KR102035618B1 - 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법, 그리고 축전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 동일 평면 위에 양극 및 음극을 제공한 축전 소자 및 복수의 상기 축전 소자를 동일 평면 위에 배치한 축전 장치를 제공한다.
동일 평면 위에 형성된 양극 집전체층 및 음극 집전체층과, 양극 집전체층 위의 양극 활물질층과, 음극 집전체층 위의 음극 활물질층과, 적어도 양극 활물질층 및 음극 활물질층과 접하는 전해질층을 갖는 축전 소자이다. 또한, 동일 평면 위에 상기 축전 소자가 복수 배치되고, 또 복수의 축전 소자는 배선에 의하여 전기적으로 접속되고, 축전 소자는 직렬 또는 병렬로 접속되는 축전 장치이다.

Description

축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법, 그리고 축전 장치{POWER STORAGE ELEMENT, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND POWER STORAGE DEVICE}
본 발명은, 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법, 그리고 축전 장치에 관한 것이다.
또한, 본 명세서에 있어서의 축전 소자는, 축전 기능을 갖는 소자 전반을 가리키고, 축전 장치란 축전 기능을 갖는 장치 전반을 가리키는 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 축전 소자를 평면 위에 복수 배치한 것을 축전 장치로 한다.
근년에 들어, 리튬 2차 전지, 리튬 이온 커패시터, 공기 전지(air cell) 등 다양한 축전 장치가 개발되고 있다. 특히 고출력 및 고에너지 밀도의 2차 전지로서 리튬 이온을 양극(positive electrode)과 음극(negative electrode) 사이에서 이동시켜 충전 및 방전을 행하는 리튬 2차 전지가 주목을 받고 있다.
또한, 리튬 2차 전지란, 캐리어 이온으로서 리튬 이온을 사용하는 2차 전지를 말한다. 또한, 리튬 이온 대신에 사용할 수 있는 캐리어 이온으로서는 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속 이온, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등의 알칼리 토금속 이온, 베릴륨 이온, 또는 마그네슘 이온 등이 있다.
또한, 종래의 리튬 2차 전지의 전해질은, 실온에서 높은 리튬 전도성을 나타내는 액체인 것이 많고, 시판되고 있는 리튬 2차 전지의 대부분이 유기계 전해액을 사용하고 있다. 그러나, 이와 같이 유기계 전해액을 사용한 리튬 2차 전지는 누설 및 발화의 위험성이 있기 때문에, 안전성이 더 높고 고체 전해질을 사용한 전고체(all-solid-state) 전지의 연구가 활발히 행해지고 있다(특허문헌 1 참조).
또한, 복수의 고체 전지를 적층시켜 형성하고, 각각이 직렬 상태로 접속되어 방전됨으로써 높은 동작 전압이 얻어지고, 또한 병렬 상태로 접속되어 충전됨으로써 고체 전지를 개별적으로 충전하는 기술이 있다(특허문헌 2 참조).
일본국 특개2007-123081호 공보 일본국 특개2010-55811호 공보
상술한 바와 같이, 복수의 전고체 전지를 설치하고, 각각이 직렬 상태로 접속되어 방전됨으로써 높은 동작 전압이 얻어지고, 또한 병렬 상태로 접속되어 충전됨으로써 고체 전지를 개별적으로 충전시킬 수 있다. 그러나, 전고체 전지를 적층시켜 설치하면, 적층수가 증가됨에 따라 전지의 두께가 매우 두꺼워지는 단점을 갖는다. 그래서, 시트상의 전지에 사용하는 데에는 적합하지 않다. 또한, 고체 전해질이 열화되면, 양극 및 음극의 단락이 발생되기 쉬워져 안전상의 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 형태는, 두께가 얇고 양극 및 음극의 단락을 억제시킨 축전 소자 및 그 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 본 발명의 일 형태는 두께를 증가시키지 않고 복수의 상기 축전 소자를 배치한 축전 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 복수의 축전 소자가 접속되고, 상기 복수의 축전 소자의 접속을 직렬 또는 병렬로 전환시킬 수 있게 하는 것을 과제 중 하나로 한다.
본 발명의 일 형태는 동일 평면 위에 형성된 양극 집전체층 및 음극 집전체층과, 양극 집전체층 위의 양극 활물질층과, 음극 집전체층 위의 음극 활물질층과, 적어도 양극 활물질층 및 음극 활물질층과 접하는 전해질층을 갖는 축전 소자이다. 상기 전해질층은 고체 전해질층이라도 좋다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서 상기 양극 집전체층 및 음극 집전체층은 동일 재료로 이루어지는 축전 소자이다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서 상기 양극 집전체층 및 음극 집전체층은 다른 재료로 이루어지는 축전 소자이다.
또한, 상기 축전 소자에 있어서, 양극 활물질층 및 음극 활물질층 중 적어도 한쪽과 중첩되는 리튬층을 가져도 좋다.
본 발명의 일 형태는, 동일 평면 위에 축전 소자가 복수 배치되고, 또 복수의 축전 소자는 배선에 의하여 전기적으로 접속되고, 축전 소자는 직렬 또는 병렬로 접속되는 축전 장치이다.
본 발명의 일 형태는, 상기 직렬 또는 병렬을 전환시키는 전환 수단을 구비하여도 좋고, 전환 수단으로서는 예를 들어 트랜지스터를 사용하면 좋다.
본 발명의 일 형태는, 동일 평면 위에 양극 집전체층 및 음극 집전체층을 형성하고, 양극 집전체층 위에 양극 활물질층을 형성하고, 음극 집전체층 위에 음극 활물질층을 형성하고, 적어도 양극 활물질층 및 음극 활물질층과 접하는 고체 전해질층을 형성하는 축전 소자의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 양극 집전체층, 음극 집전체층, 양극 활물질층, 및 음극 활물질층 중 어느 하나 이상을 나노 임프린트(nanoimprint)법에 의하여 형성하는 축전 소자의 제작 방법이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 양극 집전체층, 음극 집전체층, 양극 활물질층, 및 음극 활물질층 중 어느 하나 이상을 스퍼터링법에 의하여 형성하는 축전 소자의 제작 방법이다. 이 때, 마스크를 사용하여도 좋다.
또한, 상기 고체 전해질층은 리튬 및 황을 갖는 화합물, 리튬 및 산소를 갖는 화합물 또는 산소 리튬을 갖는 층을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 상술한 축전 소자, 또는 축전 장치를 갖는 전기 기기이다.
양극 집전체층 및 양극 활물질층은 양극으로서 기능하고, 음극 집전체층 및 음극 활물질층은 음극으로서 기능한다. 본 발명의 일 형태에 의하여 동일 평면 위에 양극 및 음극을 제공함으로써, 두께가 얇고, 또 양극 및 음극의 단락을 억제한 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 의하여 두께를 증가시키지 않고 복수의 상기 축전 소자를 배치한 축전 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 의하여 직렬 또는 병렬의 접속을 전환시킬 수 있는 축전 장치를 제공할 수 있다.
도 1(A) 및 도 1(B)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 상면도이고, 도 1(C)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 단면도.
도 2(A) 내지 도 2(D)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 소자의 제작 방법을 도시한 단면도.
도 3(A) 및 도 3(B)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 상면도이고, 도 3(C)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 단면도.
도 4(A) 내지 도 4(D)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 소자의 제작 방법을 도시한 단면도.
도 5(A) 내지 도 5(D)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 소자의 제작 방법을 도시한 단면도.
도 6(A)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 블록도이고, 도 6(B)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 도시한 회로도.
도 7(A) 및 도 7(B)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 소자군을 도시한 회로도.
도 8은 전기 기기를 설명하는 도면.
도 9(A) 내지 도 9(C)는 전기 기기를 설명하는 도면.
본 발명의 실시형태의 일례에 대하여 도면을 사용하여 이하에 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 상세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것이 아니다. 또한, 설명하는 데에 도면을 참조할 때, 동일한 것을 가리키는 부호는 상이한 도면간에서도 공통적으로 사용하는 경우가 있다. 또한, 동일한 것을 가리킬 때에는, 동일한 해치 패턴(hatch pattern)을 사용하고, 특히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한, 본 명세서에서 설명하는 각 도면에 있어서, 각 구성의 크기, 층 두께, 또는 영역은, 명료화를 위하여 과장되어 있는 경우가 있다. 따라서 반드시 그 스케일로 한정되지 않는다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법, 그리고 축전 장치에 대하여 도 1(A) 내지 도 2(D)를 사용하여 설명한다.
도 1(A) 내지 도 1(C)는, 본 실시형태에 나타내는 축전 소자 및 축전 장치를 도시한 도면이다. 도 1(A)는, 본 실시형태에 나타내는 축전 장치(900)의 상면도이고, 동일 평면 위에 축전 소자(200)가 배치되어 있는 형태를 도시한 것이다. 도 1(B)는 축전 소자(200)의 상면도이고, 도 1(C)는 도 1(B)에 있어서의 일점 쇄선 A-B에서 절단한 단면도이다. 또한, 도 1(B)는 복잡해지는 것을 방지하기 위하여 밀봉층(114) 등을 생략하여 도시하였다.
또한, 본 명세서에서는, 편의상 동일 평면 위에 복수의 축전 소자를 배치한 것을 축전 장치로 한다. 도 1(A)에서는, 축전 소자(200)가 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 형태를 도시하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 랜덤으로 배치되어도 좋고, 또한, 대향하는 양극 및 음극의 위치도 적절히 변경하면 좋다. 또한, 도시하지 않았지만, 각 축전 소자(200)와 접속되는 배선 및 단자 등이 제공되어도 좋다.
도 1(C)에 도시된 축전 소자(200)는 기판(100)과, 기판(100) 위의 절연층(102)과, 절연층(102) 위의 동일 평면 위에 형성된 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)과, 양극 집전체층(104) 위의 양극 활물질층(108)과, 음극 집전체층(106) 위의 음극 활물질층(110)과, 적어도 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110)과 접하는 전해질층(112)을 갖고, 양극 집전체층(104) 및 양극 활물질층(108)은 양극으로서 기능하고, 음극 집전체층(106) 및 음극 활물질층(110)은 음극으로서 기능한다. 또한, 양극 활물질층(108), 음극 활물질층(110), 전해질층(112), 및 절연층(102) 위에 밀봉층(114)이 형성되어 있어도 좋다. 전해질층은 고체 전해질층이어도 좋다.
또한, 도시하지 않았지만, 전해질층(112) 위에 있어서, 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110) 중 적어도 한쪽과 중첩되는 리튬층이 형성되어도 좋다. 상기 리튬층은, 축전 소자(200)에서 캐리어가 되는 리튬을 양극 활물질층 또는 음극 활물질층에 공급하기(프리 도핑이라고도 함) 위한 층이다. 또한, 리튬층과 접하여 구리층 또는 니켈층이 형성되어도 좋다. 상기 구리층 또는 니켈층의 형상은, 리튬층과 대략 동일하면 좋다. 상기 구리층 또는 니켈층은 리튬층으로부터 양극 활물질층 또는 음극 활물질층에 대하여 리튬에 프리 도핑을 행할 때 집전체로서 기능할 수 있다.
또한, 상기 프리 도핑에 의하여 리튬층의 모든 리튬이 양극 활물질층 또는 음극 활물질층에 도핑되어도 좋고, 리튬층이 남아 있어도 좋다. 이와 같이, 프리 도핑을 행한 후에도 리튬층이 남아 있음으로써, 축전 소자의 충전 및 방전에 의한 불가역 용량에 의하여 소실된 리튬을 보충하기 위하여 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 절연층(102)을 갖는 구성으로 하였지만, 절연층(102)을 사용하지 않는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 기판(100)에 절연성이 있는 재료를 사용한 경우 등은 절연층(102)은 사용하지 않아도 좋다.
기판(100)에는 큰 제한은 없지만, 적어도 추후 가열 처리에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 갖고 있을 필요가 있다. 예를 들어, 유리 기판, 세라믹스 기판, 석영 기판, 사파이어 기판 등을 기판(100)으로서 사용하여도 좋다. 또한, 실리콘이나 탄소화 실리콘 등의 단결정 반도체 기판, 다결정 반도체 기판, GaN 등의 화합물 반도체 기판, SOI(Silicon on Insulator) 기판 등을 적용할 수도 있고, 이들의 기판 위에 트랜지스터 등의 반도체 소자가 제공되는 것을, 기판(100)으로서 사용하여도 좋다.
또한, 기판(100)으로서 가요성 기판을 사용하여도 좋다. 또한, 가요성 기판 위에 축전 소자를 제공하는 방법으로서는, 비가요성 기판 위에 축전 소자를 제작한 후, 상기 축전 소자를 박리하고, 가요성 기판으로 전치(轉置)하는 방법이 있다. 이 경우에는, 비가요성 기판과 축전 소자 사이에 박리층을 제공하면 좋다.
절연층(102)은 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 지르코늄, 산화 이트륨, 산화 갈륨, 산화 란탄, 산화 세슘, 산화 탄탈 및 산화 마그네슘 중 하나 이상을 사용하여 단층으로 형성하거나, 또는 적층으로 형성하면 좋다.
양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)은 스퍼터링법, 나노 임프린트법, 증착법 등에 의하여 형성할 수 있다. 스퍼터링법을 사용한 경우, RF 전원이나 DC 전원을 사용하여 형성할 수 있다. DC 전원을 사용한 스퍼터링법으로는, 성막 레이트가 크고, 따라서 택트 타임(tact time)이 짧아진다. 막 두께는 예를 들어 100nm 이상 10μm 이하로 하면 좋다.
양극 집전체층(104)은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 및 백금(Pt) 중 하나 이상을 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다.
음극 집전체층(106)은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 스테인리스, 철(Fe), 금(Au), 백금(Pt) 및 니켈(Ni) 중 하나 이상을 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다.
양극 활물질층(108)은 코발트산 리튬, 인산 철 리튬, 망간산 리튬, 및 산화 바나듐 중 하나 이상을 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다.
또한, 양극 활물질층(108)은 리튬 함유 복합 산화물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 리튬 함유 복합 산화물은 올리빈형 구조이다. 올리빈형 구조의 리튬 함유 복합 산화물(일반식 LiMPO4(M은 Fe(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) 중 하나 이상))의 대표적인 예로서는, LiFePO4, LiNiPO4, LiCoPO4, LiMnPO4, LiFeaNibPO4, LiFeaCobPO4, LiFeaMnbPO4, LiNiaCobPO4, LiNiaMnbPO4(a＋b는 1 이하, 0＜a＜1, 0＜b＜1), LiFecNidCoePO4, LiFecNidMnePO4, LiNicCodMnePO4(c＋d＋e는 1 이하, 0＜c＜1, 0＜d＜1, 0＜e＜1), LiFefNigCohMniPO4(f＋g＋h＋i는 1 이하, 0＜f＜1, 0＜g＜1, 0＜h＜1, 0＜i＜1) 등이 있다.
음극 활물질층(110)은 탄소(C), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 알루미늄(Al), 리튬(Li), 리튬 티탄 산화물, 산화 니오븀, 산화 탄탈 중 하나 이상을 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다.
양극 집전체층(104)과 음극 집전체층(106)의 간격은, 예를 들어 10nm 이상이 되도록 형성하면 좋고, 제작의 용이성의 점에서 100nm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 간격을 둠으로써, 단락되지 않도록 형성시킬 수 있다. 다만, 양극 집전체층(104)과 음극 집전체층(106)의 간격이 넓어지면, 캐리어 이온의 전도성이 저하된다. 그래서, 2차 전지에 사용하는 전해질의 이온 전도도에 의하여 양극 집전체층(104)과 음극 집전체층(106)의 간격을 적절히 조절하면 좋다.
또한, 상술한 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)의 형성 순서는 어느 쪽을 먼저 형성하여도 상관없다.
전해질층(112)은 스퍼터링법, 증착법, 화학 기상 성장법(구체적으로는 유기 금속 기상 성장법)으로 형성할 수 있는 무기계 고체 전해질을 사용할 수 있다. 무기계 고체 전해질은 황화물계 고체 전해질이나 산화물계 고체 전해질을 사용할 수 있다.
황화물계 고체 전해질로서는 예를 들어, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-P2S5, Li2S-SiS2-Ga2S3, LiI-Li2S-P2S5, LiI-Li2S-B2S3, LiI-Li2S-SiS2, Li3PO4-Li2S-SiS2, Li4SiO4-Li2S-SiS2 등의 리튬 및 황을 포함하는 화합물을 들 수 있다.
또한, 산화물계 고체 전해질로서는 LiPON, Li2O, Li2CO3, Li2MoO4, Li3PO4, Li3VO4, Li4SiO4, LLT(La2 /3- xLi3xTiO3), LLZ(Li7La3Zr2O12) 등의 리튬 및 산소를 포함하는 화합물을 들 수 있다.
또한, 도포법에 의하여 형성하는 PEO(폴리에틸렌 옥사이드) 등의 고분자계 고체 전해질을 사용하여도 좋다. 또한, 상술한 무기계 고체 전해질과 고분자계 고체 전해질을 포함하는 복합적인 고체 전해질을 사용하여도 좋다.
또한, 도 1(A) 내지 도 1(C)에 도시되지 않았지만, 전해질층(112) 위에서 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110) 중 적어도 한쪽과 중첩되는 리튬층이 형성되어 있어도 좋다. 상기 리튬층은, 스퍼터링법 등에 의하여 형성하면 좋다. 막 두께는 프리 도핑에 필요한 양에 따라 적절히 결정하면 좋다. 또한, 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110) 중 적어도 한쪽과 중첩되어 형성되면 좋다. 또한, 리튬층은 전해질층(112)을 개재(介在)하여 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)과 중첩되어도 좋고, 또한 리튬층과 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)이 직접 접하여도 좋다.
밀봉층(114)은 캡핑층(capping layer)이라고도 한다. 밀봉층(114)은 전해질층(112), 양극 활물질층(108), 음극 활물질층(110)을 덮어 형성된다. 이로써, 축전 소자(200)를 대기로부터 차단할 수 있다. 밀봉층(114)으로서는, 예를 들어 수지(에폭시 수지 등), 유리, 세라믹 등의 절연성 재료를 사용할 수 있다. 또한, 에폭시 수지 중에 흡수층으로서 불화 칼슘 등을 갖는 층을 제공하여도 좋다. 밀봉층(114)은 스핀 코트법, 잉크젯법 등에 의하여 형성할 수 있다.
(축전 소자의 제작 방법)
다음에, 도 1(C)에 도시된 축전 소자의 제작 방법에 대하여 도 2(A) 내지 도 2(D)를 사용하여 설명한다.
우선, 기판(100) 위에 절연층(102)을 형성한다. 절연층(102)은 스퍼터링법, CVD법, 증착법 등을 사용하여 형성할 수 있다. 본 실시형태에서는, 산화 실리콘을 100nm 정도 형성시킨다.
다음에, 절연층(102) 위에 양극 집전체층(104)을 형성시킨다. 양극 집전체층(104)은 예를 들어 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 막 두께는, 100nm 이상 10μm 이하, 또는 1μm 이상 3μm 이하이다. 본 실시형태에서는, 티타늄을 1μm 정도로 형성시킨다.
양극 집전체층(104)은 형성한 후에 원하는 형상으로 가공한다. 또는, 예를 들어 메탈 마스크 등을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 양극 집전체층(104)을 형성한다. 따라서, 가공 등의 공정을 필요로 하지 않고, 원하는 형상의 양극 집전체층(104)을 제공할 수 있다.
또한, 양극 집전체층(104)의 형성을 나노 임프린트법에 의하여 행하여도 좋다. 나노 임프린트법은 우선, 수지 등을 사용하여 형성되는 판 형상의 금형(주형(mold)이라고도 함)의 표면을 원하는 형상으로 가공한다. 다음에, 형성시키는 재료(예를 들어, 알루미늄 페이스트 등)가 균일하게 도포된 대에 원하는 형상으로 가공된 주형을 접촉(스탬프라고도 함)시켜 선택적으로 형성시키는 재료가 흡착되고, 그것을 피형성면에 대하여 접촉시킴으로써 선택적으로 형성시킬 수 있는 방법이다.
또한, 스퍼터링법으로 이어가는 포토리소그래피법을 사용한 가공에 의하여, 양극 집전체층(104)을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 절연층(102)의 전체 면에 형성한 양극 집전체층 위에 포토레지스트를 성막·노광하여 마스크를 형성하고, 불화 수소산 등을 사용하여 에칭함으로써 가공된 양극 집전체층(104)을 형성할 수 있다.
또한, 절연층(102) 위에 음극 집전체층(106)을 형성시킨다. 음극 집전체층(106)은 예를 들어 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 막 두께는 100nm 이상 10μm 이하, 또는 1μm 이상 3μm 이하이다. 본 실시형태에서는, 양극 집전체층(104)과 마찬가지로 티타늄을 1μm 정도 형성시킨다.
음극 집전체층(106)은 형성한 후에 원하는 형상으로 가공한다. 또는, 예를 들어 메탈 마스크 등을 사용하여 스퍼터링법에 의하여 음극 집전체층(106)을 형성한다. 따라서, 가공 등의 공정을 필요로 하지 않고, 원하는 형상의 음극 집전체층(106)을 제공할 수 있다.
또한, 음극 집전체층(106)의 형성을 나노 임프린트법에 의하여 행하여도 좋다.
또한, 스퍼터링법과, 뒤따른 포토리소그래피법을 사용한 가공에 의하여 음극 집전체층(106)을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 절연층(102)의 전체 면에 형성한 음극 집전체층 위에 포토레지스트를 성막·노광하여 마스크를 형성하고, 불화 수소산 등을 사용하여 에칭함으로써 가공된 음극 집전체층(106)을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의하여 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)을 형성할 수 있다(도 2(A) 참조).
또한, 상술한 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)은 어느 쪽을 먼저 형성하여도 상관없다. 또한, 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)은 동일 재료를 사용하여도 좋고, 또한, 상이한 재료를 사용하여도 좋다. 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)에 동일 재료를 사용함으로써 양극 집전체층(104) 및 음극 집전체층(106)을 동시에 형성할 수 있기 때문에 제조에 있어서의 택트 타임을 향상시킬 수 있다.
다음에, 형성한 양극 집전체층(104) 위에 양극 활물질층(108)을 형성시킨다(도 2(B) 참조). 양극 활물질층(108)은 예를 들어 막 두께 100nm 이상 3μm 이하로 형성하면 좋다. 본 실시형태에서는, 코발트산 리튬을 1μm 정도 형성시킨다. 또한, 양극 활물질층(108)은 스퍼터링법, CVD법, 증착법 등을 사용하여 형성시킨다. 스퍼터링법에 의하여 양극 활물질층(108)을 형성할 경우, 메탈 마스크 등을 사용하여 형성할 수 있다. 따라서, 특히 가공 등의 공정을 필요로 하지 않고, 원하는 형상의 양극 활물질층(108)을 제공할 수 있다.
또한, 양극 활물질층(108)은 나노 임프린트법에 의하여 형성하여도 좋다. 나노 임프린트법을 사용함으로써 특별히 가공 등을 필요로 하지 않고, 선택적으로 양극 활물질층(108)을 제공할 수 있다.
다음에, 형성한 음극 집전체층(106) 위에 음극 활물질층(110)을 형성시킨다(도 2(C) 참조). 음극 활물질층(110)은 예를 들어 막 두께 100nm 이상 3μm 이하로 형성하면 좋다. 본 실시형태에서는, 비정질 실리콘을 1μm 정도 형성시킨다. 또한, 음극 활물질층(110)은 스퍼터링법, CVD법, 증착법 등을 사용하여 형성시킨다. 스퍼터링법에 의하여 음극 활물질층(110)을 형성할 경우, 메탈 마스크 등을 사용하여 형성할 수 있다. 따라서, 특별히 가공 등의 공정을 필요로 하지 않고, 원하는 형상의 음극 활물질층(110)을 제공할 수 있다.
또한, 음극 활물질층(110)은 나노 임프린트법에 의하여 형성하여도 좋다. 나노 임프린트법을 사용함으로써 특별히 가공 등을 필요로 하지 않고, 선택적으로 음극 활물질층(110)을 제공할 수 있다.
다음에, 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110)과 접하는 전해질층(112)을 형성시킨다. 전해질층(112)으로서, 예를 들어 LiPON 등의 고체 전해질을 사용하면 좋다. LiPON은 스퍼터링법에 의하여 형성할 수 있고, Li3PO4 타깃을 사용하여 반응 가스에 질소 가스를 포함한 반응성 스퍼터링법을 사용할 수 있다. 막 두께는, 100nm 이상 10μm 이하로 하면 좋다. 또한, 메탈 마스크를 사용하여 형성함으로써 특별히 가공 등의 공정을 필요로 하지 않고, 원하는 형상을 갖는 전해질층(112)을 제공할 수 있다.
또한, 나노 임프린트법 또는 포토리소그래피법을 사용하여 형성시켜도 좋다.
또한, 특별히 도시되지 않았지만, 전해질층(112)을 개재하여 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)과 중첩되어 리튬층을 형성시켜도 좋다. 리튬층은, 예를 들어 증착법 또는 스퍼터링법 등에 의하여 형성하면 좋다. 리튬층의 막 두께는 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)에 대하여 프리 도핑에 필요한 양에 따라 적절히 결정하면 좋다. 또한, 양극 활물질층(108) 및 음극 활물질층(110) 중 적어도 한쪽과 중첩되면 좋고, 또한, 리튬층과 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)이 직접 접하여도 좋다. 리튬층과 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)이 직접 접함으로써 리튬의 양극 활물질층(108) 또는 음극 활물질층(110)에 대한 프리 도핑이 특별히 전계의 인가 등의 처리를 필요로 하지 않고 행할 수 있다.
다음에 전해질층(112), 양극 활물질층(108), 및 음극 활물질층(110)을 덮어 밀봉층(114)을 형성한다(도 2(D) 참조). 밀봉층(114)은, 예를 들어 에폭시 수지를 사용하면 좋다. 밀봉층(114)을 형성함으로써 축전 소자(200)가 외기에 노출되는 것을 방지함으로써 축전 소자(200)의 열화를 억제할 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의하여 도 1(C)에 도시된 축전 소자(200)를 제작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 동일 평면 위에 양극 및 음극을 제공함으로써, 두께가 얇고 양극 및 음극의 단락을 억제한 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법을 제공할 수 있다. 또한, 복수의 상기 축전 소자를 동일 평면 위에 배치함으로써 두께를 증가시키지 않고 복수의 상기 축전 소자를 배치한 축전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 나타낸 축전 장치와 같이, 동일 평면 위에 복수의 축전 소자를 배치함으로써, 축전 소자에 특성 불량이나 고장이 발생한 경우에도, 특성 불량이나 고장이 발생한 축전 소자만을 제외하여 사용할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태는, 실시형태 1에서 나타낸 축전 장치(900)에 있어서 복수의 축전 소자(200)를 배선에 의하여 전기적으로 접속시킨 것이다. 즉, 본 실시형태는 복수의 축전 소자(201)가 동일 평면 위에 복수 배치된 축전 장치(901)에 있어서 복수의 축전 소자(201)는 배선(218)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 그에 따라 축전 소자(201)는 직렬 또는 병렬로 접속되어 있다.
또한, 본 실시형태는 상기 직렬 또는 병렬을 전환하는 전환 수단(스위치라고도 함)을 구비하여도 좋고, 전환 수단으로서는 예를 들어 트랜지스터 등을 갖는 반도체 장치를 사용하면 좋다.
도 3(A)는 축전 장치(901)의 상면도를 도시한 것이다. 도 3(A)에 도시된 바와 같이, 축전 소자(201)가 복수 배치되고, 각각 배선(218)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 특별히 도시하지 않았지만, 각 축전 소자(201)간에서 전기적으로 접속되는 스위치를 제공할 수 있다. 도 3(B)는, 축전 소자(201)의 상면도가 도시한 것이고, 도 3(C)는 도 3(B)에서의 일점 쇄선 A-B에서 절단한 단면도를 도시한 것이다. 또한, 축전 소자(201)와, 실시형태 1에서의 축전 소자(200)의 차이점은 양극 집전체층(204) 및 음극 집전체층(206)과 접속하는 배선(218)의 유무이다.
배선(218)은 도전율이 높은 재료인 것이 바람직하다. 배선(218)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au), 및 백금(Pt)으로부터 선택된 원소를 포함하는 금속막, 또는 상술한 원소를 성분으로 하는 금속 질화물막(질화 티타늄막, 질화 몰리브덴막, 질화 텅스텐막) 등을 사용할 수 있다.
배선(218)의 형성은 스퍼터링법, CVD법, 증착법 등에 의하여 행할 수 있다. 또한, 상기 방법에 의하여 형성할 때 메탈 마스크를 사용함으로써, 가공하기 위한 공정을 필요로 하지 않아도, 원하는 형상을 얻을 수 있다. 또한, 나노 임프린트법에 의하여 형성함으로써도 마찬가지로 가공하기 위한 공정을 필요로 하지 않아도, 원하는 형상을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 축전 소자(201)는 배선(218)에 의하여 전기적으로 접속되고, 또한, 상기 축전 소자(201)의 접속을 전환하는 스위치가 제공된다. 상기 스위치는, 트랜지스터 등을 갖는 반도체 장치에 의하여 형성할 수 있다. 상기 반도체 장치는 축전 소자(201)와 동일 평면 위에 제공되어 있는 구성으로 할 수 있지만, 상기 반도체 장치를 제공함으로써 축전 소자(201)를 제공하기 위한 스페이스가 감소하게 된다. 그래서, 반도체 장치와 축전 소자(201)는 상이한 층에 형성하는 것이 바람직하고, 예를 들어 기판 위에 반도체 장치를 형성한 후, 상기 반도체 장치의 상층에 축전 소자(201)를 형성한다.
다음에, 도 4(A) 내지 도 5(D)를 사용하여 반도체 장치(여기서는 트랜지스터(501)를 나타냄)와, 축전 소자(201)를 적층시킨 구조의 제작 방법에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 나타낸 트랜지스터(501)는 어디까지나 일례에 불과하며 이것에 한정되지 않는다.
<트랜지스터(501)의 제작 방법>
우선, 기판(100)을 준비한다. 기판(100)에 큰 제한은 없지만, 적어도 추후 가열 처리에 견딜 수 있을 정도의 내열성을 갖고 있을 필요가 있다. 예를 들어, 유리 기판, 세라믹스 기판, 석영 기판, 사파이어 기판 등을 기판(100)으로서 사용하여도 좋다. 또한, 실리콘이나 탄화 실리콘 등의 단결정 반도체 기판, 다결정 반도체 기판, 실리콘 게르마늄 등의 화합물 반도체 기판, SOI(Silicon on Insulator) 기판 등을 적용할 수도 있다.
또한, 기판(100)으로서 가요성 기판을 사용하여도 좋다. 또한, 가요성 기판 위에 트랜지스터를 제공하는 방법으로서는, 비가요성 기판 위에 트랜지스터를 제작한 후에 트랜지스터를 박리하고, 가요성 기판인 기판(100)으로 전치하는 방법도 있다. 이 경우에는 비가요성 기판과 트랜지스터 사이에 박리층을 제공하면 좋다.
다음에, 하지 절연막(502)을 형성한다. 하지 절연막(502)은 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 실리콘, 산화 질화 실리콘, 질화 산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 게르마늄, 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 란탄, 산화 네오디뮴, 산화 하프늄, 및 산화 탄탈을 포함한 재료 중에서 하나 이상 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다.
다음에, 반도체층(504)이 되는 반도체막은 실리콘, 게르마늄 등의 제 14족 원소, In-Ga-Zn-O 등의 금속 산화물을 사용하면 좋다. 반도체층(504)이 되는 반도체막은 스퍼터링법, CVD법, MBE법, ALD법 또는 PLD법을 사용하여 형성하면 좋다.
다음에, 반도체층(504)이 되는 반도체막을 가공하여, 섬 형상으로 가공된 반도체층(504)을 형성한다. 예를 들어, 포토리소그래피법에 의하여 형성한 레지스트 마스크를 사용하여, 에칭 처리를 행함으로써 원하는 형상의 반도체층(504)을 형성한다.
다음에, 게이트 절연막(506)을 형성한다(도 4(A) 참조). 게이트 절연막(506)은 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 실리콘, 산화 질화 실리콘, 질화 산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 게르마늄, 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 란탄, 산화 네오디뮴, 산화 하프늄, 및 산화 탄탈을 포함한 재료 중에서 하나 이상 선택하여 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다. 게이트 절연막(506)은 스퍼터링법, CVD법, MBE법, ALD법, 또는 PLD법을 사용하여 형성하면 좋다.
다음에, 게이트 전극(508)이 되는 도전막을 형성한다. 상기 도전막은 Al, Ti, Cr, Co, Ni, Cu, Y, Zr, Mo, Ag, Ta 및 W을 포함하는, 단체, 질화물, 산화물, 또는 합금을 단층으로 사용하거나, 또는 적층으로 사용하면 좋다. 또한, 상기 도전막은 스퍼터링법, CVD법, MBE법, ALD법 또는 PLD법을 사용하여 형성하면 좋다.
다음에, 상기 도전막을 가공하여 게이트 전극(508)을 형성하고, 상기 게이트 전극(508)을 마스크로 하여 반도체층(504) 중에서 캐리어를 생성하는 불순물을 첨가한다(도 4(B) 참조).
반도체층(504)에 불순물을 첨가함으로써, 불순물이 첨가되지 않는 채널 영역(503) 및 불순물이 첨가되는 저저항 영역(505)이 형성된다(도 4(C) 참조). 불순물로서는 예를 들어 반도체층이 실리콘이나 In-Ga-Zn-O 등의 금속 산화물인 경우, 인 또는 붕소 등을 첨가하면 좋다.
다음에, 층간 절연막(510)을 형성한다. 층간 절연막(510)은 하지 절연막(502)과 마찬가지의 재료 및 방법 등에 의하여 형성하면 좋다.
다음에, 층간 절연막(510)을 가공하여 반도체층(504)과 접하는 배선(218)을 형성한다. 배선(218)은 배선(218)이 되는 도전막을 가공함으로써 형성할 수 있다(도 4(D) 참조). 또한, 본 실시형태에 있어서 배선(218)은 트랜지스터(501)의 반도체층(504)과 접속하는 구조를 나타내지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 게이트 전극(508)과 배선(218)이 접속되어 있는 구조라도 상관없다.
상술한 바와 같이, 트랜지스터(501)를 제작할 수 있다.
<축전 소자(201)의 제작 방법>
다음에, 상술한 바와 같이 제작한 트랜지스터(501) 위에 축전 소자(201)를 형성하는 방법에 대하여 이하에 설명한다.
우선, 층간 절연막(510) 위에 양극 집전체층(204)을 형성시킨다. 양극 집전체층(204)은 예를 들어 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 막 두께는, 100nm 이상 10μm 이하, 또는 1μm 이상 3μm 이하이다.
양극 집전체층(204)은 실시형태 1에서 기재한 양극 집전체층(104)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
다음에, 층간 절연막(510) 위에 음극 집전체층(206)을 형성한다. 음극 집전체층(206)은 예를 들어 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 막 두께는, 100nm 이상 10μm 이하, 또는 1μm 이상 3μm 이하이다.
음극 집전체층(206)은 실시형태 1에서 기재한 음극 집전체층(106)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의하여 양극 집전체층(204) 및 음극 집전체층(206)을 형성할 수 있다. 또한, 양극 집전체층(204) 및 음극 집전체층(206)의 형성 순서는 어느 쪽을 먼저 형성하여도 상관없고, 동시에 형성하여도 좋다.
다음에, 형성한 양극 집전체층(204) 위에 양극 활물질층(208)을 형성시킨다. 양극 활물질층(208)은 예를 들어 막 두께 100nm 이상 3μm 이하로 형성하면 좋다. 양극 활물질층(208)은 실시형태 1에서 기재한 양극 활물질층(108)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
다음에, 형성한 음극 집전체층(206) 위에 음극 활물질층(210)을 형성시킨다(도 5(B) 참조). 음극 활물질층(210)은 예를 들어 막 두께 100nm 이상 3μm 이하로 형성하면 좋다. 음극 활물질층(210)은 실시형태 1에서 기재한 음극 활물질층(110)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의하여 양극 집전체층(204) 위에 양극 활물질층(208), 음극 집전체층(206) 위에 음극 활물질층(210)을 형성할 수 있다. 또한, 양극 활물질층(208) 및 음극 활물질층(210)은 어느 쪽을 먼저 형성시켜도 좋고, 동시에 형성하여도 상관없다.
다음에, 양극 활물질층(208) 및 음극 활물질층(210)과 접하는 전해질층(112)을 형성시킨다(도 5(C) 참조). 전해질층(112)은 실시형태 1에서 기재한 전해질층(112)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
또한, 특별히 도시되지 않았지만, 전해질층(112) 개재하여 양극 활물질층(208) 또는 음극 활물질층(210)과 중첩되어 리튬층을 형성시켜도 좋다. 리튬층은, 실시형태 1에서 기재한 리튬층과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
다음에 전해질층(112), 양극 활물질층(208), 및 음극 활물질층(210)을 덮어 밀봉층(114)을 형성한다(도 5(D) 참조). 밀봉층(114)은, 실시형태 1에서 기재한 밀봉층(114)과 마찬가지의 재료, 방법으로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 공정에 의하여 트랜지스터(501) 위의 축전 소자(201)를 제작할 수 있다.
다음에, 도 3(A)에 도시된 복수의 축전 소자(201)가 배선(218)에 의하여 전기적으로 접속된 축전 장치(901)에 대하여, 도 6(A)에서 접속 상태를 나타내는 블록도를 도시하였다. 또한, 축전 소자군(300)은 복수의 축전 소자(201)를 나타낸 것이다.
도 6(B)에 도시된 바와 같이, 축전 소자군(300)은 복수의 축전 소자(201)가 서로 접속되고, 또한 인접되는 복수의 축전 소자(201)간에 복수의 스위치(400)가 제공되어 있다.
상기 스위치(400)에 의하여 배선(218)의 접속 상태를 전환시킴으로써 축전 소자군(300)에 있어서의 축전 소자(201)를, 직렬 접속 또는 병렬 접속으로 전환시킬 수 있다. 또한, 직렬 및 병렬을 조합한 직병렬 접속으로 할 수도 있다.
예를 들어, 도 7(A)에 도시된 바와 같이, 스위치(400)의 접속을 전환시킴으로써, 복수의 축전 소자(201)는 직렬로 접속된다.
또한, 도 7(B)에 도시된 바와 같이, 스위치(400)의 접속을 전환시킴으로써, 복수의 축전 소자(201)는 병렬로 접속된다.
상술한 바와 같이, 스위치(400)의 접속을 전환시킴으로써, 복수의 축전 소자(201)의 접속을 직렬 또는 병렬로 용이하게 전환시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어, 고기전력을 필요로 하는 경우는, 축전 소자(201)를 직렬로 접속함으로써 접속하는 소자 개수에 따라 기전력을 높일 수 있다. 또한, 축전 소자(201)를 병렬로 접속함으로써 각 축전 소자(201)를 한번에 충전할 수 있고, 충전 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하여 직렬로 접속하는 축전 소자의 개수에 따라, 각종 전위를 공급할 수 있고, 또한 그것은 동시에 행할 수도 있다. 예를 들어, LSI 등의 복수의 소자(CPU, DRAM, SRAM 등)에 의하여 형성된 회로에서는, 상기 소자에 의하여 필요로 하는 전위가 상이하므로, 복수의 전원 회로가 필요해진다. 그러나, 본 실시형태에 있어서의 축전 장치를 사용하면, 각종 전위를 동시에 공급할 수 있기 때문에, 상술한 바와 같이 복수의 전원 회로를 필요로 하지 않는다. 그래서, 회로의 축소 및 비용 삭감 등이 가능하게 된다.
본 발명의 일 형태에 의하여 동일 평면 위에 양극 및 음극을 제공함으로써 두께가 얇고 양극 및 음극의 단락을 억제한 축전 소자 및 축전 소자의 제작 방법을 제공할 수 있다. 또한, 복수의 상기 축전 소자를 동일 평면 위에 배치함으로써 두께를 증가시키지 않고 복수의 상기 축전 소자를 배치한 축전 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 상기 축전 소자는 배선에 의하여 전기적으로 접속되고, 따라서 축전 소자의 접속을 직렬 또는 병렬로 전환시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 나타낸 축전 장치와 같이, 동일 평면 위에 복수의 축전 소자를 배치함으로써 축전 소자에 특성 불량이나 고장이 발생한 경우에도, 특성 불량이나 고장이 발생한 축전 소자만을 제외하여 사용할 수 있다.
또한, 도 6(A) 내지 도 7(B)에 도시된 회로도는 일례이고, 축전 소자(201) 및 스위치(400) 등의 배치는 적절히 변경된 회로를 사용하여도 좋다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 실시형태 1 및 실시형태 2에서 설명한 축전 장치의 응용 형태에 대하여 도 8을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용한 전기 기기의 구체적인 예로서 표시 장치, 조명 장치, 데스크 탑형 또는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, DVD(Digital Versatile Disc) 등의 기록 매체에 기억된 정지 화상 또는 동영상을 재생하는 화상 재생 장치, 휴대 전화, 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 전자 서적, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등의 카메라, 전자 레인지 등의 고주파 가열 장치, 전기 밥솥, 전기 세탁기, 에어 컨디셔너 등의 공조 설비, 전기 냉장고, 전기 냉동고, 전기 냉동 냉장고, DNA 보존용 냉동고, 투석 장치 등을 들 수 있다. 또한, 축전 장치로부터의 전력을 사용하여 전동기로 추진되는 이동체 등도 전기 기기의 범주에 포함되는 것으로 한다. 상기 이동체로서, 예를 들어, 전기 자동차, 내연 기관과 전동기를 겸비한 복합형 자동차(하이브리드 카), 전동 어시스트 자전거를 포함하는 원동기가 달린 자전거 등을 들 수 있다.
상기 전기 기기에 있어서, 소비 전력의 거의 모두를 제공하기 위한 축전 장치(주전원이라고 함)로서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용할 수 있다. 또는, 상기 전기 기기에 있어서, 주전원이나 상용 전원으로부터의 전력 공급이 정지된 경우에, 상기 전기 기기로의 전력 공급을 행할 수 있는 축전 장치(무정전 전원이라고 함)로서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용할 수 있다. 또는, 상기 전기 기기에 있어서, 주전원이나 상용 전원으로부터의 전력 공급과 병행적으로, 상기 전기 기기로의 전력 공급을 행하기 위한 축전 장치(보조 전원이라고 함)로서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용할 수 있다.
도 8은 상기 전기 기기의 구체적인 구성을 도시한 것이다. 도 8에서 표시 장치(5000)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5004)를 사용한 전기 기기의 일례이다. 구체적으로, 표시 장치(5000)는 TV 방송 수신용 표시 장치에 상당하며, 하우징(5001), 표시부(5002), 스피커부(5003), 축전 장치(5004) 등을 갖는다. 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5004)는 하우징(5001) 내부에 제공되어 있다. 표시 장치(5000)는 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수도 있고, 축전 장치(5004)에 축적된 전력을 사용할 수도 있다. 따라서, 정전 등에 의하여 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수 없을 때에도, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5004)를 무정전 전원으로서 사용함으로써 표시 장치(5000)를 이용할 수 있다.
표시부(5002)에는, 액정 표시 장치, 유기 EL 소자 등의 발광 소자를 각 화소에 구비한 발광 장치, 전기 영동 표시 장치, DMD(Digital Micromirror Device), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 등의 반도체 표시 장치를 사용할 수 있다.
또한, 표시 장치에는, TV 방송 수신용 외에, 퍼스널 컴퓨터용, 광고 표시용 등, 모든 정보 표시용 표시 장치가 포함된다.
도 8에서 설치형 조명 장치(5100)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5103)를 사용한 전기 기기의 일례이다. 구체적으로, 조명 장치(5100)는 하우징(5101), 광원(5102), 축전 장치(5103) 등을 갖는다. 도 8에서는 축전 장치(5103)가 하우징(5101) 및 광원(5102)이 설치된 천장(5104) 내부에 제공되어 있는 경우를 예시하였지만, 축전 장치(5103)는 하우징(5101) 내부에 제공되어 있어도 좋다. 조명 장치(5100)는 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수도 있고, 축전 장치(5103)에 축적된 전력을 사용할 수도 있다. 따라서, 정전 등에 의하여 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수 없을 경우에도, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5103)를 무정전 전원으로서 사용함으로써 조명 장치(5100)를 이용할 수 있다.
또한, 도 8에서는 천장(5104)에 설치된 고정형의 조명 장치(5100)를 예시하였지만, 본 발명의 일 형태에 따르는 축전 장치는, 천장(5104) 이외, 예를 들어 측벽(5105), 바닥(5106), 창(5107) 등에 설치된 고정형의 조명 장치에 사용할 수도 있고, 탁상형의 조명 장치 등에 사용할 수도 있다.
또한, 광원(5102)에는, 전력을 이용하여 인공적으로 광을 얻는 인공 광원을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 백열 전구, 형광등 등의 방전 램프, LED나 유기 EL 소자 등의 발광 소자를, 상기 인공 광원의 일례로서 들 수 있다.
도 8에서, 실내기(5200) 및 실외기(5204)를 갖는 에어 컨디셔너는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5203)를 사용한 전기 기기의 일례이다. 구체적으로, 실내기(5200)는, 하우징(5201), 송풍구(5202), 축전 장치(5203) 등을 갖는다. 도 8에서는, 축전 장치(5203)가, 실내기(5200)에 설치되어 있는 경우를 예시하였지만, 축전 장치(5203)는 실외기(5204)에 제공되어도 좋다. 또는, 실내기(5200)와 실외기(5204)의 양쪽 모두에, 축전 장치(5203)가 제공되어도 좋다. 에어 컨디셔너는 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수도 있고, 축전 장치(5203)에 축적된 전력을 사용할 수도 있다. 특히, 실내기(5200)와 실외기(5204)의 양쪽 모두에 축전 장치(5203)가 제공되어 있는 경우, 정전 등에 의하여 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수 없을 때에도, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5203)를 무정전 전원으로서 사용함으로써, 에어 컨디셔너를 이용할 수 있다.
또한, 도 8에서는, 실내기와 실외기로 구성되는 세퍼레이트형 에어 컨디셔너를 예시하였지만, 실내기의 기능과 실외기의 기능을 하나의 하우징에 갖는 일체형 에어 컨디셔너에, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용할 수도 있다.
도 8에 있어서 전기 냉동 냉장고(5300)는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5304)를 사용한 전기 기기의 일례이다. 구체적으로, 전기 냉동 냉장고(5300)는 하우징(5301), 냉장실용 문(5302), 냉동실용 문(5303), 축전 장치(5304) 등을 갖는다. 도 8에서는 축전 장치(5304)가 하우징(5301) 내부에 제공되어 있다. 전기 냉동 냉장고(5300)는 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수도 있고, 축전 장치(5304)에 축적된 전력을 사용할 수도 있다. 따라서, 정전 등에 의하여 상용 전원으로부터 전력 공급을 받을 수 없을 때에도, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치(5304)를 무정전 전원으로서 사용함으로써 전기 냉동 냉장고(5300)를 이용할 수 있다.
또한, 상술한 전기 기기 중, 전자 레인지 등의 고주파 가열 장치, 전기 밥솥 등의 전기 기기는, 단시간에 높은 전력을 필요로 한다. 따라서, 상용 전원에서는 전부 조달할 수 없는 전력을 보조하기 위한 보조 전원으로서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용함으로써, 전기 기기의 사용시에 상용 전원의 차단기(브레이커)가 작동하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전기 기기가 사용되지 않을 시간대, 특히, 상용 전원의 공급원이 공급할 수 있는 총 전력량 중, 실제로 사용되는 전력량의 비율(전력 사용률이라고 함)이 낮은 시간대에 있어서, 축전 장치에 전력을 축적해 둠으로써, 상기 시간대 외의 시간대에 있어서 전력 사용률이 높게 되는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 전기 냉동 냉장고(5300)의 경우, 기온이 낮고, 냉장실용 문(5302), 냉동실용 문(5303)의 개폐가 행해지지 않는 야간에 축전 장치(5304)에 전력을 축적한다. 그리고, 기온이 높아지며 냉장실용 문(5302), 냉동실용 문(5303)의 개폐가 행해지는 낮에 축전 장치(5304)를 보조 전원으로서 사용함으로써, 낮의 전력 사용률을 낮게 억제할 수 있다.
다음에, 전기 기기의 일례인 휴대 정보 단말에 대하여 도 9(A) 내지 도 9(C)를 사용하여 설명한다.
도 9(A) 및 도 9(B)는 폴더형 태블릿 단말이다. 도 9(A)는 태블릿 단말을 연 상태이며, 하우징(9630), 표시부(9631a), 표시부(9631b), 표시 모드 전환 스위치(9034), 전원 스위치(9035), 전력 절약 모드 전환 스위치(9036), 잠금 덮개(9033), 조작 스위치(9038)를 갖는다.
표시부(9631a)는 일부를 터치 패널의 영역(9632a)으로 할 수 있으며, 표시된 조작 키(9638)를 터치함으로써 데이터를 입력할 수 있다. 또한 도면에서는 일례로서 표시부(9631a)에 있어서 영역의 반이 표시만 하는 기능을 갖는 구성이고 영역의 나머지 반이 터치 패널 기능을 갖는 구성을 도시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 표시부(9631a)의 모든 영역이 터치 패널의 기능을 갖는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 표시부(9631a)의 전체 면에 키보드 버튼을 표시시킨 터치 패널로 하여, 표시부(9631b)를 표시 화면으로서 사용할 수 있다.
또한 표시부(9631b)에서도 표시부(9631a)와 마찬가지로 표시부(9631b)의 일부를 터치 패널 영역(9632b)으로 할 수 있다. 또한 터치 패널의 키보드 표시 전환 버튼(9639)이 표시되어 있는 위치를 손가락이나 스타일러스 등으로 터치함으로써 표시부(9631b)에 키보드 버튼을 표시할 수 있다.
또한, 터치 패널 영역(9632a)과 터치 패널 영역(9632b)에 대하여 동시에 터치 입력을 행할 수도 있다.
또한 표시 모드 전환 스위치(9034)는 세로 표시 또는 가로 표시 등의 표시 방향을 전환시키며, 흑백 표시나 컬러 표시의 전환 등을 선택할 수 있다. 전력 절약 모드 전환 스위치(9036)는 태블릿 단말에 내장된 광 센서로 검출되는 사용시의 외광의 광량에 따라 표시의 휘도를 최적으로 할 수 있다. 태블릿 단말은 광 센서뿐만 아니라, 자이로 센서, 가속도 센서 등 기울기를 검출하는 센서와 같은 다른 검출 장치를 내장시켜도 좋다.
또한 도 9(A)에서는 표시부(9631b)와 표시부(9631a)의 표시 면적이 같은 예를 도시하였지만 이것에 특별히 한정되지 않고, 서로 크기가 상이하여도 좋고 표시 품질도 상이하여도 좋다. 예를 들어, 한쪽이 다른 쪽보다 고정세한 표시가 가능한 표시 패널로 하여도 좋다.
도 9(B)는 태블릿 단말을 닫은 상태를 도시한 것이며, 하우징(9630), 태양 전지(9633), 충전 및 방전 제어 회로(9634), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636)를 갖는다. 또한, 도 9(B)는 충전 및 방전 제어 회로(9634)의 일례로서 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636)를 갖는 구성을 도시한 것이며, 배터리(9635)는 상기 실시형태에서 설명한 축전 장치를 갖는다.
또한, 태블릿 단말은 폴더형이기 때문에, 사용하지 않을 때는 하우징(9630)을 닫은 상태로 할 수 있다. 따라서, 표시부(9631a), 표시부(9631b)를 보호할 수 있기 때문에 내구성이 우수하며 장기 사용의 관점에서 보아도 신뢰성이 우수한 태블릿 단말을 제공할 수 있다.
또한 도 9(A) 및 도 9(B)에 도시된 태블릿 단말은 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시하는 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시부에 표시하는 기능, 표시부에 표시한 정보를 터치 입력 조작하거나 편집하는 터치 입력 기능, 각종 소프트웨어(프로그램)에 의하여 처리를 제어하는 기능 등을 가질 수 있다.
태블릿 단말의 표면에 장착된 태양 전지(9633)에 의하여, 전력을 터치 패널, 표시부, 또는 영상 신호 처리부 등에 공급할 수 있다. 또한, 태양 전지(9633)를 하우징(9630)의 한쪽 또는 양쪽 면에 설치하면, 배터리(9635)를 효율적으로 충전할 수 있는 구성으로 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 배터리(9635)로서 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 사용하면, 소형화를 도모할 수 있는 등의 장점이 있다.
또한 도 9(B)에 도시된 충전 및 방전 제어 회로(9634)의 구성 및 동작에 대하여 도 9(C)에서 블록도를 도시하여 설명한다. 도 9(C)에는, 태양 전지(9633), 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9637), 스위치(SW1 내지 SW3), 표시부(9631)에 대하여 나타내고, 배터리(9635), DCDC 컨버터(9636), 컨버터(9637), 스위치(SW1 내지 SW3)가, 도 9(B)에서 도시한 충전 및 방전 제어 회로(9634)에 대응하는 개소가 된다.
우선, 외광을 이용하여 태양 전지(9633)에 의하여 발전되는 경우의 동작 예에 대하여 설명한다. 태양 전지에 의하여 발전된 전력은 배터리(9635)를 충전하기 위한 전압이 되도록 DCDC 컨버터(9636)로 승압 또는 강압된다. 또한, 표시부(9631)의 동작에 태양 전지(9633)로부터의 전력이 사용될 때는, 스위치(SW 1)를 온으로 하고, 컨버터(9637)로 표시부(9631)에 필요한 전압에 승압 또는 강압한다. 또한, 표시부(9631)에 있어서 표시를 행하지 않을 때는, 스위치(SW 1)를 오프로 하고, 스위치(SW 2)를 온으로 하고 배터리(9635)를 충전하는 구성으로 하면 좋다.
또한 태양 전지(9633)에 대해서는 발전 수단의 일례로서 나타냈지만, 특별히 한정되지 않고 압전 소자(피에조 소자)나 열전 변환 소자(펠티어 소자) 등의 다른 발전 수단에 의하여 배터리(9635)를 충전하는 구성이어도 좋다. 예를 들어, 무선(비접촉)으로 전력을 송수신하여 충전하는 무접점 전력 전송 모듈이나, 다른 충전 수단을 조합하여 수행하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서 설명한 축전 장치를 구비하고 있으면, 도 9(A) 내지 도 9(C)에 도시된 전기 기기에 특별히 한정되지 않는 것은 물론이다.
본 실시형태는 상기 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
100: 기판
102: 절연층
104: 양극 집전체층
106: 음극 집전체층
108: 양극 활물질층
110: 음극 활물질층
112: 전해질층
114: 밀봉층
200: 축전 소자
201: 축전 소자
204: 양극 집전체층
206: 음극 집전체층
208: 양극 활물질층
210: 음극 활물질층
218: 배선
300: 축전 소자군
400: 스위치
501: 트랜지스터
502: 하지 절연막
503: 채널 영역
504: 반도체층
505: 저저항 영역
506: 게이트 절연막
508: 게이트 전극
510: 층간 절연막
900: 축전 장치
901: 축전 장치
5000: 표시 장치
5001: 하우징
5002: 표시부
5003: 스피커부
5004: 축전 장치
5100: 조명 장치
5101: 하우징
5102: 광원
5103: 축전 장치
5104: 천장
5105: 측벽
5106: 바닥
5107: 창
5200: 실내기
5201: 하우징
5202: 송풍기
5203: 축전 장치
5204: 실외기
5300: 전기 냉동 냉장고
5301: 하우징
5302: 냉장실용 문
5303: 냉동실용문
5304: 축전 장치
9033: 잠금 덮개
9034: 스위치
9035: 전원 스위치
9036: 스위치
9038: 조작 스위치
9630: 하우징
9631: 표시부
9631a: 표시부
9631: 표시부
9632a: 영역
9632b: 영역
9633: 태양 전지
9634: 충전 및 방전 제어 회로
9635: 배터리
9636: DC-DC 컨버터
9637: 컨버터
9638: 조작 키
9639: 버튼

Claims (18)

  1. 축전 장치로서,
    기판;
    상기 기판 위의 절연층;
    상기 기판 위에 있는 제 1 축전 소자 및 제 2 축전 소자; 및
    제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 및 제 5 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 축전 소자 및 상기 제 2 축전 소자 각각은,
    동일 평면 내에 배치된, 상기 기판 위의 양극 및 음극;
    상기 양극 및 상기 음극 위에서 상기 양극 및 상기 음극과 접촉하는 전해질층; 및
    상기 전해질층 위의 제 1 층으로서, 절연 재료를 포함하고 상기 전해질층, 상기 양극, 및 상기 음극을 상기 기판으로 밀봉하는 상기 제 1 층을 포함하고,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 양극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 양극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 음극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 음극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 3 스위치, 상기 제 5 스위치, 및 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 음극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 양극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치는 상기 기판 위에, 그리고 상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 아래에 있는, 축전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 각각에서,
    상기 양극은 양극 집전체층과, 상기 양극 집전체층 위의 양극 활물질층을 포함하고,
    상기 음극은 음극 집전체층과, 상기 음극 집전체층 위의 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 양극 집전체층과 상기 음극 집전체층은 같은 재료를 포함하는, 축전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 각각에서, 상기 전해질층은 상기 양극의 일부와 상기 음극의 일부를 덮어, 상기 제 1 층은 상기 양극 및 상기 음극과 접촉하는, 축전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 축전 소자의 상기 양극은 상기 제 2 축전 소자의 상기 음극과 전기적으로 접속되는, 축전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 축전 소자는 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치를 통해 상기 제 2 축전 소자에 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치는 상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자의 전기적 접속을 병렬 접속과 직렬 접속간으로 전환하는, 축전 장치.
  6. 전기 기기로서,
    제 1 항에 따른 축전 장치; 및
    상이한 전압을 요구하는 복수의 회로를 포함하고,
    상기 축전 장치는 상기 복수의 회로에 동시에 다양한 전위를 공급하는, 전기 기기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    직렬로 또는 병렬로 서로 접속 가능한 제 3 축전 소자 및 제 4 축전 소자를 더 포함하고,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자는 제 1 축전 소자군의 일부이고,
    상기 제 3 축전 소자와 상기 제 4 축전 소자는 제 2 축전 소자군의 일부이고,
    상기 제 1 축전 소자군과 상기 제 2 축전 소자군은 병렬로 접속되는, 축전 장치.
  8. 축전 장치로서,
    기판;
    상기 기판 위의 절연층;
    상기 기판 위에 있는 제 1 축전 소자 및 제 2 축전 소자; 및
    제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 및 제 5 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 축전 소자 및 상기 제 2 축전 소자 각각은,
    동일 평면 내에 배치된, 상기 기판 위의 상기 절연층 상의 양극 및 음극;
    상기 양극 및 상기 음극 위에서 상기 양극 및 상기 음극과 접촉하는 전해질층; 및
    상기 전해질층 위의 제 1 층으로서, 절연 재료를 포함하고 상기 전해질층, 상기 양극, 및 상기 음극을 상기 기판으로 밀봉하는 상기 제 1 층을 포함하고,
    상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 양극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 양극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 3 스위치와 상기 제 4 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 음극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 음극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 3 스위치, 상기 제 5 스위치, 및 상기 제 2 스위치는 상기 제 1 축전 소자의 상기 음극과 상기 제 2 축전 소자의 상기 양극 사이에서 직렬로 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치는 상기 기판 위에, 그리고 상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 아래에 있고,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 각각에서, 상기 양극은 양극 집전체층과, 상기 양극 집전체층 위의 양극 활물질층을 포함하고,
    상기 음극은 음극 집전체층과, 상기 음극 집전체층 위의 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 양극 활물질층은 상기 양극 집전체층을 덮고, 상기 절연층과 직접 접촉하고,
    상기 음극 활물질층은 상기 음극 집전체층을 덮고, 상기 절연층과 직접 접촉하는, 축전 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 각각은 상기 양극 활물질층과 상기 음극 활물질층 중 적어도 하나 위에 리튬층을 더 포함하고,
    상기 리튬층은 상기 양극 활물질층과 상기 음극 활물질층 중 적어도 하나와 접촉하는, 축전 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 전해질층은 리튬을 포함하는 고체 전해질인, 축전 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전해질층은 상기 양극의 일부와 상기 음극의 일부를 덮어, 상기 제 1 층은 상기 양극 활물질층 및 상기 음극 활물질층과 접촉하는, 축전 장치.
  12. 축전 장치로서,
    기판;
    상기 기판 위의 절연층;
    상기 기판 위에 있는 제 1 축전 소자 및 제 2 축전 소자; 및
    상기 기판 위에, 그리고 상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 아래에 있는 제 1 스위치, 제 2 스위치, 제 3 스위치, 제 4 스위치, 및 제 5 스위치를 포함하고,
    상기 제 1 축전 소자 및 상기 제 2 축전 소자 각각은,
    동일 평면 내에 배치된, 상기 기판 위의 양극 및 음극;
    상기 양극 및 상기 음극 위에서 상기 양극 및 상기 음극과 접촉하는 전해질층; 및
    상기 전해질층 위의 제 1 층으로서, 절연 재료를 포함하고 상기 전해질층, 상기 양극, 및 상기 음극을 상기 기판으로 밀봉하는 상기 제 1 층을 포함하고,
    상기 제 1 축전 소자는 상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치를 통해 상기 제 2 축전 소자에 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치는 상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자의 전기적 접속을 병렬 접속과 직렬 접속간으로 전환하고,
    상기 제 1 축전 소자와 상기 제 2 축전 소자 각각에서, 상기 양극은 양극 집전체층과, 상기 양극 집전체층 위의 양극 활물질층을 포함하고,
    상기 음극은 음극 집전체층과, 상기 음극 집전체층 위의 음극 활물질층을 포함하고,
    상기 양극 활물질층은 상기 양극 집전체층을 덮고, 상기 절연층과 직접 접촉하고,
    상기 음극 활물질층은 상기 음극 집전체층을 덮고, 상기 절연층과 직접 접촉하고,
    상기 전해질층은 상기 양극의 일부와 상기 음극의 일부를 덮어, 상기 제 1 층은 상기 양극 활물질층 및 상기 음극 활물질층과 접촉하는, 축전 장치.
  13. 제 1 항, 제 8 항, 및 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스위치, 상기 제 2 스위치, 상기 제 3 스위치, 상기 제 4 스위치, 및 상기 제 5 스위치는 트랜지스터인, 축전 장치.
  14. 제 1 항, 제 8 항, 및 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 축전 장치를 포함하는, 전기 기기.
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