KR20230157284A - 축전 장치, 발광 장치, 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가요성을 갖고, 신뢰성이 높은 축전 장치 또는 발광 장치를 제공한다.
전지 유닛 또는 발광 유닛, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 장치이다. 전지 유닛은 이차 전지를 갖는다. 발광 유닛은 발광 소자를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖고, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 전지 유닛 또는 발광 유닛의 제 1 면 위에 나란히 배치되어 제공되고, 제 1 볼록부와 제 2 볼록부는 장치를 이 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써, 서로 접촉하게 된다.
전지 유닛 또는 발광 유닛, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 장치이다. 전지 유닛은 이차 전지를 갖는다. 발광 유닛은 발광 소자를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖고, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 전지 유닛 또는 발광 유닛의 제 1 면 위에 나란히 배치되어 제공되고, 제 1 볼록부와 제 2 볼록부는 장치를 이 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써, 서로 접촉하게 된다.
Description
본 발명의 일 형태는 축전 장치, 발광 장치, 및 전자 기기, 또한 이들의 제작 방법에 관한 것이다.
다만, 본 발명에 일 형태는 상술한 기술 분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태가 속하는 기술 분야로서, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 입출력 장치, 축전 장치, 기억 장치, 촬상 장치, 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제작 방법을 일례로서 들 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 축전 장치란, 축전 기능을 갖는 소자 및 장치 전반을 가리키는 것이다. 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지 등의 축전지(이차 전지라고도 함), 리튬 이온 커패시터, 및 전기 이중층 커패시터 등을 포함한다.
근년에 들어, 웨어러블 디바이스의 개발이 활발히 행해지고 있다. 웨어러블 디바이스는 몸에 장착하는 성질 때문에 신체의 곡면을 따른 만곡 형상을 갖거나, 신체의 움직임에 따라 만곡하는 것이 바람직하다. 그러므로, 웨어러블 디바이스에 탑재되는 축전 장치 및 표시 장치에는 가요성이 요구되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는 적어도 1축 방향으로 만곡할 수 있는 시트 형상의 축전 장치가 기재되어 있다.
또한 웨어러블 디바이스나 휴대 기기 등에 사용되는 표시 장치에는, 박형, 경량, 또는 파손되기 어려운 것 등이 요구되고 있다.
일렉트로루미네선스(Electroluminescence, 이하, EL이라고도 기재함) 현상을 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는, 박형 경량화가 용이한 점, 입력 신호에 대하여 고속으로 응답 가능한 점, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동 가능한 점 등의 특징을 갖고, 웨어러블 디바이스나 휴대 기기로의 응용이 검토되고 있다.
예를 들어, 특허문헌 2에 유기 EL 소자가 적용된 플렉시블한 발광 장치가 기재되고 있다.
본 발명의 일 형태는 가요성을 갖는 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 안전성 또는 신뢰성이 높은 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 파손되기 어려운 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기 등의 경량화 또는 박형화를 과제 중 하나로 한다. 또는 본 발명의 일 형태는 신규 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기, 또는 이들의 제작 방법을 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한, 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 이들 과제 모두를 해결할 필요는 없다. 또한, 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터, 이들 이외의 과제가 추출될 수 있다.
본 발명의 일 형태는 전지 유닛과, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 축전 장치이고, 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖고, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 전지 유닛의 제 1 면 위에 나란히 제공되고, 제 1 볼록부와 제 2 볼록부는 축전 장치를 전지 유닛의 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써 서로 접촉할 수 있는, 축전 장치이다.
상기 구성에 있어서, 전지 유닛의 제 1 면과 제 2 면은 서로 대향하고, 고무 탄성을 갖는 부재는 전지 유닛의 제 1 면 위와, 제 2 면 위에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 고무 탄성을 갖는 부재는 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부를 갖고, 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부는 전지 유닛의 제 2 면 위에 나란히 제공되고, 제 3 볼록부와 제 4 볼록부는 축전 장치를 전지 유닛의 제 2 면이 내측이 되도록 휨으로써 서로 접촉할 수 있으면 바람직하다.
또는 본 발명의 일 형태는 전지 유닛과, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 축전 장치이고, 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖고, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 전지 유닛의 제 1 면 위에 나란히 제공되고, 제 1 볼록부의 단면 형상은 제 1 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 1 이등변 삼각형 내부에 포함되는 형상이고, 제 2 볼록부의 단면 형상은 제 2 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 2 이등변 삼각형 내부에 포함되는 형상이고, 제 1 이등변 삼각형과 제 2 이등변 삼각형은 동일한 형상이고, 동일한 선 위에 밑변을 갖고, 또한 1점에서 접하고, 축전 장치를 전지 유닛의 제 1 면이 내측이 되도록 휠 때, 전지 유닛의 제 1 면의 곡률반경을, 제 1 면에서 제 1 볼록부의 바닥면까지의 최단 거리와 제 1 이등변 삼각형의 등변의 길이의 합으로 할 수 있는 축전 장치이다. 이 때, 제 1 볼록부의 제 1 변은 제 1 이등변 삼각형의 제 1 등변 위에 위치하고, 제 2 볼록부의 제 2 변은 제 2 이등변 삼각형의 제 2 등변 위에 위치하고, 제 1 등변과 제 2 등변은 1점에서 접하는 것이 바람직하다. 제 1 볼록부와 제 2 볼록부의 단면 형상은 동일한 형상이라도 좋다.
상기 각 구성에 있어서, 고무 탄성을 갖는 부재는, 전지 유닛의 제 1 면 위와, 제 2 면 위에 위치하고, 전지 유닛의 제 1 면과 제 2 면은 서로 대향하는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 고무 탄성을 갖는 부재는, 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부를 갖고, 제 3 볼록부 및 제 4 볼록부는 전지 유닛의 제 2 면 위에 나란히 제공되고, 제 3 볼록부의 단면 형상은 제 3 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 3 이등변 삼각형 내부에 포함되는 형상이고, 제 4 볼록부의 단면 형상은 제 4 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 4 이등변 삼각형에 포함되는 형상이고, 제 3 이등변 삼각형과 제 4 이등변 삼각형은 동일한 형상이고, 동일한 선 위에 밑변을 갖고, 또한 1점에서 접하고, 축전 장치를 전지 유닛의 제 2 면이 내측이 되도록 휠 때, 전지 유닛의 제 2 면의 곡률반경을 제 2 면에서 제 3 볼록부의 바닥면까지의 최단 거리와 제 3 이등변 삼각형의 등변의 길이의 합으로 할 수 있는 것이 바람직하다. 이 때, 제 3 볼록부의 제 3 변은 제 3 이등변 삼각형의 제 3 등변 위에 위치하고, 제 4 볼록부의 제 4 변은 제 4 이등변 삼각형의 제 4 등변 위에 위치하고, 제 3 등변과 제 4 등변은 1점에서 접하는 것이 바람직하다. 제 3 볼록부과 제 4 볼록부의 단면 형상은 동일한 형상이라도 좋다.
상기 각 구성에 있어서, 고무 탄성을 갖는 부재는 전지 유닛을 수납하는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 축전 장치는, 제 1 볼록부와 제 2 볼록부가 서로 접촉하지 않는 제 1 상태에서 제 1 볼록부와 제 2 볼록부가 서로 접촉하는 제 2 상태로 가역적으로 변형할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 축전 장치는, 수전용 공명 코일, 수전용 코일, 정류 회로, 및 DC-DC 컨버터를 갖고, 수전용 공명 코일은 자계 공명에 의하여 고주파 전압이 유도되고, 수전용 코일은 수전용 공명 코일과의 전자 유도에 의하여 고주파 전압이 유도되고, 정류 회로는 수전용 코일에 유도된 고주파 전압을 정류하고, DC-DC 컨버터는 정류 회로가 출력하는 직류 전압이 입력되는 것이 바람직하다.
특히, DC-DC 컨버터는, 입력 전력 검출부 및 전압 변환부를 갖고, 입력 전력 검출부는 제 1 직류 전압이 입력되고, 전압 변환부는 제 1 직류 전압을 제 2 직류 전압으로 변환하여 출력하고, 입력 전력 검출부는 부하, 제 1 수단, 및 제 2 수단을 갖고, 제 1 수단은 제 1 직류 전압에 비례하는 제 1 전압을 검출하고, 제 2 수단은 부하에 생기는 전류에 비례하는 제 2 전압을 검출하고, 전압 변환부는 스위치 및 제 3 수단을 갖고, 스위치는 스위칭에 따라 상기 부하에 생기는 전류를 제어하고, 제 3 수단은 제 1 전압과 제 2 전압에 의거하여 스위치의 스위칭을 제어함으로써 제 1 전압과 제 2 전압의 비율을 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
또는 본 발명의 일 형태는 발광 유닛과, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 발광 장치이고, 발광 유닛은 발광 패널을 갖고, 발광 패널은 발광 소자를 갖고, 고무 탄성을 갖는 부재는 발광 유닛을 수납하고, 고무 탄성을 갖는 부재의 적어도 일부는 발광 소자가 발하는 광을 투과하고, 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖고, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 발광 유닛의 제 1 면 위에 나란히 제공되고, 발광 소자는 발광 유닛의 제 2 면 측으로 발광하는 기능을 갖고, 발광 유닛의 제 1 면과 제 2 면은 서로 대향하고, 제 1 볼록부와 제 2 볼록부는 발광 장치를 발광 유닛의 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써 서로 접촉할 수 있는, 발광 장치이다.
상기 구성에 있어서, 발광 유닛은 이차 전지 및 회로를 갖고, 이차 전지는 발광 소자에 전력을 공급하는 기능을 갖고, 회로는 안테나를 갖고, 회로는 안테나로 수신한 신호에 의거하여 이차 전지를 충전하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 이차 전지는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 안테나는 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는 것이 바람직하다. 또한 안테나의 적어도 일부는 발광 패널과 이차 전지 사이에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 발광 유닛은 감압식의 검출 소자를 갖고, 감압식의 검출 소자는 발광 소자보다도 제 2 면 측에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 각 구성에 있어서, 정전 용량식의 검출 소자를 갖고, 정전 용량식의 검출 소자는 고무 탄성을 갖는 부재의 외측에 위치하고, 발광 소자의 발광은 검출 소자를 통하여 외부로 추출되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 형태는, 표시 패널을 사용한 표시 장치에 적용할 수도 있다. 상기 각 구성의 발광 장치에 있어서, 발광 패널을 표시 패널로 바꿈으로써 표시 장치를 제작할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 상술한 어느 하나의 구성의 발광 장치 또는 표시 장치를 갖고, FPC(Flexible Printed Circuit) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 모듈, 또는 COG(Chip On Glass)방식 등에 의하여 IC가 실장된 모듈 등의 모듈이다.
또한, 상기 어느 하나의 구성의 발광 장치, 표시 장치, 모듈, 또는 축전 장치를 사용한 전자 기기 또는 조명 장치도 본 발명의 일 형태이다.
예를 들어, 본 발명의 일 형태는 상기 어느 하나의 구성의 발광 장치, 센서, 하우징, 스피커, 마이크로폰, 조작 스위치, 또는 조작 버튼을 갖는 전자 기기이다.
본 발명의 일 형태는, 가요성을 갖는 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는 본 발명의 일 형태는 안전성 또는 신뢰성이 높은 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는 파손되기 어려운 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기를 제공할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 형태는 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기 등의 경량화 또는 박형화가 가능하다. 또는 본 발명의 일 형태는 신규 축전 장치, 발광 장치, 또는 전자 기기, 또는 이들의 제작 방법을 제공할 수 있다.
또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 일 형태는 반드시 이들 효과 모두를 가질 필요는 없다. 또한, 명세서, 도면, 청구항의 기재로부터, 이들 이외의 효과가 추출될 수 있다.
도 1은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 2는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 3은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 4는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 5는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 6은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 7은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 8은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 9는 발광 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 10은 발광 장치의 일례를 도시한 도면.
도 11은 발광 장치의 일례를 도시한 도면.
도 12는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 13은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 14는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 15는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 16은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 17은 구조체의 일례를 도시한 도면.
도 18은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 19는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 20은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 21은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 22는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 23은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 24는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 25는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 26은 구조체의 일례를 도시한 도면.
도 27은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 28은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 29는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 30은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 31은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 32는 축전 장치의 일례 및 전극의 일례를 도시한 도면.
도 33은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 34는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 35는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 36은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 37은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 38은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 39는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 40은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 41은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 42는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 43은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 44는 급전 시스템 및 수전 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 45는 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 46은 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 47은 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 48은 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 49는 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 50은 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 51은 표시 패널의 일례를 도시한 도면.
도 52는 액정 패널의 일례를 도시한 도면.
도 53은 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 54는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 55는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 2는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 3은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 4는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 5는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 6은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 7은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 8은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 9는 발광 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 10은 발광 장치의 일례를 도시한 도면.
도 11은 발광 장치의 일례를 도시한 도면.
도 12는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 13은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 14는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 15는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 16은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 17은 구조체의 일례를 도시한 도면.
도 18은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 19는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 20은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 21은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 22는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 23은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 24는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 25는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 26은 구조체의 일례를 도시한 도면.
도 27은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 28은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 29는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 30은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 31은 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 32는 축전 장치의 일례 및 전극의 일례를 도시한 도면.
도 33은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 34는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 35는 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 36은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 37은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 38은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 39는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 40은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 41은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 42는 축전 장치의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 43은 축전 장치의 일례를 도시한 도면.
도 44는 급전 시스템 및 수전 장치의 일례를 나타낸 도면.
도 45는 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 46은 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 47은 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면.
도 48은 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 49는 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 50은 발광 패널의 일례를 도시한 도면.
도 51은 표시 패널의 일례를 도시한 도면.
도 52는 액정 패널의 일례를 도시한 도면.
도 53은 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 54는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 55는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 형태 및 상세한 사항은 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어남이 없이 다양하게 변경될 수 있다는 것은 당업자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이하에 제시하는 실시형태의 기재 내용에 한정되어 해석되지 않는다.
또한, 이하에서 발명의 구성을 설명함에 있어 동일한 부분 또는 같은 기능을 갖는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면간에서 공통적으로 사용하고 그 반복 설명을 생략한다. 또한, 같은 기능을 갖는 부분을 가리키는 경우에는, 해치 패턴(hatching pattern)을 동일하게 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한, 도면에 있어서 나타내는 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은, 이해의 간단화를 위하여, 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 이 때문에, 기재된 발명은, 반드시, 도면에 기재된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 않는다.
또한, '막'이라는 단어와 '층'이라는 단어는, 경우에 따라서, 또는 상황에 따라서, 서로 교체하는 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.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치에 대하여 도 1~도 8을 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서는 리튬 이온 이차 전지를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 형태는 전지 유닛과, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 축전 장치이다. 고무 탄성을 갖는 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 갖는다. 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부는 전지 유닛의 제 1 면 위에 나란히 제공된다. 축전 장치를 전지 유닛의 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써 제 1 볼록부와 제 2 볼록부를 서로 접촉하게 할 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재에 의하여 전지 유닛을 보호할 수 있다. 고무 탄성을 갖는 부재는 가요성을 갖기 때문에 가요성을 갖는 전지 유닛을 사용한 축전 장치의 가요성을 유지한 채, 이 전지 유닛을 보호할 수 있다. 또한, 복수의 볼록부를 갖고, 또한 고무 탄성을 갖는 부재를 사용하면, 전지 유닛이 어느 정도 휘어진 시점에서 인접된 2개의 볼록부가 서로 접촉되기 때문에 사용자가 전지 유닛을 필요 이상으로 휘게 하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 전지 유닛이 원하는 위치 이외에서 휘어지는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 신뢰성 및 안전성이 높고, 가요성을 갖는 축전 장치를 실현할 수 있다.
또한, 고무 탄성이란, 외력이 가해졌을 때에 에너지를 흡수하여 원래 상태로 되돌아가기 위한 에너지로서 축적할 수 있는 탄성을 가리킨다. 고무 탄성을 갖는 부재는 가역적인 변형이 가능하다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치의 구체적인 예를 설명한다.
도 1의 (A)에 축전 장치(100)의 사시도를 도시하고, 도 1의 (B)에 축전 장치(100)의 상면도를 도시하였다. 도 1의 (C)에 도 1의 (B)에서의 일점쇄선 M1-M2를 따라 자른 단면도를 도시하고, 도 1의 (D)에 도 1의 (B)에서의 일점쇄선 N1-N2를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
또한, 도 2의 (A)에 축전 장치(110)의 상면도를 도시하였다. 도 2의 (B)에 도 2의 (A)에서의 일점쇄선 M3-M4를 따라 자른 단면도를 도시하고, 도 2의 (C)에 도 2의 (A)에서의 일점쇄선 N3-N4를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
축전 장치(100) 및 축전 장치(110)는 각각, 전지 유닛(120)과 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 갖는다.
전지 유닛(120)은, 이차 전지를 갖는다. 구체적으로는 전지 유닛(120)은 양극(111), 음극(115), 세퍼레이터(103), 전해질(미도시), 및 외장체(107) 등을 갖는다. 전자 유닛(120)은 외장체(107)를 갖지 않아도 된다.
전지 유닛(120)은 이에 더하여 보호 회로를 가져도 좋다. 보호 회로는 이차 전지의 과충전이나 과방전을 방지하는 기능을 갖는다.
또한, 전자 유닛(120)은 안테나와, 무선으로 이차 전지를 충전하는 기능을 갖는 회로를 더 가져도 좋다.
전지 유닛의 구성 요소에 대해서는 실시형태 4를 참조할 수 있다.
또한, 실시형태에서는 전지 유닛(120)이 휘어지지 않은 예를 도시하였지만, 전지 유닛(120)은 만곡되어 있어도 좋다. 또한 축전 장치(100)는 고무 탄성을 갖는 부재(109) 및 전지 유닛(120)을 수납하는 외장체를 가져도 좋다.
양극 리드(121)는 양극(111)과 전기적으로 접속되어 있다. 음극 리드(125)는 음극(115)과 전기적으로 접속되어 있다. 양극 리드(121)와 음극 리드(125)는 각각 외장체(107)의 외부에 연장하는 부분을 갖고, 또한 그 일부는 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 외부에 연장되어 있다. 양극 리드(121)와 음극 리드(125)는 각각 밀봉층(129)을 갖는다. 밀봉층(129)은 각 리드와 외장체(107) 사이를 고정하여 밀착성을 향상시킬 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)는 적어도 하나의 면에 요철 구조(109a)를 갖는다. 도 1에 도시한 축전 장치(100)는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 하나의 면에 요철 구조(109a)를 갖는 예이다. 도 2에 도시한 축전 장치(110)는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 서로 대향하는 2개의 면에 요철 구조(109a)를 갖는 예이다.
본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 요철 구조(109a)가 내측이 되도록 휘면 인접한 2개의 볼록부가 접촉하여, 더 이상 휘기 어려워진다. 따라서, 축전 장치가 필요 이상으로 휘어져 파손되는 것을 억제할 수 있다.
예를 들어, 전지 유닛(120)이 파손될 우려가 있는 곡률 등, 최대 만곡시의 곡률보다 작은 곡률로 축전 장치를 휜 시점에서, 요철 구조(109a)로 볼록부끼리 접촉이 생기도록, 볼록부의 높이, 폭, 피치 등을 설정하는 것이 바람직하다.
축전 장치는 예를 들어, 곡률반경이 10mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 1의 (B)에 도시한 바와 같이, 축전 장치(100)에서의 요철 구조(109a)는, Y방향으로 길게 제공된 볼록부가 X방향으로 복수 나란히 배치된 구성이다. 고무 탄성을 갖는 부재(109) 중, 요철 구조(109a)가 제공된 부분은 다른 부분에 비하여 두께가 두꺼워지기 때문에 휘기 어렵게 된다. 그러므로, 축전 장치(100)의 단변(여기에서는 Y방향에 평행한 변)이 호(弧)를 그리듯이 휘는 것은 축전 장치(100)의 장변(여기에서는 X방향에 평행한 변)이 호를 그리듯이 휘는 것에 비하여 어렵게 된다. 즉, 요철 구조를 제공함으로써 축전 장치의 휨의 용이성을 휘는 방향에 따라 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 축전 장치가 전지 유닛(120)에 있어서 휨에 약한 방향으로 휘어지기 어려운 구성으로 함으로써 축전 장치를 파손되기 어렵게 하고, 신뢰성을 높일 수 있다.
축전 장치(100) 및 축전 장치(110)에서는 전지 유닛(120) 전체가 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 의하여 덮여 있다. 전지 유닛(120)을 고무 탄성을 갖는 부재(109)로 덮음으로써, 굴곡과 신장이 반복적으로 행해져도 파손되기 어려운 축전 장치를 구현할 수 있다. 특히, 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 이음매가 없는 일체물로 함으로써, 축전 장치의 신뢰성을 더 높일 수 있다.
도 1의 (C), (D)에 도시한 전지 유닛(120)의 한쪽 면 위에 형성된 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 두께(t1)와, 전지 유닛(120)의 다른 쪽 면 위에 형성된 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 두께(t2)는 대략 같은 것이 바람직하다. 이 때, 두께(t1)와 두께(t2)에는 요철 구조(109a)의 두께는 포함되지 않는 것으로 한다. 즉, 두께(t2)는 전지 유닛(120)의 다른 쪽 면에서 볼록부의 바닥면까지의 최단 거리라고도 말할 수 있다. 두께(t1)와 두께(t2)를 같은 두께로 하면, 전지 유닛(120)을 중립면에 배치할 수 있다. 따라서, 전지 유닛(120)에 휨에 의한 압축 응력 및 인장 응력이 가해지기 어렵고, 전지 유닛(120)에 대한 대미지를 저감할 수 있다.
예를 들어, 두께(t1) 및 두께(t2)는 10㎛ 이상 5cm 이하, 100㎛ 이상 1cm 이하, 500㎛ 이상 1mm 이하 등으로 할 수 있다. 두께(t1) 및 두께(t2)가 얇을수록 축전 장치도 얇고, 경량으로 할 수 있다. 두께(t1) 및 두께(t2)가 두꺼울수록 축전 장치의 보호 성능을 높일 수 있다.
도 3에 축전 장치의 다른 예를 도시하였다. 도 3은 도 2의 (C)의 축전 장치(110)의 변형예라고도 할 수 있다.
도 3의 (A), (B)에 도시한 축전 장치(112) 및 축전 장치(113)는 전지 유닛(120)의 하나의 면 위에 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 갖는다. 도 3의 (A)에 도시한 축전 장치(112)와 같이 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 전지 유닛(120)의 일면 전체에 형성되어 있지 않아도 된다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 형성 영역을 좁게 하면 축전 장치를 더 경량화할 수 있다. 또한 도 3의 (B)에 도시한 축전 장치(113)와 같이 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 전지 유닛(120)의 일면 전체에 형성하면 전지 유닛(120)의 보호 성능을 높일 수 있다.
도 3의 (C), (D)에 도시한 축전 장치(114) 및 축전 장치(116)는 전지 유닛(120)의 2개의 면 위에 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 적어도 하나의 면에 요철 구조(109a)를 갖는다. 도 3의 (C)에 도시한 축전 장치(114)에서는 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 하나의 면에 요철 구조(109a)를 갖는다. 또한, 도 3의 (D)에 도시한 축전 장치(116)에서 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 2개의 면에 요철 구조(109a)를 갖는다. 축전 장치(114)에서는 도면에 있어서의 아래측 면을 내측으로 휠 때만, 인접한 2개의 볼록부가 접촉함으로써 그 이상 휘기 어렵게 된다. 한편, 축전 장치(116)는 도면에서의 아래 측 면을 내측으로 휘는 경우도, 외측으로 휘는 경우도 인접한 2개의 볼록부가 접촉함으로써 그 이상 휘기 어렵게 된다. 본 발명의 일 형태에서는 축전 장치의 용도 등에 따라 요철 구조(109a)를 형성하는 면을 결정할 수 있다.
또한 미리 만곡시킨 전지 유닛(120)의 형상을 따라, 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 형성함으로써, 도 3의 (E)에 도시한 축전 장치(117)를 제작할 수 있다. 또한 도 3의 (F)에 도시한 축전 장치(118)와 같이, 고무 탄성을 갖는 부재(109) 자체는 평탄한 표면을 갖고, 내부에 만곡된 전지 유닛(120)을 가져도 좋다. 도 3의 (E), (F)에서는 전지 유닛(120)은 만곡되어 있지만, 인접한 2개의 볼록부는 접촉하지 않는다. 만곡된 전지 유닛 또는 축전 장치를 더 휘는 경우에는 인접한 2개의 볼록부가 접촉함으로써 그 이상 변형시키기 어렵게 된다. 따라서, 축전 장치의 파손을 억제할 수 있다. 또한 도 3의 (E), (F)에 있어서, 요철 구조(109a)를 대향하는 2면에 형성함으로써, 만곡된 전지 유닛 또는 축전 장치를 평탄하게 되도록 변형하는 경우에도 인정한 2개의 볼록부가 접촉함으로써 그 이상 변형시키기 어렵게 된다. 따라서, 축전 장치의 파손을 억제할 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)는 내열성이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 100℃ 이상, 바람직하게는 150℃ 이상, 더 바람직하게는 200℃ 이상으로 사용이 가능하면 좋다.
내열성이 높은 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 전지 유닛(120)을 수납함으로써 고온 환경에서도 전지 유닛(120)을 구동할 수 있다. 또한 고온 환경에서도 축전 장치를 가역적으로 휠 수 있다.
또한, 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 내한성이 높은 것이 바람직하다. 구체적으로는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 -25℃ 이하, 바람직하게는 -50℃ 이하, 더 바람직하게는 -100℃ 이하에서도 유연성을 갖는 것이 바람직하다.
내한성이 높은 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 전지 유닛(120)을 수납함으로써 저온 환경에서도 전지 유닛(120)을 구동할 수 있다. 또한 저온 환경에서도 축전 장치를 가역적으로 휠 수 있다.
또한, 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 높은 내열성 및 내한성을 구비하면 넓은 온도 범위에서 축전 장치를 사용하거나 축전 장치를 가역적으로 휠 수 있기 때문에 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 예를 들어, 0℃ 이상 80℃ 이하, 바람직하게는 -25℃ 이상 100℃ 이하, 더 바람직하게는 -50℃ 이상 150℃ 이하, 더 바람직하게는 -100℃ 이상 200℃ 이하로, 전지 유닛(120)을 구동할 수 있는 것이 바람직하다. 또한 상술한 온도 범위에서 축전 장치를 가역적으로 휠 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 옥내 및 옥외 중 어느 쪽에서 사용하여도 좋다.
특히, 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 열 전도성이 낮을수록 전지 유닛(120)이 사용 환경의 온도에 영향을 받기 어렵게 되기 때문에 바람직하다. 또한, 전지 유닛(120)이 넓은 온도 범위에서 동작할 수 있거나 사용 환경하에서 동작 가능한 경우는 이에 한정되지 않는다.
또한, 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 유기 용매 및 전해질 등의 내용제성, 화학적 안정성, 및 내후성이 각각 높은 것이 바람직하다. 전지 유닛(120)을 구성하는 재료 및 사용 환경에 따라, 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 열화하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 의한 밀봉이 파괴되는 것도 억제할 수 있다. 따라서 축전 장치의 안전성을 높일 수 있다.
또한 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 수분 및 가스의 투과성이 각각 낮은 것이 바람직하다. 전지 유닛(120)은 수분 등의 불순물에 의하여 열화되기 쉬운 재료를 포함하는 경우가 많다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 수분 및 가스를 투과하기 어려운 경우, 대기 중의 수분 및 가스가 전지 유닛(120)에 침입하는 것을 억제할 수 있기 때문에 전지 유닛(120)의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 축전 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 발수성(撥水性)이 높아도 좋다.
축전 장치는 수중에서의 사용이 가능하면 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 예를 들어, 0℃ 이상 100℃ 이하의 수중에서 전지 유닛(120)을 구동할 수 있는 것이 바람직하다. 또는 0℃ 이상 100℃ 이하의 수중에서 축전 장치를 가역적으로 휠 수 있는 것이 바람직하다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)의 재료로서 예를 들어, 열경화성 엘라스토머(elastomer)를 들 수 있다. 구체적으로는 천연 고무, 실리콘(silicone) 고무, 불소 고무, 아크릴 고무, 에틸렌프로필렌 고무(EPM), 에틸렌프로필렌다이엔 고무(EPDM), 우레탄 고무, 아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 고무, 스타이렌 뷰타다이엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무, 뷰틸 고무 등을 들 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)의 재료에는 사용하는 환경의 온도 범위에 있어서 내열성을 갖는 것이라면, 열가요성 엘라스토머를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 폴리에스터계 또는 폴리아마이드계의 열가소성 엘라스토머는 내열성이 높기 때문에 바람직하다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)의 난연성, 내열성, 성형성, 안정성 등의 향상을 목적으로, 난연제, 가소제, 산화 방지제, 광열화 방지제, 발수제, 대전 방지제, 활제, 착색제 등의 조제를 첨가하여도 좋다.
예를 들어, 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 필러를 가져도 좋고, 구체적으로는 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 금속 섬유 등을 가져도 좋다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)의 가시광에 대한 투과성은 불문한다. 고무 탄성을 갖는 부재(109) 내부에 축전 장치의 사용자에게 시인시키고 싶은 구성 요소가 있는 경우에는 가시광을 투과하는 재료를 사용하여 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 제작한다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)는 변형 시에 생기는 내부 응력이 분산되기 쉽다. 따라서, 축전 장치를 휠 때, 휜 부분에 국소적으로 가해지는 응력을 완화하여, 축전 장치의 파손을 방지할 수 있다. 또한 외부로부터의 물리적인 압박 또는 충격을 분산하는 완충재로서도 기능할 수 있다. 예를 들어, 고무 탄성을 갖는 부재(109)는 외장체(107)보다 영률(young's modulus)이 작은 것이 바람직하다.
고무 탄성을 갖는 부재(109)의 성형 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 압출 성형, 압축 성형, 사출 성형 등을 사용하여도 좋다. 축전 장치의 제작 방법은 실시형태 3을 참조할 수 있다.
도 4 및 도 5에 요철 구조(109a)의 평면 레이아웃의 예를 도시하였다.
도 4의 (A)에 도시한 바와 같이, 요철 구조(109a)는 축전 장치의 단부 근방에만 제공하고 중앙부에는 제공하지 않아도 된다. 또한 도 4의 (B)에 도시한 바와 같이, 축전 장치의 단부 근방과 중앙부의 양쪽에 각각 제공하여도 좋다. 이와 같이, 1방향(여기에서는 Y방향)에 복수의 볼록부를 제공하여도 좋다. 볼록부의 Y방향의 길이는 모두 같아도 좋고, 달라도 좋다. 도 4의 (B)에서는 단부 근방의 요철 구조(109a)에 비하여 중앙부의 요철 구조(109a)가 볼록부의 Y방향의 길이가 더 짧은 예를 도시하였다.
또한, 볼록부의 X방향의 길이는 모두 같아도 좋고, 달라도 좋다. 도 4의 (C)에서는 전극 리드와 전극의 접속부 근방에서 다른 부분에 비하여 볼록부의 X방향의 길이가 긴 예를 도시하였다. 이와 같이, 다른 부분에 비하여 휨에 약한 부분에 있어서, 다른 부분보다도 큰 곡률반경으로 볼록부가 접촉하도록 볼록부의 X방향의 길이를 바꿔도 좋다.
또한, 도 5의 (A)에 도시한 바와 같이, 볼록부는 축전 장치의 장변 및 단변에 평행이 아닌 방향으로 길게 제공되어도 좋다. 축전 장치를 휘고자 하는 방향에 따라 볼록부를 형성할 수 있다.
또한, 축전 장치를 2방향으로 휠 경우는 볼록부를 매트릭스 형태로 제공하여도 좋다. 도 5의 (B)에서는 서로 수직인 X방향과 Y방향으로 볼록부를 나란히 배치하는 예를 도시하였지만, 서로 수직이 아닌 2방향으로 볼록부를 나란히 배치하여도 좋다. 또한, 3방향 이상으로 볼록부를 나란히 배치하여도 좋다.
일부에만 요철 구조(109a)를 제공함으로써, 축전 장치의 휠 수 있는 개소를 제한하여도 좋다. 예를 들어, 도 5의 (C)에서는 축전 장치를 중앙에서만 휠 수 있는 예를 도시하였다. 한편, 축전 장치를 여러 부분에서 휠 수 있게 하는 경우에는 넓은 범위에 요철 구조(109a)를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태에는 볼록부의 높이, X방향 또는 Y방향의 길이, 또는 볼록부의 간격 등에 의하여 축전 장치의 휨의 용이성이나, 볼록부끼리 접촉할 때의 축전 장치의 곡률반경을 제어할 수 있다.
다음에, 도 6~도 8을 사용하여, 요철 구조(109a)에 대하여 설명한다.
도 6의 (A)는 요철 구조(109a)의 상면도이고, 도 6의 (B)는 도 6의 (A)의 일점쇄선 N5-N6을 따라 자른 단면도이다.
도 6의 (B)에서는, 전지 유닛(120)이 대향하는 2개의 면 위에 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 갖고, 한쪽 면(이하, 제 1 면이라고 기재함) 위에 위치하는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 요철 구조(109a)를 갖는 예를 나타내고 있다.
도 6의 (C)에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(120)의 제 1 면이 내측이 되도록 축전 장치를 휘면, 인접한 2개의 볼록부가 접촉하여, 그 이상 축전 장치를 휘기 어렵게 된다. 이로써, 축전 장치가 필요 이상으로 휘어지는 것, 또한 축전 장치가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
도 6의 (D)에 요철 구조(109a)가 갖는 2개의 볼록부의 확대도를 도시하였다. 제 1 볼록부(119a)의 단면 형상은 제 1 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 1 이등변 삼각형 내부에 포함되는 형상이다. 마찬가지로, 제 2 볼록부(119b)의 단면 형상은 제 2 이등변 삼각형의 3변에 접하고, 또한 제 2 이등변 삼각형의 내부에 포함되는 형상이다. 제 1 이등변 삼각형과 제 2 이등변 삼각형은 동일한 형상이고, 동일선 위에 바닥면을 갖고, 또한 1점(도 6의 (D)의 점(S))에서 접한다.
축전 장치를 전지 유닛(120)의 제 1 면이 내측이 되도록 휘고, 인접한 2개의 볼록부가 접촉하였을 때, 전지 유닛(120)의 제 1 면의 곡률반경(R)은 제 1 면에서 볼록부의 바닥면까지의 최단 거리(t)와 이등변 삼각형의 등변의 길이(L)의 합이 된다(도 6의 (C) 및 (D) 참조). 곡률반경(R)은 5mm 이상 150mm 이하, 바람직하게는 10mm 이상 50mm 이하로 할 수 있다.
도 6의 (D)에 도시한 바와 같이, 제 1 볼록부(119a)와 제 2 볼록부(119b)는 동일한 형상인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 볼록부(119a)의 제 1 변이 제 1 이등변 삼각형의 제 1 등변 위에 위치하고, 제 2 볼록부(119b)의 제 2 변이 제 2 이등변 삼각형의 제 2 등변 위에 위치하고, 제 1 등변과 제 2 등변이 1점(도 6의 (E)의 점(S))에서 접하는 경우는 제 1 볼록부(119a)와 제 2 볼록부(119b)가 서로 상이한 형상이라도 좋다.
또한, 볼록부끼리 접촉함으로써, 볼록부는 변형할 수 있다. 본 실시형태에서 설명하는 볼록부의 형상은 예를 들어, 휨의 힘이 가해지지 않았을 때나 볼록부끼리 접촉되지 않을 때의 형상에 상당하는 경우가 있다. 또는 휨의 힘이 가해졌을 때나 볼록부끼리 접촉할 때의 형상에 상당하는 경우가 있다.
도 6의 (F)에 점선으로 도시한 바와 같이, 축전 장치가 필요 이상으로 휘어져, 휜 부분에 국소적으로 힘이 가해짐으로써, 전지 유닛(120) 또는 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 파손될 가능성이 있다. 본 발명의 일 형태에서는 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 위에서 설명한 볼록부를 형성함으로써 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 축전 장치의 파손을 억제할 수 있다.
도 7의 (A)는, 도 6의 (A)와 형상이 상이한 요철 구조(109a)의 상면도이고, 도 7의 (B)는 도 7의 (A)의 일점쇄선 N7-N8을 따라 자른 단면도이다.
도 7의 (A)에 도시한 요철 구조(109a)는 도 6의 (A)에 도시한 요철 구조(109a)에 비하여 오목부가 좁고, 축전 장치의 외관이 뛰어나다.
또한 도 7의 (B)에 도시한 요철 구조(109a)는 도 6의 (B)에 도시한 요철 구조(109a)에 비하여 볼록부의 높이가 낮다. 볼록부의 높이가 낮을수록 축전 장치의 두께를 얇게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한 도 6의 (C)와 도 7의 (C)를 비교한 경우, 볼록부의 높이가 높은 쪽이 2개의 볼록부의 접촉 면적이 더 넓게 되고, 볼록부가 접촉한 후, 축전 장치를 더 휘게 하는 것이 어렵게 되기 때문에 바람직하다.
볼록부의 단면 형상은 사다리꼴에 한정되지 않고, 정방형, 장방형 등의 사각형, 삼각형, 오각형등의 다각형, 또는 원호(圓弧)를 포함하는 형상 등의 곡선을 포함하는 형상 등, 다양한 형상으로 할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 (D), (E)에 도시한 바와 같이, 볼록부의 단면 형상이 이등변 삼각형이라도 좋다. 즉, 제 1 볼록부와 제 1 이등변 삼각형이 동일한 형상이라도 좋다.
또한, 도 7의 (F), (G)에 도시한 바와 같이, 볼록부의 단면 형상이 둥그스름해져도 좋다.
또한, 도 8의 (A)는, 도 6의 (A)와는 형상이 상이한 요철 구조(109a)의 상면도이고, 도 8의 (B)는 도 8의 (A)의 일점쇄선 N9-N10을 따라 자른 단면도이다.
도 7의 (F), 도 8의 (C)에서는 인접한 2개의 볼록부는 적어도 1점에서 접촉한다.
또한, 도 8의 (D)에 도시한 요철 구조(109a)는 도 8의 (C)에 도시한 요철 구조(109a)에 비하여 피치가 좁고, 축전 장치를 더 원활하게 휠 수 있기 때문에 바람직하다.
또한, 도 8의 (E)에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(120)의 제 1 면에 접하고 요철 구조(109a)가 제공되어 있어도 좋다. 즉, 전지 유닛(120)의 제 1 면에서 볼록부의 바닥면까지의 최단 거리(t)는 0㎛ 이상이고, 예를 들어, 100㎛ 이상 10mm 이하가 바람직하고, 500㎛ 이상 5mm 이하가 더 바람직하고, 1mm 이상 3mm 이하가 더욱 바람직하다. 최단 거리(t)가 짧을수록 축전 장치를 박형화 및 경량화할 수 있다. 최단 거리(t)가 길수록 축전 장치의 보호 성능을 높일 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 2개의 볼록부가 서로 접촉하지 않는 제 1 상태에서 서로 접촉하는 제 2 상태로, 가역적으로 변형할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 제 1 상태에서 제 2 상태로 변형시킴으로써 축전 장치가 제 2 상태를 유지할 수 있어도 좋다.
또한, 축전 장치 등을 휜 후, 원래 형상으로 되돌릴 필요가 없는 경우에는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치 등에, 고무 탄성을 갖는 부재 대신, 결정 탄성을 갖는 부재를 사용하여도 좋다. 본 발명의 일 형태에서는 결정 탄성을 갖는 부재가 요철 구조를 가짐으로써, 축전 장치(전지 유닛 등)가 필요 이상으로 휘어져 파손되는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 축전 장치 등의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 결정 탄성이란, 에너지를 축적할 수 없어 소성변형으로 에너지가 변화되는 탄성을 가리킨다. 결정 탄성을 갖는 부재로서는 금속 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는 고무 탄성을 갖는 부재가 전지 유닛을 수납하는 예를 도시하였지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 고무 탄성을 갖는 부재에 수납하는 다른 구성 요소로서는 표시 패널 등을 갖는 표시 유닛, 발광 유닛 등을 갖는 발광 패널 등을 들 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 전지 유닛과, 복수의 볼록부를 갖고, 또한 고무 탄성을 갖는 부재를 갖고, 축전 장치를 휠 때, 인접한 2개의 볼록부가 서로 접촉함으로써 사용자가 축전 장치를 필요 이상으로 휘는 것을 방지할 수 있다. 따라서 파손되기 어렵고, 안전성 및 신뢰성이 높은 축전 장치를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 형태로서 만곡된 축전 장치, 가요성을 갖는 축전 장치, 또는 변형할 수 있는 축전 장치를 예시하였지만, 본 발명의 일 형태는 다양한 형상의 축전 장치, 또는 다양한 경도(硬度)를 갖는 축전 장치에 적용하여도 좋다. 예를 들어, 본 발명의 일 형태는 만곡되어 있지 않은 평판 형상의 축전 장치, 원통 형상의 축전 장치, 또는 가요성을 갖지 않고, 변형을 할 수 없는 축전 장치 등에 적용하여도 좋다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에 대하여, 도 9~도 11을 참조하여 설명한다.
본 실시형태에서는 발광 패널을 갖는 발광 장치를 예로 들어 설명하지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 본 실시형태의 내용은 예를 들어, 표시 패널을 갖는 표시 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 발광 유닛과 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는 발광 장치이다. 발광 유닛은 발광 패널을 갖고, 발광 패널은 발광 소자를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재는 발광 유닛을 수납한다. 고무 탄성을 갖는 부재의 적어도 일부는 발광 소자가 발하는 광을 투과한다. 고무 탄성을 갖는 부재는 발광 유닛의 제 1 면 위에, 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 나란히 배치한 상태로 갖는다. 발광 소자는 발광 유닛의 제 2 면 측으로 발광하는 기능을 갖는다. 발광 유닛의 제 1 면과 제 2 면은 서로 대향한다. 제 1 볼록부와 제 2 볼록부는 발광 장치를 발광 유닛의 제 1 면이 내측이 되도록 휨으로써, 서로 접촉할 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재를 사용함으로써, 발광 유닛을 보호할 수 있다. 고무 탄성을 갖는 부재는 가요성을 갖기 때문에, 가요성을 갖는 발광 유닛을 사용한 발광 장치의 가요성을 유지한 채, 발광 유닛을 보호할 수 있다. 또한, 복수의 볼록부를 갖는 고무 탄성을 갖는 부재를 사용함으로써, 발광 유닛을 필요 이상으로 휘거나, 발광 유닛을 원하는 위치 이외에서 휘는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 신뢰성 및 안전성이 높은, 가요성을 갖는 발광 장치를 구현할 수 있다.
본 실시형태의 발광 장치에서는 발광 유닛 전체가 고무 탄성을 갖는 부재에 의하여 덮여 있다. 발광 유닛을 고무 탄성을 갖는 부재로 덮음으로써 굴곡과 신장이 반복적으로 행해져도 파손되기 어려운 발광 장치를 구현할 수 있다. 특히, 고무 탄성을 갖는 부재를 이음매가 없는 일체물로 함으로써 외부로부터의 불순물의 침입을 억제하여, 발광 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 가시광을 투과할 수 있는, 고무 탄성을 갖는 부재를 사용함으로써 표시 품위가 양호한 발광 장치를 구현할 수 있다.
또한, 발광 유닛은, 이차 전지를 갖는 것이 바람직하다. 이차 전지는 발광 소자에 전력을 공급하는 기능을 갖는다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 발광 패널과 이차 전지를 함께 고무 탄성을 갖는 부재에 의하여 덮고 밀봉할 수 있다. 그러므로, 간편하게 신뢰성이 높은 발광 장치를 제작할 수 있다.
또한, 발광 유닛은 무선으로 이차 전지를 충전하는 기능을 갖는 회로를 갖는 것이 바람직하다. 이 회로는 안테나를 갖는다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 비접촉 전력 전송을 이용하여 이차 전지를 충전할 수 있다. 그러므로, 충전할 때, 고무 탄성을 갖는 부재에서 이차 전지를 꺼낼 필요가 없다. 따라서, 발광 유닛 전체를 완전히 고무 탄성을 갖는 부재로 덮을 수 있어, 밀봉 성능을 더 높일 수 있다.
내열성이 높은 고무 탄성을 갖는 부재를 사용함으로써, 고온 환경에서도 발광 유닛을 구동할 수 있다. 또한, 고온 환경에서도 발광 장치를 가역적으로 휠 수 있다. 이 때, 내열성이 높은 발광 소자 및 이차 전지를 사용하면 더 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 형태에 있어서 발광 유닛의 적어도 일부가 가요성을 갖는다. 예를 들어, 발광 패널이 가요성을 가져도 좋고, 발광 패널은 가요성을 갖지 않고, 이차 전지가 가요성을 가져도 좋다. 발광 유닛의 가요성을 갖는 부분의 영역 및 위치에 따라, 고무 탄성을 갖는 부재의 볼록부의 레이아웃을 결정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 고무 탄성을 갖는 부재가 발광 유닛 전체를 덮은 예를 설명하지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 고무 탄성을 갖는 부재는 발광 유닛의 하나 이상의 면에 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치의 구체적인 예를 설명한다.
도 9의 (A)에 도시한 발광 장치(150)는, 발광 유닛 및 고무 탄성을 갖는 부재(40)를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재(40)는 내부에, 발광 유닛을 갖는다. 발광 유닛은 '고무 탄성을 갖는 부재(40)에 의하여 밀봉되어 있다'라고도 말할 수 있다. 발광 유닛은 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)를 갖는다.
발광 유닛의 접속 관계의 예를 도 9의 (B)에 블록도로 나타내었다.
발광 패널(10)은, 발광 소자(11)를 갖는다. 발광 소자(11)는 이차 전지(20)로부터 공급되는 전력을 사용하여 발광하는 기능을 갖는다.
또한, 발광 패널(10)은, 이차 전지(20) 이외로부터 공급된 전력을 사용하여 발광하는 기능을 가져도 좋다.
이차 전지(20)는 발광 패널(10)과 중첩되는 부분을 갖는다.
또한, 이차 전지(20)는, 발광 패널(10) 이외에 전력을 공급하는 기능을 가져도 좋다.
이차 전지(20)는 실시형태 1에서 예시한 전지 유닛(120)에 상당하고, 양극, 음극, 세퍼레이터, 전해질, 및 외장체를 갖는다.
회로(30)는 안테나(31)를 갖는다. 안테나(31)는 발광 패널(10)과 중첩되는 부분을 갖는다. 회로(30)는 무선('비접촉'라고도 할 수 있음)으로 이차 전지(20)를 충전할 수 있다.
발광 패널(10)과 회로(30)가 서로 중첩되는 부분, 및 발광 패널(10)과 이차 전지(20)가 서로 중첩되는 부분 중, 적어도 한쪽을 가짐으로써, 발광 장치(150)의 소형화를 도모할 수 있다. 특히, 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)의 3개가 서로 중첩되는 부분을 제공하는 것이 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 좋다. 안테나(31)를 발광 패널(10)과 이차 전지(20) 사이에 배치하는 등, 안테나(31)를, 발광 장치의 사용자가 시인하기 어렵게 되도록 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)를 중첩함으로써, 발광 장치의 외관을 유지할 수 있어 바람직하다. 발광 패널(10)과 이차 전지(20) 사이에 배치된 안테나(31)는 발광 패널(10)을 통하여 외부의 안테나로부터 수전한다.
발광 장치의 사용 환경이 정해져 있는 경우는, 그 환경하에서 발광이 가능한 발광 소자, 및 그 환경하에서 발광 패널에 전력을 공급할 수 있는 이차 전지를 사용한다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는, 저온 환경하 및 고온 환경하에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 넓은 온도 범위(예를 들어, 0℃ 이상 100℃ 이하, 바람직하게는 -25℃ 이상 150℃ 이하, 더 바람직하게는 -50℃ 이상 200℃ 이하)에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 옥내 및 옥외의 어느 쪽에서 사용하여도 좋다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치가 갖는 발광 소자는 0℃의 환경하 및 100℃의 환경하 각각에서 발광할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치가 갖는 이차 전지는 0℃의 환경하 및 100℃의 환경하 각각에서 발광 패널에 전력을 공급할 수 있는 것이 바람직하다.
발광 장치는 스위치를 갖고 있어도 된다. 도 9의 (C), (D)에서는 발광 유닛으로서, 발광 패널(10), 이차 전지(20), 회로(30), 회로(50) 및 스위치(51)를 나타내었다.
예를 들어, 도 9의 (C)에 나타낸 바와 같이, 스위치(51)가 오프 상태일 때에, 회로(30)는 무선으로 이차 전지(20)를 충전할 수 있다.
예를 들어, 도 9의 (D)에 나타낸 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 대하여 설명한다.
<발광 패널(10)>
발광 패널(10)은 발광 소자(11)를 갖는다. 또한, 발광 패널은 터치 센서 등의 검지 소자를 갖고 있어도 좋다. 발광 패널(10)의 구성예는 실시형태 6에서 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 좋다. 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 환경하 및 고온 환경하에서 발광할 수 있는 소자를 사용하는 것이 바람직하다. 저온 환경으로서는, 예를 들어 -100℃ 이상 0℃ 이하의 환경, 바람직하게는 -100℃ 이상 -25℃ 이하의 환경, 더 바람직하게는 -100℃ 이상 -50℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 고온 환경으로서는, 예를 들어 100℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 바람직하게는 150℃ 이상 300℃ 이하의 환경, 더 바람직하게는 200℃ 이상 300℃ 이하의 환경을 들 수 있다. 또한, 발광 소자(11)는 저온 환경하 및 고온 환경하뿐만 아니라, 0℃보다 높고 100℃ 미만인 환경하에서 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 의하여 휘도가 제어되는 소자를 그 범주에 포함한다. 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 더 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에서는 발광 패널을 통하여 안테나가 외부의 안테나로부터 수전하기 때문에, 발광 소자(11)가 갖는 한 쌍의 전극 두께는 얇을수록 바람직하다. 예를 들어, 한 쌍의 전극 두께의 합은 1㎛ 이하, 바람직하게는 500nm 이하, 더 바람직하게는 350nm 이하, 더욱 바람직하게는 250nm 이하로 한다.
<이차 전지(20)>
이차 전지(20)로서는 예를 들어 젤상 전해질을 사용한 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 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 도모할 수 있기 때문에 바람직하다.
예를 들어, 비수전해질을 갖는 이차 전지를 사용할 수 있다. 이 비수전해질은 이온 액체(상온 용융염)와 알칼리 금속염을 갖는다. 이온 액체는 난연성 및 난휘발성이기 때문에 내열성이 높은 이차 전지를 실현할 수 있다.
젤상 전해질을 사용하는 이차 전지, 및 고체 전해질을 사용하는 전고체 이차 전지는 각각 내열성 및 안전성이 높아, 바람직하다.
이차 전지(20)로서는, 코인형(단층 편평형), 원통형, 박형, 각형, 밀봉형 등의 다양한 형상의 이차 전지를 사용할 수 있다. 또한, 양극, 음극 및 세퍼레이터가 복수 적층된 구조, 또는 양극, 음극 및 세퍼레이터가 권회된 구조(권회형)여도 좋다.
이차 전지(20)는 가요성을 가져도 좋다. 예를 들어, 외장체에 필름을 사용함으로써, 이차 전지(20)의 가요성을 높일 수 있다. 외장체로 둘러싸이는 영역에는 적어도 양극, 음극 및 전해질(또는 전해액)을 갖는다.
발광 장치에 있어서, 발광 소자(11)와 이차 전지(20)를 중첩하여 배치하는 구성으로 하여도 좋다. 발광 소자(11)와 이차 전지(20)가 서로 중첩되는 면적이 넓을수록, 발광 소자(11)의 발열을 이용하여 이차 전지(20)를 따뜻하게 할 수 있다. 고온 환경하에 비해, 저온 환경하에서 동작하기 어려운 이차 전지를 사용하는 경우라도, 발광 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
이차 전지(20)의 구성예는 실시형태 4에서 상세하게 설명한다.
<회로(30)>
회로(30)는 안테나(31)를 갖는다. 또한, 회로(30)는 컨트롤러(32)를 갖고 있어도 좋다.
안테나(31)는 외부의 안테나(예를 들어, 충전기의 안테나(68))로부터 수전할 수 있다. 안테나(31)는 발광 패널(10)을 통하여, 외부의 안테나로부터 수전하여도 좋다. 또는, 안테나(31)는 이차 전지(20)를 통하여, 외부의 안테나로부터 수전하여도 좋다.
컨트롤러(32)는 안테나(31)에 의하여 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 좋다. 그 경우, 안테나(31)에 의하여 수전한 전력을, 직류 전력으로 변환하여 이차 전지(20)에 출력한다.
본 실시형태에 따른 발광 장치에서는 충전기의 안테나(68)(1차 코일)와, 발광 장치의 안테나(31)(2차 코일)를 자기적으로 결합하고, 1차 코일로부터 발생하는 교류자장에서 2차 코일에 전압을 발생시키는 전자기 유도 방식에 의하여, 비접촉으로 2차 코일 측에 전력이 전송되는 구조를 사용하여 충전이 행해진다. 또한, 수전의 방식은 전자기 유도 방식에 한정되지 않는다.
발광 장치가 갖는 안테나의 용도는 비접촉으로 이차 전지를 충전하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광 장치에 안테나 및 메모리를 제공하여, 전자 데이터를 송수신시켜도 좋다. 수신한 데이터에 따라, 발광 패널(10)로 영상이나 정보 등의 표시를 행하여도 좋다. 또한, GPS 기능을 갖게 하여 위치 정보나 GPS 시각을 취득할 수 있는 안테나를 제공하여도 좋다.
안전상, 이차 전지를 충전 또는 방전하는 출입력 단자를 발광 장치의 표면에 노출시키지 않는 것이 바람직하다. 출입력 단자가 노출되어 있으면, 비 등의 물에 의하여 출입력 단자가 단락되거나 출입력 단자가 몸에 접촉되어 사용자가 감전될 우려가 있다. 안테나(31)를 사용하면, 비접촉으로 이차 전지의 충전이 가능하기 때문에, 이 입출력 단자를 발광 장치의 표면에 노출시키지 않는 구성으로 할 수 있다.
<고무 탄성을 갖는 부재(40)>
고무 탄성을 갖는 부재(40)는 내부에 발광 패널(10), 이차 전지(20), 회로(30)를 포함하는 발광 유닛을 갖는다. 발광 유닛은 고무 탄성을 갖는 부재(40)에 의하여 밀봉되고, 발광 장치의 외부의 대기로부터 격리된다. 고무 탄성을 갖는 부재에 대해서는 실시형태 1도 참조할 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 필요한 전압으로 변환(승압 또는 강압)하는 기능을 갖고 있어도 좋다.
또한, 회로(50)는 발광 소자(11)가 발광하는 타이밍을 제어하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 예를 들어, 발광 소자(11)가 점멸하도록, 발광 소자(11)를 구동하는 기능을 갖고 있어도 좋다.
또한, 회로(50)는 발광 패널(10)을 구동하기 위한 신호를 생성하여, 발광 패널(10)에 출력하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 회로(50)는 신호선 구동 회로나 주사선 구동 회로를 갖고 있어도 좋다. 또한, 발광 패널(10)이 신호선 구동 회로나 주사선 구동 회로를 갖고 있어도 좋다.
<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 10의 (A), (B)에 발광 유닛의 구체적인 예를 도시하였다. 도 10의 (A)는 발광 유닛의 표면(발광면)을 도시하고, 도 10의 (B)는 발광 유닛의 이면(裏面)을 도시하였다.
도 10의 (A), (B)에서는 이차 전지(20)로서, 래미네이트형의 이차 전지를 사용하는 예를 도시하였다. 도 10의 (B)에 도시한 바와 같이, 이차 전지(20)의 중앙부는 복수의 전극이 적층되어 있는 부분이고, 단부에 비하여 두껍게 되어 있다.
전극(21a)은 이차 전지의 양극 및 음극 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 전극(21b)은 이차 전지의 양극 및 음극 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다.
전극(21a, 21b)은 회로 기판(55)을 통하여 구부러지고, 회로 기판(55) 위의 단자(33a, 33b)와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
회로 기판(55)에는 도 9의 (C) 등에 나타낸 회로(30), 회로(50) 등을 구성하는 소자(전자 부품(35)으로서 도시함)가 제공되어 있다. 회로 기판(55)에는, 예를 들어 용량 소자, 저항 소자, 또는 스위칭 소자 등의 전자 부품이 제공되어 있다. 회로 기판(55)으로서는, 예를 들어 프린트 기판을 사용할 수 있다.
또한, 회로 기판(55)에는 스위치(51)가 제공되어 있다. 도 10의 (A), (B)에서는 스위치(51)로서, 자기 스위치를 사용하는 예를 도시하였다. 자석의 착탈에 의하여, 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 통하여, 외부의 안테나로부터 수전할 수 있다.
발광 패널(10)에 있어서, 단자(12a)는 발광 소자(11)의 양극 및 음극 중 한쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 단자(12b)는 발광 소자(11)의 양극 및 음극 중 다른 쪽과 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 단자(12a, 12b)가 각각 발광 소자(11)의 양극 또는 음극으로서 기능하여도 좋다.
단자(12a)는 배선(53a)을 통하여 회로 기판(55) 위의 단자(52a)와 전기적으로 접속되어 있다. 단자(12b)는 배선(53b)을 통하여 회로 기판(55) 위의 단자(52b)와 전기적으로 접속되어 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에서는 이차 전지 및 안테나가, 각각 독립적으로 발광 패널과 중첩되는 부분을 갖는다. 또한, 이차 전지와 회로가 중첩되는 부분을 갖는다. 도 10의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 안테나의 일부가, 발광 패널과 이차 전지 사이에 위치하여도 좋다.
상술한 바와 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.
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 10의 (A), (B)에 도시한 바와 같이, 이차 전지(20)가, 발광 패널(10), 회로 기판(55), 및 안테나(31)의 각각과, 서로 중첩되는 부분을 갖는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치를 사용할 수 있는 환경은 대기 분위기로 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태에 따른 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 고무 탄성을 갖는 부재에 의하여 밀봉되어 있다는 것 등으로부터, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 수중에서의 사용에 대해서도 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 11은, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치의 단면 개략도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 발광 장치는 고무 탄성을 갖는 부재(40)의 내부에, 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)를 갖는다. 도 11에서는 간략화를 위하여 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)의 두께를 대략 같게 도시하였지만, 각각의 두께는 상이하여도 좋다.
고무 탄성을 갖는 부재(40)에 의하여 밀봉된 공간은 감압 분위기 또는 불활성 분위기인 것이 바람직하다. 이들의 분위기로 함으로써, 대기 분위기인 경우에 비하여, 발광 패널(10) 등의 신뢰성을 높일 수 있다.
고무 탄성을 갖는 부재(40)는 발광 패널(10)이 갖는 발광 소자가 발하는 광을 투과할 수 있다. 사용자는 고무 탄성을 갖는 부재(40)를 통하여 발광 패널(10), 이차 전지(20), 및 회로(30)를 시인할 수 있다.
도 11의 (A)에서는 발광 장치의 발광면으로부터 봤을 때, 이차 전지(20)와 발광 패널(10)이 중첩되고, 또한 이차 전지(20)와 회로(30)가 중첩되는 구성을 예시하였지만, 도 11의 (B)에 도시한 바와 같이, 발광 패널(10)과 회로(30)가 중첩되는 구성으로 하여도 좋다. 또한 회로(30) 대신에 도 10의 (A)에 도시한 회로 기판(55)을 가져도 좋다.
또한, 발광 장치가 갖는 발광 패널(10), 이차 전지(20) 및 회로(30)의 수는 각각 1개로 한정되지 않고, 각각 독립적으로 2개 이상이라도 좋다.
발광 장치의 발광면의 이면에는 요철 구조(40a)가 제공되어 있다.
발광 장치는 터치 패널을 가져도 좋다. 예를 들어, 도 11의 (C)에 도시한 바와 같이, 고무 탄성을 갖는 부재(40) 위에 터치 패널(45)을 가져도 좋다. 예를 들어, 정전 용량식 터치 패널을 가져도 좋다. 발광 소자의 발광은 터치 패널(45)이 갖는 검출 소자를 통하여 외부로 추출된다.
또한, 발광 유닛이 터치 패널을 가져도 좋다. 예를 들어, 도 11의 (D)에 도시한 바와 같이, 발광면으로부터 봤을 때, 발광 패널(10)보다 뒤쪽에 터치 패널(45)을 가져도 좋다. 이로써 터치 패널(45)이 발광 소자의 발광을 투과할 필요가 없다. 도 11의 (D)에서는 발광 패널(10)과 이차 전지(20) 사이에 터치 패널(45)을 갖는 예를 도시하였지만 발광 패널(10)과 터치 패널(45) 사이에 이차 전지(20)를 가져도 좋다. 예를 들어, 감압식 터치 패널을 가져도 좋다.
또한, 발광 패널(10) 및 이차 전지(20) 중 한쪽에만 중첩시켜 요철 구조(40a)를 가져도 좋다. 도 11의 (E)에서는 발광 패널(10)과 요철 구조(40a)가 중첩되는 예, 도 11의 (F)에서는 이차 전지(20)와 요철 구조(40a)가 중첩되는 예를 도시하였다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 표시 장치로서 사용하여도 좋고, 조명 장치로서 사용하여도 좋다. 예를 들어, 백라이트 또는 프론트 라이트 등의 광원, 즉, 표시 장치를 위한 조명 장치로서 활용하여도 좋다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에는 다른 반도체 회로, 예를 들어, 촬상 소자, 자이로 센서, 가속도 센서 등의 센서, 과충전을 방지하기 위한 제어 회로, 터치 패널 등을 구비시켜도 좋다. 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 입력 등을 할 수 있다. 또한, 메모리나 CPU를 탑재함으로써 사용할 수 있는 온도 범위가 넓은 컴퓨터를 구현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에는 인체 또는 로봇의 팔, 또는 손목에 고정하기 위한 벨트, 또는 후크를 제공하여도 좋다. 장착 부위는 인체 또는 로봇의 일부이면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 허리 또는 발목에 장착하여도 좋다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는 이차 전지를 갖는다는 것, 넓은 온도 범위에서 사용 가능하다는 것 등으로부터, 휴대용으로 사용되는 발광 장치로서 적절히 사용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치의 제작 방법에 대하여 설명한다.
또한, 본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치를 제작하는 예를 제시하지만, 같은 방법으로 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치나 표시 장치 등을 제작할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치, 발광 장치, 및 표시 장치 등의 제작 방법은 본 실시형태에서 예시하는 방법에 한정되지 않는다.
이하에서는, 실시형태 1에서 예시한 축전 장치(110)(도 2의 (A) 등 참조)와 마찬가지의, 대향하는 2개의 면에 요철 구조를 갖는 축전 장치를 제작하는 경우를 예로 들어 설명한다. 본 실시형태에서 설명하는 축전 장치의 제작은 대기 중에서 행할 수 있고, 또한 복잡한 설비가 필요 없기 때문에 간편하고 저렴하게 행할 수 있다.
<축전 장치의 제작 방법예 1>
우선, 도 12의 (A)에 축전 장치의 제작에 사용하는 구조체(191)를 도시하였다. 도 12의 (B)에 도 12의 (A)에 도시한 영역(60)의 확대도를 도시하였다.
구조체(191)는 오목부(192)를 갖는다. 오목부(192)는 표면에 경면(鏡面) 가공 등이 행해져, 표면의 평탄성이 높게 되어 있는 것이 바람직하다. 오목부(192)에는 요철 구조(192a)가 제공되어 있다.
요철 구조(192a)가 갖는 오목부의 깊이, 폭, 및 간격은 고무 탄성을 갖는 부재에 형성하고자 하는 요철 구조의 볼록부의 높이, 폭, 간격에 따라 결정할 수 있다. 또한, 오목부의 깊이, 폭, 및 간격은 모든 오목부에 있어서 같은 값이라도 좋고, 각각 상이하여도 좋다. 예를 들어, 전지 유닛(120)에서 휨에 강한 부분과 휨에 약한 부분이 있는 경우에는, 2가지 부분에서 오목부의 크기나 간격을 바꿈으로써 휨에 약한 부분은 많이 휘어지지 않도록 하면서도 휨에 강한 부분은 더욱 심하게 휠 수 있도록 제어할 수 있다.
또한, 요철 구조(192a)는 복수의 오목부를 갖는 구성에 한정되지 않는다. 요철 구조(192a)는 복수의 볼록부를 가져도 좋다. 그 경우, 고무 탄성을 갖는 부재에는 복수의 볼록부에 대응한 형상의 복수의 오목부를 형성할 수 있다.
구조체(191)로서는 예를 들어 금형 등을 사용할 수 있다. 다만, 구조체(191)에 사용되는 재료는 금속에 한정되지 않는다. 구조체(191)로서 유리, 세라믹, 유기 수지, 목재 등의 재료를 사용하여도 좋다.
축전 장치를 제작할 때는, 도 12의 (C)에 도시한 바와 같이, 서로 오목부(192)가 마주보도록 2개의 구조체(191)를 중첩시킨다. 다음에, 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간 내에 전지 유닛(120)을 배치한다.
도 12의 (C)에서는 구조체(191)를 2개 사용하는 예를 도시하였지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 서로 상이한 형상을 갖는 2개의 구조체를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 2개의 구조체에서 오목부(192)는 서로 마찬가지의 형상을 가져도 좋고, 상이한 형상을 가져도 좋다. 또한, 2개의 구조체에서 요철 구조(192a)는 서로 마찬가지의 형상을 가져도 좋고, 상이한 형상을 가져도 좋다. 또한, 오목부(192)에 요철 구조(192a)를 갖는 구조체와 평탄한 오목부(192)를 갖는 구조체를 사용함으로써, 축전 장치의 한쪽 면에만 요철 구조를 형성할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 도 1의 (A) 등에 도시한 축전 장치(100)를 제작할 수 있다.
이 때, 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간의 외부에 전지 유닛(120)의 일부가 노출되어도 좋다. 도 12의 (D)에서는 전지 유닛(120)이 갖는 전극 리드(123)(양극 리드 및 음극 리드)가 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간의 외부에 노출되는 예를 도시하였다. 또한, 외장체의 일부 등이 노출되어 있어도 좋다. 또한, 전지 유닛(120) 전체가 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간의 내부에 위치하여도 좋다. 예를 들어, 발광 유닛 전체를 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간의 내부에 배치함으로써 발광 장치(150)(도 9의 (A) 등 참조)를 제작할 수 있다.
이어서, 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간 내에, 액상의 충전재(195)를 넣는다. 충전재(195)로서는 예를 들어, 고분자 재료를 사용할 수 있다. 충전재(195)는 경화 후에 투광성을 가져도 좋다. 또한 충전재(195)로서는 경화제가 필요 없는 1액형의 재료나, 주제와 경화제를 혼합함으로써 경화가 진행되는 2액형의 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 가열이나, 자외선 등의 광이 조사됨으로써 경화가 진행되는 재료를 사용하여도 좋다. 또한, 충전재(195)는 수분의 투과를 저해하는 방습제를 가져도 좋다.
본 실시형태에서는 충전재(195)로서, 경화 후에 투광성을 갖는 실리콘(silicone) 고무가 되는 2액형의 재료를 사용한다.
충전재(195)를 2개의 오목부(192)의 형상을 따라 경화시킴으로써, 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 형성할 수 있다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 형성 후, 2개의 구조체(191)를 분리한다. 또한, 충전재(195)의 충전 전에 오목부(192)의 표면에 박리제를 도포해 놓으면, 구조체(191)와 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 분리를 용이하게 할 수 있기 때문에 바람직하다.
<축전 장치의 제작 방법예 2>
다음으로, 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 두께(t1) 및 두께(t2)를 같게 하기 위한, 축전 장치의 제작 방법에 대하여 설명한다.
우선, 전지 유닛(120)의 측면에 스페이서(165)를 배치한다.
스페이서(165)가 배치된 전지 유닛(120)에 대하여, 사시도를 도 13의 (A)에, 상면도를 도 13의 (B)에 도시하였다. 또한, 도 13의 (B)에서의 일점쇄선 V1-V2를 따라 자른 단면도를 도 13의 (C)에 도시하고, 일점쇄선 V3-V4를 따라 자른 단면도를 도 13의 (D)에 도시하였다.
도 13의 (A)~(C)에서는, 전지 유닛(120)의 3변의 측면에 U자형의 단면을 갖는 스페이서(165)를 배치하는 예를 도시하였다. 구체적으로는 스페이서(165)의 오목 부분에 전지 유닛(120)의 측면이 위치하도록 스페이서(165)를 배치한다.
또한, 스페이서(165)의 전지 유닛(120)의 한쪽 면 위를 따라 연신하는 부분의 두께(t1)와, 스페이서(165)의 전지 유닛(120)의 다른 한쪽 면 위를 따라 연신하는 부분의 두께(t2)는 같은 두께로 하는 것이 바람직하다(도 13의 (D) 참조). 여기서, 전지 유닛(120)의 한쪽 면과 다른 한쪽 면은 서로 대향하는 면이다. 또한 예를 들어, 전지 유닛(120)의 굴곡 방향이 정해져 있는 경우 등, 목적에 따라 두께(t1)와 두께(t2)를 상이한 두께로 하여도 좋다.
또한, 두께(t1), 두께(t2), 및 전지 유닛(120)의 두께(t3)를 합친 두께를 두께(T)로 한다. 여기서, 전지 유닛(120)의 두께(t3)는 예를 들어, 전지 유닛(120)의 두께의 최대값으로 할 수 있다. 또한, 전지 유닛(120)의 두께(t3)는 전지 유닛(120)과 스페이서(165)와 접하는 영역에서의, 전지 유닛(120)의 두께의 평균값 등으로 하여도 좋다. 또한, 전지 유닛(120) 위의 위치에 따라 두께(T)를 변화시켜도 좋다.
또한, 스페이서(165)의 단면 형상은 반드시 U자형에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 13의 (E)에 도시한 바와 같이, U자형 단면을 갖는 스페이서(165)를 대신하여, Y자형의 단면을 갖는 스페이서(165a)를 사용하여도 좋다.
스페이서(165)는, 전지 유닛(120)의 적어도 3변에, 각각 1개 이상 배치하는 것이 바람직하다. 도 13의 (A), (B)에서는 전지 유닛(120)의 2개의 장변에는 복수의 스페이서(165)를 배치하여, 하나의 단변에는 1개의 스페이서를 배치하는 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전지 유닛(120)의 4변에 스페이서(165)를 배치하여도 좋다.
또한, 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(120)의 네 구석에 스페이서(165)를 배치하여도 좋다. 또한 도 14의 (B)에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(120)의 3변의 일부 또는 전부를 스페이서(165)로 덮어도 좋다.
또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(120) 위에 직방체의 스페이서(165b), 스페이서(165c), 스페이서(165d)를 배치하여도 좋다. 도 15의 (A)에 스페이서(165b), 스페이서(165c), 스페이서(165d)가 배치된 전지 유닛(120)의 상면도를 도시하였다. 도 15의 (A)에서의 일점쇄선 V5-V6을 따라 자른 단면도를 도 15의 (B)에 도시하고, 일점쇄선 V7-V8을 따라 자른 단면도를 도 15의 (C)에 도시하였다. 전지 유닛(120)의 동일 면 위에 배치된 스페이서(165b)와 스페이서(165c)는 두께가 상이하다. 도 15의 (B)에서는 전지 유닛(120)의 가장 두꺼운 영역(두께(t3)의 영역) 위에 배치된 스페이서(165b)의 두께를 두께(t1), 두께(t2)로 하였다. 두께(t1)의 스페이서(165b)와 같은 면 측에 배치된 스페이서(165c)는 두께(t1)보다 두껍다. 두께(t2)의 스페이서(165b)와 같은 면 측에 배치된 스페이서(165c)는 두께(t2)보다 두껍다. 스페이서(165d)는 두께(T) 이하의 두께로 하는 것이 바람직하다. 또한, 스페이서(165d)의 폭(V7-V8방향의 길이)은 한정되지 않고, 적절하게 결정할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(165d)의 폭이 좁을수록 축전 장치를 소형화할 수 있고, 폭이 넓을수록 축전 장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
이어서, 구조체(191)와 구조체(191)를 중첩시켜, 스페이서가 제공된 전지 유닛(120)을 오목부(192)와 오목부(192)로 둘러싸인 공간 내에 배치한다. 이 때, 스페이서가 제공된 전지 유닛(120)이 구조체 오목부에서 비어져 나오지 않도록 주의한다.
도 16의 (A)는 스페이서가 제공된 전지 유닛(120)를 사이에 두고, 2개의 구조체(191)를 중첩시킨 상태의 사시도이다. 도 16의 (A)에서의 일점쇄선 V9-V10을 따라 자른 단면도를 도 16의 (B), (C)에 도시하였다. 이 단면도는 스페이서를 포함하는 개소에서 절단한 경우의 단면도이다. 도 16의 (B)에서는 스페이서(165)를 사용한 경우, 도 16의 (C)에서는 스페이서(165a)를 사용한 경우를 각각 도시하였다. 스페이서가 제공된 전지 유닛(120)은 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간 내에 배치되어 있다. 이 때, 이 공간 내의 거리(k)는 두께(T)와 같은 것이 바람직하다.
다음에, 도 12의 (D)에 도시한 바와 같이, 2개의 오목부(192)로 둘러싸인 공간 내에 액상의 충전재(195)를 넣는다. 이 때, 충전재(195)의 점도가 높으면, 스페이서(165)의 주위에 간극이 생겨, 제작하는 축전 장치의 신뢰성이 저하될 경우가 있다. 점도가 낮은 충전재(195)를 사용하면 스페이서(165)의 주위에 충전재(195)가 쉽게 들어가기 때문에, 간극이 생기는 것을 억제할 수 있다. 충전재(195)의 점도는, 10Pa·s(파스칼초) 이하가 바람직하고, 5Pa·s 이하가 더 바람직하고, 1Pa·s 이하가 더욱 바람직하다.
충전재(195)를 2개의 오목부(192)의 형상을 따라 경화시킴으로써, 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 형성할 수 있다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 형성 후, 2개의 구조체(191)를 분리한다.
또한, 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 스페이서와 같은 조성을 갖는 재료를 사용하여 형성함으로써, 스페이서와 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 접합 상태를 양호한 것으로 할 수 있다. 따라서, 접합 경계면으로부터 불순물이 침입하는 것을 방지하여, 축전 장치의 신뢰성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 스페이서와 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 상이한 재료인 경우, 굴절률이나 투과율 등의 차이로부터 이 스페이서와 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 경계 부분 근방에 광학적인 왜곡이 생기는 경우가 있다. 따라서, 이차 전지에 더하여, 표시 패널을 고무 탄성을 갖는 부재(109)로 덮었을 때, 표시 장치의 표시 품위가 저하되는 경우가 있다. 따라서, 상기 스페이서는 표시 영역과 중첩되지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.
그러므로, 고무 탄성을 갖는 부재(109)에, 스페이서와 같은 굴절률이나 투과율 등을 갖는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 경계가 시인할 수 없을 정도로 둘을 접합할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 표시 품위를 양호한 것으로 할 수 있다.
예를 들어, 스페이서로서 충전재(195)와 같은 충전재를 사용함으로써, 고무 탄성을 갖는 부재(109)와 같은 조성을 갖는 스페이서를 형성할 수 있다. 스페이서와 고무 탄성을 갖는 부재(109)에 같은 조성을 갖는 재료를 사용함으로써 둘의 굴절률이나 투과율 등을 같게 할 수 있다.
<축전 장치의 제작 방법예 3>
이하에서 설명하는 축전 장치의 제작 방법예 3, 제작 방법예 4에서는 제작 방법예 1, 제작 방법예 2에 비하여 적은 재료로 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 형성할 수 있다. 또한, 제작 방법예 1, 제작 방법예 2에 비하여 사용하는 구조체의 개수를 저감할 수 있다. 제작 방법예 3, 제작 방법예 4는 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 두께를 얇게 하는 경우에는 특히 유효하다. 예를 들어, 두께(t1) 또는 두께(t2)를 1mm 이하, 바람직하게는 500㎛ 이하로 하는 경우에 특히 유효하다. 제작 방법예 3, 제작 방법예 4에서는 축전 장치나 표시 장치의 생산성을 더 높일 수 있다.
도 17의 (A)에 축전 장치의 제작에 사용하는 구조체(521)를 도시하였다. 도 17의 (B)에, 도 17의 (A)에 도시한 영역(61)의 확대도를 도시하였다. 또한, 도 17의 (A)에서의 일점쇄선 X1-X2를 따라 자른 단면도를 도 17의 (C)에 도시하고, 일점쇄선 Y1-Y2를 따라 자른 단면도를 도 17의 (D)에 도시하였다. 또한, 도 17의 (E)에 도 17의 (D)에 도시한 영역(62)의 확대도를 도시하였다.
구조체(521)는 오목부(522)를 갖는다. 오목부(522)에는 요철 구조(522a)가 제공되어 있다.
또한, 요철 구조(522a)는 복수의 오목부를 갖는 구성에 한정되지 않는다. 요철 구조(522a)는 복수의 볼록부를 가져도 좋다.
오목부(522)의 깊이(d1)는 두께(t1) 또는 두께(t2)와, 두께(t3)를 합산한 깊이와 같은 깊이가 바람직하다. 또한 오목부(522)의 깊이(d1)에 요철 구조(522a)가 갖는 오목부의 깊이는 포함하지 않는다.
구조체(521)로서는 예를 들어 금형 등을 사용할 수 있다. 다만, 구조체(521)에 사용하는 재료는 금속에 한정되지 않는다. 구조체(521)로서, 유리, 세라믹, 유기 수지, 목재 등의 재료를 사용하여도 좋다.
우선, 오목부(522)에 충전재(195)를 넣는다. 그 후, 충전재(195)를 경화시켜 고무 탄성을 갖는 층(531)을 제작한다(도 18의 (A) 참조). 충전재(195)의 충전량은 제작하는 고무 탄성을 갖는 층(531)의 두께(t1)와 요철 구조(522a)의 깊이에 따라 결정할 수 있다(도 18의 (B), (C) 참조). 또한, 도 18의 (C)에 도시한 영역(63)의 확대도를 도 18의 (D)에 도시하였다.
다음에 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 전지 유닛(120)을 배치한다(도 19 참조). 이 때, 전지 유닛(120)과 고무 탄성을 갖는 층(531) 사이에 기포가 들어가지 않도록 주의한다.
도 20의 (A)는 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 전지 유닛(120)을 배치한 상태를 도시한 사시도이다. 또한, 도 20의 (B)에 도 20의 (A)에서의 일전쇄선 X1-X2를 따라 자른 단면도를, 도 20의 (C)에 일점쇄선 Y1-Y2를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
또한, 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 전지 유닛(120)을 배치한 후에, 오목부(522)에 충전재(195)를 더 넣고, 그 후, 경화시켜도 좋다. 이로써, 고무 탄성을 갖는 층(531)과 전지 유닛(120)의 상대적인 위치를 고정할 수 있다. 따라서, 구조체(521)에서 분리한 후에, 고무 탄성을 갖는 층(531)과 전지 유닛(120) 사이에 기포가 들어가는 것을 억제할 수 있다. 도 21의 (A)에는 추가한 충전재(195)가 전지 유닛(120)보다 얇은 예를 도시하고, 도 21의 (B)에는 추가한 충전재(195)가 전지 유닛(120)과 동등한 두께인 예를 도시하였다.
다음에, 고무 탄성을 갖는 층(531)을 전지 유닛(120)과 함께 구조체(521)에서 분리한다(도 22의 (A) 참조). 또한, 도 22의 (B)는 도 22의 (A)에서의 일점쇄선 Y1-Y2를 따라 자른 단면도이고, 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 제공된 전지 유닛(120)의 단면도이다. 도 22의 (C)에, 도 22의 (B)에 도시한 영역(64)의 확대도를 도시하였다.
또한, 오목부(522)에 충전재(195)를 넣는다(도 23 참조). 이 때, 전의 공정과 다른 충전재를 사용하여도 좋다. 예를 들어, 축전 장치의 표면과 이면이 경도나 색이 상이한 고무 탄성을 갖는 층을 가져도 좋다. 또는 여기서 충전하는 충전재(195)가 고무 탄성을 갖는 층(531)과 같은 재질의 재료이면 충전재(195)와 고무 탄성을 갖는 층(531)의 경화 후의 접합이 양호하게 되고, 실질적으로 이음매가 없는 고무 탄성을 갖는 부재를 형성할 수 있다. 이어서, 전지 유닛(120)을 고무 탄성을 갖는 층(531)과 함께 반전시켜, 고무 탄성을 갖는 층(531)을 개재(介在)하지 않고 전지 유닛(120)이 오목부(522) 내의 충전재(195)와 대향하도록 전지 유닛(120)을 오목부(522) 내의 충전재(195) 위에 배치한다. 이 때, 전지 유닛(120)과 충전재(195) 사이에 기포가 들어가지 않도록 주의한다.
도 24의 (A)는 오목부(522) 내의 충전재(195) 위에 전지 유닛(120)을 배치한 상태를 도시한 사시도이다. 또한, 도 24의 (B)에 도 24의 (A)에서의 일점쇄선 X1-X2를 따라 자른 단면도를, 도 24의 (C)에 일점쇄선 Y1-Y2를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
경화 후의 두께(t2)는 충전재(195)의 충전량에 따라 결정된다(도 25의 (B) 참조). 또한, 충전재(195)의 충전량은 적어도 전지 유닛(120)의 단부가 덮이도록 정하면 좋다.
그 후, 오목부(522) 내의 충전재(195)를 경화시킨다. 경화시킨 충전재(195)는 고무 탄성을 갖는 층(531)과 접합하여 일체물이 되고, 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 형성된다. 고무 탄성을 갖는 부재(109)의 형성 후, 고무 탄성을 갖는 부재(109) 및 전지 유닛(120)을 구조체(521)로부터 추출한다(도 25의 (A) 참조). 도 25의 (B)에 도 25의 (A)에서의 일점쇄선 Y1-Y2를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
<축전 장치의 제작 방법예 4>
축전 장치의 제작 방법예 4에서는 축전 장치의 한쪽 면에만 요철 구조를 제공하는 경우를 설명한다.
도 26의 (A)에 축전 장치의 제작에 사용하는 구조체(551)를 도시하였다. 도 26의 (B)에, 도 26의 (A)에 도시한 영역(65)의 확대도를 도시하였다. 또한, 도 26의 (A)에서의 일점쇄선 X3-X4를 따라 자른 단면도를 도 26의 (C)에 도시하고, 일점쇄선 Y3-Y4를 따라 자른 단면도를 도 26의 (D)에 도시하였다. 또한, 도 26의 (E)에 도 26의 (D)에 도시한 영역(66)의 확대도를 도시하였다.
구조체(551)는 오목부(552)를 갖는다. 오목부(552)에는 요철 구조(552a)가 제공되어 있다.
또한, 요철 구조(552a)는 복수의 오목부를 갖는 구성에 한정되지 않는다. 요철 구조(552a)는 복수의 볼록부를 가져도 좋다.
오목부(552)의 깊이(d2)는 두께(T) 이상이 바람직하다. 예를 들어, 두께(t3)가 70㎛이고, 두께(t1) 및 두께(t2)를 100㎛로 하는 경우, 깊이(d2)를 270㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 오목부(552)의 깊이(d2)에 요철 구조(552a)가 갖는 볼록부의 깊이는 포함하지 않는다.
구조체(551)로서는 예를 들어 금형 등을 사용할 수 있다. 다만, 구조체(551)에 사용하는 재료는 금속에 한정되지 않는다. 구조체(551)로서, 유리, 세라믹, 유기 수지, 목재 등의 재료를 사용하여도 좋다.
또한, 오목부(552)에 충전재(195)를 넣는다. 그 후, 충전재(195)를 경화시켜 고무 탄성을 갖는 층(531)을 제작한다(도 27의 (A) 참조). 충전재(195)의 충전량은 제작하는 고무 탄성을 갖는 층(531)의 두께(t1)에 따라 정할 수 있다(도 27의 (B), (C) 참조). 또한, 도 27의 (C)에 도시한 영역(67)의 확대도를 도 27의 (D)에 도시하였다.
다음에, 오목부(552) 내의 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 전지 유닛(120)을 배치한다(도 28 참조). 이 때, 전지 유닛(120)과 고무 탄성을 갖는 층(531) 사이에 기포가 들어가지 않도록 주의한다.
도 29의 (A)는 고무 탄성을 갖는 층(531) 위에 전지 유닛(120)을 배치한 상태를 도시한 사시도이다. 또한 도 29의 (B)에, 도 29의 (A)에서의 일점쇄선 X3-X4를 따라 자른 단면도를, 도 29의 (C)에 일점쇄선 Y3-Y4를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
다음에, 오목부(552)에 충전재(195)를 충전하고, 충전재(195)로 전지 유닛(120)를 덮는다. 여기서 충전하는 충전재(195)는 고무 탄성을 갖는 층(531)과 같은 재료라도 좋고, 다른 재료라도 좋다. 여기서 충전하는 충전재(195)가 고무 탄성을 갖는 층(531)과 같은 재질이면, 충전재(195)와 고무 탄성을 갖는 층(531)의 경화 후의 접합이 양호하게 되고, 실질적으로 이음매가 없는 고무 탄성을 갖는 부재를 형성할 수 있다.
도 30의 (A)는 오목부(552)에 충전재(195)를 충전한 상태를 도시한 사시도이다. 또한 도 30의 (B)에, 도 30의 (A)에서의 일점쇄선 X3-X4를 따라 자른 단면도를, 도 30의 (C)에 일점쇄선 Y3-Y4를 따라 자른 단면도를 도시하였다. 두께(t2)는 충전재(195)의 충전량에 따라 결정된다(도 31의 (B) 참조). 또한, 충전재(195)의 충전량은 적어도 전지 유닛(120)의 단부가 덮이도록 정하면 좋다.
그 후, 오목부(552) 내의 충전재(195)를 경화시킨다. 경화시킨 충전재(195)는 고무 탄성을 갖는 층(531)과 접합하여 일체물이 되고, 고무 탄성을 갖는 부재(109)가 형성된다. 그 후, 고무 탄성을 갖는 부재(109) 및 전지 유닛(120)을 구조체(551)로부터 추출한다(도 31의 (A) 참조). 도 31의 (B)에 도 31의 (A)에서의 일점쇄선 Y3-Y4를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
<축전 장치의 제작 방법예 5>
축전 장치의 제작 방법예 1~4에서는 오목부에 요철 구조를 갖는 구조체를 사용하였지만, 본 발명의 일 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 오목부에 요철 구조를 갖지 않는 구조체를 사용하여도 좋다. 그리고, 표면이 평탄한 고무 탄성을 갖는 부재(109)로 전지 유닛(120)을 덮은 후에, 날카로운 칼 등으로 고무 탄성을 갖는 부재(109)를 깎아서, 요철 구조를 형성하여도 좋다. 예를 들어, 열선 커터, 초음파 커터 등을 사용하여 요철 구조를 형성하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서 예시한 제작 방법을 사용함으로써, 고무 탄성을 갖는 부재로 전지 유닛이나 발광 유닛을 덮을 수 있다. 이로써, 대기 중으로부터의 수분 등의 침입을 억제하여, 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 굴곡과 신장이 반복적으로 행해져도 파손되기 어려운 장치를 구현할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 4)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치에 사용할 수 있는 전지 유닛에 대하여, 도 32~도 43을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전지 유닛은, 본 실시형태에 예시한 구성에 한정되지 않고, 다양한 형상, 형태에 적용할 수 있다.
본 실시형태에서는 리튬 이온 이차 전지를 예로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태는, 전지, 일차 전지, 이차 전지, 리튬 공기 전지, 납 축전지, 리튬 이온 폴리머 이차 전지, 니켈 수소 축전지, 니켈 카드뮴 축전지, 니켈 철 축전지, 니켈 아연 축전지, 산화 은 아연 축전지, 고체 전지, 공기 전지, 아연 공기 전지, 콘덴서, 리튬 이온 커패시터, 전기 2중층 커패시터, 울트라 커패시터, 슈퍼 커패시터 등에 적용하여도 좋다.
<구성예 1>
도 32의 (A)에 전지 유닛(500)을 도시하였다. 도 32의 (A)에서는 전지 유닛(500)의 일례로서 박형의 축전지의 형태를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 권회체를 사용한 축전지, 또는 원통형 또는 코인형의 축전지를 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치에 적용하여도 좋다.
도 32의 (A)에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(500)은 양극(503), 음극(506), 세퍼레이터(507), 및 외장체(509)를 갖는다. 전지 유닛(500)은 양극 리드(510) 및 음극 리드(511)를 가져도 좋다.
도 33에 도 32의 (A)에서의 일점쇄선 A1-A2를 따라 자른 단면도의 일례를 각각 도시하였다. 도 33에는 양극(503)과 음극(506)을 한 쌍 사용하여 제작한 전지 유닛(500)의 단면 구조를 각각 도시하였다.
도 33에 도시한 바와 같이, 전지 유닛(500)은 양극(503), 음극(506), 세퍼레이터(507), 전해액(508), 및 외장체(509)를 갖는다. 세퍼레이터(507)는 양극(503)과 음극(506) 사이에 끼워져 있다. 외장체(509)로 둘러싸인 영역은 전해액(508)으로 채워져 있다.
양극(503)은 양극 활물질층(502)과 양극 집전체(501)를 포함한다. 음극(506)은 음극 활물질층(505)과 음극 집전체(504)를 포함한다. 활물질층은 집전체의 한쪽 면 또는 양면에 형성할 수 있다. 세퍼레이터(507)는 양극 집전체(501)와 음극 집전체(504) 사이에 위치한다.
전지 유닛은 양극 및 음극을 각각 하나 이상 갖는다. 예를 들어, 전지 유닛은 복수의 양극 및 복수의 음극으로 이루어지는 적층 구조로 할 수도 있다.
도 34의 (A)에 도 32의 (A)에서의 일점쇄선 A1-A2를 따라 자른 단면도의 다른 예를 도시하였다. 또한, 도 34의 (B)에 도 32의 (A)에서의 일점쇄선 B1-B2를 따라 자른 단면도를 도시하였다.
도 34에는 양극(503)과 음극(506)을 복수 쌍 사용하여 제작한 전지 유닛(500)의 단면 구조를 도시하였다. 전지 유닛(500)이 갖는 전극층의 개수는 한정되지 않는다. 전극층의 개수가 많은 경우에는 더 많은 용량을 갖는 축전 장치로 할 수 있다. 또한, 전극층의 개수가 적은 경우에는 박형화할 수 있고 가요성이 우수한 축전 장치로 할 수 있다.
도 34에서는 양극 집전체(501)의 한쪽 면에 양극 활물질층(502)을 갖는 양극(503)을 2개, 양극 집전체(501)의 양면에 양극 활물질층(502)을 갖는 양극(503)을 2개, 음극 집전체(504)의 양면에 음극 활물질층(505)을 갖는 음극(506)을 3개 사용하는 예를 도시하였다. 즉, 전지 유닛(500)은 6층의 양극 활물질층(502)과 6층의 음극 활물질층(505)을 갖는다. 또한, 도 34에서는 세퍼레이터(507)가 봉지 형상인 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 세퍼레이터(507)는 직사각형이라도 좋고, 주름상자(bellows) 형상이라도 좋다.
다음에, 도 32의 (B)에 양극(503)의 외관도를 도시하였다. 양극(503)은 양극 집전체(501) 및 양극 활물질층(502)을 갖는다.
또한, 도 32의 (C)에 음극(506)의 외관도를 도시하였다. 음극(506)은 음극 집전체(504) 및 음극 활물질층(505)을 갖는다.
여기서, 양극(503) 및 음극(506)은 적층되는 복수의 양극끼리 또는 복수의 음극끼리를 전기적으로 접속하기 위하여 탭 영역을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 탭 영역에는 전극 리드를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다.
도 32의 (B)에 도시한 바와 같이, 양극(503)은 탭 영역(281)을 갖는 것이 바람직하다. 탭 영역(281)의 일부는 양극 리드(510)와 용접되는 것이 바람직하다. 탭 영역(281)은 양극 집전체(501)가 노출되는 영역을 갖는 것이 바람직하고, 양극 집전체(501)가 노출되는 영역에 양극 리드(510)를 용접함으로써, 접촉 저항을 더 낮게 할 수 있다. 또한, 도 32의 (B)에서는 탭 영역(281)의 영역 전체에서 양극 집전체(501)가 노출되어 있는 예를 도시하였지만 탭 영역(281)은 그 일부에 양극 활물질층(502)을 가져도 좋다.
도 32의 (C)에 도시한 바와 같이, 음극(506)은 탭 영역(282)을 갖는 것이 바람직하다. 탭 영역(282)의 일부는 음극 리드(511)와 용접되는 것이 바람직하다. 탭 영역(282)은 음극 집전체(504)가 노출되는 영역을 갖는 것이 바람직하고, 음극 집전체(504)가 노출되는 영역에 음극 리드(511)를 용접함으로써, 접촉 저항을 더 낮게 할 수 있다. 또한, 도 32의 (C)에서는 탭 영역(282)의 전역에서 음극 집전체(504)가 노출되어 있는 예를 도시하였지만 탭 영역(282)은 그 일부에 음극 활물질층(505)을 가져도 좋다.
도 32의 (A)에서는 양극(503)과 음극(506)의 단부가 대략 정렬되어 있는 예를 도시하였지만, 양극(503)은 음극(506)의 단부보다 외측에 위치하는 부분을 가져도 좋다.
전지 유닛(500)에서, 음극(506)의 양극(503)과 중첩되지 않는 영역의 면적은 작을수록 바람직하다.
도 33의 (A)에서는 음극(506)의 단부가 양극(503)의 내측에 위치하는 예를 도시하였다. 이와 같은 구성으로 함으로써 음극(506)을 모두 양극(503)과 중첩시키거나, 음극(506)의 양극(503)과 중첩되지 않는 영역의 면적을 작게 할 수 있다.
또는 전지 유닛(500)에 있어서, 양극(503)과 음극(506)의 면적은 대략 같은 것이 바람직하다. 예를 들어, 세퍼레이터(507)를 끼우고 대향하는 양극(503)과 음극(506)의 면적은 대략 같은 것이 바람직하다. 예를 들어, 세퍼레이터(507)를 끼우고 대향하는 양극 활물질층(502)의 면적과 음극 활물질층(505)의 면적은 대략 같은 것이 바람직하다.
예를 들어, 도 34에 도시한 바와 같이, 양극(503)의 세퍼레이터(507) 측의 면의 면적과 음극(506)의 세퍼레이터(507) 측의 면의 면적은 대략 같은 것이 바람직하다. 양극(503)의 음극(506) 측의 면의 면적과 음극(506)의 양극(503) 측의 면의 면적을 대략 같게 함으로써 음극(506)의 양극(503)과 중첩되지 않는 영역을 작게(또는 이상적으로는 없앰) 할 수 있어, 전지 유닛(500)의 불가역 용량을 감소시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또는 도 34에 도시한 바와 같이, 양극 활물질층(502)의 세퍼레이터(507) 측의 면의 면적과 음극 활물질층(505)의 세퍼레이터(507) 측의 면의 면적은 대략 같은 것이 바람직하다.
또한, 도 34에 도시한 바와 같이, 양극(503)의 단부와 음극(506)의 단부는 대략 정렬되는 것이 바람직하다. 또한 양극 활물질층(502)과 음극 활물질층(505)의 단부는 대략 정렬되는 것이 바람직하다.
또한, 도 33의 (B)에서는 양극(503)의 단부가 음극(506)의 내측에 위치하는 예를 도시하였다. 이와 같은 구성으로 함으로써 양극(503)을 모두 음극(506)과 중첩시키거나, 양극(503)의 음극(506)과 중첩되지 않는 영역의 면적을 작게 할 수 있다. 음극(506)의 단부가 양극(503)의 단부보다 내측에 위치하면, 음극(506)의 단부에 전류가 집중될 경우가 있다. 예를 들어, 음극(506)의 일부에 전류가 집중됨으로써, 음극(506) 위에 석출될 경우가 있다. 양극(503)의 음극(506)과 중첩되지 않는 영역의 면적을 작게 함으로써, 음극(506)의 일부에 전류가 집중되는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 예를 들어, 음극(506) 위로 리튬이 석출되는 것을 억제할 수 있어 바람직하다.
도 32의 (A)에 도시한 바와 같이, 양극 리드(510)는 양극(503)에 전기적으로 접속하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 음극 리드(511)는 음극(506)에 전기적으로 접속되는 것이 바람직하다. 양극 리드(510) 및 음극 리드(511)는 외장체(509)의 외측으로 노출되어 외부와의 전기적 접속을 얻는 단자로서 기능한다.
또한, 양극 집전체(501) 및 음극 집전체(504)는, 외부와의 전기적 접촉을 얻는 단자의 역할을 겸할 수도 있다. 이 경우에는 전극 리드를 사용하지 않고 양극 집전체(501) 및 음극 집전체(504)의 일부가 외장체(509)의 외측에 노출되도록 배치하여도 좋다.
또한, 도 32의 (A)에서는, 양극 리드(510)와 음극 리드(511)는, 전지 유닛(500)의 같은 변에 배치되어 있지만 도 35에 도시한 바와 같이, 양극 리드(510)와 음극 리드(511)를 전지 유닛(500)의 다른 변에 배치하여도 좋다. 이와 같이 본 발명의 일 형태에 따른 전지 유닛은 전극 리드를 자유로이 배치할 수 있기 때문에 설계 자유도가 높다. 따라서, 본 발명의 일 형태에 따른 전지 유닛을 사용한 제품의 설계 자유도를 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 따른 전지 유닛을 사용한 제품의 생산성을 높일 수 있다.
이하에서는, 전지 유닛의 구성 요소에 대하여 상세히 설명한다.
<<집전체>>
집전체는, 축전 장치 내에서 현저한 화학 변화를 일으키지 않고 높은 도전성을 나타내는 한, 특별한 제한은 없다. 양극 집전체 및 음극 집전체에는, 예를 들어 스테인리스, 금, 백금, 아연, 철, 니켈, 구리, 알루미늄, 타이타늄, 탄탈럼, 망가니즈 등의 금속, 이들의 합금, 또는 소결된 탄소 등을 각각 사용할 수 있다. 또는, 구리 또는 스테인리스 강을 탄소, 니켈, 또는 타이타늄 등으로 피복하여 사용하여도 좋다. 또는, 실리콘, 타이타늄, 네오디뮴, 스칸듐, 몰리브데넘 등 내열성을 향상시키는 원소가 첨가된 알루미늄 합금을 사용할 수 있다. 또는, 실리콘과 반응하여 실리사이드를 형성하는 금속 원소로 집전체를 형성하여도 좋다. 실리콘과 반응하여 실리사이드를 형성하는 금속 원소로서는, 지르코늄, 타이타늄, 하프늄, 바나듐, 나이오븀, 탄탈럼, 크로뮴, 몰리브데넘, 텅스텐, 코발트, 니켈 등이 있다.
집전체의 표면에서는, 전해액과의 불가역적인 반응이 생길 경우가 있다. 따라서, 집전체는 전해액과의 반응성이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 집전체에 스테인리스 등을 사용함으로써, 전해액과의 반응성을 더 낮게 할 수 있는 경우가 있어 바람직하다.
또한, 양극 집전체 및 음극 집전체에는 각각, 박(箔) 형태, 판 형태(시트 형태), 그물 형태, 원기둥 형태, 코일 형태, 펀칭 메탈 형태, 강망(expanded-metal) 형태, 다공질 형태, 및 부직포 형태를 포괄하는 다양한 형태의 형상을 적절히 사용할 수 있다. 또한, 활물질층과의 밀착성을 높이기 위하여 양극 집전체 및 음극 집전체는 각각 표면에 미세한 요철을 가져도 좋다. 또한, 양극 집전체 및 음극 집전체는 각각, 두께가 5㎛ 이상 30㎛ 이하인 것을 사용하면 좋다.
또한, 집전체의 표면의 일부에 언더코트층을 제공하여도 좋다. 여기서 언더코트층은 집전체와 활물질층의 접촉 저항의 저감, 또는 집전체와 활물질층의 밀착성 향상을 위한 피복층을 말한다. 또한 언더코트층은 집전체의 일면 전체에 형성되어 있지 않아도 되고, 섬 형상(부분적으로)으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 언더코트층이 활물질로서 용량을 발현하여도 좋다. 언더코트층으로서는, 예를 들어 탄소 재료를 사용할 수 있다. 탄소 재료로서는 예를 들어 아세틸렌블랙 등의 카본 블랙, 카본 나노튜브, 흑연 등을 사용할 수 있다. 또한, 언더코트층으로서는 금속층, 탄소와 고분자를 포함한 층, 및 금속과 고분자를 포함한 층을 사용할 수 있다.
<<활물질층>>
활물질층은, 활물질을 포함한다. 활물질이란, 캐리어인 이온의 삽입·이탈에 관여하는 물질만을 가리키지만, 본 명세서 등에서는 본래 "활물질"인 재료에 더하여 도전조제 및 결착제 등을 포함한 것도 활물질층이라고 부른다.
양극 활물질층은 1종류 이상의 양극 활물질을 갖는다. 음극 활물질층은 1종류 이상의 음극 활물질을 갖는다.
양극 활물질 및 음극 활물질은, 축전 장치의 전지 반응의 중심적인 역할을 맡고, 캐리어 이온의 방출 및 흡수를 하는 물질이다. 축전 장치의 수명을 높이기 위해서는 활물질이 전지 반응의 불가역적 반응에 따른 용량이 작은 재료인 것이 바람직하고, 충방전 효율이 높은 재료인 것이 바람직하다.
양극 활물질에는 리튬 이온 등의 캐리어 이온의 삽입 및 탈리가 가능한 재료를 사용할 수 있다. 양극 활물질로서 예를 들어, 올리빈(olivine)형 결정 구조, 층상 암염(rock-salt)형 결정 구조, 스피넬(spinel)형 결정 구조, NASICON형 결정 구조를 갖는 재료 등을 들 수 있다.
예를 들어, 양극 활물질로서 LiFeO2, LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4, V2O5, Cr2O5, MnO2 등의 화합물을 재료로서 사용할 수 있다.
올리빈형 결정 구조를 갖는 재료로서는, 리튬 함유 복합 인산염(일반식 LiMPO4(M은 Fe(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) 중 하나 이상)을 들 수 있다. 일반식 LiMPO4의 대표적인 예로서는 LiFePO4, LiNiPO4, LiCoPO4, LiMnPO4, LiFeaNibPO4, LiFeaCobPO4, LiFeaMnbPO4, LiNiaCobPO4, LiNiaMnbPO4(a+b는 1 이하, 0<a<1, 0<b<1), LiFecNidCoePO4, LiFecNidMnePO4, LiNicCodMnePO4(c+d+e는 1 이하, 0<c<1, 0<d<1, 0<e<1), LiFefNigCohMniPO4(f+g+h+i는 1 이하, 0<f<1, 0<g<1, 0<h<1, 0<i<1) 등의 화합물을 들 수 있다.
예를 들어, 인산 철 리튬(LiFePO4)은 안전성, 안정성, 고용량 밀도, 고전위, 초기 산화(충전) 시에 뽑아낼 수 있는 리튬 이온의 존재 등, 양극 활물질에 요구되는 사항을 균형 좋게 만족시키기 때문에 바람직하다.
양극 활물질로서 LiFePO4를 사용함으로써 과충전 등의 외부 부하에 대해서도 안정적이며 안전성이 높은 축전 장치를 구현할 수 있다. 따라서, 예를 들어 휴대용 모바일 기기, 및 몸에 장착하는 웨어러블(wearable) 기기 등에 사용하는 축전 장치로서 특히 우수하다.
층상 암염형 결정 구조를 갖는 재료로서는, 예를 들어 코발트산리튬(LiCoO2), LiNiO2, LiMnO2, Li2MnO3, LiNi0.8Co0.2O2 등의 NiCo계(일반식은 LiNixCo1-xO2(0<x<1)), LiNi0.5Mn0.5O2 등의 NiMn계(일반식은 LiNixMn1-xO2(0<x<1)), LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 등의 NiMnCo계(NMC라고도 함. 일반식은 LiNixMnyCo1－x－yO2(x>0, y>0, x＋y<1))를 들 수 있다. 또한, Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2, Li2MnO3-LiMO2(M은 Co, Ni, 또는 Mn) 등도 들 수 있다.
특히, LiCoO2는 용량이 크고, LiNiO2보다 대기 중에서 안정적이고, LiNiO2보다 열적으로 안정적인 것 등의 이점이 있기 때문에 바람직하다.
스피넬형 결정 구조를 갖는 재료로서는, 예를 들어, LiMn2O4, Li1+xMn2-xO4(0<x<2), LiMn2-xAlxO4(0<x<2), LiMn1.5Ni0.5O4 등을 들 수 있다.
LiMn2O4 등 망가니즈를 포함한 스피넬형 결정 구조를 갖는 재료에 소량의 니켈산 리튬(LiNiO2 또는 LiNi1-xMxO2(0<x<1)(M=Co, Al 등))을 혼합하면 망가니즈의 용출을 억제하거나, 전해액의 분해를 억제하는 등의 이점이 있어 바람직하다.
또는, 양극 활물질층으로서, 일반식 Li(2-j)MSiO4(M은 Fe(II), Mn(II), Co(II), Ni(II) 중 하나 이상, 0≤j≤2) 등의 리튬 함유 복합 규산염을 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)FekNilSiO4, Li(2－j)FekColSiO4, Li(2－j)FekMnlSiO4, Li(2－j)NikColSiO4, Li(2－j)NikMnlSiO4(k＋l은 1 이하, 0<k<1, 0<l<1), Li(2－j)FemNinCoqSiO4, Li(2－j)FemNinMnqSiO4, Li(2－j)NimConMnqSiO4(m＋n＋q는 1 이하, 0<m<1, 0<n<1, 0<q<1), Li(2－j)FerNisCotMnuSiO4(r＋s＋t＋u는 1 이하, 0<r<1, 0<s<1, 0<t<1, 0<u<1) 등의 화합물을 들 수 있다.
또는, 양극 활물질로서, AxM2(XO4)3(A=Li, Na, Mg, M=Fe, Mn, Ti, V, Nb, Al, X=S, P, Mo, W, As, Si)의 일반식으로 나타내어지는 NASICON형 화합물을 사용할 수 있다. NASICON형 화합물로서는 Fe2(MnO4)3, Fe2(SO4)3, Li3Fe2(PO4)3 등을 들 수 있다.
또는, 양극 활물질로서 일반식 Li2MPO4F, Li2MP2O7, Li5MO4(M=Fe, Mn)로 표기되는 화합물, FeF3 등의 페로브스카이트형 플루오린화물, TiS2, MoS2 등의 금속 칼코게나이드(황화물, 셀레늄화물, 텔루륨화물), LiMVO4(M=Mn, Co, Ni) 등의 역스피넬형 결정 구조를 갖는 재료, 바나듐 산화물계(V2O5, V6O13, LiV3O8 등), 망가니즈 산화물, 유기 황 화합물 등의 재료를 사용할 수 있다.
또한, 양극 활물질로서 상술한 재료를 복수로 조합한 재료를 사용하여도 좋다. 예를 들어 상술한 재료를 복수로 조합한 고용체를 양극 활물질로서 사용할 수 있다. 예를 들어 LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2와 Li2MnO3의 고용체를 양극 활물질로서 사용할 수 있다.
또한, 캐리어 이온이 리튬 이온 이외의 알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온인 경우, 양극 활물질로서 상기 리튬 화합물, 리튬 함유 복합 인산염, 및 리튬 함유 복합 규산염에서 리튬을 알칼리 금속(예를 들어, 소듐이나 포타슘 등), 알칼리 토금속(예를 들어, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 베릴륨, 마그네슘 등) 등의 캐리어로 치환한 화합물을 사용하여도 좋다.
양극 활물질의 일차 입자의 평균 입경은 예를 들어 5nm 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한 예를 들어, 양극 활물질로서 올리빈형 구조의 리튬 함유 복합 인산염을 사용한 경우, 리튬의 확산 경로가 일차원적이기 때문에 리튬 확산이 느리다. 따라서, 올리빈형 구조의 리튬 함유 복합 인산염을 사용한 경우, 충방전의 속도를 높이기 위해서는 양극 활물질의 평균 입경은 예를 들어 5nm 이상 1㎛ 이하로 하면 좋다. 또는 양극 활물질의 비표면적은 예를 들어 바람직하게는 10m2/g 이상 50m2/g 이하로 하면 좋다.
올리빈형 구조를 갖는 활물질은 예를 들어 층상 암염형 결정 구조를 갖는 활물질 등에 비하여 충방전에 따른 구조 변화가 매우 적고, 결정 구조가 안정적이기 때문에 과충전 등의 동작에 대해서도 안정적이고 양극 활물질로서 사용하면 안전성이 높은 축전 장치를 구현할 수 있다.
음극 활물질로서는, 예를 들어 탄소계 재료, 합금계 재료 등을 사용할 수 있다.
탄소계 재료로서는, 흑연, 이흑연화성 탄소(소프트 카본), 난흑연화성 탄소(하드 카본), 카본 나노튜브, 그래핀, 카본 블랙 등을 들 수 있다. 흑연으로서는 메소카본 마이크로비즈(MCMB), 코크스계 인조 흑연, 피치계 인조 흑연 등의 인조 흑연, 또는 구상(球狀)화 천연 흑연 등의 천연 흑연을 들 수 있다. 또한, 흑연의 형상으로서는 인편(鱗片) 형상, 또는 구(球) 형상을 들 수 있다.
흑연은 리튬 이온이 흑연에 삽입되었을 때(리튬-흑연 층간 화합물의 생성 시) 리튬 금속과 같은 정도로 낮은 전위를 나타낸다(0.1V 이상 0.3V 이하 vs.Li/Li+). 이에 의하여 리튬 이온 이차 전지는 높은 작동 전압을 나타낼 수 있다. 또한, 흑연은 단위 체적당 용량이 비교적 높은 점, 체적 팽창이 작은 점, 가격이 싼 점, 리튬 금속에 비하여 안전성이 높은 점 등의 이점을 갖기 때문에 바람직하다.
캐리어 이온이 리튬 이온인 경우, 합금계 재료로서는 예를 들어, Mg, Ca, Ga, Si, Al, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, 및 In 등 중 적어도 하나를 포함하는 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 원소는 탄소보다 용량이 크고, 특히 실리콘은 이론 용량이 4200mAh/g으로 높기 때문에 축전 장치의 용량을 높일 수 있다. 이와 같은 원소를 사용한 합금계 재료(화합물계 재료)로서는 예를 들어 Mg2Si, Mg2Ge, Mg2Sn, SnS2, V2Sn3, FeSn2, CoSn2, Ni3Sn2, Cu6Sn5, Ag3Sn, Ag3Sb, Ni2MnSb, CeSb3, LaSn3, La3Co2Sn7, CoSb3, InSb, SbSn 등을 들 수 있다.
또한, 음극 활물질로서 SiO, SnO, SnO2, 이산화 타이타늄(TiO2), 리튬 타이타늄 산화물(Li4Ti5O12), 리튬-흑연 층간 화합물(LixC6), 오산화 나이오븀(Nb2O5), 산화 텅스텐(WO2), 산화 몰리브데넘(MoO2) 등의 산화물을 사용할 수 있다. 여기서, SiO란 실리콘과 산소를 갖는 화합물이고, 실리콘과 산소의 원자수비를 실리콘:산소=α:β로 하면, α는 β 근방의 값을 갖는 것이 바람직하다. 여기서 근방의 값을 갖는다는 것은 예를 들어, α와 β의 차의 절대값은 β의 값에 대하여 바람직하게는 20% 이하, 더 바람직하게는 10% 이하이다.
또한, 음극 활물질로서, 리튬과 전이 금속의 질화물인, Li3N형 구조를 갖는 Li3-xMxN(M은 Co, Ni 또는 Cu)를 사용할 수 있다. 예를 들어, Li2.6Co0.4N3은 큰 충방전 용량(900mAh/g, 1890mAh/cm3)을 나타내기 때문에 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 있다. 또한, 양극 활물질에 리튬 이온을 포함한 재료를 사용하는 경우에도 양극 활물질에 포함되는 리튬 이온을 미리 이탈시켜 둠으로써 음극 활물질로서 리튬과 전이 금속의 질화물을 사용할 수 있다.
또한, 전환(conversion) 반응이 일어나는 재료를 음극 활물질로서 사용할 수도 있다. 예를 들어, 산화 코발트(CoO), 산화 니켈(NiO), 산화 철(FeO) 등, 리튬과의 합금화 반응이 일어나지 않는 전이 금속 산화물을 음극 활물질로서 사용하여도 좋다. 전환 반응이 일어나는 재료로서는, 또한 Fe2O3, CuO, Cu2O, RuO2, Cr2O3 등의 산화물, CoS0.89, NiS, CuS 등의 황화물, Zn3N2, Cu3N, Ge3N4 등의 질화물, NiP2, FeP2, CoP3 등의 인화물, FeF3, BiF3 등의 불화물을 들 수 있다.
음극 활물질의 일차 입자의 평균 입경은 예를 들어 5nm 이상 100㎛ 이하인 것이 바람직하다.
양극 활물질층 및 음극 활물질층은 각각 도전조제를 가져도 좋다.
도전조제로서는, 예를 들어 탄소 재료, 금속 재료, 또는 도전성 세라믹 재료 등을 사용할 수 있다. 또한, 도전조제로서 섬유 형상의 재료를 사용하여도 좋다. 활물질층의 총량에 대한 도전조제의 함유량은 1wt% 이상 10wt% 이하가 바람직하고, 1wt% 이상 5wt% 이하가 더 바람직하다.
도전조제에 의하여 전극 중에 전기 전도의 네트워크를 형성할 수 있다. 도전조제에 의하여 음극 활물질끼리의 전기 전도의 경로를 유지할 수 있다. 활물질층 중에 도전조제를 첨가함으로써 높은 전기 전도성을 갖는 활물질층을 구현할 수 있다.
도전조제로서는 예를 들어 천연 흑연, 메소카본 마이크로비즈 등의 인조 흑연, 탄소 섬유 등을 사용할 수 있다. 탄소 섬유로서는 예를 들어, 메소페이스 피치계 탄소 섬유, 등방성 피치계 탄소 섬유 등의 탄소 섬유를 사용할 수 있다. 또한, 탄소 섬유로서 카본 나노 섬유 또는 카본 나노튜브 등을 사용할 수 있다. 카본 나노튜브는 예를 들어 기상 성장법 등으로 제작할 수 있다. 또한, 도전조제로서 예를 들어 카본 블랙(아세틸렌 블랙(AB) 등), 그래파이트(흑연) 입자, 그래핀, 플러렌 등의 탄소 재료를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 구리, 니켈, 알루미늄, 은, 금 등의 금속 분말 또는 금속 섬유, 또는 도전성 세라믹 재료 등을 사용할 수 있다.
박편 형태의 그래핀은 도전성이 높은 등의 우수한 전기 특성과, 유연성 그리고 기계적 강도가 높은 등의 우수한 물리 특성을 갖는다. 그러므로, 그래핀을 도전조제로서 사용함으로써 활물질 사이, 또는 활물질-집전체 사이의 전기 도전율을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 그래핀은 단층 그래핀 또는 2층 이상 100층 이하의 복수의 층으로 이루어진 그래핀을 포함한다. 단층 그래핀이란, π결합을 갖는 1원자층의 탄소 분자의 시트를 말한다. 또한, 산화 그래핀이란, 상기 그래핀이 산화된 화합물을 말한다.
그래핀은 접촉 저항이 낮은 면접촉을 가능하게 하는 것이고, 또한 얇아도 도전성이 매우 높고, 적은 양으로도 효율적으로 활물질층 내에 도전 경로를 형성할 수 있다.
평균 입경이 작은(예를 들어 1㎛ 이하) 활물질을 사용하는 경우에는, 활물질의 비표면적이 크고 활물질들을 접속하는 도전 경로가 더 많이 있어야 한다. 이와 같은 경우에는 도전성이 매우 높고 적은 양으로도 효율적으로 도전 경로를 형성할 수 있는 그래핀을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
양극 활물질층 및 음극 활물질층은 각각 결착제를 가져도 좋다.
본 명세서 중에 있어서, 결착제는 활물질과 활물질을 결착 또는 접착시키는 기능, 및/또는 활물질층과 집전체를 결착 또는 접착시키는 기능을 갖는다. 또한, 결착제는 전극 또는 전지의 제작 중의 그 상태가 변화하는 경우가 있다. 예를 들어, 결착제는 액체, 고체, 및 젤 등 중 적어도 어느 하나의 상태를 취할 수 있다. 또한, 결착제는 전극 또는 전지의 제작 중에 단량체(모노머)에서 중합체(폴리머)로 변화하는 경우가 있다.
예를 들어, 결착제로서 수용성의 고분자를 사용할 수 있다. 수용성의 고분자로서는 예를 들어 다당류 등을 사용할 수 있다. 다당류로서는, 카복시메틸셀룰로스(CMC), 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 하이드록시프로필셀룰로스, 다이아세틸셀룰로스, 재생셀룰로스 등의 셀룰로스 유도체, 또는 전분(澱粉) 등을 사용할 수 있다.
또한, 결착제로서, 스타이렌 뷰타다이엔 고무(SBR), 스타이렌-아이소프렌-스타이렌 고무, 아크릴로나이트릴-뷰타다이엔 고무, 뷰타다이엔 고무, 불소 고무, 에틸렌 프로필렌 다이엔 공중합체 등의 고무 재료를 사용할 수 있다. 이들 고무 재료는 상술한 수용성의 고분자와 병용하여 사용하여도 좋다. 이들 고무 재료는 고무 탄성을 갖고, 신축하기 쉽기 때문에 충방전에 따른 활물질의 팽창수축, 또는 전극의 휨에 따른 스트레스에 강하고, 신뢰성이 높은 전극을 얻을 수 있는 한편, 소수기를 갖고 물에 녹기 어려운 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 수용액 중에서 입자가 물에 용해되지 않는 상태로 분산되기 때문에 활물질층(102)의 형성에 사용하는 용제를 포함하는 조성물(전극 합제 조성물이라고도 함)을 도포하기에 적합한 점도까지 높이는 것이 어려울 수 있다. 이 때, 점도 조정 기능이 높은 수용성 고분자, 예를 들어 다당류를 사용하면, 용액의 점도를 적합하게 높이는 효과를 기대할 수 있는 것에 더하여 고무 재료와 서로 균일하게 분산되어, 균일성이 높은 양호한 전극, 예를 들어 전극 막 두께 또는 전극 저항의 균일성이 높은 전극을 얻을 수 있다.
또한, 결착제로서, PVdF, 폴리스타이렌, 폴리아크릴산메틸, 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 폴리아크릴산소듐, 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리프로필렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리염화바이닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아이소뷰틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 나일론, 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리바이닐클로라이드, 에틸렌프로필렌다이엔폴리머, 폴리아세트산바이닐, 폴리메틸메타크릴레이트, 나이트로셀룰로스 등의 재료를 사용할 수 있다.
결착제는 상술한 것 중 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 좋다.
활물질층의 총량에 대한 결착제의 함유량은, 1wt％ 이상 10wt％ 이하가 바람직하고, 2wt％ 이상 8wt％ 이하가 더 바람직하고, 3wt％ 이상 5wt％ 이하가 더욱 바람직하다.
<<전해액>>
전해액(508)의 용매로서는 비프로톤성 유기 용매가 바람직하고, 예를 들어 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 뷰틸렌카보네이트, 클로로에틸렌카보네이트, 바이닐렌카보네이트(VC), γ-뷰티로락톤, γ-발레로락톤, 다이메틸카보네이트(DMC), 다이에틸카보네이트(DEC), 에틸메틸카보네이트(EMC), 폼산메틸, 아세트산메틸, 뷰티르산메틸, 1,3-다이옥산, 1,4-다이옥산, 다이메톡시에테인(DME), 다이메틸설폭사이드, 다이에틸에터, 메틸다이글라임, 아세토나이트릴, 벤조나이트릴, 테트라하이드로퓨란, 설포레인, 설톤 등 중에서 1종류 또는 이들 중 2종류 이상을 임의의 조합 및 비율로 사용할 수 있다.
또한, 전해액의 용매로서 난연성 및 난휘발성인 이온 액체(상온 용융염)를 하나 또는 복수로 사용함으로써, 축전 장치의 내부 단락 또는 과충전 등으로 인하여 내부 온도가 상승하여도 축전 장치의 파열 또는 발화 등을 방지할 수 있다. 이온 액체는 양이온과 음이온으로 이루어지며 유기 양이온과 음이온을 포함한다. 전해액에 사용하는 유기 양이온으로서 4급 암모늄 양이온, 3급 설포늄 양이온, 및 4급 포스포늄 양이온 등의 지방족 오늄 양이온, 또한 이미다졸륨 양이온, 및 피리디늄 양이온 등의 방향족 양이온을 들 수 있다. 또한, 전해액에 사용하는 음이온으로서는, 1가 아마이드계 음이온, 1가 메티드계 음이온, 플루오로설폰산 음이온, 퍼플루오로알킬설폰산 음이온, 테트라플루오로붕산 음이온, 퍼플루오로알킬붕산 음이온, 헥사플루오로인산 음이온, 또는 퍼플루오로알킬인산 음이온 등을 들 수 있다.
또한, 캐리어로서 리튬 이온을 사용하는 경우, 상술한 용매에 용해시키는 전해질로서는 예를 들어, LiPF6, LiClO4, LiAsF6, LiBF4, LiAlCl4, LiSCN, LiBr, LiI, Li2SO4, Li2B10Cl10, Li2B12Cl12, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, LiC(CF3SO2)3, LiC(C2F5SO2)3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C4F9SO2)(CF3SO2), LiN(C2F5SO2)2 등의 리튬염 중에서 1종류, 또는 이들 중 2종류 이상을 임의의 조합 및 비율로 사용할 수 있다.
또한, 축전 장치에 사용하는 전해액은 입자상의 먼지 또는 전해액의 구성 원소 이외의 원소(이하, 단순히 '불순물'이라고도 함)의 함유량이 적은 고순도화된 전해액을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 전해액에 대한 불순물의 중량비는 1% 이하, 바람직하게는 0.1% 이하, 더 바람직하게는 0.01% 이하로 한다.
또한, 전해액에 바이닐렌카보네이트(VC), 프로페인설톤(PS), tert-뷰틸벤젠(TBB), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), LiBOB 등의 첨가제를 첨가하여도 좋다. 첨가제의 농도는 예를 들어 용매 전체의 0.1wt% 이상 5wt% 이하로 한다.
또한, 폴리머를 전해액으로 팽윤(膨潤)시킨 폴리머 젤 전해질을 사용하여도 좋다.
폴리머로서는 예를 들어 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등의 폴리알킬렌옥사이드 구조를 갖는 폴리머, PVdF, 및 폴리아크릴로나이트릴 등, 그리고 이들을 포함하는 공중합체 등을 사용할 수 있다. 예를 들어 PVdF와 헥사플루오로프로필렌(HFP)의 공중합체인 PVdF-HFP를 사용할 수 있다. 또한, 형성되는 폴리머가 다공질 형태를 가져도 좋다.
또한, 전해액에 중합 개시제 및 가교제를 첨가하여 전해액을 젤화하여도 좋다. 예를 들어 이온 액체를 구성하는 양이온 또는 음이온에 중합성의 관능기를 도입하고, 중합 개시제를 사용하여 그들을 중합함으로써 이온 액체 자체를 중합하여도 좋다. 그리고, 중합한 이온 액체를 가교제에 의하여 젤화시켜도 좋다.
또한, 전해액과 조합하여, 황화물계 또는 산화물계 무기물 재료 등의 무기물 재료를 갖는 고체 전해질, 또는 폴리에틸렌 옥사이드(PEO)계 고분자 재료 등의 고분자 재료를 갖는 고체 전해질을 사용하여도 좋다. 예를 들어, 고체 전해질을 활물질층의 표면에 형성하여도 좋다. 또한, 고체 전해질과 전해액을 조합하여 사용하는 경우에는 세퍼레이터나 스페이서는 필요 없는 경우가 있다.
또한, 전해액의 용매로서 젤화된 고분자 재료를 사용함으로써 누액성(漏液性) 등에 대한 안전성이 높아진다. 또한, 축전 장치의 박형화 및 경량화가 가능하다. 예를 들어, 폴리에틸렌옥사이드계, 폴리아크릴나이트릴계, 폴리불화바이닐리덴계, 아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계 폴리머를 사용할 수 있다. 또한, 상온(예를 들어 25℃)으로 전해액을 젤화할 수 있는 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 실리콘(silicone) 젤 등을 사용하여도 좋다. 또한, 본 명세서 등에서, 예를 들어 폴리불화바이닐리덴계 폴리머란, 폴리불화바이닐리덴(PVDF)을 포함하는 폴리머를 의미하여, 폴리(불화바이닐리덴-헥사플루오로프로필렌) 공중합체 등을 포함한다.
또한, FT-IR(푸리에 변환 적외 분광 광도계) 등을 사용함으로써, 상기 폴리머를 정성 분석할 수 있다. 예를 들어 폴리불화바이닐리덴계 폴리머는 FT-IR에서 얻어진 스펙트럼에 C-F 결합을 나타내는 흡수를 갖는다. 또한, 폴리아크릴로나이트릴계 폴리머는 FT-IR에서 얻어진 스펙트럼에 C≡N 결합을 나타내는 흡수를 갖는다.
<<세퍼레이터>>
세퍼레이터(507)에는, 종이, 부직포, 유리 섬유, 세라믹, 또는 나일론(폴리아마이드), 바이닐론(폴리바이닐알코올계 섬유), 폴리에스터, 아크릴, 폴리올레핀, 폴리우레탄 등의 합성 섬유 등을 사용할 수 있다. 세퍼레이터(507)는 단층 구조라도 좋고, 적층 구조라도 좋다.
더 구체적으로는 세퍼레이터(507)에는 예를 들어, 불소계 폴리머, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 등의 폴리에터, 폴리에틸렌, 폴리프로펠렌 등의 폴리올레핀, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리염화바이닐리덴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리바이닐알코올, 폴리메타크릴로나이트릴, 폴리바이닐아세테이트, 폴리바이닐피롤리돈, 폴리에틸렌이민, 폴리뷰타다이엔, 폴리스타이렌, 폴리아이소프렌, 폴리우레탄계 고분자 및 이들의 유도체, 셀룰로스, 종이, 부직포, 유리 섬유 중에서 선택된 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
<<외장체>>
외장체(509)는, 전해액(508)과 접하는 면, 즉 내측의 면이 전해액(508)과 현저한 반응이 생기지 않는 것이 바람직하다. 또한, 전지 유닛(500)의 외부로부터 전지 유닛(500)에 수분이 혼입되면, 전해액(508)의 성분 등과 물의 반응이 생기는 경우가 있다. 따라서 외장체(509)는 수분의 투과성이 낮은 것이 바람직하다.
외장체(509)에는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 아이오노머, 폴리아마이드 등을 사용한 막 위에, 알루미늄, 스테인리스, 구리, 니켈 등의 가요성이 우수한 금속 박막을 제공하고, 또한 이 금속 박막 위에 외장체의 외면으로서 폴리아마이드계 수지, 폴리에스터계 수지 등의 절연성 합성 수지막을 제공한 3층 구조의 필름을 사용할 수 있다. 이와 같은 3층 구조로 함으로써, 전해액 및 기체의 투과를 차단함과 동시에, 절연성을 확보하고, 아울러 내전해액성을 갖는다. 외장체를 내측으로 접고 중첩하거나, 또는 2개의 외장체 각각의 내면을 대향하도록 중첩하고 열을 가함으로써, 내면의 재료가 융해되고 2개의 외장체를 융착시킬 수 있고, 밀봉 구조를 제작할 수 있다
전지 유닛(500)은, 가요성을 갖는 외장체(509)를 사용함으로써, 가요성을 갖는 구성으로 할 수 있다. 가요성을 갖는 구성으로 하면, 가요성을 갖는 부위를 적어도 일부 갖는 축전 장치 또는 전자 기기에 실장할 수 있고, 축전 장치 또는 전자 기기의 변형에 따라 전지 유닛(500)을 휠 수 있다.
<구성예 2>
도 36의 (A)에 이차 전지(200)의 사시도를 도시하고, 도 36의 (B)에 이차 전지(200)의 상면도를 도시하였다.
도 37의 (A)에 도 36의 (B)에서의 일점쇄선 C1-C2를 따라 자른 단면도를 도시하고, 도 37의 (B)에, 도 36의 (B)에서의 일점쇄선 C3-C4를 따라 자른 단면도를 도시하였다. 또한, 도 37에서는 도면을 명료화하기 위하여 일부의 구성 요소를 발췌하여 도시하였다.
이차 전지(200)는 양극(211), 음극(215), 및 세퍼레이터(203)를 갖는다. 이차 전지(200)는 또한, 양극 리드(221), 음극 리드(225), 및 외장체(207)를 갖는다.
양극(211) 및 음극(215)은 각각 집전체 및 활물질층을 갖는다. 양극(211) 및 음극(215)은 세퍼레이터(203)를 개재하여, 활물질층이 서로 대향하도록 배치되어 있다.
이차 전지(200)가 갖는 전극(양극(211) 및 음극(215))은 만곡의 내경 측에 위치하는 것보다 외경 측에 위치하는 것이 더 만곡의 방향에 대하여 긴 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 이차 전지(200)를 어떤 곡률로 만곡시켰을 때, 양극(211) 및 음극(215)의 단부를 정렬시킬 수 있다. 즉, 양극(211)이 갖는 양극 활물질층의 모든 영역을, 음극(215)이 갖는 음극 활물질층과 대향하여 배치할 수 있다. 그러므로, 양극(211)이 갖는 양극 활물질을 낭비 없이 전지 반응에 기여시킬 수 있다. 그러므로, 이차 전지(200)의 체적당 용량을 크게 할 수 있다. 이 구성은 이차 전지(200)를 사용할 때, 이차 전지(200)의 곡률이 고정될 경우에 특히 유효하다.
양극 리드(221)는, 복수의 양극(211)과 전기적으로 접속되어 있다. 음극 리드(225)는, 복수의 음극(215)과 전기적으로 접속되어 있다. 양극 리드(221) 및 음극 리드(225)는 각각 밀봉층(220)을 갖는다.
외장체(207)는 복수의 양극(211), 복수의 음극(215), 및 복수의 세퍼레이터(203)를 덮는다. 이차 전지(200)는 외장체(207)로 덮인 영역에 전해액(미도시)을 갖는다. 이차 전지(200)는 외장체(207)의 3변을 접착함으로써 밀봉되어 있다.
도 37에서는 직사각형의 세퍼레이터(203)를 복수 개 사용하여, 양극(211)과 음극(215) 사이에 각각 하나씩 세퍼레이터(203)를 배치하는 예를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 1장의 시트 형태의 세퍼레이터를 지그재그로 반복적으로 접은 형태로 하거나(주름상자 형태로 한다고도 할 수 있음), 또는 권회함으로써 양극과 음극 사이에 세퍼레이터가 위치하도록 하여도 좋다.
예를 들어, 도 39에 이차 전지(200)의 제작 방법을 도시하였다. 이 제작 방법을 사용하는 경우의 도 36의 (B)에서의 일점쇄선 C1-C2를 따라 자른 단면도를 도 38에 도시하였다.
우선, 세퍼레이터(203) 위에, 음극(215)을 배치한다(도 39의 (A) 참조). 이 때, 음극(215)이 갖는 음극 활물질층이 세퍼레이터(203)를 중첩하도록 배치한다.
다음에, 세퍼레이터(203)를 접어, 음극(215) 위에 세퍼레이터(203)를 중첩시킨다. 이어서, 세퍼레이터(203) 위에 양극(211)을 중첩시킨다(도 39의 (B) 참조). 이 때, 양극(211)이 갖는 양극 활물질층이 세퍼레이터(203) 및 음극 활물질층과 중첩되도록 배치한다. 또한, 집전체의 한쪽 면에 활물질층이 형성되는 전극을 사용하는 경우에는 양극(211)의 양극 활물질층과, 음극(215)의 음극 활물질층이 세퍼레이터(203)를 개재하여 대향되도록 배치한다.
세퍼레이터(203)에 폴리프로필렌 등의 열용접이 가능한 재료를 사용하는 경우에는 세퍼레이터(203)끼리가 중첩되는 영역을 열용접하고 나서 다음의 전극을 중첩시킴으로써 제작 공정 중에 전극이 어긋나는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는 음극(215) 또는 양극(211)과 중첩되지 않고, 세퍼레이터(203)끼리가 중첩되는 영역(예를 들어 도 39의 (B)의 영역(203a)으로 도시한 영역)을 열용접하는 것이 바람직하다.
이 공정을 반복함으로써 도 39의 (C)에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터(203)를 끼워 양극(211) 및 음극(215)을 적층시킬 수 있다.
또한, 반복적으로 미리 접힌 세퍼레이터(203)에 복수의 음극(215) 및 복수의 양극(211)을 교대로 끼우도록 배치하여도 좋다.
다음에, 도 39의 (C)에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터(203)로 복수의 양극(211) 및 복수의 음극(215)을 덮는다.
또한, 도 39의 (D)에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터(203)끼리 중첩되어 있는 영역, 예를 들어 도 39의 (D)에 도시한 영역(203b)을 열용접함으로써, 복수의 양극(211)과 복수의 음극(215)을 세퍼레이터(203)로 덮고, 결속한다.
또한, 복수의 양극(211), 복수의 음극(215) 및 세퍼레이터(203)를, 결속재를 사용하여 결속하여도 좋다.
이와 같은 공정에서 양극(211) 및 음극(215)을 적층하기 때문에 세퍼레이터(203)는 1장의 세퍼레이터(203) 중에서 양극(211)과 음극(215)에 끼워져 있는 영역과 복수의 양극(211)과 복수의 음극(215)을 덮도록 배치되어 있는 영역을 갖는다.
바꿔 말하면, 도 38, 도 39의 (D)에 도시한 이차 전지(200)가 갖는 세퍼레이터(203)는 일부가 접힌 1장의 세퍼레이터이다. 세퍼레이터(203)가 접힌 영역에 복수의 양극(211)과 복수의 음극(215)이 끼워져 있다.
<구성예 3>
도 40의 (A)에 이차 전지(250)의 사시도를 도시하고, 도 40의 (B)에 이차 전지(250)의 상면도를 도시하였다. 또한 도 40의 (C1)에 제 1 전극 조립체(230)의 단면도를 도시하고, 도 40의 (C2)에 제 2 전극 조립체(231)에 단면도를 도시하였다.
이차 전지(250)는 제 1 전극 조립체(230), 제 2 전극 조립체(231), 및 세퍼레이터(203)를 갖는다. 이차 전지(250)는 또한, 양극 리드(221), 음극 리드(225), 및 외장체(207)를 갖는다.
도 40의 (C1)에 도시한 바와 같이, 제 1 전극 조립체(230)는 양극(211a), 세퍼레이터(203), 음극(215a), 세퍼레이터(203), 및 양극(211a)이 이 순서로 적층되어 있다. 양극(211a) 및 음극(215a)은 각각 집전체의 양면에 활물질층을 갖는 구성이다.
도 40의 (C2)에 도시한 바와 같이, 제 2 전극 조립체(231)는 음극(215a), 세퍼레이터(203), 양극(211a), 세퍼레이터(203), 및 음극(215a)이 이 순서로 적층되어 있다. 양극(211a) 및 음극(215a)은 각각 집전체의 양면에 활물질층을 갖는 구성이다.
즉, 제 1 전극 조립체(230) 및 제 2 전극 조립체(231)에 있어서, 양극 및 음극은 세퍼레이터(203)를 개재하여 활물질층이 서로 대향하도록 배치되어 있다.
양극 리드(221)는, 복수의 양극(211)과 전기적으로 접속되어 있다. 음극 리드(225)는, 복수의 음극(215)과 전기적으로 접속되어 있다. 양극 리드(221) 및 음극 리드(225)는 각각 밀봉층(220)을 갖는다.
도 41에, 도 40의 (B)에서의 일점쇄선 D1-D2를 따라 자른 단면도의 일례를 도시하였다. 또한, 도 41에서는 도면을 명료화하기 위하여, 일부의 구성 요소를 발췌하여 도시하였다.
도 41에 도시한 바와 같이, 이차 전지(250)는 복수의 제 1 전극 조립체(230) 및 복수의 제 2 전극 조립체(231)가 권회된 세퍼레이터(203)에 의하여 덮인 구성을 갖는다.
외장체(207)는 복수의 제 1 전극 조립체(230), 복수의 제 2 전극 조립체(231), 및 세퍼레이터(203)를 덮는다. 이차 전지(200)는 외장체(207)로 덮인 영역에 전해액(미도시)을 갖는다. 이차 전지(200)는 외장체(207)의 3변을 접착함으로써 밀봉되어 있다.
예를 들어, 도 42에 이차 전지(250)의 제작 방법을 도시하였다.
우선 세퍼레이터(203) 위에 제 1 전극 조립체(230)를 배치한다(도 42의 (A) 참조).
다음에, 세퍼레이터(203)를 접어, 제 1 전극 조립체(230) 위에 세퍼레이터(203)를 중첩시킨다. 이어서, 제 1 전극 조립체(230)의 상하에, 세퍼레이터(203)를 개재하여, 2쌍의 제 2 전극 조립체(231)를 중첩한다(도 42의 (B) 참조).
다음에, 세퍼레이터(203)를 2쌍의 제 2 전극 조립체(231)를 덮도록 권회시킨다. 또한, 2쌍의 제 2 전극 조립체(231)의 상하에, 세퍼레이터(203)를 개재하여, 2쌍의 제 1 전극 조립체(230)를 중첩한다(도 42의 (C) 참조).
다음에, 세퍼레이터(203)를 2쌍의 제 1 전극 조립체(230)를 덮도록 권회시킨다(도 42의 (D) 참조).
이와 같은 공정으로 복수의 제 1 전극 조립체(230) 및 복수의 제 2 전극 조립체(231)를 적층하기 때문에, 이들 전극 조립체는 소용돌이 모양으로 권회된 세퍼레이터(203) 사이에 배치된다.
또한, 가장 외측으로 배치된 전극은 외측으로 활물질층을 갖지 않는 것이 바람직하다.
또한, 도 40의 (C1), (C2)에서는 전극 조립체가 전극 3장과 세퍼레이터 2장을 갖는 구성을 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 전극을 4장 이상, 세퍼레이터를 3장 이상 갖는 구성으로 하여도 좋다. 전극을 증가시킴으로써 이차 전지(250)의 용량을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 전극을 2장, 세퍼레이터를 1장 갖는 구성으로 하여도 좋다. 전극이 적은 경우, 만곡에 더 강한 이차 전지로 할 수 있다. 또한, 도 41에서는 이차 전지(250)가 제 1 전극 조립체(230)를 3쌍, 제 2 전극 조립체(231)를 2쌍 갖는 구성을 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 더 많은 전극 조립체를 갖는 구성으로 하여도 좋다. 전극 조립체를 증가시킴으로써 이차 전지(250)의 용량을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 전극 조립체를 더 적게 갖는 구성으로 하여도 좋다. 전극 조립체가 적은 경우, 만곡에 더 강한 이차 전지로 할 수 있다.
도 43에, 도 40의 (B)에서의 일점쇄선 D1-D2를 따라 자른 단면도의 다른 예를 도시하였다. 도 43에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터(203)를 주름상자 형태로 접음으로써, 제 1 전극 조립체(230)와 제 2 전극 조립체(231) 사이에 세퍼레이터(203)를 배치하여도 좋다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 5)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치에 급전이 가능한 급전 시스템에 대하여, 도 44~도 47을 사용하여 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치는 전력 공급원(이하, 송전 장치라고도 함)과 접촉하지 않은 상태에서 대상물(이하, 수전 장치라고도 함)에 대하여 급전을 수행하는(비접촉 급전, 와이어리스 급전 등이라고도 함) 방식으로 급전하여도 좋다. 비접촉 급전의 방식으로서는 자계 공명 방식, 전자기 유도 방식, 정전 유도 방식 등을 들 수 있다.
본 실시형태에서는 자계 공명 방식에 의하여 급전이 수행되는 급전 시스템을 예로 들어 설명한다. 자계 공명 방식은 송전 장치 및 수전 장치 양쪽 모두에 제공되는 공명 코일을 공진기 결합하여 에너지의 전파로(energy propagation path)를 형성하는 방식이며, 비접촉 급전이 가능한 다른 방식(전자기 유도 방식, 정전 유도 방식 등)과 비교하여 급전이 가능한 거리가 길다.
여기서, 수전 장치의 입력 임피던스는 배터리의 충전 상황에 따라 변화할 수 있다. 즉, 상기 수전 장치의 입력 임피던스는 급전 중에 동적으로 변화하는 경우가 있다. 이 경우, 송전 장치의 출력 임피던스가 일정하면 필연적으로 임피던스의 부정합이 생기게 된다. 따라서, 자계 공명 방식에 의한 급전에서는 상기 급전 중에 급전 효율을 높은 값으로 유지하기 어려운 경우가 있다.
그래서, 본 실시형태에 따른 수전 장치에는, 외부로부터 입력되는 직류 전압에 비례하는 전압(전자(前者)의 전압)과, 외부로부터 입력되는 전류에 비례하는 전압(후자(後者)의 전압)을 검출하고, 이들에 의거하여 전자의 전압과 후자의 전압의 비(比)를 일정하게 유지시키는 구성의 DC-DC 컨버터를 적용한다.
구체적으로는, 본 실시형태에 따른 수전 장치가 갖는 DC-DC 컨버터는 입력 전압(제 1 직류 전압)에 비례하는 제 1 전압과, 입력 전류(부하에 발생되는 전류)에 비례하는 제 2 전압의 비를 일정하게 유지시킴으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시킬 수 있다. 또한, 상기 DC-DC 컨버터에서는 임피던스 변환을 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 급전이 수행되는 배터리가 상기 DC-DC 컨버터의 출력 측에 존재하는 경우에도 상기 배터리의 충전 상황에 의존함이 없이 상기 DC-DC 컨버터의 입력 임피던스를 유지시키는 것이 가능하다. 이 결과, 상기 DC-DC 컨버터와 상기 배터리를 갖는 수전 장치에 대한 자계 공명 방식에 의하여, 상기 급전 중에 급전 효율을 높은 값으로 유지하는 것이 가능하게 된다.
<급전 시스템>
도 44의 (A)는 자계 공명 방식에 의하여 급전이 수행되는 급전 시스템의 구성예를 나타낸 것이다. 도 44의 (A)에 나타낸 급전 시스템은 송전 장치(400)와, 도 44의 (B)에 나타낸 수전 장치(310)를 갖는다. 또한, 송전 장치(400)는, 고주파 전압을 생성하는 고주파 전원(401)과, 고주파 전원(401)에 의하여 생성된 고주파 전압이 인가되는 코일(402)과, 코일(402)과의 전자기 유도에 의하여 고주파 전압이 유도되는 공명 코일(403)을 갖는다. 또한, 공명 코일(403)에는 공명 코일(403)을 구성하는 배선 사이의 부유 용량(404)이 존재한다. 또한, 도 44의 (A)에 나타낸 바와 같이, 공명 코일(403)은 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
<수전 장치>
도 44의 (B)는 자계 공명 방식에 의하여 급전이 수행되는 수전 장치의 구성예를 나타낸 것이다. 도 44의 (B)에 나타낸 수전 장치(310)는, 자계 공명에 의하여 고주파 전압이 유도되는 공명 코일(311)과, 공명 코일(311)과의 전자기 유도에 의하여 고주파 전압이 유도되는 코일(312)과, 코일(312)에 유도된 고주파 전압을 정류하는 정류 회로(313)와, 정류 회로(313)가 출력하는 직류 전압이 입력되는 DC-DC 컨버터(314)와, DC-DC 컨버터가 출력하는 직류 전압을 이용하여 급전이 수행되는 배터리(315)를 갖는다. 또한, 공명 코일(311)에는 공명 코일(311)을 구성하는 배선 사이의 부유 용량(316)이 존재한다.
또한, 도 44의 (B)에 나타낸 바와 같이, 공명 코일(311)은 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 공명 코일(311)에 다른 구성 요소를 직접 접속시키면 공명 코일(311)의 직렬 저항 및 커패시턴스가 크게 된다. 이 경우, 공명 코일(311)과 다른 구성 요소를 포함한 회로의 Q값은 공명 코일(311)만으로 구성된 회로의 Q값보다 낮게 된다. 공명 코일(311)이 다른 구성 요소와 직접 접속되는 구성에서는 공명 코일(311)이 다른 구성 요소와 직접 접속되지 않는 구성과 비교하여 급전 효율이 저하되기 때문이다.
DC-DC 컨버터(314)는 입력 임피던스를 일정하게 유지시킬 수 있는 DC-DC 컨버터이다. 또한, DC-DC 컨버터(314)의 입력 임피던스는 출력 측에 존재하는 배터리(315)의 임피던스에 의존하지 않는다. 즉, DC-DC 컨버터(314)에 의하여 임피던스 변환이 수행된다. 그러므로, DC-DC 컨버터(314)의 입력 임피던스는 수전 장치(310)의 입력 임피던스이기도 하다. 따라서, 배터리(315)의 충전 상황에 따라 배터리(315)의 임피던스가 변화하는 경우에도 수전 장치(310)의 입력 임피던스는 변동하지 않는다. 이 결과, 수전 장치(310)에서는 배터리(315)의 충전 상태에 의존할 일 없이 급전 효율이 높은 급전을 수행할 수 있다.
도 44의 (A)에 나타낸 급전 시스템은 수전 장치로서 도 44의 (B)에 나타낸 수전 장치(310)를 적용한다. 따라서, 도 44의 (A)에 나타낸 급전 시스템에서는 수전 장치에서의 입력 임피던스의 변동을 고려하지 않고 급전을 수행할 수 있다. 즉, 도 44의 (A)에 나타낸 급전 시스템에서는 급전 조건을 동적으로 변화시키지 않고 급전 효율이 높은 급전을 수행할 수 있다.
다음에, DC-DC 컨버터(314)로서 적용 가능한 DC-DC 컨버터의 구성을 예시한다.
<DC-DC 컨버터의 구성예>
도 45의 (A)는 DC-DC 컨버터의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 45의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터는 직류 전압(V_In)이 입력되는 입력 전력 검출부(1000)와, 직류 전압(V_In)을 직류 전압(V_Out)으로 변환시켜 출력하는 전압 변환부(2000)를 갖는다.
도 45의 (B), (C)는 도 45의 (A)에 나타낸 입력 전력 검출부(1000)의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 45의 (B)에 나타낸 입력 전력 검출부(1000)는, 한쪽 끝이 고전위 측 입력 노드와 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 전압 변환부(2000)와 전기적으로 접속된 부하(1003)와, 직류 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1001)을 검출하는 수단(1001)과, 부하(1003)에 발생되는 전류(I_1003)에 비례하는 전압(V_1002)을 검출하는 수단(1002)을 갖는다. 또한, 수단(1001)에 의하여 검출된 전압(V_1001) 및 수단(1002)에 의하여 검출된 전압(V_1002)은 전압 변환부(2000)에 입력된다. 또한, 도 45의 (C)에 나타낸 입력 전력 검출부(1000)는, 부하(1003)의 한쪽 끝이 저전위 측 입력 노드와 전기적으로 접속된다는 점을 제외하고는 도 45의 (B)에 나타낸 입력 전력 검출부(1000)와 같은 구성을 갖는다. 도 45의 (B), (C)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 형태에서는 입력 전력 검출부(1000)가 갖는 부하(1003)는 고전위 측 입력 노드 및 저전위 측 입력 노드 중 어느 쪽과 전기적으로 접속되도록 제공된다.
도 45의 (D)는 도 45의 (A)에 나타낸 전압 변환부(2000)의 구성예를 나타낸 도면이다. 도 45의 (D)에 나타낸 전압 변환부(2000)는 스위칭에 의하여 부하(1003)에 발생되는 전류를 제어하는 스위치(2002)와, 전압(V_1001) 및 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어하는 수단(2001)을 갖는다.
또한, 도 45의 (D)에 나타낸 전압 변환부(2000)로서는 승압형, 플라이백형, 반전형 등의 전압 변환 회로와 수단(2001)을 갖는 회로를 적용하고, 상기 전압 변환 회로에 포함된 스위치를 스위치(2002)로서 적용할 수 있다.
도 45의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 입력 전압(입력되는 직류 전압(V_In))이 변동하는 경우에도 입력 전류(부하(1003)에 발생되는 전류(I_1003))를 제어함으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시킬 수 있다. 구체적으로는, 도 45에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 부하(1003)에 발생되는 전류(I_1003)를 스위치(2002)의 스위칭에 의하여 제어할 수 있다. 또한, 스위치(2002)의 스위칭은 수단(2001)에 의하여 제어된다. 여기서, 수단(2001)은 수단(1001)에 의하여 검출된 전압(V_1001) 및 수단(1002)에 의하여 검출된 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어한다. 즉, 수단(2001)은 입력 전압에 비례하는 전압(V_1001)과, 입력 전류에 비례하는 전압(V_1002)에 의거하여 스위치(2002)의 스위칭을 제어한다. 따라서, 도 45에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 수단(2001)에 의한 스위치(2002)의 스위칭에 의하여 전압(V_1001)과 전압(V_1002)의 비가 일정하게 유지되도록 설계함으로써 입력 임피던스를 일정하게 유지시킬 수 있다.
<DC-DC 컨버터의 일례>
도 46의 (A)는 DC-DC 컨버터의 일례를 나타낸 도면이다. 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터는 한쪽 끝이 고전위 측 입력 노드와 전기적으로 접속된 부하(4)와, 한쪽 끝이 부하(4)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속된 스위치(5)와, 한쪽 끝이 스위치(5)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 고전위 측 출력 노드와 전기적으로 접속된 인덕터(6)와, 한쪽 끝이 스위치(5)의 다른 쪽 끝 및 인덕터(6)의 한쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 저전위 측 입력 노드 및 저전위 측 출력 노드와 전기적으로 접속된(이하, '접지되어 있다'라고도 함) 스위치(7)를 갖는다. 또한, 부하(4)로서는 저항 부하 또는 유도 부하 등을 적용할 수 있다. 또한, 스위치(5), 스위치(7)로서는 트랜지스터 또는 릴레이 등을 적용할 수 있다. 또한, 인덕터(6)로서는 공심 코일 또는 코어 코일 등을 적용할 수 있다.
또한, 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터는 입력되는 직류 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)을 검출하는 수단(1)과, 상기 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)을 검출하는 수단(2)과, 전압(V_1) 및 전압(V_2)에 의거하여 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 전압(V_1)과 전압(V_2)의 비를 일정하게 유지시키고, 또한 스위치(5)가 온 상태가 되는 기간에 있어서 스위치(7)를 오프 상태로 하고 스위치(5)가 오프 상태가 되는 기간에 있어서 스위치(7)를 온 상태로 하는 수단(3)을 갖는다.
도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 스위치(5)가 오프 상태가 되는 기간에 있어서 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)가 0이 된다. 그리고, 스위치(5)가 오프 상태에서 온 상태로 변화한 후의 기간에 있어서 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)는 경시적으로 증가하게 된다. 이것은 인덕터(6)의 자기 유도에 기인하는 것이며, 경시적으로 증가하는 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)의 평균값은, 결국 일정한 값으로 수렴된다. 그러므로, 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 출력하는 전류량을 제어하는 것이 가능하다.
그리고, 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 수단(3)에 의한 스위치(5)의 스위칭이, 수단(1)에 의하여 검출된 전압(V_1)과 수단(2)에 의하여 검출된 전압(V_2)에 의거하여 제어된다. 여기서, 수단(1)은 입력 전압(입력 노드의 전압)에 비례하는 전압을 검출하는 수단이고, 수단(2)은 입력 전류(부하(4)에 발생되는 전류)에 비례하는 전압을 검출하는 수단이다. 따라서, 수단(3)이 전압(V_1)과 전압(V_2)의 비가 일정하게 유지되도록 스위치(5)의 스위칭을 제어함으로써 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터의 입력 임피던스를 일정하게 유지시키는 것이 가능하다.
또한, 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에 있어서 스위치(7)는 스위치(5)가 파괴되는 것을 방지하기 위하여 제공된 것이다. 구체적으로는, 스위치(5)가 온 상태에서 오프 상태로 변화한 경우, 인덕터(6)의 자기 유도에 기인하여 인덕터(6)에는 계속적으로 전류가 발생한다. 여기서, 만약에 스위치(7)가 제공되지 않은 경우에는 스위치(5)가 온 상태에서 오프 상태로 변화하였을 때 스위치(5)의 다른 쪽 끝 및 인덕터(6)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위가 급격하게 상승 또는 하강할 가능성이 있다. 따라서, 이 경우에는 스위치(5)에 고전압이 인가되게 된다. 결과적으로 스위치(5)가 파괴될 가능성이 있다. 한편, 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 스위치(7)를 온 상태로 함으로써 인덕터(6)에 발생되는 전류의 경로를 확보할 수 있다. 즉, 스위치(5)가 파괴되는 것을 억제할 수 있다.
<수단(1)의 구체적인 예>
수단(1)으로서는 도 46의 (B)에 나타낸 회로를 적용할 수 있다. 도 46의 (B)에 나타낸 회로는 한쪽 끝이 고전위 측 입력 노드와 전기적으로 접속된 저항(13)과, 한쪽 끝이 저항(13)의 다른 쪽 끝과 전기적으로 접속되고 다른 쪽 끝이 접지되어 있는 저항(14)을 갖는다. 그리고, 저항(13)의 다른 쪽 끝 및 저항(14)의 한쪽 끝이 전기적으로 접속된 노드의 전위가 수단(3)에 입력된다. 즉, 도 46의 (B)에 나타낸 회로는 저항 분압을 이용하여 입력 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)을 검출하고, 상기 전압(V_1)을 수단(3)에 출력하는 회로이다.
<수단(2)의 구체적인 예>
수단(2)으로서는 도 46의 (C)에 나타낸 회로를 적용할 수 있다. 도 46의 (C)에 나타낸 회로는, 비반전 입력 신호로서 부하(4)의 한쪽 끝의 전압이 입력되고 반전 입력 신호로서 부하(4)의 다른 쪽 끝의 전압이 입력되는 계장 증폭기(instrumentation amplifier)(22)를 갖는다. 계장 증폭기(22)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압의 차이에 비례하는 전압을 수단(3)에 출력한다. 즉, 계장 증폭기(22)는 부하(4)의 양쪽 끝 사이에 인가되는 전압에 비례하는 전압을 수단(3)에 출력한다. 또한, 부하(4)의 양쪽 끝 사이에 인가되는 전압은 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)에 비례하기 때문에, 계장 증폭기(22)는 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)를 수단(3)에 출력한다고 표현할 수도 있다. 즉, 도 46의 (C)에 나타낸 회로는, 계장 증폭기(22)에 의하여 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)을 검출하고, 상기 전압(V_2)을 수단(3)에 출력하는 회로이다.
<수단(3)의 구체적인 예>
수단(3)으로서는 도 46의 (D)에 나타낸 회로를 적용할 수 있다. 도 46의 (D)에 나타낸 회로는 비반전 입력 신호로서 수단(2)에 의하여 검출된 전압(V_2)이 입력되고 반전 입력 신호로서 수단(1)에 의하여 검출된 전압(V_1)이 입력되는 에러 증폭기(36)와, 삼각파 발진기(37)와, 비반전 입력 신호로서 삼각파 발진기(37)가 출력하는 전압(삼각파)이 입력되고 반전 입력 신호로서 에러 증폭기(36)가 출력하는 전압이 입력되는 비교기(comparator)(38)와, 비교기(38)가 출력하는 전압이 입력되고 비교기(38)가 출력하는 전압과 동위상의 전압을 출력함으로써 스위치(5)의 스위칭을 제어하는 버퍼(39)와, 비교기(38)가 출력하는 전압과 역위상의 전압을 출력함으로써 스위치(7)의 스위칭을 제어하는 인버터(49)를 갖는다. 또한, 비교기(38)가 출력하는 전압에 따라 스위치(5)의 스위칭을 직접 제어하는(도 46의 (D)에 나타낸 수단(3)에서 버퍼(39)를 삭제하는) 구성으로 할 수도 있다.
에러 증폭기(36)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압의 차이를 증폭시켜 출력한다. 즉, 에러 증폭기(36)는 전압(V_2)과 전압(V_1)의 차이를 증폭시켜 출력한다.
비교기(38)는 비반전 입력 단자에 입력되는 전압과, 반전 입력 단자에 입력되는 전압을 비교하여 2치 전압을 출력한다. 구체적으로는, 에러 증폭기(36)가 출력하는 전압이 삼각파보다 낮은 기간에 있어서 하이 레벨의 전압을 출력하고, 높은 기간에 있어서 로우 레벨의 전압을 출력한다. 즉, 에러 증폭기(36)가 출력하는 전압이 낮을수록 비교기(38)의 출력 신호에서의 듀티비가 커진다. 그리고, 상기 듀티비에 따라 DC-DC 컨버터에서 출력되는 전류량이 결정된다. 구체적으로는, 상기 듀티비가 커지면 DC-DC 컨버터에서 출력되는 전류(부하(4)에 발생되는 전류(I_4))도 커진다. 즉, 에러 증폭기(36)가 출력하는 전압이 낮을수록 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)는 커진다.
여기서, 에러 증폭기(36)가 출력하는 전압은 수단(1)에 의하여 검출된 입력 전압(V_In)에 비례하는 전압(V_1)과, 수단(2)에 의하여 검출된 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)에 비례하는 전압(V_2)에 따라 변화한다. 예를 들어, 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우, 에러 증폭기(36)에서 출력되는 전압은 낮아진다. 바꿔 말하면, 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우, 비교기(38)의 출력에서의 듀티비는 커진다. 그러므로, 도 46의 (D)에 나타낸 회로에서는 입력 전압(V_In)이 높아지는 경우에 비교기(38)의 출력 신호에서의 듀티비가 커지기 때문에 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)도 커진다. 단적으로 말하면, 도 46의 (D)에 나타낸 회로에서는 입력 전압(V_In)의 값이 변동함에 맞추어 부하(4)에 발생되는 전류(I_4)의 값을 변동시킬 수 있다. 따라서, 도 46의 (D)에 나타낸 회로에서는 설계 조건을 조정함으로써 수단(1)에 의하여 검출된 입력 전압에 비례하는 전압(V_1)과, 수단(2)에 의하여 검출된 부하(4)에 발생되는 전류에 비례하는 전압(V_2)의 비를 일정하게 유지시킬 수 있다.
또한, 도 47의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터는 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서의 스위치(7)를 다이오드(8)로 교체한 구성을 갖는다. 도 47의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터는 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터와 같은 작용, 효과를 나타낸다.
또한, 도 47의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서는 수단(1)으로서 도 46의 (B)에 나타낸 회로를 적용할 수 있고, 수단(2)으로서 도 46의 (C)에 나타낸 회로를 적용할 수 있다. 또한, 수단(3)으로서는 도 47의 (B)에 나타낸 회로를 적용할 수 있다. 단적으로 말하면, 도 47의 (B)에 나타낸 회로는 도 46의 (D)에 나타낸 회로에서 인버터(49)를 삭제한 구성을 갖는다.
또한, 도 47의 (C)에 나타낸 바와 같이 도 46의 (A)에 나타낸 DC-DC 컨버터에, 도 47의 (A)에 나타낸 다이오드(8)와, 애노드가 스위치(5)의 다른 쪽 끝, 인덕터(6)의 한쪽 끝, 스위치(7)의 한쪽 끝, 및 다이오드(8)의 캐소드와 전기적으로 접속되고, 캐소드가 부하(4)의 다른 쪽 끝 및 스위치(5)의 한쪽 끝과 전기적으로 접속된 다이오드(9)를 부가한 DC-DC 컨버터를 적용할 수도 있다. 이로써, 스위치(5)가 파괴되는 것을 억제하는 효과를 높일 수 있다.
또한, 도 47의 (C)에 나타낸 DC-DC 컨버터에서 다이오드(8)만, 또는 다이오드(9)만을 삭제한 DC-DC 컨버터를 DC-DC 컨버터(314)에 적용할 수도 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 6)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치에 사용할 수 있는 발광 패널에 대하여 도 48~도 50을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는 발광 소자로서 유기 EL 소자를 사용하는 경우에 대하여 예시한다. 또한, 본 실시형태에서, 본 발명의 일 형태에 따른 표시 장치에 사용될 수 있는 표시 패널에 대하여 도 51 및 도 52를 사용하여 설명한다. 본 실시형태에서는 주로 표시 소자로서 액정 소자를 사용하는 경우에 대하여 예시한다.
<<발광 패널>>
유기 EL 소자는 한 쌍의 전극(하부 전극 및 상부 전극) 사이에, 발광성의 유기 화합물을 포함하는 층(EL층이라고도 기재함)을 갖는다. 하부 전극 및 상부 전극 사이에 발광 소자의 문턱 전압보다 높은 전압을 인가하면, 양극 측으로부터 EL층에 정공이 주입되고 음극 측으로부터 EL층에 전자가 주입된다. 주입된 전자와 정공은 EL층에서 재결합하여, EL층에 포함된 발광 물질이 발광한다.
유기 EL 소자는 톱 에미션형, 보톰 에미션형, 듀얼 에미션형 중 어떤 것이어도 된다. 광을 추출하는 측의 전극에는 가시광을 투과하는 도전막을 사용한다. 또한, 광을 추출하지 않는 측의 전극에는 가시광을 반사하는 도전막을 사용하는 것이 바람직하다.
EL층을 구성하는 층은, 각각 증착법(진공 증착법을 포함함), 전사(轉寫)법, 인쇄법, 잉크젯법, 및 도포법 등의 방법으로 형성할 수 있다.
EL층은 적어도 발광층을 갖는다. 발광층은 발광성의 유기 화합물을 포함한다.
EL층은 발광층 외의 층으로서 정공 주입성이 높은 물질, 정공 수송성이 높은 물질, 정공 블로킹 재료, 전자 수송성이 높은 물질, 전자 주입성이 높은 물질, 또는 양극성(bipolar) 물질(전자 수송성 및 정공 수송성이 높은 물질) 등을 포함한 층을 더 가져도 좋다.
<발광 패널의 구성예 1>
도 48의 (A)에 발광 패널의 상면도를 도시하였다. 도 48의 (A)에서의 일점쇄선 P1-Q1을 따라 자른 단면도를 도 48의 (B)에 도시하였다. 도 48의 (A)에서의 일점쇄선 P2-Q2를 따라 자른 단면도를 도 48의 (C)에 도시하였다. 도 48의 (A)에서의 일점쇄선 P3-Q3을 따라 자른 단면도를 도 48의 (D)에 도시하였다.
도 48에 도시한 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 48에 도시한 발광 패널에서는 기판(901) 위에 절연층(903)을 개재하여 발광 소자(930)가 제공되어 있다. 절연층(903) 위에 제공된 보조 전극(921)은 하부 전극(931)과 전기적으로 접속한다. 절연층(903) 위에 제공된 도전층(911)은 하부 전극(931)과 전기적으로 접속한다. 도 48의 (A), (C)에 도시한 바와 같이, 도전층(911)의 일부는 노출되어 있으며, 단자로서 기능한다. 절연층(903) 위에 제공된 도전층(912)은 상부 전극(935)과 전기적으로 접속한다. 도 48의 (A), (D)에 도시한 바와 같이, 도전층(912)의 일부는 노출되어 있으며, 단자로서 기능한다. 하부 전극(931)의 단부는 절연층(925)으로 덮여 있다. 또한, 하부 전극(931)을 개재하여 보조 전극(921)을 덮는 절연층(925)이 제공되어 있다.
발광 소자(930)는 기판(901), 기판(991) 및 접착층(927)에 의하여 밀봉되어 있다. 발광 패널의 밀봉 방법은 한정되지 않고, 예를 들어 고체 밀봉이어도 좋고 중공 밀봉이어도 좋다. 예를 들어, 접착층(927)에는 유리 프릿 등의 유리 재료, 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 불활성 기체로 충전되어 있어도 좋고, 접착층에 사용할 수 있는 수지 등으로 충전되어 있어도 좋다. 또한, 수지 내에 건조제가 포함되어 있어도 좋다.
기판(991)에 접하여 건조제(913)가 제공되어 있다. 도 48에 도시한 발광 패널은 보텀 에미션형이기 때문에, 광 추출 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 49에 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널의 예를 도시하였다. 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널은 스트라이프 형상(띠 형상)으로 병렬된 복수의 양극과, 스트라이프 형상(띠 형상)으로 병렬된 복수의 음극이 서로 직교하도록 제공되어 있고, 그 교차부에 EL층이 끼워진 구조로 되어 있다. 따라서, 선택된(전압이 인가된) 양극과, 선택된 음극의 교점에 닿는 화소가 점등하게 된다.
도 49의 (A)는 EL층을 형성하기 전의 발광 패널의 평면도이다. 기판 위에 하부 전극(931)이 제공되어 있다. 하부 전극(931) 위에, 발광 소자의 발광 영역에 대응하는 개구부를 갖는 절연층(925)이 제공되어 있다. 절연층(925) 위에, 하부 전극(931)과 교차하는 서로 평행한 복수의 역테이퍼 형상의 격벽(928)이 제공되어 있다.
도 49의 (B)는 도 49의 (A)의 일점쇄선 A-B를 따라 자른 단면도이고, 도 49의 (C)는 도 49의 (A)의 일점쇄선 C-D를 따라 자른 단면도이다. 도 49의 (B), (C)에서는 하부 전극(931) 위에 EL층(933), 상부 전극(935)을 형성함으로써 발광 소자(930)를 제작한 후의 구성을 도시하였다.
도 49의 (B), (C)에서는 기판(901) 위에 절연층(903)이 제공되고, 절연층(903) 위에 스트라이프 형상의 복수의 하부 전극(931)이 등간격으로 배치되어 있는 예를 도시하였다.
도 49의 (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) 및 상부 전극(935)을 구성하는 재료로 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 구성이 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 통하여 추출함으로써, 풀컬러 표시가 가능한 발광 패널로 하여도 된다.
도 49의 (D)에 패시브 매트릭스 방식의 발광 패널에 FPC 등을 실장한 경우의 평면도를 도시하였다. 도 49의 (D)에서는, 복수의 하부 전극(931)과 복수의 상부 전극(935)이 서로 직교하도록 교차하고 있다. 또한, 도 49의 (D)에 있어서, 일부의 구성(EL층(933) 등)의 도시는 생략하였다.
복수의 하부 전극(931)은 이방성 도전막(미도시)을 통하여 FPC(909a)에 접속된다. 또한, 복수의 상부 전극(935)은 배선 단부에서 배선(908)과 전기적으로 접속되고, 배선(908)이 이방성 도전막(미도시)을 통하여 FPC(909b)에 접속된다.
도 49의 (D)에서는, 구동 회로를 기판(901) 위에 제공하지 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 제 1 방법과, 가요성 기판과는 다른 내열성이 높은 기판(이하, 제작 기판이라고 기재함) 위에 발광 소자를 형성한 후, 제작 기판과 발광 소자를 박리하고, 가요성 기판에 발광 소자를 옮겨 배치하는 제 2 방법이 있다.
예를 들어, 가요성을 가질 정도로 얇은 두께의 유리 기판처럼, 발광 소자의 제작 공정에서 가해지는 온도에 대하여 내열성을 갖는 기판을 사용하는 경우에는, 제 1 방법을 사용하면, 공정이 간략화되기 때문에 바람직하다.
또한, 제 2 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 사용하여도, 가요성을 갖고, 신뢰성이 높은 발광 패널을 제작할 수 있다.
제 2 방법으로 제작할 수 있는 발광 패널의 예를 도 50의 (A)에 도시하였다. 도 50의 (A)에 도시한 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 구성, 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 요소는 특별히 한정되지 않고, RGBWY 외의 색깔을 사용하여도 좋고, 예를 들어 시안 또는 마젠타 등을 사용하여도 좋다.
도 50의 (A)에 도시한 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 50의 (A)에 도시한 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 의하여, 발광 패널로부터는, 색순도가 높은 광을 추출할 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 높게 되기 때문에 바람직하다.
트랜지스터(920)의 소스 또는 드레인은 도전층(941)을 통하여, 발광 소자(930)의 하부 전극(931)과 전기적으로 접속되어 있다. 트랜지스터(920)는 도전층(941)과 동일 평면 위에 형성된 제 2 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 제공함으로써, 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), 절연층(909)은 트랜지스터를 구성하는 반도체로 불순물이 확산되는 것을 억제하는 효과를 발휘한다. 또한, 절연층(943), 절연층(945)은 트랜지스터 및 배선 기인의 표면 요철을 저감하기 위하여 평탄화 기능을 갖는 절연층을 선택하는 것이 적합하다.
본 발명의 일 형태에 있어서, 발광 패널은 터치 센서를 갖고 있어도 좋다. 예를 들어, 도 50의 (B)에 도시한 바와 같이, 절연층(993)과 차광층(847) 사이, 및 절연층(993)과 착색층 사이에 용량 소자를 제공하여도 좋다. 절연층(993)에 접하여 복수의 도전층(981)이 제공되어 있다. 절연층(982)의 개구부를 통하여, 도전층(983)에 의하여 복수의 도전층(981)은 전기적으로 접속되어 있다. 용량 소자 기인의 표면 요철을 저감하기 위하여 절연층(984)이 제공되어 있다. 절연층(984)에 접하여, 착색층 및 차광층(847)이 제공되어 있다. 용량 소자는 발광 소자(930)가 발하는 광을 투과하는 재료를 사용하여 형성한다.
도 50의 (C)에 도시한 바와 같이, EL층(933)은 구분하여 도포되어 있어도 좋다. 즉, 다른 색의 광을 발하는 EL층(933)이 제공되어 있어도 좋다.
발광 패널이 갖는 기판에는, 유리, 석영, 유기 수지, 금속, 합금 등의 재료를 사용할 수 있다. 발광 소자로부터의 광을 추출하는 측의 기판은 이 광을 투과하는 재료를 사용한다. 특히, 가요성 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 유기 수지, 가요성을 가질 정도의 두께를 갖는 유리, 금속, 또는 합금을 사용할 수 있다.
발광 패널이 갖는 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(폴리바이닐클로라이드) 수지, PVB(폴리바이닐부티랄) 수지, EVA(에틸렌바이닐아세테이트) 수지 등을 들 수 있다. 특히 에폭시 수지 등 투습성(透濕性)이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 2액 혼합형 수지를 사용하여도 좋다. 또한, 접착 시트 등을 사용하여도 좋다.
발광 패널이 갖는 트랜지스터의 구조는 특히 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 비정질 실리콘, 폴리 실리콘 등의 실리콘, 저마늄, 유기 반도체 등을 들 수 있다. 또는, In-Ga-Zn계 금속 산화물 등 인듐, 갈륨, 및 아연 중 적어도 하나를 함유한 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 열화가 억제되기 때문에 바람직하다.
<<표시 패널>>
도 51의 (A)에서, 제 1 기판(4001) 위에 제공된 화소부(4002)를 둘러싸도록 실재(4005)가 제공되어 있다. 화소부(4002)는, 제 1 기판(4001)과 실재(4005)와 제 2 기판(4006)에 의하여 밀봉되어 있다. 도 51의 (A)에서는 제 1 기판(4001) 위의, 실재(4005)에 의하여 둘러싸여 있는 영역과는 다른 영역에, 별도 준비된 기판 위에 단결정 반도체 또는 다결정 반도체로 형성된 신호선 구동 회로(4003), 및 주사선 구동 회로(4004)가 실장되어 있다. 또한, 신호선 구동 회로(4003), 주사선 구동 회로(4004), 또는 화소부(4002)에 공급되는 각종 신호 및 전위는 FPC(4018a), FPC(4018b)로부터 공급된다.
도 51의 (B), (C)에서, 제 1 기판(4001) 위에 제공된 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)를 둘러싸도록 실재(4005)가 제공되어 있다. 화소부(4002)와 주사선 구동 회로(4004)는, 제 1 기판(4001)과 실재(4005)와 제 2 기판(4006)에 의하여 밀봉되어 있다. 도 51의 (B), (C)에서는 제 1 기판(4001) 위의, 실재(4005)에 의하여 둘러싸여 있는 영역과는 다른 영역에, 별도 준비된 기판 위에 단결정 반도체 또는 다결정 반도체로 형성된 신호선 구동 회로(4003)가 실장되어 있다. 도 51의 (B), (C)에서는 신호선 구동 회로(4003), 주사선 구동 회로(4004), 또는 화소부(4002)에 공급되는 각종 신호 및 전위는 FPC(4018)로부터 공급된다.
또한, 도 51의 (B), (C)에서는, 신호선 구동 회로(4003)를 별도 형성하고, 제 1 기판(4001)에 실장되어 있는 예를 도시하였지만, 이 구성에 한정되지 않는다. 주사선 구동 회로를 별도 형성하고 실장하여도 좋고, 신호선 구동 회로의 일부 또는 주사선 구동 회로의 일부만을 별도 형성하고 실장하여도 좋다.
또한, 별도 형성한 구동 회로의 접속 방법은 특별히 한정되지 않고, 와이어 본딩, COG, TCP, COF 등을 사용할 수 있다. 도 51의 (A)는 COG에 의하여 신호선 구동 회로(4003), 주사선 구동 회로(4004)를 실장한 예이며, 도 51의 (B)는 COG에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장한 예이며, 도 51의 (C)는 TCP에 의하여 신호선 구동 회로(4003)를 실장한 예이다.
제 1 기판(4001) 위에 형성된 화소부(4002) 및 주사선 구동 회로(4004)는, 트랜지스터를 복수로 갖는다.
도 52에 표시 소자로서 액정 소자를 갖는 표시 패널의 일례를 도시하였다. 도 52에는 FFS(Fringe Field Switching) 모드의 액정 소자를 적용한 예를 도시하였다. 도 52에 도시한 표시 패널은 주사선 구동 회로(4004) 및 화소부(4002)를 갖는다. 구체적으로는 기판(701), 기판(711), 트랜지스터(820), 액정 소자(860), 편광판(861), 편광판(862), 백라이트(863), 절연층(815), 절연층(816), 절연층(817), 도전층(857), 접착층(927), 접속체(826), FPC(808) 등을 갖는다. 액정 소자(860)는 빗살 형상의 제 1 전극(871), 액정(872), 및 제 2 전극(873)을 구비한다.
액정 소자를 상기 표시 소자로서 이용하는 경우에, 서모트로픽 액정, 저분자 액정, 고분자 액정, 고분자 분산형 액정, 강유전성 액정, 반강유전성 액정 등을 이용할 수 있다. 이러한 액정 재료는 조건들에 의존하여 콜레스테릭 상, 스멕틱 상, 큐빅 상, 키랄 네마틱 상, 등방 상 등을 나타낸다. 대안적으로, 배향막이 불필요한 블루상을 나타내는 액정을 사용하여도 좋다.
또한, 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터는 비교적 높은 전계 효과 이동도가 얻어지기 때문에, 고속 구동이 가능하다. 따라서, 표시 기능을 갖는 반도체 장치의 화소부에 산화물 반도체를 사용한 트랜지스터를 이용함으로써, 고화질의 화상을 제공할 수 있다. 또한, 동일 기판 위에 구동 회로부 또는 화소부를 나누어 만들어 제작할 수 있게 되기 때문에, 반도체 장치의 부품 점수를 삭감할 수 있다.
액정 표시 패널에는 FFS 모드에 더하여 TN(Twisted Nematic) 모드, IPS(In-Plane-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, 노멀리 블랙(normally black)형의 액정 표시 패널, 예를 들어, 수직 배향(VA) 모드를 채용한 투과형의 액정 표시 패널로 하여도 좋다. 여기서, 수직 배향 모드란 액정 표시 패널의 액정 분자들의 배열을 제어하는 방식의 일종으로서, 전압이 인가되지 않을 때 액정 분자가 패널 표면에 대하여 수직 방향으로 정렬되는 방식이다. 수직 배향 모드로서는, 몇 개의 예를 들 수 있는데, 예를 들어, MVA(Multi-Domain Vertical Alignment) 모드, PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드, ASV(Advanced Super View) 모드 등을 사용할 수 있다. 또한, 화소(픽셀)을 몇 개의 영역(서브 픽셀)으로 나누어, 각각 다른 방향으로 분자가 배향되도록 제안된 멀티 도메인화 또는 멀티 도메인 설계라고 하는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 표시 패널에 있어서, 블랙 매트릭스(차광층), 편광 부재, 위상차 부재, 또는 반사 방지 부재 등의 광학 부재(광학 기판) 등을 적절히 제공한다. 예를 들어, 편광 기판 및 위상차 기판에 의한 원편광을 사용하여도 좋다. 또한, 백라이트, 사이드 라이트 등을 광원으로서 사용하여도 좋다.
또한, 화소부에서의 표시 방식은 프로그레시브 방식이나 인터레이스 방식 등을 이용할 수 있다. 또한, 컬러 표시할 때, 화소에서 제어되는 색 요소는 RGB(R는 적색, G는 녹색, B는 청색을 나타냄)의 3색에 한정되지 않는다. 예를 들어, RGBW(W는 백색을 나타냄), 또는 RGB에, 황색, 시안, 마젠타 등 중 하나 이상을 추가한 것을 사용할 수 있다. 또한 색 요소의 도트마다 그 표시 영역의 크기가 상이하여도 좋다. 다만, 본 발명의 일 형태는 컬러 표시의 표시 패널에 한정되는 것이 아니라, 모노크롬 표시의 표시 패널에 적용할 수도 있다.
본 명세서 등에 있어서, 표시 패널 및 발광 패널은 다양한 형태를 사용하거나, 다양한 소자를 가질 수 있다. 표시 소자의 일례로서는, EL 소자(유기물 및 무기물을 포함하는 EL 소자, 유기 EL 소자, 무기 EL 소자), LED(백색 LED, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 등), 액정 소자, 전기 영동 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)를 사용한 표시 소자 등을 들 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 7)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태에 따른 전자 기기에 대하여 도 53~도 55를 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 형태를 적용한 축전 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치 등은, 전자 기기에 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태를 적용한 축전 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치 등은, 고무 탄성을 갖는 부재를 갖는다. 고무 탄성을 갖는 부재는 복수의 볼록부를 갖는다. 전자 기기를 휠 때, 인접한 2개의 볼록부가 서로 접촉함으로써 사용자가 전자 기기를 필요 이상으로 휘는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 전자 기기를 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 파손을 억제할 수 있어 전자 기기의 안전성이나 신뢰성을 높일 수 있다.
전자 기기로서는 예를 들어, 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털액자, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파친코기 등의 대형 게임기 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치, 발광 장치, 또는 표시 장치 등은 가요성을 갖기 때문에 이 각종 장치 자체, 또는 이 각종 장치를 사용한 전자 기기를 가옥 또는 빌딩의 내벽 또는 외벽, 또는 이동체(자동차, 항공기, 전철, 선박 등)의 내장 또는 외장의 곡면을 따라 제공할 수 있다.
또한, 도 53을 참조하여 본 발명의 일 형태에 따른 팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 일 형태는 손목, 상완부 등에 장착하는 팔 장착형에 한정되지 않고, 허리, 발목 등에 장착하는 휴대 정보 단말에도 적용할 수 있다.
본 실시형태에서 예시하는 팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말은 통신 기능을 갖고, 단체로 전자 메일의 송수신을 할 수 있어도 좋다. 휴대 정보 단말은 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 컴퓨터 게임 등 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 스마트 폰 등의 휴대 전화기 또는 다른 휴대 정보 단말과 무선 또는 유선으로 접속함으로써 전자 메일의 송수신 등을 행하여도 좋다. 예를 들어, 스마트 폰과 함께 사용함으로써 팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말의 표시부를 서브 디스플레이로서 사용하여도 좋다.
또한, 휴대 정보 단말은 통신 규격된 근거리 무선 통신을 실행할 수 있어도 좋다. 예를 들어, 무선 통신이 가능한 헤드 셋과 서로 통신함으로써 헨즈 프리로 통화할 수 있어도 좋다.
팔 장착형(또는 손목 시계형) 휴대 정보 단말은 버튼, 스위치, 또는 터치 패널 중 적어도 하나를 갖는다. 버튼이나 스위치는 시각 설정, 전원의 온 동작, 오프 동작, 무선 통신의 온 동작, 오프 동작, 매너 모드의 실행 및 해제, 절전 모드의 실행 및 해제 등, 다양한 기능을 가질 수 있다. 또한, 터치 패널을 조작함으로써 이들 동작이 실행할 수 있어도 좋다. 휴대 정보 단말에 제공된 운영 체계(operating system)에 의하여 버튼이나 스위치의 기능을 자유롭게 설정할 수 있어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서 예시하는 팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말은 심박수, 호흡수, 맥박, 체온, 또는 혈압 등의 사용자의 생체 정보를 계측하는 센서를 갖는 것이 바람직하다.
예를 들어, 광학 센서를 사용하여 팔 등의 모세 혈관의 수축으로부터 심박수를 측정할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말이 사용자의 팔에 장착되었는지의 여부를 피부의 전기 전도율로부터 파악하는 센서를 사용함으로써, 자동적으로 휴대 정보 단말의 전원의 온동작, 오프 동작을 행할 수 있어도 좋다.
이들 센서는 예를 들어, 휴대 정보 단말에 있어서, 사용자의 팔이 접하는 면 측에 실장되는 것이 바람직하다.
또한, 사용 환경의 데이터를 계측할 수 있어도 좋다. 예를 들어, 자외선 센서 또는 조도 센서를 가져도 좋다. 자외선량을 파악함으로써 사용자가 햇볕에 타지 않도록 하는 데에 이용할 수 있다. 또한, 사용 환경의 조도에 따라, 자동적으로 표시부의 밝기를 조정할 수 있어도 좋다. 이들 센서는 예를 들어 휴대 정보 단말에 있어서 표시면 측에 실장되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 휴대 정보 단말은 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신할 수 있어도 좋다.
또한, 휴대 정보 단말은 비접촉으로 이차 전지를 충전할 수 있으면 바람직하다. 또한, 휴대 정보 단말은 광전 변환 소자를 갖고, 이 광전 변환 소자를 사용하여 이차 전지를 충전할 수 있으면 바람직하다. 예를 들어, 태양광 발전에 의하여, 이차 전지를 충전할 수 있으면 바람직하다.
도 53의 (A)에 도시한 팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말(300)은 표시부(301), 배터리(303), 고정 기구(305), 및 하우징(307) 등을 갖는다. 표시부(301), 배터리(303), 및 하우징(307)은 각각 가요성을 갖는다. 그러므로, 휴대 정보 단말(300)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡할 수 있다. 예를 들어, 표시부(301)에는 가요성을 갖는 발광 패널 또는 표시 패널을 사용할 수 있다. 또한, 배터리(303)에는 가요성을 갖는 이차 전지를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 표시부(301) 및 배터리(303)가 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 파손을 억제할 수 있어 휴대 정보 단말(300)의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 53의 (A)에서는, 하우징(307) 내에 2개의 배터리(303)를 갖는 예를 도시하였지만, 배터리의 개수는 하나 이상이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 표시부(301)에 중첩시켜 배터리(303)가 배치되어 있어도 좋다.
하우징(307)에는 예를 들어, 금속, 수지, 또는 천연 소재 등의 1종 이상을 사용할 수 있다. 금속으로서는 스테인리스, 알루미늄, 타이타늄 합금 등을 사용할 수 있다. 또한 수지로서는 아크릴 수지, 폴리아마이드 수지 등을 사용할 수 있다. 또한, 천연 소재로서 목재, 돌, 뼈, 가죽, 종이, 직물을 가공한 것 등을 사용할 수 있다.
도 53의 (B)에 휴대 정보 단말(350)을 환 형상으로 휜 상태에 사시도를 도시하고, 도 53의 (C)에 휴대 정보 단말(350)을 전개(신장이라고도 할 수 있는)한 상면도를 도시하였다. 도 53의 (C)의 일점쇄선 Z1-Z2를 따라 자른 단면도를 도 53의 (D), (E)에 도시하였다.
팔 장착형(또는 손목 시계형)의 휴대 정보 단말(350)은 표시부(301), 하우징(302a), 하우징(302b), 배터리(303)를 갖는다. 하우징(302b) 및 배터리(303)는 각각 가요성을 갖는다. 그러므로, 휴대 정보 단말(350)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡할 수 있다. 또한, 표시부(301) 및 하우징(302a)도 각각 가요성을 가져도 좋다. 본 발명의 일 형태에 의하여, 표시부(301) 및 배터리(303)가 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 파손을 억제할 수 있어 휴대 정보 단말(350)의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 도 53의 (C)에 도시한 바와 같이, 휴대 정보 단말(350)은 조작 버튼(309)을 가져도 좋다.
도 53의 (D)에 도시한 바와 같이, 배터리(303)에는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치가 적용되는 것이 바람직하다. 배터리(303)는 이차 전지(20)와 고무 탄성을 갖는 부재(40)를 갖는다. 또한, 표시부(301)에는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치가 적용되는 것이 바람직하다. 표시부(301)는 발광 패널(10)과 고무 탄성을 갖는 부재(40)를 갖는다.
도 53의 (E)에 도시한 바와 같이, 휴대 정보 단말(350)은 또한 센서(70)를 가져도 좋다. 센서(70)로서는 상술한 생체 정보를 검지하는 센서 등의 각종 센서를 사용할 수 있다. 센서(70)의 가요성은 불문한다. 센서(70)는 고무 탄성을 갖는 부재(40)의 내부 또는 외부에 제공한다. 도 53의 (E)에서는 배터리(303)에 본 발명의 일 형태를 적용하고, 표시부(301), 하우징(302a), 및 센서(70)는 가요성을 갖지 않는 예를 도시하였다.
도 54의 (A)~(D)에 만곡된 표시부(7000)를 갖는 전자 기기의 일례를 도시하였다. 표시부(7000)는, 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시할 수 있다. 또한, 표시부(7000)는 가요성을 가져도 좋다.
본 실시형태에서 예시한 전자 기기는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치, 또는 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치 중 적어도 한쪽을 갖는다. 예를 들어, 발광 패널을 갖는 발광 장치를 표시부(7000)에 사용하여도 좋다. 이 발광 장치는 이에 더하여 이차 전지를 가져도 좋다. 또한, 전자 유닛을 갖는 축전 장치를 배터리로서 가져도 좋다.
도 54의 (A)에 휴대 전화기의 일례를 도시하였다. 휴대 전화기(7100)는 표시부(7000), 하우징(7101), 조작 버튼(7103), 외부 접속 포트(7104), 스피커(7105), 마이크(7106) 등을 갖는다.
휴대 전화기(7100)는 표시부(7000)에 터치 센서를 구비한다. 전화를 걸거나, 또는 문자를 입력하는 등의 모든 조작은 손가락 또는 스타일러스 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 수행할 수 있다.
또한, 조작 버튼(7103)의 조작에 의하여, 전원의 온 동작, 오프 동작이나, 표시부(7000)에 표시되는 화상의 종류를 전환할 수 있다. 예를 들어 메일 작성 화면에서 메인 메뉴 화면으로 전환시킬 수 있다.
도 54의 (B)에 텔레비전 장치의 일례를 도시하였다. 텔레비전 장치(7200)는, 하우징(7201)에 표시부(7000)가 제공된다. 여기에서는, 스탠드(7203)에 의하여 하우징(7201)을 지지한 구성을 도시하였다.
텔레비전 장치(7200)의 조작은 하우징(7201)이 구비하는 조작 스위치나, 별체의 리모콘 컨트롤러(7211)에 의하여 행할 수 있다. 또는, 표시부(7000)에 터치 센서를 구비하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7211)는 상기 리모트 컨트롤러(7211)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7211)가 구비한 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널을 조작하거나 음량을 조절할 수 있기 때문에, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한, 텔레비전 장치(7200)는 수신기나 모뎀 등을 구비한 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송을 수신할 수 있다. 또한, 모뎀을 통하여 유선 또는 무선에 의한 통신 네트워크에 접속함으로써 한 방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자들 사이 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
텔레비전 장치(7200)는 예를 들어 풀 하이비전 화질, 4K 화질, 또는 8K 화질 등의 영상을 표시할 수 있으면 바람직하다.
도 54의 (C)는 휴대 정보 단말(7300)의 사시도이고, 도 54의 (D)는 휴대 정보 단말(7300)의 상면도이다. 휴대 정보 단말(7300)은 하우징(7301) 및 표시부(7000)를 갖는다. 또한, 조작 버튼, 외부 접속 포트, 스피커, 마이크로폰, 안테나, 또는 배터리 등을 가져도 좋다. 표시부(7000)는 터치 센서를 구비한다. 휴대 정보 단말의 조작은, 손가락 또는 스타일러스 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 수행할 수 있다.
본 실시형태에서 예시하는 휴대 정보 단말은, 예를 들어 전화기, 수첩 또는 정보 열람 장치 등으로부터 선택된 하나 또는 복수의 기능을 갖는다. 구체적으로는, 스마트폰으로서 각각 사용할 수 있다. 본 실시형태에서 예시하는 휴대 정보 단말은, 예를 들어 이동 전화, 전자 메일, 문장 열람 및 작성, 음악 재생, 인터넷 통신, 및 컴퓨터 게임 등 다양한 애플리케이션을 실행할 수 있다.
휴대 정보 단말(7300)은 문자나 화상 정보를 그 복수의 면에 표시할 수 있다. 예를 들어, 도 54의 (C)에 도시한 바와 같이, 3개의 조작 버튼(7302)을 하나의 면에 표시하고, 직사각형으로 나타내는 정보(7303)를 다른 면에 표시할 수 있다. 도 54의 (C), (D)에서는 휴대 정보 단말의 상측에 정보가 표시되는 예를 도시하였다.
또한, 정보의 예로서는, SNS(Social Networking Service)의 통지, 전자 메일 또는 전화 등의 착신을 알리는 표시, 전자 메일 등의 제목 또는 송신자명, 일시, 시각, 배터리 잔량, 및 안테나의 수신 강도 등이 있다. 또는, 정보가 표시되는 위치에 정보 대신, 조작 버튼, 아이콘 등을 표시하여도 좋다.
예를 들어, 휴대 정보 단말(7300)의 사용자는, 옷의 가슴 포켓에 휴대 정보 단말(7300)을 넣은 채 그 표시(여기서는 정보(7303))를 확인할 수 있다.
구체적으로는, 착신한 전화의 발신자의 전화 번호 또는 이름 등을 휴대 정보 단말(7300) 상방으로부터 관찰할 수 있는 위치에 표시한다. 사용자는, 휴대 정보 단말(7300)을 포켓에서 꺼내지 않아도 표시를 확인하여 전화를 받을지 여부를 판단할 수 있다.
도 54의 (E)~(H)에 가요성을 갖는 표시부(7001)를 갖는 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다.
이하의 휴대 정보 단말은, 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치 및 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치 중 적어도 한쪽을 갖는다. 예를 들어, 발광 패널을 갖는 발광 장치를 표시부(7001)에 사용하여도 좋다. 이 발광 장치는 또한 이차 전지를 가져도 좋다. 또는 전지 유닛을 갖는 축전 장치를 배터리로서 가져도 좋다. 예를 들어, 휴대 정보 단말에는 곡률반경 0.01mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있는 발광 패널이나 1mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있는 이차 전지를 적용할 수 있다. 또한, 표시부(7001)는 터치 센서를 구비하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7001)를 터치함으로써 휴대 정보 단말을 조작할 수 있다.
도 54의 (E), (F)에 폴더블 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 도 54의 (E)에서는 표시부(7001)가 내측이 되도록 접은 상태, 도 54의 (F)에서는 표시부(7001)가 외측이 되도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(7650)을 도시하였다. 휴대 정보 단말(7650)은 표시부(7001) 및 비표시부(7651)를 갖는다. 휴대 정보 단말(7650)을 사용하지 않을 때 표시부(7001)가 내측이 되도록 접음으로써 표시부(7001)가 더러워지거나 손상되는 것을 억제할 수 있다.
도 54의 (G)에 가요성을 갖는 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 휴대 정보 단말(7700)은 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 갖는다. 또한, 입력 수단인 버튼(7703a), 버튼(7703b), 음성 출력 수단인 스피커(7704a), 스피커(7704b), 외부 접속 포트(7705), 및 마이크로폰(7706) 등을 가져도 좋다. 또한, 휴대 정보 단말(7700)은 가요성을 갖는 배터리(7709)를 탑재할 수 있다. 배터리(7709)는 예를 들어, 표시부(7001)와 중첩하여 배치되어도 좋다.
하우징(7701), 표시부(7001), 및 배터리(7709)는 가요성을 갖는다. 따라서, 휴대 정보 단말(7700)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡하거나, 휴대 정보 단말(7700)을 쉽게 비틀 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7700)은 표시부(7001)가 내측 또는 외측이 되도록 접어 사용할 수 있다. 또는, 휴대 정보 단말(7700)을 롤상으로 만 상태에서 사용할 수도 있다. 이와 같이, 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 자유롭게 변형하는 것이 가능하기 때문에, 휴대 정보 단말(7700)은 낙하한 경우, 또는 의도하지 않은 외력이 가해진 경우라도, 파손되기 어렵다는 이점이 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7700)은 경량이기 때문에, 하우징(7701)의 상부를 클립 등에 꼭 집어 매달아서 사용하거나, 또는 하우징(7701)을 자석 등으로 벽면에 고정하여 사용하는 등, 다양한 상황에서 편리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치는, 표시부(7001)로서 기능하는 발광 패널과 배터리(7709)로서 기능하는 이차 전지를 갖는다. 본 발명의 일 형태에 의하여 표시부(7001) 및 배터리(7709)를 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 파손을 억제할 수 있어 휴대 정보 단말의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 54의 (H)에 손목 시계형의 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 휴대 정보 단말(7800)은 밴드(7801), 표시부(7001), 입출력 단자(7802), 조작 버튼(7803) 등을 갖는다. 밴드(7801)는 하우징으로서의 기능을 갖는다. 또한, 휴대 정보 단말(7800)은 가요성을 갖는 배터리(7805)를 탑재할 수 있다. 배터리(7805)는 예를 들어, 표시부(7001) 및 밴드(7801) 중 적어도 한쪽과 중첩하여 배치되어도 좋다.
밴드(7801), 표시부(7001), 및 배터리(7805)는 가요성을 갖는다. 따라서, 휴대 정보 단말(7800)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태에 의하여, 표시부(7001) 및 배터리(7805)를 필요 이상으로 휘어지는 것으로 인한 파손을 억제할 수 있어 휴대 정보 단말의 신뢰성을 높일 수 있다.
표시부(7001)에 표시된 아이콘(7804)을 손가락 등으로 터치함으로써, 애플리케이션을 기동할 수 있다.
휴대 정보 단말(7800)은 입출력 단자(7802)를 가져도 좋다. 입출력 단자(7802)를 갖는 경우, 다른 정보 단말과 커넥터를 통하여 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 또한, 입출력 단자(7802)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서 예시하는 휴대 정보 단말의 충전 동작은, 입출력 단자를 통하지 않고 비접촉 전력 전송에 의하여 수행하여도 좋다.
도 55의 (A), (D), (F), (G)에 도시한 전자 기기는 본 발명의 일 형태에 따른 발광 장치 및 본 발명의 일 형태에 따른 축전 장치 중 적어도 한쪽을 갖는다. 예를 들어, 발광 패널을 갖는 발광 장치를 표시부(7000)에 사용하여도 좋다. 이 발광 장치는 또한 이차 전지를 가져도 좋다. 또한, 전자 유닛을 갖는 축전 장치를 배터리로서 가져도 좋다.
도 55의 (A)는 휴대 전화기의 일례를 도시한 것이다. 휴대 전화기(7400)는, 하우징(7401)에 조합된 표시부(7402) 이외에, 조작 버튼(7403), 외부 접속 포트(7404), 스피커(7405), 마이크(7406) 등을 구비한다. 또한, 휴대 전화기(7400)는 축전 장치(7407)를 갖는다.
도 55의 (B)는 휴대 전화기(7400)를 만곡시킨 상태를 도시한 것이다. 휴대 전화기(7400)를 외부의 힘으로 변형시켜 전체를 만곡시키면, 그 내부에 제공된 축전 장치(7407)도 만곡된다. 축전 장치(7407)는 박형 축전지이다. 축전 장치(7407)는 휘어진 상태로 고정되어 있다. 만곡된 상태의 축전 장치(7407)를 도 55의 (C)에 도시하였다.
도 55의 (D)는 팔찌형 표시 장치의 일례를 도시한 것이다. 휴대 표시 장치(710)는 하우징(715), 표시부(712), 조작 버튼(713), 및 축전 장치(714)를 구비한다. 또한, 도 55의 (E)에는 휜 상태의 축전 장치(714)를 도시하였다.
도 55의 (F)는 손목 시계형 휴대 정보 단말의 일례를 도시한 것이다. 휴대 정보 단말(720)은 하우징(721), 표시부(722), 밴드(723), 버클(724), 조작 버튼(725), 입출력 단자(726) 등을 갖는다.
또한, 표시부(722)는 그 표시면이 만곡되어 제공되고, 만곡된 표시면을 따라 표시를 행할 수 있다. 또한, 표시부(722)는 터치 센서를 구비하고, 손가락 또는 스타일러스 등으로 화면을 터치함으로써 조작할 수 있다. 예를 들어, 표시부(722)에 표시된 아이콘(727)을 터치함으로써 애플리케이션을 기동할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말(720)은 입출력 단자(726)를 구비하며, 커넥터를 통하여 다른 정보 단말과 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 또한, 입출력 단자(726)를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 입출력 단자(726)를 사용하지 않고 무선 급전에 의하여 충전하여도 좋다.
휴대 정보 단말(720)은 축전 장치를 갖는다. 예를 들어, 도 55의 (E)에 도시된 축전 장치(714)를 만곡된 상태로 하우징(721) 내부에 제공하거나 또는 만곡할 수 있는 상태로 밴드(723) 내부에 제공할 수 있다.
도 55의 (G)는 완장형 표시 장치의 일례를 도시한 것이다. 표시 장치(730)는 표시부(734)와 축전 장치를 갖는다. 또한, 표시 장치(730)는 표시부(734)에 터치 센서를 구비할 수도 있고, 또한 휴대 정보 단말로서 기능시킬 수도 있다.
표시부(734)는, 그 표시면이 만곡되고, 만곡된 표시면을 따라 표시가 가능하다. 또한, 표시 장치(730)는 통신 규격된 근거리 무선 통신 등에 의하여 표시 상황을 변경할 수 있다.
또한, 표시 장치(730)는 입출력 단자를 구비하고, 다른 정보 단말과 커넥터를 통하여 데이터를 직접 주고받을 수 있다. 또한, 입출력 단자를 통하여 충전할 수도 있다. 또한, 입출력 단자를 사용하지 않고 무선 급전에 의하여 충전하여도 좋다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
1: 수단
2: 수단
3: 수단
4: 부하
5: 스위치
6: 인덕터
7: 스위치
8: 다이오드
9: 다이오드
10: 발광 패널
11: 발광 소자
12a: 단자
12b: 단자
13: 저항
14: 저항
20: 이차 전지
21a: 전극
21b: 전극
22: 계장 증폭기
30: 회로
31: 안테나
32: 컨트롤러
33a: 단자
33b: 단자
34: 단자
35: 전자 부품
36: 에러 증폭기
37: 삼각파 발진기
38: 비교기
39: 버퍼
40: 고무 탄성을 갖는 부재
40a: 요철 구조
45: 터치 패널
49: 인버터
50: 회로
51: 스위치
52a: 단자
52b: 단자
53a: 배선
53b: 배선
55: 회로 기판
60: 영역
61: 영역
62: 영역
63: 영역
64: 영역
65: 영역
66: 영역
67: 영역
68: 안테나
70: 센서
100: 축전 장치
102: 활물질층
103: 세퍼레이터
107: 외장체
109: 고무 탄성을 갖는 부재
109a: 요철 구조
110: 축전 장치
111: 양극
112: 축전 장치
113: 축전 장치
114: 축전 장치
115: 음극
116: 축전 장치
117: 축전 장치
118: 축전 장치
119a: 볼록부
119b: 볼록부
120: 전지 유닛
121: 양극 리드
123: 전극 리드
125: 음극 리드
129: 밀봉층
150: 발광 장치
165: 스페이서
165a: 스페이서
165b: 스페이서
165c: 스페이서
165d: 스페이서
191: 구조체
192: 오목부
192a: 요철 구조
195: 충전재
200: 이차 전지
203: 세퍼레이터
203a: 영역
203b: 영역
207: 외장체
211: 양극
211a: 양극
215: 음극
215a: 음극
220: 밀봉층
221: 양극 리드
225: 음극 리드
230: 전극 조립체
231: 전극 조립체
250: 이차 전지
281: 탭 영역
282: 탭 영역
300: 휴대 정보 단말
301: 표시부
302a: 하우징
302b: 하우징
303: 배터리
305: 고정 기구
307: 하우징
309: 조작 버튼
310: 수전 장치
311: 공명 코일
312: 코일
313: 정류 회로
314: DC-DC 컨버터
315: 배터리
316: 부유 용량
350: 휴대 정보 단말
400: 송전 장치
401: 고주파 전원
402: 코일
403: 공명 코일
404: 부유 용량
500: 전지 유닛
501: 양극 집전체
502: 양극 활물질층
503: 양극
504: 음극 집전체
505: 음극 활물질층
506: 음극
507: 세퍼레이터
508: 전해액
509: 외장체
510: 양극 리드
511: 음극 리드
521: 구조체
522: 오목부
522a: 요철 구조
531: 층
551: 구조체
552: 오목부
552a: 요철 구조
701: 기판
710: 휴대 표시 장치
711: 기판
712: 표시부
713: 조작 버튼
714: 축전 장치
715: 하우징
720: 휴대 정보 단말
721: 하우징
722: 표시부
723: 밴드
724: 버클
725: 조작 버튼
726: 입출력 단자
727: 아이콘
730: 표시 장치
734: 표시부
808: FPC
815: 절연층
816: 절연층
817: 절연층
820: 트랜지스터
826: 접속체
845B: 착색층
845G: 착색층
845R: 착색층
845Y: 착색층
847: 차광층
857: 도전층
860: 액정 소자
861: 편광판
862: 편광판
863: 백라이트
871: 전극
872: 액정
873: 전극
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
1000: 입력 전력 검출부
1001: 수단
1002: 수단
1003: 부하
2000: 전압 변환부
2001: 수단
2002: 스위치
4001: 기판
4002: 화소부
4003: 신호선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 실재
4006: 기판
4018: FPC
4018a: FPC
4018b: FPC
7000: 표시부
7001: 표시부
7100: 휴대 전화기
7101: 하우징
7103: 조작 버튼
7104: 외부 접속 포트
7105: 스피커
7106: 마이크로폰
7200: 텔레비전 장치
7201: 하우징
7203: 스탠드
7211: 리모콘 조작기
7300: 휴대 정보 단말
7301: 하우징
7302: 조작 버튼
7303: 정보
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰
7407: 축전 장치
7650: 휴대 정보 단말
7651: 비표시부
7700: 휴대 정보 단말
7701: 하우징
7703a: 버튼
7703b: 버튼
7704a: 스피커
7704b: 스피커
7705: 외부 접속 포트
7706: 마이크로폰
7709: 배터리
7800: 휴대 정보 단말
7801: 밴드
7802: 입출 단자
7803: 조작 버튼
7804: 아이콘
7805: 배터리
2: 수단
3: 수단
4: 부하
5: 스위치
6: 인덕터
7: 스위치
8: 다이오드
9: 다이오드
10: 발광 패널
11: 발광 소자
12a: 단자
12b: 단자
13: 저항
14: 저항
20: 이차 전지
21a: 전극
21b: 전극
22: 계장 증폭기
30: 회로
31: 안테나
32: 컨트롤러
33a: 단자
33b: 단자
34: 단자
35: 전자 부품
36: 에러 증폭기
37: 삼각파 발진기
38: 비교기
39: 버퍼
40: 고무 탄성을 갖는 부재
40a: 요철 구조
45: 터치 패널
49: 인버터
50: 회로
51: 스위치
52a: 단자
52b: 단자
53a: 배선
53b: 배선
55: 회로 기판
60: 영역
61: 영역
62: 영역
63: 영역
64: 영역
65: 영역
66: 영역
67: 영역
68: 안테나
70: 센서
100: 축전 장치
102: 활물질층
103: 세퍼레이터
107: 외장체
109: 고무 탄성을 갖는 부재
109a: 요철 구조
110: 축전 장치
111: 양극
112: 축전 장치
113: 축전 장치
114: 축전 장치
115: 음극
116: 축전 장치
117: 축전 장치
118: 축전 장치
119a: 볼록부
119b: 볼록부
120: 전지 유닛
121: 양극 리드
123: 전극 리드
125: 음극 리드
129: 밀봉층
150: 발광 장치
165: 스페이서
165a: 스페이서
165b: 스페이서
165c: 스페이서
165d: 스페이서
191: 구조체
192: 오목부
192a: 요철 구조
195: 충전재
200: 이차 전지
203: 세퍼레이터
203a: 영역
203b: 영역
207: 외장체
211: 양극
211a: 양극
215: 음극
215a: 음극
220: 밀봉층
221: 양극 리드
225: 음극 리드
230: 전극 조립체
231: 전극 조립체
250: 이차 전지
281: 탭 영역
282: 탭 영역
300: 휴대 정보 단말
301: 표시부
302a: 하우징
302b: 하우징
303: 배터리
305: 고정 기구
307: 하우징
309: 조작 버튼
310: 수전 장치
311: 공명 코일
312: 코일
313: 정류 회로
314: DC-DC 컨버터
315: 배터리
316: 부유 용량
350: 휴대 정보 단말
400: 송전 장치
401: 고주파 전원
402: 코일
403: 공명 코일
404: 부유 용량
500: 전지 유닛
501: 양극 집전체
502: 양극 활물질층
503: 양극
504: 음극 집전체
505: 음극 활물질층
506: 음극
507: 세퍼레이터
508: 전해액
509: 외장체
510: 양극 리드
511: 음극 리드
521: 구조체
522: 오목부
522a: 요철 구조
531: 층
551: 구조체
552: 오목부
552a: 요철 구조
701: 기판
710: 휴대 표시 장치
711: 기판
712: 표시부
713: 조작 버튼
714: 축전 장치
715: 하우징
720: 휴대 정보 단말
721: 하우징
722: 표시부
723: 밴드
724: 버클
725: 조작 버튼
726: 입출력 단자
727: 아이콘
730: 표시 장치
734: 표시부
808: FPC
815: 절연층
816: 절연층
817: 절연층
820: 트랜지스터
826: 접속체
845B: 착색층
845G: 착색층
845R: 착색층
845Y: 착색층
847: 차광층
857: 도전층
860: 액정 소자
861: 편광판
862: 편광판
863: 백라이트
871: 전극
872: 액정
873: 전극
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
1000: 입력 전력 검출부
1001: 수단
1002: 수단
1003: 부하
2000: 전압 변환부
2001: 수단
2002: 스위치
4001: 기판
4002: 화소부
4003: 신호선 구동 회로
4004: 주사선 구동 회로
4005: 실재
4006: 기판
4018: FPC
4018a: FPC
4018b: FPC
7000: 표시부
7001: 표시부
7100: 휴대 전화기
7101: 하우징
7103: 조작 버튼
7104: 외부 접속 포트
7105: 스피커
7106: 마이크로폰
7200: 텔레비전 장치
7201: 하우징
7203: 스탠드
7211: 리모콘 조작기
7300: 휴대 정보 단말
7301: 하우징
7302: 조작 버튼
7303: 정보
7400: 휴대 전화기
7401: 하우징
7402: 표시부
7403: 조작 버튼
7404: 외부 접속 포트
7405: 스피커
7406: 마이크로폰
7407: 축전 장치
7650: 휴대 정보 단말
7651: 비표시부
7700: 휴대 정보 단말
7701: 하우징
7703a: 버튼
7703b: 버튼
7704a: 스피커
7704b: 스피커
7705: 외부 접속 포트
7706: 마이크로폰
7709: 배터리
7800: 휴대 정보 단말
7801: 밴드
7802: 입출 단자
7803: 조작 버튼
7804: 아이콘
7805: 배터리
Claims (1)
- 축전 장치에 있어서,
양극, 음극, 전해질, 및 상기 양극, 상기 음극 및 상기 전해질을 내포하는 외장체를 포함하는 전지 유닛; 및
고무 탄성을 갖는 제 1 부재를 포함하고,
상기 고무 탄성을 갖는 제 1 부재는 제 1 볼록부 및 제 2 볼록부를 포함하고,
상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는 상기 전지 유닛의 제 1 면 위에 나란히 제공되고,
상기 제 1 볼록부 및 상기 제 2 볼록부는 상기 전지 유닛의 상기 제 1 면이 내측이 되도록 상기 축전 장치를 휨으로써 서로 접촉하게 되고,
상기 고무 탄성을 갖는 제 1 부재는 상기 외장체보다 작은 영률(Young's modulus)을 갖는, 축전 장치.
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