカバンに入れ
ておく必要があり、服装にポケットのない状況や、カバンが持てない状況においては携帯
することが困難である。

腕に装着して使用する腕装着型二次電池も持っていれば、携帯情報端末の二次電池が切れ
ても補助電源として用いることができる。また、腕に装着していれば、予備の二次電池を
使用者のポケットやカバンに入れておく必要もなく、便利である。また、腕に腕装着型二
次電池を装着した状態はデザイン性があり、表示部に映像表示をすると、映像表示された
表示部と二次電池が重なっているため、二次電池が隠された状態、即ち、カムフラージュ
され、他者からみて腕に装着している電子機器を予備の二次電池と思わず、腕に装着した
服飾品として違和感を覚えさせない。特に、女性においては、ポケットのない服装を着用
する場合が多く、また、装着時の外見も気にするため、有効である。

腕装着型二次電池に表示部を設け、フルカラー表示させると、その腕装着型二次電池は、
腕装着型のフォトフレームと呼ぶことができる。使用者は、自分の好みの画像（写真画像
など）を腕装着型二次電池に表示させることができる。

また、二次電池の容量にもよるが、腕に装着して使用する腕装着型二次電池は軽く、全体
の重量が１５０ｇ未満、好ましくは１００ｇ以下、さらに好ましくは５０ｇ以下とするこ
とができる。補助電源として用いる場合は、電源を常時オン状態としておく必要がなく、
電源をオフ状態としておけば、電池の容量の低減を抑えることができる。

また、主として予備の二次電池として用いる目的であればフルカラー表示の必要もなく、
モノクロ表示或いはモノカラー表示とし、表示部は電池残量のみを表示できるものであっ
てもよい。

また、上記構成において、支持構造体は、金属または樹脂を用いることができる。また、
支持構造体の主な部分が金属で一部に樹脂を用いてもよいし、支持構造体の主な部分が樹
脂で一部に金属を用いてもよい。金属としてはステンレス、アルミニウム、チタン合金な
どを用いることができる。また、樹脂としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などを用
いることができる。また、支持構造体の材料として天然素材を用いることもでき、天然素
材としては木材、石、骨、皮革、紙、布を加工したものを用いることができる。

腕装着型二次電池に表示部を設けたとしても、最も厚い部分が１ｃｍ以下と薄く、５０ｇ
以下と軽量化された電子機器を提供することができる。腕に装着することができ、両手を
ふさぐことなく携帯するには最適な電子機器を提供することができる。また、腕装着型二
次電池の表示部に画像を表示することができ、服飾品としても利用できる。

本発明の一態様を示す断面図および斜視図である。 本発明の一態様を示す上面図および断面図である。 本発明の一態様を示す斜視図である。 本発明の一態様を示す断面図である。 本発明の一態様を示す写真図である。 本発明の一態様を示す断面図である。 本発明の一態様を示す断面図、底面図、側面図である。 曲率中心について説明する図である。 面の曲率半径について説明する図である。 本発明の一態様を示す斜視図及び断面図である。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、腕装着型二次電池に表示部を設けた電子機器の一例を示す。その電子
機器の断面図を図１（Ａ）に示し、図１（Ｂ）に電子機器の斜視図を示す。

図１（Ａ）に示すように電子機器１００は、支持構造体１０１の曲面上に可撓性を有する
二次電池１０３と、二次電池１０３上に表示部１０２とを有する。

支持構造体１０１の形状は、帯状の構造物を湾曲させた腕輪とする。また、支持構造体１
０１は少なくとも一部が柔軟性を有しており、矢印１０５の方向に動かすことによって手
首にはめ込むことができる。図１（Ａ）に示す支持構造体１０１は端部が撓む構成となっ
ており、端部から離れている中央部においてはほとんど変動しない。従って、支持構造体
１０１の中央部においては、作製時に貼り付けて固定させた曲率のままであり、腕への装
着を繰り返しても中央部に重なる二次電池１０３や表示部１０２にダメージは少ない。

また、表示部にアクティブマトリクス表示装置を設ける場合、アクティブマトリクス表示
装置はトランジスタを含む層を少なくとも有している。トランジスタを含む層は支持構造
体１０１の曲面へ貼り付けて固定するだけであれば信頼性が低下しにくいが、トランジス
タを含む層を撓ませて一方の方向に反らして凹面とし、フラットな面に戻し、その後、さ
らにもう一方向の方向に反らせて凸面とすることを繰り返すと信頼性が低下する恐れがあ
る。その意味でも図１（Ａ）に示す支持構造体１０１は、中央部においてはほとんど変動
しないため、支持構造体１０１の曲面に固定することで仮に撓んだとしても一方向のみに
反るだけの構成とすることができる。即ち、支持構造体１０１は、表示部１０２や二次電
池１０３が反り過ぎないよう、または大きなねじれ変形が生じないようにする保護材とし
て機能する。

支持構造体１０１の材料は、金属、樹脂、天然素材などを用いることができる。軽量化の
ため薄い厚さとすることが好ましい。支持構造体１０１の材料として金属を用いれば、耐
衝撃性に優れ、熱伝導性も高く、好ましい。また、支持構造体１０１の材料として樹脂を
用いれば、軽量化を図ることができ、金属アレルギーを起こすこともない。

図１（Ｂ）に示す電子機器の形状は一例であって、腕の手首に固定するためのベルトや留
め金を設けてもよい。また、手首を取り囲みリング状または円筒状の電子機器としてもよ
い。

また、手首（手首を含む前腕部）や上腕部などの腕に装着することを一例に示しているが
、人体の一部であれば特に限定されず、例えば、腰、足首に装着してもよい。足首に装着
する場合には図１に示す形状とは異なる形状とし、足首の形状にあったサイズに作製すれ
ばよい。腰に装着する場合には、ベルトのように帯状に腰にまくサイズに作製すればよい
。

以下に電子機器１００の作製方法の一例を示す。

まず、支持構造体１０１を用意する。支持構造体１０１としては、断面において曲率半径
の大きい領域がほとんど変形せず、端部が撓むステンレス材料を用いる。また、ステンレ
ス材料とすることで表示部１０２や二次電池１０３が反り過ぎないよう、または大きなね
じれ変形が生じないようにする保護材となる。また、腕に装着する際の変形が一定、即ち
一方向の撓みとなることも信頼性の向上につながる。

次いで、支持構造体１０１の曲率半径の大きい領域に貼り付ける二次電池１０３を用意す
る。

二次電池１０３としては、リチウムイオン二次電池であり、可撓性を有するのであれば特
に限定されない。可撓性を有する二次電池は、外装体が薄く柔軟性を有するフィルムであ
り、支持構造体１０１の曲率半径の大きい領域の曲面部分に追随して変形させることがで
きる。

本実施の形態では、可撓性を有する二次電池としてラミネート型の二次電池を用いる例を
示す。図２（Ａ）にラミネート型の二次電池の上面を示す。また、図２（Ａ）中の鎖線Ａ
−Ｂで切断した断面の模式図が図２（Ｂ）である。

シート状の正極２０３と、セパレータ２０７と、シート状の負極２０６とを積層し、その
他の領域を電解液２１０で満たし、これらを１枚または２枚のフィルムからなる外装体で
収容した二次電池を用いる。なお、正極２０３は、正極集電体２０１及び正極活物質層２
０２を有する。また、負極２０６は、負極集電体２０４及び負極活物質層２０５を有する
。

正極集電体２０１、及び負極集電体２０４の材料としては、ステンレス、金、白金、亜鉛
、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属、及びこれらの合金など
、導電性の高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる
。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上さ
せる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応し
てシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形
成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タ
ンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。正極集電体
２０１、及び負極集電体２０４は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コイル状、
パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。正極集
電体２０１、及び負極集電体２０４は、厚みが１０μｍ以上３０μｍ以下のものを用いる
とよい。

正極活物質層２０２としては、リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な材料を用いること
ができ、例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、またはスピネル型の結
晶構造を有するリチウム含有材料等がある。正極活物質として、例えばＬｉＦｅＯ_２、Ｌ
ｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２等の化合
物を用いることができる。

オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有材料（一般式ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（Ｉ
Ｉ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））の代表例としては、Ｌｉ
ＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＮｉ_ｂＰＯ
_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、Ｌｉ
Ｎｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＣ
ｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４（ｃ＋ｄ＋
ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇＣｏ_ｈＭｎ_ｉＰ
Ｏ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等
がある。

特に、ＬｉＦｅＰＯ_４は、安全性、安定性、高容量密度、高電位、初期酸化（充電）時に
引き抜けるリチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事項をバランスよく満たし
ているため、好ましい。

層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、コバルト酸リチウム
（ＬｉＣｏＯ_２）、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ
_０．２Ｏ_２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、Ｌ
ｉＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_１−ｘＯ_２（０
＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣと
もいう。一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１
））がある。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５）Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ
_３−ＬｉＭＯ_２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）等がある。

スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌ
ｉ_１＋ｘＭｎ_２−ｘＯ_４、Ｌｉ（ＭｎＡｌ）_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４等が
ある。

ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、
少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２やＬｉＮｉ_１−ｘＭＯ_２（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等）
）を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑制する等の利点があり好
ましい。

また、正極活物質として、一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ
（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等のリチウム含有材料を
用いることができる。一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４の代表例としては、Ｌｉ_{（２−ｊ
）}ＦｅＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＮｉＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＣｏＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２
−ｊ）}ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＮｉ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＣｏ
_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ
_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）
、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＭｎ_ｑＳｉ
Ｏ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｍＣｏ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、
０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｒＮｉ_ｓＣｏ_ｔＭｎ_ｕＳｉＯ_４（ｒ＋ｓ
＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化
合物を材料として用いることができる。

また、正極活物質として、Ａ_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナ
シコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ_２（ＭｎＯ_４）
_３、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等がある。また、正極活物質として
、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＰ_２Ｏ_７、Ｌｉ_５ＭＯ_４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表
される化合物、ＮａＦ_３、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２
等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ_４等の逆スピ
ネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料、バナジウム酸化物系（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１
３、ＬｉＶ_３Ｏ_８等）、マンガン酸化物系、有機硫黄系等の材料を用いることができる。

また、正極活物質層２０２には、上述した正極活物質の他、活物質の密着性を高めるため
の結着剤（バインダ）、正極活物質層２０２の導電性を高めるための導電助剤等を有して
もよい。

負極活物質層２０５としては、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンの挿入・脱離
が可能な材料を用いることができ、リチウム金属、炭素系材料、合金系材料等を用いるこ
とができる。

リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して−３．０４５Ｖ）、重量及
び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ^３
）ため、好ましい。

炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハー
ドカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。

黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ
系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。

黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）に
リチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１〜０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）。こ
れにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は
、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に
比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可
能な合金系材料も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、合
金系材料としては例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇａ等のうち少なくとも一つを含む材料がある。このよう
な元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛
躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素
を用いた合金系材料としては、例えば、ＳｉＯ、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、ＳｎＯ、Ｓｎ
Ｏ_２、Ｍｇ_２Ｓｎ、ＳｎＳ_２、Ｖ_２Ｓｎ_３、ＦｅＳｎ_２、ＣｏＳｎ_２、Ｎｉ_３Ｓｎ_２、Ｃ
ｕ_６Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ
_３Ｃｏ_２Ｓｎ_７、ＣｏＳｂ_３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等がある。なお、ＳｉＯとは、ケイ素
リッチの部分を含むケイ素酸化物の粉末を指しており、ＳｉＯ_ｙ（２＞ｙ＞０）とも表記
できる。例えばＳｉＯは、Ｓｉ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｏ_４、またはＳｉ_２Ｏから選ばれた単数ま
たは複数を含む材料や、Ｓｉの粉末と二酸化ケイ素ＳｉＯ_２の混合物も含む。また、Ｓｉ
Ｏは他の元素（炭素、窒素、鉄、アルミニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど
）を含む場合もある。即ち、単結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ_２Ｏ_３、
Ｓｉ_３Ｏ_４、Ｓｉ_２Ｏ、ＳｉＯ_２から選ばれる複数を含む材料を指しており、ＳｉＯは有
色材料である。ＳｉＯではないＳｉＯ_ｘ（Ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色で
あり、区別することができる。ただし、二次電池の材料としてＳｉＯを用いて二次電池を
作製した後、充放電を繰り返すなどによって、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ_２に変
質する場合もある。

また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ_４Ｔ
ｉ_５Ｏ_１２）、リチウム−黒鉛層間化合物、（Ｌｉ_ｘＣ_６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５
）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物を用いること
ができる。

また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ_３Ｎ型構造をもつ
Ｌｉ_３−ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．６
Ｃｏ_０．４Ｎ_３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ^３）を示
し好ましい。

リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、
正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせ
ることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも
、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで負極活物質と
してリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば
、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウム
と合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反
応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＲｕＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ
_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇ
ｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３、ＢｉＦ_３
等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用い
てもよい。

また、負極活物質層２０５には、上述した負極活物質の他、活物質の密着性を高めるため
の結着剤（バインダ）、負極活物質層２０５の導電性を高めるための導電助剤等を有して
もよい。

電解液２１０としては、電解質の溶質として、キャリアイオンであるリチウムイオンを有
する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、Ｌｉ（ＦＳＯ
_２）_２Ｎ、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、
Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で
用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。また、反応生成物
をより安定にするため、電解液にビニレンカーボネート（ＶＣ）を少量（１ｗｔ％）添加
して電解液の分解をより少なくしてもよい。

また、電解液２１０の溶媒としては、キャリアイオンの移送が可能な材料を用いる。電解
液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例と
しては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキ
シエタン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる
。また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する
安全性が高まる。また、二次電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子
材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエ
チレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー等がある。また、電解
液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つまたは複数
用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、二次電
池の破裂や発火などを防ぐことができる。

セパレータ２０７としては、セルロース（紙）、または空孔が設けられたポリプロピレン
、ポリエチレン等の絶縁体を用いることができる。

図２（Ｂ）においては、電極層数が２（正極２０３と、負極２０６の２層）である例を示
したが、二次電池の容量を維持したまま二次電池の面積（サイズ）を小さくする場合、電
極層数を２よりも多く増やすことで二次電池の小型化を図ることができる。ただし、電極
層数が４０を超える場合、二次電池の厚さが増し、可撓性を損なう恐れがあるため電極層
数は４０以下、好ましくは２０以下とする。また、正極集電体の両面に正極活物質層２０
２を塗布する両面塗布を行う場合、または負極集電体２０４の両面に負極活物質層２０５
を塗布する両面塗布を行う場合は、二次電池の容量を維持したまま電極層数を１０以下に
減らすこともできる。

シート状の正極２０３と、セパレータ２０７と、シート状の負極２０６との積層は、ヒー
トシールを行うことによって封止する。

二次電池は、薄く柔軟性を有するフィルム（例えばラミネートフィルム）を外装体として
用いる。ラミネートフィルムとは、基材フィルムと接着性合成樹脂フィルムとの積層フィ
ルム、または２種類以上の積層フィルムを指す。基材フィルムとしては、ＰＥＴやＰＢＴ
等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、また無機蒸着フィルム、
または紙類を用いればよい。また、接着性合成樹脂フィルムとしてはＰＥやＰＰ等のポリ
オレフィン、アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂などを用いればよい。ラミネート
フィルムはラミネート装置により、被処理体と熱圧着によりラミネートされる。なお、ラ
ミネート工程を行う前処理としてアンカーコート剤を塗布することが好ましく、ラミネー
トフィルムと被処理体との接着を強固なものとすることができる。アンカーコート剤とし
てはイソシアネート系などを用いればよい。

本明細書でヒートシールとは、加熱圧着により封止することを指しており、基材フィルム
にパートコートされている接着剤層か、ラミネートフィルムの融点の低い最外層または最
内層を熱によって溶かし、加圧によって接着することを言う。

正極集電体２０１および負極集電体２０４は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼
ねている。そのため、図２（Ａ）に示すように、正極集電体２０１および負極集電体２０
４の一部は、フィルム２０８及び外装体２０９から外側に露出するように配置される。電
極層数を増やして積層する場合には、複数の正極集電体２０１を超音波溶接によって電気
的に接続する、及び複数の負極集電体２０４を超音波溶接によって電気的に接続する。な
お、図２（Ｂ）では負極集電体２０４の一部は、外装体２０９から外側に突出して延在し
ている。

こうして得られるラミネート型の二次電池を支持構造体１０１の曲率半径の大きい領域か
ら貼り付ける。曲率半径の大きい領域から貼り付けることで支持構造体１０１に固着する
際の二次電池へのダメージを抑えることができる。

また、図２（Ａ）は、１枚のフィルム２０８と外装体２０９を用いて封止する例であるが
特に限定されず、１枚のフィルムの中央を折り、それを外装体としてもよい。図２（Ａ）
及び図２（Ｂ）とは異なる例を図１０に示す。フィルム１１を中央で折り曲げて２つの端
部を重ね、３辺を接着層で封止する構造とする。その作製方法は、図１０を用いて以下に
説明する。

まず、フィルム１１を中央で折り、図１０（Ａ）に示す状態とする。そして図１０（Ｂ）
に示すように二次電池を構成する正極集電体１２、セパレータ１３、負極集電体１４を積
層したものを用意する。そして図１０（Ｃ）に示す封止層１５を有するリード電極１６を
２つ用意する。リード電極１６はリード端子とも呼ばれ、二次電池の正極または負極を外
装フィルムの外側へ引き出すために設けられる。そして、一つのリード電極と、正極集電
体１２の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接続する。正極集電体１２の突出部と
接続するリード電極は、材料としてアルミニウムを用いる。そしてもう一つのリード電極
と、負極集電体１４の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接続する。負極集電体１
４の突出部と接続するリード電極は、材料としてニッケルメッキを施した銅を用いる。そ
して、電解液を入れるための一辺を残すため、フィルム１１の２辺に対して熱圧着を行っ
て封止する。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層１５も溶けてリード電極とフィ
ルム１１との間を固定される。そして、減圧雰囲気下、或いは不活性雰囲気下で所望の量
の電解液をフィルム１１が袋状となった内側に滴下する。そして、最後に、熱圧着をせず
に残していたフィルムの周縁に対して熱圧着を行って封止する。こうして図１０（Ｄ）に
示す二次電池４０を作製することができる。図１０（Ｄ）中の点線と端面の領域は熱圧着
領域１７である。また、図１０（Ｄ）中の鎖線Ａ−Ｂで切断した断面の一例を図１０（Ｅ
）に示す。図１０（Ｅ）に示すように、正極集電体１２、正極活物質層１８、セパレータ
１３、負極活物質層１９、負極集電体１４の順で積層されたものが、折り曲げたフィルム
１１に挟まれ、さらに端部において接着層３０で封止されており、その他の空間には電解
液２０を有している。

ここで図１０（Ｆ）を用いて二次電池の充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用い
た二次電池を一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向き
になる。なお、リチウムを用いた二次電池では、充電と放電でアノード（陽極）とカソー
ド（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反応電位
が高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書にお
いては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であっても、充
電電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び、負極
は「負極」または「−極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連
したアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時とでは
、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）やカソー
ド（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード（陽極
）やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極（
プラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする。

図１０（Ｆ）に示す２つの端子には充電器が接続され、二次電池４０が充電される。二次
電池４０の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図１０（Ｆ）では、二次電池４
０の外部の端子から、正極集電体１２の方へ流れ、二次電池４０の中において、正極集電
体１２から負極集電体１４の方へ流れ、負極から二次電池４０の外部の端子の方へ流れる
電流の向きを正の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとしてい
る。

次いで、二次電池１０３上に貼り付ける表示モジュールを用意する。表示モジュールとは
少なくともＦＰＣまで取り付けられた表示パネルのことを指している。表示モジュールは
、表示部１０２とＦＰＣ１０４と駆動回路を有し、さらに二次電池１０３から給電するた
めのコンバータを設けることが好ましい。

表示モジュールは、表示部１０２が可撓性を有し、柔軟性を有するフィルム上に表示素子
を有する。また、二次電池１０３と表示部１０２が一部重なる位置に配置することが好ま
しく、一部または全部が重なる位置に配置することで、二次電池１０３から表示部までの
電力経路を短縮、即ち配線距離を短縮し、消費電力を低減する。

柔軟性を有するフィルム上に表示素子を作製する方法としては、柔軟性を有するフィルム
上に表示素子を直接作製する方法や、ガラス基板などの剛性を有する基板上に表示素子を
含む層を形成した後、基板をエッチングや研磨などにより除去した後、その表示素子を含
む層と柔軟性を有するフィルムを接着する方法や、ガラス基板などの剛性を有する基板上
に剥離層を設け、その上に表示素子を含む層を形成した後、剥離層を利用して剛性を有す
る基板と表示素子を含む層を分離し、その表示素子を含む層と柔軟性を有するフィルムを
接着する方法などがある。

本実施の形態では、表示部１０２に高精細な表示ができるアクティブマトリクス型の表示
装置とするため、４００℃以上の加熱処理を行うことができ、表示素子の信頼性を高くす
ることができる作製方法、即ちガラス基板などの剛性を有する基板上に剥離層を設ける特
開２００３−１７４１５３に記載の技術を用いる。

特開２００３−１７４１５３に記載の技術により、ポリシリコンを活性層とするトランジ
スタや、酸化物半導体層を用いるトランジスタをフレキシブル基板またはフィルム上に設
けることが可能となる。また、これらのトランジスタをスイッチング素子として用い、エ
レクトロルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を設ける。

ＥＬ素子の一般的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物または無機化合物を含む
層（以下、「発光層」と記す）を挟んだものであり、素子に電圧を印加することにより一
対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光層に注入および輸送される。そして、それ
らキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物または無
機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。

なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼
ばれている。

このような発光素子は通常、サブミクロン〜数ミクロン程度の薄膜で形成されるため、薄
型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至
るまでの時間はせいぜいマイクロ秒あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速い
ことも特長の一つである。また、数ボルト〜数十ボルト程度の直流電圧で十分な発光が得
られるため、消費電力も比較的少ない。

ＥＬ素子は、液晶素子に比べて視野角が優れており、表示領域が曲面を有している場合、
表示部１０２の表示素子として好ましい。また、液晶素子のようにバックライトを設けな
いため、消費電力が少なく、さらに部品点数を少なくすることができ、トータルの厚さも
薄くできる点においてもＥＬ素子は、表示部１０２の表示素子として好ましい。

なお、柔軟性を有するフィルム上に表示素子を作製する方法は、上述（特開２００３−１
７４１５３）に限定されるものではない。また、ＥＬ素子の作製方法及び材料は公知の作
製方法及び公知の材料を用いればよいため、ここでは説明を省略する。

また、表示部１０２に用いる表示装置は、単純な単色発光や数字のみの表示でもよいため
、パッシブマトリクス型の表示装置でよく、その場合には特開２００３−１７４１５３に
記載の技術以外の作製方法を用いて柔軟性を有するフィルム上に表示素子を作製すればよ
い。

上記方法で得られる表示モジュールを二次電池１０３上に貼り付け、二次電池１０３と表
示部１０２とを電気的に接続させることで、図１（Ｂ）に示す電子機器１００が完成する
。さらに、電子機器１００の外観を向上させるために、表示部１０２以外を金属カバーや
、プラスチックカバーや、ゴム製のカバーで覆ってもよい。

電子機器１００に表示部を設ける場合の画面サイズは、支持構造体上に配置できるサイズ
であれば特に限定されない。例えば、手首に装着する場合、成人の手首付近の腕回りは１
８ｃｍ±５ｃｍであるので、画面サイズは最大で腕回りの２３ｃｍ×手首から肘までの距
離となる。また、成人の手首から肘までの距離は１フィート（３０．４８ｃｍ）以下であ
り、円筒状の支持構造体に配置できる２３ｃｍ×３０．４８ｃｍが腕装着型の電子機器１
００の表示部の最大の画面サイズといえる。なお、ここでいう画面サイズは、曲面を有す
る状態でのサイズではなく、平坦な画面とした場合のサイズを指す。また、複数の表示部
を一つの電子機器に設けてもよく、例えば第１の表示部よりも小さい第２の表示部を有す
る電子機器としてもよい。支持構造体１０１の寸法は、表示部の画面サイズよりも大きい
ものを用いる。ＥＬ素子を用いた場合、画面サイズが支持構造体上に配置できるサイズで
あれば、表示パネルとＦＰＣのみの合計重量は１ｇ以上１０ｇ未満とすることができる。

また、表示部が設けられた電子機器の最も薄い部分（支持構造体１０１と表示部１０２と
二次電池１０３とが重なった厚さ）は、５ｍｍ以下とすることができる。また、電子機器
の最も厚い部分は、表示パネルとＦＰＣとの接続部分であるが、１ｃｍ未満とすることが
できる。

また、電子機器１００の総重量は１００ｇ未満とすることができる。

また、電子機器１００は、図１（Ａ）に示すように、腕に装着する場合に、矢印１０５の
方向に支持構造体の一部が動くことによって腕にはめることができる。電子機器１００の
総重量は１００ｇ未満、好ましくは５０ｇ以下であり、最も厚い部分が１ｃｍ以下と薄く
、軽量化された電子機器を提供することができる。

また、電子機器１００は、図７（Ａ）に示すように、断面において曲率半径の異なる曲面
を複数有する。図７（Ａ）では曲率中心７００と、曲率中心７０１を図示している。

面の曲率半径について、図９を用いて説明する。図９（Ａ）において、曲面１７００を切
断した平面１７０１において、曲線１７０２の一部を円の弧に近似して、その円の半径を
曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図９（Ｂ）に曲面１７００
の上面図を示す。図９（Ｃ）に、平面１７０１で曲面１７００を切断した断面図を示す。
曲面を平面で切断するとき、切断する平面により、曲線の曲率半径は異なるものとなるが
、曲面を、最も曲率半径の小さい曲線を有する平面で切断したときにおいて、曲線の曲率
半径を面の曲率半径とする。

内側に外装体の前腕接触面（露出裏面）、外側に表示パネルのフィルム表面（露出表面）
を有する電子機器１００を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側の
支持構造体１８０５に接する外装体１８０１（露出裏面）の曲率半径１８０２は、曲率中
心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よりも小さい（図８（Ａ）
）。電子機器１００を湾曲させて断面を円弧状とすると曲率中心１８００に近い外装体の
露出裏面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの露出面には引っ張
り応力がかかる（図８（Ｂ））。電子機器１００は、曲率中心に近い側の外装体１８０１
の曲率半径が１０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上となる範囲で変形することができる
。

なお、電子機器１００の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、手首に接触する部分が
円弧を有する形状にすることができ、例えば図８（Ｃ）に示す形状などとすることもでき
る。二次電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複数の曲率中心それぞ
れにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、外装体１８０１の曲率
中心に近い方の面の曲率半径が、１０ｍｍ以上、好ましくは３０ｍｍ以上となる範囲で電
子機器１００が変形することができる。

また、電子機器１００を支持構造体の露出裏面からみた底面図が図７（Ｂ）である。また
、電子機器１００の側面図を図７（Ｃ）に示す。

（実施の形態２）
本実施の形態では、二次電池を充電する方法としてアンテナを用いて充電させる例を示す
。

人体の一部に接触させるため、安全上、二次電池を充電または放電する出入力端子が露出
させないことが好ましい。出入力端子が露出していると、雨などの水によって出入力端子
がショートする恐れや、出入力端子が人体に触れて感電する恐れがある。アンテナを用い
ればその出入力端子を電子機器の表面に露出させない構成とすることができる。

なお、アンテナ及びＲＦ給電用コンバータを設ける点以外は、実施の形態１と同一である
ため、その他の詳細な説明はここでは省略することとする。

実施の形態１に従って、支持構造体上に可撓性を有する二次電池を固定し、二次電池上に
表示モジュールを貼り付ける。二次電池に電気的に接続するＲＦ給電用コンバータとアン
テナを設ける。また、ＲＦ給電用コンバータと表示部の一部が重なるように固定する。

ＲＦ給電用コンバータやアンテナは１０ｇ以下であり、総重量は、実施の形態１とほとん
ど変わらない重量とすることができる。

図３にアンテナ（図示しない）を有する電子機器３００と、充電器３０１の模式図を示す
。充電器３０１上に電子機器３００を配置すれば、充電器３０１のアンテナから電力を電
子機器３００に供給して、電子機器３００の二次電池に充電することができる。

また、充電の残量や、満充電までの残り時間などの情報は、電子機器３００の表示部で表
示させることが可能である。

本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、二次電池を湾曲させる場合に生じる恐れのある皺や電解液の漏洩の恐
れを改善する構成の一例を図４に示す。

実施の形態１では、ラミネートフィルムを用いて二次電池を封止し、周囲を一箇所（断面
において一箇所）で固定している。従って、二次電池が繰り返し曲げられることや衝撃を
与えられた時に一箇所でも封止ができなくなると、中の電解液が漏れてしまう。二次電池
が繰り返し曲げられることや衝撃を与えられた時に一箇所で固定していると、曲げのスト
レスがその一箇所に集中してしまい、封止ができなくなってしまう。

そこで本実施の形態では、図４（Ａ）に示すように２枚のフィルムを二箇所で固定する。
図４は２枚のフィルムで正極や負極を封止する二次電池４００の断面模式図を示している
。二箇所で固定することによって曲げのストレスが緩和され、封止を維持することができ
る。

また、実施の形態１とは異なる構成例を図４（Ｂ）に示す。

図４（Ｂ）では、支持構造体４０１の表面側に表示部４０２を有し、裏面側に二次電池４
００を配置する例を示す。

また、図４（Ｂ）では、支持構造体４０１に開口部が設けられ、表示部４０２から伸びた
ＦＰＣ４０３と二次電池から伸びたＦＰＣ４０４とが開口部を介して電気的に接続してい
る。

本実施の形態では支持構造体４０１に設ける開口部の大きさは特に限定されず、機械強度
がある程度確保することができるのであれば、表示部４０２よりも大きい面積としてもよ
く、そのくり抜かれた開口に表示部をはめこんでもよい。この場合、二次電池４００と表
示部４０２を接して設けることもできる。開口が大きければ大きいほど支持構造体の重量
を軽量化できるため、総重量を軽量なものとすることができる。

本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。

実施の形態１に従って作製し、表示部に映像を表示させ、腕に装着させた状態での電子機
器の写真図を図５に示す。

図５に示した電子機器の寸法は、幅６０ｍｍ、長さ７７ｍｍ、奥行５７ｍｍであり、支持
構造体であるステンレスで寸法が決定されている。表示パネルの外寸は５１．５ｍｍ×９
２．１５ｍｍであり、表示領域は４２．１２ｍｍ×７４．８８ｍｍである。電子機器の総
重量は、４０ｇ以上５０ｇ以下であり、表示パネルとＦＰＣのみの合計重量は約２ｇとす
ることができる。なお、本明細書でＦＰＣとは、フレキシブルプリント配線基板のことで
あり、ポリイミド樹脂やエポキシ樹脂などのベース部材上に複数の金属箔（Ｃｕ、Ｎｉ、
Ａｕ等）パターンが形成されて構成される。配列された複数の金属箔パターンの先端を横
切るように、ＦＰＣの先端の辺に沿って圧着用の異方性導電膜（ＡＣＦ）が形成されてい
る。表示パネルに設けられた外部接続端子とＦＰＣとは、ＦＰＣに形成されたＡＣＦを用
いて圧着することで電気的に接続される。

また、二次電池としては、ラミネート型の二次電池を用い、正極活物質としてリン酸鉄リ
チウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を用いている。リン酸鉄リチウムは、安全性の高い二次電池と
することができる。

また、図６に用いた二次電池の断面模式図を示す。この二次電池は、シート状の正極集電
体６０１及びシート状の正極活物質層６０２と、セパレータ６０７と、負極集電体６０４
と、負極活物質層６０５を積層し、その他の領域を電解液６１０で満たし、これらをフィ
ルム６０８と、凹部を有するフィルムからなる外装体６０９に収容する。

図６に示すように電極層数を１６としている。図６は負極集電体６０４が８層と、正極集
電体６０１が８層の合計１６層の構造を示している。なお、図６は負極の取り出し部の断
面を示しているため、８層の負極集電体６０４を超音波接合させている。

また、表示部が設けられた電子機器の最も薄い部分（支持構造体と表示部と二次電池とが
重なった厚さ）は、３．２ｍｍである。また、電子機器の最も厚い部分は、表示パネルと
ＦＰＣとの接続部分（外部接続端子が設けられる領域）であり、６ｍｍである。なお、Ｉ
Ｃチップ、パッシブ電子部品などを直接固着し、ＦＰＣに設けてもよい。ただし、この場
合、ＩＣチップなどはＦＰＣの一部としてみなさないものとする。Ｌや、Ｃや、Ｒ部品な
どのパッシブ電子部品や、駆動回路用ＩＣチップや、ＣＰＵや、メモリなどを直接固着し
、ＦＰＣに設ける場合、その部分が電子機器の最も厚い部分になる場合もある。

また、本実施例では、正極活物質としてリン酸鉄リチウムを用いた例を示したが、体積エ
ネルギー密度が高くなるような二次電池の構成、例えば正極活物質の材料、負極活物質の
材料を適宜変更することにより、さらなる小型化、軽量化が実現できる。例えば、正極活
物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）を用いれば、体積エネルギー密度が高く
なるため、本実施例と同じ容量の二次電池を作製すると、薄さをさらに薄くし、重さをさ
らに軽くすることができる。

図５に示した映像表示のための電力は、表示部と重なる二次電池のみから給電されている
。

勿論、図５の表示部の映像表示は、加工したものではなく、実際にフルカラー表示されて
いるものである。図５の表示部の解像度は３２６ｐｐｉであり、一つの画素に３つのトラ
ンジスタを設け、それらのトランジスタは酸化物半導体（ＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ）を
用いている。支持構造体の端部に充電用及び表示映像信号入力用の接続端子が設けられて
おり、使用者が使用していない時、即ち、充電時や、表示映像信号入力する時は外部充電
装置または外部駆動装置と接続させる。また、使用者が使用している時、即ち、腕に装着
し、表示させている状態で配線などのコードが外部駆動装置と接続されていない。

図５に示す電子機器は、総重量が５０ｇ以下であり、腕に装着した時に軽く、外観もデザ
イン性に優れており、アクセサリー（装身具）としての利用ができる。

１００ 電子機器
１０１ 支持構造体
１０２ 表示部
１０３ 二次電池
１０４ ＦＰＣ
１０５ 矢印
２０１ 正極集電体
２０２ 正極活物質層
２０３ 正極
２０４ 負極集電体
２０５ 負極活物質層
２０６ 負極
２０７ セパレータ
２０８ フィルム
２０９ 外装体
２１０ 電解液
３００ 電子機器
３０１ 充電器
４００ 二次電池
４０１ 支持構造体
４０２ 表示部
４０３ ＦＰＣ
４０４ ＦＰＣ
６０１ 正極集電体
６０２ 正極活物質層
６０４ 負極集電体
６０５ 負極活物質層
６０７ セパレータ
６０８ フィルム
６０９ 外装体
６１０ 電解液

Claims (2)

1. 断面視において、曲率半径のことなる曲面を有する構造体と、
   前記構造体と重なるように配置され、断面が湾曲した二次電池と、
   前記二次電池と重なるように配置された、表示部と、を有し、
   前記構造体を装着する際、前記二次電池は前記構造体に追随して撓むことができる、電子機器。
2. 断面視において、曲率半径のことなる曲面を有する構造体と、
   前記構造体と重なるように配置され、断面が湾曲した二次電池と、
   前記二次電池と重なるように配置された、表示部と、を有し、
   前記表示部は、ＥＬ素子を有し、
   前記構造体を装着する際、前記二次電池は前記構造体に追随して撓むことができる、電子機器。