(57)【要約】本発明の一側面による薄型電池を備える装置は、電気的に動作しサブストレート（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を備えるデバイス；及び前記デバイスに電力を供給するための薄型電池を含み、前記薄型電池は、前記サブストレート上に形成された第１電気伝導層；前記第１電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第２電気伝導層；前記第１電気伝導層上に形成され前記第１電気伝導層と電気的に連結した第１電極層；前記第２電気伝導層上に形成され前記第２電気伝導層と電気的に連結し、前記第１電極層から軸方向に離隔して配置され前記第１電極層の極性と反対の極性を有する第２電極層；前記第１電極層と第２電極層を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質；及び前記イオン伝導性高分子電解質層を密封する密封フィルムを含む。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に動作しサブストレート（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を備えるデバイス；及び前記デバイスに電力を供給するための薄型電池を含み、前記薄型電池は、前記サブストレート上に形成された第１電気伝導層；
前記第１電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第２電気伝導層；前記第１電気伝導層上に形成され前記第１電気伝導層と電気的に連結した第１電極層；前記第２電気伝導層上に形成され前記第２電気伝導層と電気的に連結し、前記第１電極層から軸方向に離隔して配置され前記第１電極層の極性と反対の極性を有する第２電極層；前記第１電極層と第２電極層を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質；及び前記イオン伝導性高分子電解質を密封する密封フィルムを含むことを特徴とする薄型電池を備える装置。
【請求項２】
前記第１電極層と第２電極層は、同一平面上に配置したことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項３】
前記薄型電池は閉鎖型の薄型電池であり、前記サブストレートと密封フィルムは水分遮断特性を有することを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項４】
前記サブストレートと密封フィルムのうち少なくとも一つはポリエチレンテレフタレート又はポリアクリロニトリルフィルムであることを特徴とする第３項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項５】
前記第１電気伝導層及び第２電気伝導層は、カーボン粉末、ニッケル粉末及び銀粉末からなる群から一つ以上選択された伝導性粉末を含むことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項６】
前記第１電極層は前記薄型電池の陽極層であり、ポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）及びポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群から一つ以上選択された成分を含むバインダーと、二酸化マンガン粉末を含むことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項７】
前記第２電極層は薄型電池の陰極層であり、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン及びポリメチルメタクリレートからなる群から一つ以上選択された成分を含むバインダーと、亜鉛又は亜鉛合金の粉末を含むことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項８】
前記第２電極層は、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群から一つ以上選択されたガス発生抑制用インヒビター（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）が添加された亜鉛合金粉末を含むことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項９】
前記インヒビターとして、ビスマス、インジウム及びアルミニウムのうち少なくとも一つがそれぞれ１０ないし１０００ｐｐｍの含量で前記亜鉛合金粉末に含有されたことを特徴とする第８項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１０】
前記イオン伝導性高分子電解質は、ポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルアルコール及びカルボニルメチルセルロースからなる群から選択された高分子物質が添加されたゲル状電解液であることを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１１】
前記イオン伝導性高分子電解質は、吸湿紙に含浸した状態で提供されることを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１２】
前記薄型電池は、前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記イオン伝導性高分子電解質の周囲に塗布された両面接着フィルムをさらに含み、前記密封フィルムは前記両面接着フィルム上に接着されて前記イオン伝導性高分子電解質を密封することを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１３】
前記薄型電池は前記サブストレート上に配置されて互いに直列連結された２以上の単位電池を備え、
前記薄型電池は、前記第１及び第２電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第３電気伝導層；前記第２電気伝導層上に前記第２電気伝導層と電気的に連結して形成され前記第２電極層から軸方向に離隔配置され前記第１電極層の極性と同一の極性を有する第３電極層；前記第３電気伝導層上に前記第３電気伝導層と電気的に連結して形成され前記第３電極層から軸方向に離隔配置され前記第２電極層の極性と同一の極性を有する第４電極層；及び前記第３電極層と第４電極層を同時に覆い、前記イオン伝導性電解質から分離した追加的なイオン伝導性電解質をさらに含むことを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１４】
前記密封フィルムは、前記第１及び第２電極層を同時に覆うイオン伝導性電解質と、前記第３及び第４電極層を同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質を密封することを特徴とする第１３項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１５】
前記第２電気伝導層は、前記第１電気伝導層と前記第３電気伝導層の間に配置され、
前記第２電極層は、前記第１電極層と近く配置されて、前記第１及び第２電極層は第１単位電池の電極として動作し、前記第４電極層は前記第３電極層と近く配置されて、前記第３及び第４電極層は第２単位電池の電極として動作することを特徴とする第１３項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１６】
前記第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質は、第１単位電池を形成し、前記第３及び第４電極層とこれを覆う追加的なイオン伝導性電解質は第２単位電池を形成し、
前記第１単位電池と第２単位電池は、第２電気伝導層を通じて互いに直列に連結することを特徴とする第１３項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１７】
前記薄型電池は、前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記２以上の単位電池を密封する両面接着フィルムをさらに含み、
前記両面接着フィルムは２つ以上の開口を有し、一つの開口には第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質が配置され、他の一つの開口には第３及び第４電極層とこれを同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質が配置されることを特徴とする第１３項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２電極層を同時に覆うイオン伝導性電解質と、前記第３及び第４電極層を同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質は、前記両面接着フィルムを境界として分離して配置されることを特徴とする第１７項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項１９】
前記デバイスは、化合物の経皮性伝達のための能動パッドであり、前記薄型電池を備える装置は、イオントフォレーシスパッチであることを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項２０】
前記デバイスはＲＦＩＤタグ又はスマートカードであることを特徴とする第１項に記載の薄型電池を備える装置。
【請求項２１】
薄型電池が内蔵されたイオントフォレーシスパッチであって、形状が可変なサブストレート；前記サブストレート上に形成された第１電気伝導層；前記電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第２電気伝導層；前記第１電気伝導層上に形成されて前記第１電気伝導層の一部と接触する第１電極層；前記第２電気伝導層上に形成されて前記第２電気伝導層の一部と接触し前記第１電極層から軸方向に離隔して配置され前記第１電極層の極性と反対の極性を有する第２電極層；前記第１電極層と第２電極層を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質；及び前記イオン伝導性高分子電解質を密封する密封フィルムを含むことを特徴とするイオントフォレーシスパッチ。
【請求項２２】
前記第１電極層と第２電極層は同一平面上に配置されたことを特徴とする第２１項に記載のイオントフォレーシスパッチ。
【請求項２３】
前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記イオン伝導性高分子電解質の周囲に塗布された両面接着フィルムをさらに含み、前記密封フィルムは前記両面接着フィルム上に接着されて前記イオン伝導性高分子電解質を密封することを特徴とする第２１項に記載のイオントフォレーシスパッチ。
【請求項２４】
前記サブストレートの背面に付着して前記サブストレートの縁の外に露出したバックキングレイヤ（ｂａｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）をさらに含み、前記バックキングレイヤは、前記サブストレートに付着した付着面に接着物質が塗布されて前記サブストレートの縁の外に露出した部分で前記イオントフォレーシスパッチが適用される対象物に対する接着性を提供することを特徴とする第２１項に記載のイオントフォレーシスパッチ。
【請求項２５】
前記第１及び第２電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され、前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第３電気伝導層；
前記第２電気伝導層上に前記第２電気伝導層と電気的に連結して形成され、前記第２電極層から軸方向に離隔配置され、前記第１電極層の極性と同一の極性を有する第３電極層；前記第３電気伝導層上に前記第３電気伝導層と電気的に連結して形成され、前記第３電極層から軸方向に離隔配置され、前記第２電極層の極性と同一の極性を有する第４電極層；及び前記第３電極層と第４電極層を同時に覆い、前記イオン伝導性電解質から分離した追加的なイオン伝導性電解質をさらに含むことを特徴とする第２１項に記載のイオントフォレーシスパッチ。
【請求項２６】
前記第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質は第１単位電池を形成し、前記第３及び第４電極層とこれを覆う追加的なイオン伝導性電解質は第２単位電池を形成し、前記第１単位電池と第２単位電池は第２電気伝導層を通じて互いに直列に連結されることを特徴とする第２５項に記載のイオントフォレーシスパッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型電池を備えるイオントフォレーシスパッチ等の装置に関し、特に電池とこれに連結したデバイスが一体化して電流密度が向上し、薄型化及び製造生産性の向上に有利な薄型電池を備えたイオントフォレーシスパッチ等の装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イオントフォレーシス（ｉｏｎｔｏｐｈｏｒｅｓｉｓ）は、皮膚に微細電流を流して電荷を持つ関心物質を電気的反発力によって皮膚中に侵透させる技術をいう。イオントフォレーシスパッチは、電気的反発力を用いて薬物や美容物質等の関心物質を皮膚に浸透させるのに使用される。関心物質を搭載したパッチを皮膚に付着すると、回路が形成されて電流が流れ、電気的反発力によって関心物質が皮膚中に侵透する。このような関心物質の浸透速度は、皮膚を通じて流れる電流の量に直接影響を受けるものと知られている。
【０００３】
従来のイオントフォレーシスパッチは、薄型の電池と電気伝導性電極を備えたパッチ又はパッドが互いに独立した状態で製作された後、電気伝導性電極と薄型電池を電気的に連結させて組み立てられる方式であった。このような方式で製造されたイオントフォレーシスパッチは、複雑な電流の経路により電流の抵抗が大きくなり、組み立て手順が複雑で低い生産性と共に製造単価も高いことが問題点として指摘された。
【０００４】
イオントフォレーシスパッチに装着された電池は、電流を発生させるエネルギー源として作用するが、一般的に陽極と陰極の役割をする二つの電極とイオン伝導性電解液を含む。主に、陽電極物質として二酸化マンガン、陰電極物質として亜鉛が活用され、塩化亜鉛や塩化アンモニウムを高分子と共に水に溶かしたゲル状の電解質が電池内に導入される。このような電池は、製造後の流通過程で電極内のバインダーが水性電解液に溶解すると、抵抗増加と共に短絡につながり、電池の性能が急激に低下することがある。特に陽電極と陰電極の間に隔離膜がない状態で近接して置かれた場合、水性電解液に対する電極の耐久性が確保されなければ、電極内の導電物質が脱離することにより相対電極との間に電流の架橋役割をして短絡現象が発生しやすい。これを克服するために電極、特に陰極の場合不可避的に電極物質としてホイルやストリップ形態の亜鉛を使用してきているが、電極活物質として金属ホイルを適用すると粉末状態で製造された電極に比べて反応面積が縮小して高出力特性が脆弱で生産性が落ちやすい。
【０００５】
前記した問題点、特に低い生産性と高い電気抵抗の問題を解決するために本出願人が先出願した大韓民国出願特許２００７年第９９１３２号「イオントフォレーシスパッチ及びその製造方法」は、パッチ内の伝導層に電極物質を直接塗布することによりパッチと電池を一つのシステムとして構成することを開示している。これは皮膚との接触抵抗を小さくするように考案したものである。このような形態のパッチは、単純な電流メカニズムと小さな抵抗によって関心物質の皮膚浸透を増大するのに有利な構造である。しかし、電気化学的耐性が弱い関心物質が、電池反応に関与する問題点を持っている。また、パッチ製造工程をさらに単純化させてパッチの柔軟性をさらに確保する必要がある。
【０００６】
以上で見られるように、現在まではイオントフォレーシスパッチでは、低い生産性と高い製造単価、流通期間中の電極構造破壊による性能劣化等がイオントフォレーシスパッチの商用化に障害物として作用している。したがって、これらの問題を効果的に解決するための技術的接近が必要な実情である。
【０００７】
イオントフォレーシスパッチだけでなく、微細電流を消耗する電気電子デバイスの電力供給源として薄型電池を使用することができる。例えば、ＲＦＩＤタグ、スマートカード、電子ペーパーディスプレイ等のデバイスに薄型電池を活用することができる。このような薄型電池を有する装置でも、製造工数の縮小により製造単価をさらに下げる必要と装置の柔軟性をさらに高める必要があり、薄型電池による安定的な電力供給が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を勘案してなされたもので、本発明の課題中の一つは、製造生産性が高くて耐久性が強く、薄型化に伴う柔軟性の確保に有利な薄型電池を備える装置を提供することである。本発明のまた一つの課題は、製造生産性が高くて耐久性が強く、薄型化に伴う柔軟性の確保に有利な薄型電池を備えるイオントフォレーシスパッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面による薄型電池を備える装置は、電気的に動作しサブストレート（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を備えるデバイス；及び前記デバイスに電力を供給するための薄型電池を含み、前記薄型電池は、前記サブストレート上に形成された第１電気伝導層；及び前記第１電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第２電気伝導層；前記第１電気伝導層上に形成され前記第１電気伝導層と電気的に連結した第１電極層；前記第２電気伝導層上に形成され前記第２電気伝導層と電気的に連結し、前記第１電極層から軸方向に離隔して配置され前記第１電極層の極性と反対の極性を有する第２電極層；前記第１電極層と第２電極層を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質；及び前記イオン伝導性高分子電解質を密封する密封フィルムを含む。前記第１電極層と第２電極層は、同一平面上に配置することができる。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、前記薄型電池は閉鎖型の薄型電池で、前記サブストレートと密封フィルムは水分遮断特性を有する。前記サブストレートと密封フィルムのうち少なくとも一つは水分遮断特性が優れたポリエチレンテレフタレート又はポリアクリロニトリルフィルムであることができる。
【００１１】
前記第１電気伝導層及び第２電気伝導層は、カーボン粉末、ニッケル粉末及び銀粉末からなる群から一つ以上選択された伝導性粉末を含むことができる。前記第１電極層は薄型電池の陽極層であり、    ポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）及びポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）からなる群から一つ以上選択された成分を含むバインダーと、二酸化マンガン粉末を含むことができる。前記第２電極層は薄型電池の陰極層であり、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン及びポリメチルメタクリレートからなる群から一つ以上選択された成分を含むバインダーと、亜鉛又は亜鉛合金の粉末を含むことができる。
【００１２】
前記第２電極層は、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群から一つ以上選択されたガス発生抑制用インヒビター（ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）が添加された亜鉛合金粉末を含むことができる。前記インヒビターとしてビスマス、インジウム及びアルミニウムのうち少なくとも一つがそれぞれ１０ないし１０００ｐｐｍの含量で前記亜鉛合金粉末に含有されることができる。
【００１３】
前記イオン伝導性高分子電解質は、ポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルアルコール及びカルボニルメチルセルロースからなる群から選択された高分子物質が添加されたゲル状電解液であることができる。前記イオン伝導性高分子電解質は、吸湿紙に含浸した状態で提供されることができる。
【００１４】
前記薄型電池は、前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記イオン伝導性高分子電解質の周囲に塗布された両面接着フィルムをさらに含み、前記密封フィルムは前記両面接着フィルム上に接着されて前記イオン伝導性高分子電解質を密封することができる。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、前記薄型電池は前記サブストレート上に配置されて互いに直列連結された２以上の単位電池を備えることができる。前記薄型電池は、前記第１及び第２電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第３電気伝導層；前記第２電気伝導層上に前記第２電気伝導層と電気的に連結して形成され前記第２電極層から軸方向に離隔配置され前記第１電極層の極性と同一の極性を有する第３電極層；前記第３電気伝導層上に前記第３電気伝導層と電気的に連結して形成され前記第３電極層から軸方向に離隔配置され前記第２電極層の極性と同一の極性を有する第４電極層；及び前記第３電極層と第４電極層を同時に覆い、前記イオン伝導性電解質から分離した追加的なイオン伝導性電解質をさらに含むことができる。前記密封フィルムは、前記第１及び第２電極層を同時に覆うイオン伝導性電解質と、前記第３及び第４電極層を同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質を密封することができる。
【００１６】
本発明の実施形態によれば、前記第２電気伝導層は、前記第１電気伝導層と前記第３電気伝導層の間に配置されることができる。前記第２電極層は、前記第１電極層と近く配置されて、前記第１及び第２電極層は第１単位電池の電極として動作し、前記第４電極層は前記第３電極層と近く配置されて、前記第３及び第４電極層は第２単位電池の電極として動作することができる。
【００１７】
前記第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質は、第１単位電池を形成し、前記第３及び第４電極層とこれを覆う追加的なイオン伝導性電解質は、第２単位電池を形成する。また、前記第１単位電池と第２単位電池は、第２電気伝導層を通じて互いに直列に連結する。
【００１８】
前記薄型電池は、前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記２以上の単位電池を密封する両面接着フィルムをさらに含むことができる。前記両面接着フィルムは２つ以上の開口を有し、一つの開口には第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質が配置され、他の一つの開口には第３及び第４電極層とこれを同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質が配置されることができる。前記第１及び第２電極層を同時に覆うイオン伝導性電解質と、前記第３及び第４電極層を同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質は、前記両面接着フィルムを境界として分離して配置されることができる。
【００１９】
本発明の実施形態によれば、前記デバイスは、化合物の経皮性伝達のための能動パッドであり、前記薄型電池を備える装置は、イオントフォレーシスパッチであることができる。他の実施形態によれば、前記デバイスはＲＦＩＤタグ又はスマートカードであることができる。
【００２０】
本発明の一様態による薄型電池が内蔵されたイオントフォレーシスパッチは、形状が可変なサブストレート；前記サブストレート上に形成された第１電気伝導層；前記電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第２電気伝導層；前記第１電気伝導層上に形成されて前記第１電気伝導層の一部と接触する第１電極層；前記第２電気伝導層上に形成されて前記第２電気伝導層の一部と接触し前記第１電極層から軸方向に離隔して配置され前記第１電極層の極性と反対の極性を有する第２電極層；前記第１電極層と第２電極層を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質；及び前記イオン伝導性高分子電解質を密封する密封フィルムを含む。前記第１電極層と第２電極層は同一平面上に配置されることができる。
【００２１】
前記イオントフォレーシスパッチは、前記サブストレートと密封フィルムの間に配置されて前記イオン伝導性高分子電解質の周囲に塗布された両面接着フィルムをさらに含み、前記密封フィルムは前記両面接着フィルム上に接着されて前記イオン伝導性高分子電解質を密封することができる。
【００２２】
前記イオントフォレーシスパッチは、前記サブストレートの背面に付着して前記サブストレートの縁の外に露出したバックキングレイヤ（ｂａｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）をさらに含み、前記バックキングレイヤは、前記サブストレートに付着した付着面に接着物質が塗布されて前記サブストレートの縁の外に露出した部分で前記イオントフォレーシスパッチが適用される対象物（例えば、皮膚）に対する接着性を提供することができる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、前記イオントフォレーシスパッチは、前記第１及び第２電気伝導層と分離して前記サブストレート上に形成され、前記第１電気伝導層と同一平面に位置する第３電気伝導層をさらに含むことができる。前記イオントフォレーシスパッチは、前記第２電気伝導層上に前記第２電気伝導層と電気的に連結して形成され、前記第２電極層から軸方向に離隔配置され、前記第１電極層の極性と同一の極性を有する第３電極層；前記第３電気伝導層上に前記第３電気伝導層と電気的に連結して形成され、前記第３電極層から軸方向に離隔配置され、前記第２電極層の極性と同一の極性を有する第４電極層；前記第３電極層と第４電極層を同時に覆い、前記イオン伝導性電解質から分離した追加的なイオン伝導性電解質をさらに含むことができる。前記密封フィルムは、前記第１及び第２電極層を同時に覆うイオン伝導性電解質と、前記第３及び第４電極層を同時に覆う追加的なイオン伝導性電解質を密封することができる。
【００２４】
前記第１及び第２電極層とこれを同時に覆うイオン伝導性電解質は第１単位電池を形成し、前記第３及び第４電極層とこれを覆う追加的なイオン伝導性電解質は第２単位電池を形成し、前記第１単位電池と第２単位電池は第２電気伝導層を通じて互いに直列に連結される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、イオントフォレーシスパッチ、スマートカード、ＲＦＩＤタグ等のような薄型電池を備える装置の製造生産性が改善され、電流の経路短縮により電流密度が向上する。非水溶性バインダーの導入によりイオントフォレーシスパッチのような薄型電池を備える装置の経時安定性が向上する。また、装置の厚さの減少によりイオントフォレーシスパッチ等の装置の柔軟性をさらに容易に確保することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図１は、本発明の実施形態によるイオントフォレーシスパッチを示した平面図である。
図２は、図１のイオントフォレーシスパッチのサブストレートを図示した平面図である。
図３は、図２のサブストレート上にコーティングされた第１電気伝導層と第２電気伝導層を示した平面図である。
図４は、図３の第１電気伝導層の一部にコーティングされた第１電極層を示した平面図である。
図５は、図４の第２電気伝導層の一部にコーティングされた第２電極層を示した平面図である。
図６は、図５で前面に電気伝導層と電極層がコーティングされたサブストレートの背面にバックキングレイヤが付着したパッチの平面図である。
図７は、図６で電池システムを密封するための両面接着フィルムが付着したパッチの平面図である。
図８は、図７で電極層の部位にイオン伝導性電解質が塗布されたパッチの平面図である。
図９は、図７でイオン伝導性電解質が含浸した吸湿紙が配置されたパッチの平面図である。
図１０は、図８又は９で電池システムを密封するための密封フィルムが付着したパッチの平面図である。
図１１は、本発明の実施形態による、二つの単位電池が直列に連結したイオントフォレーシスパッチにおいて、サブストレート上にコーティングされた第１ないし第３電気伝導層を示す平面図である。
図１２は、図１１の電気伝導層の一部にコーティングされた第１及び第３電極層を示す平面図である。
図１３は、図１２の電気伝導層の一部にコーティングされた第２及び第４電極層を示す平面図である。
図１４は、図１３で前面に電気伝導層と電極層がコーティングされたサブストレートの背面にバックキングレイヤが付着したパッチの平面図である。
図１５は、図１４で電池システムを密封するための両面接着フィルムが付着したパッチの平面図である。
図１６は、図１５から２つの単位電池それぞれにイオン伝導性電解質が塗布されたパッチの平面図である。
図１７は、図１５でイオン伝導性電解質が含浸した吸湿紙が配置されたパッチの平面図である。
図１８は、図１６又は１７で電池システムを密封するための密封フィルムが付着したパッチの平面図である。
図１９は、本発明の実施形態による薄型電池を備える装置において、ＲＦＩＤタグのサブストレート上に形成された電気伝導層を示した平面図である。
図２０は、図１９の電気伝導層の一部にコーティングされた第１ないし第４電極層を示した平面図である。
図２１は、図２０の電極層を用いた複数の単位電池が結合したＲＦＩＤタグを示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明する。しかし、本発明の実施形態はさまざまの異なる形態に変形することができ、本発明の範囲が以下説明する実施形態だけに限定されるものではない。図面での要素の形状及び大きさ等は、より明確な説明のために誇張されたものであることがあり、図面上の同一の符号で表示される要素は同一の要素である。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態によるイオントフォレーシスパッチの平面図である。図１を参照すると、イオントフォレーシスパッチは、形状が可変であるサブストレート１１０と、サブストレート１１０上に形成された第１電気伝導層１２０及び第２電気伝導層２２０を含む。第１電気伝導層１２０と第２電気伝導層２２０は、パッチ内に一体化した薄型電池システムの陽極及び陰極にそれぞれ連結しており、第１電池伝導層１２０と第２電気伝導層２２０中いずれか一つあるいは両方上には人体等に投与する関心物質（例えば、化粧品、薬品等）を搭載することができる。イオントフォレーシスパッチ内に形成された薄型電池の電池反応の結果として出る電子の流れ又は電流を用いた電気的反発力により、極性を有した関心物質を皮膚中に浸透させることができる。
【００２９】
また、第１及び第２電気伝導層１２０、２２０が配置されたサブストレート１１０の前面の反対面、すなわちサブストレート１１０の背面にはバックキングレイヤ（ｂａｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）１４０が付着している。サブストレート１１０の縁に沿ってバックキングレイヤ１４０の付着面の接着物質が露出しているが、この露出したバックキングレイヤ１４０の接着物質により、イオントフォレーシスパッチを皮膚等に容易に付着させることができる。
【００３０】
図１のイオントフォレーシスパッチのより具体的な構成は、図２ないし１０に図示されている。図１のイオントフォレーシスパッチは、また図２ないし図１０の手順で製造することができる。以下、図２ないし１０を参照して本発明の実施形態によるイオントフォレーシスパッチを詳しく説明する。
【００３１】
図２に図示されたような平面形態を有するイオントフォレーシスパッチ用サブストレート（基板）１１０が利用できる。しかし、本発明がこのような平面形態に限定されるものではなく、イオントフォレーシスパッチ用途のための任意のデザインのサブストレート平面形状が利用できる。サブストレート１１０は、柔軟性を有し屈曲がある対象物（例えば、人体の皮膚）の形状に沿って曲がることができる（あるいは形状が可変の）ポリマー又は可溶性プラスチック基板等、多様な材質で作ることができる。例えば、数十ないし数百ミクロン厚のサブストレート１１０として、ポリアクリロニトリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリイミドフィルム等が使用でき、水分の透過度とフィルムの柔軟性等を考慮して適切な材質が選定できる。
【００３２】
図３に図示されたように、互いに異なる極性を示す第１電気伝導層１２０と第２電気伝導層２２０がサブストレート１１０の前面に配置される。第１電気伝導層１２０と第２電気伝導層２２０は、サブストレート１１０上の同一平面上に配置され互いに分離している。後述するように、第１及び第２電気伝導層１２０、２２０が互いに隣接する部分で電池電極と電解質が配置されて薄型電池が形成される。本実施例では、第１電気伝導層１２０はＴ字形になっており、第２電気伝導層２２０はＴ字形の第１電気伝導層１２０の中の枝分かれした部分を丸く囲む形になっている。しかし、本発明がこのような電気伝導層形状に限定されるものではない。
【００３３】
電気伝導層１２０、２２０は、例えばカーボン粉末とバインダーで構成されたカーボンインクをサブストレート１１０上に約１５μｍの厚さにコーティングした後、約６０℃で２時間の間乾燥して製造することができる。カーボンインクは、適当なバインダーと溶媒そして微細なカーボン粉末を混合して直接製造することもでき、完製品の形で購入して使用することもできる。カーボン粉末の代りに銀粉末や銅粉末、ニッケル粉末等の伝導性粉末を使用することもでき、これらを混合した形で使用することもできる。カーボンインクの場合、粘度は約３６，０００ないし５０，０００ｃｐｓの値を示すが、コーティングの工程性を勘案して粘度を調節することができる。
【００３４】
図４を参照すると、第１電気伝導層１２０の一部であって第２電気伝導層２２０に隣接した部分に第１電極層１３０がコーティングされている。第１電極層１３０は、第１電気伝導層１２０の一部と接触し（したがって、第１電気伝導層１２０に電気的に連結する）、後述するように薄型電池の一電極（陽極又は陰極中の一つ）の役割をする。
【００３５】
図５を参照すると、第２電気伝導層２２０の一部であって第１電気伝導層１２０に隣接した部分に第２電極層２３０がコーティングされている。第２電極層２３０は、第２電気伝導層２２０の一部と接触し（したがって、第２電気伝導層２２０と電気的に連結する）、後述するように薄型電池の他の電極（陰極又は陽極のうち一つであって第１電極層１３０とは反対極性の電極）の役割をする。特に、図５に図示されたように、第１電極層１３０と第２電極層２３０は、軸方向に互いに離隔して配置されている。また第１電極層１３０と第２電極層２３０は実質的に同一平面に配置することができる。
【００３６】
第１電極層１３０は、薄型電池の陽極として使用することができる。この場合、陽極である第１電極層１３０は、二酸化マンガン粉末と導電剤、そしてバインダー溶液を混合してスラリー状態を作った後、第１電気伝導層１２０上にコーティングした後乾燥して製造することができる。スラリー製造工程は、約４０μｍ以下の粒径を有した粉末状態の二酸化マンガンとカーボンブラックを乾混合し、これにバインダー溶液を添加して撹拌する手順からなる。電気を発生する陽極物質は多様な物質が検討できるが、電気用量と電圧、そして電気化学的特性及び製品の流通環境等を考慮するとき、二酸化マンガンが望ましい。電極製造は、水溶性バインダーと非水溶性バインダーを混合した多成分バインダーが適用できる。水溶性バインダーは主にポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）が適し、非水溶性バインダーはポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等が適する。電極の製造時、水溶性バインダーと非水溶性バインダーを共に混合すると、電極の耐久性を強化するのに効果的である。
【００３７】
第２電極層２３０は、薄型電池の陰極として使用することができる。この場合、陰極である第２電極層２３０を製造するために、粒度約４５μｍ以下の亜鉛粉末と導電剤であるカーボンブラックを乾混合した後、あらかじめ製造したバインダー溶液を添加して第２電極層製造用スラリーを準備する。陰極活物質として使用される亜鉛粉末は、純粋な亜鉛粉末又は合金形態の亜鉛粉末が使用できる。合金形態の亜鉛粉末（亜鉛合金粉末）は、電池の貯蔵あるいは放電中に発生するガス放出を抑制するための目的で、主にアルミニウム（Ａｌ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）等が亜鉛に添加された形態を使用することができる。陰極もまた陽極と同じくポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等、多成分バインダーシステムが適用できる。電極の製造時、単一バインダーよりは二種類以上のバインダーを共に混合する多成分バインダーシステムが電気的効率、機械的強度、電気伝導層との接着力の側面で有利である。特にポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポルリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）等のような水溶性バインダーに、ポリメチルメタクリレートの導入は、電極の耐久性と製造工程性を改善させる効果がある。第２電極層２３０は、第２電気伝導層２２０上にコーティング機を用いて電極スラリーをコーティングし２時間以上の間６０℃に設定された乾燥炉で乾燥させて製造する。
【００３８】
一般的に電極層が電解液に溶解すると、電極構造が破壊されて抵抗が増加すると共に、電極内の伝導性粒子が脱離し隣合う電極と電気的に連結する短絡現象が現われるようになる。特に、バインダーとして水溶性バインダーのみを使用した電極でこのような現象が加速されて現われ得る。これを防止するために、従前は陰極として金属ホイルやストリップを使用してきたが、これは粉末を適用した電極に比べて反応面積の減少により瞬間的なピーク電流を得るのに脆弱な面をみせる。したがって、電池の反応性能を充分に発揮するためには、電極を構成するバインダーの選定が重要な意味を持つことになるが、水溶性バインダーに非水溶性バインダーを混合した多成分バインダーシステムを導入すれば、電極の耐久性が維持され電極抵抗の安定化が可能である。
【００３９】
陽極として動作する第１電極層１３０と陰極として動作する第２電極層２３０を製造する過程で、それぞれ粉末状態の二酸化マンガンと亜鉛を使用するのは、高い電流密度と電極製造工程性を改善するのに効果的である。電極層１３０、２３０の形状は、図４及び５に図示されたように、第２電極層２３０が第１電極層１３０の縁沿って囲む形態で第１電極層１３０に隣接する形を有することにより、電流生成時の抵抗を最小化することができるようにする。
【００４０】
次に、図６を参照すると、サブストレート１１０の前面（電気伝導層１２０、２２０がコーティングされた面）の反対面、すなわちサブストレート１１０の背面に、バックキングレイヤ（ｂａｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ：１４０）が付着している。バックキングレイヤ１４０は、付着面に接着物質が塗布された不織布であることができる。バックキングレイヤ１４０の主要材質として、ポリウレタンや人工繊維であるレーヨン等が適して使用することができる。バックキングレイヤ１４０の付着面の反対面の色は、視覚的好みに従って決定することができ、便宜に応じて必要な文句が印刷又は図案できる。
【００４１】
図６に図示されたように、サブストレート１１０よりバックキングレイヤ１４０をさらに大きくして、サブストレート１１０の縁に沿ってバックキングレイヤ１４０の接着物質が露出するようにする（垂直に線を引いた部分参照）。このようにサブストレート１１０の縁の外に露出したバックキングレイヤ１４０の接着物質は、イオントフォレーシスパッチを人体の皮膚等に付着する時、接着性を提供したり付着力を高めてくれる。
【００４２】
次に、図７を参照すると、第１及び第２電極層１３０、１４０を外側で取り囲む両面接着フィルム２６０がサブストレート１１０と電気伝導層の一部上に塗布（両面接着フィルムを接着することを含む）されている。この両面接着フィルム２６０は、後述するように、これに接着される密封フィルム（図１０の図面符号５００参照）と共に薄型電池の電解質の損失を防ぐように電池システムを密封するために提供されることができる。しかし、電池システムを密封するために必ずしも両面接着フィルムを必要とするものではなく、例えば密封フィルムをサブストレートに熱で溶着する方法で電池を密封することもできる。
【００４３】
次に、図８を参照すると、第１電極層１３０と第２電極層２３０を同時に覆うイオン伝導性高分子電解質層３００がサブストレート１１０上に提供される。この電解質層３００は、両面接着フィルム２６０の内側に配置されて、両面接着フィルム２６０が電解質層３００の縁に沿って取り囲むようにする。他の代案として、図９に図示されたように、イオン伝導性高分子電解質が含浸した吸湿紙４００が第１及び第２電極層１３０、２３０を同時に覆うように配置することができる。この場合にも、電解質を含んだ吸湿紙４００を両面接着フィルム２６０の内側に配置させて、両面接着フィルム２６０が吸湿紙の縁に沿って取り囲むようにする。第１及び２電気伝導層１２０、２２０と第１及び第２電極層１３０、２３０そしてこれらの間に配置された電解質３００は、一実施形態による薄型電池の基本的な構成部分に該当する。
【００４４】
イオン伝導性高分子電解質の製造のために、浄水に塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）や塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）を混合した形態の水溶性電解液が使用される。塩化亜鉛と塩化アンモニウムが混合した形態の電解液を導入すると、高電流性能と間歇放電性能を同時に追求することができる長所がある。電解液の蒸発は、電池の急激な性能低下を招き得るため、これを抑制するために電解液に高分子を溶かして電解液の蒸気圧降下を誘導する。高分子はポリエチレンオキサイド（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｘｉｄｅ）、ポリビニルアルコール、カルボニルメチルセルロース等が使用できる。
【００４５】
イオン伝導性電解質を含浸する吸湿紙４００は、電解液を吸収して電池反応時に電極で必要とする電解成分を均等に供給する役割をすることができる。しかし、前述した通り吸湿紙４００を使用せずに直接電解質層を用いることもできる（図８参照）。吸湿紙４００としては、吸湿性が強い紙類や不織布等を使用することができ、その厚さは３０ないし２００μｍ程度が適する。
【００４６】
次に、図１０を参照すると、電極層１３０、２３０及び電解質領域３００又は４００を含む電池システムを密封して電解液が外部に蒸発することを遮断するために密封フィルム５００が配置される。密封フィルム５００は、前述の両面接着フィルム（図８又は９の図面符号２６０参照）上に接着されてイオン伝導性高分子電解質層（又は電解質が含浸した湿紙）を密封することができる。密封フィルムは、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド等の材質が使用でき、サブストレート１１０の材質と同一の材質のフィルムが使用できる。前述の通り、両面接着フィルム２６０に密封フィルム５００を接着する代りに、両面接着フィルム２６０なしにサブストレート１１０に熱を加えて密封フィルム５００をサブストレート１１０上に溶着して電池システムを密封することもできる。
【００４７】
サブストレート１１０及び両面接着フィルム２６０そして密封フィルム５００を用いて電池システムを密封するが、特にこの部材１１０、２６０、５００として水分遮断特性を有する材質を使用して電池システム内の電解液の水分枯渇を効果的に抑制することができる。これによって、イオントフォレーシスパッチに一体化した薄型電池は閉鎖型電池になることができる。このような閉鎖型電池において、ガス放出問題（例えば、陰極から放出される水素等のガス放出によって密封された電池内部の膨潤、層分離、性能低下等の問題）は、前述の通りＡｌ、Ｂｉ、Ｉｎのようなインヒビターが添加された合金亜鉛粉末を陰極（例えば、第２電極層）物質として使用してガス放出を抑制することにより解決することができる。陰極活物質に添加されるインヒビターとして、ビスマス、インジウム及びアルミニウムのうち少なくとも一つがそれぞれ１０ないし１０００ｐｐｍの含量で亜鉛合金粉末に含有されることができる。
【００４８】
図１０で、外部に露出した電気伝導層１２０又は２２０の一部に関心物質（皮膚等に投与する化粧品又は薬品等）が搭載される。人体の皮膚等に投与する関心物質が陰電荷を帯びる場合、電池の陰極（例えば、第２電極層）と連結した電気伝導層（例えば、第２電気伝導層）に関心物質を搭載し、関心物質が陽電荷を帯びる場合、電池の陽極（例えば、第１電極層）と連結した電気伝導層（例えば、第１電気伝導層）に関心物質を搭載する。こうして、イオントフォレーシスパッチを用いて電気的反発力を起こし関心物質を皮膚等に浸透させる。
【００４９】
上述した実施形態によれば、単一サブストレート上に別途の集電体なしに電気伝導層に直接電池電極を形成し、電解質を塗布することによりイオントフォレーシスパッチの製造生産性が改善され、電流の経路短縮により電流密度が向上する。非水溶性バインダーの導入によりイオントフォレーシスパッチのような薄型電池を備える装置の経時安定性が向上する。また、陽極と陰極が電解質を間に置いて上下に積層される構造ではなく、陽極と陰極（第１及び第２電極層）が軸方向に互いに離隔配置され、その上に電解質が覆う構造であるため、装置の厚さの減少により装置の柔軟性をさらに容易に確保することができるようになる。
【００５０】
また他の実施形態として、前述の実施形態を基本的に用い、二つ以上の電池が直列連結したイオントフォレーシスパッチが提供されることもできる。このようなパッチの場合、一つのパッチ内に多数の電気伝導層と電極層を構成することができる。２つ以上の単位電池が直列に連結したイオントフォレーシスパッチの構成の一例が図１１ないし１８に図示されている。図１８に図示されたイオントフォレーシスパッチは、図１１ないし図１８の手順で製造できる。以下、図１１ないし１８を参照して、直列に連結した複数の単位電池を備えたイオントフォレーシスパッチを詳しく説明する。
【００５１】
図１１を参照すると、サブストレート１１０上に、第１電気伝導層１２０、第２電気伝導層２２０及び第３電気伝導層３２０が配置されている。第１ないし第３電気伝導層１２０、２２０、３２０は、同一平面上に配置され、互いに分離している。本実施形態では第２電気伝導層２２０が第１及び第３電気伝導層１２０、３２０の間に配置されているが、このような配置構造や形状に限定されるものではない。
【００５２】
図１２を参照すると、第１電気伝導層１２０の一部上に第１電気伝導層１２０と接触する第１電極層１３１がコーティングされており、第２電気伝導層２２０の一部上に第２電気伝導層２２０と接触する第３電極層１３２がコーティングされている。また、図１３を参照すると、第２電気伝導層２２０の一部上に第２電気伝導層２２０と接触する第２電極層２３１がコーティングされており、第３電気伝導層３２０の一部上に第３電気伝導層３２０と接触する第４電極層２３２がコーティングされている。第１ないし第４電極層１３１、２３１、１３２、２３２は、軸方向に互いに離隔して配置されている。特に、第２電極層２３１と第３電極層１３２は、同一の第２電気伝導層２２０上に配置されているが、互いに異なる部位に位置して軸方向に離隔している。第１電極層１３１と第２電極層２３１は、互いに隣接して配置され、第３電極層１３２と第４電極層２３２は、互いに隣接して配置されている。
【００５３】
第１電極層１３１と第２電極層２３１は、互いに異なる極性を有する（例えば、第１電極層１３１が陽極なら第２電極層２３１は陰極）。また、第３電極層１３２と第４電極層２３２は、互いに異なる極性を有する（例えば、第３電極層１３２が陽極なら第４電極層２３２は陰極）。また、第１電極層１３１と第３電極層１３２は互いに同一の極性（例えば、陽極）を有し、第２電極層２３１と第４電極層２３２は互いに同一の極性（例えば、陰極）を有する。各極性による電極層の材質と製造工程は、前述の実施形態での材質と製造工程を用いることができる。
【００５４】
後述する互いに隣接して配置された第１電極層１３１と第２電極層２３１は、一つの単位電池（第１単位電池）の陽極と陰極になり、互いに隣接して配置された第３電極層１３２と第４電極層２３２は他の一つの単位電池（第２単位電池）の陽極と陰極になる。また、第１単位電池と第２単位電池は、第２電気伝導層２２０を通じて互いに直列に連結されるが、これは第１単位電池の第２電極層２３１（例えば、陰極）と第２単位電池の第３電極層１３２（例えば、陽極）が全て第２電気伝導層２２０に接触して配置されているためである。
【００５５】
次に図１４を参照すると、サブストレート１１０の背面にバックキングレイヤ１４０が付着している。前述の実施形態でと同じく、バックキングレイヤ１４０の露出した部位の接着層により皮膚等にパッチを容易に付着することができる。
【００５６】
次に図１５を参照すると、第１及び第２電極層１３１、２３１を取り囲み、同時に第３及び第４電極層１３２、２３２を取り囲む両面接着フィルム２６０がサブストレート１１０上に付着している。
【００５７】
次に図１６を参照すると、第１及び第２電極層１３１、２３１を同時に覆う第１イオン伝導性高分子電解質層３００ａと、第３及び第４電極層１３２、２３２を同時に覆う追加的な第２イオン伝導性高分子電解質層３００ｂが配置される。二つの電解質層３００ａ、３００ｂは、両面接着フィルム２６０によって分離されており、二つの電解質層３００ａ、３００ｂの間のイオンの流れを防ぐ構造がなされる。すなわち、図１５又は１６に図示されたように、両面接着フィルム２６０は２つの開口を有し、一つの開口には第１及び第２電極層１３１、２３１とこれを覆う第１イオン伝導性高分子電解質層３００ａが配置され、他の一つの開口には第３及び第４電極層１３２、２３２とこれを覆う第２イオン伝導性高分子電解質層３００ｂが配置され、２つの開口は両面接着フィルム２６０部分によって分離している。他の代案として、図１７に図示されたように、２つのイオン伝導性高分子電解質層３００ａ、３００ｂの代りに、イオン伝導性高分子電解質が含浸された分離した２つの吸湿紙４００ａ、４００ｂが使用できる。
【００５８】
第１及び第２電極層１３１、２３１とこれを覆うイオン伝導性高分子電解質３００ａ又は４００ａは、薄型電池の陽極及び陰極とこれらの間に配置される電解質となって第１単位電池をなす。また、第３及び第４電極層１３２、２３２とこれを覆うイオン伝導性高分子電解質３００ｂ、４００ｂは、もう一つの薄型電池の陽極及び陰極とこれらの間に配置される電解質となって第２単位電池をなす。この二つの単位電池は、第２及び第３電極層２３１、１３２と同時に電気的に連結した第２電気伝導層２２０を通じて互いに直列に連結される。第１イオン伝導性高分子電解質層３００ａと第２イオン伝導性高分子電解質層３００ｂは、互いに分離していてこれらの間のイオン流れは防止される。しかし、第２電極層２３１と第３電極層１３２は二つとも第２電気伝導層２２０上に第２電気伝導層２２０と接して配置されるため、で第２電極層２３１と第３電極層１３２の間には電子が流れることができる。
【００５９】
次に、図１８に図示されたように、２つの単位電池を密封フィルム５００を使用して密封することにより、全体の電池システムを外部から遮断する。密封フィルム５００は、両面接着層２６０上に接着することにより配置することができる。本実施形態での各部材（サブストレート、電気伝導層、電極層、電解質、バックキングレイヤ、吸湿紙、両面接着フィルム、密封フィルム等）の材料と各部材の形成工程は、前述の実施形態を用いることができるためこれについての詳細な説明は省略する。前記で言及したように、イオントフォレーシスパッチは、内部に多数の電極層を同時に配置して２以上の互いに直列に連結された単位電池を備えることができることを知ることができる。
【００６０】
図１９ないし２１は、本発明のまた他の実施形態による薄型電池を備えた装置、特に薄型電池が結合したＲＦＩＤタグを示す。図１９に図示されたように、ＲＦＩＤタグのサブストレート１１０上に第１ないし第３電気伝導層１２０、２２０、３２０を配置する。次に、図２０に図示されたように、第１電気伝導層１２０上に第１電極層１３１、第２電気伝導層２２０上に第２電極層２３１と第３電極層１３２、第３電気伝導層３３０上に第４電極層２３２を塗布する。次に、図２１に図示されたように、二つの単位電池領域を分割する両面接着フィルム２６０を塗布し、分割した各単位電池領域に第１及び第２電極層１３１、２３１を覆う第１電解質３００ａ又は４００ａと、第３及び第４電極層１３２、２３２を覆う第２電解質３００ｂ又は４００ｂを配置した後、密封フィルム５００で全体の電池システムを密封する。第１及び第２電極層１３１、２３１とこれを覆う第１電解質３００ａ又は４００ａは、第１単位電池を構成し、第３及び第４電極層１３２、２３２とこれを覆う第２電解質３００ｂ又は４００ｂは、第２単位電池を構成する。２つの単位電池（単位電池１、単位電池２）は、上述した実施形態と同じく第２電気伝導層２２０を通じて互いに直列連結される。
【００６１】
このように、本発明はイオントフォレーシスパッチだけでなく、薄型電池システムが内蔵された基板上の任意の小型装置に適用することができる。例えば、スマートカード等の小型電池又は電力を必要とする電子デバイスに適用することができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されない。添付された請求の範囲によって権利範囲を限定しようとするものであり、請求範囲に記載され本発明の技術的思想を脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有した者に自明なことである。
【符号の説明】
【００６３】
１１０：サブストレート  １２０：第１電気伝導層
１３０、１３１：第１電極層  １３２：第３電極層
１４０：バックキングレイヤ  ２２０：第２電気伝導層
２３０、２３１：第２電極層  ２３２：第４電極層
２６０：両面接着フィルム  ４００、４００ａ、４００ｂ：吸湿紙
３００、３００ａ、３００ｂ：イオン伝導性高分子電解質層
５００：密封フィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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