KR102493954B1 - 발광 장치, 모듈 및 전자 기기 - Google Patents

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마사아키 히로키
미노루 다카하시
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명의 과제는 넓은 온도 범위에서 사용 가능한 발광 장치를 제공하는 것이다. 저온 환경 하 및 고온 환경 하에서 사용 가능한 발광 장치를 제공하는 것이다.
발광 패널, 이차 전지, 회로 및 밀봉체를 갖는 발광 장치이다. 발광 패널은 발광 소자를 갖는다. 발광 소자는 이차 전지로부터 공급되는 전력을 사용하여 발광할 수 있다. 회로는 안테나를 갖고, 무선으로 이차 전지를 충전할 수 있다. 밀봉체는 내부에, 발광 패널, 이차 전지 및 회로를 갖는다. 밀봉체는 발광 소자가 발하는 광을 투과하는 부분을 갖는다.

Description

발광 장치, 모듈 및 전자 기기 {LIGHT-EMITTING DEVICE, MODULE, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명의 일 형태는 발광 소자 및 이차 전지를 갖는 발광 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 해당 발광 장치를 사용한 모듈 및 전자 기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 기술 분야로 한정되지 않는다. 보다 구체적으로 본 명세서에서 개시하는 발명의 일 형태의 기술 분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 기억 장치, 전자 기기, 조명 장치, 그들의 구동 방법 또는 그들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
최근, 발광 장치는 다양한 용도로의 응용이 기대되고 있고, 다양화가 요구되고 있다.
예를 들어, 휴대 기기 용도 등의 발광 장치에서는 박형일 것, 경량일 것, 또는 파손되기 어려울 것 등이 요구되고 있다.
일렉트로루미네센스(EL: Electroluminescence)를 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는 박형 경량화가 용이하고, 입력 신호에 대해 고속으로 응답 가능하고, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동 가능하다는 등의 특징을 갖고, 표시 장치나 조명 장치로의 응용이 검토되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에, 필름 기판 위에, 스위칭 소자인 트랜지스터 및 유기 EL 소자를 구비한 플렉시블한 액티브 매트릭스 방식의 발광 장치가 개시되어 있다.
또한, 휴대 기기의 구동 전원으로서, 이차 전지의 중요성이 증가하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2003-174153호 공보
표시 장치나 조명 장치의 사용 환경은 다양하기 때문에, 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 발광 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 자동차의 대시보드나 창가 등의 직사 광선이 닿는 장소, 폭염 하에 주차한 차 내, 사막 등의 고온 환경 하, 또는 빙하가 있는 한랭지 등의 저온 환경 하에서는 발광 장치가 정상적으로 동작하지 않게 되는 일이 있다.
본 발명의 일 형태는 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 고온 환경 하에서 사용 가능한 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 저온 환경 하에서 사용 가능한 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 특히, 박형, 경량, 또는 플렉시블하고, 또한 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
또는, 본 발명의 일 형태는 소형의 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 내열성이 높은 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 안정성이 높은 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 소비 전력이 낮은 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 1회의 충전에 의해 장시간의 사용이 가능한 발광 장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 이들 과제의 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터, 이들 이외의 과제를 추출하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 형태는, 발광 패널, 이차 전지, 회로 및 밀봉체를 갖고, 발광 패널은 발광 소자를 갖고, 발광 소자는 이차 전지로부터 공급되는 전력을 사용하여 발광하는 기능을 갖고, 이차 전지는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖고, 회로는 안테나를 갖고, 안테나는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖고, 회로는 무선으로 이차 전지를 충전하는 기능을 갖고, 밀봉체는 내부에, 발광 패널, 이차 전지 및 회로를 갖고, 밀봉체의 적어도 일부는 발광 소자가 발하는 광을 투과하는 기능을 갖는 발광 장치이다.
상기 구성에 있어서, 이차 전지는 회로와 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 안테나의 일부가, 발광 패널과 이차 전지 사이에 위치하고 있어도 된다.
발광 소자는 0℃의 환경 하 또는 100℃의 환경 하의 적어도 한쪽에서, 발광할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 발광 소자는 한 쌍의 전극 및 발광층을 갖고, 발광층은 한 쌍의 전극 사이에 위치하고, 발광층은 발광성의 유기 화합물을 포함하고, 발광성의 유기 화합물의 유리 전이 온도는 100℃ 이상인 것이 바람직하다.
이차 전지는 0℃의 환경 하 또는 100℃의 환경 하의 적어도 한쪽에서, 발광 패널에 전력을 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이차 전지는 비수전해질을 갖고, 비수전해질은 이온 액체와, 알칼리 금속염을 갖고, 이온 액체는 이미다졸륨 양이온과, 음이온을 갖고, 알칼리 금속염은 리튬염인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 발광 패널, 이차 전지, 회로 및 밀봉체를 갖고, 발광 패널은 발광 소자를 갖고, 발광 소자는 이차 전지로부터 공급되는 전력을 사용하여 발광하는 기능을 갖고, 발광 소자는 0℃의 환경 하 및 100℃의 환경 하에서 각각 발광할 수 있고, 이차 전지는 0℃의 환경 하 및 100℃의 환경 하에서 각각 발광 패널에 전력을 공급할 수 있고, 회로는 안테나를 갖고, 회로는 무선으로 이차 전지를 충전하는 기능을 갖고, 밀봉체는 내부에, 발광 패널, 이차 전지 및 회로를 갖고, 밀봉체의 적어도 일부는 발광 소자가 발하는 광을 투과하는 기능을 갖는 발광 장치이다.
상기 각 구성에 있어서, 안테나는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 또는, 상기 각 구성에 있어서, 이차 전지는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 또는, 상기 각 구성에 있어서, 이차 전지는 회로와 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 안테나의 일부가, 발광 패널과 이차 전지 사이에 위치하고 있어도 된다.
상기 각 구성에 있어서, 제1 스위치를 갖고, 제1 스위치가 온 상태일 때에, 이차 전지는 발광 패널에 전력을 공급할 수 있고, 제1 스위치가 오프 상태일 때에, 회로는 무선으로 이차 전지를 충전할 수 있어도 된다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 가요성을 갖는 부분을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 상기 각 구성에 있어서, 발광 패널의 일부 또는 전부가, 가요성을 갖고 있어도 된다. 또는, 상기 각 구성에 있어서, 이차 전지의 일부 또는 전부가, 가요성을 갖고 있어도 된다. 또는, 상기 각 구성에 있어서, 밀봉체의 일부 또는 전부가, 가요성을 갖고 있어도 된다.
상기 각 구성에 있어서, 밀봉체의 내부는 감압 분위기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 0℃의 수중에서 사용할 수 있어도 된다. 또는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 100℃의 수중에서 사용할 수 있어도 된다.
상기 각 구성에 있어서, 발광 패널은 제2 스위치와, 제3 스위치와, 용량 소자를 갖고, 제2 스위치는 용량 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되고, 제3 스위치는 용량 소자의 다른 쪽의 전극에 전기적으로 접속되고, 용량 소자는 비디오 신호에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖고, 발광 소자는 전압에 따라 발광하는 기능을 갖고, 용량 소자가 전압을 유지하는 기간에 있어서, 제2 스위치 및 제3 스위치는 비도통 상태이고, 비디오 신호의 공급에 사용한 구동 회로와는 전기적으로 차단되어 있어도 된다.
또는, 상기 각 구성에 있어서, 발광 패널은 제1 트랜지스터와, 제2 트랜지스터와, 제3 트랜지스터와, 용량 소자를 갖고, 제1 트랜지스터의 게이트는 제1 배선에 전기적으로 접속되고, 제1 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽은 제2 배선에 전기적으로 접속되고, 제1 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 용량 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되고, 제1 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 제3 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되고, 제2 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽은 제3 배선에 전기적으로 접속되고, 제2 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 용량 소자의 다른 쪽의 전극에 전기적으로 접속되고, 제2 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 제3 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽에 전기적으로 접속되고, 제3 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 제4 배선에 전기적으로 접속되고, 용량 소자는 비디오 신호에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖고, 발광 소자는 전압에 따라 발광하는 기능을 갖고 있어도 된다. 이와 같은 구성에서는 용량 소자가 전위를 유지하는 기간에 있어서, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 비도통 상태이고, 비디오 신호의 공급에 사용한 구동 회로와는 전기적으로 차단되어 있어도 된다. 또는, 용량 소자가 전위를 유지하는 기간에 있어서, 제2 배선의 전위를 제1 배선의 전위로 하는 동작과, 제4 배선의 전위를 제3 배선의 전위로 하는 동작과, 제1 배선과 제2 배선과 제3 배선과 제4 배선에 전위의 공급을 정지하는 동작을 행해도 된다.
상기 각 구성에 있어서, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 각각 산화물 반도체를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 형태는 상기 어느 하나의 구성이 적용된 발광 장치와, 터치 센서를 갖는 모듈이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 상기 어느 하나의 구성이 적용된 발광 장치에, FPC(Flexible printed circuit) 혹은 TCP(Tape Carrier ㎩ckage) 등의 커넥터가 설치된 모듈이다. 또한, 본 발명의 일 형태는 상기 어느 하나의 구성이 적용된 발광 장치에, COG(Chip On Glass) 방식 등에 의해 IC가 실장된 모듈이다.
또한, 상기 어느 하나의 구성의 발광 장치를 사용한 전자 기기나 조명 장치도 본 발명의 일 형태이다. 예를 들어, 본 발명의 일 형태는 상기 어느 하나의 구성의 발광 장치 또는 모듈과, 센서, 하우징, 스피커, 마이크, 조작 스위치, 또는 조작 버튼를 갖는 전자 기기이다.
본 발명의 일 형태에 의해, 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 고온 환경 하에서 사용 가능한 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 저온 환경 하에서 사용 가능한 발광 장치를 제공할 수 있다. 특히, 박형, 경량, 또는 플렉시블하고, 또한 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 발광 장치를 제공할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 소형의 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 내열성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의해, 안정성이 높은 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는 소비 전력이 낮은 발광 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는 1회의 충전에 의해 장시간의 사용이 가능한 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 반드시, 이들 효과의 모두를 가질 필요는 없다. 또한, 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터, 이들 이외의 효과를 추출하는 것이 가능하다.
도 1은 발광 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 2는 발광 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 3은 발광 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 4는 발광 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 5는 발광 패널의 일례를 도시하는 도면.
도 6은 발광 패널의 일례를 도시하는 도면.
도 7은 발광 패널의 일례를 도시하는 도면.
도 8은 이차 전지의 일례를 도시하는 도면.
도 9는 이차 전지의 일례를 도시하는 도면.
도 10은 발광 패널이 갖는 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 발광 패널이 갖는 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 12는 발광 패널이 갖는 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 13은 발광 패널이 갖는 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 14는 구동 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 15는 재표시 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 16은 발광 패널 등의 일례를 도시하는 도면.
도 17은 발광 패널 등의 일례를 도시하는 도면.
도 18은 발광 패널 등의 일례를 도시하는 도면.
도 19는 발광 패널의 사용예를 도시하는 도면.
도 20은 전자 기기의 일례를 도시하는 도면.
도 21은 전자 기기의 일례를 도시하는 도면.
도 22는 화소 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 23은 화소 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 24는 화소 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 25는 화소 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 26은 표시 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 27은 표시 장치의 일례를 도시하는 도면.
도 28은 셔터의 일례를 도시하는 도면.
도 29는 제어 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 30은 실시예의 발광 소자를 도시하는 도면.
도 31은 실시예의 이차 전지를 도시하는 도면.
도 32는 실시예의 이차 전지를 도시하는 도면.
도 33은 실시예의 이차 전지를 도시하는 도면.
도 34는 실시예의 이차 전지의 충방전 특성을 도시하는 도면.
도 35는 실시예의 발광 장치를 나타내는 사진.
도 36은 실시예의 발광 장치를 나타내는 사진.
도 37은 실시예의 발광 장치를 나타내는 사진.
실시 형태에 대해, 도면을 사용하여 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위로부터 일탈하지 않고 그 형태 및 상세를 다양하게 변경할 수 있는 것은 당업자라면 용이하게 이해된다. 따라서, 본 발명은 이하에 나타내는 실시 형태의 기재 내용으로 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 이하에 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 사이에서 공통으로 사용하여, 그 반복의 설명은 생략한다. 또한, 동일한 기능을 가리키는 경우에는, 해치 패턴을 동일하게 하여, 특별히 부호를 부여하지 않는 경우가 있다.
또한, 도면에 있어서 도시하는 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은, 이해의 간단화를 위해, 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 이로 인해, 개시하는 발명은 반드시 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등으로 한정되지는 않는다.
또한, 「막」이라는 용어와, 「층」이라는 용어는, 경우에 따라, 또는 상황에 따라, 서로 바꾸는 것이 가능하다. 예를 들어, 「도전층」이라는 용어를, 「도전막」이라는 용어로 변경하는 것이 가능하다. 또는, 예를 들어 「절연막」이라는 용어를, 「절연층」이라는 용어로 변경하는 것이 가능하다.
(실시 형태 1)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에 대해 도 1을 사용하여 설명한다.
도 1의 (A)에 도시하는 발광 장치(100)는 발광 패널(10), 이차 전지(20), 회로(30) 및 밀봉체(40)를 갖는다. 밀봉체(40)는 내부에, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)를 갖는다. 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)는 밀봉체(40)의 밀봉 영역(41)에 의해 밀봉되어 있다.
본 명세서 등에 있어서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치가 갖는 요소 중, 밀봉체(40)의 내부에 위치하고, 밀봉 영역(41)에 의해 밀봉되어 있는 요소를, 통합하여 피밀봉체라고도 기재한다. 예를 들어, 도 1의 (A)에 도시하는, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)는 피밀봉체라고 할 수 있다. 피밀봉체의 접속 관계의 예를 도 1의 (B)에 블록도로 도시한다.
발광 패널(10)은 발광 소자(11)를 갖는다. 발광 소자(11)는 이차 전지(20)로부터 공급되는 전력을 사용하여 발광하는 기능을 갖는다.
발광 소자(11)는 0℃의 환경 하에서 발광할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 발광 소자(11)는 100℃의 환경 하에서 발광할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 발광 패널(10)은 이차 전지(20) 이외로부터 공급된 전력을 사용하여 발광하는 기능을 갖고 있어도 된다.
이차 전지(20)는 발광 패널(10)과 중첩되는 부분을 갖는다.
이차 전지(20)는 0℃의 환경 하에서 발광 패널(10)에 전력을 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 이차 전지(20)는 100℃의 환경 하에서 발광 패널(10)에 전력을 공급할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 이차 전지(20)는 발광 패널(10) 이외에 전력을 공급하는 기능을 갖고 있어도 된다.
회로(30)는 안테나(31)를 갖는다. 안테나(31)는 발광 패널(10)과 중첩되는 부분을 갖는다. 회로(30)는 무선(비접촉이라고도 할 수 있음)으로 이차 전지(20)를 충전할 수 있다.
발광 패널(10)과 회로(30)가 서로 중첩되는 부분이나, 발광 패널(10)과 이차 전지(20)가 서로 중첩되는 부분을 가짐으로써, 발광 장치(100)의 소형화를 도모할 수 있다. 특히, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)의 3개가 서로 중첩되는 부분을 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 밀봉 영역(41)의 전체 둘레의 길이가 짧을수록, 밀봉이 찢어질 확률이 낮아져, 발광 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있으므로, 바람직하다.
이차 전지(20)는 회로(30)와 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 안테나(31)의 적어도 일부가 이차 전지(20)와 중첩되어 있어도 된다. 안테나(31)를 발광 패널(10)과 이차 전지(20) 사이에 배치하는 등, 안테나(31)가 발광 장치의 사용자로부터 시인되기 어려워지도록 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)를 중첩함으로써, 발광 장치의 외관이 손상되는 것을 억제할 수 있어, 바람직하다. 발광 패널(10)과 이차 전지(20) 사이에 배치된 안테나(31)는 발광 패널(10)을 통해 외부의 안테나로부터 수전한다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치가 갖는 발광 소자는 0℃의 환경 하 및 100℃의 환경 하의 각각에서 발광할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치가 갖는 이차 전지는 0℃의 환경 하 및 100℃의 환경 하의 각각에서 발광 패널에 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 저온 환경 하 및 고온 환경 하에서 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 넓은 온도 범위(예를 들어, 0℃ 이상 100℃ 이하, 바람직하게는 -25℃ 이상 150℃ 이하, 보다 바람직하게는 -50℃ 이상 200℃ 이하)에서 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 옥내 및 옥외의 어느 쪽에서 사용해도 된다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 밀봉체의 내부에 발광 패널 및 이차 전지를 갖는다. 발광 소자나 이차 전지의 사용 가능한 온도 범위가 좁은 경우, 저온 환경 하 또는 고온 환경 하에서는, 해당 환경의 온도에 영향을 받아, 발광 장치를 사용할 수 없게 되는 일이 있다. 사용 환경의 온도의 영향을 저감하기 위해서는, 예를 들어 밀봉체가, 충분히 높은 내열성이나 충분히 낮은 열전도성을 구비하고 있을 필요가 있다. 한편, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에서는, 발광 소자 및 이차 전지가 0℃ 및 100℃에서 동작 가능하므로, 밀봉체에 요구되는 내열성이나 열전도성의 조건이 엄격하지 않아, 밀봉체에 사용할 수 있는 재료의 선택의 폭이 넓다. 예를 들어, 밀봉체의 재료로서 유리 대신 유기 수지 등을 사용할 수 있다. 이에 의해, 발광 장치의 박형화, 경량화, 또는 플렉시블화가 가능해진다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 비접촉 전력 전송을 사용하여, 이차 전지를 충전할 수 있다. 그로 인해, 충전 시에, 밀봉체로부터 이차 전지를 취출할 필요가 없다. 밀봉체에 지퍼 등의 고정구를 반드시 설치할 필요가 있는 것은 아니므로, 밀봉 성능을 높일 수 있다.
발광 장치는 스위치를 갖고 있어도 된다. 도 1의 (C), (D)에서는 피밀봉체로서, 발광 패널(10), 이차 전지(20), 회로(30), 회로(50) 및 스위치(51)를 도시한다.
도 1의 (C)에 도시한 바와 같이, 스위치(51)가 오프 상태일 때에, 회로(30)는 무선으로 이차 전지(20)를 충전할 수 있다. 도 1의 (D)에 도시한 바와 같이, 스위치(51)가 온 상태일 때에, 이차 전지(20)는 발광 패널(10)에 전력을 공급할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치가 갖는 각 요소의 상세에 대해 설명한다.
<발광 패널(10)>
발광 패널(10)은 발광 소자(11)를 갖는다. 또한, 발광 패널은 터치 센서 등의 검지 소자를 갖고 있어도 된다. 발광 패널(10)의 구성예는 실시 형태 2에서 상세하게 설명한다.
발광 패널(10)에는 화소에 능동 소자(액티브 소자, 비선형 소자)를 갖는 액티브 매트릭스 방식, 또는 화소에 능동 소자를 갖지 않는 패시브 매트릭스 방식을 사용할 수 있다.
발광 패널(10)은 가요성을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 발광 소자(11)의 지지 기판 및 밀봉 기판 중 적어도 한쪽에 필름을 사용함으로써, 발광 패널(10)의 가요성을 높일 수 있다.
발광 소자(11)에는 저온 환경 하 및 고온 환경 하에서 발광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 저온 환경으로서는, 예를 들어 -100℃ 이상 0℃ 이하의 환경, 바람직하게는 -100℃ 이상 -25℃ 이하의 환경, 보다 바람직하게는 -100℃ 이상 -50℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 고온 환경으로서는, 예를 들어 100℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 바람직하게는 150℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 보다 바람직하게는 200℃ 이상 300℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 또한, 발광 소자(11)는 저온 환경 하 또는 고온 환경 하뿐만 아니라, 0℃보다 높고 100℃ 미만인 환경 하에서 발광시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(11)를 실온(20℃ 이상 30℃ 이하)에서 발광시킬 수 있다.
발광 소자(11)로서는, 자발광이 가능한 소자를 사용할 수 있고, 전류 또는 전압에 의해 휘도가 제어되는 소자를 그 범주에 포함하고 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 EL 소자, 무기 EL 소자 등을 사용할 수 있다. 또한, 발광 소자로 한정되지 않고, 표시 소자를 적용할 수도 있다.
발광 소자(11)의 내열성은 높을수록 바람직하다. 예를 들어, 발광 소자(11)에 유기 EL 소자를 사용하는 경우, 유기 EL 소자에 포함되는 각 유기 화합물의 유리 전이 온도는 100℃ 이상 300℃ 이하가 바람직하고, 150℃ 이상 300℃ 이하가 더욱 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치에서는 발광 패널을 통해 안테나가 외부의 안테나로부터 수전하므로, 발광 소자(11)가 갖는 한 쌍의 전극 두께는 얇을수록 바람직하다. 예를 들어, 한 쌍의 전극 두께의 합이 1㎛ 이하, 바람직하게는 500㎚ 이하, 보다 바람직하게는 350㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 250㎚ 이하로 하면 된다.
<이차 전지(20)>
이차 전지(20)에는 저온 환경 하 및 고온 환경 하에서 발광 패널(10)에 전력을 공급할 수 있는 이차 전지를 사용하는 것이 바람직하다. 저온 환경으로서는, 예를 들어 -100℃ 이상 0℃ 이하의 환경, 바람직하게는 -100℃ 이상 -25℃ 이하의 환경, 보다 바람직하게는 -100℃ 이상 -50℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 고온 환경으로서는, 예를 들어 100℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 바람직하게는 150℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 보다 바람직하게는 200℃ 이상 300℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 또한, 이차 전지(20)는 저온 환경 하 또는 고온 환경 하뿐만 아니라, 0℃보다 높고 100℃ 미만인 환경 하에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 이차 전지(20)를 실온(20℃ 이상 30℃ 이하)에서 사용할 수 있다.
이차 전지(20)로서는, 예를 들어 겔상 전해질을 사용하는 리튬 중합체 전지(리튬 이온 중합체 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지, 니카드 전지, 유기 라디칼 전지, 연축 전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지 등을 들 수 있다.
고에너지 밀도를 실현할 수 있는 리튬 이온 이차 전지를 사용함으로써, 발광 장치의 경량화 및 소형화가 도모되므로, 바람직하다.
예를 들어, 비수전해질을 갖는 이차 전지를 사용할 수 있다. 해당 비수전해질은 이온 액체(상온 용융염)와 알칼리 금속염을 갖는다. 이온 액체는 난연성 및 난휘발성이므로, 내열성이 높은 이차 전지를 실현할 수 있다. 예를 들어, 이온 액체는 이미다졸륨 양이온과, 음이온을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 알칼리 금속염은 리튬염인 것이 바람직하다.
겔상 전해질을 사용하는 이차 전지나, 고체 전해질을 사용하는 전고체 이차 전지는 내열성이나 안전성이 높아, 바람직하다.
이차 전지(20)로서는, 코인형(단층 편평형), 원통형, 박형, 각형, 밀봉형 등의 다양한 형상의 이차 전지를 사용할 수 있다. 또한, 정극, 부극 및 세퍼레이터가 복수 적층된 구조나, 정극, 부극 및 세퍼레이터가 권회된 구조(권회형)여도 된다.
이차 전지(20)는 가요성을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 외장체에 필름을 사용함으로써, 이차 전지(20)의 가요성을 높일 수 있다. 외장체로 둘러싸이는 영역에는 정극, 부극 및 전해질(또는 전해액)을 적어도 갖는다.
발광 장치에 있어서, 발광 소자(11)와 이차 전지(20)를 중첩하여 배치하는 구성으로 해도 된다. 발광 소자(11)와 이차 전지(20)의 서로 중첩되는 면적이 넓을수록, 발광 소자(11)의 발열을 이용하여 광범위에서 이차 전지(20)를 덥힐 수 있다. 고온 환경 하에 비해, 저온 환경 하에서 동작이 어려운 이차 전지를 사용하는 경우라도, 발광 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
이차 전지(20)의 구성예는 실시 형태 3에서 상세하게 설명한다.
<회로(30)>
회로(30)는 안테나(31)를 갖는다. 또한, 회로(30)는 컨트롤러(32)를 갖고 있어도 된다.
안테나(31)는 외부의 안테나[예를 들어, 충전기의 안테나(61)]로부터 수전할 수 있다. 안테나(31)는 발광 패널(10)을 통해, 외부의 안테나로부터 수전해도 된다. 또는, 안테나(31)는 이차 전지(20)를 통해, 외부의 안테나로부터 수전해도 된다.
컨트롤러(32)는 안테나(31)에 의해 수전한 전력을, 이차 전지(20)에 공급하는 전력으로 변환하여, 이차 전지(20)에 출력하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 컨트롤러(32)는 ACDC 컨버터로서의 기능을 갖고 있어도 된다. 그 경우, 안테나(31)에 의해 수전한 전력을, 직류 전력으로 변환하여 이차 전지(20)에 출력한다.
본 실시 형태의 발광 장치에서는 충전기의 안테나(61)(1차 코일)와, 발광 장치의 안테나(31)(2차 코일)를 자기적으로 결합하고, 1차 코일로부터 발생하는 교류자장에서 2차 코일에 전압을 발생시키는 전자기 유도 방식에 의해, 비접촉으로 2차 코일측에 전력이 전송되는 구조를 사용하여 충전이 행해진다. 또한, 수전의 방식은 전자기 유도 방식으로 한정되지 않는다.
발광 장치가 갖는 안테나의 용도는 비접촉으로 이차 전지를 충전하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광 장치에 안테나 및 메모리를 설치하여, 전자 데이터를 송수신시켜도 된다. 수신한 데이터에 따라, 발광 패널(10)로 영상이나 정보 등의 표시를 행해도 된다. 또한, GPS 기능을 갖게 하여 위치 정보나 GPS 시각을 취득할 수 있는 안테나를 설치해도 된다.
안전상, 이차 전지를 충전 또는 방전하는 입출력 단자를 발광 장치의 표면에 노출시키지 않는 것이 바람직하다. 입출력 단자가 노출되어 있으면, 비 등의 물에 의해 입출력 단자가 쇼트할 우려나, 입출력 단자가 인체에 접촉하여 감전될 우려가 있다. 안테나(31)를 사용하면, 비접촉으로 이차 전지의 충전이 가능하므로, 해당 입출력 단자를 발광 장치의 표면에 노출시키지 않는 구성으로 할 수 있다.
<밀봉체(40)>
밀봉체(40)는 내부에 발광 패널(10), 이차 전지(20), 회로(30) 등의 피밀봉체를 갖는다. 밀봉체(40)는 밀봉 영역(41)을 갖는다. 피밀봉체는 밀봉 영역(41)에 의해 밀봉되어, 밀봉체(40)의 외부의 대기로부터 격리된다.
예를 들어, 밀봉체(40)를 라미네이트 가공(파우치 가공 등)함으로써, 밀봉 영역(41)을 형성할 수 있다. 또한, 밀봉체(40)에 직접 피밀봉체를 넣고 밀봉하면, 피밀봉체의 형상을 따라 발광 장치의 표면에 요철이 생기는 경우가 있다. 피밀봉체를 플라스틱 케이스 등의 케이스에 넣고, 해당 케이스를 밀봉체(40)에 넣고 밀봉하면, 발광 장치의 표면을 평평하게 할 수 있어, 바람직하다.
또한, 밀봉 영역(41)에, 지퍼 등의 고정구를 사용해도 된다. 예를 들어, 한번 밀봉한 발광 장치에 대해, 지퍼를 열고, 발광 패널(10)이나 이차 전지(20)를 교환한 후, 다시 밀봉을 행해도 된다.
밀봉체(40)는 가요성을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 밀봉체(40)에 필름을 사용함으로써 밀봉체(40)의 가요성을 높일 수 있다.
밀봉체(40)의 재료는 사용 환경의 온도에 견딜 수 있는 재료이면, 특별히 한정되지 않는다. 밀봉체(40)는, 예를 들어 유리, 유기 수지, 플라스틱, 금속 등의 각종 재료를 사용하여 형성할 수 있다.
예를 들어, 밀봉체(40)에는 가요성 및 가시광에 대한 투과성을 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트(PC) 수지, 폴리에테르술폰(PES) 수지, 폴리아미드 수지, 시클로올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 아라미드 수지 등을 사용할 수 있다.
밀봉체(40)는 방수성이 높은 것이 바람직하다. 발광 패널(10) 등에, 발광 장치의 외부의 수분이 침입하는 것을 억제함으로써, 발광 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
<회로(50)>
회로(50)는 이차 전지(20)로부터 공급된 전력을, 발광 소자(11)를 발광시키는 전력으로 변환하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 이차 전지(20)의 출력 전압을 발광 소자(11)가 발광하는 데 필요로 하는 전압으로 변환(승압 또는 강압)하는 기능을 갖고 있어도 된다.
또한, 회로(50)는 발광 소자(11)가 발광하는 타이밍을 제어하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 발광 소자(11)가 점멸하도록, 발광 소자(11)를 구동하는 기능을 갖고 있어도 된다.
또한, 회로(50)는 발광 패널(10)을 구동하기 위한 신호를 생성하여, 발광 패널(10)에 출력하는 기능을 갖고 있어도 된다. 회로(50)는 신호선 구동 회로나 주사선 구동 회로를 갖고 있어도 된다. 또한, 발광 패널(10)이 신호선 구동 회로나 주사선 구동 회로를 갖고 있어도 된다.
<스위치(51)>
스위치(51)는 회로(50)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 스위치(51)는 이차 전지(20)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 스위치(51)는 회로(30)와 전기적으로 접속되어 있다.
스위치(51)로서는, 특별히 한정은 없고, 예를 들어 전기적 스위치, 기계적 스위치 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 트랜지스터, 다이오드, 자기 스위치, 기계적인 접점을 갖는 스위치 등을 들 수 있다.
도 2의 (A), (B)에 피밀봉체의 구체예를 도시한다. 도 2의 (A)는 피밀봉체의 표면(발광면)을 도시하고, 도 2의 (B)는 피밀봉체의 이면을 도시한다.
도 2의 (A), (B)에서는 이차 전지(20)로서, 라미네이트형의 이차 전지를 사용하는 예를 도시한다. 도 2의 (B)에 도시한 바와 같이, 이차 전지(20)의 중앙부는 복수의 전극이 적층되어 있는 부분이고, 단부에 비해 두껍게 되어 있다.
전극(21a)은 이차 전지의 정극 또는 부극의 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 전극(21b)은 이차 전지의 정극 또는 부극의 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다.
전극(21a, 21b)은 회로 기판(55)을 통해 절곡되고, 회로 기판(55) 위의 단자(33a, 33b)와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
회로 기판(55)에는 도 1의 (C) 등에 도시하는 회로(30), 회로(50) 등을 구성하는 소자[전자 부품(35)으로서 도시함]가 설치되어 있다. 회로 기판(55)에는, 예를 들어 용량 소자, 저항 소자, 또는 스위치 소자 등의 전자 부품이 설치되어 있다. 회로 기판(55)으로서는, 예를 들어 프린트 기판을 사용할 수 있다.
또한, 회로 기판(55)에는 스위치(51)가 설치되어 있다. 도 2의 (A), (B)에서는 스위치(51)로서, 자기 스위치를 사용하는 예를 도시한다. 자석의 착탈에 의해, 스위치의 온/오프를 전환할 수 있다.
안테나(31)는 회로 기판(55) 위의 단자(34)와 전기적으로 접속되어 있다. 안테나(31)의 일부는 이차 전지(20)와 발광 패널(10) 사이에 위치하고 있다. 즉, 발광 장치에 있어서, 안테나(31)는 발광 패널(10)과 중첩되는 부분을 갖는다. 또한, 안테나(31)는 이차 전지(20)와 중첩되는 부분을 갖는다.
안테나(31)는 발광 패널(10)을 통해, 외부의 안테나로부터 수전할 수 있다.
발광 패널(10)에 있어서, 단자(12a)는 발광 소자(11)의 양극 또는 음극의 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 단자(12b)는 발광 소자(11)의 양극 또는 음극의 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 단자(12a, 12b)가 각각 발광 소자(11)의 양극 또는 음극으로서 기능해도 된다.
단자(12a)는 배선(53a)을 통해 회로 기판(55) 위의 단자(52a)와 전기적으로 접속되어 있다. 단자(12b)는 배선(53b)를 통해 회로 기판(55) 위의 단자(52b)와 전기적으로 접속되어 있다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치에서는 이차 전지 및 안테나가, 각각 독립적으로 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는다. 또한, 이차 전지와 회로가 중첩되는 부분을 갖는다. 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 안테나의 일부가, 발광 패널과 이차 전지 사이에 위치하고 있어도 된다.
이상과 같이, 이차 전지, 발광 패널, 회로 기판 및 안테나 등, 발광 장치를 구성하는 요소 중 적어도 어느 2개가 서로 중첩되는 부분을 가지면, 발광 장치의 소형화가 가능해져 바람직하다. 또한, 밀봉 영역의 전체 둘레 길이가 짧을수록, 밀봉이 찢어질 확률이 낮아져, 발광 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있으므로, 바람직하다.
예를 들어, 이차 전지(20)가, 발광 패널(10), 회로 기판(55) 및 안테나(31) 중, 적어도 어느 하나와 서로 중첩되는 부분을 갖고 있는 것이 바람직하다. 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 이차 전지(20)가, 발광 패널(10), 회로 기판(55) 및 안테나(31)의 각각과, 서로 중첩되는 부분을 갖고 있는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용할 수 있는 환경은 대기 분위기로 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 발광 장치는, 예를 들어 0℃ 이상 100℃ 이하의 수중에서 사용할 수 있다. 발광 소자 및 이차 전지의 사용 가능한 온도 범위가 넓다는 것, 발광 소자 및 이차 전지가 밀봉체에 의해 밀봉되어 있다는 것 등으로부터, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 수중에서의 사용에 대해서도 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 3의 (A) 내지 (F)는 각각, 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 단면 개략도이다.
도 3의 (A) 내지 (F)에 도시한 바와 같이, 발광 장치는 밀봉체의 내부에, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)를 갖는다. 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)는 밀봉체의 밀봉 영역(41)에 의해 밀봉되어 있다.
밀봉 영역(41)에 의해 밀봉된 공간(42)은 감압 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 이들의 분위기로 함으로써, 대기 분위기인 경우에 비해, 발광 패널(10) 등의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 3의 (A)는 가시광을 투과하는 밀봉체(40a)를 사용하는 예를 도시한다. 밀봉체(40a)는 발광 패널(10)이 갖는 발광 소자가 발하는 광을 투과할 수 있다. 사용자는 밀봉체(40a)를 통해, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)를 시인할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 있어서, 밀봉체는 발광 패널(10)의 발광 영역과 중첩되는 부분 이외는 가시광을 투과하지 않아도 된다. 예를 들어, 도 3의 (B), (C)에는 밀봉체 중, 발광 패널(10)의 발광 영역과 중첩되는 부분에, 가시광을 투과하는 밀봉체(40a)를 사용하고, 다른 부분에 가시광을 차단하는 밀봉체(40b)를 사용하는 예를 도시한다. 밀봉체(40b)는 가시광을 차단하므로, 사용자에게 이차 전지(20)나 회로(30)를 시인되지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 3의 (A), (B) 등에서는, 발광 장치의 발광면에서 볼 때, 이차 전지(20)와 발광 패널(10)이 중첩되고, 또한 이차 전지(20)와 회로(30)가 중첩되는 구성을 예시하였지만, 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 발광 패널(10)과 회로(30)가 중첩되는 구성으로 해도 된다. 또한, 회로(30) 대신에, 도 2의 (A)에 도시하는 회로 기판(55)을 갖고 있어도 된다.
또한, 발광 장치가 갖는 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)의 수는 각각 1개로 한정되지 않고, 각각 독립적으로 2개 이상이어도 된다. 예를 들어, 도 3의 (D)에 도시한 바와 같이, 발광 패널(10)을 2개 갖고 있어도 된다. 또한, 양면 발광의 발광 장치로 해도 된다. 양면 발광의 발광 패널(10)을 사용하면, 1개의 발광 패널(10)로, 양면 발광의 발광 장치를 제작할 수도 있다.
또한, 도 3의 (D)에 도시한 바와 같이, 발광 장치가 갖는 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)는 발광 장치의 발광면에서 볼 때서 서로 중첩되는 부분을 갖고 있지 않아도 된다.
도 3의 (E), 도 4의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 발광 장치는 복수의 공간을 갖고 있어도 된다. 도 4의 (A)는 도 3의 (E)에 도시하는 발광 장치를 밀봉체(40a)측에서 본 평면도이다. 도 4의 (B)는 도 3의 (E)에 도시하는 발광 장치를 절곡한 경우의 사시도이다. 복수의 공간에 구성 요소가 나뉘어 배치되어 있어도 되고, 밀봉 영역(41)에는 이들 나뉘어 배치된 구성 요소를 연결하는 배선(45) 등이 중첩되어 있어도 된다. 이 영역은 가요성을 갖는 영역(70)이라고도 할 수 있다. 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 발광 장치는 가요성을 갖는 영역(70)에서 구부릴 수 있다. 이와 같이, 발광 장치는 가요성을 갖고 있어도 된다. 또한, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30) 중 적어도 하나가 가요성을 갖는 경우에는, 그 1개 이상을 구부려 발광 장치를 변형시켜도 된다.
도 3의 (E)에서는 발광 패널(10)이 포함되는 공간(42a)과, 이차 전지(20) 및 회로(30)가 포함되는 공간(42b)을 갖는 발광 장치를 예시하고 있다. 발광 패널(10)은 배선(45)에 의해, 이차 전지(20) 및 회로(30)와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 3의 (F)에 도시한 바와 같이, 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)는, 각각, 단부가 모따기되어 있는 것이 바람직하다. 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30) 등의 코너부에서 밀봉이 찢어지는 것을 억제할 수 있으므로, 밀봉체에 필름 등을 사용해도, 발광 장치의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 발광 장치는 밀봉 영역을 2중으로 갖고 있어도 된다. 도 4의 (C)에 도시한 바와 같이, 밀봉 영역(41a)을 둘러싸는 밀봉 영역(41b)을 형성하여, 발광 패널(10) 등을 2중으로 밀봉해도 된다. 밀봉을 2중 이상으로 행함으로써, 발광 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 표시 장치로서 사용해도 되고, 조명 장치로서 사용해도 된다. 예를 들어, 백라이트나 프론트라이트 등의 광원, 즉, 표시 장치를 위한 조명 장치로서 활용해도 된다.
또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에는 다른 반도체 회로, 예를 들어 과충전을 방지하기 위한 제어 회로나, 촬상 소자, 자이로 센서, 가속도 센서 등의 센서, 터치 패널 등을 구비시켜도 된다. 예를 들어, 촬상 소자를 탑재함으로써 촬영한 화상을 발광 패널에 표시할 수 있다. 또한, 터치 패널을 탑재함으로써, 터치 패널의 원하는 위치를 터치함으로써 전자 기기의 조작이나, 정보의 입력을 행할 수 있다. 또한, 메모리나 CPU를 탑재함으로써 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 컴퓨터를 실현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에는 인체나 로봇의 팔이나 손목에 고정하기 위한 벨트나 후크를 설치해도 된다. 또한, 장착 부위는 인체나 로봇의 일부이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 허리, 발목에 장착해도 된다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 이차 전지를 갖는다는 것, 넓은 온도 범위에서 사용 가능하다는 것 등으로부터, 휴대 용도의 발광 장치로서 적절히 사용할 수 있다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 2)
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치에 사용할 수 있는 발광 패널에 대해 도 5 내지 도 7을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 발광 소자로서 유기 EL 소자를 사용하는 경우에 대해 예시한다.
유기 EL 소자는 한 쌍의 전극(하부 전극 및 상부 전극) 사이에, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(EL층으로도 기재함)을 갖는다. 하부 전극 및 상부 전극 사이에, 발광 소자의 역치 전압보다 높은 전압을 인가하면, EL층에 양극측으로부터 정공이 주입되고, 음극측으로부터 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에 있어서 재결합하고, EL층에 포함되는 발광 물질이 발광한다.
유기 EL 소자는 톱 에미션형, 보톰 에미션형, 듀얼 에미션형 중 어떤 것이어도 된다. 광을 취출하는 측의 전극에는 가시광을 투과하는 도전막을 사용한다. 또한, 광을 취출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
EL층에는 내열성이 높은 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유리 전이 온도가 100℃ 이상 300℃ 이하, 바람직하게는 150℃ 이상 300℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃ 이상 300℃ 이하인 유기 화합물을 사용한다. EL층에는 저분자계 화합물 및 고분자계 화합물 중 어떤 것을 사용해도 되고, 무기 화합물을 포함하고 있어도 된다.
EL층을 구성하는 층은, 각각, 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사법, 인쇄법, 잉크젯법, 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
EL층은 적어도 발광층을 갖는다. 발광층은 발광성의 유기 화합물을 포함한다. 발광성의 유기 화합물의 유리 전이 온도는 100℃ 이상 300℃ 이하인 것이 바람직하고, 150℃ 이상 300℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 200℃ 이상 300℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
EL층에 포함되는 재료에 특별히 한정은 없지만, 게스트 재료로서는, 예를 들어 N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-피렌-1,6-디아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-비스(디벤조푸란-4-일)-N,N'-디페닐-피렌-1,6-디아민(약칭: 1,6FrAPrn-II), (아세틸아세토네이트)비스(6-tert-부틸-4-페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이트)비스(4,6-디페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(dppm)2(acac)]), 비스{4,6-디메틸-2-[3-(3,5-디메틸페닐)-5-페닐-2-피라지닐-κN]페닐-κC}(2,6-디메틸-3,5-헵탄디오네이트-κ2O, O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdppr-P)2(dibm)]) 등의 내열성이 높은 재료를 들 수 있다.
EL층은 발광층 이외의 층으로서, 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블록 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 바이폴라성 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함하는 층을 더 갖고 있어도 된다.
정공 수송성이 높은 재료로서는, 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 N-(1,1'-비페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)페닐]-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF), 4,4',4"-(1,3,5-벤젠트리일)트리(디벤조티오펜)(약칭: DBT3P-II) 등의 내열성이 높은 재료를 들 수 있다.
전자 수송성이 높은 재료로서는, 특별히 한정은 없다. 예를 들어, 전자 수송층으로서, 2,9-디(2-나프틸)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen)을 포함하는 층과, 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함하는 층을 적층함으로써, 유기 EL 소자의 내열성을 향상시킬 수 있다. NBPhen을 포함하는 층은 전자 수송성을 갖는 층이므로, 발광 영역보다도 음극측에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, NBPhen을 포함하는 층은 축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물을 포함하는 층이 접하고 있는 면과 반대의 면에 있어서 전자 주입층이나 음극에 접하고 있어도 된다.
축합 방향족 화합물 또는 축합 복소 방향족 화합물로서는, 3환 이상의 축합환 골격을 갖는 화합물이 바람직하다. 3환 이상의 축합환 골격을 갖는 화합물과 NBPhen의 계면이, 열적ㆍ전기적으로 매우 안정되기 때문이다.
본 실시 형태의 발광 소자는 고온 환경에서 보존을 행해도, 휘도의 저하가 작다. 또한, 축합 복소 방향족 화합물을 포함하는 층을 사용하는 경우, 구동 전압의 변화도 억제하는 것이 가능해진다.
축합 복소 방향족 화합물을 사용하는 경우, 당해 축합 복소 방향족 화합물은 하나의 축합환 골격 내에 두 개의 질소 원자가 포함되는 구성을 갖는 것이, 신뢰성이 양호한 발광 소자를 얻을 수 있고, 또한 구동 전압 저감에도 기여하므로 바람직하다.
상기 축합 복소 방향족 화합물은 인광 재료의 호스트 재료나, 인광 발광층에 인접하는 전자 수송층의 재료로서 적합하므로, 당해 발광 소자는 인광 발광을 나타내는 발광 소자인 것이 바람직하다. 또한, 당해 구성을 갖는 인광 발광 소자는 내열성이 향상된 신뢰성이 높은 발광 소자로 할 수 있고, 인광 발광을 사용하는 것에 의한 높은 발광 효율과, 높은 신뢰성을 겸비하는 발광 소자로 할 수 있다.
축합 방향족 화합물로서는, 예를 들어 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: PCzPA), 3-[4-(1-나프틸)-페닐]-9-페닐-9H-카르바졸(약칭: PCPN), 9-[4-(10-페닐-9-안트라세닐)페닐]-9H-카르바졸(약칭: CzPA), 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-디벤조[c,g]카르바졸(약칭: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-디페닐-2-안트릴)페닐]-벤조[b]나프토[1, 2-d]푸란(약칭: 2mBnfPPA), 9-페닐-10-{4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)-비페닐-4'-일}-안트라센(약칭: FLPPA) 등의 안트라센 화합물이나, 5,12-비스(2,4-디페닐 페닐) 테트라센 등의 테트라센 화합물 등의 3환 이상의 축합환 골격을 갖는 화합물이 적합하다. 그 중에서도 안트라센 화합물은 수명이 긴 발광 소자를 얻기 쉬우므로, 특히 바람직하다.
축합 복소 방향족 화합물로서는, 예를 들어 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]-1-페닐-1H-벤즈이미다졸(약칭: mDBTBIm-II) 등의 폴리아졸 골격을 갖는 복소환 화합물이나, 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(디벤조티오펜-4-일)비페닐-3-일]디벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), 2-{3-[3-(2,8-디페닐디벤조티오펜-4-일)페닐]페닐}디벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-III), 2-[3'-(9H-카르바졸-9-일)비페닐-3-일]디벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mCzBPDBq) 등의 디아진 골격을 갖는 3환 이상의 축합 복소환 화합물이나, 2-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]디벤조[f,h]퀴놀린(약칭: 2mDBTPDBQu-II), 2-{3-[3-(디벤조티오펜-4-일)페닐]페닐}디벤조[f,h]퀴놀린(약칭: 2mDBTBPDBQu-II) 등의 피리딘 골격을 갖는 축합 복소환 화합물을 들 수 있다. 상술한 것 중에서도, 디아진 골격을 갖는 복소환 화합물이나 피리딘 골격을 갖는 복소환 화합물은 신뢰성이 양호해 바람직하다. 특히, 디아진(피리미딘이나 피라진) 골격을 갖는 복소환 화합물은 전자 수송성이 높고, 구동 전압 저감에도 기여하므로, 상술한 것 중에서는, 2mDBTPDBq-II, 2mDBTBPDBq-II, 2mCzBPDBq와 같은 디벤조퀴녹살린 유도체가 적합하다.
또한, 상술한 정공 수송성이 높은 재료나 전자 수송성이 높은 재료를, 발광층의 호스트 재료 등으로서 사용해도 된다.
발광 패널이 갖는 기판에는 내열성이 높은 기판을 사용한다. 기판의 열팽창 계수는 0ppm/K보다 크고 60ppm/K 이하가 바람직하고, 0ppm/K보다 크고 30ppm/K 이하가 보다 바람직하고, 0ppm/K보다 크고 20ppm/K 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 기판의 유리 전이 온도는 100℃ 이상 400℃ 이하가 바람직하고, 150℃ 이상 400℃ 이하가 보다 바람직하고, 200℃ 이상 400℃ 이하가 더욱 바람직하다.
발광 패널이 갖는 접착층에는 내열성이 높은 접착제를 사용한다. 접착제의 열팽창 계수는 0ppm/K보다 크고 100ppm/K 이하가 바람직하고, 0ppm/K보다 크고 70ppm/K 이하가 보다 바람직하고, 0ppm/K보다 크고 50ppm/K 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 접착제의 유리 전이 온도는 80℃ 이상 300℃ 이하가 바람직하고, 100℃ 이상 300℃ 이하가 보다 바람직하고, 150℃ 이상 300℃ 이하가 더욱 바람직하다.
발광 패널이 트랜지스터를 갖는 경우, 반도체 재료로서 산화물 반도체를 사용하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체는 아몰퍼스실리콘이나 폴리실리콘에 비해 온도 의존성이 낮다. 산화물 반도체를 사용함으로써 넓은 온도 범위에서 트랜지스터의 특성이 변화되기 어려워, 신뢰성이 높은 발광 패널을 실현할 수 있다.
<발광 패널의 구성예 1>
도 5의 (A)에 발광 패널의 상면도를 도시한다. 도 5의 (A)에 있어서의 일점 쇄선 X1-Y1 사이의 단면도를 도 5의 (B)에 도시한다. 도 5의 (A)에 있어서의 일점 쇄선 X2-Y2 사이의 단면도를 도 5의 (C)에 도시한다. 도 5의 (A)에 있어서의 일점 쇄선 X3-Y3 사이의 단면도를 도 5의 (D)에 도시한다.
도 5의 (A) 내지 (D)에 도시하는 발광 패널은 기판(901), 절연층(903), 보조 전극(921)(보조 배선이라고도 함), 발광 소자(930), 절연층(925), 접착층(927), 도전층(911), 도전층(912), 건조제(913) 및 기판(991)을 갖는다.
발광 소자(930)는 보톰 에미션형의 유기 EL 소자이고, 구체적으로는 기판(901) 위에 가시광을 투과하는 하부 전극(931)을 갖고, 하부 전극(931) 위에 EL층(933)을 갖고, EL층(933) 위에 가시광을 반사하는 상부 전극(935)을 갖는다.
도 5의 (A) 내지 (D)에 도시하는 발광 패널에서는 기판(901) 위에 절연층(903)을 통해 발광 소자(930)가 설치되어 있다. 절연층(903) 위에 설치된 보조 전극(921)은 하부 전극(931)과 전기적으로 접속한다. 절연층(903) 위에 설치된 도전층(911)은 하부 전극(931)과 전기적으로 접속한다. 도 5의 (A), (C)에 도시한 바와 같이, 도전층(911)의 일부는 노출되어 있고, 단자로서 기능한다. 절연층(903) 위에 설치된 도전층(912)은 상부 전극(935)과 전기적으로 접속한다. 도 5의 (A), (D)에 도시한 바와 같이, 도전층(912)의 일부는 노출되어 있고, 단자로서 기능한다. 하부 전극(931)의 단부는 절연층(925)으로 덮여 있다. 또한, 하부 전극(931)을 통해 보조 전극(921)을 덮는 절연층(925)이 설치되어 있다.
발광 소자(930)는 기판(901), 기판(991) 및 접착층(927)에 의해 밀봉되어 있다. 발광 패널의 밀봉 방법은 한정되지 않고, 예를 들어 고체 밀봉이어도 되고 중공 밀봉이어도 된다. 예를 들어, 접착층(927)에는 유리 프릿 등의 유리 재료나, 2액 혼합형의 수지 등의 상온에서 경화되는 경화 수지, 광경화성의 수지, 열경화성의 수지 등의 수지 재료를 사용할 수 있다. 밀봉된 공간(929)은 질소나 아르곤 등의 불활성의 기체로 충전되어 있어도 되고, PVC(폴리비닐클로라이드) 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, PVB(폴리비닐부티랄) 수지, EVA(에틸렌비닐아세테이트) 수지 등의 수지로 충전되어 있어도 된다. 또한, 수지 내에 건조제가 포함되어 있어도 된다.
기판(991)에 접하여 건조제(913)가 설치되어 있다. 도 5의 (A) 내지 (D)에 도시하는 발광 패널은 보톰 에미션형이므로, 광 취출 효율을 저하시키지 않고, 공간(929)에 건조제(913)를 배치할 수 있다. 건조제(913)를 가짐으로써, 발광 소자(930)의 수명을 연장시킬 수 있어, 바람직하다.
<발광 패널의 구성예 2>
도 6의 (A) 내지 (D)에 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널의 예를 도시한다. 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널은 스트라이프 형상(띠 형상)으로 병렬된 복수의 양극과, 스트라이프 형상(띠 형상)으로 병렬된 복수의 음극이 서로 직교하도록 설치되어 있고, 그 교차부에 EL층이 끼워진 구조로 되어 있다. 따라서, 선택된(전압이 인가된) 양극과, 선택된 음극의 교점에 닿는 화소가 점등하게 된다.
도 6의 (A)는 EL층을 형성하기 전의 발광 패널의 평면도이다. 기판 위에 하부 전극(931)이 설치되어 있다. 하부 전극(931) 위에, 발광 소자의 발광 영역에 대응하는 개구부를 갖는 절연층(925)이 설치되어 있다. 절연층(925) 위에, 하부 전극(931)과 교차하는 서로 평행한 복수의 역테이퍼 형상의 격벽(928)이 설치되어 있다.
도 6의 (B)는 도 6의 (A)의 일점 쇄선 A-B 사이의 단면도이고, 도 6의 (C)는 도 6의 (A)의 일점 쇄선 C-D 사이의 단면도이다. 도 6의 (B), (C)에서는 하부 전극(931) 위에 EL층(933), 상부 전극(935)을 형성함으로써 발광 소자(930)를 제작한 후의 구성을 도시하고 있다.
도 6의 (B), (C)에서는 기판(901) 위에 절연층(903)이 설치되고, 절연층(903) 위에 스트라이프 형상의 복수의 하부 전극(931)이 등간격으로 배치되어 있는 예를 도시한다.
도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 절연층(925) 및 격벽(928)의 막 두께를, EL층(933) 및 상부 전극(935)의 막 두께보다 크게 함으로써, 복수의 영역으로 분리된 EL층(933) 및 상부 전극(935)이 형성된다. 상부 전극(935)은 하부 전극(931)과 교차하는 방향으로 신장하는 서로 평행한 스트라이프 형상의 전극이다. 복수로 분리된 영역은 각각 전기적으로 독립되어 있다. 또한, 격벽(928) 위에도, EL층(933)이나 상부 전극(935)을 구성하는 재료를 포함하는 층이 성막되지만, 이들 층은 EL층(933) 및 상부 전극(935)과는 분단되어 있다.
EL층(933)(적어도 발광층)을 구분하여 도포함으로써 각 발광 소자가 다른 색을 나타내는 구성으로 되어, 풀컬러 표시가 가능한 발광 패널로 할 수 있다. 또는, 발광 소자(930)가 백색을 나타내는 광을 발하는 구성으로 하여, 발광 소자(930)가 발하는 광을, 컬러 필터를 통해 취출함으로써, 풀컬러 표시가 가능한 발광 패널로 해도 된다.
도 6의 (D)에, 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널에 FPC(Flexible Printed Circuit) 등을 실장한 경우의 평면도를 도시한다. 도 6의 (D)에서는, 복수의 하부 전극(931)과 복수의 상부 전극(935)이 서로 직교하도록 교차하고 있다. 또한, 도 6의 (D)에 있어서, 일부의 구성[EL층(933) 등]의 도시는 생략하고 있다.
복수의 하부 전극(931)은 이방성 도전막(도시 생략)을 통해 FPC(909a)에 접속된다. 또한, 복수의 상부 전극(935)은 배선 단부에서 배선(908)과 전기적으로 접속되고, 배선(908)이 이방성 도전막(도시 생략)을 통해 FPC(909b)에 접속된다.
도 6의 (D)에서는, 구동 회로를 기판(901) 위에 설치하지 않은 예를 도시하였지만, 기판(901) 위에 구동 회로를 갖는 IC 칩을 실장시켜도 된다.
<발광 패널의 구성예 3>
가요성을 갖는 발광 패널을 제작할 때, 가요성을 갖는 기판(가요성 기판이라고도 함) 위에 발광 소자를 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 가요성 기판 위에, 발광 소자를 직접 형성하는 제1 방법과, 가요성 기판과는 다른 내열성이 높은 기판(이하, 제작 기판으로 기재함) 위에 발광 소자를 형성한 후, 제작 기판과 발광 소자를 박리하고, 가요성 기판에 발광 소자를 옮겨 배치하는 제2 방법이 있다.
예를 들어, 가요성을 가질 정도로 얇은 두께의 유리 기판, 발광 소자의 제작 공정에서 가하는 온도에 대해 내열성을 갖는 기판을 사용하는 경우에는, 제1 방법을 사용하면, 공정이 간략화되므로 바람직하다.
또한, 제2 방법을 적용함으로써, 제작 기판 위에서 고온을 가하여 형성한 투수성이 낮은 절연막 등을, 가요성 기판에 옮겨 배치할 수 있다. 따라서, 투수성이 높고, 내열성이 낮은 유기 수지 등을, 가요성 기판의 재료로서 사용해도, 가요성을 갖고, 신뢰성이 높은 발광 패널을 제작할 수 있다.
제2 방법으로 제작할 수 있는 발광 패널의 예를 도 7의 (A)에 도시한다. 도 7의 (A)에 도시하는 발광 패널은 컬러 필터 방식을 사용한 톱 에미션형의 발광 패널이다. 발광 패널은, 예를 들어 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색의 부화소로 1개의 색을 표현하는 구성이나, R, G, B, W(백색)의 4색의 부화소로 1개의 색을 표현하는 구성, R, G, B, Y(황)의 4색의 부화소로 1개의 색을 표현하는 구성 등을 적용할 수 있다. 색 요소로서는 특별히 한정은 없고, RGBWY 이외의 색을 사용해도 되고, 예를 들어, 시안이나 마젠타 등을 사용해도 된다.
도 7의 (A)에 도시하는 발광 패널은 기판(901), 접착층(902), 절연층(903), 트랜지스터(920), 절연층(907), 절연층(909), 도전층(941), 절연층(943), 절연층(945), 발광 소자(930), 절연층(925), 스페이서(926), 접착층(927), 착색층(845R, 845G, 845B, 845Y), 차광층(847), 절연층(993), 접착층(992) 및 기판(991)을 갖는다. 기판(901) 및 기판(991)은 가요성 기판이고, 도 7의 (A)에 도시하는 발광 패널은 가요성을 갖는다.
발광 소자(930)는 하부 전극(931), 광학 조정층(932), EL층(933) 및 상부 전극(935)을 갖는다. 광학 조정층(932)에는 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 컬러 필터(착색층)와 마이크로 캐비티 구조(광학 조정층)의 조합에 의해, 본 발명의 일 형태의 발광 패널로부터는, 색순도가 높은 광을 취출할 수 있다. 광학 조정층의 막 두께는 각 화소의 발광색에 따라 변화시킨다.
기판(901)과 절연층(903)은 접착층(902)으로 접합되어 있다. 기판(991)과 절연층(993)은 접착층(992)으로 접합되어 있다. 절연층(903) 위에는 트랜지스터(920)와 발광 소자(930)가 형성되어 있다. 절연층(903) 및 절연층(993) 중 적어도 한쪽에 방습성이 높은 막을 사용하면, 발광 소자(930)나 트랜지스터(920)에 물 등의 불순물이 침입하는 것을 억제할 수 있어, 발광 패널의 신뢰성이 높아지므로 바람직하다.
트랜지스터(920)의 소스 또는 드레인은 도전층(941)을 통해, 발광 소자(930)의 하부 전극(931)과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(920)는 도전층(941)과 동일 평면 위에 형성된 제2 게이트를 갖는다. 하부 전극(931)의 단부는 절연층(925)으로 덮여 있다. 하부 전극(931)은 가시광을 반사하는 것이 바람직하다. 상부 전극(935)은 가시광을 투과한다. 스페이서(926)를 설치함으로써, 기판(901)과 기판(991)의 간격을 조정할 수 있다.
각 착색층은 발광 소자(930)와 중첩되는 부분을 갖는다. 차광층(847)은 절연층(925)과 중첩되는 부분을 갖는다. 발광 소자(930)와 각 착색층 사이는 접착층(927)으로 충전되어 있다.
절연층(907, 909)은 트랜지스터를 구성하는 반도체로의 불순물의 확산을 억제하는 효과를 발휘한다. 또한, 절연층(943, 945)은 트랜지스터나 배선 기인의 표면 요철을 저감하기 위해 평탄화 기능을 갖는 절연층을 선택하는 것이 적합하다.
본 발명의 일 형태에 있어서, 발광 패널은 터치 센서를 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 도 7의 (B)에 도시한 바와 같이, 절연층(993)과 차광층(847) 사이 및 절연층(993)과 착색층 사이에 용량 소자를 설치해도 된다. 절연층(993)에 접하여 복수의 도전층(981)이 설치되어 있다. 절연층(982)의 개구부를 통해, 도전층(983)에 의해 복수의 도전층(981)은 전기적으로 접속되어 있다. 용량 소자 기인의 표면 요철을 저감하기 위해 절연층(984)이 설치되어 있다. 절연층(984)에 접하여, 착색층이나 차광층(847)이 설치되어 있다. 용량 소자는 발광 소자(930)가 발하는 광을 투과하는 재료를 사용하여 형성한다.
또한, 도 7의 (C)에 도시한 바와 같이, EL층(933)은 구분하여 도포되어 있어도 된다. 즉, 다른 색의 광을 발하는 EL층(933)이 설치되어 있어도 된다.
<재료의 일례>
이하에, 발광 패널에 사용할 수 있는 재료에 대해 예시한다. 또한, 앞서 설명한 요소에 대해서는 설명을 생략하는 경우가 있다.
기판에는 유리, 석영, 유기 수지, 금속, 합금 등의 재료를 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 취출하는 측의 기판은 해당 광을 투과하는 재료를 사용한다.
특히, 가요성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유기 수지나 가요성을 가질 정도의 두께의 유리, 금속, 합금을 사용할 수 있다.
유리에 비해 유기 수지는 비중이 작기 때문에, 가요성 기판으로서 유기 수지를 사용하면, 유리를 사용하는 경우에 비해 발광 패널을 경량화할 수 있어, 바람직하다.
기판에는 인성이 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 내충격성이 우수하고, 파손되기 어려운 발광 패널을 실현할 수 있다. 예를 들어, 유기 수지 기판이나, 두께가 얇은 금속 기판 또는 합금 기판을 사용함으로써, 유리 기판을 사용하는 경우에 비해, 경량이고, 파손되기 어려운 발광 패널을 실현할 수 있다.
금속 재료나 합금 재료는 열전도성이 높고, 기판 전체에 열을 용이하게 전도할 수 있으므로, 발광 패널의 국소적인 온도 상승을 억제할 수 있어, 바람직하다. 금속 재료나 합금 재료를 사용한 기판의 두께는 10㎛ 이상 200㎛ 이하가 바람직하고, 20㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
유리로서는, 예를 들어 무알칼리 유리, 바륨붕규산 유리, 알루미노붕규산 유리 등을 사용할 수 있다.
가요성 및 가시광에 대한 투과성을 갖는 재료로서는, 예를 들어 가요성을 가질 정도의 두께의 유리나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트(PC) 수지, 폴리에테르술폰(PES) 수지, 폴리아미드 수지, 시클로올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 아라미드 수지 등을 들 수 있다. 특히, 열팽창 계수가 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, PET 등을 적절히 사용할 수 있다. 또한, 유리 섬유에 유기 수지를 함침한 기판이나, 무기 필러를 유기 수지에 혼합하여 열팽창 계수를 내린 기판을 사용할 수도 있다. 이와 같은 재료를 사용한 기판은 중량이 가볍기 때문에, 해당 기판을 사용한 발광 패널도 경량으로 할 수 있다.
금속 기판을 구성하는 재료로서는, 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 알루미늄, 구리, 니켈, 또는 알루미늄 합금 혹은 스테인리스 등의 금속의 합금 등을 적절히 사용할 수 있다.
또한, 도전성의 기판 표면을 산화하거나, 또는 표면에 절연막을 형성하는 것 등에 의해, 절연 처리가 실시된 기판을 사용해도 된다. 예를 들어, 스핀 코트법이나 침지법 등의 도포법, 전착법, 증착법, 또는 스퍼터링법 등을 사용하여 절연막을 형성해도 되고, 산소 분위기에서 방치하거나 또는 가열하는 것 외에, 양극 산화법 등에 의해, 기판의 표면에 산화막을 형성해도 된다.
가요성 기판으로서는, 상기 재료를 사용한 층이, 발광 패널의 표면을 흠집 등으로부터 보호하는 하드 코트층(예를 들어, 질화실리콘층 등)이나, 가압을 분산가능한 재질의 층(예를 들어, 아라미드 수지층 등) 등과 적층되어 구성되어 있어도 된다. 또한, 수분 등에 의한 발광 소자의 수명 저하 등을 억제하기 위해, 질화실리콘막, 산화질화실리콘막 등의 질소와 규소를 포함하는 막이나, 질화알루미늄막 등의 질소와 알루미늄을 포함하는 막 등의 투수성이 낮은 절연막을 갖고 있어도 된다. 또한, 본 명세서 등에 있어서, 산화질화실리콘이란, 그 조성으로서, 질소보다도 산소의 함유량이 많은 것을 가리키고, 질화산화실리콘이란, 그 조성으로서, 산소보다도 질소의 함유량이 많은 것을 가리키는 것으로 한다. 여기서, 산소 및 질소의 함유량은 러더포드 후방 산란법(RBS:Rutherford Backscattering Spectrometry) 또는 수소 전방 산란법(HFS:Hydrogen Forward scattering Spectrometry)을 사용하여 측정하는 것으로 한다.
접착층에는 자외선 경화형 등의 광경화형 접착제, 반응 경화형 접착제, 열경화형 접착제, 혐기형 접착제 등의 각종 경화형 접착제를 사용할 수 있다. 이들 접착제로서는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 페놀 수지, 폴리이미드 수지, 이미드 수지, PVC(폴리비닐 클로라이드) 수지, PVB(폴리비닐 부티랄) 수지, EVA(에틸렌비닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히, 에폭시 수지 등의 투습성이 낮은 재료가 바람직하다. 또한, 2액 혼합형의 수지를 사용해도 된다. 또한, 접착 시트 등을 사용해도 된다.
또한, 상기 수지에 건조제를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 알칼리 토금속의 산화물(산화칼슘이나 산화바륨 등)과 같이, 화학 흡착에 의해 수분을 흡착하는 물질을 사용할 수 있다. 또는, 제올라이트나 실리카 겔 등과 같이, 물리 흡착에 의해 수분을 흡착하는 물질을 사용해도 된다. 건조제가 포함되어 있으면, 수분 등의 불순물이 발광 소자에 침입하는 것을 억제할 수 있어, 발광 패널의 신뢰성이 향상되므로 바람직하다.
또한, 상기 수지에 굴절률이 높은 필러나 광산란 부재를 혼합함으로써, 발광 소자로부터의 광 취출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 산화티타늄, 산화바륨, 제올라이트, 지르코늄 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 수지에 레벨링제 또는 계면 활성제를 포함하고 있어도 된다.
상기 수지에 레벨링제 또는 계면 활성제를 첨가함으로써, 수지의 표면 장력을 내리고, 수지의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 습윤성이 높을수록, 수지를 균일하게 도포할 수 있다. 이에 의해, 한 쌍의 기판을 접합할 때에 기포가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 발광 패널에 있어서의 발광 불량을 억제할 수도 있다.
레벨링제 또는 계면 활성제로서는, 피박리층에 포함되는 소자 등에 악영향을 미치지 않는 재료를 사용한다. 예를 들어, 에폭시 수지에 0.2wt％의 불소계 레벨링제를 첨가한 재료를 접착제로서 사용해도 된다.
절연층(903) 및 절연층(993)으로서는, 각각, 방습성이 높은 절연막을 사용하는 것이 바람직하다. 또는, 절연층(903) 및 절연층(993)은, 각각, 불순물의 발광 소자로의 확산을 방지하는 기능을 갖고 있는 것이 바람직하다.
방습성이 높은 절연막으로서는, 질화실리콘막, 질화산화실리콘막 등의 질소와 규소를 포함하는 막이나, 질화알루미늄막 등의 질소와 알루미늄을 포함하는 막 등을 들 수 있다. 또한, 산화실리콘막, 산화질화실리콘막, 산화알루미늄막 등을 사용해도 된다.
예를 들어, 방습성이 높은 절연막의 수증기 투과량은 1×10-5[g/(㎡ㆍday)] 이하, 바람직하게는 1×10-6[g/(㎡ㆍday)] 이하, 보다 바람직하게는 1×10-7[g/(㎡ㆍday)] 이하, 더욱 바람직하게는 1×10-8[g/(㎡ㆍday)] 이하로 한다.
발광 패널이 갖는 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 스태거형의 트랜지스터로 해도 되고, 역스태거형의 트랜지스터로 해도 된다. 또한, 톱 게이트형 또는 보톰 게이트형 중 어떤 트랜지스터 구조로 해도 된다. 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 실리콘, 게르마늄, 유기 반도체 등을 들 수 있다. 또는, In-Ga-Zn계 금속 산화물 등의, 인듐, 갈륨, 아연 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 반도체를 사용해도 된다.
트랜지스터에 사용하는 반도체 재료의 결정성에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 비정질 반도체, 결정성을 갖는 반도체(미결정 반도체, 다결정 반도체, 단결정 반도체, 또는 일부에 결정 영역을 갖는 반도체) 중 어떤 것을 사용해도 된다. 결정성을 갖는 반도체를 사용하면, 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있으므로 바람직하다.
트랜지스터의 특성 안정화 등을 위해, 바탕막을 설치하는 것이 바람직하다. 바탕막으로서는, 산화실리콘막, 질화실리콘막, 산화질화실리콘막, 질화산화실리콘막 등의 무기 절연막을 사용하여, 단층으로 또는 적층하여 제작할 수 있다. 바탕막은 스퍼터링법, CVD(Chemical Vapor Deposition)법(플라즈마 CVD법, 열 CVD법, MOCVD(Metal Organic CVD)법 등), ALD(Atomic Layer Deposition)법, 도포법, 인쇄법 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 바탕막은 필요하지 않으면 설치하지 않아도 된다.
발광 소자의 전극으로서 사용할 수 있는, 가시광을 투과하는 도전막에는, 예를 들어 산화인듐, 인듐 주석 산화물(ITO:Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물, 산화아연(ZnO), 갈륨을 첨가한 ZnO 등이 있다. 또한, 금, 은, 백금, 마그네슘, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 팔라듐, 혹은 티타늄 등의 금속 재료, 이들 금속 재료를 포함하는 합금, 또는 이들 금속 재료의 질화물(예를 들어, 질화티타늄) 등도, 투광성을 가질 정도로 얇게 형성함으로써 사용할 수 있다. 또한, 상기 재료의 적층막을 도전층으로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용하면, 도전성을 높일 수 있으므로 바람직하다. 또한, 그래핀 등을 사용해도 된다.
발광 소자의 전극으로서 사용할 수 있는, 가시광을 반사하는 도전막에는, 예를 들어 알루미늄, 금, 백색 금, 은, 니켈, 텅스텐, 크롬, 몰리브덴, 철, 코발트, 구리, 혹은 팔라듐 등의 금속 재료, 또는 이들 금속 재료를 포함하는 합금 등이 있다. 또한, 상기 금속 재료나 합금에, 란탄, 네오디뮴, 또는 게르마늄 등이 첨가 되어 있어도 된다. 또한, 알루미늄과 티타늄의 합금, 알루미늄과 니켈의 합금, 알루미늄과 네오디뮴의 합금 등의 알루미늄을 포함하는 합금(알루미늄 합금)이나, 은과 구리의 합금, 은과 팔라듐과 구리의 합금, 은과 마그네슘의 합금 등의 은을 포함하는 합금을 사용하여 형성할 수 있다. 은과 구리를 포함하는 합금은 내열성이 높기 때문에 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금막에 접하는 금속막 또는 금속 산화물막을 적층함으로써, 알루미늄 합금막의 산화를 억제할 수 있다. 해당 금속막, 금속 산화물막의 재료로서는, 티타늄, 산화티타늄 등을 들 수 있다. 또한, 상기 가시광을 투과하는 도전막과 금속 재료를 포함하는 막을 적층해도 된다. 예를 들어, 은과 ITO의 적층막, 은과 마그네슘의 합금과 ITO의 적층막 등을 사용할 수 있다.
전극은, 각각, 증착법이나 스퍼터링법을 사용하여 형성할 수 있다. 그 밖에, 잉크젯법 등의 토출법, 스크린 인쇄법 등의 인쇄법, 또는 도금법을 사용하여 형성할 수 있다.
EL층(933)은 복수의 발광층을 갖고 있어도 된다. EL층(933)에 있어서, 복수의 발광층은 서로 접하여 적층되어 있어도 되고, 분리층을 통해 적층되어 있어도 된다. 예를 들어, 형광 발광층과, 인광 발광층 사이에, 분리층을 형성해도 된다.
분리층은, 예를 들어 인광 발광층 중에서 생성하는 인광 재료의 여기 상태로부터 형광 발광층 중의 형광 재료로의 덱스터 기구에 의한 에너지 이동(특히, 삼중항 에너지 이동)을 방지하기 위해 설치할 수 있다. 분리층은 수㎚ 정도의 두께가 있으면 된다. 구체적으로는, 0.1㎚ 이상 20㎚ 이하, 혹은 1㎚ 이상 10㎚ 이하, 혹은 1㎚ 이상 5㎚ 이하이다. 분리층은 단일의 재료(바람직하게는 바이폴라성 물질), 또는 복수의 재료(바람직하게는 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료)를 포함한다.
분리층은 해당 분리층과 접하는 발광층에 포함되는 재료를 사용하여 형성해도 된다. 이에 의해, 발광 소자의 제작이 용이해지고, 또한 구동 전압이 저감된다. 예를 들어, 인광 발광층이, 호스트 재료, 어시스트 재료 및 인광 재료(게스트 재료)를 포함하는 경우, 분리층을, 해당 호스트 재료 및 어시스트 재료로 형성해도 된다. 상기 구성을 환언하면, 분리층은 인광 재료를 포함하지 않는 영역을 갖고, 인광 발광층은 인광 재료를 포함하는 영역을 갖는다. 이에 의해, 분리층과 인광 발광층을 인광 재료의 유무로 증착하는 것이 가능해진다. 또한, 이와 같은 구성으로 함으로써, 분리층과 인광 발광층을 동일한 챔버에서 성막하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 제조 비용을 삭감할 수 있다.
또한, 발광 소자(930)는 EL층을 1개 갖는 싱글 소자여도 되고, 전하 발생층을 통해 적층된 EL층을 복수 갖는 탠덤 소자여도 된다.
발광 소자는 한 쌍의 방습성이 높은 절연막 사이에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 발광 소자에 물 등의 불순물이 침입하는 것을 억제할 수 있어, 발광 패널의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다. 구체적으로는, 상기와 같이 절연층(903) 및 절연층(993)으로서, 방습성이 높은 절연막을 사용하면, 발광 소자가 한 쌍의 방습성이 높은 절연막 사이에 위치하여, 발광 패널의 신뢰성의 저하를 억제할 수 있다.
절연층(907)이나 절연층(909)으로서는, 예를 들어 산화실리콘막, 산화질화실리콘막, 산화알루미늄막 등의 무기 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 절연층(943)이나 절연층(945)으로서는, 예를 들어 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 벤조시클로부텐계 수지 등의 유기 재료를 각각 사용할 수 있다. 또한, 저유전율 재료(low-k 재료) 등을 사용할 수 있다. 또한, 절연막을 복수 적층시킴으로써, 각 절연층을 형성해도 된다.
절연층(925)으로서는, 유기 절연 재료 또는 무기 절연 재료를 사용하여 형성한다. 수지로서는, 예를 들어, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 실록산 수지, 에폭시 수지, 또는 페놀 수지 등을 사용할 수 있다. 특히 감광성의 수지 재료를 사용하여, 절연층(925)이 곡률을 갖고 형성되는 경사면이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 격벽(928)에는 절연층(925)에 사용할 수 있는 재료를 적용할 수 있다.
절연층(925)이나 격벽(298)의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 포토리소그래피법, 스퍼터법, 증착법, 액적 토출법(잉크젯법 등), 인쇄법(스크린 인쇄, 오프셋 인쇄 등) 등을 사용할 수 있다.
스페이서(926)는 무기 절연 재료, 유기 절연 재료, 금속 재료 등을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 무기 절연 재료나 유기 절연 재료로서는, 상기 절연층에 사용할 수 있는 각종 재료를 들 수 있다. 금속 재료로서는, 티타늄, 알루미늄 등을 사용할 수 있다. 도전 재료를 포함하는 스페이서(926)와 상부 전극(935)을 전기적으로 접속시키는 구성으로 함으로써, 상부 전극(935)의 저항에 기인한 전위 강하를 억제할 수 있다. 또한, 스페이서(926)는 순테이퍼 형상이어도 되고 역테이퍼 형상이어도 된다.
트랜지스터의 전극이나 배선, 또는 발광 소자의 보조 전극 등으로서 기능하는, 발광 패널에 사용하는 도전층은, 예를 들어 몰리브덴, 티타늄, 크롬, 탄탈륨, 텅스텐, 알루미늄, 구리, 네오디뮴, 스칸듐 등의 금속 재료 또는 이들 원소를 포함하는 합금 재료를 사용하여, 단층으로 또는 적층하여 형성할 수 있다. 또한, 도전층은 도전성의 금속 산화물을 사용하여 형성해도 된다. 도전성의 금속 산화물로서는 산화인듐(In2O3 등), 산화주석(SnO2 등), ZnO, ITO, 인듐 아연 산화물(In2O3-ZnO 등) 또는 이들 금속 산화물 재료에 산화실리콘을 포함시킨 것을 사용할 수 있다.
착색층은 특정한 파장 대역의 광을 투과하는 유색층이다. 예를 들어, 적색의 파장 대역의 광을 투과하는 적색(R)의 컬러 필터, 녹색의 파장 대역의 광을 투과하는 녹색(G)의 컬러 필터, 청색의 파장 대역의 광을 투과하는 청색(B)의 컬러 필터, 황색의 파장 대역의 광을 투과하는 황색(Y)의 컬러 필터 등을 사용할 수 있다. 각 착색층은 다양한 재료를 사용하여, 인쇄법, 잉크젯법, 포토리소그래피법을 사용한 에칭 방법 등으로 각각 원하는 위치에 형성한다. 또한, 백색의 부화소에서는 발광 소자와 중첩하여 투명한 수지를 배치해도 된다.
차광층은 인접하는 착색층 사이에 설치되어 있다. 차광층은 인접하는 발광 소자로부터의 광을 차광하여, 인접하는 발광 소자 사이에 있어서의 혼색을 억제한다. 여기서, 착색층의 단부를, 차광층과 중첩하도록 설치함으로써, 광 누설을 억제할 수 있다. 차광층으로서는, 발광 소자로부터의 발광을 차단하는 재료를 사용할 수 있고, 예를 들어 금속 재료나, 안료 혹은 염료를 포함하는 수지 재료를 사용하여 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 또한, 차광층은 구동 회로부 등의 발광부 이외의 영역에 설치하면, 도파광 등에 의한 의도하지 않은 광 누설을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 착색층 및 차광층을 덮는 오버코트를 설치해도 된다. 오버코트를 설치함으로써, 착색층에 함유된 불순물 등의 발광 소자로의 확산을 방지할 수 있다. 오버코트는 발광 소자로부터의 발광을 투과하는 재료로 구성되어, 예를 들어 질화실리콘막, 산화실리콘막 등의 무기 절연막이나, 아크릴막, 폴리이미드막 등의 유기 절연막을 사용할 수 있고, 유기 절연막과 무기 절연막의 적층 구조로 해도 된다.
본 발명의 일 형태는 발광 장치뿐만 아니라, 표시 장치에 적용할 수도 있다. 본 발명의 일 형태의 표시 장치가 갖는 표시 소자는 EL 소자 등의 발광 소자로 한정되지 않고, 예를 들어 액정 소자, 전기 영동 소자, MEMS(마이크로ㆍ일렉트로ㆍ메커니컬ㆍ시스템)를 사용한 표시 소자, 일렉트로 웨팅 소자, 카본 나노 튜브를 사용한 표시 소자 등을 들 수 있다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 3)
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치에 사용할 수 있는 이차 전지에 대해 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 가요성을 갖는 이차 전지인, 라미네이트형의 이차 전지에 대해 설명한다.
도 8의 (A)에 라미네이트형의 이차 전지의 상면을 도시한다. 또한, 도 8의 (A) 중의 일점 쇄선 M1-N1 사이의 단면의 모식도를 도 8의 (B)에 도시한다.
도 8의 (A), (B)에 도시하는 이차 전지는 정극(203), 부극(206), 세퍼레이터(207), 필름(208), 필름(209) 및 전해액(210)을 갖는다. 정극(203)은 정극 집전체(201) 및 정극 활물질층(202)을 갖는다. 부극(206)은 부극 집전체(204) 및 부극 활물질층(205)을 갖는다.
필름(208) 및 필름(209)은 외장체이다. 외장체로 둘러싸인 영역에는 시트 형상의 정극(203)과, 세퍼레이터(207)와, 시트 형상의 부극(206)이 적층하여 수용되어 있다. 외장체로 둘러싸인 영역은 전해액(210)으로 채워져 있다.
도 8의 (B)에 있어서는, 전극이 2층[정극(203)과 부극(206)]인 예를 도시하였지만, 전극을 2층보다도 많게 함으로써 이차 전지의 용량을 유지한 상태에서, 이차 전지의 면적(사이즈)을 작게 할 수 있다. 단, 전극이 40층을 초과하는 경우, 이차 전지의 두께가 증가하여, 가요성을 손상시킬 우려가 있다. 따라서, 이차 전지에 가요성을 갖게 하고 싶은 경우에는, 전극의 수는 40층 이하, 바람직하게는 20층 이하로 한다. 또한, 정극 집전체(201)의 양면에 정극 활물질층(202)을 도포하거나, 또는 부극 집전체(204)의 양면에 부극 활물질층(205)을 도포하는 등, 양면 도포를 행하는 경우에는, 이차 전지의 용량을 유지한 상태에서 전극을 10층 이하로 줄일 수도 있다.
시트 형상의 정극(203)과, 세퍼레이터(207)와, 시트 형상의 부극(206)의 적층은 히트 시일을 행함으로써 밀봉할 수 있다.
본 명세서에서 히트 시일이란, 가열 압착에 의해 밀봉하는 것을 가리키고 있고, 기재 필름에 파트 코트되어 있는 접착층, 또는 라미네이트 필름의 융점이 낮은 최외층 또는 최내층을 열에 의해 녹이고, 가압에 의해 접착하는 것을 말한다.
이차 전지는 얇고 유연성을 갖는 필름(예를 들어, 라미네이트 필름)을 외장체로서 사용한다. 라미네이트 필름이란, 기재 필름과 접착성 합성 수지 필름의 적층 필름, 또는 2종류 이상의 적층 필름을 가리킨다. 기재 필름으로서는, PET나 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르, 나일론6, 나일론66 등의 폴리아미드, 또한 무기 증착 필름, 또는 종이류를 사용할 수 있다. 또한, 접착성 합성 수지 필름으로서는, 폴리에틸렌(PE)이나 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀, 아크릴계 합성 수지, 에폭시계 합성 수지 등을 사용할 수 있다. 라미네이트 필름은 라미네이트 장치에 의해, 피처리체와 열 압착에 의해 라미네이트된다. 또한, 라미네이트 공정을 행하는 전처리로서 앵커 코트제를 도포하는 것이 바람직하고, 라미네이트 필름과 피처리체의 접착을 견고한 것으로 할 수 있다. 앵커 코트제로서는 이소시아네이트계 등을 사용할 수 있다.
정극 집전체(201) 및 부극 집전체(204)는 외부와의 전기적 접촉을 얻는 단자의 역할도 겸하고 있다. 그로 인해, 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 정극 집전체(201) 및 부극 집전체(204)의 일부는 필름(208) 및 필름(209)으로부터 외측으로 노출되도록 배치된다. 전극층수를 늘려 적층하는 경우에는, 복수의 정극 집전체(201)를 초음파 용접에 의해 전기적으로 접속하는 것 및 복수의 부극 집전체(204)를 초음파 용접에 의해 전기적으로 접속한다. 또한, 도 8의 (B)에서는, 부극 집전체(204)의 일부는 필름(209)으로부터 외측으로 돌출되어 연장되어 있다.
또한, 도 8의 (A)는 필름(208)과 필름(209)을 사용하여 밀봉하는 예이지만, 특별히 한정되지 않고, 1매의 필름의 중앙을 접고, 그것을 외장체로 해도 된다. 도 8의 (A), (B)와는 다른 예를 도 9에 도시한다. 필름(218)을 중앙에서 절곡하여 두 단부를 중첩하고, 3변을 접착층으로 밀봉하는 구조로 한다. 그 제작 방법은 도 9를 사용하여 이하에 설명한다.
먼저, 필름(218)을 중앙에서 접어, 도 9의 (A)에 도시하는 상태로 한다. 그리고, 도 9의 (B)에 도시한 바와 같이 이차 전지를 구성하는 정극 집전체(211), 세퍼레이터(217), 부극 집전체(214)를 적층한 것을 준비한다. 그리고 도 9의 (C)에 도시하는 밀봉층(225)을 갖는 리드 전극(226)을 2개 준비한다. 리드 전극(226)은 리드 단자라고도 불리고, 이차 전지의 정극 또는 부극을 외장 필름의 외측으로 인출하기 위해 설치된다. 그리고, 하나의 리드 전극과, 정극 집전체(211)의 돌출부를 초음파 용접 등에 의해, 전기적으로 접속한다. 정극 집전체(211)의 돌출부와 접속하는 리드 전극은 재료로서 알루미늄을 사용한다. 그리고 또 하나의 리드 전극과, 부극 집전체(214)의 돌출부를 초음파 용접 등에 의해, 전기적으로 접속한다. 부극 집전체(214)의 돌출부와 접속하는 리드 전극은, 재료로서 니켈 도금을 실시한 구리를 사용한다. 그리고, 전해액을 넣기 위한 1변을 남기기 위해, 필름(218)의 2변에 대해 열 압착을 행하여 밀봉한다. 열 압착 시, 리드 전극에 설치된 밀봉층(225)도 녹여서 리드 전극과 필름(218) 사이를 고정한다. 그리고, 감압 분위기 하에서, 혹은 불활성 분위기 하에서 원하는 양의 전해액을 필름(218)이 주머니 형상으로 된 내측에 적하한다. 그리고, 마지막으로, 열 압착을 하지 않고 남아 있던 필름의 주연에 대해 열 압착을 행하여 밀봉한다. 이렇게 하여 도 9의 (D)에 도시하는 이차 전지(20)를 제작할 수 있다. 도 9의 (D) 중의 점선과 단부면의 영역은 열 압착 영역(227)이다.
도 9의 (D) 중의 일점 쇄선 M2-N2 사이의 단면도의 일례를 도 9의 (E)에 도시한다. 도 9의 (E)에 도시한 바와 같이, 정극 집전체(211), 정극 활물질층(212), 세퍼레이터(217), 부극 활물질층(215), 부극 집전체(214)의 순으로 적층된 것이, 절곡한 필름(218)에 끼워지고, 또한 단부에 있어서 접착층(231)으로 밀봉되어 있고, 그 밖의 공간에는 전해액(232)을 갖고 있다.
여기서, 도 9의 (F)를 사용하여 이차 전지의 충전 시의 전류의 흐름을 설명한다. 리튬을 사용한 이차 전지를 하나의 폐회로라고 간주했을 때, 리튬 이온의 움직임과 전류의 흐름은 동일한 방향으로 된다. 또한, 리튬을 사용한 이차 전지에서는, 충전과 방전으로 애노드(양극)와 캐소드(음극)가 교체되고, 산화 반응과 환원 반응이 교체되게 되므로, 반응 전위가 높은 전극을 정극이라고 칭하고, 반응 전위가 낮은 전극을 부극이라고 칭한다. 따라서, 본 명세서에 있어서는, 충전 중이라도, 방전 중이라도, 역펄스 전류를 흘리는 경우라도, 충전 전류를 흘리는 경우라도, 정극은 「정극」 또는 「+극(플러스극)」이라고 칭하고, 부극은 「부극」 또는 「-극(마이너스극)」이라고 칭하기로 한다. 산화 반응이나 환원 반응에 관련한 애노드(양극)나 캐소드(음극)라는 용어를 사용하면, 충전 시와 방전 시는, 반대로 되어 버려, 혼란을 초래할 가능성이 있다. 따라서, 애노드(양극)나 캐소드(음극)라는 용어는, 본 명세서에 있어서는 사용하지 않기로 한다. 가령 애노드(양극)나 캐소드(음극)라는 용어를 사용하는 경우에는, 충전 시인지 방전 시인지를 명기하고, 정극(플러스극)과 부극(마이너스극) 중 어느 것에 대응하는 것인지도 병기하기로 한다.
예를 들어, 도 9의 (F)에 도시하는 2개의 단자에 충전기를 접속하면, 이차 전지(20)가 충전된다. 이차 전지(20)의 충전이 진행되면, 전극간의 전위차는 커진다. 도 9의 (F)에서는 이차 전지(20)의 외부 단자로부터, 정극 집전체(211)의 쪽으로 흐르고, 이차 전지(20) 중에 있어서, 정극 집전체(211)로부터 부극 집전체(214)의 쪽으로 흐르고, 부극 집전체(214)로부터 이차 전지(20)의 외부 단자의 쪽으로 흐르는 전류의 방향을 정의 방향으로 하고 있다. 즉, 충전 전류가 흐르는 방향을 전류의 방향으로 하고 있다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 4)
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 패널에 대해 도 10 내지 도 18을 사용하여 설명한다.
본 실시 형태의 발광 패널은 용량 소자와, 발광 소자와, 스위치(스위치 소자 등이라고도 함)를 갖는다. 본 실시 형태의 발광 패널은 스위치를 오프로 함으로써, 용량 소자의 전극간의 전압이 유지되므로, 전원의 공급을 정지한 경우라도 데이터의 유지가 가능하다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에 사용함으로써, 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 1회의 충전에 의해 장시간의 사용이 가능한 발광 장치를 실현할 수 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태의 발광 패널은 제1 스위치와, 제2 스위치와, 용량 소자와, 발광 소자를 갖는다. 제1 스위치는 용량 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속된다. 제2 스위치는 용량 소자의 다른 쪽의 전극에 전기적으로 접속된다. 용량 소자는 비디오 신호에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖는다. 발광 소자는 해당 전압에 따라 발광하는 기능을 갖는다. 용량 소자가 해당 전압을 유지하는 기간에 있어서, 제1 스위치 및 제2 스위치는 비도통 상태이고, 비디오 신호의 공급에 사용한 구동 회로와는 전기적으로 차단된다.
또는, 본 실시 형태의 발광 패널은 제1 트랜지스터와, 제2 트랜지스터와, 제3 트랜지스터와, 용량 소자와, 발광 소자를 갖는다. 제1 트랜지스터의 게이트는 제1 배선에 전기적으로 접속된다. 제1 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽은 제2 배선에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 용량 소자의 한쪽 전극 및 제3 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속된다. 제2 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽은 제3 배선에 전기적으로 접속되고, 다른 쪽은 용량 소자의 다른 쪽의 전극 및 제3 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 한쪽에 전기적으로 접속된다. 제3 트랜지스터의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 제4 배선에 전기적으로 접속된다. 용량 소자는 비디오 신호에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖는다. 발광 소자는 해당 전압에 따라 발광하는 기능을 갖는다. 용량 소자가 전위를 유지하는 기간에 있어서, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 비도통 상태이고, 비디오 신호의 공급에 사용한 구동 회로와는 전기적으로 차단되어 있어도 된다. 또는, 용량 소자가 전위를 유지하는 기간에 있어서, 제2 배선의 전위를 제1 배선의 전위로 하는 동작과, 제4 배선의 전위를 제3 배선의 전위로 하는 동작과, 제1 배선과 제2 배선과 제3 배선과 제4 배선에 전위의 공급을 정지하는 동작을 행해도 된다.
스위치로서는, 산화물 반도체를 갖는 트랜지스터를 사용하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체는 실리콘 등과 비교하여 밴드 갭이 넓기 때문에, 트랜지스터의 오프 전류값을 극히 작게 할 수 있다. 또한, 산화물 반도체를 갖는 트랜지스터는 아몰퍼스실리콘 또는 폴리실리콘 등을 갖는 트랜지스터와 비교하여, 온도 의존성이 낮기 때문에, 발광 패널을 넓은 온도 범위에서 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기의 제1 트랜지스터와 제2 트랜지스터는, 각각 산화물 반도체를 갖는 것이 바람직하다.
도 10의 (A)에 발광 패널이 갖는 회로(화소, 화소 회로라고도 함)의 일례를 도시한다.
도 10의 (A)의 회로(140)는 발광 소자(101)와, 용량 소자(102)와, 제1 트랜지스터(103)와, 제2 트랜지스터(104)와, 제3 트랜지스터(105)를 갖는다. 발광 패널은 회로(140)를 1개 또는 복수개 갖고 있다. 도 10의 (B)와 같이, 발광 패널은 회로(140)가 매트릭스 형상으로 배치된 회로(150)를 갖고 있어도 된다.
제1 트랜지스터(103)는 게이트가 배선 GL(게이트선이라고도 함)에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 또는 드레인의 한쪽이 배선 SL(소스선이라고도 함)에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 용량 소자(102)의 한쪽 전극과, 제3 트랜지스터(105)의 게이트에 전기적으로 접속되어 있다.
제2 트랜지스터(104)는 게이트가 배선 GL에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 또는 드레인의 한쪽이 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극과, 발광 소자(101)의 한쪽 전극과, 제3 트랜지스터(105)의 소스 또는 드레인의 한쪽에 전기적으로 접속되어 있다. 소스 또는 드레인의 다른 쪽이 배선 V0과 전기적으로 접속되어 있다.
제3 트랜지스터(105)의 소스 또는 드레인의 다른 쪽은 배선 ANODE에 전기적으로 접속되어 있다.
발광 소자(101)의 다른 쪽의 전극은 배선 CATHODE에 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 도 10의 (B)의 회로(150)에서는 배선 ANODE, 배선 CATHODE 및 배선 V0은 도시하고 있지 않지만, 도 10의 (A)와 마찬가지로 각 회로(140)에 배치되어 있다. 혹은, 이들 배선을 복수의 회로(140)로 공유하고 있어도 된다. 예를 들어, 배선 V0은 배선 GL 방향에 인접하는 2개의 회로(140)에 있어서 공유되어 있어도 된다. 또한, 배선 CATHODE는 배선 SL 방향에 인접하는 2개의 회로(140)에 있어서 공유되어 있어도 된다.
배선 GL은 제1 트랜지스터(103)의 도통(온 또는 도통 상태라고도 함) 또는 비도통(오프 또는 비도통 상태라고도 함)을 제어하는 전위 및 제2 트랜지스터(104)의 도통 또는 비도통을 제어하는 전위를 공급(입력, 전송이라고도 함)하는 기능을 갖는다.
배선 SL은 비디오 신호(데이터, 신호, 영상 신호, 또는 화상 신호 등이라고도 함)에 따른 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
배선 V0은 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극에 전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 배선 ANODE는 발광 소자(101)의 한쪽 전극[도 10의 (A)의 예에서는 애노드 전극]에 전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 배선 CATHODE는 발광 소자(101)의 다른 쪽의 전극[도 10의 (A)의 예에서는 캐소드 전극]에 전원 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
발광 소자(101)는, 예를 들어 EL 소자 등의 발광 소자이고, 애노드 전극으로부터 캐소드 전극에 전류가 흐름으로써, 그 전류값에 따른 표시(발광)를 행하는 기능을 갖는다.
제1 트랜지스터(103)는 배선 SL의 전위(Vin이라고도 함)를 용량 소자(102)의 한쪽 전극과, 제3 트랜지스터(105)의 게이트에 공급하는 기능을 갖는다.
제2 트랜지스터(104)는 배선 V0의 전위(V0이라고도 함)를 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극에 공급하는 기능을 갖는다.
용량 소자(102)는 배선 SL과 배선 V0의 전위차에 따른 전압(Vin-V0이라고도 함)을 유지하는 기능을 갖는다. 즉, 비디오 신호에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖는다. 또한, 용량 소자(102)는 제3 트랜지스터(105)의 게이트와 소스 또는 드레인의 한쪽 사이의 전위차에 따른 전압을 유지하는 기능을 갖는다. 또한, 여기서는, 비디오 신호에 따른 전압이란, 배선 SL의 전위 Vin과 배선 V0의 전위 V0의 차에 따른 전압(Vin-V0)을 가리키고 있다.
제3 트랜지스터(105)는 용량 소자(102)에 유지된 전압에 따라, 발광 소자(101)에 흐르는 전류를 제어하는 기능을 갖는다.
따라서, 발광 소자(101)는 용량 소자(102)에 유지된 전압에 따라 표시를 행하는 기능을 갖는다.
다음에, 도 10의 회로(140)의 동작에 대해 설명한다.
<기입 동작>
비디오 신호의 기입 동작은 이하와 같이 행해진다. 먼저, 배선 GL에, 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 도통하는 전위를 공급한다. 그러면, 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 도통하고, 용량 소자(102)의 한쪽 전극과 배선 SL이 도통하고, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극과 배선 V0이 도통한다. 그리고, 용량 소자(102)의 전극 사이에, 배선 SL과 배선 V0의 전위차에 따른 전압이 입력된다. 즉, 용량 소자(102)에는 비디오 신호에 따른 전압이 입력된다. 이와 같이 하여, 회로(140)에 비디오 신호가 기입된다. 또한, 배선 V0은 회로(140)를 초기화(초기화 동작이라고도 함)하는 전위를 공급할 수 있다고도 할 수 있다. 즉, 회로(140)에서는 기입 동작과 초기화 동작을 동시에 행할 수 있다.
또한, 초기화 동작과 기입 동작을 따로따로 행해도 된다. 그 경우, 제1 트랜지스터(103)의 게이트와 제2 트랜지스터(104)의 게이트에는 각각의 배선이 접속되어 있어도 된다. 그리고, 제2 트랜지스터(104)를 도통시켜, 배선 V0과 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극을 전기적으로 접속시켜 초기화한다. 그 후, 제1 트랜지스터(103)를 도통시키고, 배선 SL과 용량 소자(102)의 한쪽 전극을 전기적으로 접속시켜 비디오 신호의 기입을 행하면 된다.
또한, 기입 동작 시, 배선 V0의 전위를 배선 CATHODE의 전위 이상으로 해 둠으로써, 기입 동작 중에도 발광 소자(101)에 전류를 흘릴 수 있다. 또한, 배선 V0의 전위를 배선 CATHODE의 전위 이하로 해 둠으로써, 기입 동작 중에 발광 소자(101)에 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 배선 V0의 전위와 배선 CATHODE의 전위를 동등하게 해 두면 전원의 수를 적게 할 수 있다. 예를 들어, 배선 V0의 전위는 0V로 할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
<유지 동작>
비디오 신호의 유지 동작은 이하와 같이 하여 행해진다. 배선 GL에, 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 비도통으로 되는 전위를 공급한다. 그러면, 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 비도통으로 되어, 용량 소자(102)의 한쪽 전극이 배선 SL과 비도통으로 되고, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극이 배선 V0과 비도통으로 된다. 그리고, 용량 소자(102)의 전극 사이에는 기입 동작에 있어서 입력된 전압이 유지된다. 즉, 용량 소자(102)에는 비디오 신호에 따른 전압이 유지되게 된다. 용량 소자(102)에 전압이 유지되고 있는 동안, 발광 소자(101)는 유지된 전압에 따라 표시를 행하는 것이 가능하다.
<표시 동작>
표시 동작은 이하와 같이 행해진다. 제3 트랜지스터(105)에, 게이트와 소스 사이의 전압에 따라 전류가 흐른다. 구체적으로는, 해당 전압이 제3 트랜지스터(105)의 역치 전압을 상회하고 있을 때, 해당 전류가 흐른다. 그러면, 제3 트랜지스터(105)에 직렬로 전기적으로 접속된 발광 소자(101)에도, 배선 ANODE로부터 배선 CATHODE의 방향으로 해당 전류가 흐른다. 그리고, 발광 소자(101)는 해당 전류를 따라 표시를 행하는 것이 가능하다. 여기서, 제3 트랜지스터(105)의 게이트와 소스 사이의 전압은 용량 소자(102)에 유지된 전압이므로, 발광 소자(101)는 용량 소자(102)에 유지된 전압을 따라 표시를 행하게 된다.
이상과 같이, 회로(140)에서는 용량 소자(102)와 배선 SL 사이에 제1 트랜지스터(103)가 배치되고, 또한 용량 소자(102)와 배선 V0사이에 제2 트랜지스터(104)가 배치되어 있다. 그리고, 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)를 비도통으로 함으로써, 용량 소자(102)에 유지된 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제할 수 있다. 그 결과, 회로(140)에 기입된 비디오 신호의 유지가 가능하다.
또한, 회로(140)에서는 배선 GL, 배선 SL, 배선 V0, 배선 ANODE, 배선 CATHODE로의 전위의 공급을 정지한 경우라도, 용량 소자(102)는 전압을 유지할 수 있다. 즉, 전원의 공급을 정지한 경우라도, 용량 소자(102)는 전압을 유지할 수 있다. 그로 인해, 회로(140)와, 비디오 신호를 기입할 때에 사용하는 구동 회로(구동 장치라고도 함)를 전기적으로 차단한 경우라도, 용량 소자(102)의 전압을 유지할 수 있다. 구동 회로를 제거하는 것도 가능해, 발광 장치의 소형화나 비용 저감이 가능하다. 또한, 구동 회로를 제거하지 않고, 회로(140)와의 전기적인 차단을 행하기만 해도 된다.
<재표시 동작>
다시 표시를 행할 때(재표시 동작이라고도 함)는 적어도 배선 ANODE 및 배선 CATHODE에 전위를 공급함으로써, 유지된 비디오 신호에 따라 표시를 행할 수 있다. 그로 인해, 재표시 동작은 기입 동작과 비교하여 전원의 수를 적게 할 수 있고, 기입 동작과 비교하여 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 재표시 동작에 사용하는 회로는 구동 회로에 비해 소형화 또는 저소비 전력화 등이 가능하다.
상기 기입 동작, 유지 동작, 표시 동작, 재표시 동작을 행하고 있는 4개의 기간을, 각각, 기입 기간, 유지 기간, 표시 기간, 재표시 기간이라고 칭해도 된다.
다음에, 회로(140)에 있어서, 용량 소자(102)에 유지된 전압의 변동을 억제하는 수단의 예에 대해 설명한다.
먼저, 상술한 회로(140)와 같이, 용량 소자(102)의 한쪽 전극과 배선 SL 사이에 제1 트랜지스터(103)를 설치하고, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극과 배선 V0 사이에 제2 트랜지스터(104)를 설치하는 것을 들 수 있다.
그리고, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)에 있어서, 비도통 시에 흐르는 전류(오프 전류, 누설 전류라고도 함)를 최대한 작게 하는 것이 바람직하다.
오프 전류를 작게 하는 수단으로서는, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)로서 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터를 사용하는 것을 들 수 있다. 산화물 반도체는, 예를 들어 실리콘과 비교하여 밴드 갭이 넓다. 그로 인해, 산화물 반도체를 갖는 트랜지스터는 오프 전류를 극히 작게 할 수 있다.
또한, 트랜지스터의 재료는 산화물 반도체 이외에, 원소 주기율표에 있어서의 제14족의 반도체(실리콘 등)를 함유하는 반도체, 유기 반도체, 화합물 반도체 등의 다양한 반도체를 사용할 수 있다. 또한, 비정질 반도체, 미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 단결정 반도체 등을 사용할 수 있다.
또한, 오프 전류를 작게 하는 다른 수단으로서는, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)의 채널 길이를 크게 하는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽에 있어서, 채널 길이를 채널 폭보다 크게 해도 된다. 또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽의 채널 길이를, 제3 트랜지스터의 채널 길이보다 크게 해도 된다.
또한, 오프 전류를 작게 하는 다른 수단으로서는, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)의 채널 폭을 작게 하는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽에 있어서, 채널 폭을 채널 길이보다 작게 해도 된다. 또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽의 채널 폭을, 제3 트랜지스터의 채널 폭보다 작게 해도 된다.
또한, 오프 전류를 작게 하는 다른 수단으로서는, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)를 멀티 게이트 구조로 하는 것을 들 수 있다. 어느 한쪽의 트랜지스터를 멀티 게이트 구조로 해도 된다.
또한, 트랜지스터의 사이즈는 상기 이외로 하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽에 있어서, 채널 길이를 채널 폭과 동일하거나 또는 채널 폭보다 크게 해도 된다. 또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽의 채널 길이를, 제3 트랜지스터의 채널 길이보다 작게 해도 된다. 또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽에 있어서, 채널 폭을 채널 길이보다 크게 해도 된다. 또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104) 중 적어도 한쪽의 채널 폭을, 제3 트랜지스터의 채널 폭보다 크게 해도 된다. 이들에 의해, 트랜지스터의 스위칭 속도를 크게 할 수 있다.
또한, 오프 전류를 작게 하는 다른 수단으로서는, 트랜지스터의 게이트 절연막에 기인하는 누설 전류를 저감하는 것을 들 수 있다. 게이트 절연막이 고유전율의 재료를 포함함으로써, 누설 전류를 저감할 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막은 산화하프늄, 산화지르코늄, 산화란탄 등을 포함하고 있어도 된다. 또한, 게이트 절연막을 두껍게 함으로써도, 누설 전류를 저감할 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막은 게이트 전극보다 두꺼운 영역을 갖고 있어도 된다.
또한, 제3 트랜지스터(105)의 재료는 산화물 반도체, 원소 주기율표에 있어서의 제14족의 반도체(실리콘 등)를 함유하는 반도체, 유기 반도체, 화합물 반도체 등의 다양한 반도체를 사용할 수 있다. 또한, 비정질 반도체, 미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 단결정 반도체 등을 사용할 수 있다. 특히, 산화물 반도체를 갖는 트랜지스터는, 예를 들어 비정질 실리콘을 갖는 트랜지스터와 비교하여 전계 효과 이동도 등의 전기 특성 또는 신뢰성이 양호하므로, 적합하다. 또한, 제1 트랜지스터(103), 제2 트랜지스터(104) 및 제3 트랜지스터(105)의 모두에 산화물 반도체를 사용하는 것은 그들 트랜지스터를 동일 공정에서 제작할 수 있으므로, 적합이다.
발광 패널이 갖는 회로의 다른 일 형태를 도 11의 (A)에 도시한다. 도 11의 (A)에 도시한 바와 같이, 배선 SL은 보호 회로(111)에 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 또한, 배선 GL은 보호 회로(121)에 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
도 11의 (B)는 배선 SL에 전기적으로 접속된 보호 회로(111)의 일례이다. 배선 SL은 다이오드 접속된 트랜지스터(112)를 통해 배선(114)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 배선 SL은 다이오드 접속된 트랜지스터(113)를 통해 배선(115)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(114)에는 고전위의 전원 전위가 공급되고, 배선(115)에는 저전위의 전원 전위가 공급된다.
도 11의 (C)는 배선 GL에 전기적으로 접속된 보호 회로(121)의 일례이다. 배선 GL은 다이오드 접속된 트랜지스터(122)를 통해 배선(124)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 배선 GL은 다이오드 접속된 트랜지스터(123)를 통해 배선(125)에 전기적으로 접속되어 있다. 배선(124)에는 고전위의 전원 전위가 공급되고, 배선(125)에는 저전위의 전원 전위가 공급된다.
또한, 트랜지스터(112, 113, 122, 123)의 재료는 산화물 반도체, 원소 주기율표에 있어서의 제14족의 반도체(실리콘 등)를 함유하는 반도체, 유기 반도체, 화합물 반도체 등의 다양한 반도체를 사용할 수 있다. 또한, 비정질 반도체, 미결정 반도체, 다결정 반도체, 또는 단결정 반도체 등을 사용할 수 있다.
발광 패널이 갖는 회로의 다른 일 형태를 도 12에 도시한다. 도 12의 회로에 있어서, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)는 백 게이트(제2 게이트라고도 함)를 갖고 있다. 그리고, 제1 트랜지스터(103)의 백 게이트는 배선 BGL에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 제2 트랜지스터(104)의 백 게이트는 배선 BGL에 전기적으로 접속되어 있다. 배선 BGL은 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)의 역치 전압을 조정하는 기능을 갖는다. 그로 인해, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)가, 가령 노멀리 온인 경우라도, 배선 BGL로부터 전위를 공급함으로써 도통 또는 비도통을 제어할 수 있다. 또한, 배선 BGL을 설치하지 않고, 각 백 게이트는 배선 GL에 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
또한, 도 12의 발광 패널에 있어서, 제1 트랜지스터(103)의 백 게이트와 제2 트랜지스터(104)의 백 게이트는 다른 배선에 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 또한, 제3 트랜지스터(105)에 있어서도, 백 게이트를 가져도 된다. 제3 트랜지스터(105)의 게이트와 백 게이트를 전기적으로 접속함으로써, 제3 트랜지스터(105)의 전류 공급 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(105)의 게이트와 백 게이트를 각각의 배선에 전기적으로 접속하여, 백 게이트에 역치 전압을 조정하는 기능을 갖게 해도 된다.
상기의 수단 중 적어도 하나를 사용함으로써 오프 전류를 저감할 수 있다. 그리고, 상기 수단을 병용함으로써, 각각의 수단이 상승적으로 작용하여 오프 전류를 더욱 작게 할 수 있다.
<정지 동작>
다음에, 회로(140)에 비디오 신호를 유지하고 있는 기간에 있어서, 회로(140)의 구동을 정지하는 동작(정지 동작이라고도 함)에 대해 설명한다. 여기서, 구동을 정지하는 동작이란, 회로(140)의 각 배선으로의 전위의 공급을 정지하는 동작을 가리킨다.
먼저, 유지 기간의 초기 상태는 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 비도통이고, 발광 소자(101)로 표시가 행해져 있는 상태로 한다. 또한, 상기의 유지 동작을 정지 동작의 일부로서 생각해도 된다. 그 경우, 동작 (0)으로서, 배선 GL에 제1 트랜지스터(103)와 제2 트랜지스터(104)가 모두 비도통으로 되는 전위를 공급하여, 초기 상태로 한다. 당해 비도통으로 되는 전위를, 배선 CATHODE와 동전위로 함으로써, 재표시 동작에 있어서의 전원의 수를 저감할 수 있다. 또한, 동전위란, 완전히 전위가 일치하는 경우뿐만 아니라, 설정상의 미소한 차를 고려하여 개략 동등한 전위를 포함하고 있어도 된다.
다음에, 동작 (1)로서, 배선 SL 및 배선 V0을, 배선 GL과 동전위로 한다. 이 동작 (1)을 행함으로써, 재표시 동작에 있어서의 전원의 수를 저감할 수 있다. 또한, 동작 (0)과 동작 (1)을 동시에 행하여, 배선 GL과 배선 SL과 배선 V0을 동시에 동전위로 해도 된다. 그러나, 동작 (0)과 동작 (1)을 나누어 행하는 쪽이, 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제할 수 있다. 또한, 배선 SL을 배선 GL과 동전위로 한 후, 배선 V0을 배선 GL과 동전위로 해도 되고, 그 역의 순서로 해도 된다. 또한, 동작 (1)은 행하지 않아도 된다.
계속해서, 동작 (2)로서, 배선 ANODE를 배선 CATHODE와 동전위로 한다. 그러면, 발광 소자(101)의 표시가 사라진다. 이 동작 (2)를 행함으로써, 후속의 동작 (3)에서 전위의 공급을 정지했을 때에 급격한 전위의 저하를 방지할 수 있어, 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제할 수 있다. 또한, 동작 (1)과 동작 (2)를 동시에 행해도 되지만, 나누어 행하는 쪽이 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제하는 기능이 높아진다. 또한, 동작 (1)과 동작 (2)의 순서를 역으로 해도 되지만, 동작 (1) 이후에 동작 (2)를 행하는 쪽이 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제하는 기능이 높아진다. 또한, 급격한 전위의 저하가 특별히 문제가 되지 않는 경우 등에는 동작 (2)를 행하지 않아도 된다.
마지막으로, 동작 (3)으로서, 회로(140)의 각 배선으로의 전위의 공급을 정지하고, 회로(140)의 구동을 정지한다. 구체적으로는, 회로(140)와, 비디오 신호를 기입하기 위해 사용한 구동 회로를 전기적으로 차단한다. 구동 회로를 차단해도 용량 소자(102)의 전압을 유지 할 수 있으므로, 구동 회로를 제거하여, 회로(140)를 갖는 발광 패널만으로 사용할 수 있다. 구동 회로를 제거하여 구동 회로와 발광 패널을 분리함으로써, 발광 패널의 소형화, 경량화, 내구성 향상 등이 가능하다.
또한, 상술한 회로(140)와 같은 회로 구성이면 용량 소자(102)의 전압의 유지가 가능하므로, 상기 정지 동작을 행하지 않고 초기 상태 그대로 회로(140)의 구동을 정지해도 된다. 그러나, 정지 동작을 행함으로써, 재표시 동작에 있어서의 전원의 수의 저감, 또는 유지 기간에 있어서의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 최대한 억제하는 것이 가능하다. 그로 인해, 회로(140)와 같은 회로 구성에 있어서 상기 정지 동작을 행하는 것은 극히 유효하다.
또한, 유지한 비디오 신호를 소거하고, 다시 기입을 행하는 경우는, 다시 상술한 기입 동작을 행하면 된다.
또한, 도 10의 (B)와 같이, 회로(140)를 매트릭스 형상으로 갖는 경우, 복수의 화상을 유지하는 것도 가능하다. 예를 들어, 배선 GL1 내지 배선 GLm(m은 1 이상의 정수) 중 홀수행(m＝1, 3, 5, 7 등)에 전기적으로 접속된 복수의 회로(140)에 제1 비디오 신호를 유지하고, 짝수행(m＝2, 4, 6, 8 등)에 전기적으로 접속된 복수의 회로(140)에 제2 비디오 신호를 유지한다. 그리고, 재표시 기간에 있어서, 해당 홀수행의 회로(140)와, 해당 짝수행의 회로(140)를 전환하여 동작시킴으로써, 복수의 표시를 행할 수 있다. 구체적으로는, 재표시 기간 중 제1 기간에 있어서, 해당 홀수행의 회로(140)의 배선 ANODE 및 배선 CATHODE에 전위를 공급하고, 재표시 기간 중 제2 기간에 있어서, 해당 짝수행의 회로(140)의 배선 ANODE 및 배선 CATHODE에 전위를 공급하면 된다. 홀수행과 짝수행으로 전환하여 전위를 공급할 수 있는 선택 회로를 설치해도 된다. 마찬가지로, 3개 이상의 화상을 유지할 수도 있다.
회로(140)의 정지 동작의 다른 예를 도시한다. 이하의 예에서는, 상기의 정지 동작보다도 데이터의 유지 능력을 더 높일 수 있다.
상기의 정지 동작에서는, 배선 GL에 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)를 비도통으로 하는 전위를 공급한다. 당해 전위를, 예를 들어 0V로 함으로써, 그들을 비도통으로 할 수 있다. 그러나, 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)가 노멀리 온인 경우, 배선 GL의 전위를 0V로 해도 오프 상태로 되지 않아, 전류가 흘러 버릴 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 일 형태에서는, 상기 정지 동작의 동작 (1)에 있어서, 배선 SL 또는 배선 V0의 전위를 보다 높게 설정한다. 높은 전위로 함으로써, 가령 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104)가 노멀리 온인 경우에도, 전류가 흘러 버리는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 회로(140)에 있어서의 비디오 신호의 소실을 억제할 수 있다. 배선 SL 또는 배선 V0이 당해 높은 전위로 설정됨으로써, 회로(140)의 재표시 동작 시에, 유지한 비디오 신호에 따라 재표시를 행할 수 있다.
예를 들어, 배선 SL 또는 배선 V0의 전위는 배선 GL의 전위보다 높게 해 두면 된다. 특히, 배선 SL 또는 배선 V0은 배선 ANODE와 동전위로 함으로써, 전원의 수를 줄일 수 있다. 단, 배선 ANODE와 동전위로 하지 않아도 된다.
또한, 배선 SL 및 배선 V0의 양쪽을 높은 전위로 해도 된다. 그 경우, 배선 SL과 배선 V0을 동전위로 함으로써, 전원의 수를 줄일 수 있다. 단, 배선 SL과 배선 V0을 다른 전위로 해도 된다. 예를 들어, 제2 트랜지스터(104)보다 제1 트랜지스터(103)의 쪽이, 전류가 흐르기 쉬운 경우, 배선 SL의 전위를 배선 V0의 전위보다 크게 함으로써, 제1 트랜지스터(103)에 전류가 흐르기 어렵게 할 수 있다. 마찬가지로, 배선 SL의 전위를 배선 V0의 전위보다 작게 해도 된다.
또한, 도 11의 발광 패널과 같이, 배선 SL이 보호 회로(111)와 전기적으로 접속되어 있는 경우, 배선 SL에 공급하는 상기 높은 전위를 배선(114) 또는 배선(115)으로부터 공급할 수 있다. 이 구성을 적용함으로써, 정지 동작 시에 보호 회로(111)에 공급되는 전원 전위를 배선 SL에 공급하는 상기 높은 전위로서 겸용할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 형태에서는 상기 정지 동작의 동작 (0)일 때에, 배선 GL의 전위를 보다 낮게 설정한다. 낮은 전위로 함으로써, 가령 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104)가 노멀리 온인 경우에도, 전류가 흘러 버리는 것을 억제할 수 있다. 예를 들어, 배선 GL을 0V보다 낮게 하는 것이 바람직하다. 그 결과, 회로(140)의 비디오 신호의 소실을 억제할 수 있다. 배선 GL이 당해 낮은 전위로 설정됨으로써, 회로(140)의 재표시 동작 시에, 유지한 비디오 신호에 따라 재표시를 행할 수 있다.
또한, 제1 트랜지스터(103) 또는 제2 트랜지스터(104)가 n채널형인 경우는 상기와 같이 배선 GL을 낮은 전위로 하고, p채널형인 경우는 배선 GL을 높은 전위로 하면 된다.
또한, 도 11의 발광 패널과 같이, 배선 GL이 보호 회로(121)와 전기적으로 접속되어 있는 경우, 배선 GL에 공급하는 상기 낮은 전위를 배선(124) 또는 배선(125)으로부터 공급할 수 있다. 이 구성을 적용함으로써, 정지 동작 시에 보호 회로(121)에 공급되는 전원 전위를 배선 GL에 공급하는 상기 낮은 전위로서 겸용할 수 있다.
<변형예>
도 13은 발광 패널이 갖는 회로의 일례를 도시하는 도면이다. 도 13의 회로(140a) 및 회로(140b)는, 각각, 도 10의 (A)의 회로(140)와 동일한 접속 관계를 갖고 있다. 도 13에 있어서, 도 10의 (A)와 다른 점은 발광 소자(101)가 회로(140a)와 회로(140b)에 있어서 공유되고 있는 점이다. 즉, 발광 소자(101)의 한쪽 전극은 회로(140a)의 제3 트랜지스터(105a)를 통해 배선 ANODEa에 전기적으로 접속되어 있음과 함께, 회로(140b)의 제4 트랜지스터(105b)를 통해 배선 ANODEb에 전기적으로 접속되어 있다.
도 10의 회로(140)는 동일한 비디오 신호를 장시간 유지해 둠으로써, 화소에 번인이 발생할 우려가 있다. 따라서, 도 13에 도시하는 발광 패널에서는, 회로(140a)에 표시하는 비디오 신호를 기입하고, 회로(140b)에 해당 비디오 신호의 반전 신호를 기입해 둔다. 그리고, 회로(140a)의 비디오 신호에 의해 발광 소자(101)를 표시시키고, 소정 기간 후에, 회로(140b)의 반전 신호에 의해 발광 소자(101)를 표시시킨다. 소정 기간마다 비디오 신호와 반전 신호를 전환함으로써, 번인을 억제할 수 있다.
비디오 신호에 의해 표시를 행하는 기간에 있어서 배선 ANODEa에 전위가 공급되고, 반전 신호에 의해 표시를 행하는 기간에 있어서 배선 ANODEb에 전위가 공급되도록, 배선 ANODEa와 배선 ANODEb를 전환하도록 하면 된다. 예를 들어, 발광 패널에, 배선 ANODEa와 배선 ANODEb의 도통을 전환하기 위한 선택 회로를 설치하면 된다. 또한, 배선 ANODEb와 제3 트랜지스터(105b) 사이에 스위치를 설치하여, 반전 신호에 의해 표시를 행하는 경우에 당해 스위치를 도통시키는 구성으로 해도 된다. 또한, 당해 스위치는 발광 소자(101)와 제3 트랜지스터(105b) 사이에 설치되어도 되고, 배선 GL 방향에 인접하는 화소 사이에 있어서 제3 트랜지스터(105b)끼리의 사이에 설치되어 있어도 된다.
또한, 회로(140b)에, 흑화상 등의 단일색의 화상 또는 단일의 계조의 화상에 기초하는 신호를 유지하고 있어도 된다. 반전 신호와 마찬가지로 번인을 방지하는 효과를 발휘한다.
<구동 회로>
도 14에 도시하는 구동 회로(501)는, 예를 들어 도 10에 도시하는 회로(140)를 구동하는 기능을 갖는다.
구동 회로(501)는 제1 회로(502)(게이트 드라이버라고도 함)와, 제2 회로(503)(소스 드라이버라고도 함)를 갖는다. 또한, CPU, 메모리 등을 갖고 있어도 된다.
제1 회로(502)는 배선 GL1 내지 배선 GLm에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 배선 GL1 내지 배선 GLm 중 어느 하나는 도 10의 (A) 등의 배선 GL과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 제1 회로(502)는 제1 트랜지스터(103) 및 제2 트랜지스터(104)의 게이트에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 제1 회로(502)는 도 11의 배선(124), 배선(125), 또는 도 12의 배선 BGL에 전위를 공급하는 기능을 갖고 있어도 된다.
제2 회로(503)는 배선 SL1 내지 배선 SLn(n은 1 이상의 정수)에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 예를 들어, 배선 SL1 내지 배선 SLn 중 어느 하나는, 도 10의 (A) 등의 배선 SL과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 제2 회로(503)는 제1 트랜지스터(103)를 통해 용량 소자(102)의 한쪽 전극에 전위를 공급하는 기능을 갖는다.
또한, m, n이 2 이상인 경우, 도 14의 배선 GL1 내지 GLm 및 배선 SL1 내지 SLn은 도 10의 (B)의 회로(150)의 배선 GL1 내지 GLm 및 배선 SL1 내지 SLn에 대응한다.
또한, 구동 회로(501)는 도 10의 (A) 등의 배선 ANODE에 전기적으로 접속되어, 배선 ANODE에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 구동 회로(501)는 도 10의 (A) 등의 배선 CATHODE에 전기적으로 접속되고, 배선 CATHODE에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 구동 회로(501)는 도 10의 (A)의 배선 V0에 전기적으로 접속되고, 배선 V0에 전위를 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 구동 회로(501)는 도 13의 배선 ANODEa, 배선 ANODEb에 전위를 공급하는 기능을 갖고 있어도 된다.
이와 같이, 구동 회로(501)는 도 10의 (A) 등의 회로(140)의 각 배선에 전위를 공급하고, 비디오 신호의 기입을 행하는 기능과, 비디오 신호를 유지시키는 기능과, 비디오 신호에 따른 표시를 행하게 하는 기능을 갖는다.
또한, 구동 회로(501)는 정지 동작을 행하는 기능을 갖는다. 구동 회로(501)는 당해 정지 동작을 행함으로써, 예를 들어 회로(140)의 유지 기간에 있어서의 비디오 신호의 소실을 최대한 억제할 수 있다.
또한, 비디오 신호의 유지 기간에 관계없이, 회로(140)와 구동 회로(501)를 전기적으로 차단할 때에 당해 정지 동작을 행함으로써, 회로(140)에 있어서의 급격한 전압의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 구동 회로(501)가 회로(140)를 정지시키는 예에 대해 나타냈지만, 다른 회로에 있어서도 적용할 수 있다. 또한, 구동 회로(501)는 회로(140)와 같이 유지 기능을 갖는 회로라도 구동할 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(501)와 유지 기능을 갖지 않는 회로를 전기적으로 차단하기 전에, 상기 정지 동작을 행함으로써, 급격한 전압의 저하를 억제할 수 있다.
도 14의 (B)는 제1 회로(502)의 일례이다. 제1 회로(502)는 시프트 레지스터 SR1 내지 SRm을 갖는다. 시프트 레지스터에는 신호 RE, 신호 PW1 내지 PW4, 신호 CK1 내지 CK4 및 신호 SP가 입력된다. 신호 RE는 리셋 신호, 신호 PW1 내지 PW4는 펄스폭 제어 신호, 신호 CK1 내지 CK4는 클럭 신호, 신호 SP는 스타트 펄스 신호이다. 각 신호에 의해, 시프트 레지스터 SR1 내지 SRm으로부터, 배선 GL1 내지 배선 GLm에 출력되는 신호가 제어된다. 제1 회로(502)는 도 14의 (B)의 회로로 한정되지 않는다.
도 14의 (C)는 제2 회로(503)의 일례이다. 제2 회로(503)는 선택 회로 SSD를 갖는다. 선택 회로 SSD에는 신호 R, 신호 G, 신호 B 및 신호 SMP가 공급된다. 신호 R은 적색의 계조 표시에 사용하는 비디오 신호, 신호 G는 녹색의 계조 표시에 사용하는 비디오 신호, 신호 B는 청색의 계조 표시에 사용하는 비디오 신호, 신호 SMP는 샘플링 신호이다. 각 비디오 신호는 표시하는 계조수에 따라 전압값이 제어된다. 선택 회로 SSD는 복수의 배선에 대해 공통의 비디오 신호를 사용하여, 시분할에 의해 구동하는 회로이다. 예를 들어, 배선 SL을 3개 1조로 하여, 선택 회로 SSD는 배선 SL1에 신호 R을 공급하고, 배선 SL2에 신호 G를 공급하고, 배선 SL3에 신호 B에 공급하는 식으로, 순차 비디오 신호를 공급하고, 배선 SL에 시분할로 비디오 신호를 출력한다. 그리고, 배선 SL4에는 신호 R이 공급된다. 각 신호에 의해, 시프트 레지스터 SR1 내지 SRm으로부터, 배선 SL1 내지 SLn에 출력되는 신호가 제어된다. 제2 회로(503)는 도 14의 (C)의 회로로 한정되지 않는다.
<재표시 회로>
재표시 동작은, 예를 들어 도 10의 회로(140)와 도 14의 구동 회로(501)를 전기적으로 차단한 후, 발광 소자(101)의 재표시를 행하는 동작이다. 도 15는 재표시 동작을 행하는 회로(재표시 회로, 또는 전원 회로라고도 함)의 일례이다.
도 15의 (A)의 재표시 회로(601)는 2개의 전원을 갖는 회로의 일례이다. 예를 들어, 회로(140)에 있어서, 배선 ANODE 및 배선 CATHODE에 전위를 공급할 수 있다.
도 15의 (B)는 재표시 회로(601)의 일례이다. 재표시 회로(601)는 전원(602) 및 변환 회로(컨버터라고도 함)(603)를 갖는다. 변환 회로(603)로서는, 직류 변환 회로(DCDC 컨버터라고도 함) 등을 사용할 수 있다.
전원(602)에는, 예를 들어 리튬 이온 전지 등의 축전 장치를 사용한다. 니켈 수소 전지, 니카드 전지, 또는 리튬 이온 캐패시터 등의 다른 축전 장치를 사용해도 된다. 또한, 충방전이 가능한 이차 전지를 사용하는 것이 바람직하다. 단, 일차 전지를 사용해도 된다.
또한, 전원(602)의 충전이 가능한 경우, 무선에 의한 충전을 행해도 된다. 그 경우, 재표시 회로(601)는 무선에 의한 충전용의 안테나 등을 갖는다.
변환 회로(603)는 전원(602)의 전위를 원하는 전위로 변환하여, 배선 ANODE에 공급하는 기능을 갖는다. 또한, 변환 회로(603)를 설치하지 않아도 된다.
도 15의 (C)의 재표시 회로(611)는 3개의 전원을 갖는 회로의 일례이다. 예를 들어, 회로(140)에 있어서, 배선 ANODE, 배선 CATHODE, 배선 V0 및 배선 SL에 전위를 공급할 수 있다. 배선 V0 및 배선 SL에 전위를 공급하는 경우에 적용할 수 있다. 또한, 배선 V0과 배선 SL에 다른 전위를 공급하는 경우는, 변환 회로(603)의 수를 늘리고, 출력 단자의 수를 늘리면 된다. 또한, 배선 V0 및 배선 SL에, 배선 ANODE 또는 배선 CATHODE와 동일한 전위를 공급하는 경우는, 도 15의 (A)의 재표시 회로(601)를 적용하면 된다. 도 15의 (D)는 재표시 회로(611)의 일례이고, 도 15의 (B)에 더하여, 배선 V0 및 배선 SL에 전위를 공급하기 위한 3개째의 전원을 갖는다. 당해 3개째의 전원으로서 전원(602)의 전위를 사용할 수 있다. 이와 같이, 필요한 전원의 수에 따라, 변환 회로(603)와 출력 단자의 수를 증감하면 된다.
도 15의 (E)는 도 15의 (B)의 변형예이다. 전원(602)과 배선 ANODE 사이에, 스위치 SW를 갖는다. 그리고, 스위치 SW의 온/오프의 타이밍을 제어하는 타이머(621)를 갖는다. 스위치 SW 및 타이머(621)에 의해, 전원(602)과 배선 ANODE의 도통 또는 비도통을 제어할 수 있다. 이 구성에 의해, 재표시 동작에 있어서 점멸 표시가 가능해진다. 또한, 전원(602)과 배선 CATHODE 사이에 스위치 SW를 설치해도 되고, 재표시 회로와 회로(140) 등의 사이에 스위치 SW를 갖고 있으면 된다. 또한, 스위치 SW 및 타이머(621)를 도 15의 (D)에 적용해도 된다.
도 15의 (F)는 도 13에 도시하는 회로에서 재표시 동작을 행하는 회로의 일례이다. 비디오 신호에 의해 표시를 행하는 경우에는, 스위치 SWa를 온으로 하고, 스위치 SWb를 오프로 하고, 전원(602)과 배선 ANODEa를 도통시킨다. 한편, 반전 신호에 의해 표시를 행하는 경우는, 스위치 SWb를 온으로 하고, 스위치 SWa를 오프로 하고, 전원(602)과 배선 ANODEb를 도통시킨다. 이와 같이, 스위치 SWa와 스위치 SWb를 갖는 변환 회로에 의해, 소정 기간마다 비디오 신호와 반전 신호를 전환할 수 있다. 또한, 도 15의 (F)의 재표시 회로를, 복수의 화상을 유지하는 발광 패널에 접속해도 된다. 그 경우, 배선 ANODEa를 홀수행의 배선 ANODE에 전기적으로 접속하고, 배선 ANODEb를 짝수행의 배선 ANODE에 전기적으로 접속할 수 있다.
상기의 재표시 회로를 사용함으로써, 발광 패널로부터 구동 회로를 제거해도 표시를 행할 수 있다. 그로 인해, 구동 회로를 탑재할 수 없는 발광 패널에 있어서 극히 유효하다. 구동 회로를 탑재할 수 없는 것의 일례로서는, 소형인 것, 경량인 것, 전원의 수에 제한이 있는 것 등을 들 수 있다.
또한, 구동 회로(501)를 제거하지 않는 경우에는, 구동 회로(501)로부터 배선 ANODE, 배선 CATHODE, 배선 V0, 배선 SL에 전위를 공급할 수 있으므로, 재표시 회로를 사용하지 않아도 된다.
<발광 패널>
도 16의 (A)의 발광 패널은 발광 소자(801)와, 용량 소자(102)와, 스위치 SW1과, 스위치 SW2를 갖는다.
스위치 SW1 및 스위치 SW2를 온으로 함으로써, 발광 패널에 비디오 신호가 기입된다. 구체적으로는, 용량 소자(102)의 한쪽 전극에는 스위치 SW1을 통해 전위 Vin이 공급된다. 또한, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극에는 스위치 SW2를 통해 전위 Vp가 공급된다. 그리고, 스위치 SW1 및 스위치 SW2를 오프로 함으로써, 용량 소자(102)의 전극 사이에는 전극 사이의 전위차(Vin-Vp)가 유지된다. 당해 전위차는 비디오 신호에 따른 전압이다.
그리고, 발광 소자(101)는 용량 소자(102)에 유지된 전위차에 따라 표시를 행하는 기능을 갖는다. 당해 기능을 갖고 있으면, 회로 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 용량 소자(102)의 한쪽 전극과 전위 Vin을 공급하는 배선 사이에 스위치 SW1을 갖고, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극과 전위 Vp를 공급하는 배선 사이에 스위치 SW2를 갖고 있으면 된다.
스위치 SW1 및 스위치 SW2로서는, 트랜지스터를 적용할 수 있다. 그 경우, 상술한 트랜지스터의 오프 전류를 저감하는 수단을 적용할 수 있다.
또한, 도 16의 (A)의 발광 패널은 상술한 정지 동작 중 동작 (0), 동작 (1) 및 동작 (3)을 적용할 수 있다. 예를 들어, 동작 (0)으로서, 스위치 SW1 및 스위치 SW2를 오프로 한다. 스위치로서 트랜지스터를 사용한 경우, 트랜지스터를 비도통으로 하는 전위를 게이트에 공급한다. 다음에, 동작 (1)로서, 전위 Vin 및 전위 Vp를, 게이트에 공급한 전위와 동전위로 한다. 그리고, 동작 (3)으로서, 발광 패널의 구동을 정지시킨다. 구체적으로는, 발광 패널과, 비디오 신호를 기입하기 위해 사용한 구동 회로를 전기적으로 차단한다. 또한, 여기서 구동 회로는 전위 Vin과, 전위 Vp와, 스위치 SW1 및 스위치 SW2의 온/오프를 제어하는 전위를 공급하는 기능을 갖는 것이다.
이와 같이, 도 16의 (A)의 발광 패널에 있어서도, 정지 동작을 행함으로써, 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 억제할 수 있다.
도 16의 (B)의 발광 패널은, 도 16의 (A)의 구체예이다. 용량 소자(102)에 유지된 전압에 따라, 트랜지스터(105)에 흐르는 전류를 제어하고, 발광 소자(101)에도 당해 전류가 흐른다. 또한, 도 16의 (B)의 회로 구성을 보다 구체적으로 도시한 것이, 도 10의 회로(140)이다. 도 10의 회로(140)를 적용하는 경우, 전위 Vin이 배선 SL로부터 공급되고, 전위 Vp가 배선 V0으로부터 공급되고, 전위 Va가 배선 ANODE로부터 공급되고, 전위 Vc가 배선 CATHODE로부터 공급된다. 또한, 배선 ANODE와 트랜지스터(105) 사이에 스위치를 설치하고, 표시 기간 또한 재표시 기간에 당해 스위치의 도통 또는 비도통을 제어함으로써, 표시 또는 비표시를 제어해도 된다.
도 16의 (C)의 발광 패널은 도 16의 (B)의 변형예이다. 도 16의 (B)와 마찬가지로, 용량 소자(102)에 유지된 전압에 따라, 트랜지스터(105)에 흐르는 전류를 제어하고, 발광 소자(101)에 당해 전류를 흘릴 수 있다. 또한, 도 16의 (C)에서는 유지 동작 시에 배선 CATHODE와 트랜지스터(105) 사이에 설치된 스위치 SW3을 비도통으로 하는 전위를 공급하고, 재표시 동작 시에 스위치 SW3을 도통시키는 전위를 공급하면 된다. 또한 전위 Vp는 배선 CATHODE의 전위 Vc와 동전위이다.
도 16의 (D)의 발광 패널은 도 16의 (A)의 구체예이다. 도 16의 (D)의 발광 패널은 발광 소자(851)와, 용량 소자(102)와, 스위치 SW1과, 스위치 SW2를 갖는다. 발광 소자(851)로서는, 액정 소자 또는 전기 영동 소자 등을 사용할 수 있다. 발광 소자(851)의 한쪽 전극은 용량 소자(102)의 한쪽 전극과 전기적으로 접속되어 있다. 발광 소자(851)의 다른 쪽의 전극은 공통선 Vcom에 전기적으로 접속되어 있다.
그리고, 용량 소자(102)의 한쪽 전극에는, 스위치 SW1이 온인 경우, 스위치 SW1을 통해 전위 Vin이 공급된다. 마찬가지로, 발광 소자(851)의 한쪽 전극에도 전위 Vin이 공급된다. 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극에는 스위치 SW2가 온인 경우, 스위치 SW2를 통해 전위 Vcom이 공급된다. 그리고, 스위치 SW1 및 스위치 SW2를 오프로 함으로써, 용량 소자(102)의 전극 사이에는 전극 사이의 전위차(Vin-Vcom)가 유지된다. 당해 전위차는 비디오 신호에 따른 전압이다.
그리고, 발광 소자(851)는 용량 소자(102)에 유지된 전압에 따라 표시를 행하는 기능을 갖는다.
도 16의 (E)의 발광 패널은 도 16의 (D)의 변형예이다. 도 16의 (D)와 다른 점은, 발광 소자(851)의 다른 쪽의 전극이, 용량 소자(102)의 다른 쪽의 전극과 전기적으로 접속되고, 또한 스위치 SW2를 통해 공통선 Vcom에 전기적으로 접속되어 있는 점이다.
도 16의 (F)의 발광 패널은 도 16의 (D)의 변형예이다. 도 16의 (D)와 다른 점은, 발광 소자(851)의 다른 쪽의 전극이, 스위치 SW3을 통해 공통선 Vcom에 전기적으로 접속되어 있는 점이다. 스위치 SW3은 비디오 신호의 기입 기간 또는 표시 기간에 온으로 하면 된다.
또한, 도 16의 (D) 내지 도 16의 (F)는 도 16의 (A)와 마찬가지로, 정지 동작 중 동작 (0), 동작 (1) 및 동작 (3)을 적용할 수 있다. 예를 들어, 동작 (0)으로서, 스위치 SW1, 스위치 SW2 및 스위치 SW3을 오프로 한다. 스위치로서 트랜지스터를 사용한 경우, 트랜지스터를 비도통으로 하는 전위를 게이트에 공급한다. 다음에, 동작 (1)로서, 전위 Vin 및 전위 Vcom을 게이트에 공급한 전위와 동전위로 한다. 그리고, 동작 (3)으로서, 발광 패널의 구동을 정지시킨다. 구체적으로는, 발광 패널과, 비디오 신호를 기입하기 위해 사용한 구동 회로를 전기적으로 차단한다. 또한, 여기서 구동 회로는 전위 Vin과, 전위 Vcom과, 스위치 SW1 및 스위치 SW2의 온/오프를 제어하는 전위를 공급하는 기능을 갖는 것이다. 이와 같이, 도 16의 (D) 내지 도 16의 (F)의 발광 패널에 있어서도, 정지 동작을 행함으로써, 용량 소자(102)의 전압의 변동 또는 전압의 소실을 억제할 수 있다.
상술한 도 16의 (A) 내지 도 16의 (F)의 발광 패널은, 용량 소자의 한쪽 전극 및 다른 쪽의 전극이 각각 스위치에 전기적으로 접속되어 있고, 스위치를 오프함으로써 용량 소자의 전극 사이의 전압을 유지할 수 있다.
스위치 SW1, 스위치 SW2 및 스위치 SW3으로서, 트랜지스터를 적용할 수 있다. 그 경우, 상술한 트랜지스터의 오프 전류를 저감하는 수단을 적용할 수 있다.
이하에는, 발광 패널에 대해, 구동 회로와 재표시 회로를 전환하여 접속하는 경우의 일례를 나타낸다.
도 17의 (A)는 발광 패널(701)과 구동 회로(501)를 접속하고 있는 상태이다. 발광 패널(701)은 도 10 내지 도 13의 회로(140) 또는 회로(150)를 갖고 있다. 발광 패널(701)과 구동 회로(501)는 접속부(702)를 통해 접속되어 있다. 이 상태에서, 상기 기입 동작, 유지 동작, 표시 동작 및 정지 동작을 행할 수 있다. 접속부(702)는 FPC 등을 갖고 있다.
도 17의 (B)는 발광 패널(701)과 재표시 회로(601)를 접속하고 있는 상태이다. 발광 패널(701)과 재표시 회로(601)는 접속부(702)를 통해 접속되어 있다. 이 상태에서, 상기 재표시 동작을 행할 수 있다. 또한, 재표시 회로(601) 대신에, 도 15에 도시한 다른 회로를 사용해도 된다.
이와 같이, 발광 패널(701)은 접속부(702)에 있어서, 구동 회로(501) 또는 재표시 회로(601)와 전기적으로 접속 또는 차단할 수 있다. 이에 의해, 구동 회로(501)를 제거하고, 그 대신에 재표시 회로(601)를 설치하는 것도 가능하다.
또한, 도 17에서는 발광 패널(701)과 접속부(702)를 따로따로 기재하고 있지만, 발광 패널(701)이 접속부(702)를 갖고 있어도 된다.
도 18을 사용하여, 보다 구체적으로 설명한다.
도 18의 (A)는 구동 회로(501)를 갖는 부재(1501)에, 발광 패널(701)이 설치된 상태이다. 이 상태에 있어서, 도 17에 도시한 접속부(702)(도 18에서는 생략)를 통해, 발광 패널(701)과 구동 회로(501)가 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 발광 패널(701)에, 구동 회로(501)로부터 비디오 신호가 기입된다.
그리고, 유지 기간에 있어서, 발광 패널(701)과 구동 회로(501)를 차단한 후, 발광 패널(701)로부터 부재(1501)를 제거한다.
도 18의 (B)는 제거된 발광 패널(701)을, 재표시 회로(601)를 갖는 부재(1502)에 설치하기 전의 상태와 설치한 후의 상태를 도시하고 있다.
도 18의 (C)는 도 18의 (B)의 변형예이고, 곡면을 갖는 부재(1503)에 발광 패널(701)을 적용한 예이다. 부재(1503)에는 재표시 회로(601)가 설치되어 있다. 또한, 부재(1503)는 만곡된 상태를 항상 유지하고 있는 것을 적용할 수 있다. 또한, 부재(1503)는 가요성(유연성이라고도 함)을 갖고, 평탄한 상태로부터 만곡된 상태로 변형 가능한 것이어도 된다. 그로 인해, 발광 패널(701)도 가요성 기판을 사용하여 제작되는 것이 바람직하다. 가요성을 갖는 부재(1503) 또는 기판으로서는, 플라스틱 기판 등을 들 수 있다.
도 18의 (D)는 도 18의 (C)의 변형예이다. 재표시 회로(601)가 설치된 부재(1503)에, 복수의 발광 패널(701)을 설치할 수 있다. 발광 패널(701)을, 포스트잇 또는 우표 등 처럼 부재(1503)에 붙일 수 있다. 부재(1503)에 하나의 재표시 회로(601)를 설치하기만 하면, 복수의 발광 패널(701)을 설치할 수 있다.
도 18의 (E)는 도 18의 (D)의 변형예이다. 부재(1503)에, 재표시 회로(601)가 설치된 발광 패널(701)을 설치할 수 있다. 도 18의 (D)와 마찬가지로, 발광 패널(701)을, 포스트잇 또는 우표 등 처럼 부재(1503)에 붙일 수 있다. 또한, 부재(1503)는 재표시 회로(601)나 접속 배선 등이 불필요하므로, 부재(1503)의 적용 범위가 대폭으로 향상된다.
또한, 부재(1502) 또는 부재(1503)에 센서를 설치하여, 센서로부터의 신호에 따라, 발광 패널(701)의 표시, 비표시, 표시의 점멸, 또는 화상의 전환 등을 행해도 된다. 센서로서는, 예를 들어 가속도 센서, 각도 센서, 온도 센서, 또는 광 센서 등을 들 수 있고, 센서에 의해, 발광 패널의 움직임이나, 주위의 온도, 또는 입사광의 강도 등을 검출할 수 있다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 5)
본 실시 형태에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치의 사용예에 대해 도 19 내지 도 21을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용하여, 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 전자 기기나 조명 장치를 제작할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용하여, 소형 또는 박형의 전자 기기나 조명 장치를 제작할 수 있다.
전자 기기로서는, 예를 들어 텔레비전 장치(텔레비전, 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 포토 프레임, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말기, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태의 전자 기기 또는 조명 장치는 가요성을 가지므로, 가옥이나 빌딩의 내벽 혹은 외벽, 또는 자동차의 내장 혹은 외장의 곡면을 따라 내장하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는, 도 19의 (A)에 도시한 바와 같이, 의복에 설치된 디바이스(80, 81)에 사용할 수 있다. 마찬가지로, 방호복에 설치하는 조명 장치로서도 사용할 수 있다. 또한, 완장형 디바이스(82)나 팔찌형 디바이스(83)와 같이 사용할 수 있다.
또한, 도 19의 (B)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 밀봉체(40)의 일부에 개구부(84)를 갖고, 스트랩(85) 등을 통과시킬 수 있어도 된다. 개구부(84)나 발광부(86)의 주위는 밀봉되어 있어, 대기 중의 수분이나 불순물이 발광 패널 등에 침입하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 넓은 온도 범위에서 사용 가능하므로, 인간이 들어갈 수 없을 만큼 고온 또는 저온의 환경 하에서도 사용할 수 있다. 예를 들어, 산업용 로봇이 갖는 조명 장치로서, 적절히 사용할 수 있다.
도 19의 (C)는 로봇(1100)이고, 몸통부, 다리부, 머리부, 팔부를 갖는다. 로봇(1100)은 개호 현장 등에서 인간을 지원하는 용도로 사용할 수 있다. 또한, 공장 내에서 산업용 로봇으로서 사용할 수 있다. 로봇의 용도에 따라 각종 센서나 소자를 탑재할 수 있다.
센서로서는, 예를 들어 힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 센서를 설치함으로써, 예를 들어 로봇(1100)이 놓여 있는 환경을 나타내는 데이터(온도 등)를 검출할 수 있다. 또한, 로봇(1100)은 검출한 결과를 기억하는 메모리를 갖고 있어도 된다.
예를 들어, 로봇이 사람이나 물건의 파지를 할 때에는, 압력 등을 고정밀도로 계측 가능한 촉각 센서가 필요하다. 그로 인해, 로봇(1100)의 전신에 촉각 센서를 고밀도로 분포시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치는 로봇(1100)의 몸통부, 다리부, 머리부, 팔부 중 적어도 어느 하나에 내장할 수 있다. 예를 들어, 로봇(1100)은 몸통부의 조명 유닛(1102), 다리부의 조명 유닛(1103), 머리부의 조명 유닛(1104), 팔부의 조명 유닛(1105) 중 적어도 어느 하나를 갖고 있어도 되고, 이들에 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 넓은 온도 범위에서 사용 가능하므로, 이동체(자동차, 항공기, 전동차, 선박 등)의 내장이나 외장에 사용하는 표시부로서 적합하다.
예를 들어, 무인 수송기를 사용하여, 짐을 배송할 수 있다. 무인 수송기는 위성 항법 시스템(GPS)이 탑재되어 있다. 무인 수송기는 기내에 짐을 수납할 수 있어도 되고, 외장에 짐을 고정하는 부분을 갖고 있어도 된다.
도 19의 (D)에 무인 수송기의 일례로서 헬리콥터를 도시한다. 헬리콥터의 기체의 외장에, 표시부(1111)가 설치되어 있다. 표시부(1111)에는 본 발명의 일 형태의 가요성을 갖는 발광 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
짐의 수취인은 표시부(1111)를 보고, 짐의 내용, 수취인, 발송인 등을 확인할 수 있다. 헬리콥터는 도어(1110)로부터, 짐의 출납이 가능하다.
또한, 표시부(1111)는 터치 패널의 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 짐의 수취인이 짐을 수취하기 위한 패스워드를 입력함으로써, 도어(1110)의 로크를 해제할 수 있어도 된다.
또한, 표시부(1111)는 생체 센서(지문 센서, 망막 센서, 정맥 센서 등)를 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 생체 센서를 사용하여, 표시부(1111)를 조작하는 사람이 짐의 수취인인지 여부를 판단하여, 도어(1110)의 로크가 해제되어도 된다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치를 탑재하는 항공기는 헬리콥터로 한정되지 않고, 비행선, 비행기 등이어도 된다. 또한, 무인의 이동체로서는, 항공기로 한정되지 않고, 자동차 등이어도 된다.
도 20의 (A) 내지 (D)에 만곡된 표시부(7000)를 갖는 전자 기기의 일례를 도시한다. 표시부(7000)는 그 표시면이 만곡되어 설치되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 행할 수 있다. 또한, 표시부(7000)는 가요성을 갖고 있어도 된다.
표시부(7000)는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용하여 제작된다.
도 20의 (A)에 휴대 전화기의 일례를 도시한다. 휴대 전화기(7100)는 하우징(7101), 표시부(7000), 조작 버튼(7103), 외부 접속 포트(7104), 스피커(7105), 마이크(7106) 등을 갖는다.
도 20의 (A)에 도시하는 휴대 전화기(7100)는 표시부(7000)에 터치 센서를 구비한다. 전화를 걸거나, 혹은 문자를 입력하는 등의 모든 조작은 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(7000)에 접촉함으로써 행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(7103)의 조작에 의해, 전원의 ON, OFF 동작이나, 표시부(7000)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어, 메일 작성 화면으로부터, 메인 메뉴 화면으로 전환할 수 있다.
도 20의 (B)에 텔레비전 장치의 일례를 도시한다. 텔레비전 장치(7200)는 하우징(7201)에 표시부(7000)가 내장되어 있다. 여기서는, 스탠드(7203)에 의해 하우징(7201)을 지지한 구성을 도시하고 있다.
도 20의 (B)에 도시하는 텔레비전 장치(7200)의 조작은 하우징(7201)이 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모콘 조작기(7211)에 의해 행할 수 있다. 또는, 표시부(7000)에 터치 센서를 구비하고 있어도 되고, 손가락 등으로 표시부(7000)에 접촉함으로써 조작해도 된다. 리모콘 조작기(7211)는 당해 리모콘 조작기(7211)로부터 출력하는 정보를 표시하는 표시부를 갖고 있어도 된다. 리모콘 조작기(7211)가 구비하는 조작 키 또는 터치 패널에 의해, 채널이나 음량의 조작을 행할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한, 텔레비전 장치(7200)는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의해 일반적인 텔레비전 방송의 수신을 행할 수 있다. 또한, 모뎀을 통해 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써, 일방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자간, 또는 수신자간끼리 등)의 정보 통신을 행하는 것도 가능하다.
도 20의 (C)는 휴대 정보 단말기(7300)의 사시도이고, 도 20의 (D)는 휴대 정보 단말기(7300)의 상면도이다. 휴대 정보 단말기(7300)는 하우징(7301) 및 표시부(7000)를 갖는다. 또한, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크, 안테나, 또는 배터리 등을 갖고 있어도 된다. 표시부(7000)에는 터치 센서를 구비한다. 휴대 정보 단말기(7300)의 조작은 손가락이나 스타일러스 등으로 표시부(7000)에 접촉함으로써 행할 수 있다.
본 실시 형태에서 예시하는 휴대 정보 단말기는, 예를 들어 전화기, 수첩 또는 정보 열람 장치 등에서 선택된 1개 또는 복수의 기능을 갖는다. 구체적으로는, 스마트폰으로서 각각 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서 예시하는 휴대 정보 단말기는, 예를 들어 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등의 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
휴대 정보 단말기(7300)는 문자나 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 20의 (C)에 도시한 바와 같이, 3개의 조작 버튼(7302)을 하나의 면에 표시하고, 직사각형으로 나타내는 정보(7303)를 다른 면에 표시할 수 있다. 도 20의 (C), (D)에서는 휴대 정보 단말기의 상측에 정보가 표시되는 예를 도시한다.
또한, 정보의 예로서는, SNS(소셜 네트워킹 서비스)의 통지, 전자 메일이나 전화 등의 착신을 알리는 표시, 전자 메일 등의 제목 혹은 송신자명, 일시, 시각, 배터리의 잔량, 안테나 수신의 강도 등이 있다. 또는, 정보가 표시되고 있는 위치에, 정보 대신에 조작 버튼, 아이콘 등을 표시해도 된다.
예를 들어, 휴대 정보 단말기(7300)의 사용자는 양복의 가슴 주머니에 휴대 정보 단말기(7300)를 수납한 상태에서, 그 표시[여기서는 정보(7303)]를 확인할 수 있다.
구체적으로는, 착신한 전화의 발신자의 전화 번호 또는 성명 등을, 휴대 정보 단말기(7300)의 상방으로부터 관찰할 수 있는 위치에 표시한다. 사용자는 휴대 정보 단말기(7300)를 포켓으로부터 꺼내지 않고, 표시를 확인하고, 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 20의 (E) 내지 (H)에 가요성을 갖는 표시부(7001)를 갖는 휴대 정보 단말기의 일례를 도시한다.
표시부(7001)는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 사용하여 제작된다. 예를 들어, 곡률 반경 0.01㎜ 이상 150㎜ 이하에서 구부릴 수 있는 발광 장치를 적용할 수 있다. 또한, 표시부(7001)는 터치 센서를 구비하고 있어도 되고, 손가락 등으로 표시부(7001)에 접촉함으로써 휴대 정보 단말기를 조작할 수 있다.
도 20의 (E), (F)에 절첩 가능한 휴대 정보 단말기의 일례를 도시한다. 도 20의 (E)에서는 표시부(7001)가 내측이 되도록 절첩한 상태, 도 20의 (F)에서는 표시부(7001)가 외측이 되도록 절첩한 상태의 휴대 정보 단말기(7650)를 도시한다. 휴대 정보 단말기(7650)는 표시부(7001) 및 비표시부(7651)를 갖는다. 휴대 정보 단말기(7650)를 사용하지 않을 때에, 표시부(7001)가 내측이 되도록 절첩함으로써, 표시부(7001)의 오염이나 흠집 발생을 억제할 수 있다.
도 20의 (G)에 가요성을 갖는 휴대 정보 단말기의 일례를 도시한다. 휴대 정보 단말기(7700)는 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 갖는다. 또한, 입력 수단인 버튼(7703a, 7703b), 음성 출력 수단인 스피커(7704a, 7704b), 외부 접속 포트(7705), 마이크(7706) 등을 갖고 있어도 된다. 또한, 휴대 정보 단말기(7700)는 가요성을 갖는 배터리(7709)를 탑재할 수 있다. 배터리(7709)는, 예를 들어 표시부(7001)와 중첩하여 배치해도 된다.
하우징(7701), 표시부(7001) 및 배터리(7709)는 가요성을 갖는다. 그로 인해, 휴대 정보 단말기(7700)를 원하는 형상으로 만곡시키는 것이나, 휴대 정보 단말기(7700)에 비틀기를 가하는 것이 용이하다. 예를 들어, 휴대 정보 단말기(7700)는 표시부(7001)가 내측 또는 외측이 되도록 절곡하여 사용할 수 있다. 또는, 휴대 정보 단말기(7700)를 롤 형상으로 권취한 상태에서 사용할 수도 있다. 이와 같이, 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 자유롭게 변형하는 것이 가능하므로, 휴대 정보 단말기(7700)는 낙하한 경우, 또는 의도하지 않은 외력이 가해진 경우라도, 파손되기 어렵다는 이점이 있다.
또한, 휴대 정보 단말기(7700)는 경량이므로, 하우징(7701)의 상부를 클립 등으로 파지하여 늘어뜨려 사용하거나, 또는 하우징(7701)을 자석 등으로 벽면에 고정하여 사용하는 등, 다양한 상황에 있어서 편리하게 사용할 수 있다.
도 20의 (H)에 손목 시계형의 휴대 정보 단말기의 일례를 도시한다. 휴대 정보 단말기(7800)는 밴드(7801), 표시부(7001), 입출력 단자(7802), 조작 버튼(7803) 등을 갖는다. 밴드(7801)는 하우징으로서의 기능을 갖는다. 또한, 휴대 정보 단말기(7800)는 가요성을 갖는 배터리(7805)를 탑재할 수 있다. 배터리(7805)는, 예를 들어 표시부(7001)나 밴드(7801)와 중첩하여 배치해도 된다.
밴드(7801), 표시부(7001) 및 배터리(7805)는 가요성을 갖는다. 그로 인해, 휴대 정보 단말기(7800)를 원하는 형상으로 만곡시키는 것이 용이하다.
조작 버튼(7803)은 시각 설정 외에, 전원의 온, 오프 동작, 무선 통신의 온, 오프 동작, 매너 모드의 실행 및 해제, 전력 절약 모드의 실행 및 해제 등, 다양한 기능을 갖게 할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말기(7800)에 내장된 오퍼레이팅 시스템에 의해, 조작 버튼(7803)의 기능을 자유롭게 설정할 수도 있다.
또한, 표시부(7001)에 표시된 아이콘(7804)에 손가락 등으로 접촉함으로써, 애플리케이션을 기동할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말기(7800)는 통신 규격된 근거리 무선 통신을 실행하는 것이 가능하다. 예를 들어, 무선 통신 가능한 헤드셋과 상호 통신함으로써, 핸즈 프리로 통화할 수도 있다.
또한, 휴대 정보 단말기(7800)는 입출력 단자(7802)를 갖고 있어도 된다. 입출력 단자(7802)를 갖는 경우, 다른 정보 단말기와 커넥터를 통해 직접 데이터의 주고받기를 행할 수 있다. 또한, 입출력 단자(7802)를 통해 충전을 행할 수도 있다. 또한, 본 실시 형태에서 예시하는 휴대 정보 단말기의 충전 동작은 입출력 단자를 거치지 않고 비접촉 전력 전송에 의해 행해도 된다.
도 21의 (A)에 자동차(9700)의 외관을 도시한다. 도 21의 (B)에 자동차(9700)의 운전석을 도시한다. 자동차(9700)는 차체(9701), 차륜(9702), 대시보드(9703), 라이트(9704) 등을 갖는다. 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 자동차(9700)의 표시부 등에 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 21의 (B)에 도시하는 표시부(9710) 내지 표시부(9715)에 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 설치할 수 있다.
표시부(9710)와 표시부(9711)는 자동차의 앞유리에 설치된 표시 장치이다. 본 발명의 일 형태의 발광 장치는 전극 및 배선을, 투광성을 갖는 도전성 재료로 제작함으로써, 반대측이 들여다 보이는, 소위 시스루 상태로 할 수 있다. 예를 들어, 표시부(9710) 및 표시부(9711)가 각각 시스루 상태이면, 자동차(9700)의 운전 시에도 시계의 방해가 되는 일이 없다. 따라서, 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 자동차(9700)의 앞유리에 설치할 수 있다. 또한, 발광 장치 등을 구동하기 위한 트랜지스터 등을 설치하는 경우에는, 유기 반도체 재료를 사용한 유기 트랜지스터나, 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터 등, 투광성을 갖는 트랜지스터를 사용하면 된다.
표시부(9712)는 필러 부분에 설치된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시부(9712)에 비추는 것에 의해, 필러로 차단된 시계를 보완할 수 있다. 표시부(9713)는 대시보드 부분에 설치된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시부(9713)에 비추는 것에 의해, 대시보드로 차단된 시계를 보완할 수 있다. 즉, 자동차의 외측에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 비추는 것에 의해, 사각을 보충하여, 안전성을 높일 수 있다. 또한, 보이지 않는 부분을 보완하는 영상을 비추는 것에 의해, 보다 자연스럽게 위화감 없이 안전 확인을 행할 수 있다.
또한, 도 21의 (C)는 운전석과 조수석에 벤치 시트를 채용한 자동차의 실내를 도시하고 있다. 표시부(9721)는 도어부에 설치된 표시 장치이다. 예를 들어, 차체에 설치된 촬상 수단으로부터의 영상을 표시부(9721)에 비추는 것에 의해, 도어로 차단된 시계를 보완할 수 있다. 또한, 표시부(9722)는 핸들에 설치된 표시 장치이다. 표시부(9723)는 벤치 시트의 시트면의 중앙부에 설치된 표시 장치이다. 또한, 표시 장치를 시트면이나 등받이 부분 등에 설치하여, 당해 표시 장치를, 당해 표시 장치의 발열을 열원으로 한 시트 히터로서 이용할 수도 있다.
표시부(9714), 표시부(9715), 또는 표시부(9722)는 내비게이션 정보, 스피드미터나 타코미터, 주행 거리, 급유량, 기어 상태, 에어컨의 설정 등, 그 밖의 다양한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 표시부에 표시되는 표시 항목이나 레이아웃 등은, 사용자의 기호에 맞추어 적절히 변경할 수 있다. 또한, 상기 정보는 표시부(9710) 내지 표시부(9713), 표시부(9721), 표시부(9723)에도 표시할 수 있다. 또한, 표시부(9710) 내지 표시부(9715), 표시부(9721) 내지 표시부(9723)는 조명 장치로서 사용하는 것도 가능하다. 또한, 표시부(9710) 내지 표시부(9715), 표시부(9721) 내지 표시부(9723)는 가열 장치로서 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 형태의 발광 장치 등이 적용되는 표시부는 평면이어도 된다. 이 경우, 본 발명의 일 형태의 발광 장치 등은 곡면이나 가요성을 갖지 않는 구성이어도 된다.
도 21의 (D)에 도시하는 휴대형 게임기는 하우징(9801), 하우징(9802), 표시부(9803), 표시부(9804), 마이크로폰(9805), 스피커(9806), 조작 키(9807), 스타일러스(9808) 등을 갖는다.
도 21의 (D)에 도시하는 휴대형 게임기는 2개의 표시부[표시부(9803)와 표시부(9804)]를 갖는다. 또한, 본 발명의 일 형태의 전자 기기가 갖는 표시부의 수는 2개로 한정되지 않고 1개여도 되고 3개 이상이어도 된다. 전자 기기가 복수의 표시부를 갖는 경우, 적어도 1개의 표시부가 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 갖고 있으면 된다.
도 21의 (E)는 노트북형 퍼스널 컴퓨터이고, 하우징(9821), 표시부(9822), 키보드(9823), 포인팅 디바이스(9824) 등을 갖는다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 6)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 형태의 발광 장치에 사용할 수 있는 화소 회로의 일례에 대해 도 22 내지 도 25를 사용하여 설명한다.
본 실시 형태에서는 트랜지스터의 역치 전압 등의 변동의 영향을 보정하는 기능을 갖는 화소 회로를 예시한다.
도 22의 (A)에 도시하는 화소 회로는 6개의 트랜지스터[트랜지스터(303_1 내지 303_6)]와, 용량 소자(304)와, 발광 소자(305)를 갖는다. 또한, 도 22의 (A)에 도시하는 화소 회로에는 배선(301_1 내지 301_5) 및 배선(302_1 및 배선 302_2)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 트랜지스터(303_1 내지 303_6)에 대해서는, 예를 들어 N형의 극성 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 도 24의 (A)에 도시한 바와 같이, P형의 극성 트랜지스터를 사용해도 된다.
도 22의 (B)에 도시하는 화소 회로는 도 22의 (A)에 도시하는 화소 회로에, 트랜지스터(303_7)를 추가한 구성이다. 또한, 도 22의 (B)에 도시하는 화소 회로에는 배선(301_6) 및 배선(301_7)이 전기적으로 접속되어 있다. 여기서, 배선(301_5)과 배선(301_6)은 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 또한, 트랜지스터(303_7)에 대해서는, 예를 들어 N형의 극성 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 도 24의 (B)에 도시한 바와 같이, P형의 극성 트랜지스터를 사용해도 된다.
도 23의 (A)에 도시하는 화소 회로는 6개의 트랜지스터[트랜지스터(308_1 내지 308_6)]와, 용량 소자(304)와, 발광 소자(305)를 갖는다. 또한, 도 23의 (A)에 도시하는 화소 회로에는 배선(306_1 내지 306_3) 및 배선(307_1 내지 307_3)이 전기적으로 접속되어 있다. 여기서 배선(306_1)과 배선(306_3)은 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 또한, 트랜지스터(308_1 내지 308_6)에 대해서는, 예를 들어 N형의 극성 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 도 25의 (A)에 도시한 바와 같이, P형의 극성 트랜지스터를 사용해도 된다.
도 23의 (B)에 도시하는 화소 회로는 2개의 트랜지스터[트랜지스터(309_1) 및 트랜지스터(309_2)]와, 2개의 용량 소자[용량 소자(304_1) 및 용량 소자(304_2)]와, 발광 소자(305)를 갖는다. 또한, 도 23의 (B)에 도시하는 화소 회로에는 배선(311_1) 내지 배선(311_3), 배선(312_1) 및 배선(312_2)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 23의 (B)에 도시하는 화소 회로의 구성으로 함으로써, 예를 들어 전압 입력-전류 구동 방식(CVCC 방식이라고도 함)으로 할 수 있다. 또한, 트랜지스터(309_1 및 309_2)에 대해서는, 예를 들어 N형의 극성 트랜지스터를 사용할 수 있다. 또한, 도 25의 (B)에 도시한 바와 같이, P형의 극성 트랜지스터를 사용해도 된다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시 형태 7)
본 실시 형태에서는, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 사용할 수 있는 MEMS를 사용한 표시 소자의 일례에 대해 도 26 내지 도 29를 사용하여 설명한다. MEMS를 사용한 표시 소자는 내열성이 높아, 본 발명의 일 형태의 표시 장치에 적절히 사용할 수 있다.
도 26에 도시하는 표시 장치(160)는 표시부(162)와, 셔터 형상의 차광 수단(164)을 갖는다.
셔터 형상의 차광 수단(164)은 차광 상태와 투과 상태를 전환할 수 있다. 또한, 차광 수단(164)은 상기 차광 상태와 투과 상태를 전환할 수 있는 기구를 가지면 되고, 예를 들어 개구부를 갖는 차광층과 당해 개구부를 차광할 수 있는 가동 차광층을 포함하는 셔터 등을 사용할 수 있다.
도 27은 표시 장치(160)의 구체적인 등각 투영도이다. 표시 장치(160)는 행 및 열 내에 배치된 복수의 지지체(166a) 내지 지지체(166d)[총칭하여 지지체(166)라고도 함]를 갖는다. 지지체(166)는 차광 수단(164)과, 개구부(172)를 갖는다. 또한, 지지체(166a)는 화소(162a)에 대응하고 있다. 지지체(166b), 지지체(166c), 지지체(166d)에 있어서도 마찬가지로 각각 화소(162b), 화소(162c), 화소(162d)에 대응하고 있다. 또한, 표시부(162)는 화소(162a) 내지 화소(162d)로 구성되어 있다. 또한, 지지체(166) 그 자체는 투광성을 갖고 있다. 특정한 화소에 대응하는 색 고유의 지지체(166) 중 하나 이상을 선택적으로 투과 상태로 함으로써, 표시 장치(160)는 컬러 표시가 가능한 화소를 생성하는 것이 가능하다.
표시부(162)는 패시브 매트릭스형으로 해도 되고, 트랜지스터에 의해 소자의 구동이 제어되는 액티브 매트릭스형으로 해도 된다. 어떤 경우에 있어서도, 각 화소와 전기적으로 접속되는 배선을 격자 형상으로 설치할 필요가 있다. 개구율의 향상을 도모하는 점에 있어서, 표시부의 배선으로서 사용하는 도전막은 투광성을 갖는 것이 바람직하다.
표시부(162)를 액티브 매트릭스형으로 하는 경우, 트랜지스터도 투광성을 갖는 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 투광성을 갖는 반도체막으로서는, 산화물 반도체막을 사용하는 것이 바람직하다. 당해 산화물 반도체막으로서는, In-Sn-Ga-Zn 산화물, In-Ga-Zn 산화물, In-Sn-Zn 산화물, In-Al-Zn 산화물, Sn-Ga-Zn 산화물, Al-Ga-Zn 산화물, Sn-Al-Zn 산화물, In-Zn 산화물, Sn-Zn 산화물 등이 사용된다.
차광 수단(164)은 MEMS 기술을 사용하여 형성하는 MEMS 셔터이다. 차광 수단(164)은 MEMS 구조체부와 MEMS 구동 소자부를 설치한다. MEMS 구조체부는 3차원적인 입체 구조를 갖고, 또한 일부가 가동하는 미소 구조체인 셔터를 복수 갖는다.
또한, MEMS 구조체부에는 차광층 및 가동 차광층 외에 가동 차광층을 기판 평면에 평행하게 슬라이드시키기 위한 액추에이터나, 가동 차광층을 지지하는 구조체 등이 포함된다. 또한, MEMS 셔터의 구조예의 상세에 대해서는 이후에 기재한다.
또한, 액추에이터를 통해 가동 차광층을 구동시키는 트랜지스터가 MEMS 구동 소자부에 형성된다. MEMS 구동 소자부에 사용하는 트랜지스터는 투광성을 갖는 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 표시부(162)에서 사용하는 트랜지스터와 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, MEMS 구동 소자부의 배선으로서 사용하는 도전막은 투광성을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 각 지지체(166)는 주사선(174), 신호선(176), 전원선(178)과 전기적으로 접속되고, 이들 배선으로부터 공급되는 전위에 따라, 차광 수단(164)의 차광 상태와 투과 상태를 전환한다.
다음에, 차광 수단(164)으로서 사용할 수 있는 MEMS 셔터의 구조예에 대해 도 28을 사용하여 설명한다.
도 28은 셔터(300)이다. 셔터(300)는 액추에이터(310)에 결합된 가동 차광층(332)을 갖는다. 액추에이터(310)는 개구부(334)를 갖는 차광층(도면이 번잡해지므로 도시하지 않음) 위에 설치되어 있고, 2개의 유연성을 갖는 액추에이터(315)를 갖는다. 가동 차광층(332)의 한쪽의 변은 액추에이터(315)와 전기적으로 접속되어 있다. 액추에이터(315)는 가동 차광층(332)을, 구조체(323)와 구조체(327)를 연결하는 선분의 방향으로 이동시키는 기능을 갖는다.
액추에이터(315)는 가동 차광층(332) 및 구조체(319)와 전기적으로 접속하는 가동 전극(321)과, 구조체(323)와 전기적으로 접속하는 가동 전극(325)을 갖는다. 가동 전극(325)은 가동 전극(321)에 인접하고 있고, 가동 전극(325)의 일단부는 구조체(323)와 전기적으로 접속하고, 타단부는 자유롭게 움직일 수 있다. 또한, 가동 전극(325)의 자유롭게 움직이는 것이 가능한 단부는 가동 전극(321) 및 구조체(319)의 접속부에서 가동 전극(321)과 가장 근접하도록 만곡되어 있다.
가동 차광층(332)의 다른 쪽의 변은 액추에이터(310)에 의해 가해진 힘에 대항하는 복원력을 갖는 스프링(317)에 접속되어 있다. 스프링(317)은 구조체(327)에 접속되어 있다.
구조체(319), 구조체(323), 구조체(327)는 개구부(334)를 갖는 차광층의 표면의 근방에 있어서, 가동 차광층(332), 액추에이터(315) 및 스프링(317)을 부유시키는 기계적 지지체로서 기능한다.
가동 차광층(332)의 하방에는 차광층으로 둘러싸이는 개구부(334)가 형성된다. 또한, 가동 차광층(332) 및 개구부(334)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
셔터(300)에 포함되는 구조체(323)는 트랜지스터(도시하지 않음)와 전기적으로 접속한다. 당해 트랜지스터는 가동 차광층을 구동하기 위한 트랜지스터이다. 이에 의해, 구조체(323)에 접속되는 가동 전극(325)에, 트랜지스터를 통해 임의의 전압을 인가할 수 있다. 또한, 구조체(319), 구조체(327)는 각각 접지 전극(GND)과 접속한다. 이로 인해, 구조체(319)에 접속하는 가동 전극(321) 및 구조체(327)에 접속하는 스프링(317)의 전위는 GND로 되어 있다. 또한, 구조체(319), 구조체(327)는 임의의 전압을 인가할 수 있는 공통 전극과 전기적으로 접속되어도 된다. 또한, 구조체(319), 구조체(327)를 액추에이터(310)로 치환하여 2개의 액추에이터(310)를 갖는 셔터로 해도 된다.
가동 전극(325)에 전압이 인가되면, 가동 전극(325)과 가동 전극(321) 사이의 전위차에 의해, 가동 전극(321) 및 가동 전극(325)이 전기적으로 끌어당긴다. 이 결과, 가동 전극(321)에 접속하는 가동 차광층(332)이, 구조체(323)의 쪽으로 끌어당겨져, 구조체(323)의 쪽으로 이동한다. 가동 전극(321)은 스프링으로서 작용하기 때문에, 가동 전극(321)과 가동 전극(325) 사이의 전위차가 제거되면, 가동 전극(321)은 가동 전극(321)에 축적된 응력을 해방하면서, 가동 차광층(332)을 그 초기 위치로 되밀린다. 또한, 가동 전극(321)이 가동 전극(325)으로 끌어당겨지고 있는 상태에서, 개구부(334)가 가동 차광층(332)에 막히도록 설정해도 되고, 역으로 개구부(334) 위에 가동 차광층(332)이 중첩되지 않도록 설정해도 된다.
셔터(300)의 제작 방법에 대해, 이하에 설명한다. 개구부(334)를 갖는 차광층 위에 포토리소그래피 공정에 의해 소정의 형상을 갖는 희생층을 형성한다. 희생층으로서는, 폴리이미드, 아크릴 등의 유기 수지, 산화실리콘, 질화실리콘, 산화질화실리콘, 질화산화실리콘 등의 무기 절연막 등으로 형성할 수 있다.
다음에, 희생층 위에 인쇄법, 스퍼터링법, 증착법 등에 의해 차광성을 갖는 재료를 형성한 후, 선택적으로 에칭을 하여 셔터(300)를 형성한다. 차광성을 갖는 재료로서는 예를 들어, 크롬, 몰리브덴, 니켈, 티타늄, 구리, 텅스텐, 탄탈륨, 네오디뮴, 알루미늄, 실리콘 등의 반도체, 금속, 합금 또는 산화물 등을 사용할 수 있다. 또는, 잉크젯법에 의해 셔터(300)를 형성한다. 셔터(300)는 두께 100㎚ 이상 5㎛ 이하로 형성하는 것이 바람직하다.
다음에, 희생층을 제거함으로써, 공간에 있어서 가동식의 셔터(300)를 형성할 수 있다. 또한, 이후, 셔터(300)의 표면을 산소 플라즈마, 열산화 등으로 산화하여, 산화막을 형성하는 것이 바람직하다. 또는, 원자층 증착법, CVD법에 의해, 셔터(300)의 표면에, 알루미나, 산화실리콘, 질화실리콘, 산화질화실리콘, 질화산화실리콘, DLC(Diamond-Like Carbon) 등의 절연막을 형성하는 것이 바람직하다. 당해 절연막을 셔터(300)에 설치함으로써, 셔터(300)의 경년 열화를 저감할 수 있다.
다음에, 차광 수단을 포함하는 제어 회로(250)에 대해 도 29를 사용하여 설명한다.
도 29는 표시 장치 내의 제어 회로(250)의 개략도이다. 제어 회로(250)는 차광 수단을 차광 상태로 하는 액추에이터와 투과 상태로 하는 액추에이터를 갖는 셔터를 포함하는 지지체(256) 내의 화소 어레이를 제어한다. 어레이 내의 화소는 각각이 실질적으로 정사각형의 형상이고, 피치, 즉, 화소간의 거리는 180㎛ 내지 250㎛이다.
제어 회로(250)는 각 행의 각 화소에 대해, 주사선(254)을 갖고, 각 열의 각 화소에 대해, 제1 신호선(258a) 및 제2 신호선(258b)을 갖는다. 제1 신호선(258a)은 차광 수단을 투과 상태로 하는 신호를 공급하고, 제2 신호선(258b)은 차광 수단을 차광 상태로 하는 신호를 공급한다. 제어 회로(250)는 충전선(262)과, 작동선(264)과, 공통 전원선(265)을 더 갖는다. 이들 충전선(262), 작동선(264) 및 공통 전원선(265)은 어레이 내의 복수행 및 복수열 내의 화소 사이에서 공유된다.
각 화소를 포함하는 지지체(256)는 차광 수단을 투과 상태로 하기 위해 충전하는 트랜지스터(266)와, 차광 수단을 투과 상태로 하기 위해 방전하는 트랜지스터(268)와 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(268)는 차광 수단을 투과 상태로 하기 위해 데이터를 기입하기 위한 트랜지스터(267)와, 용량 소자(269)와 전기적으로 접속된다. 또한, 트랜지스터(266)와 트랜지스터(268)는 투과 상태로 하는 액추에이터와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 각 화소를 포함하는 지지체(256)는 차광 수단을 차광 상태로 하기 위해 충전하는 트랜지스터(270)와, 차광 수단을 차광 상태로 하기 위해 방전하는 트랜지스터(272)와 전기적으로 접속하고, 트랜지스터(272)는 차광 수단을 차광 상태로 하기 위해 데이터를 기입하기 위한 트랜지스터(277)와, 용량 소자(279)와 전기적으로 접속된다. 또한, 트랜지스터(270)와 트랜지스터(272)는 차광 상태로 하는 액추에이터와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 트랜지스터(266), 트랜지스터(268), 트랜지스터(270) 및 트랜지스터(272)는 산화물 반도체 이외의 재료를 채널 영역에 사용한 트랜지스터이고, 충분한 고속 동작이 가능하다.
또한, 트랜지스터(267) 및 트랜지스터(277)는 고순도화된 산화물 반도체를 채널 영역으로서 사용한다. 고순도화된 산화물 반도체를 채널 영역으로서 사용하는 트랜지스터는 비도통 상태로 됨으로써, 부유 상태로 되는 노드[예를 들어, 트랜지스터(267)와, 트랜지스터(268)와, 용량 소자(269)가 접속된 노드, 트랜지스터(272)와, 트랜지스터(277)와, 용량 소자(279)가 접속된 노드]에 있어서 데이터를 유지할 수 있어, 오프 전류가 극히 작다. 오프 전류가 극히 작기 때문에, 리프레시 동작이 불필요해지거나, 또는 리프레시 동작의 빈도를 극히 낮게 하는 것이 가능해지므로, 소비 전력을 충분히 저감할 수 있다.
또한, 트랜지스터(267) 및 트랜지스터(277)의 산화물 반도체막과 동일 평면 위에 도전막을 형성하고, 해당 도전막을 용량 소자(269) 및 용량 소자(279)의 전극의 한쪽으로서 사용한다. 이와 같은 도전막을 사용하여 형성한 용량 소자상은 단차가 작고, 집적화되기 쉬워지므로, 표시 장치를 미세화할 수 있다. 예를 들어, 용량 소자 위에 차광 수단의 일부나 트랜지스터가 중첩하여, 점유 면적이 작고, 미세화한 표시 장치를 제작할 수 있다.
제어 회로(250)는 처음에 충전선(262)에 전압을 인가한다. 충전선(262)은 트랜지스터(266) 및 트랜지스터(270)의 각각의 게이트와 드레인에 접속되어 있고, 이 전압의 인가에 의해, 트랜지스터(266) 및 트랜지스터(270)를 도통시킨다. 충전선(262)은 지지체(256)의 셔터의 작동에 필요한 최소한의 전압(예를 들어, 15V)이 인가된다. 차광 수단을 차광 상태로 하는 액추에이터와 투과 상태로 하는 액추에이터가 충전된 후에는, 충전선(262)은 0V로 되고, 트랜지스터(266) 및 트랜지스터(270)는 비도통 상태로 된다. 양쪽의 액추에이터의 전하는 유지된다.
화소의 각 행은 주사선(254)에 기입하여 전압 Vw를 공급함으로써, 순서대로 화소에 기입된다. 화소의 특정한 행이 기입되고 있는 동안, 제어 회로(250)는 데이터 전압을 화소의 각 열에 대응한 제1 신호선(258a) 또는 제2 신호선(258b)의 한쪽에 인가한다. 기입되는 행의 주사선(254)으로의 전압 Vw의 인가에 의해, 대응하는 행의 트랜지스터(267) 및 트랜지스터(277)는 도통한다. 트랜지스터(267) 및 트랜지스터(277)가 도통하면, 제1 신호선(258a) 및 제2 신호선(258b)으로부터 공급되는 전하는 용량 소자(269) 및 용량 소자(279)에 각각 유지된다.
제어 회로(250)에 있어서, 작동선(264)은 트랜지스터(268) 및 트랜지스터(272)의 각각의 소스에 접속된다. 작동선(264)을 공통 전원선(265)의 전위보다도 상당히 큰 전위로 함으로써, 용량 소자(269) 및 용량 소자(279)에 각각 유지되어 있는 전하에 관계없이, 트랜지스터(268) 및 트랜지스터(272)가 도통하는 일은 없다. 제어 회로(250)에 있어서의 작동은 작동선(264)의 전위를 공통 전원선(265)의 전위 이하로 하고, 트랜지스터(268) 또는 트랜지스터(272)는 어느 하나의 용량 소자(269) 또는 용량 소자(279)에 유지된 데이터의 전하에 의해 도통/비도통이 결정된다.
트랜지스터(268) 또는 트랜지스터(272)가 도통하는 경우, 차광 수단을 차광 상태로 하는 액추에이터의 전하 또는 투과 상태로 하는 액추에이터의 전하는 트랜지스터(268) 또는 트랜지스터(272)를 통해 유출한다. 예를 들어, 트랜지스터(268)만을 도통함으로써, 투과 상태로 하는 액추에이터의 전하는 트랜지스터(268)를 통해 작동선(264)으로 유출된다. 결과적으로, 지지체(256)의 셔터와 투과 상태로 하는 액추에이터 사이에 전위차가 발생하고, 셔터는 투과 상태로 하는 액추에이터의 쪽으로 전기적으로 끌어당겨져, 투과 상태로 된다.
본 실시 형태는 다른 실시 형태와 적절히 조합할 수 있다.
[실시예]
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태의 발광 장치를 제작하여, 빙냉수(약 0℃) 중 또는 비등수(약 100℃) 중에서 동작시켰다.
본 실시예에서 제작한 발광 장치가 갖는 피밀봉체를 도 2의 (A), (B)에 도시한다.
본 실시예에서는 발광 패널(10)이 갖는 발광 소자로서, 유기 EL 소자를 제작하였다. 또한, 이차 전지(20)로서, 라미네이트형(박형이라고도 함)의 이차 전지를 사용하였다. 또한, 회로 기판(55)에는 스위치(51), 회로(30) 및 회로(50)를 구성하는 소자를 설치하였다. 스위치(51)로서는 자기 스위치를 사용하였다.
<발광 패널의 제작>
본 실시예에서는 청색, 녹색, 주황색, 또는 적색의 발광 소자를 갖는 4종류의 발광 패널을 제작하였다. 발광 패널의 제작 방법에 대해, 도 5 및 도 30을 사용하여 설명한다. 본 실시예에서는 발광 패널을 고온에서 동작시키기 위해, 구동시키는 온도 이상의 유리 전이 온도를 갖는 재료를 사용하여 발광 소자를 제작하였다.
먼저, 기판(901) 위에 절연층(903)을 형성하였다. 기판(901)에는 유리 기판을 사용하였다. 절연층(903)으로서는, CVD법을 사용하여, 막 두께 200㎚의 산화질화실리콘막을 형성하였다.
다음에, 절연층(903) 위에 도전층(911), 도전층(912) 및 보조 전극(921)을 형성하였다. 도전층(911), 도전층(912) 및 보조 전극(921)으로서는, 스퍼터링법을 사용하여, 막 두께 50㎚의 티타늄막과, 막 두께 1200㎚의 알루미늄막과, 막 두께 50㎚의 티타늄막의 적층 구조를 형성하였다.
다음에, 양극으로서 기능하는 하부 전극(931)을 형성하였다. 하부 전극(931)으로서는, 스퍼터링법을 사용하여, 규소를 포함하는 인듐 주석 산화물(ITSO)막을 형성하였다. 또한, 그 막 두께는 110㎚로 하였다.
다음에, 감광성 폴리이미드를 도포하고, 노광, 현상, 소성을 행함으로써, 막 두께 1000㎚의 절연층(925)을 형성하였다. 그 후, 질소 분위기 하에서 300℃, 1시간의 가열 처리를 행하였다.
다음에, 기판(901)에 발광 소자를 형성하기 위한 전처리로서, 기판(901) 표면을 물로 세정하고, 200℃에서 1시간 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 행하였다.
그 후, 10-4㎩ 정도까지 내부가 감압된 진공 증착 장치에 기판(901)을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에 있어서, 170℃에서 30분간의 진공 소성을 행한 후, 기판(901)을 30분 정도 방냉하였다.
다음에, 하부 전극(931) 위에 EL층(933)을 형성하였다. EL층(933)에 사용한 재료의 화학식을 이하에 나타낸다. EL층(933)의 구성을 도 30에 도시한다.
Figure 112015095131155-pat00001
Figure 112015095131155-pat00002
EL층(933)의 제작 방법을 설명한다. 먼저, 하부 전극(931)이 형성된 면이 하방으로 되도록, 하부 전극(931)이 형성된 기판(901)을 진공 증착 장치 내에 설치된 기판 홀더에 고정하여, 10-4㎩ 정도까지 감압한 후, 하부 전극(931) 위에 정공 주입층(1011)을 형성하였다.
청색의 발광 소자 정공 주입층(1011)은 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카르바졸(약칭: PCzPA)과 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써 형성하였다. PCzPA와 산화몰리브덴의 비율은 중량비로 2:1(＝PCzPA:산화몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 정공 주입층(1011)의 막 두께는 50㎚로 하였다. 또한, 공증착법이란, 하나의 처리실 내에서, 복수의 증발원으로부터 동시에 증착을 행하는 증착법이다.
녹색, 주황색 및 적색의 발광 소자 정공 주입층(1011)은 4,4',4"-(1,3,5-벤젠트리일)트리(디벤조티오펜)(약칭: DBT3P-II)과 산화몰리브덴(VI)을 공증착함으로써 형성하였다. DBT3P-II와 산화몰리브덴의 비율은 중량비로 2:1(＝DBT3P-II:산화몰리브덴)이 되도록 조절하였다. 정공 주입층(1011)의 막 두께는, 녹색의 발광 소자에서는 10㎚, 주황색 및 적색의 발광 소자에서는 20㎚로 하였다.
다음에, 정공 주입층(1011) 위에 정공 수송층(1012)을 형성하였다.
청색의 발광 소자의 정공 수송층(1012)은 PCzPA를 막 두께 10㎚가 되도록 증착함으로써 형성하였다. 또한, PCzPA의 유리 전이 온도는 132℃이다.
녹색, 주황색 및 적색의 발광 소자의 정공 수송층(1012)은 N-(1,1'-비페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카르바졸-3-일)페닐]-9,9-디메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF)을 증착함으로써 형성하였다. 정공 수송층(1012)의 막 두께는, 녹색의 발광 소자에서는 10㎚, 주황색 및 적색의 발광 소자에서는 20㎚로 하였다. 또한, PCBBiF의 유리 전이 온도는 166℃이다.
다음에, 정공 수송층(1012) 위에 발광층(1013)을 형성하였다.
청색의 발광 소자의 발광층(1013)은 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-디벤조[c,g]카르바졸(약칭: cgDBCzPA)과, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-피렌-1,6-디아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn)을 공증착함으로써 형성하였다. 그 막 두께는 25㎚로 하였다. cgDBCzPA와 1,6mMemFLPAPrn의 비율은 중량비로 1:0.03(cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn)이 되도록 조절하였다. 또한, cgDBCzPA의 유리 전이 온도는 155℃이다.
녹색의 발광 소자 발광층(1013)은 2-{3-[3-(2,8-디페닐디벤조티오펜-4-일)페닐]페닐}디벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-III), PCBBiF 및 (아세틸아세토네이트)비스(6-tert-부틸-4-페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)2(acac)])을 공증착함으로써 형성하였다. 여기서는, 2mDBTBPDBq-III, PCBBiF 및 [Ir(tBuppm)2(acac)]의 중량비가 0.7:0.3:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층과, 해당 중량비가 0.8:0.2:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(tBuppm)2(acac)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층을 적층하였다. 또한, 2mDBTBPDBq-III의 유리 전이 온도는 150℃이다.
주황색의 발광 소자 발광층(1013)은 2mDBTBPDBq-III, PCBBiF 및 (아세틸아세토네이트)비스(4,6-디페닐피리미디나토)이리듐(III)(약칭: [Ir(dppm)2(acac)])을 공증착함으로써 형성하였다. 여기서는, 2mDBTBPDBq-III, PCBBiF 및 [Ir(dppm)2(acac)]의 중량비가 0.7:0.3:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(dppm)2(acac)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층과, 해당 중량비가 0.8:0.2:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(dppm)2(acac)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층을 적층하였다.
적색의 발광 소자 발광층(1013)은 2mDBTBPDBq-III, PCBBiF 및 비스{4,6-디메틸-2-[3-(3,5-디메틸페닐)-5-페닐-2-피라지닐-κN]페닐-κC}(2,6-디메틸-3,5-헵탄디오네이트-κ2O, O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdppr-P)2(dibm)])을 공증착함으로써 형성하였다. 여기서는, 2mDBTBPDBq-III, PCBBiF 및 [Ir(dmdppr-P)2(dibm)]의 중량비가 0.7:0.3:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층과, 해당 중량비가 0.8:0.2:0.05(＝2mDBTBPDBq-III:PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])가 되도록 조절하여 성막한 막 두께 20㎚의 층을 적층하였다.
다음에, 발광층(1013) 위에 전자 수송층(1014)을 형성하였다.
청색의 발광 소자 전자 수송층(1014)은 cgDBCzPA를 막 두께 10㎚로 되도록 증착하고, 2,9-디(2-나프틸)-4,7-디페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen)을 막 두께 15㎚로 되도록 증착함으로써 형성하였다. 또한, NBPhen의 유리 전이 온도는 165℃이다.
녹색, 주황색 및 적색의 발광 소자의 전자 수송층(1014)은 2mDBTBPDBq-III을 증착하고, NBPhen을 막 두께 10㎚로 되도록 증착함으로써 형성하였다. 2mDBTBPDBq-III의 막 두께는, 녹색의 발광 소자에서는 10㎚, 주황색 및 적색의 발광 소자에서는 20㎚로 하였다.
다음에, 불화리튬(LiF)을 막 두께 0.1㎚로 되도록 증착함으로써, 전자 수송층(1014) 위에 전자 주입층(1015)을 형성하였다.
마지막으로, 음극으로서 기능하는 상부 전극(935)으로서, 알루미늄을 막 두께 200㎚로 되도록 증착함으로써, 본 실시예의 발광 소자를 제작하였다.
또한, 상술한 증착 과정에 있어서, 증착은 모두 저항 가열법을 사용하였다.
이상에 의해 얻어진 발광 소자의 소자 구조를 표 1에 나타낸다.
Figure 112015095131155-pat00003
다음에, 질소 분위기 하에서, 접착층(927)으로서 자외광 경화형 에폭시계 수지를 사용하여, 기판(901)과, 기판(991)인 유리 기판를 접합하였다. 또한, 기판(901), 기판(991) 및 접착층(927)에 둘러싸인 공간(929) 중에는 건조제(913)를 배치하였다. 발광 영역을 차광한 상태에서, 접착층(927)에 자외광을 조사하여 수지를 경화시켰다. 그 후, 대기 분위기 하에서, 80℃에서 1시간의 가열 처리를 행하였다.
이상에 의해, 발광 패널을 제작하였다. 본 실시예에서 제작한 발광 패널의 발광 영역은 36㎜×40㎜이다. 또한, 발광 영역에는 보조 전극(921)이 형성된 부분도 포함한다.
발광 패널의 특성을 표 2에 나타낸다.
Figure 112015095131155-pat00004
<이차 전지의 제작>
먼저, 본 실시예에서 제작한 박형의 이차 전지를 도 31의 (A)에 도시한다.
본 실시예의 이차 전지는 정극(203), 부극(206), 세퍼레이터(207), 외장체(219), 정극 리드 전극(226a), 부극 리드 전극(226b)을 갖는다.
도 31의 (B)에 정극(203)의 외관도를 도시한다. 정극(203)은 정극 집전체(201), 정극 활물질층(202) 및 탭 영역(281)을 갖는다. 탭 영역(281)은 정극 집전체(201)가 노출되는 영역에서, 정극 리드 전극(226a)와 용접되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 정극 집전체(201)의 편면에 정극 활물질층(202)을 갖는 정극(203)과, 정극 집전체(201)의 양면에 정극 활물질층(202)을 갖는 정극(203)의 양쪽을 사용하였다.
도 31의 (C)에 부극(206)의 외관도를 도시한다. 부극(206)은 부극 집전체(204), 부극 활물질층(205) 및 탭 영역(282)을 갖는다. 탭 영역(282)은 부극 집전체(204)가 노출되는 영역에서, 부극 리드 전극(226b)과 용접되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 부극 집전체(204)의 양면에 부극 활물질층(205)을 갖는 부극(206)을 사용하였다.
또한, 도 31의 (A)에 있어서의 일점 쇄선 P-Q 사이의 단면도를 도 32에 도시한다. 또한, 도 31의 (A) 에 있어서의 일점 쇄선 R-S 사이의 단면도를 도 33에 도시한다.
본 실시예의 이차 전지에서는 정극 집전체(201)의 편면에 정극 활물질층(202)을 갖는 정극(203)을 2개, 정극 집전체(201)의 양면에 정극 활물질층(202)을 갖는 정극(203)을 5개, 부극 집전체(204)의 양면에 부극 활물질층(205)을 갖는 부극(206)을 6개 사용하였다. 정극(203)의 부극(206)측의 면의 면적과 부극(206)의 정극(203)측의 면의 면적은 개략 동일하게 하였다.
세퍼레이터(207)는 부극(206)을 사이에 두도록 절반 접어 설치하였다. 세퍼레이터(207)의 단부는 정극(203) 및 부극(206)의 단부보다도 외측에 위치하도록 설치하였다.
외장체(219)로 둘러싸인 영역은 전해액(210)으로 채웠다.
이하에 본 실시예의 이차 전지의 제작 방법을 나타낸다.
먼저, 정극 및 부극의 제작에 대해 설명한다.
부극 활물질층의 배합 및 제작 조건에 대해 설명한다. 활물질에 비표면적 6.3㎡/g, 평균 입경 15㎛의 구상화 천연 흑연을 사용하였다. 또한, 결착제로서 CMC-Na(카르복시메틸셀룰로오스나트륨) 및 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 사용하였다. 사용한 CMC-Na의 중합도는 600 내지 800, 1％ 수용액으로서 사용한 경우의 수용액 점도는 300m㎩ㆍs 내지 500m㎩ㆍs의 범위의 값이었다. 전극을 제작하기 위한 슬러리의 배합은 흑연:CMC-Na:SBR＝97:1.5:1.5(중량％)로 하였다.
다음에, 부극용의 페이스트의 제작에 대해 설명한다.
먼저, 활물질을 칭량하고, CMC-Na의 분말을 첨가하여, 제1 혼합물을 얻었다.
다음에, 제1 혼합물에 물을 가하고, 혼련기로 고화 혼련을 행하여, 제2 혼합물을 얻었다. 여기서 가한 물의 양은 혼합물의 중량의 총합에 대해 38％로 하였다. 여기서 고화 혼련이란, 고점도에 의한 혼련이다.
다음에, 제2 혼합물에 SBR의 수분산액을 첨가하고, 물을 더 첨가하고, 혼련기로 혼련을 행하여, 제3 혼합물을 얻었다.
다음에, 제3 혼합물에, 소정의 점도로 될 때까지 분산매인 순수를 첨가하고, 혼련기로 혼련을 행하여, 제4 혼합물을 얻었다.
다음에, 감압 분위기 하에서 탈포를 행하였다. 구체적으로는, 제4 혼합물이 들어간 혼련기를 감압하여, 탈포를 행하였다. 압력은 대기압과의 차가 0.096㎫ 이하로 되도록 하였다. 이상의 공정에 의해, 페이스트를 제작하였다.
다음에, 연속 도공기를 사용하여, 부극 집전체에 페이스트를 도포하였다. 부극 집전체에는 막 두께 18㎛의 압연 구리박을 사용하였다. 도공 속도는 0.75m/min으로 하였다.
다음에, 페이스트를 도포한 부극 집전체를 건조로에 이동시키고, 용매를 기화시켰다. 그때의 조건은 대기 분위기 하에서, 50℃에서 120초간 행하고, 다음에, 대기 분위기 하에서, 80℃에서 120초간 행하고, 또한 감압 분위기 하에서, 100℃에서 10시간 행하였다. 이상의 공정에 의해, 부극 집전체의 양면에 부극 활물질층을 제작하였다.
다음에, 정극의 배합 및 제작 조건에 대해 설명한다. 활물질에 비표면적 9.2㎡/g의 LiFePO4를 사용하고, 결착제로서 PVDF를 사용하고, 도전 보조제로서 아세틸렌 블랙(AB)을 사용하였다. 전극을 제작하기 위한 페이스트의 배합은 LiFePO4:AB:PVDF＝85:7:8(중량％)로 하였다.
다음에, 정극용의 페이스트의 제작 방법에 대해 설명한다.
먼저, PVDF와 AB를, 혼련기를 사용하여 혼련하여, 제1 혼합물을 얻었다.
다음에, 제1 혼합물에 활물질을 첨가하고, 혼련기를 사용하여 혼련하여, 제2 혼합물을 얻었다.
다음에, 제2 혼합물에, 분산매인 NMP를 첨가하고, 혼련기를 사용하여 혼련하여, 제3 혼합물을 얻었다.
다음에, 제3 혼합물을, 혼련기를 사용하여, 감압 분위기 하에서 혼련하였다. 이상의 공정에 의해, 페이스트를 제작하였다.
다음에, 제작한 페이스트를 정극 집전체에 도포하였다. 정극 집전체에는 미리 언더코트를 실시한 알루미늄 집전체(20㎛)를 사용하였다. 도포에는 연속 도공기를 사용하고, 도포 속도는 1m/min으로 하였다. 그 후, 건조로를 사용하여 용매를 기화하였다. 그때의 조건은 80℃, 4분간으로 하였다.
다음에, 정극 활물질층을 롤 프레스법에 의해 프레스하여 압밀화하였다. 그 후, 감압 분위기 하에서 170℃, 10시간의 가열 처리를 행하였다. 이상의 공정에 의해, 정극 집전체의 편면 또는 양면에 정극 활물질층을 제작하였다.
전해액에는 용매로서 하기의 구조식에 나타내는 1-부틸-3-메틸이미다졸륨비스(플루오로술포닐)아미드(약칭: BMI-FSA)를 사용하고, 전해질로서 리튬비스(플루오로술포닐)아미드[Li(FSO2)2N, 약칭: LiFSA]를 사용하였다. LiFSA를 BMI-FSA에 용해시켜, LiFSA의 농도가 1.8mol/kg인 전해액을 준비하였다.
Figure 112015095131155-pat00005
본 실시예에서는 전해액의 용매에 이온 액체를 사용하였다. 본 실시예에서 사용한 이온 액체는 인화점이 300℃ 이상으로 매우 높고, 고온 환경 하에서도 인화되지 않는다. 따라서, 고온 환경에서 동작시키는 이차 전지에 적절히 사용할 수 있다.
본 실시예에서 사용한 전해액의 인화점 측정의 결과를 설명한다. 인화점 측정은 신속 평형 밀폐법을 사용한 인화점 시험에 의해 평가하였다. 먼저, 시료를 시료 컵에 넣고 1분간 가열하였다. 그 후, 버너를 접근시켜 2.5초 이상 유지하고, 인화되었는지 여부를 확인하였다. 인화점의 평가는 50℃부터 300℃까지 행하고, 각 온도로 가열하는 시료는 각각 별도의 것으로 하였다. 본 실험에 의해, 전해액은 300℃로 가열한 경우에도 인화되지 않았으므로, 해당 전해액의 인화점은 300℃ 이상인 것을 알 수 있었다.
세퍼레이터는 두께 50㎛의 용제 방사 재생 셀룰로오스 섬유(TF40, 닛폰 고도시 고교 가부시키가이샤제)를 사용하였다. 또한, 외장체에는 알루미늄의 양면에, 수지층을 피복한 필름을 사용하였다.
다음에, 박형의 이차 전지 제작 방법을 설명한다. 본 실시예에서는 빙냉수 중에서 동작시키는 발광 장치에 사용하는 이차 전지와, 비등수 중에서 동작시키는 발광 장치에 사용하는 이차 전지의 2종류를 제작하였다.
먼저, 정극, 부극, 세퍼레이터를 절단하였다. 정극과 부극의 크기는 각각 20.49㎠로 하였다. 세퍼레이터는 절단 후, 절반으로 접고, 2변을 고정함으로써, 주머니 형상으로 하였다.
다음에, 탭 영역 위의 정극 활물질 및 부극 활물질을 박리하여, 집전체를 노출시켰다.
다음에, 외장체를 반으로 접고, 적층한 정극, 세퍼레이터 및 부극을 사이에 개재하였다. 이때, 정극 및 부극은 정극 활물질층과, 부극 활물질층이 마주 보도록 적층하였다. 또한, 부극을, 주머니 형상의 세퍼레이터 중에 넣은 상태에서, 정극과 교대로 적층함으로써, 정극과 부극이, 사이에 세퍼레이터를 사이에 개재하면서, 교대로 적층되도록 하였다.
다음에, 가열에 의해 외장체의 3변 중, 전해액을 주입하는 변 이외를 접합하였다. 이때, 리드 전극에 설치된 밀봉층이 외장체의 밀봉부에 중첩하도록 배치하였다.
외장체의 2변의 밀봉을 행한 후, 외장체와, 외장체로 둘러싸인 정극, 세퍼레이터 및 부극을 가열하였다. 가열 조건은 감압 하에서 80℃, 10시간으로 하였다.
다음에, 아르곤 가스 분위기 하에서, 밀봉되어 있지 않은 1변으로부터 전해액을 주입하였다. 그 후, 감압 분위기 하에서, 가열에 의해 외장체의 1변을 밀봉하였다. 이상의 공정에 의해, 박형의 이차 전지를 제작하였다.
다음에, 이차 전지의 에이징을 행하였다.
처음에, 25℃에서 0.01C의 레이트로 정전류 충전을 행하였다. 충전 조건은 3.2V를 상한으로 하였다.
여기서 충전 레이트 및 방전 레이트에 대해 설명한다. 충전 레이트(1C)란, 용량 X(Ah)의 셀을 정전류 충전하고, 정확히 1시간으로 충전 종료가 되는 전류값이다. 1C＝I(A)이면, 충전 레이트 0.2C는 I/5(A)이고, 즉 정확히 5시간으로 충전 종료가 되는 전류값을 의미한다. 마찬가지로, 방전 레이트(1C)란, 용량 X(Ah)의 셀을 정전류 방전하고, 정확히 1시간으로 방전 종료가 되는 전류값이고, 방전 레이트 0.2C란, I/5(A)이고, 즉 정확히 5시간으로 방전 종료가 되는 전류값을 의미한다.
여기서는, 정극 활물질인 LiFePO4의 이론 용량(170mAh/g)을 기준으로 하여 레이트를 산출하였다.
그리고, 아르곤 분위기 하에서, 외장체의 1변을 절단하고, 개봉함으로써 가스 배출을 행한 후, 개봉한 외장체의 1변을, 다시, 감압 분위기 하에서 밀봉하였다.
다음에, 25℃에서 0.05C의 레이트로 정전류 충전을 행하였다. 충전 조건은 4.0V를 상한으로 하였다. 그리고, 25℃에서 0.2C의 레이트로 정전류 방전을 행하였다. 방전 조건은 2.0V를 하한으로 하였다. 또한, 25℃에서 0.2C의 레이트로 충방전을 2회 행하였다. 충전 조건은 4.0V를 상한으로 하고, 방전 조건은 2.0V를 하한으로 하였다.
이상의 에이징 처리를 행한 후의 이차 전지의 충방전 특성을 측정하였다. 충전 및 방전은, 각각, 25℃에서 행하였다. 충전 시간 및 방전 시간은, 각각, 약 5시간이었다. 결과를 도 34의 (A)에 도시한다.
이후에는, 정극 활물질인 LiFePO4의 이론 용량(135mAh/g)을 기준으로 하여, 레이트를 산출하였다. 다음에, 비등수 중에서 동작시키는 발광 장치에 사용하는 이차 전지만, 25℃에서 0.1C의 레이트에 의한 충전과, 100℃에서 0.2C의 레이트에 의한 방전을 행하였다. 충전 조건은 4.0V를 상한으로 하고, 방전 조건은 2.0V를 하한으로 하였다.
그 후, 아르곤 분위기 하에서, 외장체의 1변을 절단하고, 개봉함으로써, 가스 배출을 행한 후, 개봉한 외장체의 1변을, 다시, 감압 분위기 하에서 밀봉하였다.
그리고, 2종류의 전지 모두, 동작 확인으로서, 25℃에서 0.1C의 레이트로 충방전을 1회 행하였다. 충전 조건은 4.0V를 상한으로 하고, 방전 조건은 2.0V를 하한으로 하였다.
이상에 의해, 이차 전지를 제작하였다. 본 실시예의 이차 전지의 충방전 특성을 측정하였다. 빙냉수 중에서 동작시키는 발광 장치에 사용하는 이차 전지의 충방전 특성의 측정 결과를 도 34의 (B)에 도시한다. 비등수 중에서 동작시키는 발광 장치에 사용하는 이차 전지의 충방전 특성의 측정 결과를 도 34의 (C)에 도시한다. 본 실시예에서 제작한 이차 전지의 용량은 약 300mAh인 것을 알 수 있었다.
상기와 같이 제작한 발광 패널 및 이차 전지를 사용하여, 본 실시예의 발광 장치를 제작하였다. 또한, 본 실시예에서는 발광 소자가 점멸하도록, 발광 소자를 구동하는 기능을 갖는 회로를 사용하였다.
발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로 기판(55)을, 도 2의 (A), (B)에 도시한 바와 같이 중첩하여, 가시광을 투과하는 플라스틱 케이스 내에 배치하였다. 이차 전지(20)의 사이즈는 대략 75㎜×80㎜×2.9㎜이고, 중량은 약 15g이었다.
도 35의 (A), (B)에, 각각, 피밀봉체의 표면(발광면) 및 이면(발광면과 대향하는 면)을 도시한다.
그리고, 플라스틱 케이스를 밀봉체(40) 중에 넣고 밀봉함으로써, 본 실시예의 발광 장치를 제작하였다. 밀봉체(40)에는 가시광을 투과하는 플라스틱 필름을 사용하였다.
도 36에 본 실시예의 발광 장치를, 상온, 대기 분위기에서 발광시킨 상태의 사진을 나타낸다.
도 37의 (A)에 본 실시예의 발광 장치를, 빙냉수(약 0℃) 중에서 발광시킨 상태의 사진을 나타낸다. 발광 장치는 약 0℃의 부동액(물과 에틸렌글리콜을 포함함) 중에서, 문제 없이 발광(점멸)하였다.
또한, 도 37의 (B)에 본 실시예의 발광 장치를, 비등수(약 100℃) 중에서 발광시킨 상태의 사진을 나타낸다. 발광 장치는 비등수 중에서, 문제 없이 발광(점멸)하였다.
본 실시예의 발광 장치는 빙냉수 중 및 비등수 중의 각각에 있어서, 이차 전지(20)를 전원으로 하여 발광 패널(10)을 8시간 이상 점멸시킬 수 있었다. 이것으로부터, 본 실시예의 발광 장치는 고온 및 저온에 있어서 안정된 동작이 가능한 것이 나타났다.
이상과 같이, 본 실시예의 발광 장치는 빙냉수 중 및 비등수 중에서 동작 가능한 것을 확인할 수 있었다.
10 : 발광 패널
11 : 발광 소자
12a : 단자
12b : 단자
20 : 이차 전지
21a : 전극
21b : 전극
30 : 회로
31 : 안테나
32 : 컨트롤러
33a : 단자
33b : 단자
34 : 단자
35 : 전자 부품
40 : 밀봉체
40a : 밀봉체
40b : 밀봉체
41 : 밀봉 영역
41a : 밀봉 영역
41b : 밀봉 영역
42 : 공간
42a : 공간
42b : 공간
45 : 배선
50 : 회로
51 : 스위치
52a : 단자
52b : 단자
53a : 배선
53b : 배선
55 : 회로 기판
61 : 안테나
70 : 가요성을 갖는 영역
80 : 디바이스
81 : 디바이스
82 : 완장형 디바이스
83 : 팔찌형 디바이스
84 : 개구부
85 : 스트랩
86 : 발광부
100 : 발광 장치
101 : 발광 소자
102 : 용량 소자
103 : 트랜지스터
104 : 트랜지스터
105 : 트랜지스터
105a : 트랜지스터
105b : 트랜지스터
111 : 보호 회로
112 : 트랜지스터
113 : 트랜지스터
114 : 배선
115 : 배선
121 : 보호 회로
122 : 트랜지스터
123 : 트랜지스터
124 : 배선
125 : 배선
140 : 회로
140a : 회로
140b : 회로
150 : 회로
160 : 표시 장치
162 : 표시부
162a : 화소
162b : 화소
162c : 화소
162d : 화소
164 : 차광 수단
166 : 지지체
166a : 지지체
166b : 지지체
166c : 지지체
166d : 지지체
172 : 개구부
174 : 주사선
176 : 신호선
178 : 전원선
201 : 정극 집전체
202 : 정극 활물질층
203 : 정극
204 : 부극 집전체
205 : 부극 활물질층
206 : 부극
207 : 세퍼레이터
208 : 필름
209 : 필름
210 : 전해액
211 : 정극 집전체
212 : 정극 활물질층
214 : 부극 집전체
215 : 부극 활물질층
217 : 세퍼레이터
218 : 필름
225 : 밀봉층
226 : 리드 전극
226a : 정극 리드 전극
226b : 부극 리드 전극
227 : 열압착 영역
231 : 접착층
232 : 전해액
250 : 제어 회로
254 : 주사선
256 : 지지체
258a : 제1 신호선
258b : 제2 신호선
262 : 충전선
264 : 작동선
265 : 공통 전원선
266 : 트랜지스터
267 : 트랜지스터
268 : 트랜지스터
269 : 용량 소자
270 : 트랜지스터
272 : 트랜지스터
277 : 트랜지스터
279 : 용량 소자
298 : 격벽
300 : 셔터
301 : 배선
302 : 배선
303 : 트랜지스터
304 : 용량 소자
305 : 발광 소자
306 : 배선
307 : 배선
308 : 트랜지스터
309 : 트랜지스터
310 : 액추에이터
311 : 배선
312 : 배선
315 : 액추에이터
317 : 스프링
319 : 구조체
321 : 가동 전극
323 : 구조체
325 : 가동 전극
327 : 구조체
332 : 가동 차광층
334 : 개구부
501 : 구동 회로
502 : 회로
503 : 회로
601 : 재표시 회로
602 : 전원
603 : 변환 회로
611 : 재표시 회로
621 : 타이머
701 : 발광 패널
702 : 접속부
801 : 발광 소자
830 : 발광 소자
845 : 착색층
847 : 차광층
851 : 발광 소자
901 : 기판
902 : 접착층
903 : 절연층
907 : 절연층
908 : 배선
909 : 절연층
909a : FPC
909b : FPC
911 : 도전층
912 : 도전층
913 : 건조제
920 : 트랜지스터
921 : 보조 전극
925 : 절연층
926 : 스페이서
927 : 접착층
928 : 격벽
929 : 공간
930 : 발광 소자
931 : 하부 전극
932 : 광학 조정층
933 : EL층
935 : 상부 전극
941 : 도전층
943 : 절연층
945 : 절연층
981 : 도전층
982 : 절연층
983 : 도전층
984 : 절연층
991 : 기판
992 : 접착층
993 : 절연층
1011 : 정공 주입층
1012 : 정공 수송층
1013 : 발광층
1014 : 전자 수송층
1015 : 전자 주입층
1100 : 로봇
1102 : 조명 유닛
1103 : 조명 유닛
1104 : 조명 유닛
1105 : 조명 유닛
1110 : 도어
1111 : 표시부
1501: 부재
1502: 부재
1503: 부재
7000 : 표시부
7001 : 표시부
7100 : 휴대 전화기
7101 : 하우징
7103 : 조작 버튼
7104 : 외부 접속 포트
7105 : 스피커
7106 : 마이크
7200 : 텔레비전 장치
7201 : 하우징
7203 : 스탠드
7211 : 리모콘 조작기
7300 : 휴대 정보 단말기
7301 : 하우징
7302 : 조작 버튼
7303 : 정보
7650 : 휴대 정보 단말기
7651 : 비표시부
7700 : 휴대 정보 단말기
7701 : 하우징
7703a : 버튼
7703b : 버튼
7704a : 스피커
7704b : 스피커
7705 : 외부 접속 포트
7706 : 마이크
7709 : 배터리
7800 : 휴대 정보 단말기
7801 : 밴드
7802 : 입출력 단자
7803 : 조작 버튼
7804 : 아이콘
7805 : 배터리
9700 : 자동차
9701 : 차체
9702 : 차륜
9703 : 대시보드
9704 : 라이트
9710 : 표시부
9711 : 표시부
9712 : 표시부
9713 : 표시부
9714 : 표시부
9715 : 표시부
9721 : 표시부
9722 : 표시부
9723 : 표시부
9801 : 하우징
9802 : 하우징
9803 : 표시부
9804 : 표시부
9805 : 마이크로폰
9806 : 스피커
9807 : 조작 키
9808 : 스타일러스
9821 : 하우징
9822 : 표시부
9823 : 키보드
9824 : 포인팅 디바이스

Claims (21)

  1. 발광 장치로서,
    발광 패널;
    이차 전지;
    회로; 및
    밀봉체
    를 포함하고,
    상기 발광 패널은 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 이차 전지로부터 공급되는 전력을 이용하여 발광하고,
    상기 이차 전지는 상기 발광 패널과 중첩되는 부분을 포함하고,
    상기 이차 전지는 비수 전해질을 함유하고,
    상기 비수 전해질은 이온 액체를 함유하고,
    상기 회로는 안테나를 포함하고,
    상기 안테나는 상기 발광 패널과 중첩하는 부분을 포함하고,
    상기 회로는 무선으로 상기 이차 전지를 충전하고,
    상기 발광 패널, 상기 이차 전지 및 상기 회로는 상기 밀봉체 내부에 밀봉되고,
    상기 밀봉체의 적어도 일부는 상기 발광 소자로부터 발하는(emit) 광을 투과하는, 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나의 적어도 일부는 상기 발광 패널과 상기 이차 전지 사이에 있는, 발광 장치.
  3. 발광 장치로서,
    발광 패널;
    이차 전지;
    회로; 및
    밀봉체
    를 포함하고,
    상기 발광 패널은 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 이차 전지로부터 공급되는 전력을 이용하여 발광하고,
    상기 발광 소자는 0℃에서 발광할 수 있고,
    상기 발광 소자는 100℃에서 발광할 수 있고,
    상기 이차 전지는 0℃에서 상기 발광 패널에 전력을 공급할 수 있고,
    상기 이차 전지는 100℃에서 상기 발광 패널에 전력을 공급할 수 있고,
    상기 회로는 안테나를 포함하고,
    상기 회로는 무선으로 상기 이차 전지를 충전하고,
    상기 발광 패널, 상기 이차 전지 및 상기 회로는 상기 밀봉체 내부에 밀봉되고,
    상기 밀봉체의 적어도 일부는 상기 발광 소자로부터 발하는 광을 투과하고,
    상기 발광 장치는 0℃의 물 및 100℃의 물에서 이용할 수 있는, 발광 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발광 소자는 한 쌍의 전극 및 발광층을 포함하고,
    상기 발광층은 상기 한 쌍의 전극 사이에 있고,
    상기 발광층은 발광성 유기 화합물을 함유하고,
    상기 발광성 유기 화합물의 유리 전이 온도는 100℃ 이상인, 발광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비수 전해질은 알칼리 금속염을 더 함유하고,
    상기 이온 액체는 이미다졸륨 양이온 및 음이온을 함유하고,
    상기 알칼리 금속염은 리튬염인, 발광 장치.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    제1 스위치를 더 포함하고,
    상기 이차 전지는, 상기 제1 스위치가 온 상태일 때, 상기 발광 패널에 전력을 공급할 수 있고,
    상기 회로는, 상기 제1 스위치가 오프 상태일 때, 무선으로 상기 이차 전지를 충전할 수 있는, 발광 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발광 패널은 가요성 부분을 포함하는, 발광 장치.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 이차 전지는 가요성 부분을 포함하는, 발광 장치.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 밀봉체의 내부는 감압 분위기인, 발광 장치.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발광 패널은 제2 스위치, 제3 스위치 및 용량 소자를 포함하고,
    상기 제2 스위치는 상기 용량 소자의 한쪽 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 제3 스위치는 상기 용량 소자의 다른 쪽 전극에 전기적으로 접속되고,
    상기 용량 소자는 비디오 신호에 따른 전압을 유지하고,
    상기 발광 소자는 상기 전압에 따라 발광하고,
    상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치는, 상기 용량 소자가 상기 전압을 유지하는 기간에 오프 상태이고, 상기 비디오 신호의 공급에 이용되는 구동 회로와 전기적으로 차단되어 있는, 발광 장치.
  11. 모듈로서,
    제1항 또는 제3항에 따른 발광 장치; 및
    터치 센서 또는 FPC를 포함하는, 모듈.
  12. 전자 기기로서,
    제1항 또는 제3항에 따른 발광 장치; 및
    센서, 하우징, 스피커, 마이크로폰, 조작 스위치 또는 조작 버튼을 포함하는, 전자 기기.
  13. 발광 장치로서,
    제1 발광 패널;
    제2 발광 패널;
    이차 전지; 및
    밀봉체
    를 포함하고,
    상기 제1 발광 패널 및 상기 제2 발광 패널은 각각 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 패널 및 상기 제2 발광 패널은 각각 발광면 및 상기 발광면과 대향하는 이면을 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 이차 전지로부터 공급되는 전력을 이용하여 발광하고,
    상기 제1 발광 패널, 상기 제2 발광 패널, 및 상기 이차 전지는 상기 밀봉체 내부에 밀봉되고,
    상기 밀봉체의 적어도 일부는 상기 발광 소자로부터 발하는 광을 투과하고,
    상기 제1 발광 패널의 상기 발광면과 상기 제2 발광 패널의 상기 발광면은 서로 상이한 방향으로 대면하고,
    상기 제1 발광 패널의 상기 이면은 상기 제2 발광 패널의 상기 이면과 대면하는, 발광 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발광 장치는 상기 이차 전지가 무선으로 충전되도록 구성되는, 발광 장치.
  15. 제1항, 제3항, 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 가요성 부분을 포함하는, 발광 장치.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 이차 전지는 비수 전해질을 함유하고,
    상기 비수 전해질은 이온 액체 및 알칼리 금속염을 함유하고,
    상기 이온 액체는 이미다졸륨 양이온 및 음이온을 함유하고,
    상기 알칼리 금속염은 리튬염인, 발광 장치.
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