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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-27
(45)【発行日】2023-11-07
(54)【発明の名称】電子機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/136 20210101AFI20231030BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20231030BHJP
H01M 50/119 20210101ALI20231030BHJP
H01M 4/70 20060101ALI20231030BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20231030BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20231030BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20231030BHJP
H01M 10/0585 20100101ALN20231030BHJP
【ＦＩ】
H01M50/136
H01M50/105
H01M50/119
H01M4/70 A
H01M10/04 Z
G09F9/00 347Z
G09F9/30 308Z
H01M10/0585
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022014042
(22)【出願日】2022-02-01
(62)【分割の表示】P 2016147007の分割
【原出願日】2016-07-27
(65)【公開番号】P2022070875
(43)【公開日】2022-05-13
【審査請求日】2022-03-02
(31)【優先権主張番号】P 2015149254
(32)【優先日】2015-07-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】田島 亮太
【審査官】小森 重樹
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２１８６９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／００５２２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－０８７４７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２５０１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１５８４４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０４３９５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１９１５４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０１１４６００８（ＣＮ，Ｙ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８
Ｈ０１Ｍ ４／７０
Ｈ０１Ｍ １０／０４
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｇ０９Ｆ ９／００
Ｈ０１Ｍ １０／０５８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
二次電池と、前記二次電池と重なる領域を有するように配置された表示パネルと、筐体と、を有し、前記二次電池は、一対のフィルムと、前記一対のフィルムの間の、正極、負極及びセパレータとを有し、
前記正極は、第１の開口部を有する正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記負極は、第２の開口部を有する負極集電体及び負極活物質層を有し、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部と重なる領域を有し、
前記二次電池の断面において、前記二次電池は第１の領域と、前記第１の領域よりも厚さが薄い第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記正極、前記負極及び前記セパレータを有する領域であり、
前記第２の領域は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層を有さず、前記正極集電体、前記負極集電体及び前記セパレータを有する領域であり、
前記第２の領域において前記セパレータが、前記第１の開口部及び前記第２の開口部を介して前記一対のフィルムと接着されており、
前記表示パネルは、一対の可撓性を有する基板と、前記一対の可撓性を有する基板の間の表示素子とを有し、
前記筐体は曲げることができ、前記二次電池は前記筐体が曲がったとき、前記第２の領域で曲げることができ、且つ前記表示パネルは前記第２の領域と重なる領域で前記二次電池に追随して曲げることができる、電子機器。
【請求項2】
二次電池と、前記二次電池と重なる領域を有するように配置された表示パネルと、筐体と、を有し、前記二次電池は、一対のフィルムと、前記一対のフィルムの間の、正極、負極及びセパレータとを有し、
前記正極は、第１の開口部を有する正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記負極は、第２の開口部を有する負極集電体及び負極活物質層を有し、
前記第２の開口部は、前記第１の開口部と重なる領域を有し、
前記セパレータは、前記第１の開口部及び前記第２の開口部より面積の小さな第３の開口部を有し、
前記二次電池の断面において、前記二次電池は第１の領域と、前記第１の領域よりも厚さが薄い第２の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記正極、前記負極及び前記セパレータを有する領域であり、
前記第２の領域は、前記正極活物質層及び前記負極活物質層を有さず、前記正極集電体、前記負極集電体及び前記セパレータを有する領域であり、
前記第２の領域において前記第３の開口部が、前記第１の開口部及び前記第２の開口部と重なり、前記第３の開口部の周縁において前記セパレータが、前記第１の開口部及び前記第２の開口部を介して前記一対のフィルムと接着されており、
前記表示パネルは、一対の可撓性を有する基板と、前記一対の可撓性を有する基板の間の表示素子とを有し、
前記筐体は曲げることができ、前記二次電池は前記筐体が曲がったとき、前記第２の領域で曲げることができ、且つ前記表示パネルは前記第２の領域と重なる領域で前記二次電池に追随して曲げることができる、電子機器。
【請求項3】
請求項１又は請求項２において、前記第２の領域と重なる緩衝材を有する、電子機器。
【請求項4】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記一対のフィルムに対して前記第２の領域が２箇所以上あり、
前記二次電池及び前記表示パネルは前記２箇所以上で曲げることができる、電子機器。
【請求項5】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記一対のフィルムに対して前記第２の領域が２箇所あり、
前記二次電池及び前記表示パネルは前記２箇所で曲げることができ
前記２箇所で前記二次電池及び前記表示パネルを曲げたとき、三つ折り状態をなす、電子機器。
【請求項6】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記一対のフィルムは、前記二次電池の外装体であり、
前記外装体は、金属フィルムを有する、電子機器。
【請求項7】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記第２の領域において前記二次電池が曲がったとき、曲率半径は３０ｍｍ以下とすることができ、
前記第２の領域において前記表示パネルが曲がったとき、曲率半径３０ｍｍ以下とすることができる、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一様態は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、
マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。
本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置または電子機
器、またはそれらの製造方法に関する。特に、電子機器およびそのオペレーティングシス
テムに関する。
マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。
本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置または電子機
器、またはそれらの製造方法に関する。特に、電子機器およびそのオペレーティングシス
テムに関する。
【0002】
なお、本明細書中において電子機器とは、二次電池を有する装置全般を指し、二次電池
を有する電気光学装置、二次電池を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
を有する電気光学装置、二次電池を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
【背景技術】
【0003】
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器が盛んに開発されている。例え
ば、薄型携帯書籍が特許文献１に記載されている。
ば、薄型携帯書籍が特許文献１に記載されている。
【0004】
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器は、二次電池を電源として動作
する。使用者が携帯する電子機器は、長時間使用することが望まれ、そのために大容量の
二次電池を用いればよい。電子機器に大容量の二次電池を内蔵させると大容量の二次電池
は大きく、重量がかさむ問題がある。そこで携帯する電子機器に内蔵できる小型または薄
型で大容量の二次電池の開発が進められている。
する。使用者が携帯する電子機器は、長時間使用することが望まれ、そのために大容量の
二次電池を用いればよい。電子機器に大容量の二次電池を内蔵させると大容量の二次電池
は大きく、重量がかさむ問題がある。そこで携帯する電子機器に内蔵できる小型または薄
型で大容量の二次電池の開発が進められている。
【0005】
特許文献１には、活物質合剤層が、複数の開口部を有する領域と、開口部を有していない
領域とからなり、集合シートの少なくとも曲げの生じている部分を複数の開口部を有する
領域が覆っている角形リチウムイオン二次電池が開示されている。
領域とからなり、集合シートの少なくとも曲げの生じている部分を複数の開口部を有する
領域が覆っている角形リチウムイオン二次電池が開示されている。
【0006】
特許文献２には、曲面を有する構造体上に可撓性を有する二次電池と可撓性を有する表示
パネルが一部重なる構成が開示されている。
パネルが一部重なる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開２０１３－１４０７８１号公報
【文献】特開２０１５－３８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
外装体として金属缶を用いる場合、二次電池自体の重量が増加する問題点がある。また、
薄い二次電池を実現するために、薄い金属缶を成形加工によって製造することが困難であ
り、薄い金属缶を用いて二次電池を作製することも困難である。
薄い二次電池を実現するために、薄い金属缶を成形加工によって製造することが困難であ
り、薄い金属缶を用いて二次電池を作製することも困難である。
【0009】
外装体として金属箔（アルミニウム、ステンレスなど）と樹脂（熱融着性樹脂）の積層を
含むフィルム（ラミネートフィルムとも呼ぶ）を用いると、金属缶を用いた二次電池より
も軽量であり、薄型の二次電池を作製することができる。
含むフィルム（ラミネートフィルムとも呼ぶ）を用いると、金属缶を用いた二次電池より
も軽量であり、薄型の二次電池を作製することができる。
【0010】
使用者の装着感を快適なものとするため、人体に装着して使用される表示装置は軽量化、
及び小型化が求められ、さらに表示装置の駆動装置や電源を含めた電子機器全体の軽量化
が求められる。
及び小型化が求められ、さらに表示装置の駆動装置や電源を含めた電子機器全体の軽量化
が求められる。
【0011】
新規な構造の電子機器を提供する。具体的には、さまざまな外観形状にすることができる
新規な構造の電子機器を提供する。
新規な構造の電子機器を提供する。
【0012】
または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置、新規な二次電池などを提供することを課題
とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本
発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以
外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明
細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本
発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以
外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明
細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
薄型の電子機器において、表示部を折り曲げてさらに小型にすることのできる電子機器が
提案されている。このような薄型の電子機器にはスペースが少なく、二次電池を配置する
場所が確保しにくい。また、薄型、及び軽量を重視する場合、部品点数を少なくすること
が望まれる。
提案されている。このような薄型の電子機器にはスペースが少なく、二次電池を配置する
場所が確保しにくい。また、薄型、及び軽量を重視する場合、部品点数を少なくすること
が望まれる。
【0014】
そこで、表示部だけでなく、二次電池も折り曲げる構成、即ち、屈曲させる箇所を有する
二次電池を提案する。
二次電池を提案する。
【0015】
本明細書で開示する電子機器は、２箇所以上曲がる表示部と、２箇所以上曲がる二次電池
と、を有し、表示部の曲がる箇所と二次電池の曲がる箇所が互いに重なる電子機器である
。
と、を有し、表示部の曲がる箇所と二次電池の曲がる箇所が互いに重なる電子機器である
。
【0016】
上記電子機器において、表示部は、可撓性フィルム上に表示素子を有し、二次電池は、金
属フィルムを有する外装体を有する。
属フィルムを有する外装体を有する。
【0017】
上記電子機器において、さらに、二次電池の曲がる箇所に重なる円柱状の緩衝材を有し、
緩衝材は、直径３０ｍｍ以下、好ましくは直径１０ｍｍ以下である。この緩衝材が設けら
れることで二次電池の曲がる箇所における最小の曲率半径が固定できる。従って、緩衝材
の直径よりも小さな曲率半径を有する曲面に沿って曲げられて外装体が破壊されることを
防ぐことができる。また、二次電池の曲がる箇所は、他の箇所に比べて薄いため、曲げた
状態での空いたスペースを緩衝材が保持し、曲げた状態での二次電池の形状を維持するこ
とができる。
緩衝材は、直径３０ｍｍ以下、好ましくは直径１０ｍｍ以下である。この緩衝材が設けら
れることで二次電池の曲がる箇所における最小の曲率半径が固定できる。従って、緩衝材
の直径よりも小さな曲率半径を有する曲面に沿って曲げられて外装体が破壊されることを
防ぐことができる。また、二次電池の曲がる箇所は、他の箇所に比べて薄いため、曲げた
状態での空いたスペースを緩衝材が保持し、曲げた状態での二次電池の形状を維持するこ
とができる。
【0018】
上記電子機器において、表示部の曲がる箇所は曲率半径３０ｍｍ以下とすることができ、
二次電池の曲がる箇所は曲率半径３０ｍｍ以下とすることができる。
二次電池の曲がる箇所は曲率半径３０ｍｍ以下とすることができる。
【0019】
上記電子機器において、二次電池は、第１の集電体と、第２の集電体と、セパレータと、
外装体とを有し、二次電池は、第１の集電体、第２の集電体とが互いに重なる第１の領域
と、第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域とを有し、第２の領域は、第１の集電体の開
口部と第２の集電体の開口部とが重なる領域を有し、第２の領域は、二次電池の曲がる箇
所を有する。
外装体とを有し、二次電池は、第１の集電体、第２の集電体とが互いに重なる第１の領域
と、第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域とを有し、第２の領域は、第１の集電体の開
口部と第２の集電体の開口部とが重なる領域を有し、第２の領域は、二次電池の曲がる箇
所を有する。
【0020】
また、二次電池の構成も本明細書で開示する発明の一つであり、その構成は、第１の集電
体と、第２の集電体と、セパレータと、外装体と、を有する二次電池であり、二次電池は
、第１の集電体、第２の集電体とが互いに重なる第１の領域と、第１の領域よりも厚さの
薄い第２の領域とを有し、第２の領域は、第１の集電体の開口部と第２の集電体の開口部
とが重なる領域を有し、第２の領域は、二次電池の曲がる箇所を有することを特徴とする
二次電池である。
体と、第２の集電体と、セパレータと、外装体と、を有する二次電池であり、二次電池は
、第１の集電体、第２の集電体とが互いに重なる第１の領域と、第１の領域よりも厚さの
薄い第２の領域とを有し、第２の領域は、第１の集電体の開口部と第２の集電体の開口部
とが重なる領域を有し、第２の領域は、二次電池の曲がる箇所を有することを特徴とする
二次電池である。
【0021】
上記二次電池において、第２の領域は、セパレータの開口部と第１の集電体の開口部が重
なっている。
なっている。
【0022】
また、他の二次電池の構成は、第１の集電体と、第２の集電体と、セパレータと、電解液
と、外装体と、を有する二次電池であり、二次電池は、第１の集電体、第２の集電体とが
互いに重なる２つの第１の領域と、２つの第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域と、二
次電池の周縁部である第３の領域を有し、第３の領域は、２つの第１の領域と、第２の領
域と接し、第２の領域は、２つの第１の領域間の圧着された領域であり、電解液は２つの
第１の領域においてそれぞれ外装体で囲まれており、第３の領域は第２の領域と厚さが同
じまたは第２の領域よりも薄い領域であることを特徴とする二次電池である。
と、外装体と、を有する二次電池であり、二次電池は、第１の集電体、第２の集電体とが
互いに重なる２つの第１の領域と、２つの第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域と、二
次電池の周縁部である第３の領域を有し、第３の領域は、２つの第１の領域と、第２の領
域と接し、第２の領域は、２つの第１の領域間の圧着された領域であり、電解液は２つの
第１の領域においてそれぞれ外装体で囲まれており、第３の領域は第２の領域と厚さが同
じまたは第２の領域よりも薄い領域であることを特徴とする二次電池である。
【0023】
上記二次電池において、第２の領域は、二次電池の曲がる箇所を有する。
【0024】
上記二次電池において、第２の領域は、第１の集電体の開口部と第２の集電体の開口部と
、セパレータの開口部とが互いに重なっている。
、セパレータの開口部とが互いに重なっている。
【0025】
上記二次電池において、さらに、第２の領域に重なる円柱状の緩衝材を有し、緩衝材は、
直径３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下である。
直径３０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下である。
【0026】
上記二次電池において、二次電池は、曲がる箇所において曲率半径３０ｍｍ以下、好まし
くは曲率半径１０ｍｍ以下の範囲で変形することができる。二次電池の外装体である金属
フィルムは、１枚または２枚で構成されている。積層構造の二次電池である場合、湾曲さ
せて二次電池の断面形状を円弧とすると、二次電池はその内容物がフィルムの２つの曲面
で挟まれた構造となる。
くは曲率半径１０ｍｍ以下の範囲で変形することができる。二次電池の外装体である金属
フィルムは、１枚または２枚で構成されている。積層構造の二次電池である場合、湾曲さ
せて二次電池の断面形状を円弧とすると、二次電池はその内容物がフィルムの２つの曲面
で挟まれた構造となる。
【0027】
面の曲率半径について、図７を用いて説明する。図７（Ａ）において、曲面１７００を切
断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１７０２の一部を円の弧に近
似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図
７（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図７（Ｃ）に、平面１７０１で曲面１７００を
切断した断面図を示す。曲面を平面で切断するとき、曲面に対する平面の角度や切断する
位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は異なるものとなるが、本明細書等では、最
も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。
断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１７０２の一部を円の弧に近
似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図
７（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図７（Ｃ）に、平面１７０１で曲面１７００を
切断した断面図を示す。曲面を平面で切断するとき、曲面に対する平面の角度や切断する
位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は異なるものとなるが、本明細書等では、最
も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。
【0028】
２枚のフィルムを外装体として電極及び電解液などを含む内容物１８０５を挟む二次電池
を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率
半径１８０２は、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よ
りも小さい（図８（Ａ））。二次電池を湾曲させて断面を円弧とすると曲率中心１８００
に近いフィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面
には引っ張り応力がかかる（図８（Ｂ））。
を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率
半径１８０２は、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よ
りも小さい（図８（Ａ））。二次電池を湾曲させて断面を円弧とすると曲率中心１８００
に近いフィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面
には引っ張り応力がかかる（図８（Ｂ））。
【0029】
上記構成において、外装体である金属フィルムにプレス加工、例えばエンボス加工を行い
、外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成すると、このように圧縮応力や
引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる
。そのため、二次電池を屈曲させる箇所は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径を３０
ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下とすることができる。プレス加工の一種であるエンボ
ス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であればよい
。また、それらの組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚のフィル
ムに対して行ってもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行ってもよい
。エンボス加工とは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィ
ルムに圧接させ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフィルムに形成する処理のこと
を指している。エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロールである。
、外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成すると、このように圧縮応力や
引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる
。そのため、二次電池を屈曲させる箇所は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径を３０
ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下とすることができる。プレス加工の一種であるエンボ
ス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であればよい
。また、それらの組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚のフィル
ムに対して行ってもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行ってもよい
。エンボス加工とは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィ
ルムに圧接させ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフィルムに形成する処理のこと
を指している。エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロールである。
【0030】
なお、二次電池の断面形状は、単純な円弧に限定されず、一部が円弧を有する形状にする
ことができ、例えば、図８（Ｃ）に示す二次電池を２箇所で折り曲げ、３つ折り状態にし
て、図８（Ｄ）に示すように、Ｓ字形状などとすることもできる。二次電池の屈曲する部
分の内容物をなくす、或いは一部とすることで他の領域よりも曲がりやすい箇所を設ける
ことができる。図８（Ｄ）に一例を示すように二次電池の曲面が複数の曲率中心１８００
を有する形状となる場合は、複数の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率
半径が小さい曲面において、２枚の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、３
０ｍｍ以下好ましくは１０ｍｍ以下となる範囲で変形することができる。
ことができ、例えば、図８（Ｃ）に示す二次電池を２箇所で折り曲げ、３つ折り状態にし
て、図８（Ｄ）に示すように、Ｓ字形状などとすることもできる。二次電池の屈曲する部
分の内容物をなくす、或いは一部とすることで他の領域よりも曲がりやすい箇所を設ける
ことができる。図８（Ｄ）に一例を示すように二次電池の曲面が複数の曲率中心１８００
を有する形状となる場合は、複数の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率
半径が小さい曲面において、２枚の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、３
０ｍｍ以下好ましくは１０ｍｍ以下となる範囲で変形することができる。
【0031】
従来の平板状の二次電池を電子機器に搭載し、電池の容量を大きくしたい場合には複数の
二次電池を用意してもよいが、それぞれに保護回路や制御回路が必要であり、部品点数が
多くなってしまう問題があった。従来に対して、図８（Ｄ）に示すように、Ｓ字形状とす
ることのできる二次電池は、曲げることのできる１つの二次電池であるため、保護回路や
制御回路は一つずつでよく、部品数を少なくすることができる。
二次電池を用意してもよいが、それぞれに保護回路や制御回路が必要であり、部品点数が
多くなってしまう問題があった。従来に対して、図８（Ｄ）に示すように、Ｓ字形状とす
ることのできる二次電池は、曲げることのできる１つの二次電池であるため、保護回路や
制御回路は一つずつでよく、部品数を少なくすることができる。
【0032】
二次電池の断面から見た場合、曲率中心を内側にして二次電池を曲げると、外側表面が引
っ張られ、内側表面が圧縮される。即ち、外側が伸び、内側が縮む。言い換えると曲がる
二次電池とは、伸び縮みする二次電池とも呼べる。
っ張られ、内側表面が圧縮される。即ち、外側が伸び、内側が縮む。言い換えると曲がる
二次電池とは、伸び縮みする二次電池とも呼べる。
【0033】
２枚のフィルムを外装体として電解液などを挟む二次電池を湾曲させた場合には、第１の
フィルムの曲率半径は、第２のフィルムの曲率半径よりも小さい。二次電池を湾曲させて
断面を円弧とすると曲率中心に近いフィルム表面は圧縮応力がかかり、曲率中心に遠いフ
ィルム表面は引っ張り応力がかかる。
フィルムの曲率半径は、第２のフィルムの曲率半径よりも小さい。二次電池を湾曲させて
断面を円弧とすると曲率中心に近いフィルム表面は圧縮応力がかかり、曲率中心に遠いフ
ィルム表面は引っ張り応力がかかる。
【0034】
このように圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、外装体の表面に凹部または凸部
で形成される模様を有していれば、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる
。
で形成される模様を有していれば、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる
。
【0035】
電子機器に内蔵できる部品の数や大きさは、電子機器の筐体で形成される空間の体積で決
定される場合が多い。二次電池以外の部品の隙間にフレキシブルな二次電池を設けること
で、電子機器の筐体で形成される空間を有効利用することができ、小型化することもでき
る。
定される場合が多い。二次電池以外の部品の隙間にフレキシブルな二次電池を設けること
で、電子機器の筐体で形成される空間を有効利用することができ、小型化することもでき
る。
【0036】
なお、ウェアラブルデバイスとは、ウェアラブルカメラ、ウェアラブルマイク、ウェアラ
ブルセンサなどのウェアラブルな入力端末や、ウェアラブルディスプレイ、ウェアラブル
スピーカーなどのウェアラブルな出力端末や、それらの機能を併せもつウェアラブルな入
出力端末を含む。また、ウェアラブルデバイスとは、各装置の制御やデータの計算または
加工を行う装置、代表的にはＣＰＵを有するウェアラブルコンピュータを含む。また、ウ
ェアラブルデバイスとは、データの記憶、データの送信、データの受信を行う装置、代表
的には携帯情報端末、メモリなども含む。
ブルセンサなどのウェアラブルな入力端末や、ウェアラブルディスプレイ、ウェアラブル
スピーカーなどのウェアラブルな出力端末や、それらの機能を併せもつウェアラブルな入
出力端末を含む。また、ウェアラブルデバイスとは、各装置の制御やデータの計算または
加工を行う装置、代表的にはＣＰＵを有するウェアラブルコンピュータを含む。また、ウ
ェアラブルデバイスとは、データの記憶、データの送信、データの受信を行う装置、代表
的には携帯情報端末、メモリなども含む。
【発明の効果】
【0037】
新規な構造の二次電池を実現できる。または、新規な蓄電装置を実現できる。
【0038】
二次電池の形状を自在に設計できるため、例えば屈曲される箇所を有する二次電池を用い
ることにより、デバイス全体の自由度があがり、いろいろなデザインを有するデバイスを
実現する。また、屈曲される箇所を有するデバイス内の隙間に無駄なスペースを作ること
なく、曲がる表示部の表面の曲面に沿ってデバイスの曲面の内側に二次電池を設けること
でデバイス内の空間を有効に利用することができる。
ることにより、デバイス全体の自由度があがり、いろいろなデザインを有するデバイスを
実現する。また、屈曲される箇所を有するデバイス内の隙間に無駄なスペースを作ること
なく、曲がる表示部の表面の曲面に沿ってデバイスの曲面の内側に二次電池を設けること
でデバイス内の空間を有効に利用することができる。
【0039】
従って、新規な構造の電子機器を実現できる。
【0040】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の一態様を示す二次電池の上面図及び斜視図である。
【図2】本発明の一態様を示す二次電池の写真図及び模式図である。
【図3】本発明の一態様を示す二次電池の上面図である。
【図4】本発明の一態様を示す二次電池の上面図である。
【図5】本発明の一態様を示す二次電池の断面図である。
【図6】本発明の一態様を示す二次電池の写真図である。
【図7】面の曲率半径について説明する図である。
【図8】曲率中心について説明する図である。
【図9】本発明の一態様を示す電子機器の斜視図である。
【図10】本発明の一態様を示す表示パネルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
【0043】
「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場
合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信
号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。
合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信
号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。
【0044】
図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を容易にするため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【0045】
「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すもの
である。
である。
【0046】
（実施の形態１）
本実施の形態では、外装体に金属フィルムを用いて、内容物（集電体、セパレータ、活物
質層など）の構成を工夫することで曲がる箇所を有するリチウムイオン二次電池を作製す
る例を示す。
本実施の形態では、外装体に金属フィルムを用いて、内容物（集電体、セパレータ、活物
質層など）の構成を工夫することで曲がる箇所を有するリチウムイオン二次電池を作製す
る例を示す。
【0047】
まず、可撓性基材からなるシート状のフィルムを用意する。シート状のフィルムは、積層
体を用い、金属フィルムの一方の面または両方の面に接着層（ヒートシール層とも呼ぶ）
を有するものを用いる。接着層は、ポリプロピレンやポリエチレンなどを含む熱融着性樹
脂フィルムを用いる。本実施の形態では、シート状のフィルムとして、アルミニウム箔の
表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプ
ロピレン膜の積層が設けられている金属フィルムを用いる。
体を用い、金属フィルムの一方の面または両方の面に接着層（ヒートシール層とも呼ぶ）
を有するものを用いる。接着層は、ポリプロピレンやポリエチレンなどを含む熱融着性樹
脂フィルムを用いる。本実施の形態では、シート状のフィルムとして、アルミニウム箔の
表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプ
ロピレン膜の積層が設けられている金属フィルムを用いる。
【0048】
金属フィルムは、内容物を囲み、封止するために用いる外装体である。
【0049】
内容物の一部である正極を用意する。正極としては、正極活物質層１８が表面の一部に形
成された正極集電体１２を用いる。図１（Ｂ）に示すように、正極集電体１２は開口部２
０を有している。図１（Ｂ）に正極の上面図の一例を示す。また、図１（Ｂ）に示すよう
に正極活物質層１８は選択的に形成されており、正極集電体１２の突出部と開口部２０付
近には形成されていない。正極集電体１２の開口部２０が形成されている部分が二次電池
の曲がる箇所となる。なお、図１（Ｂ）では矩形の開口部２０を２つ有する例を示したが
、特に限定されず、開口部の上面形状が楕円でもよいし、開口部が１つでもよいし、３つ
以上であってもよい。
成された正極集電体１２を用いる。図１（Ｂ）に示すように、正極集電体１２は開口部２
０を有している。図１（Ｂ）に正極の上面図の一例を示す。また、図１（Ｂ）に示すよう
に正極活物質層１８は選択的に形成されており、正極集電体１２の突出部と開口部２０付
近には形成されていない。正極集電体１２の開口部２０が形成されている部分が二次電池
の曲がる箇所となる。なお、図１（Ｂ）では矩形の開口部２０を２つ有する例を示したが
、特に限定されず、開口部の上面形状が楕円でもよいし、開口部が１つでもよいし、３つ
以上であってもよい。
【0050】
内容物の一部である負極を用意する。負極活物質層が表面の一部に形成された負極集電体
１４を用いる。本実施の形態では、負極にも開口部を形成する。
１４を用いる。本実施の形態では、負極にも開口部を形成する。
【0051】
正極集電体１２や負極集電体１４などの集電体としては、ステンレス、金、白金、亜鉛、
鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属、及びこれらの合金など、
導電性が高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。
また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させ
る元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応して
シリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成
する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タン
タル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。また、集電体
は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパ
ンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。集電体は、厚みが５μｍ以上４０μｍ
以下のものを用いるとよい。
鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属、及びこれらの合金など、
導電性が高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。
また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させ
る元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応して
シリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成
する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タン
タル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。また、集電体
は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパ
ンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。集電体は、厚みが５μｍ以上４０μｍ
以下のものを用いるとよい。
【0052】
正極活物質層１８に用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結
晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質として、
例えばＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２
Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質として、
例えばＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２
Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
【0053】
または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（Ｉ
Ｉ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例と
しては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅ
ａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂ
ＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦ
ｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ
４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣ
ｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０
＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
Ｉ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例と
しては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅ
ａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂ
ＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦ
ｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ
４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣ
ｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０
＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【0054】
または、一般式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（
ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一般
式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、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）Ｎｉｋ
ＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮ
ｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）Ｎｉ
ｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）
、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ
＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いるこ
とができる。
ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一般
式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、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）Ｎｉｋ
ＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮ
ｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）Ｎｉ
ｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）
、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ
＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いるこ
とができる。
【0055】
また、正極活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナ
シコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）
３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質として
、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表
される化合物、ＮａＦｅＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、Ｍｏ
Ｓ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４（Ｍ＝
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）等の逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系（
Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＶ３Ｏ８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を
用いることができる。
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナ
シコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）
３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質として
、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表
される化合物、ＮａＦｅＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、Ｍｏ
Ｓ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４（Ｍ＝
Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）等の逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系（
Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＶ３Ｏ８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を
用いることができる。
【0056】
なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンや、アルカリ土類金
属イオンの場合、正極活物質として、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナト
リウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。
属イオンの場合、正極活物質として、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナト
リウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。
【0057】
また、負極活物質層の負極活物質としては、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオン
の挿入・脱離が可能な材料を用いることができ、リチウム金属、炭素系材料、合金系材料
等を用いることができる。
の挿入・脱離が可能な材料を用いることができ、リチウム金属、炭素系材料、合金系材料
等を用いることができる。
【0058】
リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して－３．０４５Ｖ）、重量及
び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ３
）ため、好ましい。
び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ３
）ため、好ましい。
【0059】
炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハー
ドカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。
ドカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。
【0060】
黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ
系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。
系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。
【0061】
黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム－黒鉛層間化合物の生成時）に
リチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１～０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。こ
れにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は
、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に
比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
リチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１～０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。こ
れにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は
、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に
比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
【0062】
負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可
能な合金系材料も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、例
えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇ
ａ等のうち少なくとも一つを含む材料がある。このような元素は炭素に対して容量が大き
く、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物
質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた材料としては、例えば、
ＳｉＯ、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ
３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、
Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ
、ＳｂＳｎ等がある。なお、ＳｉＯとは、ケイ素リッチの部分を含むケイ素酸化物の粉末
を指しており、ＳｉＯｙ（２＞ｙ＞０）とも表記できる。例えばＳｉＯは、Ｓｉ２Ｏ３、
Ｓｉ３Ｏ４、またはＳｉ２Ｏから選ばれた単数または複数を含む材料や、Ｓｉの粉末と二
酸化ケイ素ＳｉＯ２の混合物も含む。また、ＳｉＯは他の元素（炭素、窒素、鉄、アルミ
ニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど）を含む場合もある。即ち、単結晶Ｓｉ
、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、Ｓｉ２Ｏ、ＳｉＯ２から選
ばれる複数を含む材料を指しており、ＳｉＯは有色材料である。ＳｉＯではないＳｉＯｘ
（Ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色であり、区別することができる。ただし、
二次電池の材料としてＳｉＯを用いて二次電池を作製した後、充放電を繰り返すなどによ
って、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ２に変質する場合もある。
能な合金系材料も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、例
えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇ
ａ等のうち少なくとも一つを含む材料がある。このような元素は炭素に対して容量が大き
く、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物
質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた材料としては、例えば、
ＳｉＯ、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ
３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、
Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ
、ＳｂＳｎ等がある。なお、ＳｉＯとは、ケイ素リッチの部分を含むケイ素酸化物の粉末
を指しており、ＳｉＯｙ（２＞ｙ＞０）とも表記できる。例えばＳｉＯは、Ｓｉ２Ｏ３、
Ｓｉ３Ｏ４、またはＳｉ２Ｏから選ばれた単数または複数を含む材料や、Ｓｉの粉末と二
酸化ケイ素ＳｉＯ２の混合物も含む。また、ＳｉＯは他の元素（炭素、窒素、鉄、アルミ
ニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど）を含む場合もある。即ち、単結晶Ｓｉ
、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、Ｓｉ２Ｏ、ＳｉＯ２から選
ばれる複数を含む材料を指しており、ＳｉＯは有色材料である。ＳｉＯではないＳｉＯｘ
（Ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色であり、区別することができる。ただし、
二次電池の材料としてＳｉＯを用いて二次電池を作製した後、充放電を繰り返すなどによ
って、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ２に変質する場合もある。
【0063】
また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔ
ｉ５Ｏ１２）、リチウム－黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）
、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることが
できる。
ｉ５Ｏ１２）、リチウム－黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）
、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることが
できる。
【0064】
また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつ
Ｌｉ（３－ｘ）ＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２
．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）
を示し好ましい。
Ｌｉ（３－ｘ）ＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２
．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）
を示し好ましい。
【0065】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、
正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせ
ることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも
、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで負極活物質と
してリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせ
ることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも
、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで負極活物質と
してリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【0066】
また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば
、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウム
と合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反
応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ
３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇ
ｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３
等のフッ化物が挙げられる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用
いてもよい。
、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウム
と合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反
応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ
３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇ
ｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３
等のフッ化物が挙げられる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用
いてもよい。
【0067】
また、負極活物質層には、上述した負極活物質の他、活物質の密着性を高めるための結着
剤（バインダ）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
剤（バインダ）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【0068】
集電体に選択的に活物質層を形成し、さらに活物質層を除去して露出した集電体に開口部
を形成する手順を以下に示す。
を形成する手順を以下に示す。
【0069】
具体的には、集電体に活物質層を形成した後、レーザ光などを用いて照射領域の集電体の
一部及び活物質層の一部を除去するレーザ加工を行う。レーザ加工によって切削されて形
成できる開口部や、切れ目や、裂け目は、直線形状、幾何学形状（多角形、不定形など）
、円形とすることができる。
一部及び活物質層の一部を除去するレーザ加工を行う。レーザ加工によって切削されて形
成できる開口部や、切れ目や、裂け目は、直線形状、幾何学形状（多角形、不定形など）
、円形とすることができる。
【0070】
本実施の形態では、正極、負極の両方に開口部を形成する例を示したが、曲がる箇所が二
次電池に形成できるのであれば、正極または負極の少なくとも一方のみにレーザ加工を行
って開口部を形成してもよい。
次電池に形成できるのであれば、正極または負極の少なくとも一方のみにレーザ加工を行
って開口部を形成してもよい。
【0071】
また、レーザ加工によって集電体の一部及び活物質層の一部を除去することに限定されず
、パンチングによって切削加工を行ってもよい。また、集電体の一部及び活物質層の一部
にレーザ光を走査して切削することに代えて、集電体の一部及び活物質層の一部に超高圧
水を走査することで集電体の一部及び活物質層の一部を除去してもよい。
、パンチングによって切削加工を行ってもよい。また、集電体の一部及び活物質層の一部
にレーザ光を走査して切削することに代えて、集電体の一部及び活物質層の一部に超高圧
水を走査することで集電体の一部及び活物質層の一部を除去してもよい。
【0072】
また、セパレータ１３にも開口部を設ける。図１（Ｃ）には、正極上に開口部を有するセ
パレータ１３を重ねた状態を示す上面図の一例を示す。セパレータ１３としては、セルロ
ース（紙）、または空孔が設けられたポリプロピレン、ポリエチレン等の絶縁体を用いる
ことができる。また、二次電池を曲がる箇所で曲げた際に正極と負極が短絡することを防
止するために開口部を設けなくてもよい。
パレータ１３を重ねた状態を示す上面図の一例を示す。セパレータ１３としては、セルロ
ース（紙）、または空孔が設けられたポリプロピレン、ポリエチレン等の絶縁体を用いる
ことができる。また、二次電池を曲がる箇所で曲げた際に正極と負極が短絡することを防
止するために開口部を設けなくてもよい。
【0073】
図１（Ｂ）に示した開口部を有する正極上に開口部を有するセパレータ１３を重ね、さら
にセパレータ１３上に負極を重ねた状態の斜視図を図１（Ｄ）に示す。なお、図１（Ｄ）
には負極活物質層が図示されていないが、負極活物質層は、負極集電体１４とセパレータ
１３の間に負極集電体１４と接して設けられている。負極集電体１４に選択的に負極活物
質層が形成されており、負極集電体１４の開口部付近と突出部には負極活物質層が形成さ
れていない。
にセパレータ１３上に負極を重ねた状態の斜視図を図１（Ｄ）に示す。なお、図１（Ｄ）
には負極活物質層が図示されていないが、負極活物質層は、負極集電体１４とセパレータ
１３の間に負極集電体１４と接して設けられている。負極集電体１４に選択的に負極活物
質層が形成されており、負極集電体１４の開口部付近と突出部には負極活物質層が形成さ
れていない。
【0074】
ここでは説明を簡略にするため、正極集電体１２、セパレータ１３、負極集電体１４の積
層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例を示す。
層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例を示す。
【0075】
図１（Ｄ）に示す積層を用意した後、封止層１５を有するリード電極１６を２つ用意する
。リード電極１６はリード端子とも呼ばれ、二次電池の正極または負極を外装フィルムの
外側へ引き出すために設けられる。リード電極として、正極リードはアルミニウムを用い
、負極リードはニッケルメッキを施した銅を用いる。
。リード電極１６はリード端子とも呼ばれ、二次電池の正極または負極を外装フィルムの
外側へ引き出すために設けられる。リード電極として、正極リードはアルミニウムを用い
、負極リードはニッケルメッキを施した銅を用いる。
【0076】
そして、正極リードと、正極集電体１２の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接続
する。また、負極リードと、負極集電体１４の突出部を超音波溶接などにより、電気的に
接続する。
する。また、負極リードと、負極集電体１４の突出部を超音波溶接などにより、電気的に
接続する。
【0077】
そして、電解液を入れるための一辺を残して、金属フィルム１０の周縁部に対して熱圧着
を行って封止する。本実施の形態では、１枚の長方形の金属フィルム１０を中央で折り曲
げて２つの端部を重ねて封止する。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層１５も溶
けてリード電極と金属フィルム１０との間が固定される。そして、減圧下、或いは不活性
ガス雰囲気下で所望の量の電解液を金属フィルム１０が袋状となった内側に滴下する。そ
して真空引き、加熱および加圧を行いながら、熱圧着をせずに残していた金属フィルム１
０の周縁の残りの一辺を封止する。図１（Ａ）に示す二次電池４０の点線と端面の領域は
熱圧着領域１７である。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素を排除
した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。ま
たシーラーが有する加熱可能な２本のバーで金属フィルム１０を挟むことにより、加熱お
よび加圧を行って封止することができる。それぞれの条件は、例えば真空度は６０ｋＰａ
、加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。
を行って封止する。本実施の形態では、１枚の長方形の金属フィルム１０を中央で折り曲
げて２つの端部を重ねて封止する。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層１５も溶
けてリード電極と金属フィルム１０との間が固定される。そして、減圧下、或いは不活性
ガス雰囲気下で所望の量の電解液を金属フィルム１０が袋状となった内側に滴下する。そ
して真空引き、加熱および加圧を行いながら、熱圧着をせずに残していた金属フィルム１
０の周縁の残りの一辺を封止する。図１（Ａ）に示す二次電池４０の点線と端面の領域は
熱圧着領域１７である。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素を排除
した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。ま
たシーラーが有する加熱可能な２本のバーで金属フィルム１０を挟むことにより、加熱お
よび加圧を行って封止することができる。それぞれの条件は、例えば真空度は６０ｋＰａ
、加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。
【0078】
次に、上記の工程で得られた二次電池に、エージング処理を行うことが好ましい。エージ
ング処理により、電極と電解質の界面に生じる被膜を制御し、活物質を活性化することが
できる。
ング処理により、電極と電解質の界面に生じる被膜を制御し、活物質を活性化することが
できる。
【0079】
さらに、エージング処理を行った二次電池を一度開封し、エージングにより生じたガスを
抜いてから、電解液を継ぎ足して再封止してもよい。正極と負極の電極の間にガスが存在
すると、電池反応に偏りが生じて劣化要因となるため、ガスを抜いて再封止をすることで
劣化を抑制することができる。
抜いてから、電解液を継ぎ足して再封止してもよい。正極と負極の電極の間にガスが存在
すると、電池反応に偏りが生じて劣化要因となるため、ガスを抜いて再封止をすることで
劣化を抑制することができる。
【0080】
電解液は、電解質として、リチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例として
は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（
ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解
質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい
。
は、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（
ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解
質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい
。
【0081】
また、電解液の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。電解液の溶媒
としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては、
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン
、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また、
電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性が
高まる。また、二次電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代
表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオ
キサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ
または複数用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇して
も、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態であ
る塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオン
とを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含む
イオン液体、またはＮ－メチル－Ｎ－プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含
むイオン液体などがある。
としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては、
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート（ＤＥＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン
、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また、
電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性が
高まる。また、二次電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代
表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオ
キサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ
または複数用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇して
も、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態であ
る塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオン
とを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含む
イオン液体、またはＮ－メチル－Ｎ－プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含
むイオン液体などがある。
【0082】
また、電解液の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質や、Ｐ
ＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることができ
る。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。また、電
池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
ＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることができ
る。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。また、電
池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
【0083】
こうして図１（Ａ）に示す二次電池４０を作製することができる。
【0084】
なお、ここでは説明を簡略にするため、正極集電体１２、セパレータ１３、負極集電体１
４の積層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例を示したが、二次電池の容量を大
きくするために組み合わせを複数重ねて外装体に収納する。複数の積層体を外装体に収納
する場合、外装体に予めプレス加工を行い、積層体を納める空間を作製してもよい。
４の積層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例を示したが、二次電池の容量を大
きくするために組み合わせを複数重ねて外装体に収納する。複数の積層体を外装体に収納
する場合、外装体に予めプレス加工を行い、積層体を納める空間を作製してもよい。
【0085】
図１（Ａ）に示した二次電池は、集電体の２つの開口部を結ぶ領域で折り曲げることがで
きる。この開口部と重なる領域には電解液のみしか存在していないため電池としてほとん
ど機能しない。図１（Ａ）に示した二次電池は、折り曲げる領域の内容物を一部除去する
ことで厚さが薄くなり、他の領域よりも曲げやすくすることができる。また、開口部付近
は電池として機能する構成となっていないため、二次電池の折り曲げにより二次電池の充
放電特性に影響をほとんど与えない構成となっている。
きる。この開口部と重なる領域には電解液のみしか存在していないため電池としてほとん
ど機能しない。図１（Ａ）に示した二次電池は、折り曲げる領域の内容物を一部除去する
ことで厚さが薄くなり、他の領域よりも曲げやすくすることができる。また、開口部付近
は電池として機能する構成となっていないため、二次電池の折り曲げにより二次電池の充
放電特性に影響をほとんど与えない構成となっている。
【0086】
本実施の形態では、１枚の長方形の金属フィルムを中央で折り曲げて２つの端部を重ねて
封止する構造の例を示したが、フィルムの形状は長方形に限定されない。三角形、正方形
、五角形等の多角形や、円形、星形など長方形以外の対称性のある任意の形でもよい。ま
た、２枚の矩形のフィルムを用いて作製してもよく、その場合には２枚を重ね、４辺全て
熱圧着して封止する。
封止する構造の例を示したが、フィルムの形状は長方形に限定されない。三角形、正方形
、五角形等の多角形や、円形、星形など長方形以外の対称性のある任意の形でもよい。ま
た、２枚の矩形のフィルムを用いて作製してもよく、その場合には２枚を重ね、４辺全て
熱圧着して封止する。
【0087】
本実施の形態では、携帯情報端末などに用いる小型の電池の例を示したが、特に限定され
ず、車両などに搭載する大型の電池にも適用することができる。
ず、車両などに搭載する大型の電池にも適用することができる。
【0088】
なお、本実施の形態では、リチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発
明の一態様は、これに限定されない。様々な二次電池、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオ
ンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・
鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、などに適
用することも可能である。または、様々な蓄電装置に適用することが可能であり、例えば
、一次電池、コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどに適用することも可能である。
さらに、太陽電池、光センサ、タッチセンサ、表示装置、ＦＰＣ（フレキシブルプリント
基板）、光学フィルム（偏光板、位相差板、プリズムシート、光反射シート、光拡散シー
トなど）などに適用することも可能である。
明の一態様は、これに限定されない。様々な二次電池、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオ
ンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・
鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、などに適
用することも可能である。または、様々な蓄電装置に適用することが可能であり、例えば
、一次電池、コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどに適用することも可能である。
さらに、太陽電池、光センサ、タッチセンサ、表示装置、ＦＰＣ（フレキシブルプリント
基板）、光学フィルム（偏光板、位相差板、プリズムシート、光反射シート、光拡散シー
トなど）などに適用することも可能である。
【0089】
（実施の形態２）
本実施の形態では、フィルム表面にエンボス加工を行い、模様を有する金属フィルム１１
を用いてリチウムイオン二次電池を作製する例を示す。
本実施の形態では、フィルム表面にエンボス加工を行い、模様を有する金属フィルム１１
を用いてリチウムイオン二次電池を作製する例を示す。
【0090】
外装体としてエンボス加工を行い、模様を有する金属フィルム１１を用いる以外の構成は
、実施の形態１と同じため、本実施の形態では詳細な説明は省略することとする。
、実施の形態１と同じため、本実施の形態では詳細な説明は省略することとする。
【0091】
フィルムの模様は視認可能な幾何学模様であり、二方向の斜めの線が交差した幾何学模様
である。二方向の斜めの線が交差した幾何学模様とする場合には少なくとも二方向の曲げ
への応力を緩和することができる。また、凹部や凸部の配置が規則的に配置された模様に
限らず、凹部や凸部の配置が不規則に配置されてもよい。不規則に配置された場合には、
二次元の曲げだけでなく、三次元の不規則な曲げまたは捩じりへの応力を緩和することが
できる。また、フィルムの箇所によって模様の異なる領域を複数有していてもよい。例え
ば、フィルムの角部と中央部とで模様を異ならせて、１枚のフィルムに２種類の模様を設
けてもよく、さらに３種以上の模様を設けてもよい。また、曲げられる部分のみに凹部や
凸部を設けてもよく、その他の部分は平坦な面を有するフィルムでもよい。また、凹部や
凸部の形状は特に限定されない。
である。二方向の斜めの線が交差した幾何学模様とする場合には少なくとも二方向の曲げ
への応力を緩和することができる。また、凹部や凸部の配置が規則的に配置された模様に
限らず、凹部や凸部の配置が不規則に配置されてもよい。不規則に配置された場合には、
二次元の曲げだけでなく、三次元の不規則な曲げまたは捩じりへの応力を緩和することが
できる。また、フィルムの箇所によって模様の異なる領域を複数有していてもよい。例え
ば、フィルムの角部と中央部とで模様を異ならせて、１枚のフィルムに２種類の模様を設
けてもよく、さらに３種以上の模様を設けてもよい。また、曲げられる部分のみに凹部や
凸部を設けてもよく、その他の部分は平坦な面を有するフィルムでもよい。また、凹部や
凸部の形状は特に限定されない。
【0092】
フィルムの凹部または凸部は、プレス加工、例えばエンボス加工により形成される。エン
ボス加工によりフィルム表面（または裏面）に形成された凹部または凸部は、フィルムを
封止構造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フ
ィルムの凹部または凸部が蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。フィ
ルムを用いる封止構造により防水及び防塵の効果がある。また、プレス加工の一種である
エンボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であれ
ばよい。また、それらの組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚の
フィルムに対して行ってもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行って
もよい。
ボス加工によりフィルム表面（または裏面）に形成された凹部または凸部は、フィルムを
封止構造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フ
ィルムの凹部または凸部が蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。フィ
ルムを用いる封止構造により防水及び防塵の効果がある。また、プレス加工の一種である
エンボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であれ
ばよい。また、それらの組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚の
フィルムに対して行ってもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行って
もよい。
【0093】
本実施の形態では、模様を有する金属フィルム１１を用意し、模様を有する金属フィルム
１１を中央で折り曲げて２つの端部を重ね、３辺を接着層で封止する構造とする。
１１を中央で折り曲げて２つの端部を重ね、３辺を接着層で封止する構造とする。
【0094】
模様を有する金属フィルム１１を袋状とし、中に収容する内容物は、実施の形態１と同じ
であるため、ここでは説明を省略する。内容物は、開口部を有する正極集電体、セパレー
タ、開口部を有する負極集電体、電解液などである。
であるため、ここでは説明を省略する。内容物は、開口部を有する正極集電体、セパレー
タ、開口部を有する負極集電体、電解液などである。
【0095】
模様を有する金属フィルム１１以外は、実施の形態１に示した手順に従って、二次電池４
１を作製することができる。また、その二次電池４１を集電体の開口部付近で折り曲げた
状態の写真図を図２（Ａ）に示す。また、その模式図を図２（Ｂ）に示す。また、図２（
Ｂ）中の端面の領域は熱圧着領域１７であり、その部分にも表面に凹凸を有する模様を有
する。中央部に比べると熱圧着領域１７の凹凸は小さいが、二次電池を曲げた時に加わる
応力を緩和することができる。
１を作製することができる。また、その二次電池４１を集電体の開口部付近で折り曲げた
状態の写真図を図２（Ａ）に示す。また、その模式図を図２（Ｂ）に示す。また、図２（
Ｂ）中の端面の領域は熱圧着領域１７であり、その部分にも表面に凹凸を有する模様を有
する。中央部に比べると熱圧着領域１７の凹凸は小さいが、二次電池を曲げた時に加わる
応力を緩和することができる。
【0096】
また、二次電池４１は、外装体の少なくとも一部にエンボス加工がなされているため、曲
がる箇所である集電体の開口部付近だけでなく、全体的に曲げることができる。ただし、
集電体の開口部付近の曲がる箇所が最も曲率半径の小さい曲げに対応することができ、そ
の他の領域は、集電体の開口部付近の曲がる箇所よりは曲率半径の大きくなる曲げに対応
できる。即ち、二次電池４１は、二次電池４０に比べて滑らかに曲がった形状とすること
ができ、外部の応力が加えられた際に外部の応力を二次電池全体で緩和することができる
。
がる箇所である集電体の開口部付近だけでなく、全体的に曲げることができる。ただし、
集電体の開口部付近の曲がる箇所が最も曲率半径の小さい曲げに対応することができ、そ
の他の領域は、集電体の開口部付近の曲がる箇所よりは曲率半径の大きくなる曲げに対応
できる。即ち、二次電池４１は、二次電池４０に比べて滑らかに曲がった形状とすること
ができ、外部の応力が加えられた際に外部の応力を二次電池全体で緩和することができる
。
【0097】
本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【0098】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１とは熱圧着領域１７の面積が異なる例を示す。
本実施の形態では、実施の形態１とは熱圧着領域１７の面積が異なる例を示す。
【0099】
実施の形態１では、二次電池の周縁部のみを熱圧着することで封止を行う例を示したが、
本実施の形態では、二次電池を曲がる箇所で曲げを繰り返した場合に内容物の重なり方が
ずれないように集電体の開口部付近も熱圧着する例を示す。
本実施の形態では、二次電池を曲がる箇所で曲げを繰り返した場合に内容物の重なり方が
ずれないように集電体の開口部付近も熱圧着する例を示す。
【0100】
熱圧着領域１７以外の構成は、実施の形態１と同じため、本実施の形態では詳細な説明は
省略することとする。
省略することとする。
【0101】
図３に本実施の形態に示す二次電池４２を示す。
【0102】
金属フィルムを袋状とし、中に収容する内容物は、実施の形態１と同じであるため、ここ
では説明を省略する。内容物は、開口部２０を有する正極集電体、開口部を有するセパレ
ータ、開口部を有する負極集電体、電解液などである。
では説明を省略する。内容物は、開口部２０を有する正極集電体、開口部を有するセパレ
ータ、開口部を有する負極集電体、電解液などである。
【0103】
実施の形態１に示した手順に従って、電解液を金属フィルム１０が袋状となった内側に滴
下する。そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、熱圧着をせずに残していた金属
フィルム１０の周縁の残りの一辺を封止する。さらに、開口部２０と重なる領域も熱圧着
を行い、二次電池４２を作製することができる。
下する。そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、熱圧着をせずに残していた金属
フィルム１０の周縁の残りの一辺を封止する。さらに、開口部２０と重なる領域も熱圧着
を行い、二次電池４２を作製することができる。
【0104】
正極集電体の開口部２０と重なる領域にはセパレータの一部が金属フィルムの接着層と熱
圧着によって固定される。セパレータの開口は、正極集電体の開口部２０よりも面積が小
さく、集電体の開口部の周縁の内側にセパレータの開口周縁が配置されている。セパレー
タの開口と重なる領域は、上側の金属フィルムの接着層と、下側の金属フィルムの接着層
とが直接接して熱圧着されるため、厚さが薄い領域となっており、二次電池の周縁部の熱
圧着領域とほぼ同じ厚さとなっている。
圧着によって固定される。セパレータの開口は、正極集電体の開口部２０よりも面積が小
さく、集電体の開口部の周縁の内側にセパレータの開口周縁が配置されている。セパレー
タの開口と重なる領域は、上側の金属フィルムの接着層と、下側の金属フィルムの接着層
とが直接接して熱圧着されるため、厚さが薄い領域となっており、二次電池の周縁部の熱
圧着領域とほぼ同じ厚さとなっている。
【0105】
また、正極集電体の２つの開口部２０の間には正極集電体とセパレータと負極集電体とが
重なった状態で熱圧着されているため、開口部よりも厚さが厚くなっている。
重なった状態で熱圧着されているため、開口部よりも厚さが厚くなっている。
【0106】
本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【0107】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１とはリード電極の場所や集電体形状が異なる一例を示す
。また、二次電池の曲がる箇所に緩衝材を用いる例を示す。なお、実施の形態１と構成が
同じ部分には同じ符号を用い、詳細な説明は省略することとする。
本実施の形態では、実施の形態１とはリード電極の場所や集電体形状が異なる一例を示す
。また、二次電池の曲がる箇所に緩衝材を用いる例を示す。なお、実施の形態１と構成が
同じ部分には同じ符号を用い、詳細な説明は省略することとする。
【0108】
図４（Ａ）に二次電池４３の構成の一例を示す。本実施の形態では、二次電池４３の曲が
る箇所で曲率半径が３ｍｍとなるように設計する例である。
る箇所で曲率半径が３ｍｍとなるように設計する例である。
【0109】
【0110】
図４（Ｂ）は、選択的に負極活物質層１９を形成した負極集電体１４の上面図を示してい
る。
る。
【0111】
また、図４（Ｃ）は、開口部２０を有している正極集電体１２の上面図を示している。な
お、開口部付近の正極活物質層は設けられておらず、正極活物質層の端面は点線で示して
いる。正極集電体１２の開口部２０は、負極集電体の開口部よりも面積が大きい構成とし
ている。正極集電体１２の開口部２０を負極集電体の開口部よりも面積が大きい構成とす
ることで開口部で熱圧着させる際に、外装体の表面に段差が大きくなって外装体が破れな
いように断面構造が階段状になるようにしている。二次電池の容量を大きくするため、正
極と負極の組み合わせを多く積層する場合には、特に有用である。
お、開口部付近の正極活物質層は設けられておらず、正極活物質層の端面は点線で示して
いる。正極集電体１２の開口部２０は、負極集電体の開口部よりも面積が大きい構成とし
ている。正極集電体１２の開口部２０を負極集電体の開口部よりも面積が大きい構成とす
ることで開口部で熱圧着させる際に、外装体の表面に段差が大きくなって外装体が破れな
いように断面構造が階段状になるようにしている。二次電池の容量を大きくするため、正
極と負極の組み合わせを多く積層する場合には、特に有用である。
【0112】
図４（Ａ）では、熱圧着領域１７は大きく４つに分けることができる。一つ目は、周縁部
分の第１領域、二つ目は、封止層１５を有するリード電極１６と重なる第２領域、三つ目
は、開口部２０と重なる第３領域１７ａ、四つ目は、２つの開口部の間の第４領域１７ｂ
である。
分の第１領域、二つ目は、封止層１５を有するリード電極１６と重なる第２領域、三つ目
は、開口部２０と重なる第３領域１７ａ、四つ目は、２つの開口部の間の第４領域１７ｂ
である。
【0113】
また、第３の領域１７ａ及び第４の領域１７ｂに重なる位置に緩衝材３０を設ける。即ち
、緩衝材３０は、曲がる箇所に設ける。緩衝材３０を設け、図４（Ａ）中の鎖線Ａ１－Ａ
２で切断した断面模式図が図５（Ａ）に相当する。
、緩衝材３０は、曲がる箇所に設ける。緩衝材３０を設け、図４（Ａ）中の鎖線Ａ１－Ａ
２で切断した断面模式図が図５（Ａ）に相当する。
【0114】
緩衝材３０は、円柱状の樹脂または円柱状のゴムまたは円柱状の金属を用いる。円柱状に
限定されず、二次電池の曲がる箇所が急峻な角度で折りまがらないような形状であればよ
く、楕円柱状、半円柱状、三角柱状、四角柱状、五角柱状、六角柱状などが挙げられる。
また、軽量化のため、緩衝材３０は多孔質材料で構成してもよく、内部が中空である円筒
状とすることが好ましい。また、緩衝材３０の長さは、二次電池を折り曲げた状態で突出
しない長さにすればよく、緩衝材の長さを短くする場合には複数箇所に複数の緩衝材を設
ければよい。
限定されず、二次電池の曲がる箇所が急峻な角度で折りまがらないような形状であればよ
く、楕円柱状、半円柱状、三角柱状、四角柱状、五角柱状、六角柱状などが挙げられる。
また、軽量化のため、緩衝材３０は多孔質材料で構成してもよく、内部が中空である円筒
状とすることが好ましい。また、緩衝材３０の長さは、二次電池を折り曲げた状態で突出
しない長さにすればよく、緩衝材の長さを短くする場合には複数箇所に複数の緩衝材を設
ければよい。
【0115】
【0116】
【0117】
また、図５（Ｂ）は、二次電池４３を集電体の開口部を結ぶ線で折り曲げ、コンパクトな
形状とした状態の断面模式図である。図５（Ｂ）に示すように曲げることを想定して第３
領域１７ａまたは第４領域１７ｂの幅を決定する。本実施の形態では、二次電池４３の曲
がる箇所で曲率中心１８００からの曲率半径が３ｍｍよりも小さくならないように設計す
るため、緩衝材３０の直径を約６ｍｍとし、第３領域１７ａまたは第４領域１７ｂの幅を
約１０ｍｍとしたが、特に限定されない。
形状とした状態の断面模式図である。図５（Ｂ）に示すように曲げることを想定して第３
領域１７ａまたは第４領域１７ｂの幅を決定する。本実施の形態では、二次電池４３の曲
がる箇所で曲率中心１８００からの曲率半径が３ｍｍよりも小さくならないように設計す
るため、緩衝材３０の直径を約６ｍｍとし、第３領域１７ａまたは第４領域１７ｂの幅を
約１０ｍｍとしたが、特に限定されない。
【0118】
【0119】
第４の領域１７ｂの厚さｔ２は、第１の領域及び第２の領域よりも厚い。図５（Ｃ）では
、第４の領域１７ｂにおいて負極集電体１４、セパレータ１３、正極集電体１２が積層さ
れている。負極集電体１４と正極集電体１２の短絡を防ぐためにセパレータ１３を間に挟
んでおくことは重要である。
、第４の領域１７ｂにおいて負極集電体１４、セパレータ１３、正極集電体１２が積層さ
れている。負極集電体１４と正極集電体１２の短絡を防ぐためにセパレータ１３を間に挟
んでおくことは重要である。
【0120】
また、二次電池４３において最も厚い領域は、金属フィルム１０、負極集電体１４、負極
活物質層１９、セパレータ１３、正極活物質層１８、正極集電体１２を含み、それらの合
計厚さｔ３であり、本実施の形態では厚さｔ３は約３ｍｍである。
活物質層１９、セパレータ１３、正極活物質層１８、正極集電体１２を含み、それらの合
計厚さｔ３であり、本実施の形態では厚さｔ３は約３ｍｍである。
【0121】
【0122】
【0123】
実際に作製し、直径６ｍｍの緩衝材によって外装体が曲率半径３ｍｍを維持することを確
認できている。緩衝材３０を設けることで、緩衝材がない場合に比べて曲がる箇所が決め
られた位置となり、必要以上に急な角度で折り曲げられることを防止することができる。
認できている。緩衝材３０を設けることで、緩衝材がない場合に比べて曲がる箇所が決め
られた位置となり、必要以上に急な角度で折り曲げられることを防止することができる。
【0124】
また、図５（Ｄ）には、二次電池がフレキシブルな表示パネルと重なるように配置させた
状態の断面模式図を示す。二次電池を曲げることによってフレキシブルな表示パネルも追
随するように曲げることができる。なお、フレキシブルな表示パネルは、二次電池よりも
曲がりやすく、曲率半径２ｍｍにて１０万回の折り曲げ動作に耐えられる。フレキシブル
な表示パネルは非常に薄いため、支えるための支持板などの支持部材があったほうがよく
、その役目を本実施の形態に示した二次電池が担うことができる。
状態の断面模式図を示す。二次電池を曲げることによってフレキシブルな表示パネルも追
随するように曲げることができる。なお、フレキシブルな表示パネルは、二次電池よりも
曲がりやすく、曲率半径２ｍｍにて１０万回の折り曲げ動作に耐えられる。フレキシブル
な表示パネルは非常に薄いため、支えるための支持板などの支持部材があったほうがよく
、その役目を本実施の形態に示した二次電池が担うことができる。
【0125】
図５（Ｄ）には、外形寸法が異なる基板１１１と基板１２１と、この２枚の基板を貼り合
わせる接着層１２０と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）
や、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）などの外部電極１２４のみを
図示し、簡略な図面を図示したが、図１０にフレキシブルな表示パネルの詳細な断面図を
示す。
わせる接着層１２０と、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）
や、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）などの外部電極１２４のみを
図示し、簡略な図面を図示したが、図１０にフレキシブルな表示パネルの詳細な断面図を
示す。
【0126】
図１０に示す表示パネル１００は、表示領域１３１、および回路１３３を有する。また、
表示パネル１００は、電極１１５、ＥＬ層１１７、電極１１８を含む発光素子１２５と、
端子電極２１６を有する。発光素子１２５は、表示領域１３１中に複数形成されている。
また、各発光素子１２５には、発光素子１２５の発光量を制御するトランジスタ２３２が
接続されている。
表示パネル１００は、電極１１５、ＥＬ層１１７、電極１１８を含む発光素子１２５と、
端子電極２１６を有する。発光素子１２５は、表示領域１３１中に複数形成されている。
また、各発光素子１２５には、発光素子１２５の発光量を制御するトランジスタ２３２が
接続されている。
【0127】
端子電極２１６は、異方性導電接続層１２３を介して外部電極１２４と電気的に接続され
ている。また、端子電極２１６の他の一部は回路１３３と電気的に接続されている。
ている。また、端子電極２１６の他の一部は回路１３３と電気的に接続されている。
【0128】
回路１３３は、複数のトランジスタ２５２により構成されている。回路１３３は、外部電
極１２４を介して供給された信号を、表示領域１３１中のどの発光素子１２５に供給する
かを決定する機能を有する。
極１２４を介して供給された信号を、表示領域１３１中のどの発光素子１２５に供給する
かを決定する機能を有する。
【0129】
トランジスタ２３２およびトランジスタ２５２は、ゲート電極２０６、ゲート絶縁層２０
７、半導体層２０８、ソース電極２０９ａ、ドレイン電極２０９ｂを有する。
７、半導体層２０８、ソース電極２０９ａ、ドレイン電極２０９ｂを有する。
【0130】
半導体層２０８としては、非晶質半導体、微結晶半導体、多結晶半導体等を用いて形成す
ることができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができ
る。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導
体や、有機半導体等を用いることができる。
ることができる。例えば、非晶質シリコンや、微結晶ゲルマニウム等を用いることができ
る。また、炭化シリコン、ガリウム砒素、酸化物半導体、窒化物半導体などの化合物半導
体や、有機半導体等を用いることができる。
【0131】
また、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、半導体層２０８側に酸化物絶
縁層を設けることで、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位を低
減することが可能である。この結果、電気特性の劣化の少ないトランジスタを得ることが
できる。なお、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、酸化物絶縁層として
、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁層を用いて形成すると
、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位をさらに低減することが
可能であるため好ましい。
縁層を設けることで、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位を低
減することが可能である。この結果、電気特性の劣化の少ないトランジスタを得ることが
できる。なお、半導体層２０８として酸化物半導体を用いる場合は、酸化物絶縁層として
、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁層を用いて形成すると
、ゲート絶縁層２０７と半導体層２０８の界面における欠陥準位をさらに低減することが
可能であるため好ましい。
【0132】
また、ソース電極２０９ａ、およびドレイン電極２０９ｂと同じ層に、配線２１９が形成
されている。また、トランジスタ２３２およびトランジスタ２５２上に絶縁層２１０が形
成され、絶縁層２１０上に絶縁層２１１が形成されている。また、電極１１５が絶縁層２
１１上に形成されている。電極１１５は、絶縁層２１０および絶縁層２１１に形成された
開口を介してドレイン電極２０９ｂに電気的に接続されている。また、電極１１５上に隔
壁１１４が形成され、電極１１５および隔壁１１４上に、ＥＬ層１１７および電極１１８
が形成されている。
されている。また、トランジスタ２３２およびトランジスタ２５２上に絶縁層２１０が形
成され、絶縁層２１０上に絶縁層２１１が形成されている。また、電極１１５が絶縁層２
１１上に形成されている。電極１１５は、絶縁層２１０および絶縁層２１１に形成された
開口を介してドレイン電極２０９ｂに電気的に接続されている。また、電極１１５上に隔
壁１１４が形成され、電極１１５および隔壁１１４上に、ＥＬ層１１７および電極１１８
が形成されている。
【0133】
また、表示パネル１００は、接着層１２０を介して基板１１１と基板１２１が貼り合わさ
れた構造を有する。
れた構造を有する。
【0134】
また、基板１１１の一方の面には、接着層１１２を介して絶縁層２０５が形成されている
。また、基板１２１の一方の面には、接着層１４２を介して絶縁層１４５が形成され、絶
縁層１４５を介して遮光層２６４が形成されている。また、基板１２１の一方の面には、
絶縁層１４５を介して着色層２６６、オーバーコート層２６８が形成されている。
。また、基板１２１の一方の面には、接着層１４２を介して絶縁層１４５が形成され、絶
縁層１４５を介して遮光層２６４が形成されている。また、基板１２１の一方の面には、
絶縁層１４５を介して着色層２６６、オーバーコート層２６８が形成されている。
【0135】
絶縁層２０５は下地層として機能し、基板１１１や接着層１１２などから、トランジスタ
や発光素子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。絶縁層１
４５は下地層として機能し、基板１２１や接着層１４２などから、トランジスタや発光素
子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。
や発光素子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。絶縁層１
４５は下地層として機能し、基板１２１や接着層１４２などから、トランジスタや発光素
子への水分や不純物元素の拡散を防止、または低減することができる。
【0136】
絶縁層２０５及び絶縁層１４５は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒
化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウ
ム等を、単層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層２０５及び絶縁層１４５は、ス
パッタリング法やＣＶＤ法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能で
ある。
化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または窒化酸化アルミニウ
ム等を、単層または多層で形成するのが好ましい。絶縁層２０５及び絶縁層１４５は、ス
パッタリング法やＣＶＤ法、熱酸化法、塗布法、印刷法等を用いて形成することが可能で
ある。
【0137】
基板１１１および基板１２１としては、有機樹脂材料などの可撓性を有する材料などを用
いることができる。表示パネル１００はトップエミッション構造の表示装置であり、基板
１２１としてＥＬ層１１７から射出される光を透過できる材料を用いる。
いることができる。表示パネル１００はトップエミッション構造の表示装置であり、基板
１２１としてＥＬ層１１７から射出される光を透過できる材料を用いる。
【0138】
また、基板１１１および基板１２１として用いる材料の機械的強度が低すぎる場合、表示
パネル１００の作製時に基板が変形しやすくなるため、歩留まりの低下など、生産性低下
の一因となる。一方で、基板１１１および基板１２１として用いる材料の機械的強度が高
すぎる場合は、表示装置が屈曲しにくくなってしまう。材料の機械的強度を表す指標の一
つにヤング率がある。基板１１１および基板１２１に好適な材料のヤング率は、１ＧＰａ
（１×１０９Ｐａ）以上１００ＧＰａ（１００×１０９Ｐａ）以下、好ましくは２ＧＰａ
以上５０ＧＰａ以下、より好ましくは２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下である。なお、ヤング
率の測定は、ＩＳＯ５２７、ＪＩＳＫ７１６１、ＪＩＳＫ７１６２、ＪＩＳＫ７１２７、
ＡＳＴＭＤ６３８、ＡＳＴＭＤ８８２などを参考にして行うことができる。
パネル１００の作製時に基板が変形しやすくなるため、歩留まりの低下など、生産性低下
の一因となる。一方で、基板１１１および基板１２１として用いる材料の機械的強度が高
すぎる場合は、表示装置が屈曲しにくくなってしまう。材料の機械的強度を表す指標の一
つにヤング率がある。基板１１１および基板１２１に好適な材料のヤング率は、１ＧＰａ
（１×１０９Ｐａ）以上１００ＧＰａ（１００×１０９Ｐａ）以下、好ましくは２ＧＰａ
以上５０ＧＰａ以下、より好ましくは２ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下である。なお、ヤング
率の測定は、ＩＳＯ５２７、ＪＩＳＫ７１６１、ＪＩＳＫ７１６２、ＪＩＳＫ７１２７、
ＡＳＴＭＤ６３８、ＡＳＴＭＤ８８２などを参考にして行うことができる。
【0139】
基板１１１および基板１２１の厚さは、５μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、１０μｍ
以上５０μｍ以下がより好ましい。また、基板１１１または基板１２１の一方、もしくは
両方を、複数の層を含む積層基板としてもよい。
以上５０μｍ以下がより好ましい。また、基板１１１または基板１２１の一方、もしくは
両方を、複数の層を含む積層基板としてもよい。
【0140】
基板１１１および基板１２１は、互いに同じ材料で同じ厚さとすることが好ましい。ただ
し、目的に応じて、互いに異なる材料や、異なる厚さとしてもよい。
し、目的に応じて、互いに異なる材料や、異なる厚さとしてもよい。
【0141】
基板１１１および基板１２１に用いることができる、可撓性及び可視光に対する透光性を
有する材料の一例としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレー
ト樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などがある。また、光を透過させる必要がない場合には、非
透光性の基板を用いてもよい。例えば、基板１１１または基板１２１として、アルミニウ
ムなどを用いてもよい。
有する材料の一例としては、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレー
ト樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などがある。また、光を透過させる必要がない場合には、非
透光性の基板を用いてもよい。例えば、基板１１１または基板１２１として、アルミニウ
ムなどを用いてもよい。
【0142】
また、基板１１１および基板１２１の熱膨張係数は、好ましくは３０ｐｐｍ／Ｋ以下、さ
らに好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ以下とする。また、基板１１１および基板１２１の表面に
、予め窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜や窒化アルミニウム膜等の窒素を含む膜のよ
うな透水性の低い保護膜を成膜しておいても良い。なお、基板１１１および基板１２１と
して、繊維体に有機樹脂が含浸された構造物（所謂、プリプレグとも言う）を用いてもよ
い。
らに好ましくは１０ｐｐｍ／Ｋ以下とする。また、基板１１１および基板１２１の表面に
、予め窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜や窒化アルミニウム膜等の窒素を含む膜のよ
うな透水性の低い保護膜を成膜しておいても良い。なお、基板１１１および基板１２１と
して、繊維体に有機樹脂が含浸された構造物（所謂、プリプレグとも言う）を用いてもよ
い。
【0143】
このような基板を用いることにより、割れにくい表示装置を提供することができる。また
は、軽量な表示装置を提供することができる。または、屈曲しやすい表示装置を提供する
ことができる。
は、軽量な表示装置を提供することができる。または、屈曲しやすい表示装置を提供する
ことができる。
【0144】
【0145】
また、基板１１１上にトランジスタ２３２を形成する方法は特に限定されない。例えば、
ガラス基板上に剥離層を形成し、その上にトランジスタ２３２及び発光素子１２５を形成
した後、剥離層を用いてガラス基板を除去して基板１１１を接着層１１２で固定する方法
がある。この場合の剥離層としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニ
オブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミ
ウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、または元素を含む合金材料、または元
素を含む化合物材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を単層又は積層
して形成することができる。なお、剥離層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいず
れの場合でもよい。また、剥離層を、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸
化チタン、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、またはＩｎＧ
ａＺｎＯ（ＩＧＺＯ）等の金属酸化物を用いて形成することもできる。
ガラス基板上に剥離層を形成し、その上にトランジスタ２３２及び発光素子１２５を形成
した後、剥離層を用いてガラス基板を除去して基板１１１を接着層１１２で固定する方法
がある。この場合の剥離層としては、タングステン、モリブデン、チタン、タンタル、ニ
オブ、ニッケル、コバルト、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミ
ウム、イリジウム、シリコンから選択された元素、または元素を含む合金材料、または元
素を含む化合物材料を用いて形成することができる。また、これらの材料を単層又は積層
して形成することができる。なお、剥離層の結晶構造は、非晶質、微結晶、多結晶のいず
れの場合でもよい。また、剥離層を、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化亜鉛、二酸
化チタン、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、またはＩｎＧ
ａＺｎＯ（ＩＧＺＯ）等の金属酸化物を用いて形成することもできる。
【0146】
また、基板１１１上にトランジスタ２３２を形成する他の方法としては、ガラス基板上に
ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる剥離層を形成し、その上にトランジスタ２３２及
び発光素子１２５を形成した後、レーザー光処理などの熱処理を行ってガラス基板を除去
して基板１１１を接着層１１２で固定する方法もある。
ポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる剥離層を形成し、その上にトランジスタ２３２及
び発光素子１２５を形成した後、レーザー光処理などの熱処理を行ってガラス基板を除去
して基板１１１を接着層１１２で固定する方法もある。
【0147】
また、トランジスタ２３２の作製プロセス温度が基板１１１の耐熱温度よりも低い場合に
は、基板１１１上に剥離層を用いることなくトランジスタ２３２を形成してもよく、その
場合には、剥離工程を行わないため接着層１１２は不要であり、作製工程を大幅に短縮で
きる。
は、基板１１１上に剥離層を用いることなくトランジスタ２３２を形成してもよく、その
場合には、剥離工程を行わないため接着層１１２は不要であり、作製工程を大幅に短縮で
きる。
【0148】
本実施の形態では、二次電池を２つ折りとし、それに追随するフレキシブル表示パネルを
設ける例を示したが、特に限定されず、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示した３つ折りの二
次電池にフレキシブル表示パネルを設けることもでき、その場合には３つ折りフレキシブ
ル表示パネルと重なる３つ折りの二次電池が実現でき、表示パネルの曲げと二次電池の曲
げとを追従させた電子デバイスを提供できる。
設ける例を示したが、特に限定されず、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示した３つ折りの二
次電池にフレキシブル表示パネルを設けることもでき、その場合には３つ折りフレキシブ
ル表示パネルと重なる３つ折りの二次電池が実現でき、表示パネルの曲げと二次電池の曲
げとを追従させた電子デバイスを提供できる。
【0149】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組みわせることができる。
【0150】
（実施の形態５）
図９（Ａ）に示すパーソナルコンピュータ２８００は、筐体２８０１、筐体２８０２、
表示部２８０３、キーボード２８０４、及びポインティングデバイス２８０５等を有する
。筐体２８０１の内側に二次電池２８０６を備え、筐体２８０２の内側に二次電池２８０
７を備える。また表示部２８０３には、タッチパネルが適用されている。パーソナルコン
ピュータ２８００は、図９（Ｂ）に示すように筐体２８０１と筐体２８０２を取り外し、
筐体２８０２のみでタブレット端末として使用することができる。
図９（Ａ）に示すパーソナルコンピュータ２８００は、筐体２８０１、筐体２８０２、
表示部２８０３、キーボード２８０４、及びポインティングデバイス２８０５等を有する
。筐体２８０１の内側に二次電池２８０６を備え、筐体２８０２の内側に二次電池２８０
７を備える。また表示部２８０３には、タッチパネルが適用されている。パーソナルコン
ピュータ２８００は、図９（Ｂ）に示すように筐体２８０１と筐体２８０２を取り外し、
筐体２８０２のみでタブレット端末として使用することができる。
【0151】
また筐体２８０２の表示部２８０３にはフレキシブルディスプレイが適用されている。
フレキシブルディスプレイは、実施の形態４に示す表示パネルを用いることができる。さ
らに二次電池２８０７には、曲げることが可能な二次電池が適用されている。曲げること
が可能な二次電池としては、実施の形態１乃至４のいずれか一に示した二次電池を用いれ
ばよい。これにより、図９（Ｃ）に示すように、筐体２８０２を折り曲げて使用すること
ができる。このとき、図９（Ｃ）に示すように、表示部２８０３の一部をキーボードとし
て使用することもできる。
フレキシブルディスプレイは、実施の形態４に示す表示パネルを用いることができる。さ
らに二次電池２８０７には、曲げることが可能な二次電池が適用されている。曲げること
が可能な二次電池としては、実施の形態１乃至４のいずれか一に示した二次電池を用いれ
ばよい。これにより、図９（Ｃ）に示すように、筐体２８０２を折り曲げて使用すること
ができる。このとき、図９（Ｃ）に示すように、表示部２８０３の一部をキーボードとし
て使用することもできる。
【0152】
【符号の説明】
【0153】
１０ 金属フィルム
１１ 模様を有する金属フィルム
１２ 正極集電体
１３ セパレータ
１４ 負極集電体
１５ 封止層
１６ リード電極
１７ 熱圧着領域
１７ａ 第３領域
１７ｂ 第４領域
１８ 正極活物質層
１９ 負極活物質層
２０ 開口部
３０ 緩衝材
４０ 二次電池
４１ 二次電池
４２ 二次電池
４３ 二次電池
１００ 表示パネル
１１１ 基板
１１２ 接着層
１１４ 隔壁
１１５ 電極
１１７ ＥＬ層
１１８ 電極
１２０ 接着層
１２１ 基板
１２３ 異方性導電接続層
１２４ 外部電極
１２５ 発光素子
１３１ 表示領域
１３３ 回路
１４２ 接着層
１４５ 絶縁層
２０５ 絶縁層
２０６ ゲート電極
２０７ ゲート絶縁層
２０８ 半導体層
２０９ａ ソース電極
２０９ｂ ドレイン電極
２１０ 絶縁層
２１１ 絶縁層
２１６ 端子電極
２１９ 配線
２３２ トランジスタ
２５２ トランジスタ
２６４ 遮光層
２６６ 着色層
２６８ オーバーコート層
１７００ 曲面
１７０１ 平面
１７０２ 曲線
１７０３ 曲率半径
１７０４ 曲率中心
１８００ 曲率中心
１８０１ フィルム
１８０２ 曲率半径
１８０３ フィルム
１８０４ 曲率半径
１８０５ 内容物
２８００ パーソナルコンピュータ
２８０１ 筐体
２８０２ 筐体
２８０３ 表示部
２８０４ キーボード
２８０５ ポインティングデバイス
２８０６ 二次電池
２８０７ 二次電池
１１ 模様を有する金属フィルム
１２ 正極集電体
１３ セパレータ
１４ 負極集電体
１５ 封止層
１６ リード電極
１７ 熱圧着領域
１７ａ 第３領域
１７ｂ 第４領域
１８ 正極活物質層
１９ 負極活物質層
２０ 開口部
３０ 緩衝材
４０ 二次電池
４１ 二次電池
４２ 二次電池
４３ 二次電池
１００ 表示パネル
１１１ 基板
１１２ 接着層
１１４ 隔壁
１１５ 電極
１１７ ＥＬ層
１１８ 電極
１２０ 接着層
１２１ 基板
１２３ 異方性導電接続層
１２４ 外部電極
１２５ 発光素子
１３１ 表示領域
１３３ 回路
１４２ 接着層
１４５ 絶縁層
２０５ 絶縁層
２０６ ゲート電極
２０７ ゲート絶縁層
２０８ 半導体層
２０９ａ ソース電極
２０９ｂ ドレイン電極
２１０ 絶縁層
２１１ 絶縁層
２１６ 端子電極
２１９ 配線
２３２ トランジスタ
２５２ トランジスタ
２６４ 遮光層
２６６ 着色層
２６８ オーバーコート層
１７００ 曲面
１７０１ 平面
１７０２ 曲線
１７０３ 曲率半径
１７０４ 曲率中心
１８００ 曲率中心
１８０１ フィルム
１８０２ 曲率半径
１８０３ フィルム
１８０４ 曲率半径
１８０５ 内容物
２８００ パーソナルコンピュータ
２８０１ 筐体
２８０２ 筐体
２８０３ 表示部
２８０４ キーボード
２８０５ ポインティングデバイス
２８０６ 二次電池
２８０７ 二次電池
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】