KR102503644B1 - 전자 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 튼튼한 전자 기기를 제공한다. 또는, 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공한다. 또는, 신규 전자 기기를 제공한다.
제 1 보드, 제 2 보드, 가요성을 갖는 표시부, 및 가요성을 갖는 축전 장치를 갖고, 제 1 보드와 제 2 보드는 마주보도록 배치되고, 표시부 및 축전 장치는 제 1 보드와 제 2 보드에 끼워지고, 표시부는 축전 장치와 면하는 제 1 면을 갖고, 제 1 면은 축전 장치와 고정되지 않는 제 1 영역을 갖고, 제 1 영역은 표시부가 갖는 표시 영역과 중첩되는 전자 기기이다.

Description

전자 기기{ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 전자 기기, 표시 장치, 발광 장치, 축전 장치, 이들의 구동 방법, 및 이들의 제작 방법에 관한 것이다.

또한 본 명세서 중에서 전자 기기란, 전력을 공급받아 동작하는 모든 장치를 가리키며, 전원을 갖는 전자 기기, 전원으로서 예를 들어 축전지를 갖는 전자 기기 및 전기 광학 장치, 축전지를 갖는 정보 단말 장치 등은 모두 전자 기기의 범주에 포함된다. 또한, 전자 기기란 정보를 처리하는 기기 전반을 가리킨다. 다만, 본 발명의 일 형태는 상술한 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 명세서 등에 기재되는 발명의 일 형태가 속하는 기술 분야는 물건, 방법, 또는 제작 방법에 관한 것이다. 또는, 본 발명의 일 형태는 공정(process), 기계(machine), 제품(manufacture), 또는 조성물(composition of matter)에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 명세서에서 기재되는 본 발명의 일 형태가 속하는 기술 분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 액정 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 축전 장치, 기억 장치, 촬상 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제작 방법을 그 예로서 들 수 있다.

근년에 들어, 머리 부분에 부착되는 표시 장치 등, 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치가 제안되어, 그것은 헤드 마운티드 디스플레이나 웨어러블(wearable) 디스플레이라고 불리고 있다. 몸에 부착되어 사용되는 전자 기기, 예를 들어 보청기 등은 경량화나 소형화가 요구되고 있다.

또한, 전자 기기의 경량화에 따라 전자 기기가 갖는 축전지의 경량화 및 소형화도 요구되고 있다.

또한, 가요성을 갖는 표시 장치를 구비하는 전자 서적 단말이 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재되어 있다.

일본국 특개 2010-282181 일본국 특개 2010-282183

사용자가 쾌적한 장착감을 느낄 수 있도록, 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치는 경량화와 소형화가 요구되고 있고, 또한 표시 장치의 구동 장치나 전원을 포함한 전자 기기 전체의 경량화가 요구되고 있다.

또한, 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치나, 이 표시 장치를 갖는 전자 기기는 휴대하기 쉽거나 튼튼한 것이 요구된다.

또한, 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치나, 이 표시 장치를 갖는 전자 기기는 탈부착을 반복함으로써 휨 등의 외력이 가해져, 결과적으로 표시부나 외관부 및 내장된 축전 장치 등이 파괴될 수 있다.

본 발명의 일 형태는 튼튼한 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 신규 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태는 튼튼한 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 신규 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태는 몸에 부착되어 사용되는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 팔에 부착되어 사용되는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태는 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 팔에 부착되어 사용되는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.

또는, 본 발명의 일 형태는 몸의 일부에 부착되어 사용되는 축전 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는, 본 발명의 일 형태는 팔에 부착되어 사용되는 축전 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.

또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 상술한 과제 모두를 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 또한, 이들 외의 과제는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명확해지는 것이며 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 이들 외의 과제가 추출될 수 있다.

본 발명의 일 형태는 제 1 보드(board), 제 2 보드, 가요성을 갖는 표시부, 및 가요성을 갖는 축전 장치를 갖고, 제 1 보드와 제 2 보드는 마주보도록 배치되고, 표시부 및 축전 장치는 제 1 보드와 제 2 보드 사이에 끼워지고, 표시부는 축전 장치와 면하는 제 1 면을 갖고, 제 1 면은 축전 장치와 고정되지 않는 제 1 영역을 갖고, 제 1 영역은 표시부가 갖는 표시 영역과 중첩되는 전자 기기이다.

또는, 본 발명의 일 형태는 제 1 보드, 제 2 보드, 가요성을 갖는 표시부, 및 가요성을 갖는 축전 장치를 갖고, 제 1 보드와 제 2 보드는 마주보도록 배치되고, 표시부 및 축전 장치는 제 1 보드와 제 2 보드 사이에 끼워지고, 표시부와 축전 장치 사이에 공간을 갖는 전자 기기이다.

또는, 본 발명의 일 형태는 제 1 보드, 제 2 보드, 가요성을 갖는 표시부, 가요성을 갖는 축전 장치, 및 접착층을 갖고, 표시부는 가요성을 갖는 회로 기판을 갖고, 제 1 보드와 제 2 보드는 마주보도록 배치되고, 표시부 및 축전 장치는 제 1 보드와 제 2 보드 사이에 끼워지고, 표시부는 접착층을 사이에 두고 제 1 보드와 고정되고, 축전 장치의 적어도 일부는 제 2 보드와 접하고, 축전 장치는 제 1 보드로부터 띄운(apart from) 영역을 갖는 전자 기기이다.

또는, 본 발명의 일 형태는 제 1 보드, 제 2 보드, 가요성을 갖는 표시부, 및 가요성을 갖는 축전 장치를 갖고, 제 1 보드와 제 2 보드는 마주보도록 배치되고, 표시부 및 축전 장치는 제 1 보드와 제 2 보드 사이에 끼워지고, 표시부와 축전 장치 사이에 충격을 완충하기 위한 부재를 갖는 전자 기기이다.

상기 구성에서 전자 기기는, 제 2 보드와 접하여 사용자의 팔에 부착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구성에서, 표시부는 제 1 단부 및 제 2 단부를 갖고, 축전 장치는 제 3 단부 및 제 4 단부를 갖고, 제 1 단부와 제 3 단부는 고정되고, 제 2 단부와 제 4 단부의 거리는 전자 기기의 변형에 따라 변화되는 것이 바람직하다.

또는, 본 발명의 일 형태는 가요성을 갖는 제 1 하우징, 가요성을 갖는 제 2 하우징, 가요성을 갖는 표시부, 및 가요성을 갖는 축전 장치를 갖고, 제 1 하우징은 투광성을 갖는 제 1 면을 갖고, 표시부는 제 1 하우징 내부에 위치하고, 표시부는 제 1 면과 접하는 영역을 갖고, 축전 장치는 제 2 하우징 내부에 위치하는 전자 기기이다. 상기 구성에서 전자 기기는 제 2 하우징과 접하여 사용자의 팔에 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 형태에 의하여 튼튼한 전자 기기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 전자 기기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 전자 기기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 튼튼한 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 신뢰성이 높은 표시 장치를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 일 형태에 의하여 신규 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 몸의 일부에 부착되어 사용되는 전자 기기를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 팔에 부착되어 사용되는 전자 기기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 몸의 일부에 부착되어 사용되는 축전 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여 팔에 부착되어 사용되는 축전 장치를 제공할 수 있다.

또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 몸에 부착되어 사용되는 표시 장치를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태에 의하여 팔에 부착되어 사용되는 표시 장치를 제공할 수 있다.

또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것이 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 반드시 상술한 모든 효과를 가질 필요는 없다. 또한, 이들 이외의 효과는 명세서, 도면, 청구항 등의 기재로부터 저절로 명백해지는 것이며 명세서, 도면, 및 청구항 등의 기재로부터 상술한 것들 이외의 효과가 추출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 사시도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 단면도.
도 10은 박형 축전지의 외관을 도시한 도면.
도 11은 박형 축전지의 단면도.
도 12는 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 사시도.
도 13은 박형 축전지의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 14는 박형 축전지의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 15는 박형 축전지의 외관을 도시한 도면.
도 16은 면의 곡률 반경을 설명하기 위한 도면.
도 17은 필름의 곡률 반경을 설명하기 위한 도면.
도 18은 코인형 축전지를 설명하기 위한 도면.
도 19는 박형 축전지의 단면도.
도 20은 표시 장치의 상면도.
도 21은 표시 장치의 단면도.
도 22는 표시 장치의 단면도.
도 23은 표시 장치의 단면도.
도 24는 표시 장치의 단면도.
도 25는 표시 장치의 단면도.
도 26은 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 도시한 도면.
도 27은 성막 원리를 설명하기 위한 단면 모식도.
도 28은 실시형태에 따른 성막 장치의 구성을 설명하기 위한 도면.

이하에서, 본 발명의 실시형태는 도면을 참조하여 자세히 설명될 것이다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 제한되지 않고, 그 형태 및 자세한 내용이 다양하게 변경될 수 있다는 것은 당업자라면 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본 발명은, 이하의 실시형태에 기재된 내용에 제한하여 해석되는 것이 아니다.

또한, 본 명세서 중에 있어서, 표시 패널(표시 장치)에 커넥터, 예를 들어 FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package)가 부착된 모듈, TCP 끝에 프린트 배선판이 설치된 모듈, 또는 표시 소자가 형성된 기판에 COG(Chip On Glass) 방식에 의하여 IC(집적 회로)가 직접 실장된 모듈은 표시 장치에 포함되는 경우가 있다.

또한 본 명세서에 있어서, "평행"이란, 2개의 직선이 -10° 이상 10° 이하의 각도로 배치된 상태를 말한다. 따라서, -5° 이상 5° 이하의 경우도 그 범주에 포함된다. 또한, "대략 평행"이란, 2개의 직선이 -30° 이상 30° 이하의 각도로 배치되어 있는 상태를 말한다. 또한, "수직"이란, 2개의 직선이 80° 이상 100° 이하의 각도로 배치된 상태를 말한다. 따라서, 85° 이상 95° 이하의 경우도 그 범주에 포함된다. 또한, "대략 수직"이란, 2개의 직선이 60° 이상 120° 이하의 각도로 배치되어 있는 상태를 말한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 삼방정 또는 능면체정은 육방정계에 포함된다.

본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는, 반도체 장치, 표시 장치, 액정 표시 장치, 발광 장치, 조명 장치, 축전 장치, 기억 장치, 촬상 장치 등을 갖는 것이 바람직하다.

(실시형태 1)

본 실시형태에서는 몸의 일부에 부착될 수 있는 전자 기기(100)의 일례를 나타낸다.

<전자 기기(100)의 예>

도 1은 전자 기기(100)의 사시도의 일례를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 전자 기기(100)는 표시부(102), 보드(112), 및 이 보드(112)의 적어도 일부에 접하는 축전 장치(103)를 갖는다. 축전 장치(103)는 보드(112)의 곡률 반경이 큰 영역을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 도 1에 도시된 전자 기기(100)에 있어서 축전 장치(103)와 표시부(102)는 적어도 일부가 서로 중첩되도록 배치된다. 이와 같은 배치로 함으로써 내부의 레이아웃의 자유도를 높일 수 있다.

또한, 표시부(102)는 회로 기판(104)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 전자 기기(100)는, 회로 기판(107)을 가져도 좋다. 회로 기판(107)은 축전 장치(103) 및 회로 기판(104)과 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 또한, 회로 기판(107)은 예를 들어 표시부(102)를 구동하기 위한 구동 회로를 가져도 좋다. 또한, 회로 기판(107)에는 축전 장치로부터 급전하기 위한 컨버터 회로가 제공되는 것이 바람직하다. 여기서, 표시부(102)와 회로 기판(107)을 합쳐 표시 모듈이라고 부르는 경우가 있다.

또한, 전자 기기(100)는, 보드(111)를 갖는 것이 바람직하다. 전자 기기(100)가 보드(111)를 갖는 경우에는 보드(111)와 보드(112)는 고정 기구(131)로 서로 고정되는 것이 바람직하다. 여기서 고정 기구(131)는, 도 1에 도시된 바와 같이 밴드형이라도 좋고, 나사형이라도 좋다. 예를 들어, 보드(111)와 보드(112)에 나사구멍을 뚫고, 나사형의 고정 기구(131)로 고정하여도 좋다.

또한, 전자 기기(100)는, 보드(111) 및 보드(112)를 스웨이징(swaging)에 의하여 고정하여도 좋다. 예를 들어, 전자 기기(100)는 보드(111) 및 보드(112)에 구멍을 뚫고, 이 구멍에 고정 기구(131)를 삽입한 후, 고정 기구(131)를 변형(스웨이징)시켜 고정하여도 좋다. 이와 같은 고정 기구(131)로서 예를 들어, 리벳(rivet) 등을 사용할 수 있다.

고정 기구(131)로서 예를 들어, 금속, 세라믹, 수지 등의 재료를 사용할 수 있다. 금속으로서는, 부동태를 형성함으로써 쉽게 녹슬지 않는 재료를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 스테인리스, 마그네슘, 알루미늄, 또는 타이타늄 등을 사용할 수 있다.

도 1에 도시된 전자 기기(100)의 단면도를 도 2의 (A)에 도시하였다. 또한, 도 2의 (A)에 도시된 파선 A-B를 포함하고, 도 2의 (A)의 단면에 대략 수직인 단면을 도 2의 (B)에 도시하였다. 또한, 도 2의 (B)는 도면을 보기 쉽게 하기 위하여, 도 2의 (A)과 비교하여 큰 축적으로 도시되어 있다.

표시부(102)는 보드(151) 위에 표시 소자(152)나 회로부(153)를 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 회로부(153)는 표시 소자(152)를 구동하기 위한 구동 회로를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 회로 기판(104)은 회로부(153) 등과 접속되는 것이 바람직하다. 회로 기판(104)은 표시 소자(152)를 구동하기 위한 구동 회로를 가져도 좋다.

여기서, 표시부(102)가 갖는 표시 영역이란, 예를 들어 표시 소자(152)가 제공되는 영역을 가리킬 수도 있다. 또한, 전자 기기(100)에서 영상이나 문자 정보 등이 표시되는 면을 가리킬 수도 있다. 예를 들어, 표시 소자(152)가 제공되는 영역에 대하여 보드(111)의 표면 또는 뒷면에 차광판을 제공하여 표시 소자가 제공되는 영역의 일부를 차광함으로써 표시 영역의 형태를 변경할 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 예에서는, 표시 소자(152)가 제공되는 영역은 대략 사각형이지만, 표시 소자가 제공되는 영역은 사각형 등으로 한정되지 않는다.

또한, 보드(151)는 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 보드(151)가 가요성을 가짐으로써 예를 들어 표시부(102)가 가요성을 가질 수 있다.

보드(151)로서는 예를 들어 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 가요성을 갖는 기판을 보드 등에 접합하여 사용하여도 좋다. 가요성을 갖는 보드(151)를 사용함으로써, 가요성을 갖는 표시 장치로 할 수 있다. 표시 장치가 가요성을 가짐으로써 곡면이나 불규칙한 형상 위에 접합할 수 있게 되어 다종다양한 용도가 실현된다. 예를 들어, 플라스틱 기판 등의 가요성을 갖는 보드(151)를 사용함으로써, 표시 장치의 박막화 및 경량화가 가능하게 된다. 또한, 예를 들어 플라스틱 기판 등의 가요성을 갖는 보드(151)를 사용한 표시 장치는 쉽게 깨지지 않고, 예를 들어 낙하 시의 충격에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

여기서, 전자 기기(100)를 사용자의 팔 등에 부착할 수 있다. 전자 기기(100)를 예를 들어 사용자의 팔 등에 부착할 때 보드(112)는 부착 부위와 접한다.

보드(112)는 예를 들어 팔의 곡면을 따른 형상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 전자 기기(100)는 로봇 등의 팔에 부착되어도 좋다. 여기서 로봇의 예로서 작업용 로봇, 장치에 부수(附隨)되는 로봇, 인간형 로봇 등을 들 수 있다.

또한, 보드(112)는 둥그스름한 형상인 것이 바람직하다. 또는, 보드(112)는 곡면과 평탄면을 가져도 좋다. 보드(112)는 예를 들어 곡면을 따른 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 보드(112)는 예를 들어 타원 기둥의 측면을 따른 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어 아치형이나 알파벳의 C자와 같은 형상, 타원형, 또는 타원의 일부가 끊어진 것과 같은 형상 등을 그 일부에 포함하여도 좋다. 이와 같이, 둥그스름한 형상을 가짐으로써, 몸(팔 등)에 대한 부착성이 향상된다. 또한, 전자 기기(100)가 팔의 형상을 따라 팔을 덮게 할 수 있다. 또한, 보드(112)는 사각형의 3개의 변을 따른 단면 형상을 가져도 좋다.

보드(112)는 예를 들어 원통형을 따른 형상을 가져도 좋다. 또한, 보드(112)는 예를 들어 원기둥형, 타원 기둥형, 각 기둥형을 따른 형상을 가져도 좋다. 또는 보드(112)는 원뿔이나 각뿔 등의 뿔 부분을 따른 형상을 가져도 좋다.

또한, 보드(112)는 원통형에 부착되는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 원통형의 예로서 기둥형이나 뿔형, 또는 측면의 방향이 연속적으로 변화되는 기둥형 등을 들 수 있다.

또한, 전자 기기(100)를 사용자의 팔 등에 부착할 때, 전자 기기(100)에 외력이 가해져 변형되는 경우가 있다. 예를 들어, 부착될 때 도 2의 (A)에 도시된 화살표(105)의 방향으로 보드(112) 등을 변형시킴으로써 부착성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 보드(112)는 가요성을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 보드(112)의 변형에 따라 전자 기기(100)가 갖는 다른 부위도 변형되는 경우가 있다. 따라서, 전자 기기(100)가 갖는 다른 부위도 가요성을 갖는 것이 바람직한 경우가 있다. 예를 들어, 표시부(102)는 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 보드(111)나 축전 장치(103)도 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 여기서, 보드(111)로서 필름 등을 사용하여도 좋다.

전자 기기(100)에 외력이 가해짐에 따라 전자 기기(100)는 변형된다. 전자 기기(100)의 변형에 따라 축전 장치(103)는 변형된다.

여기서, 전자 기기(100)에 가해지는 외력에 따른 축전 장치(103)의 변형 변화량은 외력이 가해지는 동안은 유지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전자 기기(100)를 팔 등에 부착함에 의한 축전 장치(103)의 변형 변화량은 부착되는 동안은 유지되는 것이 바람직하다. 축전 장치(103)는, 축전 장치(103)의 변형 변화량이 유지되므로, 보다 작은 곡률 반경을 갖는 전자 기기(100)에 탑재하는 데에 적합하다. 또한, 가동의 전자 기기(100)에 적합하다. 또한, 축전 장치(103)의 변화량이 유지됨으로써 전자 기기(100)의 형상이 부착 부위에 자연스럽게 어우러질 수 있다.

여기서 예를 들어 축전 장치(103)의 탄성력 등이 큰 경우에는, 전자 기기(100)의 변형에 따라 축전 장치(103)는 임시적으로 변형되지만, 그 후, 원래 형상으로 되돌아가려는 경우가 있다. 즉, 축전 장치(103)의 변형되기 전의 형상으로부터의 변형의 변화량은 시간 경과에 따라 작아지는 경우가 있다. 여기서, 축전 장치(103)가 원래 형상으로 되돌아가는 경우에 예를 들어, 전자 기기(100)가 갖는 다른 부위에 있어서 변형이 발생되는 경우가 있다.

또한, 전자 기기(100)는 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이, 밀봉부(121)를 가져도 좋다. 도 2의 (C)는 도 2의 (B)에 도시된 전자 기기(100)에 밀봉부(121)를 제공하는 예를 도시한 것이다. 밀봉부(121)를 제공함으로써 보드(111), 보드(112), 및 밀봉부(121)로 구성되는 하우징의 밀폐성을 더 향상시킬 수 있는 경우가 있다. 또한, 보드(111)와 보드(112)가 외력에 의하여 변형되는 경우, 밀봉부(121)가 외력에 의한 변형을 완화시켜 전자 기기(100) 전체의 구조를 유지할 수 있다.

밀봉부(121)는 예를 들어 수지 등을 사용할 수 있다. 수지로서 예를 들어, 엘라스토머(elastomer)를 사용할 수 있다.

또한, 도 2의 (D)에는 전자 기기(100)가 밀봉부(121)를 갖는 다른 예를 도시하였다. 도 2의 (D)에 도시된 전자 기기(100)의 단면은 보드(111)의 형상, 및 밀봉부(121)를 갖는 점에서 도 2의 (B)의 단면과 다르다. 여기서, 도 2의 (D)에 도시된 단면에서 보드(111)는 L자형으로 구부러져 있는 단부면(end face)을 갖는다. 전자 기기(100)는 단부면이 L자형으로 구부러져 있는 보드(111), 밀봉부(121), 및 보드(112)로 구성되는 하우징을 갖는다.

표시부(102)가 갖는 표시 소자(152)와 보드(151)의 두께의 합계는, 바람직하게는 1μm 이상 1mm 이하, 더 바람직하게는 5μm 이상 200μm 이하이다. 또한, 축전 장치(103)의 두께는 예를 들어 50μm 이상 30mm 이하이며, 표시 장치의 두께와 비교하여 두꺼운 경우가 있다.

서로 두께가 다른 물체에 외력이 가해지면, 각 물체에서 외력에 대한 변형, 구체적으로는 곡률 반경의 변화의 정도 등이 서로 다르게 되는 경우가 있다. 여기서, 곡률 반경의 변화의 정도란, 예를 들어 외력이 가해짐에 따른 변형 변화량, 변화량의 시간 경과에 따른 변화, 및 변화의 응답 속도 등을 가리킨다.

따라서, 두께가 다른 물체에서 서로 고정된 영역에서는, 외력이 가해지면 어느 물체에 변형이 발생되어 균열이나 파손으로 이어질 가능성이 있다. 여기서, 서로 고정된 영역이란, 예를 들어 2개의 물체가 접하는 면이 접착된 등의 상태를 갖는 영역을 가리킨다.

여기서, 전자 기기(100)를 팔 등에 부착할 때, 전자 기기(100)에 외력이 가해져 변형되는 경우를 생각해 본다. 이와 같은 경우에 표시부(102)와 축전 장치(103)는 서로 고정되지 않는 영역을 갖는 것이 바람직하다.

따라서, 축전 장치(103)와 표시부(102) 사이에 공간을 갖는 것이 바람직하다. 또는, 축전 장치(103)와 표시부(102) 사이에 변형 또는 유동이 가능한 물질을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 물 등의 액체나, 겔(gel)상의 물질을 가져도 좋다. 또는 표시부(102)는 축전 장치(103)와 접착되지 않는 영역을 갖는 것이 바람직하다. 특히, 표시 소자를 갖는 영역은 축전 장치(103)와 접착되지 않는 것이 바람직하다. 또는 표시부(102)는 축전 장치(103)로부터 띄운 영역을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 표시부(102)나 축전 장치(103)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 구성으로 함으로써 표시부(102)나 축전 장치(103)에 변형이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이와 같은 구성으로 함으로써 표시부(102)나 축전 장치(103)에 균열이 생겨 파괴되는 것을 억제할 수 있다.

또는, 축전 장치(103)와 표시부(102)는 서로 접하는 면을 갖고, 또한 서로 접하는 면이 잘 미끄러지는 것이 바람직하다.

또는, 표시부(102)는 축전 장치(103)와 면하는 제 1 면을 갖고, 제 1 면은 축전 장치(103)와 고정되지 않는 제 1 영역을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 영역은 표시부(102)가 갖는 표시 소자(152)와 중첩되는 것이 바람직하다.

표시부(102)와 축전 장치(103)는 고정되지 않는 제 1 영역을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 표시부(102)와 축전 장치(103)는 고정되지 않는 제 1 영역과, 1군데 또는 2군데 이상 고정되는 영역을 가져도 좋다. 예를 들어, 표시부(102)와 축전 장치(103)는 단부 1군데로 고정되어도 좋다. 또는, 단부와 다른 영역의 2군데 이상으로 고정되어도 좋다. 표시부(102)와 축전 장치(103)는 예를 들어 접착층 등을 사용하여 고정될 수 있다. 또는, 표시부(102)와 축전 장치(103)는 완충재나 다공질 재료 등을 사이에 두고 고정되어도 좋다.

또한, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 표시부(102)는 단부(171)와 단부(172)를 갖고, 축전 장치(103)는 단부(173) 및 단부(174)를 갖고, 단부(171)와 단부(173)는 회로 기판(107)에 고정되고, 단부(172)와 단부(174)는 서로 고정되지 않는 것이 바람직하다.

또한, 축전 장치(103)와 표시부(102)는 서로 접하는 면을 갖고, 또한 서로 접하는 면이 잘 미끄러지는 것이 바람직하다.

축전 장치(103)와 표시부(102)가 서로 접하는 면을 잘 미끄러지게 함으로써 축전 장치(103)와 표시부(102) 중 어느 하나가 받은 외력을, 다른 쪽에 쉽게 전해지지 않도록 할 수 있는 경우가 있다. 서로가 받은 외력의 영향을 작게 함으로써 변형을 방지할 수 있다.

또한, 축전 장치(103)의 외장체와 표시부(102)에서 표시 소자가 제공되는 필름이 서로 다른 재료로 구성되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에도, 축전 장치(103)와 표시부(102)의 외력에 대한 변형, 구체적으로는 곡률 반경의 변화의 정도 등이 서로 다르게 되는 경우가 있다. 외력에 대한 변형, 구체적으로는 곡률 반경의 변화의 정도 등이 서로 다르게 되는 경우, 축전 장치(103)의 외장체와 표시부(102) 중 한쪽, 또는 양쪽 모두에 변형이 발생되는 경우가 있다. 특히, 표시부(102)는 외장체보다 더 얇기 때문에 변형이 발생되기 쉽다고 할 수 있다.

또한, 전자 기기(100)가 낙하된 경우나 물체 등과 충돌된 경우에는, 전자 기기(100)가 갖는 각 부위에 충격이 가해지는 경우가 있다.

이와 같은 경우에도 축전 장치(103)와 표시부(102) 사이에 공간을 가짐으로써 충격을 흡수할 수 있어, 외부로부터 가해지는 충격을 약화시킬 수 있다. 일례로서 전자 기기(100)와 물체가 충돌하여 보드(111)와 물체가 접촉하는 경우를 든다. 이와 같은 경우에 보드(111)가 받은 충격은 축전 장치(103)나 회로 기판(107)에는 직접 전해지지 않고, 충격을 약화시킬 수 있다.

회로 기판(104)으로서 예를 들어, 가요성을 갖는 회로 기판을 사용할 수 있다. 가요성을 갖는 회로 기판으로서, 가요성을 갖는 수지 필름에 배선이 제공되는 FPC를 사용하는 것이 바람직하다. 회로 기판(104)으로서 FPC를 사용함으로써, 전자 기기(100)를 부착할 때의 변형에 따라 변형할 수 있고, 전자 기기(100)가 변형될 때 예를 들어 회로 기판(104)과 회로부(153) 등과의 접속부나 회로 기판(104)과 회로 기판(107)의 접속부에서 회로 기판(104) 등에 균열이 생겨 파괴되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 전자 기기(100)에서 표시부(102)의 적어도 일부가 보드(111)와 접하는 구성으로 하여도 좋다. 또는, 전자 기기(100)에서 표시부(102)와 보드(111) 사이에 접착층이나 터치 센서를 갖는 층을 제공하여도 좋다. 접착층을 갖는 예로서 보드(111)에 접착성을 갖는 시트를 접합하여, 이 시트에 표시부(102)를 접착하여도 좋다. 또한, 보드(111)가 터치 센서를 가져도 좋다. 표시부(102)의 적어도 일부가 보드(111)의 내면에 접하는 경우에는, 표시부(102)가 가요성을 가짐으로써 표시부(102)의 형상을 보드(111)의 내면의 형상에 쉽게 맞출 수 있다. 또한, 외력에 의하여 보드(111)가 변형될 때에도 표시부(102)의 열화나 파괴를 방지할 수 있다.

보드(111) 및 보드(112)의 표면은 곡면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 보드(111) 및 보드(112)의 단면은 예를 들어 원 또는 원호 형상을 갖는 것이 바람직하다.

또는, 전자 기기(100)의 탈부착 시에 보드(111)나 보드(112)는, 단면 형상에서 곡률 반경이 큰 영역이 거의 변형되지 않고 단부가 휘어지는 형상으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 아치형이나 알파벳의 C자와 같은 형상, 타원상, 또는 타원의 일부가 끊어진 것과 같은 형상 등을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 둥그스름한 형상으로 함으로써 팔 등을 포함한 몸에 대한 부착성이 향상된다. 예를 들어, 팔에 부착되는 경우에 전자 기기(100)가 팔 모양을 따라 팔을 덮게 할 수 있다. 또한, 보드(111)나 보드(112)의 단면을 직사각형, 예를 들어 ㄷ자형 등의 형상으로 하여도 좋다.

보드(111)의 적어도 일부는, 투광성을 갖는 것이 바람직하다. 보드(111)로서 예를 들어, 유리, 석영, 플라스틱, 가요성 보드, 수지를 사용한 접합 필름, 섬유상의 재료를 포함하는 종이, 또는 기재(基材) 필름 등을 들 수 있다. 유리의 예로서는, 바륨보로실리케이트 유리, 알루미노보로실리케이트 유리, 또는 소다 석회 유리 등이 있다. 가요성 보드, 접합 필름, 기재 필름 등의 예로서는 이하와 같은 것을 들 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리 에테르 설폰(PES), 폴리 테트라 플루오로 에틸렌(PTFE)으로 대표되는 플라스틱이 있다. 또는, 일례로서 아크릴 등의 합성 수지 등이 있다. 또는, 예로서는, 폴리프로필렌, 폴리에스터, 폴리불화바이닐, 또는 폴리염화바이닐 등이 있다. 또는, 예로서 폴리아마이드(아라미드 등), 폴리이미드, 에폭시, 또는 무기 증착 필름 등이 있다.

또한, 보드(111)는 투광성을 갖는 제 1 영역과 반투과성 또는 차광성을 갖는 제 2 영역을 가져도 좋다. 도 3의 (A)에 도시된 전자 기기(100)의 예로서는, 보드(111)는 투광성을 갖는 영역(164)과 차광성을 갖는 영역(165)을 갖는다.

보드(112)에는 보드(111)에 사용될 수 있는 재료로서 기재한 것을 사용할 수 있다. 보드(112)로서 금속, 스테인리스 강, 스테인리스 강 포일을 갖는 보드, 텅스텐, 텅스텐 포일을 갖는 보드, 종이류, 또는 반도체(예를 들어, 단결정 또는 실리콘) 등을 사용하여도 좋다.

또한, 보드(112)로서 예를 들어, 보드(111)보다 강성이 높은 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 보드(112)로서 스테인리스 재료를 사용하여도 좋다. 스테인리스 재료를 사용하면, 이것이 표시부(102)나 축전 장치(103)가 지나치게 휘지 않도록 또는 크게 비틀어지는 변형이 발생되지 않도록 하는 보호재가 된다. 또한, 팔에 부착될 때 일정하게 변형되는 것, 즉 단방향으로 휘는 것도 신뢰성의 향상에 이어진다.

또한, 도 2의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 보드(111)나 보드(112)의 단부는 둥그스름한 형상이라도 좋다. 둥그스름한 형상을 가짐으로써 부착성이 향상되는 경우가 있다.

도 3의 (B)는 도 2의 (A)에서 파선으로 둘러싼 영역 C의 확대도이다. 여기서, 표시부(102)가 갖는 보드(151)의 단부와, 축전 장치(103)의 단부는 서로 고정되지 않는다. 전자 기기(100)가 팔에 부착될 때 보드(112)가 도 2의 (A)에 도시된 화살표(105)의 방향으로 변형되고, 이에 따라 전자 기기(100)도 변형된다. 이 때, 보드(151)의 단부와 축전 장치(103)의 단부는 서로 고정되지 않기 때문에 보드(151)의 단부와 축전 장치(103)의 단부의 거리(163)는 전자 기기(100)의 변형에 따라 변화되는 경우가 있다.

한편, 표시부(102)와 축전 장치(103)가 고정되는 경우에는, 전자 기기(100)의 변형에 따라 거리(163)가 변화되지 않는 경우가 있다. 예를 들어, 보드(151)의 단부와, 축전 장치(103)의 단부가 서로 고정되는 경우에는, 표시부(102) 또는 축전 장치(103)에 파괴가 발생되거나, 온도에 따른 신축이 발생되는 경우 등을 제외하면 전자 기기(100)가 변형되어도 거리(163)는 변화되지 않는다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 전자 기기(100)는 표시부(102)와 축전 장치(103) 사이에 보드(113)를 가져도 좋다. 도 4는 보드(113)를 갖는 점에서 도 1과 다르다.

축전 장치(103)와 표시부(102) 사이에 보드(113)를 가짐으로써, 축전 장치(103)와 표시부(102) 중 한쪽이 받은 외력을, 다른 쪽에 쉽게 전해지지 않도록 할 수 있어 바람직하다.

보드(113)에는 보드(112)에 사용할 수 있는 재료로서 기재한 것을 사용할 수 있다. 또한, 보드(113)로서 예를 들어, 가요성 보드, 수지를 사용한 접합 필름, 기재(基材) 필름 등을 사용하여도 좋다.

도 4의 (A)는 전자 기기(100)의 단면도이고, 도 4의 (B)는 도 4의 (A)의 일점 쇄선 A-B를 거쳐 도 4의 (A)의 단면에 대하여 대략 수직의 단면도이고, 도 4의 (C)는 도 4의 (A)의 파선으로 둘러싼 영역 D의 확대도이다. 도 4의 (C)에 도시된 바와 같이, 보드(113)가 표시부와 마주보는 제 1 면을 갖고, 이 제 1 면은 표시 소자(152)와 중첩되는 영역(161)을 갖는다.

또한, 예를 들어 보드(113)가, 표시부(102)가 갖는 보드(151)와 마주보는 제 1 면을 갖고, 이 제 1 면은 보드(151)를 사이에 두고 표시 소자(152)와 면하는 영역(161)을 가져도 좋다.

여기서, 영역(161)이 표시부(102)에 고정되는 경우를 생각해 본다. 이 경우에는 보드(113)에서 영역(161)의 뒷면이 되는 영역(162)은 보드(112)나 축전 장치(103) 등, 전자 기기(100)가 갖는 다른 부위 중 표시부(102) 및 보드(111)를 제외한 부위와 고정되지 않는 것이 바람직하다. 여기서 고정된다는 것은, 예를 들어 접착되거나, 나사 등의 고정 기구에 의하여 고정되는 것 등을 가리킨다.

또는, 예를 들어 영역(162)이 축전 장치(103)나 보드(112) 등, 전자 기기(100)가 갖는 다른 부위 중, 표시부(102) 및 보드(111)를 제외한 부위와 고정되는 경우에는 영역(161)은 표시부(102)와 고정되지 않는 것이 바람직하다.

또는 보드(113)는 표시부(102)와 축전 장치(103) 어느 것에도 고정되지 않아도 된다.

또한, 보드(113)는 표시부(102)와 고정되지 않는 영역과, 고정되는 하나의 영역 또는 복수의 영역을 가져도 좋다. 또한, 예를 들어 보드(113)를 사이에 두고 표시부(102)와 축전 장치(103)가 고정되는 영역을 가져도 좋다.

도 4의 (C)에 도시된 단면에서 영역(161)이 표시부(102) 중앙 부근에 면하는 영역인 예를 나타내지만, 영역(161)은 표시 소자(152)와 중첩되는 영역에 넓게 존재하여도 좋다.

또는 보드(113)와 축전 장치(103)는 서로 접하는 면을 갖고, 또한 서로 접하는 면이 잘 미끄러지는 것이 바람직하다. 또는, 보드(113)와 표시부(102)는 서로 접하는 면을 갖고, 또한 서로 접하는 면이 잘 미끄러지는 것이 바람직하다. 여기서, 잘 미끄러진다는 것은 예를 들어 마찰 계수가 작은 것을 말한다. 또는, 예를 들어 표면의 요철이 작은 것을 말한다.

보드(113)로서 완충재를 사용하여도 좋다. 여기서 완충재로서 예를 들어 기포를 포함하는 재료를 사용하여도 좋다. 도 5는 보드(113)로서 소위 기포 완충재(air cushion)를 사용하는 예를 도시한 것이다. 또는, 보드(113)로서 다공질 재료를 사용하여도 좋다.

또한, 도 6은 전자 기기(100)가 2개의 하우징을 갖는 예를 도시한 것이다. 도 6의 (A)는 전자 기기(100)의 단면이고, 도 6의 (B)는 도 6의 (A)를 파선 A-B를 따라 자른 단면이다. 도 6은 전자 기기(100)가 제 1 하우징으로서 보드(111), 보드(112), 및 밀봉부(121) 등으로 구성되는 하우징과, 제 2 하우징으로서 도 6에 도시된 하우징(126)을 갖는 예를 도시한 것이다. 전자 기기(100)는 제 1 하우징 내부에 표시부(102)와 회로 기판(107)을 갖는다. 또한, 하우징(126)은 그 내부에 축전 장치(103)를 갖는다.

하우징(126)은 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 하우징(126)은 도 6에 도시된 바와 같이, 일체로 형성되어도 좋고, 2개 이상의 부위가 나사 등으로 고정되어 하우징이 형성되어도 좋다. 하우징(126)에는 예를 들어, 밀봉부(121)와 같은 재료를 사용할 수 있다.

하우징(126)은 예를 들어 고정 기구(131)에 의하여 그 단부 근방이 제 1 하우징과 고정되는 것이 바람직하다. 도 6에 도시된 예에서는, 하우징(126)은 고정 기구(131)에 의하여 보드(112)의 단부 근방과 고정되어 있다.

하우징(126)은 보드(112)의 한쪽 면과 적어도 일부가 접하는 것이 바람직하다. 또한, 하우징(126)은 보드(112)의 한쪽 면에 접착되어도 좋다.

또는, 하우징(126)은 제 1 하우징과 고정되는 제 1 영역과, 고정되지 않는 제 2 영역을 가져도 좋다. 보드(112)와 하우징(126)의 외력에 대한 휨의 정도, 구체적으로는 곡률 반경의 변화의 정도 등이 다른 경우에는 고정되지 않는 제 2 영역을 가짐으로써 이 영역에서 외력의 영향을 완화시킬 수 있다.

또한, 하우징(126)은 제 1 하우징이 갖는 보드(112)와의 사이에 공간을 가져도 좋다.

<전자 기기(100)의 부착예>

도 7에 전자 기기(100)를 부착할 때의 예를 도시하였다. 도 7의 (A)는 전자 기기(100)를 팔(손목)에 부착하는 경우의 예를 도시한 것이고, 도 7의 (B)는 전자 기기(100)를 상완부에 부착하는 경우의 예를 도시한 것이다. 또한, 도 7의 (C)는 완장형 디바이스인 전자 기기(100)의 예를 도시한 것이다.

또한, 전자 기기(100)는 팔 이외의 부위, 예를 들어 다리, 손가락 등에 부착되어도 좋다. 또한, 전자 기기(100)를 예를 들어 벨트 등을 사용하여 팔이나 다리 등에 고정하여도 좋다. 여기서, 부착되는 부위의 사이즈, 예를 들어 팔 굵기에 따라서는 전자 기기(100)의 길이가 팔 둘레 이상이 되는 경우가 있다. 예를 들어, 도 2의 (A) 등에 도시된 단면에서 팔의 단면의 외주보다 보드(112) 등이 긴 경우에는 남은 영역에서 보드(112)가 이중으로 중첩되는 영역을 갖는 경우가 있다. 이 영역에서는, 보드(112)가 보드(111) 표면에 접하는 영역을 갖는 경우가 있다.

또한, 전자 기기(100)는 도 26에 도시된 바와 같이, 팔을 따른 방향으로 긴 표시 영역을 가져도 좋다. 도 26에서, 전자 기기(100)가 갖는 표시 영역의, 팔을 따른 방향의 길이는, 팔의 단면의 폭에 대하여 1배 이상, 바람직하게는 1.5배 이상으로 함으로써 전자 기기(100)는 더 넓은 표시 영역을 가질 수 있다. 한편, 표시 영역의 팔을 따른 방향의 길이가 팔의 단면의 폭에 대하여 1배 미만의 경우에는 더 가볍고, 부착되기 쉬운 전자 기기(100)로 할 수 있다.

<전자 기기(100)의 변형예>

또한, 도 8의 (A)에 도시된 전자 기기(100)의 예와 같이, 표시부(102)와 축전 장치(103)를 나란하게 제공하여도 좋다. 도 8의 (A)는 축전 장치(103)가 표시부(102)와 나란히 제공되는 점에서 도 2와 다르다. 축전 장치(103)와 표시부(102)를 나란하게 제공함으로써 예를 들어, 전자 기기(100)를 얇게 할 수 있다. 얇게 함으로써 부착성이 향상되는 경우가 있다.

또한, 도 8의 (B)에 도시된 전자 기기(100)의 예와 같이, 보드(111)나 보드(112)의 단면이 링 형상을 가져도 좋다.

또한, 도 9에 도시된 전자 기기(100)의 예와 같이, 전자 기기(100)는 축전 장치(103) 및 축전 장치(106)를 가져도 좋다. 여기서 축전 장치(103)는 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 축전 장치(103)로서 예를 들어, 외장체에 래미네이트 필름을 사용한 박형 축전지를 사용할 수 있다. 또한, 축전 장치(106)는 가요성을 갖지 않아도 된다. 또한, 축전 장치(106)는 축전 장치(103)와 형상이 달라도 좋다. 예를 들어, 축전 장치(106)로서 코인형(또는 버튼형) 축전지, 각형 축전지, 원통형 축전지 등을 사용할 수 있다. 축전 장치(106)는 예를 들어, 전자 기기(100)가 메모리 등을 갖는 경우에 데이터 유지를 위한 축전지로서 사용할 수 있다. 또한, 축전 장치(106)는 예를 들어, 축전 장치(103)의 예비 축전지로서 사용할 수 있다. 코인형 축전지에 대해서는 실시형태 3을 참조하기 바란다.

도 1~도 9에 도시된 전자 기기(100)는 예를 들어 보드(112)의 단면에서 곡률 반경을 10mm 이상, 더 바람직하게는 5mm 이상으로 하면 좋다. 또한, 도 1~도 9에 도시된 전자 기기(100)를 팔에 부착하기 쉬운 형상으로 하기 위하여 예를 들어, 보드(112)의 단면에서의 곡률 반경을 20mm 이상, 더 바람직하게는 15mm 이상으로 하면 좋다.

또한, 전자 기기(100)는 팔의 단면의 절반 이상을 싸는 형상인 것이 바람직하다.

<축전 장치>

축전 장치(103)는 휘어진 형상을 갖는 것이 바람직하다. 휘어진 형상을 가짐으로써 보드(111)의 곡률 반경이 큰 영역에 축전 장치(103)를 제공할 수 있다. 또한, 축전 장치(103)는 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 가요성을 갖는 축전 장치는 외장체가 얇고 유연성을 갖는 필름이며 보드(111)의 곡률 반경이 큰 영역의 곡면 부분을 따라 변형될 수 있다. 또한, 전자 기기(100)에 외력이 가해질 때, 예를 들어 전자 기기(100)를 팔에 부착할 경우에서 보드(112)의 변형에 따라 변형될 수 있다.

여기서, 축전 장치(103)로서 2차 전지, 커패시터 등을 사용할 수 있다.

2차 전지로서, 리튬 이온 2차 전지를 사용할 수 있다. 또는, 리튬 이외의 알칼리 금속(예를 들어 나트륨이나 칼륨 등)이나 알칼리 토금속(예를 들어 칼슘, 스트론튬, 바륨, 베릴륨, 마그네슘 등)을 갖는 2차 전지를 사용하여도 좋다. 또한, 2차 전지로서 공기 중의 산소 등을 활물질로 하는 공기 2차 전지를 사용하여도 좋다. 공기 2차 전지로서 예를 들어 리튬 공기 전지 등을 사용하여도 좋다.

커패시터로서 전기 2중층 커패시터를 사용할 수 있다. 또는 커패시터로서 레독스 커패시터(redox capacitor)를 사용할 수 있다. 또는 커패시터로서 리튬 이온 커패시터 등의 하이브리드 커패시터(hybrid capacitor)를 사용할 수 있다.

본 실시형태에서는 가요성을 갖는 축전 장치(103)로서 필름으로 이루어진 외장체를 사용한 박형 2차 전지를 사용하는 예를 설명한다. 도 10은 박형 2차 전지의 외관도이다. 또한, 도 11의 (A)는 도 10에서의 일점 쇄선 A1-A2를 따라 자른 단면이고, 도 11의 (B)는 일점 쇄선 B1-B2를 따라 자른 단면이다.

박형 2차 전지는 시트 형상의 양극(203), 시트 형상의 음극(206), 세퍼레이터(207), 전해액(208), 필름으로 이루어진 외장체(209), 양극 리드 전극(510), 및 음극 리드 전극(511)을 갖는다. 외장체(209) 내에 제공된 양극(203)과 음극(206) 사이에 세퍼레이터(207)가 제공되어 있다. 또한, 외장체(209) 내에는 전해액(208)이 주입되어 있다. 양극(203)은 양극 집전체(201) 및 양극 활물질층(202)을 갖는다. 음극(206)은 음극 집전체(204) 및 음극 활물질층(205)을 갖는다.

또한, 도 19는 도 10에서의 일점 쇄선 A1-A2를 따라 자른 단면의 다른 예를 도시한 것이다. 도 19에서는, 양극(203)에서 양극 집전체(201)의 한쪽 면에만 양극 활물질층(202)을 갖는 예를 도시하였다. 마찬가지로, 음극(206)에서도 음극 집전체(204)의 한쪽 면에만 음극 활물질층(205)을 갖는 예를 도시하였다.

양극 집전체(201) 및 음극 집전체(204)의 재료로서는 스테인리스, 금, 백금, 아연, 철, 니켈, 구리, 알루미늄, 타이타늄, 탄탈럼 등의 금속, 및 이들의 합금 등, 도전성이 높고 리튬 등의 캐리어 이온과 합금화하지 않는 재료를 사용할 수 있다. 또한, 실리콘, 타이타늄, 네오디뮴, 스칸듐, 몰리브데넘 등의 내열성을 향상시키는 원소가 첨가된 알루미늄 합금을 사용할 수 있다. 또한, 실리콘과 반응하여 실리사이드를 형성하는 금속 원소로 형성하여도 좋다. 실리콘과 반응하여 실리사이드를 형성하는 금속 원소로서는, 지르코늄, 타이타늄, 하프늄, 바나듐, 나이오븀, 탄탈럼, 크로뮴, 몰리브데넘, 텅스텐, 코발트, 니켈 등이 있다. 양극 집전체(201) 및 음극 집전체(204)의 형상으로서는 박(箔) 형상, 보드 형상(시트 형상), 그물 형상, 원기둥 형상, 코일 형상, 펀칭 메탈 형상, 강망(expanded-metal) 형상 등을 적절히 사용할 수 있다. 양극 집전체(201) 및 음극 집전체(204)의 두께는 10μm 이상 30μm 이하로 하면 좋다.

양극 활물질층(202)은 예를 들어 캐리어 이온의 삽입·탈리가 가능한 재료를 가질 수 있다. 캐리어 이온으로서 리튬이나 다른 알칼리 금속 이온(예를 들어 나트륨 이온, 칼륨 이온 등)이나 알칼리 토금속 이온(예를 들어, 칼슘 이온, 스트론튬 이온, 바륨 이온, 베릴륨 이온, 마그네슘 이온 등)을 사용할 수 있다.

리튬 이온의 삽입·탈리가 가능한 재료로서 예를 들어 올리빈형 결정 구조, 층상 암염형 결정 구조, 또는 스피넬형 결정 구조를 갖는 리튬 함유 재료 등을 들 수 있다. 양극 활물질로서 예를 들어 LiFeO₂, LiCoO₂, LiNiO₂, LiMn₂O₄, V₂O₅, Cr₂O₅, MnO₂ 등의 화합물을 사용할 수 있다.

또는, 리튬 함유 복합 인산염(일반식 LiMPO₄(M은 Fe(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) 중 하나 이상))을 사용할 수 있다. 일반식 LiMPO₄의 대표적인 예로서는 LiFePO₄, LiNiPO₄, LiCoPO₄, LiMnPO₄, LiFe_aNi_bPO₄, LiFe_aCo_bPO₄, LiFe_aMn_bPO₄, LiNi_aCo_bPO₄, LiNi_aMn_bPO₄(a+b는 1 이하, 0<a<1, 0<b<1), LiFe_cNi_dCo_ePO₄, LiFe_cNi_dMn_ePO₄, LiNi_cCo_dMn_ePO₄(c+d+e는 1 이하, 0<c<1, 0<d<1, 0<e<1), LiFe_fNi_gCo_hMn_iPO₄(f+g+h+i는 1 이하, 0<f<1, 0<g<1, 0<h<1, 0<i<1) 등이 있다.

특히 LiFePO₄는 안전성, 안정성, 고용량 밀도, 고전위, 초기 산화(충전)시에 뽑아낼 수 있는 리튬 이온의 존재 등, 양극 활물질에 요구되는 사항을 밸런스 좋게 만족시키기 때문에 바람직하다.

층상 암염형 결정 구조를 갖는 리튬 함유 재료로서는, 예를 들어 코발트산 리튬(LiCoO₂), LiNiO₂, LiMnO₂, Li₂MnO₃을 사용하는 경우가 있다. 또한, LiNi_0.8Co_0.2O₂ 등의 NiCo계(일반식은 LiNi_xCo_1-xO₂(0＜x＜1)), LiNi_0.5Mn_0.5O₂ 등의 NiMn계(일반식은 LiNi_xMn_1-xO₂(0＜x＜1)), LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂ 등의 NiMnCo계(NMC라고도 함. 일반식은 LiNi_xMn_yCo_1-x-yO₂(x>0, y>0, x+y<1))를 들 수 있다. 또한, Li(Ni_0.8Co_0.15Al_0.05)O₂, Li₂MnO₃-LiMO₂(M=Co, Ni, Mn) 등도 들 수 있다.

스피넬형 결정 구조를 갖는 리튬 함유 재료로서는, 예를 들어 LiMn₂O₄, Li_1+xMn_2-xO₄, LiMn_2-xAl_xO₄(0＜x＜2), LiMn_1.5Ni_0.5O₄ 등을 들 수 있다.

LiMn₂O₄ 등의 망가니즈를 포함하는 스피넬형 결정 구조를 갖는 리튬 함유 재료에, 소량의 니켈산 리튬(LiNiO₂나 LiNi_1-xM_xO₂(M=Co, Al 등))을 혼합하면, 망가니즈의 용출을 억제하거나, 전해액의 분해를 억제하는 등의 이점이 있어 바람직하다.

또한, 양극 활물질로서 일반식 Li_(2-j)MSiO₄(M은 Fe(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) 중 하나 이상, 0≤j≤2) 등의 리튬 함유 재료를 사용할 수 있다. 일반식 Li_(2-j)MSiO₄의 대표적인 예로서는 Li_(2-j)FeSiO₄, Li_(2-j)NiSiO₄, Li_(2-j)CoSiO₄, Li_(2-j)MnSiO₄, Li_(2-j)Fe_kNi_lSiO₄, Li_(2-j)Fe_kCo_lSiO₄, Li_(2-j)Fe_kMn_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kCo_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kMn_lSiO₄(k+ｌ은 1 이하, 0＜k＜1, 0＜l＜1), Li_(2-j)Fe_mNi_nCo_qSiO₄, Li_(2-j)Fe_mNi_nMn_qSiO₄, Li_(2-j)Ni_mCo_nMn_qSiO₄(m+n+q는 1 이하, 0＜m＜1, 0＜n＜1, 0＜q＜1), Li_(2-j)Fe_rNi_sCo_tMn_uSiO₄(r+s+t+u는 1 이하, 0＜r＜1, 0＜s＜1, 0＜t＜1, 0＜u＜1) 등의 리튬 화합물을 재료로서 사용할 수 있다.

또한, 양극 활물질로서 일반식 A_xM₂(XO₄)₃(A=Li, Na, Mg, M=Fe, Mn, Ti, V, Nb, Al, X=S, P, Mo, W, As, Si)으로 나타내어지는 나시콘(nasicon)형 화합물을 사용할 수 있다. 나시콘형 화합물로서는 Fe₂(MnO₄)₃, Fe₂(SO₄)₃, Li₃Fe₂(PO₄)₃ 등을 들 수 있다. 또한, 양극 활물질로서 일반식 Li₂MPO₄F, Li₂MP₂O₇, Li₅MO₄(M=Fe, Mn)로 나타내어지는 화합물, NaF₃, FeF₃ 등 페로브스카이트(perovskite)형 불화물, TiS₂, MoS₂ 등 금속 칼코게나이드(chalcogenide)(황화물, 셀레늄화물, 텔루륨화물), LiMVO₄ 등 역스피넬형 결정 구조를 갖는 재료, 바나듐 산화물계(V₂O₅, V₆O₁₃, LiV₃O₈ 등), 망가니즈 산화물, 유기 황 화합물 등의 재료를 사용할 수 있다.

또한, 양극 활물질로서 나트륨 함유 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어, NaMn₂O₄, NaNiO₂, NaCoO₂, NaFeO₂, NaNi_0.5Mn_0.5O₂, NaCrO₂, NaFeO₂ 등을 들 수 있다. 또한, Na₂FePO₄F, Na₂VPO₄F, Na₂MnPO₄F, Na₂CoPO₄F, Na₂NiPO₄F 등의 불화 인산염을 사용할 수도 있다. 또한, NaFeBO₄, Na₃Fe₂(BO₄)₃ 등의 붕산염을 사용할 수 있다.

또한, 이들 물질에 희토류 원소를 첨가한 물질을 양극 활물질에 사용하여도 좋다. 희토류 원소란, Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu이다. 이들 원소로부터 1종류 또는 복수 종류의 원소가 첨가된 양극 활물질을 사용할 수 있다.

또한, 양극 활물질층(202)은 상술한 양극 활물질뿐만 아니라, 활물질들의 밀착성을 높이기 위한 결착제(바인더), 양극 활물질층(202)의 도전성을 높이기 위한 도전조제 등을 가져도 좋다.

음극 활물질층(205)으로서는, 캐리어 이온이 되는 금속의 용해 및 석출이 가능한 재료, 또는 캐리어 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어 리튬 금속, 탄소계 재료, 합금계 재료 등을 사용할 수 있다. 여기서 캐리어 이온이 되는 금속으로서 리튬 및 다른 알칼리 금속(예를 들어 나트륨이나 칼륨 등), 알칼리 토금속(예를 들어 칼슘, 스트론튬, 바륨, 베릴륨, 마그네슘 등) 등을 들 수 있다.

리튬 금속은, 산화 환원 전위가 낮고(표준 수소 전극에 대하여 -3.045V), 중량 및 체적당의 비용량이 크기(각각 3860mAh/g, 2062mAh/cm³) 때문에 바람직하다.

탄소계 재료로서는, 흑연, 이흑연화성 탄소(소프트 카본), 난흑연화성 탄소(하드 카본), 카본 나노 튜브, 그래핀, 카본 블랙 등을 들 수 있다.

흑연으로서는 메소카본 마이크로비즈(MCMB), 코크스계 인조 흑연, 피치계 인조 흑연 등의 인조 흑연이나, 구상화 천연 흑연 등의 천연 흑연을 들 수 있다.

흑연은, 리튬 이온이 흑연에 삽입되었을 때(리튬-흑연 층간 화합물의 생성 시에) 리튬 금속과 같은 정도로 낮은 전위를 나타낸다(0.3V 이하 vs.Li/Li⁺). 이에 의하여, 리튬 이온 2차 전지는 높은 작동 전압을 나타낼 수 있다. 또한, 흑연은 단위 체적당의 용량이 비교적 높고, 체적 팽창이 작으며, 염가이고, 리튬 금속에 비하여 안전성이 높은 등의 이점을 갖기 때문에, 바람직하다.

또한, 활물질로서 합금계 재료도 사용할 수 있다. 여기서 합금계 재료란, 캐리어 이온이 되는 금속과의 합금화 및 탈합금화 반응에 의한 충방전 반응이 가능한 재료를 가리킨다. 캐리어 이온이 리튬 이온인 경우, 합금계 재료로서는 예를 들어, Mg, Ca, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, As, Bi, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, 및 In 등 중 적어도 하나를 포함하는 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 원소는 탄소에 대하여 용량이 크고 특히 실리콘은 이론 용량이 4200mAh/g로 비약적으로 높다. 그러므로, 음극 활물질에 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이와 같은 원소를 사용한 화합물 중, 리튬과의 결합을 형성함으로써 충방전 반응을 행할 수 있는 재료도, 합금계 재료라고 부르는 경우가 있다. 예를 들어, SiO, Mg₂Si, Mg₂Ge, SnO, SnO₂, Mg₂Sn, SnS₂, V₂Sn₃, FeSn₂, CoSn₂, Ni₃Sn₂, Cu₆Sn₅, Ag₃Sn, Ag₃Sb, Ni₂MnSb, CeSb₃, LaSn₃, La₃Co₂Sn₇, CoSb₃, InSb, SbSn 등을 들 수 있다.

또한, 음극 활물질로서는 이산화 타이타늄(TiO₂), 리튬 타이타늄 산화물(Li₄Ti₅O₁₂), 리튬-흑연층간 화합물(Li_xC₆), 오산화 나이오븀(Nb₂O₅), 산화 텅스텐(WO₂), 산화 몰리브데넘(MoO₂) 등의 산화물을 사용할 수 있다.

또한, 음극 활물질로서, 리튬과 전이 금속의 질화물인 Li₃N형 구조를 갖는 Li_3-xM_xN(M=Co, Ni, Cu)을 사용할 수 있다. 예를 들어, Li_2.6Co_0.4N₃은 큰 충방전 용량(900mAh/g, 1890mAh/cm³)을 나타내어 바람직하다.

리튬과 전이 금속의 질화물을 사용하면, 음극 활물질 중에 리튬 이온을 포함하기 때문에, 양극 활물질로서 리튬 이온을 포함하지 않는 V₂O₅, Cr₃O₈ 등의 재료와 조합할 수 있어 바람직하다. 또한, 양극 활물질에 리튬 이온을 포함하는 재료를 사용하는 경우에도, 미리 양극 활물질에 포함되는 리튬 이온을 이탈시켜 둠으로써, 음극 활물질로서 리튬과 전이 금속의 질화물을 사용할 수 있다.

또한, 컨버전 반응이 발생하는 재료를 음극 활물질로서 사용할 수도 있다. 예를 들어, 산화 코발트(CoO), 산화 니켈(NiO), 산화 철(FeO) 등의, 리튬과의 합금을 부여하지 않는 전이 금속 산화물을 부극 활물질에 사용하여도 좋다. 컨버전 반응이 발생하는 재료로서는, 또한, Fe₂O₃, CuO, Cu₂O, RuO₂, Cr₂O₃ 등의 산화물, CoS_0.89, NiS, CuS 등의 황화물, Zn₃N₂, Cu₃N, Ge₃N₄ 등의 질화물, NiP₂, FeP₂, CoP₃ 등의 인화물, FeF₃, BiF₃ 등의 불화물에서도 일어난다. 또한, 상기 불화물의 전위는 높기 때문에 양극 활물질로서 사용하여도 좋다.

또한, 음극 활물질층(205)은 상술한 음극 활물질뿐만 아니라, 활물질들의 밀착성을 높이기 위한 결착제(바인더), 음극 활물질층(205)의 도전성을 높이기 위한 도전조제 등을 포함하여도 좋다.

전해액(208)은 전해질로서 캐리어 이온을 이동시킬 수 있고, 또한 캐리어 이온인 리튬 이온을 갖는 재료를 사용한다. 전해질의 대표적인 예로서는 LiPF₆, LiClO₄, Li(FSO₂)₂N, LiAsF₆, LiBF₄, LiCF₃SO₃, Li(CF₃SO₂)₂N, Li(C₂F₅SO₂)₂N, 등의 리튬염이 있다. 이들 전해질은 1종을 단독으로 사용하여도 좋고, 2종 이상을 임의의 조합 및 비율로 사용하여도 좋다. 반응 생성물을 보다 안정적으로 하기 위하여, 전해액에 바이닐렌 카보네이트(VC)를 약간(1 wt%) 첨가하여 전해액의 분해를 보다 줄여도 좋다. 또한, 예를 들어 나트륨 이온을 갖는 전해질로서 NaPF₆, NaN(SO₂CF₃)₂, NaClO₄, NaBF₄, CF₃SO₃Na, NaAsF₆ 등을 사용하여도 좋다.

또한, 전해액(208)의 용매로서는 캐리어 이온의 이동이 가능한 재료를 사용한다. 전해액의 용매로서는, 비프로톤성 유기 용매가 바람직하다. 비프로톤성 유기 용매의 대표적인 예로서는, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트, 다이메틸카보네이트, 다이에틸카보네이트(DEC), γ-부티로락톤, 아세토나이트릴, 다이메톡시에탄, 테트라하이드로퓨란 등이 있고, 이들 중 하나 또는 복수를 사용할 수 있다. 또한, 전해액의 용매로서 겔화된 고분자 재료를 사용함으로써, 누액성 등에 대한 안전성이 높아진다. 또한, 축전지의 박형화 및 경량화가 가능하다. 겔화된 고분자 재료의 대표적인 예로서는, 실리콘(silicone) 겔, 아크릴 겔, 아크릴로나이트릴 겔, 폴리에틸렌옥시드계 겔, 폴리프로필렌옥시드계 겔, 불소계 폴리머의 겔 등이 있다. 또한, 전해액의 용매로서, 난연성(難燃性) 및 난휘발성(難揮發性)인 이온 액체(상온 용융염)를 하나 또는 복수 사용함으로써, 축전지의 내부 단락이나, 과충전 등으로 인하여 내부 온도가 상승되어도, 축전지의 파열이나 발화 등을 방지할 수 있다.

세퍼레이터(207)로서는 예를 들어 셀룰로스(종이) 등의 절연체를 사용할 수 있다. 또는 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등의 공공(空孔)이 제공된 폴리머를 사용할 수 있다.

2차 전지의 외장체로서는 얇고 유연성을 갖는 필름(예를 들어 래미네이트 필름)을 사용한다. 래미네이트 필름이란, 기재 필름과 접착성 합성 수지 필름의 적층 필름, 또는 2종류 이상의 필름이 적층된 필름을 가리킨다. 기재 필름으로서는 PET나 PBT 등의 폴리에스터, 나일론 6, 나일론 66 등의 폴리아마이드, 무기 증착 필름, 또는 종이류를 사용하면 좋다. 또한, 접착성 합성 수지 필름으로서는 PE나 PP 등의 폴리올레핀, 아크릴계 합성 수지, 에폭시계 합성 수지 등을 사용하면 좋다. 래미네이트 필름은 래미네이트 장치로 피처리체와 함께 열 압착에 의하여 래미네이트된다. 또한, 래미네이트 공정의 전처리로서 앵커 코트제를 도포하는 것이 바람직하고, 이에 의하여 래미네이트 필름과 피처리체가 단단하게 접착되도록 할 수 있다. 앵커 코트제로서는 아이소사이아네이트계의 재료 등을 사용하면 좋다.

필름으로 이루어지는 외장체를 사용한 박형 2차 전지의 제작 방법에 대해서는 실시형태 4를 참조하기 바란다.

<표시부의 제작 방법>

이하에 표시부(102)의 제작 방법의 일례를 나타낸다.

표시부(102)는 가요성을 갖는다. 표시부(102)는 유연성을 갖는 보드(151) 위에 표시 소자(152)를 갖는다.

유연성을 갖는 보드(151) 위에 표시 소자(152)를 제작하는 방법으로서는, 유연성을 갖는 보드(151) 위에 표시 소자(152)를 직접 제작하는 방법이나, 유리 기판 등 강성(剛性)을 갖는 기판 위에 표시 소자(152)를 포함하는 층을 형성한 후에, 기판을 에칭이나 연마 등에 의하여 제거하고 나서, 이 표시 소자(152)를 포함하는 층과 유연성을 갖는 보드(151)를 접착시키는 방법이나, 유리 기판 등 강성을 갖는 기판 위에 박리층을 제공하고, 그 위에, 표시 소자(152)를 포함하는 층을 형성한 후, 박리층을 이용하여 강성을 갖는 기판과 표시 소자(152)를 포함하는 층을 분리하고, 이 표시 소자(152)를 포함하는 층과 유연성을 갖는 보드(151)를 접착시키는 방법 등이 있다.

본 실시형태에서는 표시부(102)에 고정세(高精細)의 표시가 가능한 액티브 매트릭스형 표시 장치로 하기 위하여, 400℃ 이상의 가열 처리를 행할 수 있고, 표시 소자의 신뢰성을 높일 수 있는 제작 방법, 즉 유리 기판 등의 강성을 갖는 기판 위에 박리층을 제공하는 일본국 특개2003-174153에 기재된 기술을 사용한다.

일본국 특개2003-174153에 기재된 기술에 의하여 폴리실리콘을 활성층으로 하는 트랜지스터나 산화물 반도체층을 사용한 트랜지스터를 플렉시블 기판 또는 필름 위에 제공할 수 있게 된다. 또한, 이들 트랜지스터를 스위칭 소자로서 사용하여 EL(electroluminescent) 소자를 제공한다.

EL 소자의 일반적인 구성은 한 쌍의 전극 사이에 발광성 유기 화합물 또는 무기 화합물을 포함하는 층(이하, '발광층'이라고 함)을 끼운 것으로, 소자에 전압을 인가함으로써 한 쌍의 전극으로부터 전자 및 정공이 각각 발광층에 주입 및 수송된다. 그리고, 이들 캐리어(전자 및 홀)가 재결합함으로써, 발광성의 유기 화합물 또는 무기 화합물이 여기 상태를 형성하고, 이 여기 상태가 기저 상태로 되돌아갈 때 발광한다.

또한, 유기 화합물이 형성하는 여기 상태의 종류로서는, 단일항 여기 상태와 3중항 여기 상태가 가능하고, 단일항 여기 상태로부터의 발광을 형광, 3중항 여기 상태로부터의 발광을 인광(燐光)이라고 부른다.

이와 같은 발광 소자는 일반적으로, 서브미크론~수 미크론 정도의 박막으로 형성되기 때문에 박형 및 경량으로 제작할 수 있다는 것이 큰 이점이다. 또한, 캐리어가 주입되고 나서 발광에 이를 때까지의 시간은 기껏해야 마이크로초 또는 그 이하이기 때문에, 굉장히 응답 속도가 빠른 것도 특징의 하나이다. 또한, 수 V~수십 V의 직류 전압으로 충분한 발광이 얻어지기 때문에, 소비 전력도 비교적 적다.

EL 소자는 액정 소자에 비하여 시야각이 우수하기 때문에 표시 영역이 곡면을 갖는 경우의 표시부(102)의 표시 소자로서 사용하기 적합하다. 또한, 액정 소자의 경우와 달리 백 라이트를 제공하지 않기 때문에 소비 전력이 적고 부품 점수를 줄일 수 있으며 총 두께도 얇게 할 수 있는 점에서도 EL 소자는 표시부(102)의 표시 소자로서 사용하기 적합하다.

또한, 유연성을 갖는 보드(151) 위에 표시 소자(152)를 제작하는 방법은 상술한 것(일본국 특개2003-174153)에 한정되지 않는다. 또한, EL 소자의 제작 방법 및 재료로서는 공지의 제작 방법 및 공지의 재료를 사용하면 되기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.

또한, 표시부(102)에 사용하는 표시 장치는 단순한 단색 발광이나 숫자만을 표시하는 것이라도 되기 때문에 패시브 매트릭스형의 표시 장치로 하여도 좋고, 이 경우에는 일본국 특개2003-174153에 기재된 기술 이외의 제작 방법을 사용하여 유연성을 갖는 보드(151) 위에 표시 소자(152)를 제작하면 좋다.

상술한 방법으로 얻어지는 표시부(102)를 축전 장치(103) 위에 부착하여, 축전 장치(103)와 표시부(102)를 전기적으로 접속한다. 또한, 전자 기기(100)의 외관을 향상시키기 위하여 표시부(102) 이외의 부분을 금속 커버나 플라스틱 커버나, 고무로 된 커버로 덮어도 좋다.

전자 기기(100)에 표시부(102)를 제공하는 경우의 화면 크기는 보드(112)에 배치될 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 손목에 부착되는 경우, 성인의 손목 부근의 둘레는 18cm±5cm이기 때문에 화면 크기는 최대로 손목 둘레의 23cm×손목에서 팔꿈치까지의 거리로 한다. 또한, 성인의 손목에서 팔꿈치까지의 거리는 1ft(30.48cm) 이하이므로, 원통형의 보드(112)에 배치할 수 있는 23cm×30.48cm가 팔 부착형 전자 기기(100)의 표시부의 최대 화면 크기라고 할 수 있다. 또한, 여기서 말하는 화면 크기는 곡면을 갖는 상태에서의 크기가 아니라 평탄한 화면으로 한 경우의 크기이다. 또한, 하나의 전자 기기에 복수의 표시부를 제공하여도 좋고, 예를 들어 제 1 표시부보다 작은 제 2 표시부를 갖는 전자 기기로 하여도 좋다. 보드(112)의 치수는 표시부의 화면 크기보다 크게 하는 것이 바람직하다. EL 소자를 사용하는 경우, 화면이 지지 구조체 위에 배치될 수 있는 크기이면 표시 패널과 FPC만의 총 중량을 1g 이상 10g 미만으로 할 수 있다.

또한, 표시부(102)가 제공되는 전자 기기(100)에서 가장 얇은 부분을 5mm 이하로 할 수 있다. 또한, 전자 기기(100)에서 가장 두꺼운 부분은 표시부(102)와 FPC의 접속 부분이며 1cm 미만으로 할 수 있다.

또한, 전자 기기(100)의 총 중량은 100g 미만으로 할 수 있다.

또한, 전자 기기(100)는 도 2의 (A) 등의 단면도에 도시된 바와 같이 팔에 부착될 때 지지 구조체의 일부가 화살표(105)의 방향으로 움직임으로써 팔에 찰 수 있다. 전자 기기(100)의 총 중량은 100g 미만, 바람직하게는 50g 이하이고, 가장 두꺼운 부분이 1cm 이하로 얇고 경량화된 전자 기기를 제공할 수 있다.

예를 들어, 본 명세서 등에서 표시 소자, 표시 소자를 갖는 장치인 표시 장치, 발광 소자, 및 발광 소자를 갖는 장치인 발광 장치는 다양한 형태를 사용할 수 있고, 또는 다양한 소자를 가질 수 있다. 표시 소자, 표시 장치, 발광 소자, 또는 발광 장치는 예를 들어, EL 소자(유기물 및 무기물을 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED(백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등), 트랜지스터(전류에 따라 발광하는 트랜지스터), 전자 방출 소자, 액정 소자, 전자 잉크, 전기 영동 소자, GLV(grating light valve), PDP(plasma display panel), MEMS(micro electro mechanical systems)를 사용한 표시 소자, DMD(digital micromirror device), DMS(digital micro shutter), MIRASOL(등록상표), IMOD(간섭 변조) 소자, 셔터 방식의 MEMS 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 전기 습윤 소자, 압전 세라믹 디스플레이, 카본 나노 튜브를 사용한 표시 소자 등의 적어도 하나를 갖는다. 이 외에도 전기적 또는 자기적 작용에 의하여 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 가져도 좋다. EL 소자를 사용한 표시 장치의 예로서는 EL 디스플레이 등이 있다. 전자 방출 소자를 사용한 표시 장치의 예로서는, 필드 에미션 디스플레이(FED) 또는 SED 방식 평면형 디스플레이(SED: Surface-conduction Electron-emitter Display) 등이 있다. 액정 소자를 사용한 표시 장치의 예로서는 액정 디스플레이(투과형 액정 디스플레이, 반투과형 액정 디스플레이, 반사형 액정 디스플레이, 직시형 액정 디스플레이, 투사형 액정 디스플레이) 등이 있다. 전자 잉크, 전자 분류체(電子粉流體, electro liquid powder(등록상표)) 또는 전기 영동 소자를 사용한 표시 장치의 예로서는 전자 종이 등이 있다. 또한, 반투과형 액정 디스플레이나 반사형 액정 디스플레이를 실현하기 위해서는, 화소 전극의 일부 또는 모두가 반사 전극으로서 기능하도록 한다. 예를 들어, 화소 전극의 일부 또는 모두가 알루미늄, 은 등을 포함하도록 하면 된다. 이 경우, 반사 전극 아래에 SRAM 등 기억 회로를 제공할 수도 있다. 이로써, 소비 전력을 더 저감할 수 있다. 또한, LED를 사용하는 경우, LED의 전극이나 질화물 반도체 아래에 그래핀이나 그래파이트를 배치하여도 좋다. 그래핀이나 그래파이트는 복수의 층을 중첩하여, 다층막으로 하여도 좋다. 이와 같이 그래핀이나 그래파이트를 제공함으로써, 그 위에 질화물 반도체, 예를 들어, 결정을 갖는 n형 GaN 반도체층 등을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 그 위에 결정을 갖는 p형 GaN 반도체층 등을 형성하고, LED를 구성할 수 있다. 또한, 그래핀이나 그래파이트와, 결정을 갖는 n형 GaN 반도체층 사이에, AlN층을 제공하여도 좋다. 또한, LED가 갖는 GaN 반도체층은 MOCVD로 형성하여도 좋다. 다만, 그래핀을 제공함으로써 LED가 갖는 GaN 반도체층은 스퍼터링법으로 형성할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 표시 장치 외에 다른 반도체 회로, 예를 들어 과충전을 방지하기 위한 제어 회로, 촬상 소자, 자이로 센서 또는 가속도 센서 등의 센서, 터치 패널 등을 구비하여도 좋다. 또한, 몸의 일부에 대고 맥박이나 표면 온도, 혈중 산소 농도 등을 측정하는 센서 등을 가져도 좋다. 예를 들어, 표시 장치 외에 촬상 소자를 탑재함으로써 촬상된 화상을 표시 장치에 표시할 수 있다. 또한, 자이로 센서나 가속도 센서 등의 센서를 탑재함으로써 팔 부착형 전자 기기의 방향이나 움직임에 따라 온 상태와 오프 상태를 전환하여 저소비 전력화를 도모할 수 있다. 또한, 터치 패널을 탑재함으로써 터치 패널의 원하는 위치를 터치하여 전자 기기의 조작이나 정보의 입력을 할 수 있다. 또한, 상기 구성에서 표시 장치 외에 메모리나 CPU를 탑재함으로써 웨어러블 컴퓨터를 구현할 수도 있다.

또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 팔 부착형 전자 기기의 표시부로서 사용하고, 종래의 휴대 정보 단말의 표시부와 함께 사용함으로써 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기를 서브 디스플레이로서도 기능시킬 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 2)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기에 적용할 수 있는 표시 장치의 일례를 나타낸다.

[표시 장치의 상면도]

도 20은 표시 장치의 일례를 나타내는 상면도이다. 도 20에 도시된 표시 장치(700)는 제 1 기판(701) 위에 제공된 화소부(702)와, 제 1 기판(701)에 제공된 소스 드라이버 회로부(704) 및 게이트 드라이버 회로부(706)와, 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 및 게이트 드라이버 회로부(706)를 둘러싸도록 배치되는 실란트(712)와, 제 1 기판(701)에 대향하도록 제공되는 제 2 기판(705)을 갖는다. 또한, 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705)은 실란트(712)에 의하여 밀봉된다. 즉 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 및 게이트 드라이버 회로부(706)는 제 1 기판(701)과, 실란트(712)와, 제 2 기판(705)에 의하여 밀봉된다. 또한, 도 20에는 도시되지 않았지만, 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705)의 사이에는 표시 소자가 제공된다.

또한, 표시 장치(700)에는 제 1 기판(701) 위의, 실란트(712)에 의하여 둘러싸인 영역과는 다른 영역에, 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 및 게이트 드라이버 회로부(706)와 전기적으로 접속되는 FPC 단자부(708)가 제공된다. 또한, FPC 단자부(708)에는 FPC(716)가 접속되고, FPC(716)에 의하여 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 및 게이트 드라이버 회로부(706)에 각종 신호 등이 공급된다. 또한, 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 게이트 드라이버 회로부(706), 및 FPC 단자부(708)에는 신호선(710)이 각각 접속된다. FPC(716)에 의하여 공급되는 각종 신호 등은 신호선(710)을 통하여 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 게이트 드라이버 회로부(706), 및 FPC 단자부(708)에 제공된다.

또한, 표시 장치(700)에 게이트 드라이버 회로부(706)를 복수로 제공하여도 좋다. 또한, 표시 장치(700)의 예로서 소스 드라이버 회로부(704) 및 게이트 드라이버 회로부(706)를 화소부(702)와 같은 제 1 기판(701)에 형성한 것을 제시하였지만 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 게이트 드라이버 회로부(706)만을 제 1 기판(701)에 형성하여도 좋고, 또는 소스 드라이버 회로부(704)만을 제 1 기판(701)에 형성하여도 좋다. 이 경우, 소스 드라이버 회로 또는 게이트 드라이버 회로 등이 형성된 기판(예를 들어 단결정 반도체막, 다결정 반도체막으로 형성된 구동 회로 기판)을 제 1 기판(701)에 실장하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 별도 형성한 구동 회로 기판의 접속 방법은, 특별히 한정되지 않고, COG(Chip On Glass) 방법, 와이어 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.

또한, 표시 장치(700)가 갖는 화소부(702), 소스 드라이버 회로부(704), 및 게이트 드라이버 회로부(706)는 배선부 또는 복수의 트랜지스터를 갖고, 이 배선부 또는 복수의 트랜지스터에는 본 발명의 일 형태에 따른 반도체 장치가 적용될 수 있다.

또한, 표시 장치(700)는 다양한 소자를 가질 수 있다. 이 소자의 예로서는, 액정 소자, EL(Electro Luminescence) 소자(유기물 및 무기물을 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED(백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등), 트랜지스터(전류에 따라 발광하는 트랜지스터), 전자 방출 소자, 전자 잉크, 전기 영동(泳動) 소자, GLV(Grating Light Valve), PDP(Plasma Display Panel), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 사용한 표시 소자, DMD(Digital Micromirror Device), DMS(Digital Micro Shutter), MIRASOL(등록 상표), IMOD(Interferometric Modulator Display) 소자, 셔터 방식의 MEMS 표시 소자, 광 간섭 방식의 MEMS 표시 소자, 전기 습윤 소자, 압전 세라믹 디스플레이, 카본 나노 튜브를 사용한 표시 소자 등, 전기적 또는 자기적인 작용에 의하여 콘트라스트, 휘도, 반사율, 투과율 등이 변화되는 표시 매체를 갖는 것이 있다.

또한, 표시 장치(700)에서의 표시 방식으로서, 프로그레시브 방식, 인터레이스 방식 등이 사용될 수 있다. 또한, 컬러 표시할 때, 화소에서 제어되는 색 요소로서는 RGB(R는 적색, G는 녹색, B는 청색을 나타냄)의 3색에 한정되지 않는다. 예를 들어, R 화소와 G 화소와 B 화소와 W(백색) 화소의 4화소로 구성되어도 좋다. 또는, 펜타일 배열과 같이, RGB 중 2색분으로 하나의 색 요소를 구성하고, 색 요소에 따라, 상이한 2색을 선택하여 구성하여도 좋다. 또는 RGB에 옐로우, 시안, 마젠타 등을 1색 이상 추가하여도 좋다. 또한, 색 요소의 도트마다 그 표시 영역의 크기가 달라도 좋다. 다만, 기재하는 발명은 컬러 표시의 표시 장치에 한정되지 않고, 흑백 표시의 표시 장치에 적용할 수도 있다.

또한, 백 라이트(유기 EL 소자, 무기 EL 소자, LED, 형광등 등)에 백색광(W)을 사용하여 표시 장치를 풀 컬러 표시시키기 위하여 착색층(컬러 필터라고도 함)을 사용하여도 좋다. 착색층은, 예를 들어 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 황색(Y) 등을 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 착색층을 사용하면, 착색층을 사용하지 않는 경우에 비하여 색 재현성을 높일 수 있다. 이 경우, 착색층을 갖는 영역과, 착색층을 갖지 않는 영역을 배치함으로써, 착색층을 갖지 않는 영역에서의 백색광을 직접 표시에 이용하여도 좋다. 일부에 착색층을 갖지 않는 영역을 배치함으로써, 밝은 표시를 행할 때 착색층에 기인한 휘도 저하를 저감할 수 있고 소비 전력을 20%~30% 정도 저감할 수 있는 경우가 있다. 다만, 유기 EL 소자나 무기 EL 소자 등의 자발광 소자를 사용하여 풀 컬러 표시로 하는 경우, R, G, B, Y, 화이트(W)를, 각각의 발광색을 갖는 소자로부터 발광시켜도 된다. 자발광 소자를 사용하면, 착색층을 사용하는 경우보다 소비 전력을 더 저감할 수 있는 경우가 있다.

본 실시형태에서는 액정 소자 및 EL 소자를 표시 소자로서 사용하는 구성에 대하여 도 21 및 도 24를 사용하여 설명하기로 한다. 또한, 도 21은 도 20에서의 일점 쇄선 Q-R를 따라 자른 단면도이며, 표시 소자로서 액정 소자를 사용한 구성이다. 또한, 도 24는 도 20에서의 일점 쇄선 Q-R를 따라 자른 단면도이며, 표시 소자로서 EL 소자를 사용한 구성이다.

이하에서는, 먼저 도 21 및 도 24에 도시된 공통적인 부분에 대하여 설명하고, 그 다음에 다른 부분에 대하여 설명하기로 한다.

[표시 장치의 공통 부분에 관한 설명]

도 21 및 도 24에 도시된 표시 장치(700)는 리드 배선부(711)와, 화소부(702)와, 소스 드라이버 회로부(704)와, FPC 단자부(708)를 갖는다. 또한, 리드 배선부(711)는 신호선(710)을 갖는다. 또한, 화소부(702)는 트랜지스터(750) 및 용량 소자(790)(790a 또는 790b)를 갖는다. 또한, 소스 드라이버 회로부(704)는 트랜지스터(752)를 갖는다.

또한, 신호선(710)은 트랜지스터(750) 및 트랜지스터(752)의 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능하는 도전막과 같은 공정에서 형성된다. 또한 신호선(710)은, 트랜지스터(750, 752)의 소스 전극 및 드레인 전극과 상이한 공정에서 형성된 도전막, 예를 들어 게이트 전극으로서 기능하는 도전막으로 하여도 좋다. 신호선(710)으로서 예를 들어 구리 원소를 포함하는 재료를 사용하는 경우, 배선 저항에 기인하는 신호 지연 등이 적고, 대화면 표시가 가능하게 된다.

트랜지스터(750) 및 트랜지스터(752)로서, 다양한 트랜지스터를 사용할 수 있다. 트랜지스터(750) 및 트랜지스터(752)는 게이트 전극(721), 반도체층(722), 한 쌍의 전극(723) 및 전극(724)을 갖는다. 또한, 반도체층(722)과 게이트 전극(721) 사이에 절연막을 갖는다.

표시 장치(700)가 갖는 트랜지스터(750)나 트랜지스터(752) 등의 트랜지스터의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋고, 역 스태거형 트랜지스터로 하여도 좋다. 또한, 톱 게이트형 및 보텀 게이트형 중 어느 쪽 구조를 갖는 트랜지스터로 하여도 좋다. 트랜지스터에 사용하는 반도체 재료는 특별히 한정되지 않고 예를 들어, 실리콘, 저마늄, 탄소화 실리콘, 질화 갈륨 등을 들 수 있다. 또는, In-Ga-Zn계 금속 산화물 등의 인듐, 갈륨, 및 아연 중 적어도 하나를 포함하는 산화물 반도체를 사용하여도 좋다.

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 어느 것을 사용하여도 좋다. 결정성을 갖는 반도체를 사용하면 트랜지스터 특성의 열화를 억제할 수 있어 바람직하다.

여기서, 화소나 구동 회로, 또한 터치 센서 등에 사용되는 트랜지스터 등의 반도체 장치에는, 산화물 반도체를 적용하는 것이 바람직하다. 특히 실리콘보다 밴드 갭이 넓은 산화물 반도체를 적용하는 것이 바람직하다. 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감시킬 수 있어 바람직하다.

예를 들어, 상기 산화물 반도체로서 적어도 인듐(In) 또는 아연(Zn)을 포함하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, In-M-Zn계 산화물(M은 Al, Ti, Ga, Ge, Y, Zr, Sn, La, Ce 또는 Hf 등의 금속)로 표기되는 산화물을 포함한다.

특히, 반도체층으로서, 복수의 결정부를 갖고, 상기 결정부는 c축이 반도체층의 피형성면, 또는 반도체층의 상면에 대하여 수직으로 배향하고, 또한 인접하는 결정부 간에는 입계를 갖지 않는 산화물 반도체막을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 산화물 반도체는 결정 입계를 갖지 않기 때문에, 표시 패널을 휘었을 때의 응력으로 산화물 반도체막에 크랙이 생기는 것이 억제된다. 따라서, 이와 같은 산화물 반도체를 가요성을 갖고 휘어서 사용하는 표시 패널 등에 바람직하게 사용할 수 있다.

반도체층으로서 이와 같은 재료를 사용함으로써, 전기 특성의 변동이 억제되고, 신뢰성이 높은 트랜지스터를 실현할 수 있다.

또한, 그 낮은 오프 전류에 의하여 트랜지스터를 통하여 전하를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다. 이와 같은 트랜지스터를 화소에 적용함으로써 각 표시 영역에 표시한 화상의 계조를 유지하면서 구동 회로를 정지할 수도 있게 된다. 이 결과 소비 전력이 상당히 저감된 전자 기기를 구현할 수 있다.

트랜지스터 특성의 안정화 등을 위하여 하지막을 제공하는 것이 바람직하다. 하지막으로서는 산화 실리콘막, 질화 실리콘막, 산화질화 실리콘막, 질화산화 실리콘막 등의 무기 절연막을 사용하여 단층 또는 적층으로 제작할 수 있다. 하지막은 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, 하지막은 필요에 따라 제공하면 된다.

또한, FPC 단자부(708)는 접속 전극(760), 이방성 도전막(780), 및 FPC(716)를 포함한다. 또한, 접속 전극(760)은 트랜지스터(750) 및 트랜지스터(752)의 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능하는 도전막과 같은 공정에서 형성된다. 또한, 접속 전극(760)은 FPC(716)가 갖는 단자와 이방성 도전막(780)을 통하여 전기적으로 접속된다.

또한, 제 1 기판(701) 및 제 2 기판(705)으로서는 예를 들어 유리 기판을 사용할 수 있다. 유리 기판으로서 곡면을 갖는 유리 기판을 사용하여도 좋다.

또한, 제 1 기판(701) 및 제 2 기판(705)으로서 가요성을 갖는 기판을 사용하여도 좋다. 이 가요성을 갖는 기판으로서는 예를 들어 플라스틱 기판 등을 들 수 있다. 또한, 가요성을 갖는 기판을 보드 등에 부착하여 사용하여도 좋다.

가요성을 갖는 기판을 사용함으로써, 가요성을 갖는 표시 장치를 제작할 수 있다. 표시 장치가 가요성을 가짐으로써 곡면이나 불규칙한 형상 위에 접합할 수 있게 되어 다종다양한 용도가 실현된다.

예를 들어, 플라스틱 기판 등의 가요성을 갖는 기판을 사용함으로써, 표시 장치의 박막화 및 경량화가 가능하게 된다. 또한, 예를 들어 플라스틱 기판 등의 가요성을 갖는 기판을 사용한 표시 장치는 쉽게 깨지지 않고, 예를 들어 낙하시의 충격에 대한 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제 2 기판(705) 측에는 블랙 매트릭스로서 기능하는 차광막(738)과, 컬러 필터로서 기능하는 착색막(736)과, 차광막(738) 및 착색막(736)에 접하는 절연막(734)이 제공된다.

또한, 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705) 사이에는 구조체(778)가 제공된다. 구조체(778)는 절연막을 선택적으로 에칭함으로써 얻어지는 기둥 형상의 스페이서이고 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705) 사이의 거리(셀갭)를 제어하기 위하여 제공된다. 또한, 구조체(778)로서는 구(球)상 스페이서를 사용하여도 좋다. 또한, 도 21에서는, 구조체(778)를 제 2 기판(705) 측에 제공하는 구성에 대하여 예시하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 24에 도시된 바와 같이, 제 1 기판(701) 측에 구조체(778)를 제공하는 구성, 또는 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705) 양쪽에 구조체(778)를 제공하는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 도 21 및 도 24에서, 트랜지스터(750), 트랜지스터(752), 및 용량 소자(790) 위에 절연막(764), 절연막(766), 및 절연막(768)이 제공된다.

또한, 표시 장치(700)는 보호막(799)을 가져도 좋다. 보호막(799)은 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 보호막(799)의 형성 방법의 일례로서는 ALD법을 사용하는 것이 바람직하다. 보호막(799)은 일례로서 표시 소자나 트랜지스터를 보호할 수 있는 기능을 갖는다. 그리고, 보호막(799) 등의 보호막은 예를 들어 다른 기능을 갖는 경우가 있다. 그래서, 보호막(799) 등의 보호막을 단순히 막이라고 부르는 경우가 있다. 예를 들어, 보호막(799) 등의 보호막을 제 1 막, 제 2 막 등이라고 부르는 경우가 있다.

여기서 트랜지스터(750)나 트랜지스터(752)의 반도체층으로서 산화물 반도체를 사용하는 경우에는, 절연막(768)으로서 산소, 수소, 물 등에 대한 차단 효과를 갖는 절연막을 제공함으로써 트랜지스터(750)나 트랜지스터(752)가 갖는 반도체층으로부터의 산소의 외부로의 확산과, 외부로부터 반도체층으로의 수소, 물 등의 침입을 막을 수 있어 바람직하다. 절연막(768)은 보호막으로서 기능하여도 좋다.

예를 들어, 절연막(768)으로서 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 실리콘, 산화질화 실리콘, 질화산화 실리콘, 질화 실리콘, 산화 갈륨, 산화 저마늄, 산화 이트륨, 산화 지르코늄, 산화 란타넘, 산화 네오디뮴, 산화 하프늄, 및 산화 탄탈럼을 일종 이상 포함하는 절연막을 사용할 수 있다. 또한, 절연막(768)은 상기 재료의 적층이어도 된다. 또한, 절연막(768)에 란타넘(La), 질소, 지르코늄(Zr) 등을 불순물로서 포함하여도 좋다.

[표시 소자로서 액정 소자를 사용하는 표시 장치의 구성예]

도 21에 도시된 표시 장치(700)는 용량 소자(790a)를 갖는다. 용량 소자(790a)는, 한 쌍의 전극 사이에 유전체를 갖는 구조이다.

또한, 도 21에 도시된 표시 장치(700)는 액정 소자(775)를 갖는다. 액정 소자(775)는 도전막(772), 도전막(774), 및 액정층(776)을 갖는다. 도전막(774)은 제 2 기판(705) 측에 제공되고 대향 전극으로서 기능한다. 도 21에 도시된 표시 장치(700)는 도전막(772)과 도전막(774)에 인가되는 전압에 의하여, 액정층(776)의 배향 상태가 변화됨에 따라 광의 투과, 비투과가 제어되고, 화상을 표시할 수 있다.

또한, 도전막(772)은 트랜지스터(750)가 갖는 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능하는 도전막에 접속된다. 도전막(772)은, 절연막(768) 위에 형성되며 화소 전극, 즉 표시 소자의 한쪽 전극으로서 기능한다.

도전막(772)으로서는, 예를 들어 인듐 주석 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 산화물, 산화 텅스텐을 포함하는 인듐 아연 산화물, 산화 타이타늄을 포함하는 인듐 산화물, 산화 타이타늄을 포함하는 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 산화 실리콘을 첨가한 인듐 주석 산화물 등의 투광성을 갖는 도전성 재료를 사용할 수 있다.

또한, 도 21에 도시되지 않았지만, 도전막(772, 774)의 액정층(776)과 접하는 측에 각각 배향막을 제공하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 도 21에 도시되지 않았지만, 편광 부재, 위상차 부재, 반사 방지 부재 등의 광학 부재(광학 기판) 등은 적절히 제공하여도 좋다. 예를 들어, 편광 기판 및 위상차 기판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 또한, 광원으로서 백 라이트, 사이드 라이트 등을 사용하여도 좋다.

표시 소자로서 액정 소자를 사용하는 경우, 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, 고분자 분산형 액정, 강유전성 액정, 반강유전성 액정 등을 사용할 수 있다. 이와 같은 액정 재료는 조건에 의존하여 콜레스테릭 상, 스멕틱 상, 큐빅 상, 키랄 네마틱 상, 등방 상 등을 나타낸다.

또한, 횡전계 방식을 채용하는 경우, 배향막을 사용하지 않는 블루상을 나타내는 액정을 사용하여도 된다. 블루상은 액정상들 중 하나이고, 이것은 콜레스테릭 액정의 온도가 증가되면서 콜레스테릭상이 등방상으로 변하기 직전에 발생한다. 이 블루상은 협소한 온도 범위에만 나타나기 때문에, 수 중량% 이상의 키랄 재료가 혼합된 액정 조성물이 상기 온도 범위를 개선하기 위하여 상기 액정층에 사용된다. 블루상을 나타내는 액정과 키랄 재료를 포함하는 액정 조성물은 응답 속도가 짧고, 광학적 등방성을 가지므로 배향 처리가 불필요하며 시야각 의존성이 작다. 또한, 배향막이 제공될 필요가 없고 러빙 처리가 불필요하기 때문에, 상기 러빙 처리로 유발된 정전 방전 손상이 방지될 수 있고, 이 액정 표시 장치의 불량이나 파손이 상기 제작 공정에서 감소될 수 있다.

또한, 표시 소자로서 액정 소자를 사용하는 경우, TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane-Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드, ASM(Axially Symmetric aligned Micro-cell) 모드, OCB(Optical Compensated Birefringence) 모드, FLC(Ferroelectric Liquid Crystal) 모드, AFLC(AntiFerroelectric Liquid Crystal) 모드 등을 사용할 수 있다.

또한, 수직 배향(VA) 모드를 채용한 투과형 액정 표시 장치와 같은 노멀리 블랙형 액정 표시 장치가 사용될 수 있다. 수직 배향 모드로서는, 몇 가지를 들 수 있지만, 예를 들어 MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASV 모드 등이 사용될 수 있다.

또한, 표시 장치(700)는 보호막(799)을 가져도 좋다. 도 22 및 도 23은 표시 장치(700)가 보호막(799)을 갖는 예를 도시한 것이다. 여기서, 도 23에 도시된 예에서는, 실란트의 단부가 오목한 부분을 갖는다. 보호막(799)의 형성 방법을 설명한다. 우선, 트랜지스터 등이 제공된 제 1 기판(701)과, 착색막(736) 등이 제공된 제 2 기판(705)을 실란트(712)를 사용하여 접착한다. 다음에, ALD법을 사용하여 보호막(799)을 형성한다. 또한, 이방성 도전막(780)과의 접속부 등에 대해서는, 마스킹(masking)함으로써 보호막(799)이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

ALD법은 성막면에 대하여 극히 균일하고, 치밀한 막을 형성할 수 있다. ALD법을 사용함으로써 예를 들어 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 인듐, 산화 주석, 인듐 주석 산화물(ITO), 산화 탄탈럼, 산화 실리콘, 산화 망가니즈, 산화 니켈, 산화 에르븀, 산화 코발트, 산화 텔루륨, 타이타늄산 바륨, 질화 타이타늄, 질화 탄탈럼, 질화 알루미늄, 질화 텅스텐, 질화 코발트, 질화 망가니즈, 질화 하프늄 등을 보호막으로서 형성할 수 있다. 또한, 보호막은 절연막으로 한정되지 않고, 도전막을 형성하여도 좋다. 예를 들어, 루테늄, 백금, 니켈, 코발트, 망가니즈, 구리 등을 형성할 수 있다.

표시 패널의 측면부에 ALD법으로 형성한 보호막(799)을 형성함으로써 수분 등의 외적 성분의 침입을 억제할 수 있다. 결과적으로, 트랜지스터 특성의 변동을 억제할 수 있고, 주변 회로의 동작을 안정시킬 수 있다. 또한, 프레임을 더 좁게(狹額綠化) 할 수 있게 됨으로써 화소 영역이 확대되고, 또한 표시 장치를 고정세화할 수 있다.

또한, 보호막(799)을 사용함으로써 주변 회로의 단부와 기판 단부와의 거리를 짧게 하여도 배리어성이 높기 때문에 트랜지스터 특성이 안정되고, 즉 주변 회로의 동작이 안정되므로 표시 패널을 슬림 베젤화할 수 있다. 예를 들어, 주변 회로에서 기판 단부(패널 가공 절단부)까지의 거리를 300μm 이하, 바람직하게는 200μm 이하로 할 수 있다. 또한, 단부에서의 구조를 도 23과 같이 요철이 있는 형상으로 할 수도 있다.

[표시 소자로서 발광 소자를 사용하는 표시 장치]

도 24에 도시된 표시 장치(700)는 용량 소자(790b)를 갖는다. 용량 소자(790b)는, 한 쌍의 전극 사이에 유전체를 갖는 구조이다. 더 자세하게는, 용량 소자(790b)의 한쪽 전극으로서는, 트랜지스터(750)의 게이트 전극으로서 기능하는 도전막과 동일 공정으로 형성된 도전막을 사용하고, 용량 소자(790b)의 다른 쪽 전극으로서는, 트랜지스터(750)의 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능하는 도전막을 사용한다. 또한 한 쌍의 전극 사이에 협지되는 유전체로서는, 트랜지스터(750)의 게이트 절연막으로서 기능하는 절연막을 사용한다.

또한, 도 24에서, 절연막(768) 위에 평탄화 절연막(770)이 제공된다.

또한, 평탄화 절연막(770)으로서는, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 아마이드 수지, 벤조사이클로부텐 수지, 폴리아마이드 수지, 에폭시 수지 등의 내열성을 갖는 유기 재료를 사용할 수 있다. 또한, 이들 재료로 형성되는 절연막을 복수로 적층시킴으로써, 평탄화 절연막(770)을 형성하여도 좋다. 또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 평탄화 절연막(770)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 도 24에 도시된 표시 장치(700)는 발광 소자(782)를 갖는다. 발광 소자(782)는 도전막(784), EL층(786), 및 도전막(788)을 갖는다. 도 24에 도시된 표시 장치(700)에서는, 발광 소자(782)가 갖는 EL층(786)이 발광함으로써 화상을 표시할 수 있다.

또한, 도전막(784)은 트랜지스터(750)가 갖는 소스 전극 및 드레인 전극으로서 기능하는 도전막에 접속된다. 도전막(784)은 평탄화 절연막(770) 위에 형성되고 화소 전극, 즉 표시 소자의 한쪽 전극으로서 기능한다. 도전막(784)으로서는 가시광에 대하여 투광성을 갖는 도전막, 또는 가시광에 대하여 반사성을 갖는 도전막을 사용할 수 있다. 가시광에 대하여 투광성을 갖는 도전막으로서는 예를 들어 인듐(In), 아연(Zn), 주석(Sn) 중으로부터 선택된 1종류를 포함하는 재료를 사용하면 좋다. 가시광에 대하여 반사성을 갖는 도전막으로서는 예를 들어 알루미늄 또는 은을 포함하는 재료를 사용하면 좋다.

또한, 도 24에 도시된 표시 장치(700)에는, 평탄화 절연막(770) 및 도전막(784) 위에 절연막(730)이 제공된다. 절연막(730)은 도전막(784)의 일부를 덮는다. 또한, 발광 소자(782)는 톱 이미션 구조를 갖는다. 따라서 도전막(788)은 투광성을 가져 EL층(786)이 발하는 광을 투과시킨다. 또한, 본 실시형태에서는 톱 이미션 구조에 대하여 예시하지만 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도전막(784) 측으로 광을 사출하는 보텀 이미션 구조나, 도전막(784) 측 및 도전막(788) 측의 양쪽으로 광을 사출하는 듀얼 이미션 구조에 적용할 수 있다.

또한, 발광 소자(782)와 중첩되는 위치에 착색막(736)이 제공되고, 절연막(730)과 중첩되는 위치, 리드 배선부(711), 및 소스 드라이버 회로부(704)에 차광막(738)이 제공된다. 또한, 착색막(736) 및 차광막(738)은 절연막(734)으로 덮인다. 또한, 발광 소자(782)와 절연막(734) 사이는 밀봉막(732)으로 충전된다. 또한, 도 24에서는 표시 장치(700)에서 착색막(736)을 제공하는 구성에 대하여 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, EL층(786)을 독립 화소 방식(separate coloring method)으로 형성하는 경우에는 착색막(736)을 제공하지 않는 구성으로 하여도 좋다.

또한, 도 25에 도시된 바와 같이, 표시 장치(700)는 보호막(799)을 가져도 좋다. 표시 패널의 측면부에 ALD법으로 형성한 보호막(799)을 형성함으로써, 수분 등의 외적 성분의 침입을 억제할 수 있다. 특히, EL층(786)으로서 유기 EL층을 사용하는 경우에는 수분의 침입을 억제함으로써, EL층의 열화를 억제하여 발광 소자의 수명을 길게 할 수 있어 바람직하다.

보호막(799)은 예를 들어 트랜지스터, 및 발광 소자 등이 제공된 제 1 기판(701)과 제 2 기판(705)을 접착한 후에 형성하면 좋다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 3)

본 실시형태에서는 축전 장치를 충전하는 방법으로서 무선 급전을 채용하여 충전하는 경우를 설명한다. 무선 급전에는 전계, 자계, 전자기파 등을 사용할 수 있다. 전계, 자계, 전자기파 등을 수신하는 것으로서 안테나, 코일 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 안테나, 코일 등의 전계, 자계, 전자기파 등을 수신하는 것을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기는 충전을 위한 콘덴서를 갖는 것이 바람직하다.

결합 코일, 결합 콘덴서를 사용하면 축전 장치의 비접촉 충전이 가능해진다. 또한, 결합 코일 대신에 안테나를 사용할 수도 있다. 여기서는 축전 장치로서 2차 전지를 사용하는 경우의 예를 설명한다. 충전기의 1차 코일과 전자 기기의 2차 코일을 자기적으로 결합시키고, 1차 코일에서 발생되는 교류 자기장으로 2차 코일에 전압을 발생시키는 전자 유도 방식에 의하여 2차 코일 측으로 전력이 비접촉으로 전송되는 메커니즘으로 충전이 수행된다. 구조체의 곡면에 접촉하도록 코일을 제공하는 것이 바람직하기 때문에 전자 기기의 코일도 가요성을 갖는 필름에 제공되는 것이 바람직하다. 여기서 전자 기기에 제공되는 코일을 안테나로서 사용하여도 좋다.

표시 모듈을 갖는 팔 부착형 전자 기기의 2차 전지에 안테나를 제공하는 경우에는 2차 전지를 비접촉으로 충전하는 것에 한정되지 않고, 추가적으로 메모리를 제공하고, 전자 데이터의 송수신을 가능하게 하는 안테나 또는 GPS 기능에 의하여 위치 정보나 GPS 시각을 취득하여 위치 표시나 시계 표시 등을 가능하게 하는 안테나를 제공하여도 좋다.

몸의 일부에 접촉하는 것이기 때문에, 안전상의 이유로 2차 전지를 충전 또는 방전하는 출입력 단자는 노출되어 있지 않은 것이 바람직하다. 출입력 단자가 노출되어 있으면, 비 등의 물에 의하여 출입력 단자가 단락되거나 출입력 단자가 몸에 접촉되어 사용자가 감전될 우려가 있다. 안테나를 사용하면 출입력 단자가 전자 기기 표면에 노출되지 않는 구성으로 할 수 있다.

또한, 안테나나 코일, 및 무선 급전용 컨버터를 제공하는 점을 제외하고는 실시형태 1과 마찬가지이기 때문에 이 외의 자세한 설명은 여기서는 생략하기로 한다.

실시형태 1에 따라 보드 위에 축전 장치, 여기서는 2차 전지를 고정하고 2차 전지 위에 표시 모듈을 부착한다. 2차 전지는 휘어진 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 2차 전지는 가요성을 갖는 것이 바람직하다. 2차 전지에 전기적으로 접속되는 무선 급전용 컨버터와 안테나를 제공한다. 또한, 무선 급전용 컨버터와 표시부의 일부가 중첩되도록 고정한다.

무선 급전용 컨버터나 안테나는 10g 이하이므로 실시형태 1과 거의 같은 총 중량으로 할 수 있다.

도 12는 안테나(미도시)를 갖는 전자 기기(400)와 충전기(401)의 모식도이다. 충전기(401) 위에 전자 기기(400)를 배치하면 충전기(401)의 안테나로부터 전자 기기(400)로 전력을 공급하여 전자 기기(400)의 2차 전지를 충전할 수 있다.

또한, 충전 잔량이나 만충전까지의 시간 등의 정보가 전자 기기(400)의 표시부에 표시될 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 4)

본 실시형태에서는 실시형태 1에 나타낸 박형 축전지의 제작 방법과 코인형 축전지의 구조의 일례에 대하여 설명한다.

[박형 2차 전지의 제작 방법]

실시형태 1에 나타낸 필름으로 이루어진 외장체를 사용한 박형 2차 전지의 제작 방법에 대하여 설명한다. 도 10은 박형 2차 전지의 외관도이다. 또한, 도 11의 (A)는 도 10에서의 일점 쇄선 A1-A2를 따라 자른 단면이고, 도 11의 (B)는 일점 쇄선 B1-B2를 따라 자른 단면이다.

박형 2차 전지의 제작 방법에 대하여 설명한다.

세퍼레이터(207)는 봉지 형상으로 가공되고, 양극(203) 및 음극(206) 중 어느 한쪽을 싸도록 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 13의 (A)에 도시된 바와 같이, 양극(203)을 끼우도록 세퍼레이터(207)를 반으로 접고 양극(203)과 중첩되는 영역보다 외측에서 밀봉부(514)에 의하여 밀봉함으로써, 양극(203)을 세퍼레이터(207) 내에 확실히 유지할 수 있다. 그리고, 도 13의 (B)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(207)로 싸인 양극(203)과 음극(206)을 번갈아 적층하고, 이들을 외장체(209) 내에 배치함으로써 박형 2차 전지를 형성하면 좋다.

도 14의 (B)는 리드 전극에 집전체를 용접하는 예를 도시한 것이다. 여기서는 양극 집전체(201)를 양극 리드 전극(510)에 용접하는 경우를 예로 들었다. 양극 집전체(201)는 초음파 용접 등에 의하여 용접 영역(512)에서 양극 리드 전극(510)에 용접된다. 또한, 양극 집전체(201)에 도 14의 (B)에 도시된 만곡부(513)를 제공함으로써 박형 2차 전지의 제작 후에 가해지는 외력에 따른 응력을 완화시킬 수 있고, 박형 2차 전지의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 13 및 도 14에 도시된 박형 2차 전지에서 양극 리드 전극(510)은 양극(203)이 갖는 양극 집전체(201)와, 음극 리드 전극(511)은 음극(206)이 갖는 음극 집전체(204)와 각각 초음파 접합시킨다. 또한, 양극 집전체(201) 및 음극 집전체(204)를 외부와의 전기적 접촉을 얻는 단자로서 기능시킬 수도 있다. 이 경우에는 리드 전극을 사용하지 않고 양극 집전체(201) 및 음극 집전체(204)의 일부가 외장체(209)의 외측에 노출되도록 배치하여도 좋다.

또한, 도 10에서는 양극 리드 전극(510)과 음극 리드 전극(511)이 같은 변에 배치되어 있지만 도 15에 도시된 바와 같이 양극 리드 전극(510)과 음극 리드 전극(511)을 다른 변에 배치하여도 좋다. 이와 같이 본 발명의 일 형태에 따른 축전지는 리드 전극을 자유로이 배치할 수 있어 설계 자유도가 높다. 따라서, 본 발명의 일 형태에 따른 축전지를 사용한 제품의 설계 자유도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 축전지를 사용한 제품의 생산성을 높일 수 있다.

박형 축전지에서, 외장체(209)로서는 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 아이오노머, 폴리아마이드 등의 재료로 이루어지는 막 위에, 알루미늄, 스테인리스, 구리, 니켈 등 가요성이 우수한 금속 박막을 제공하고, 이 금속 박막 위에 외장체의 바깥면으로서 폴리아마이드계 수지, 폴리에스터계 수지 등의 절연성 합성 수지막을 제공한 3층 구조의 필름을 사용할 수 있다.

또한, 도 11에서는 일례로서 세퍼레이터를 사이에 두고 대향하는 양극 활물질층과 음극 활물질층의 쌍을 5쌍으로 하였지만 활물질층의 쌍은 5쌍에 한정되지 않음은 물론이고, 이것보다 많아도 좋고 적어도 좋다. 활물질층의 개수가 많은 경우에는 더 많은 용량을 갖는 축전지로 할 수 있다. 또한, 전극층의 개수가 적은 경우에는, 박형화할 수 있고, 가요성이 우수한 축전지로 할 수 있다.

상기 구성에 있어서, 2차 전지의 외장체(209)는 곡률 반경 30mm 이상, 바람직하게는 10mm 이상의 범위에서 변형될 수 있다. 2차 전지의 외장체인 필름은 1장 또는 2장으로 구성되며, 적층 구조를 가진 2차 전지의 경우에는 만곡된 전지의 단면 구조는 외장체인 필름의 2개의 곡선에 끼워진 구조가 된다.

면의 곡률 반경에 대하여 도 16을 사용하여 설명한다. 도 16의 (A)에서 곡면(1700)을 절단한 평면(1701)에서, 곡면(1700)에 포함되는 곡선(1702)의 일부를 원호로 근사하여 그 원의 반경을 곡률 반경(1703)으로 하고, 원의 중심을 곡률 중심(1704)으로 한다. 도 16의 (B)는 곡면(1700)의 상면도이고, 도 16의 (C)는 곡면(1700)을 평면(1701)으로 절단한 단면도이다. 평면을 따라 곡면을 절단할 때, 곡면에 대한 평면의 각도나 절단되는 위치에 따라 단면에 나타나는 곡선의 곡률 반경은 달라지지만, 본 명세서 등에서는 가장 작은 곡률 반경을 면의 곡률 반경으로 한다.

전극 및 전해액 등의 재료(1805)를 외장체인 2장의 필름 사이에 끼운 2차 전지를 만곡시킨 경우, 2차 전지의 곡률 중심(1800)에 가까운 측의 필름(1801)의 곡률 반경(1802)은 곡률 중심(1800)으로부터 먼 측의 필름(1803)의 곡률 반경(1804)보다 작다(도 17의 (A) 참조). 2차 전지를 만곡시켜 단면을 원호상으로 하면 곡률 중심(1800)에 가까운 필름 표면에는 압축 응력이 가해지고, 곡률 중심(1800)으로부터 떨어진 필름 표면에는 인장 응력이 가해진다(도 17의 (B) 참조). 외장체 표면에 오목부 또는 볼록부로 형성되는 패턴을 형성하면, 상술한 바와 같은 압축 응력이나 인장 응력이 가해지더라도 스트레인으로 인한 영향을 허용 범위 내로 억제할 수 있다. 따라서, 2차 전지는 곡률 중심에 가까운 측의 외장체의 곡률 반경이 30mm 이상(바람직하게는 10mm 이상)인 범위에서 변형될 수 있다.

또한, 2차 전지의 단면 형상은 단순한 원호상으로 한정되지 않고, 일부가 원호를 갖는 형상으로 할 수 있고, 예를 들어, 도 17의 (C)에 도시된 형상이나, 파상(도 17의 (D) 참조), S자 형상 등으로 할 수도 있다. 2차 전지의 곡면이 복수의 곡률 중심을 갖는 형상이 되는 경우에는, 복수의 곡률 중심 각각의 곡률 반경 중 곡률 반경이 가장 작은 곡면에서, 2장의 외장체 중 곡률 중심에 가까운 측의 외장체의 곡률 반경이 10mm 이상(바람직하게는 30mm 이상)인 범위에서 변형될 수 있다.

다음에 2차 전지를 제작한 후의 에이징(aging)에 대하여 설명한다. 2차 전지를 제작한 후에 에이징을 행하는 것이 바람직하다. 에이징 조건의 일례를 이하에서 설명한다. 먼저 레이트 0.001C 이상 0.2C 이하로 충전한다. 온도는 예를 들어 실온 이상 40℃ 이하로 하면 좋다. 이 때 전해액의 분해에 의하여 가스가 발생되어 셀 내에 그 가스가 차면, 전극 표면에 전해액이 접촉되지 못한 영역이 발생된다. 즉, 이것은 전극의 실효적인 반응 면적이 감소되어 실효적인 전류 밀도가 높아지는 것에 상당한다.

전류 밀도가 지나치게 높아지면 전극의 저항에 따라 전압이 강하되어, 활물질에 리튬이 삽입됨과 함께 활물질 표면에 리튬이 석출된다. 이 리튬 석출은 용량 저하를 초래하는 경우가 있다. 예를 들어, 리튬이 석출되고 나서 표면에서 피막 등이 성장되면, 표면에 석출된 리튬이 용해되지 못하고, 용량에 기여하지 않는 리튬이 생긴다. 또한, 석출된 리튬이 물리적으로 붕괴되어 전극과의 도통을 잃은 경우에도 역시 용량에 기여하지 않는 리튬이 생긴다. 따라서 전압 강하에 의하여 전극의 전위가 리튬의 전위까지 도달되기 전에 가스를 빼는 것이 바람직하다.

또한, 가스를 뺀 후에 실온보다 높은 온도, 바람직하게는 30℃ 이상 60℃ 이하, 더 바람직하게는 35℃ 이상 60℃ 이하로 예를 들어 1시간 이상 100시간 이하 동안, 충전 상태를 유지하여도 좋다. 우선 행하는 충전 시에 표면에서 분해된 전해액은 피막을 형성한다. 따라서, 예를 들어 가스를 뺀 후에 실온보다 높은 온도로 유지함으로써, 형성된 피막이 치밀화될 수도 있다.

여기서 박형 축전지를 휠 경우에는 상기 가스를 빼고 난 후에 휘는 것이 바람직하다. 가스를 빼고 나서 휨으로써, 예를 들어 휘어져서 응력이 가해지는 영역에서의 리튬의 석출 등을 방지할 수 있다.

[코인형 축전지]

다음에, 축전 장치의 일례로서 코인형 축전지의 일례를 도 18을 사용하여 설명한다. 도 18의 (A)는 코인형(단층 편평(偏平)형) 축전지의 외관도이고, 도 18의 (B)는 그 단면도이다.

코인형 축전지(300)는 양극 단자를 겸한 양극 캔(301)과 음극 단자를 겸한 음극 캔(302)이 폴리프로필렌 등으로 형성된 개스킷(303)에 의하여 절연되고 밀봉되어 있다. 또한, 음극(307)은 음극 집전체(308)와, 이 음극 집전체(308)와 접촉되도록 제공된 음극 활물질층(309)에 의하여 형성된다. 음극 활물질층(309)은 실시형태 1에 기재된 음극 활물질을 갖는다. 또한, 음극(307)으로서는 실시형태 2에 기재된 음극을 사용하는 것이 바람직하다.

양극(304)은 양극 집전체(305)와, 이 양극 집전체(305)와 접하도록 제공된 양극 활물질층(306)에 의하여 형성된다. 양극 활물질층(306)에 대해서는 양극 활물질층(202)에 관한 기재를 참조하기 바란다. 또한, 세퍼레이터(310)에 대해서는 세퍼레이터(207)에 관한 기재를 참조하기 바란다. 또한, 전해액에 대해서는 전해액(208)에 관한 기재를 참조하기 바란다.

또한, 코인형 축전지(300)에 사용하는 양극(304) 및 음극(307)에는 각각 한쪽 면에만 활물질층을 형성하면 좋다.

양극 캔(301), 음극 캔(302)에는 전해액에 대하여 내부식성이 있는 니켈, 알루미늄, 타이타늄 등의 금속, 또는 이들의 합금이나, 이들과 다른 금속의 합금(예를 들어, 스테인리스 강 등)을 사용할 수 있다. 또한, 전해액으로 인한 부식을 방지하기 위하여 니켈이나 알루미늄 등을 피복하는 것이 바람직하다. 양극 캔(301)은 양극(304)과, 음극 캔(302)은 음극(307)과 각각 전기적으로 접속된다.

상술한 음극(307), 양극(304), 및 세퍼레이터(310)에 전해질을 함침(含浸)시켜, 도 18의 (B)에 도시된 바와 같이 양극 캔(301)을 아래로 하여 양극(304), 세퍼레이터(310), 음극(307), 음극 캔(302)을 순차적으로 적층하고 양극 캔(301)과 음극 캔(302)을, 개스킷(303)을 사이에 두고 압착함으로써 코인형 축전지(300)를 제작한다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 5)

본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 제작에 사용할 수 있는 성막 방법 및 성막 장치에 대하여 설명한다.

<<CVD 성막과 ALD 성막>>

종래의 CVD법을 이용한 성막 장치는, 성막 시, 반응을 위한 원료 가스(프리커서(precursor))의 1종류 또는 복수 종류가 체임버에 동시에 공급된다. ALD법을 이용한 성막 장치는 반응을 위한 프리커서가 순서대로 체임버에 도입되고, 그 가스 도입 순서를 반복함으로써 성막을 행한다. 예를 들어, 각 스위칭 밸브(고속 밸브라고도 부름)를 전환하여 2종류 이상의 프리커서를 순차적으로 체임버 내에 공급하고, 복수 종류의 프리커서가 혼합되지 않도록 제 1 프리커서를 도입한 후에 불활성 가스(아르곤 또는 질소 등) 등을 도입하고 나서 제 2 프리커서를 도입한다. 또한, 불활성 가스의 도입 대신에 진공 배기에 의하여 제 1 프리커서를 배출한 후, 제 2 프리커서를 도입할 수 있다.

도 27에 ALD법의 성막 과정을 도시하였다. 제 1 프리커서(601)가 기판 표면에 흡착되어(도 27의 (A) 참조), 제 1 단일층이 형성된다(도 27의 (B) 참조). 이 때, 프리커서 중에 포함되는 금속 원자 등이 기판 표면에 존재하는 수산기와 결합할 수 있다. 금속 원자에는 메틸기나 에틸기 등의 알킬기가 결합하여도 좋다. 제 1 프리커서(601)를 배기한 후에 도입되는 제 2 프리커서(602)와 반응하여(도 27의 (C) 참조), 제 2 단일층이 제 1 단일층 위에 적층되어 박막이 형성된다(도 27의 (D) 참조). 예를 들어, 제 2 프리커서로서 산화제가 포함된 경우에는, 제 1 프리커서 중에 존재하는 금속 원자 또는 이 금속 원자와 결합한 알킬기와 산화제 사이에서 화학 반응이 일어나 산화막을 형성할 수 있다.

또한, ALD법은 표면 화학 반응에 따른 성막 방법이고, 프리커서가 피성막 표면에 흡착되어 자기 정지 기구가 작용함으로써 한 층 형성된다. 예를 들어, 트라이메틸알루미늄과 같은 프리커서와, 이 피성막 표면에 존재하는 수산기(OH기)가 반응한다. 이 때, 열에 의한 표면 반응만이 일어나기 때문에 프리커서가 이 피성막 표면과 접촉되고, 열 에너지를 통하여 이 피성막 표면에 프리커서 중의 금속 원자 등이 흡착될 수 있다. 또한, 프리커서는 높은 증기압을 갖고, 성막 전의 단계에서는 열적으로 안정되고, 자기 분해하지 않는, 기판으로의 화학 흡착이 빠른 등의 특징을 갖는다. 또한, 프리커서는 가스로서 도입되기 때문에, 번갈아 도입되는 제 1 프리커서와 제 2 프리커서가 충분히 확산되는 시간을 가질 수 있으면, 높은 종횡비의 요철을 갖는 영역이라도 피복성 좋게 성막할 수 있다.

또한, ALD법에서는, 가스 도입 순서를 제어하면서 원하는 두께가 될 때까지 여러 번 반복함으로써 우수한 스텝 커버리지를 갖는 박막을 형성할 수 있다. 박막의 두께는 반복하는 횟수에 따라 조절할 수 있어 정밀한 두께 조절이 가능하다. 또한, 배기 능력을 높임으로써 성막 속도를 높일 수 있고, 또한 막 중의 불순물 농도를 저감시킬 수 있다.

ALD법에는 열을 사용한 ALD법(열 ALD법), 플라즈마를 사용한 ALD법(플라즈마 ALD법)이 있다. 열 ALD법에서는, 열 에너지를 사용하여 프리커서의 반응을 행하는 것이고, 플라즈마 ALD법은 프리커서의 반응을 라디칼 상태로 행한다.

ALD법을 사용하면, 극히 얇은 막이 정밀하게 형성될 수 있다. 요철을 갖는 면에 대해서도 피복률이 높고, 막 밀도가 높다.

또한, 열 ALD법은 플라즈마 대미지가 없어, 막에 대한 결함 발생을 억제할 수 있다.

<<플라즈마 ALD>>

플라즈마 ALD법을 사용하여 성막함으로써, 열을 사용한 ALD법(열 ALD법)에 비하여 더 낮은 온도에서의 성막이 가능해진다. 플라즈마 ALD법은 예를 들어 100℃ 이하에서도 성막 속도를 저하시키지 않고 성막할 수 있다. 또한, 플라즈마 ALD법에서는, N₂를 플라즈마에 의하여 라디칼화할 수 있기 때문에 산화물뿐만 아니라 질화물을 성막할 수 있다.

또한, 플라즈마 ALD법에서는 산화제의 산화력을 높일 수 있다. 이로써, ALD로 막을 형성할 경우에 막 중에 잔존한 프리커서, 또는 프리커서로부터 탈리된 유기 성분을 저감시킬 수 있고, 또한 막 중의 탄소, 염소, 수소 등을 저감할 수 있어 불순물 농도가 낮은 막을 가질 수 있다.

또한, 표시 소자에 발광 소자(유기 EL 소자 등)를 사용한 경우, 프로세스 온도가 높으면, 발광 소자의 열화를 가속시킬 우려가 있다. 여기서, 플라즈마 ALD법을 사용함으로써 프로세스 온도를 낮출 수 있기 때문에 발광 소자의 열화를 억제할 수 있다.

또한, 플라즈마 ALD법을 사용하는 경우에는, 라디칼종을 발생시키기 위하여 ICP(Inductively Coupled Plasma)를 사용한다. 이로써 플라즈마가 기판으로부터 떨어진 상태에서 플라즈마를 발생시킬 수 있고, 기판 또는 막이 표면에 형성되는 막에 대한 플라즈마 대미지를 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이, 플라즈마 ALD법을 사용함으로써 다른 성막 방법에 비하여 프로세스 온도를 낮출 수 있고, 또한 표면 피복율을 높일 수 있고, 표시 패널을 제작한 후에 기판 측면부에 플라즈마 ALD막을 형성할 수 있다. 이로써, 외부로부터의 물의 침입을 억제할 수 있다. 따라서, 패널의 단부에서 주변 회로의 드라이버 동작의 신뢰성(트랜지스터 특성의 신뢰성)이 향상되기 때문에 슬림 베젤로 한 경우에서도 안정된 동작이 가능해진다.

다음에 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치의 제작에 사용할 수 있는 성막 장치로서, 성막 장치 ALD의 일례를 도 28을 참조하면서 설명한다.

[성막 장치 ALD의 구성예]

도 28은 본 발명의 일 형태에 따른 표시 모듈의 제작에 사용할 수 있는 성막 장치 ALD를 설명하는 단면도이다. 본 발명의 일 형태에서 설명하는 성막 장치 ALD는 성막실(180)과, 이 성막실(180)에 접속되는 제어부(182)를 갖는다.

제어부(182)는 제어 신호를 공급하는 제어 장치(미도시), 및 제어 신호가 공급되는 유량 제어기(182a), 유량 제어기(182b) 및 유량 제어기(182c)를 구비한다. 예를 들어, 고속 밸브를 유량 제어기에 사용할 수 있다. 구체적으로는, ALD용 밸브 등을 사용함으로써 정밀하게 유량을 제어할 수 있다. 또한, 유량 제어기 및 배관의 온도를 제어하는 가열 기구(182h)를 갖는다.

유량 제어기(182a)는 제어 신호, 그리고 제 1 원료 및 불활성 가스가 공급되고, 제어 신호에 의거하여 제 1 원료 또는 불활성 가스를 공급하는 기능을 갖는다.

유량 제어기(182b)는 제어 신호, 그리고 제 2 원료 및 불활성 가스가 공급되고, 제어 신호에 의거하여 제 2 원료 또는 불활성 가스를 공급하는 기능을 갖는다.

유량 제어기(182c)는 제어 신호가 공급되고, 제어 신호에 의거하여 배기 장치(185)에 접속하는 기능을 갖는다.

<<원료 공급부>>

또한, 원료 공급부(181a)는 제 1 원료를 공급하는 기능을 갖고, 유량 제어기(182a)에 접속된다.

원료 공급부(181b)는 제 2 원료를 공급하는 기능을 갖고, 유량 제어기(182b)에 접속된다.

기화부 또는 가열 수단 등을 원료 공급부에 사용할 수 있다. 이로써, 고체 원료나 액체 원료로부터 기체 원료를 생성할 수 있다.

또한, 원료 공급부는 2개로 한정되지 않고, 3개 이상의 원료 공급부를 가질 수 있다.

<<원료>>

다양한 물질을 제 1 원료에 사용할 수 있다.

예를 들어, 휘발성 유기 금속 화합물, 금속 알콕사이드 등을 제 1 원료에 사용할 수 있다.

제 1 원료와 반응하는 다양한 물질을 제 2 원료에 사용할 수 있다. 예를 들어, 산화 반응에 기여하는 물질, 환원 반응에 기여하는 물질, 부가 반응에 기여하는 물질, 분해 반응에 기여하는 물질, 또는 가수 분해 반응에 기여하는 물질 등을 제 2 원료에 사용할 수 있다.

또한, 라디칼 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 원료를 플라즈마원으로 공급하여 플라즈마 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 산소 라디칼, 질소 라디칼 등을 사용할 수 있다.

그런데, 고주파 전원 또는 광원을 플라즈마원에 사용할 수 있다. 예를 들어, 유도 결합형 또는 용량 결합형의 고주파 전원을 사용할 수 있다. 또는 엑시머 레이저, 엑시머 램프, 저압 수은 램프 또는 싱크로트론 방사 광원을 광원에 사용할 수 있다. 또한 제 2 원료는 실온에 가까운 온도에서 제 1 원료와 반응하는 원료가 바람직하다. 예를 들어, 반응 온도가 실온 이상 200℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이상 150℃ 이하인 원료가 바람직하다.

<<배기 장치(185)>>

배기 장치(185)는 배기하는 기능을 갖고, 유량 제어기(182c)에 접속된다. 또한, 배출되는 원료를 포착하는 트랩을 배출구(184)와 유량 제어기(182c) 사이에 가져도 좋다. 그런데, 드라이 펌프 또는/및 터보 펌프 등을 배기 장치(185)에 사용할 수 있다. 터보 펌프를 사용함으로써 배기에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 제해(除害) 설비를 사용하여 배기된 가스 등을 제해한다.

<<제어부(182)>>

제어 장치는 유량 제어기를 제어하는 제어 신호 또는 기열 기구를 제어하는 제어 신호 등을 공급한다. 예를 들어, 제 1 단계에서 제 1 원료를 가공 기재(基材) 표면에 공급한다. 그리고, 제 2 단계에서 제 1 원료와 반응하는 제 2 원료를 공급한다. 이로써, 제 1 원료는 제 2 원료와 반응하여 반응 생성물이 가공 부재(10) 표면에 퇴적할 수 있다.

또한, 가공 부재(10) 표면에 퇴적시키는 반응 생성물의 양은, 제 1 단계와 제 2 단계를 반복함으로써 제어할 수 있다.

또한, 가공 부재(10)에 공급되는 제 1 원료의 양은, 가공 부재(10) 표면이 흡착할 수 있는 양에 따라 제한된다. 예를 들어, 제 1 원료의 단분자층이 가공 부재(10) 표면에 형성되는 조건을 선택하고, 형성된 제 1 원료의 단분자층에 제 2 원료를 반응시킴으로써 극히 균일한 제 1 원료와 제 2 원료의 반응 생성물을 포함하는 층을 형성할 수 있다.

결과적으로 복잡한 구조를 구비한 가공 부재(10) 표면에 다양한 재료를 성막할 수 있다. 예를 들어, 3nm 이상 200nm 이하의 두께를 갖는 막을 가공 부재(10)에 형성할 수 있다.

예를 들어, 가공 부재(10) 표면에 핀 홀이라고 불리는 작은 구멍 등이 제공되는 경우, 핀 홀 내부에 들어가서 성막 재료를 성막하여 핀 홀을 메울 수 있다.

또한, 잉여의 제 1 원료 또는 제 2 원료를 배기 장치(185)를 사용하여 성막실(180)로부터 배출한다. 예를 들어 아르곤 또는 질소 등의 불활성 가스를 도입하면서 배기하여도 좋다.

<<성막실(180)>>

성막실(180)은 제 1 원료, 제 2 원료 및 불활성 가스가 공급되는 도입구(183)와, 제 1 원료, 제 2 원료 및 불활성 가스가 배출되는 배출구(184)를 구비한다.

성막실(180)은 단수 또는 복수의 가공 부재(10)를 지지하는 기능을 갖는 지지부(186)와, 가공 부재를 가열하는 기능을 갖는 가열 기구(187)와, 가공 부재(10)의 반입 및 반출하는 영역을 개폐하는 기능을 갖는 도어(188)를 갖는다.

예를 들어, 저항 가열기 또는 적외선 램프 등을 가열 기구(187)에 사용할 수 있다.

가열 기구(187)는 예를 들어 80℃ 이상, 100℃ 이상 또는 150℃ 이상으로 가열하는 기능을 갖는다.

그런데 가열 기구(187)는 예를 들어 실온 이상 200℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 이상 150℃ 이하의 온도가 되도록 가공 부재(10)를 가열한다.

또한, 성막실(180)은 압력 조정기 및 압력 검지기를 갖는다.

<<지지부(186)>>

지지부(186)는 단수 또는 복수의 가공 부재(10)를 지지한다. 이로써, 한번의 처리를 행할 때마다 단수 또는 복수의 가공 부재(10)에 예를 들어 절연막을 형성할 수 있다.

<막의 예>

본 실시형태에서 설명하는 성막 장치 ALD를 사용하여 제작할 수 있는 막에 대하여 설명한다.

예를 들어, 산화물, 질화물, 불화물, 황화물, 3원 화합물, 금속 또는 폴리머를 포함하는 막을 형성할 수 있다.

예를 들어, 산화 알루미늄, 산화 하프늄, 알루미늄 실리케이트, 하프늄 실리케이트, 산화 란타넘, 산화 실리콘, 타이타늄산 스트론튬, 산화 탄탈럼, 산화 타이타늄, 산화 아연, 산화 나이오븀, 산화 지르코늄, 산화 주석, 산화 이트륨, 산화 세륨, 산화 스칸듐, 산화 에르븀, 산화 바나듐 또는 산화 인듐 등을 포함하는 재료를 형성할 수 있다.

예를 들어, 질화 알루미늄, 질화 하프늄, 질화 실리콘, 질화 탄탈럼, 질화 타이타늄, 질화 나이오븀, 질화 몰리브데넘, 질화 지르코늄 또는 질화 갈륨 등을 포함하는 재료를 형성할 수 있다.

예를 들어, 구리, 백금, 루테늄, 텅스텐, 이리듐, 팔라듐, 철, 코발트 또는 니켈 등을 포함하는 재료를 형성할 수 있다.

예를 들어, 황화 아연, 황화 스트론튬, 황화 칼슘, 황화 납, 불화 칼슘, 불화 스트론튬 또는 불화 아연 등을 포함하는 재료를 형성할 수 있다.

예를 들어, 타이타늄 및 알루미늄을 포함하는 질화물, 타이타늄 및 알루미늄을 포함하는 산화물, 알루미늄 및 아연을 포함하는 산화물, 망가니즈 및 아연을 포함하는 황화물, 세륨 및 스트론튬을 포함하는 황화물, 에르븀 및 알루미늄을 포함하는 산화물, 이트륨 및 지르코늄을 포함하는 산화물 등을 포함하는 재료를 성막할 수 있다.

<<산화 알루미늄을 포함하는 막>>

예를 들어, 알루미늄 전구체 화합물을 포함하는 원료를 기화시킨 가스를 제 1 원료에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 트라이메틸알루미늄(TMA: 화학식은 Al(CH₃)₃) 또는 트리스(다이메틸아마이드)알루미늄, 트라이아이소뷰틸알루미늄, 알루미늄트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵테인다이오네이트) 등을 사용할 수 있다.

수증기(화학식은 H₂O)를 제 2 원료에 사용할 수 있다.

성막 장치 ALD를 사용하여 상기 제 1 원료 및 제 2 원료로부터 산화 알루미늄을 포함하는 막을 형성할 수 있다.

<<산화 하프늄을 포함하는 막>>

예를 들어, 하프늄 전구체 화합물을 포함하는 원료를 기화시킨 가스를 제 1 원료에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 테트라키스다이메틸아마이드하프늄(TDMAH: 화학식은 Hf[N(CH₃)₂]₄) 또는 테트라키스(에틸메틸아마이드)하프늄 등의 하프늄아마이드를 포함하는 원료를 사용할 수 있다.

오존을 제 2 원료에 사용할 수 있다.

<<텅스텐을 포함하는 막>>

예를 들어, WF₆ 가스를 제 1 원료에 사용할 수 있다.

B₂H₆ 가스 또는 SiH₄ 가스 등을 제 2 원료에 사용할 수 있다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

(실시형태 6)

본 실시형태에서는, 산화물 반도체막의 구조에 대하여 설명한다.

산화물 반도체막은 비단결정 산화물 반도체막과 단결정 산화물 반도체막으로 나누어진다. 또는 산화물 반도체는 예를 들어, 결정성 산화물 반도체와 비정질 산화물 반도체로 나누어진다.

또한, 비단결정 산화물 반도체로서는, CAAC-OS(C Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor), 다결정 산화물 반도체, 미결정 산화물 반도체, 비정질 산화물 반도체 등이 있다. 또한, 결정성 산화물 반도체로서는, 단결정 산화물 반도체, CAAC-OS, 다결정 산화물 반도체, 미결정 산화물 반도체 등이 있다.

우선, CAAC-OS막에 대하여 설명한다.

CAAC-OS막은 c축 배향된 복수의 결정부를 갖는 산화물 반도체막 중 하나이다.

투과형 전자 현미경(TEM: Transmission Electron Microscope)에 의하여 CAAC-OS막의 명시야상(明視野像) 및 회절 패턴의 복합 해석상(고분해능 TEM 이미지라고도 함)을 관찰함으로써 복수의 결정부를 확인할 수 있다. 한편, 고분해능 TEM 이미지에서도 결정부끼리의 명확한 경계, 즉 결정 입계(그레인 바운더리라고도 함)가 확인되지 않는다. 따라서, CAAC-OS막은 결정 입계에 기인하는 전자 이동도의 저하가 일어나기 어렵다고 할 수 있다.

시료면에 대략 평행한 방향으로부터 CAAC-OS막의 단면을 관찰한 고분해능 TEM 이미지에서는 결정부에서 금속 원자가 층상으로 배열되어 있는 것이 확인된다. 금속 원자의 각층은 CAAC-OS막이 형성되는 면(피형성면이라고도 함) 또는 CAAC-OS막의 상면의 요철을 반영한 형상이며 CAAC-OS막의 피형성면 또는 상면에 평행하게 배열된다.

한편, 시료면에 대략 수직인 방향으로부터 CAAC-OS막의 평면의 고분해능 TEM 이미지를 관찰하면, 결정부에서 금속 원자가 삼각형 또는 육각형으로 배열되어 있는 것이 확인된다. 그러나, 상이한 결정부들간에서 금속 원자의 배열에는 규칙성이 보이지 않는다.

CAAC-OS막에 대하여 X선 회절(XRD: X-Ray Diffraction) 장치를 사용하여 구조 해석을 행하면, 예를 들어 InGaZnO₄의 결정을 갖는 CAAC-OS막의 out-of-plane법에 의한 해석에서는, 회절각(2θ)이 31° 근방일 때 피크가 나타나는 경우가 있다. 이 피크는 InGaZnO₄의 결정의 (009)면에 귀속되기 때문에, CAAC-OS막의 결정이 c축 배향성을 갖고, c축이 피형성면 또는 상면에 대략 수직인 방향으로 배향되는 것이 확인된다.

또한, InGaZnO₄의 결정을 갖는 CAAC-OS막의 out-of-plane법에 의한 해석에서는, 2θ가 31° 근방인 피크에 더하여, 2θ가 36° 근방인 피크도 나타나는 경우가 있다. 2θ가 36° 근방인 피크는 CAAC-OS막 내의 일부에, c축 배향성을 갖지 않는 결정이 포함되는 것을 가리킨다. CAAC-OS막은 2θ가 31° 근방에 피크가 나타나고, 2θ가 36° 근방에 피크가 나타나지 않는 것이 바람직하다.

CAAC-OS막은 불순물 농도가 낮은 산화물 반도체막이다. 불순물은 수소, 탄소, 실리콘, 전이 금속 원소 등의 산화물 반도체막의 주성분 이외의 원소이다. 특히 실리콘 등의, 산화물 반도체막을 구성하는 금속 원소보다 산소와의 결합력이 강한 원소는 산화물 반도체막에서 산소를 빼앗음으로써 산화물 반도체막의 원자 배열을 흐트러지게 하고 결정성을 저하시키는 요인이 된다. 또한 철이나 니켈 등의 중금속, 아르곤, 이산화탄소 등은 원자 반경(또는 분자 반경)이 크기 때문에 산화물 반도체막 내부에 포함되면 산화물 반도체막의 원자 배열을 흐트러지게 하고 결정성을 저하시키는 요인이 된다. 또한 산화물 반도체막에 포함되는 불순물은 캐리어 트랩이나 캐리어 발생원이 되는 경우가 있다.

또한 CAAC-OS막은 결함 준위 밀도가 낮은 산화물 반도체막이다. 예를 들어, 산화물 반도체막 내의 산소 결손은 캐리어 트랩이 되거나, 수소를 포획함으로써 캐리어 발생원이 될 수 있다.

불순물 농도가 낮고 결함 준위 밀도가 낮은(산소 결손이 적은) 것을 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성이라고 부른다. 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체막은 캐리어 발생원이 적어 캐리어 밀도를 낮게 할 수 있는 경우가 있다. 따라서, 상기 산화물 반도체막을 사용한 트랜지스터의 전기 특성은 문턱 전압이 음(노멀리 온이라고도 함)이 되는 경우가 적다. 또한, 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체막은 캐리어 트랩이 적다. 따라서, 상기 산화물 반도체막을 사용한 트랜지스터는 전기 특성의 변동이 작고 신뢰성이 높은 트랜지스터가 될 수 있다. 또한, 산화물 반도체막의 캐리어 트랩에 포획된 전하는 방출할 때까지 걸리는 시간이 길어 마치 고정 전하처럼 행동하는 경우가 있다. 그러므로 불순물 농도가 높고 결함 준위 밀도가 높은 산화물 반도체막을 사용한 트랜지스터는 전기 특성이 불안정하게 되는 경우가 있다.

산화물 반도체가 불순물이나 결함을 갖는 경우, 광이나 열 등에 의하여 특성이 변동되는 경우가 있다. 또한, 산화물 반도체에 포함되는 불순물은 캐리어 트랩이 되거나, 캐리어 발생원이 되는 경우가 있다. 또한, 산화물 반도체 내의 산소 결손은 캐리어 트랩이 되거나, 수소를 포획함으로써 캐리어 발생원이 되는 경우가 있다.

불순물 및 산소 결손이 적은 CAAC-OS는, 캐리어 밀도가 낮은 산화물 반도체이다. 구체적으로는, 8×10¹¹/cm³ 미만, 바람직하게는 1×10¹¹/cm³ 미만, 더욱 바람직하게는 1×10¹⁰/cm³ 미만이며, 1×10^-9/cm³ 이상의 캐리어 밀도의 산화물 반도체로 할 수 있다. 이와 같은 산화물 반도체를 고순도 진성 또는 실질적으로 고순도 진성인 산화물 반도체로 부른다. CAAC-OS는 불순물 농도가 낮고 결함 준위 밀도가 낮다. 즉, 안정적인 특성을 갖는 산화물 반도체라고 할 수 있다.

또한 CAAC-OS막을 사용한 트랜지스터는 가시광이나 자외광의 조사에 기인한 전기 특성의 변동이 작다.

다음에, 미결정 산화물 반도체막에 대하여 설명한다.

미결정 산화물 반도체막은 고분해능 TEM 이미지에서 결정부가 확인되는 영역과 결정부가 명확히 확인되지 않는 영역을 갖는다. 미결정 산화물 반도체막에 포함되는 결정부는 1nm 이상 100nm 이하, 또는 1nm 이상 10nm 이하의 크기인 경우가 많다. 특히, 1nm 이상 10nm 이하, 또는 1nm 이상 3nm 이하의 미결정인 나노 결정(nc: nanocrystal)을 갖는 산화물 반도체막을 nc-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor)막이라고 부른다. 또한, 예를 들어 nc-OS막의 고분해능 TEM 이미지에서는 결정 입계가 명확히 확인되지 않는 경우가 있다.

nc-OS막은 미소한 영역(예를 들어 1nm 이상 10nm 이하의 영역, 특히 1nm 이상 3nm 이하의 영역)에서 원자 배열에 주기성을 갖는다. 또한, nc-OS막은 상이한 결정부들 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 그러므로, 막 전체에서 배향성을 찾을 수 없다. 따라서, 분석 방법에 따라서는 nc-OS막을 비정질 산화물 반도체막과 구별할 수 없는 경우가 있다. 예를 들어 nc-OS막에 대하여 결정부보다 직경이 큰 X선을 사용하는 XRD 장치를 사용하여 구조를 해석하면, out-of-plane법에 의한 해석에서는 결정면을 나타내는 피크가 검출되지 않는다. 또한, nc-OS막에 대하여, 결정부보다도 큰 프로브 직경(예를 들어 50nm 이상)의 전자선을 사용하는 전자 회절(제한 시야 전자 회절이라고도 함)을 행하면, 헤일로 패턴(halo pattern)과 같은 회절 패턴이 관측된다. 한편, nc-OS막에 대하여, 결정부의 크기와 가깝거나 결정부보다 작은 프로브 직경의 전자선을 사용하는 나노빔 전자 회절을 행하면, 스팟이 관측된다. 또한, nc-OS막에 대하여 나노빔 전자 회절을 행하면, 원을 그리듯이(링 형상으로) 휘도가 높은 영역이 관측되는 경우가 있다. 또한, nc-OS막의 나노 빔 전자 회절 패턴에서는, 환상의 영역에 복수의 스폿이 관측되는 경우가 있다.

nc-OS막은 비정질 산화물 반도체막보다 규칙성이 높은 산화물 반도체막이다. 따라서, nc-OS막은 비정질 산화물 반도체막보다 결함 준위 밀도가 낮다. 다만, nc-OS막은 상이한 결정부들 사이에서 결정 방위에 규칙성이 보이지 않는다. 따라서, nc-OS막은 CAAC-OS막보다 결함 준위 밀도가 높다.

다음에, 비정질 산화물 반도체막에 대하여 설명한다.

비정질 산화물 반도체막은, 막 중에서의 원자 배열이 불규칙하고, 결정부를 갖지 않는 산화물 반도체막이다. 석영과 같은 무정형 상태를 갖는 산화물 반도체막이 일례이다.

비정질 산화물 반도체막의 고분해능 TEM 이미지에서는 결정부가 확인되지 않는다.

비정질 산화물 반도체막에 대하여, XRD 장치를 사용한 구조 해석을 행하면, out-of-plane법에 의한 해석에서는 결정면을 나타내는 피크가 검출되지 않는다. 또한, 비정질 산화물 반도체막에 대하여 전자 회절을 행하면, 헤일로 패턴이 관측된다. 또한, 비정질 산화물 반도체막에 대하여, 나노빔 전자 회절을 행하면, 스팟이 관측되지 않고, 헤일로 패턴이 관측된다.

또한, 산화물 반도체막은 nc-OS막과 비정질 산화물 반도체막의 중간의 물성을 나타내는 구조를 갖는 경우가 있다. 이와 같은 구조를 갖는 산화물 반도체막을 특히 a-like OS(amorphous-like Oxide Semiconductor)막이라고 부른다.

a-like OS막의 고분해능 TEM 이미지에서는 공동(보이드(void)라고도 함)이 관찰되는 경우가 있다. 또한, 고분해능 TEM 이미지에서 결정부가 명확히 확인되는 영역과 결정부가 확인되지 않는 영역을 갖는다. a-like OS막은 TEM 관찰과 같은 미량의 전자 조사에 의해서도 결정화되어 결정부의 성장이 관찰되는 경우가 있다. 한편, 양질의 nc-OS막이라면, TEM 관찰과 같은 미량의 전자 조사에 의한 결정화는 거의 관찰되지 않는다.

또한, a-like OS막 및 nc-OS막의 결정부의 크기는 고분해능 TEM 이미지를 사용하여 계측할 수 있다. 예를 들어, InGaZnO₄의 결정은 층상 구조를 가지며, In-O층 사이에 Ga-Zn-O층을 2층 갖는다. InGaZnO₄의 결정의 단위 격자는 In-O층 3층과 Ga-Zn-O층 6층의 총 9층이 c축 방향으로 층상으로 중첩된 구조를 갖는다. 따라서, 이들 근접하는 층끼리의 간격은 (009)면의 격자면 간격(d값이라고도 함)과 같은 정도이며, 결정 구조 해석에 의하여 그 값이 0.29nm로 산출된다. 그러므로, 고분해능 TEM 이미지에서 관찰되는 격자 줄무늬(lattice fringe)에 착안하여, 격자 줄무늬의 간격이 0.28nm 이상 0.30nm 이하인 부분에서는 각 격자 줄무늬가 InGaZnO₄의 결정의 a-b면에 대응한다.

또한, 산화물 반도체막은 구조마다 밀도가 다른 경우가 있다. 예를 들어, 어떤 산화물 반도체막의 조성을 알 수 있으면, 이 조성과 같은 조성을 갖는 단결정 산화물 반도체의 밀도와 비교함으로써 그 산화물 반도체막의 구조를 추정할 수 있다. 예를 들어, 단결정의 밀도에 대하여, a-like OS막의 밀도는 78.6% 이상 92.3% 미만이 된다. 또한, 예를 들어, 단결정의 밀도에 대하여, nc-OS막의 밀도 및 CAAC-OS막의 밀도는 92.3% 이상 100% 미만이 된다. 또한, 단결정의 밀도에 대하여 밀도가 78% 미만이 되는 산화물 반도체막은 성막 자체가 어렵다.

이에 대하여 구체적인 예를 사용하여 설명한다. 예를 들어, In:Ga:Zn=1:1:1[원자수비]을 만족시키는 산화물 반도체막에서 능면체정 구조를 갖는 단결정 InGaZnO₄의 밀도는 6.357g/cm³가 된다. 따라서 예를 들어, In:Ga:Zn=1:1:1[원자수비]을 만족시키는 산화물 반도체막에서, a-like OS막의 밀도는 5.0g/cm³ 이상 5.9g/cm³ 미만이 된다. 또한, 예를 들어, In:Ga:Zn=1:1:1[원자수비]을 만족시키는 산화물 반도체막에서 nc-OS막의 밀도 및 CAAC-OS막의 밀도는 5.9g/cm³ 이상 6.3g/cm³ 미만이 된다.

또한, 같은 조성의 단결정이 존재하지 않는 경우가 있다. 이 경우, 임의의 비율로 조성이 다른 단결정을 조합함으로써, 원하는 조성의 단결정에 상당하는 밀도를 산출할 수 있다. 원하는 조성의 단결정의 밀도는 조성이 다른 단결정을 조합하는 비율에 대하여, 가중 평균을 사용하여 산출하면 좋다. 다만, 밀도는 가능한 한 적은 종류의 단결정을 조합하여 산출하는 것이 바람직하다.

또한, 산화물 반도체막은 예를 들어, 비정질 산화물 반도체막, a-like OS막, 미결정 산화물 반도체막, CAAC-OS막 중, 2종류 이상을 갖는 적층막이어도 좋다.

본 실시형태는 다른 실시형태와 자유롭게 조합할 수 있다.

10: 가공 부재
100: 전자 기기
102: 표시부
103: 축전 장치
104: 회로 기판
105: 화살표
106: 축전 장치
107: 회로 기판
111: 보드
112: 보드
113: 보드
121: 밀봉부
126: 하우징
131: 고정 기구
151: 보드
152: 표시 소자
153: 회로부
161: 영역
162: 영역
163: 거리
164: 영역
165: 영역
171: 단부
172: 단부
173: 단부
174: 단부
180: 성막실
181a: 원료 공급부
181b: 원료 공급부
182: 제어부
182a: 유량 제어기
182b: 유량 제어기
182c: 유량 제어기
182h: 가열 기구
183: 도입구
184: 배출구
185: 배기 장치
186: 지지부
187: 가열 기구
188: 도어
201: 양극 집전체
202: 양극 활물질층
203: 양극
204: 음극 집전체
205: 음극 활물질층
206: 음극
207: 세퍼레이터
208: 전해액
209: 외장체
300: 축전지
301: 양극캔
302: 음극캔
303: 개스킷
304: 양극
305: 양극 집전체
306: 양극 활물질층
307: 음극
308: 음극 집전체
309: 음극 활물질층
310: 세퍼레이터
400: 전자 기기
401: 충전기
510: 양극 리드 전극
511: 음극 리드 전극
512: 용접 영역
513: 만곡부
514: 밀봉부
601: 프리커서
602: 프리커서
700: 표시 장치
701: 기판
702: 화소부
704: 소스 드라이버 회로부
705: 기판
706: 게이트 드라이버 회로부
708: FPC단자부
710: 신호선
711: 배선부
712: 실란트
716: FPC
721: 게이트 전극
722: 반도체층
723: 전극
724: 전극
730: 절연막
732: 밀봉막
734: 절연막
736: 착색막
738: 차광막
750: 트랜지스터
752: 트랜지스터
760: 접속 전극
764: 절연막
766: 절연막
768: 절연막
769: 절연막
770: 평탄화 절연막
772: 도전막
774: 도전막
775: 액정 소자
776: 액정층
778: 구조체
780: 이방성 도전막
782: 발광 소자
784: 도전막
786: EL층
788: 도전막
790: 용량 소자
790a: 용량 소자
790b: 용량 소자
799: 보호막
1700: 곡면
1701: 평면
1702: 곡선
1703: 곡률 반경
1704: 곡률 중심
1800: 곡률 중심
1801: 필름
1802: 곡률 반경
1803: 필름
1804: 곡률 반경
1805: 전극·전해액 등의 재료

Claims (6)

1. 전자 기기에 있어서,
   제 1 보드;
   상기 제 1 보드와 면하는 제 2 보드;
   상기 제 1 보드 및 상기 제 2 보드와 접하며, 상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드의 가장자리들을 둘러싸고, 엘라스토머를 포함하는 밀봉부;
   상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드 사이에 있고, 가요성을 갖는 표시부; 및
   상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드 사이에 있는 축전 장치를 포함하고,
   상기 축전 장치는,
   래미네이트 필름을 포함하는 외장체; 및
   리튬 이온들을 포함하는 전해질을 포함하고,
   상기 표시부는 상기 축전 장치와 면하는 제 1 면을 포함하고,
   상기 제 1 보드, 상기 제 2 보드 및 상기 밀봉부에 의해 둘러싸인 공간은 상기 표시부와 상기 축전 장치 사이에, 비어있는 공간 및 겔(gel)상의 물질을 포함하는, 전자 기기.
2. 전자 기기에 있어서,
   제 1 보드;
   상기 제 1 보드와 면하는 제 2 보드;
   상기 제 1 보드 및 상기 제 2 보드와 접하며, 상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드의 가장자리들을 둘러싸고, 엘라스토머를 포함하는 밀봉부;
   상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드 사이에 있고, 가요성을 갖는 표시부;
   상기 제 1 보드와 상기 제 2 보드 사이에 있는 축전 장치; 및
   접착층을 포함하고,
   상기 축전 장치는,
   래미네이트 필름을 포함하는 외장체; 및
   리튬 이온들을 포함하는 전해질을 포함하고,
   상기 제 1 보드, 상기 제 2 보드 및 상기 밀봉부에 의해 둘러싸인 공간은 상기 표시부와 상기 축전 장치 사이에, 비어있는 공간 및 겔(gel)상의 물질을 포함하고,
   상기 표시부는 상기 접착층을 사이에 두고 상기 제 1 보드 위에 제공되고,
   상기 축전 장치는 상기 제 2 보드와 접하는, 전자 기기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 표시부는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고,
   상기 축전 장치는 제 3 단부 및 제 4 단부를 포함하고,
   상기 제 1 단부 및 상기 제 3 단부는 서로 고정되고,
   상기 제 2 단부와 상기 제 4 단부 사이의 거리는 상기 전자 기기의 변형에 따라 변화되는, 전자 기기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   회로 기판을 더 포함하고,
   상기 표시부는 제 1 단부 및 제 2 단부를 포함하고,
   상기 축전 장치는 제 3 단부 및 제 4 단부를 포함하고,
   상기 제 1 단부와 상기 제 3 단부는 상기 회로 기판에 고정되고,
   상기 제 2 단부와 상기 제 4 단부 사이의 거리는 상기 전자 기기의 변형에 따라 변화되는, 전자 기기.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 전자 기기는 상기 제 2 보드가 사용자의 팔에 접하도록 부착되는, 전자 기기.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 축전 장치의 두께는 50μm 이상 30mm 이하인, 전자 기기.

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