(57)【要約】【課題】携帯電話など移動体を対象とした地上デジタル放送のワンセグメント部分受信サービス「ワンセグ」が提供されるなど、携帯型の電子機器の分野では今後、より小型軽量であって、１回の充電で長時間使用することのできるものが求められている。そのため、小型軽量であって、商用電力から電力の供給を受けることなく充電できる蓄電装置のニーズは高まっている。【解決手段】電磁波を受信するアンテナと、電力を貯蔵するキャパシターと、電力の貯蔵及び供給を制御する回路を備えた蓄電装置である。そして、アンテナ、キャパシター、制御回路を一体化すると共に薄型化する場合に、セラミックス等で形成される構造体を一部に用いる。アンテナにより電磁波を受信して、その電力をキャパシターに充電する回路及び充電した電力を任意に放電する制御回路を備えることにより、蓄電装置の寿命を延ばすことができる。【選択図】図２
2008054493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、前記第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、
前記アンテナと、前記電力供給制御回路は、前記第２の構造体に形成された貫通電極によって接続され、
前記電力供給制御回路は、整流回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、
前記スイッチ回路は、前記低周波信号発生回路からの信号により、前記キャパシターまたは前記アンテナより前記電源回路に供給される電力を制御することを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、前記第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、
前記アンテナと、前記電力供給制御回路は、前記第２の構造体に形成された貫通電極によって接続され、
前記電力供給制御回路は、整流回路と、制御回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、
前記制御回路は、前記アンテナより供給される電力と、前記キャパシターから供給される電力とを比較して、前記スイッチ回路に出力する電力を選択し、
前記スイッチ回路は、前記低周波信号発生回路からの信号により、前記制御回路に選択された電力を前記電源回路に出力することを制御することを特徴とする蓄電装置。
【請求項３】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、前記第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、
前記電力供給制御回路は、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに挟まれて、前記アンテナと、前記キャパシターとの接続部を有し、
前記電力供給制御回路は、整流回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、
前記スイッチ回路は、前記低周波信号発生回路からの信号により、前記キャパシターまたは前記アンテナより前記電源回路に供給される電力を制御することを特徴とする蓄電装置。
【請求項４】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、前記第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、
前記電力供給制御回路は、前記第１の構造体と前記第２の構造体とに挟まれて、前記アンテナと、前記キャパシターとの接続部を有し、
前記電力供給制御回路は、整流回路と、制御回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、
前記制御回路は、前記アンテナより供給される電力と、前記キャパシターから供給される電力とを比較して、前記スイッチ回路に出力する電力を選択し、
前記スイッチ回路は、前記低周波信号発生回路からの信号により、前記制御回路に選択された電力を前記電源回路に出力することを制御することを特徴とする蓄電装置。
【請求項５】
請求項２または請求項４において、
前記制御回路は、前記整流回路から供給された電力と、前記キャパシターから供給された電力を比較し、前記整流回路からの電力が前記キャパシターから供給された電力より小さいときは、前記キャパシターからの信号を選択し、前記キャパシターから供給された電力が前記整流回路からの電力より大きいときは、前記キャパシターからの信号を選択する回路であることを特徴とすることを特徴とする蓄電装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記キャパシターは、誘電体層と容量電極が交互に積層された構造を有することを特徴とする蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電力から電力の供給を受けることなく充電をすることのできる蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルオーディオプレーヤーなど電子機器の小型化が進み、多種多様な製品が市場に出荷されている。このような携帯型の電子機器は駆動用の電源として二次電池を内蔵している。二次電池としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが使われている。二次電池の充電は、商用電力から電力の供給を受けて行われている。例えば、利用者は各家庭に配設されているコンセントにＡＣアダプターを接続し、二次電池の充電を行っている。
【０００３】
携帯型の電子機器は便利なものであるが、その使用時間は二次電池の容量によって制限を受けている。当該電子機器の使用者は二次電池の残量に注意を払わなければならず、充電時間を常に気にしなければならない状況にある。また、電子機器の充電プラグは機器ごと又は機種ごとに異なっているので、多くのＡＣアダプターを所持することを強いられている。
【０００４】
これに対し、コイルが巻かれたスライド内で永久磁石を往復運動させて電磁誘導起電力を発生させることにより充電する蓄電装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電池によれば、商用電源から電力の供給を受けずに充電することができるとされている。
【特許文献１】特開２００６−１４９１６３号公報（第１図、第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コイルと永久磁石による電磁誘導起電力を利用するものは可動部が必要であり、構造的に小型化することは不向きである。また、そのような蓄電装置では磁石が所持されて運動しなければならないが、永久磁石を使用するため重量が増えてしまう。そのため、従来の蓄電装置は体積及び重量が増加して携帯性を損なうという問題がある。
【０００６】
ところで、携帯電話など移動体を対象とした地上デジタル放送のワンセグメント部分受信サービス「ワンセグ」が提供されるなど、携帯型の電子機器の分野では今後、より小型軽量であって、１回の充電で長時間使用することのできるものが求められている。そのため、小型軽量であって、商用電力から電力の供給を受けることなく充電をすることのできる蓄電装置のニーズは高まっている。
【０００７】
そこで本発明は、小型軽量化若しくは軽量薄型化を図りつつ充電を簡便にし、商用電力から電力の供給を受けることなく充電をすることのできる蓄電装置を提供することを目的とする。また、そのような蓄電装置を小型軽量化した場合にも、丈夫さを保ち要求される機能を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電磁波を受信するアンテナと、電力を貯蔵するキャパシターと、電力の貯蔵及び供給を制御する回路を備えた蓄電装置である。そして、アンテナ、キャパシター、制御回路を一体構造にすると共に薄型化する場合に、セラミックス等で形成される構造体を一部に用いることを要旨とする。
【０００９】
セラミックス等で形成される構造体は、外部から加えられる押圧や曲げ応力に対し耐性を有するので、アンテナや制御回路を薄型化した場合に、保護体として機能する。また、この構造体にキャパシターとしての機能を持たせることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アンテナにより電磁波を受信して、その電力をキャパシターに充電する回路及び任意に放電する制御回路を備えることにより、蓄電装置の寿命を延ばすことができる。
【００１１】
セラミックス等で形成される構造体を蓄電装置の一部に用いることで、剛性を高めることができる。それにより、蓄電装置を薄型化した場合にも、丈夫さを保ち要求される機能を維持することができる。
【００１２】
例えば、ペン先など尖頭物による押圧が加えられたときにも、キャパシターや制御回路に応力が加わって動作不良となってしまうのを防止することができる。曲げ応力に対しても耐性を持たせることができる。また、セラミックス等で形成される構造体に接続用の配線を形成して、アンテナと制御回路を接続することで、曲げ応力が加わっても接続部がはずれて動作不良を起こすことを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及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。従って、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。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
【００１４】
本発明に係る蓄電装置は、アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を有し該半導体層で形成された電力供給制御回路と、第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有している。この第２の構造体は、少なくとも内部に誘電体層を有し、その誘電体層と使ってキャパシターが形成されていることが好ましい。第２の構造体をセラミックス等、剛性の高いもので形成することにより、電力供給制御回路を薄型化しても蓄電装置の機械的強度を保つことができる。
【００１５】
図１にこのような蓄電装置の一態様を示す。第１の構造体１０は絶縁材料で形成されている。第１の構造体１０の厚さは１μｍ〜１００μｍ、好ましくは５μｍ〜３０μｍとする。絶縁材料としては、プラスチックシート、プラスチックフィルム、ガラスエポキシ樹脂、ガラス板、紙、不織布など様々なものを適用することができる。第１の構造体１０の少なくとも一方の面には、導電性材料でアンテナ１６が形成されている。アンテナの構造は蓄電装置が利用する電磁波の周波数帯によって異ならせることが好ましい。短波帯（周波数１〜３０ＭＨｚの電磁波）、超短波帯（周波数３０〜３００ＭＨｚの電磁波）、極超短波帯（周波数０．３〜３ＧＨｚの電磁波）の周波数を適用する場合には、その周波数に適したアンテナ形状とすれば良い。図１はダイポールアンテナであり、超短波帯、極超短波帯の通信に適したアンテナを示している。アンテナは、図１で示すようなダイポールアンテナの他に、モノポールアンテナ、パッチアンテナ、スパイラルアンテナ、ループアンテナなどを適用することができる。
【００１６】
アンテナ１６には、電力供給制御回路１４と接続するためにアンテナ端子１８が設けられている。電力供給制御回路１４は、少なくとも一部が第１の構造体１０と重なるように設けられている。第１の構造体１０と電力供給制御回路１４の接続を強固にするために連結体として第２の構造体１２が用いられている。
【００１７】
図２は、図１におけるＡ−Ｂ切断線に沿った蓄電装置の断面構造を示している。第１の構造体１０のアンテナ端子１８が形成されている面には、第２の構造体１２が対向するように配置されている。第２の構造体１２の他方の面には電力供給制御回路１４が対向するように配置されている。第２の構造体１２には、アンテナ端子１８に対応する位置に貫通電極２０が形成されている。貫通電極２０は、第２の構造体１２の他方の面で、電力供給制御回路１４の接続電極２４と接続できるように形成されている。貫通電極２０は、第２の構造体１２に形成された貫通孔に金属箔や金属ペーストを使って形成されている。
【００１８】
第２の構造体１２は、厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、好ましくは５μｍ〜３０μｍの厚さを有し、第１の構造体１０と比較して硬質なものであることが好ましい。また、第２の構造体１２は、靱性を有し一定の曲げ応力に対しては弾性を有していることがより好ましい。第１の構造体１０がプラスチックフィルムや不織布などの可撓性材料で形成されている場合に、第２の構造体１２に一定の弾性力を持たせることで、曲げ応力を分散させることができるためである。それにより、貫通電極２０を介して接続されるアンテナ端子１８と接続電極２４が断線する故障を無くすことができる。また、第２の構造体１２の内側に貫通電極２０を形成することで、電力供給制御回路１４を小型化することができる。
【００１９】
第２の構造体１２としては、絶縁物質として硬質プラスチック、ガラスなどを用いることができるが、特にセラミックス材料を用いて形成することが好ましい。セラミックス材料は上記の特性を発現させるために素材の選択手が広く、また複数のセラミックスを組み合わせて複合化することができるからである。
【００２０】
セラミックス材料の代表例としては、高絶縁性材料としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を用いることが好ましい。また、高容量性材料としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）を用いることが好ましい。機械的強度を優先させるにはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯｘ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、強化ガラス、結晶化ガラスを用いることが好ましい。また、ＳｉＣのナノ粒子をＳｉ３Ｎ４に添加した複合セラミックス、六方晶ＢＮを含む複合セラミックスを用いると、高強度、耐酸化、高靱性が得られるので好ましい。
【００２１】
このようなセラミックス材料を用い、一つの層の厚さを０．１μｍ〜２μｍとして、複数の層を積層した形態としても良い。すなわち、積層基板として各層に電極を形成して積層型のキャパシターを形成することが好ましい。
【００２２】
電力供給制御回路１４は、厚さ５ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜１５０ｎｍの半導体層で形成された能動素子で回路が形成されている。半導体層の下層及び上層側には絶縁層が形成されている。これらの絶縁層は、半導体層を保護するための層として形成される。また、ゲート絶縁層のように機能層として利用されることもある。能動素子は、代表例として電界効果トランジスタが形成される。上述のように半導体層が薄膜であることから、ここで形成される電界効果トランジスタは薄膜トランジスタとも呼ばれる。半導体層は、気相成長法、スパッタリング法などで形成された半導体層を熱処理及び／又はレーザービーム等のエネルギービームの照射により結晶化させた結晶性半導体層を用いることが好ましい。結晶性半導体層により、電界効果トランジスタの電界効果移動度が３０〜５００ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃ（電子）となり、電力の損失を抑えることができるからである。
【００２３】
電力供給制御回路１４は半導体層、絶縁層、配線を形成する層を含み、合計０．５〜５μｍの厚さで形成することが好ましい。この厚さで形成することで、蓄電装置の薄型化に寄与することができる。また、曲げ応力に対して耐性を持たせることができる。この場合において、半導体層を島状に分離して形成することで、曲げ応力に対する耐性を向上させることができる。
【００２４】
第１の構造体１０と第２の構造体１２は、アンテナ端子１８と貫通電極２０が電気的に接続するように接着材２８で固定する。例えば、接着材２８として導電性粒子を分散させたアクリル、ウレタン又はエポキシ系接着材を用いることができる。また、アンテナ端子１８と貫通電極２０との接続を導電性ペースト又は半田ペーストで形成し、他の部分にアクリル、ウレタン又はエポキシ系接着材を形成して固めても良い。第２の構造体１２と電力供給制御回路１４も同様であり、貫通電極２０と接続電極２４が電気的に接続するように固定する。
【００２５】
封止材３０は、アクリル、ウレタン、フェノール、エポキシ又はシリコーン系樹脂材料で形成し、電力供給制御回路１４を保護するために設けることが好ましい。封止材３０は、電力供給制御回路１４が覆われるように形成し、電力供給制御回路１４、第２の構造体１２の側端面が覆われるように形成することが好ましい。この封止材３０により、電力供給制御回路１４が損傷することを防ぐことができる。また、電力供給制御回路１４と第２の構造体１２及び第１の構造体１０との接着強度を高めることができる。このようにして、２μｍ〜１５０μｍ、好ましくは１０〜６０μｍの蓄電装置を得ることができる。
【００２６】
図３は、第１の構造体１０のアンテナ端子１８と電力供給制御回路１４の接続電極２４を対向させて配置し、これらを接続する構造を示している。第２の構造体１２は電力供給制御回路１４を保護するように背面に配置している。第２の構造体１２にキャパシターを形成する場合には、電力供給制御回路１４にセラミックスアンテナ接続電極２７を形成し、第２の構造体１２のキャパシター外部電極２２と電気的に接続するようにしても良い。第１の構造体１０、第２の構造体１２及び電力供給制御回路１４は接着材２８で固定することが好ましい。図３の構成では、電力供給制御回路１４の背面に第２の構造体１２が配設されているので、封止材３０は適宜設ければ良い。
【００２７】
以上の通り、本発明に係る蓄電装置は、セラミックス等で形成される構造体を用いることで、蓄電装置の剛性を高めることができる。それにより、蓄電装置を薄型化した場合にも、丈夫さを保ち要求される機能を維持することができる。セラミックス等で形成される構造体に接続用の配線を形成して、アンテナと電力供給制御回路を接続することで、曲げ応力が加わっても接続部がはずれて動作不良を起こすことを防止できる。
【実施例１】
【００２８】
本実施例は、アンテナが形成された第１の構造体、キャパシターが形成された第２の構造体及び電力供給制御回路１４を組み合わせた蓄電装置の一例について図４及び図５を参照して説明する。なお、図４は当該蓄電装置の平面図であり、図５はＡ−Ｂ切断線、Ｃ−Ｄ切断線に対応する断面図を示す。
【００２９】
図４（Ａ）は、第１の構造体１０にコイル状のアンテナ１６が形成されている形態を示している。第１の構造体１０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ポリプロピレン、ポリプロピレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリサルフォン、ポリフタールアミド、アクリル、ポリイミドなどのプラスチック材料や不織布、紙などの絶縁材料で形成する。
【００３０】
アンテナ１６は、第１の構造体１０に印刷法、メッキ法などにより、銅、銀、アルミニウムなどの低抵抗金属材料を用いて形成する。図４ではアンテナ１６の形状としてコイル状のものを示しているが、これは電磁誘導方式（例えば１３．５６ＭＨｚ帯）を適用する場合に適している。マイクロ波方式（例えば、ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ帯）、２．４５ＧＨｚ帯等）を適用する場合には、信号の伝送に用いる電磁波の波長を考慮してアンテナとして機能する導電層の長さ等の形状を適宜設定すれば良い。この場合には、モノポールアンテナ、ダイポールアンテナ、パッチアンテナなどを形成すれば良い。
【００３１】
図４（Ａ）はアンテナ端子１８に合わせて第２の構造体１２、電力供給制御回路１４が配設されている状態を示している。図４（Ｂ）は第２の構造体１２の平面図であり、図４（Ｃ）は電力供給制御回路１４の平面図である。第２の構造体１２と電力供給制御回路１４の外形寸法は略同一とすることが好ましい。或いは、第２の構造体１２よりも電力供給制御回路１４の外形寸法を小さくしても良い。
【００３２】
本実施例において、第２の構造体１２はセラミックス材料で形成されていることが好ましい。この第２の構造体１２には貫通電極２０及びキャパシター電極３４が形成されている。電力供給制御回路１４にはアンテナ端子１８と接続する接続電極２４とキャパシター電極３４と接続するキャパシター部接続電極２６が形成されている。次いで、第２の構造体１２及び電力供給制御回路１４の接続構造の詳細について図５を参照して説明する。
【００３３】
図５（Ａ）はＡ−Ｂ切断線に対応する断面図を示している。第１の構造体１０と電力供給制御回路１４は第２の構造体１２に形成された貫通電極２０によって接続されている。これらは接着材２８によって固定されている。第２の構造体１２は誘電体層３２とキャパシター電極３４が形成された層が、交互に咬み合うように積層されている。このように誘電体層３２とキャパシター電極３４を積層することでキャパシターを形成している。
【００３４】
誘電体層３２はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、鉛複合ペロブスカイト化合物材料などのセラミックス材料にバインダー化合物、可塑剤及び有機溶剤を含むセラミックスペーストを基板上に塗布して誘電体層を形成する。その上に銅又は銅合金、ニッケル又はニッケル合金、銀又は銀合金、スズ又はスズ合金から選ばれる電極ペーストを印刷してキャパシター電極３４を形成する。なお、貫通電極２０を形成する場合は、その該当位置に開口が形成される形状とする。これらを乾燥させた後、所定の大きさに分断し、キャパシター電極３４が交互に咬み合うように複数層積層する。これをセラミックス材料で形成された保護層３６で挟み、脱バインダー、焼成及び熱処理を施すことで形成される。
【００３５】
図５において、誘電体層３２及びキャパシター電極３４は、ナノ粒子を用いることで１〜１０μｍの厚さに形成することができる。それにより、２μｍの厚さの誘電体層３２を５層積層すると厚さは１０μｍとなる。また、１μｍの厚さの誘電体層３２を１０層重ねても１０μｍの厚さで済ませることができる。
【００３６】
図５（Ｂ）はＣ−Ｄ切断線に対応する断面図であり、キャパシター電極３４と電力供給制御回路１４のキャパシター部接続電極２６の構造を示している。第２の構造体１２において、外周部に形成されるキャパシター外部電極２２は、ニッケルメッキやスズメッキなどが施されている。キャパシター外部電極２２とキャパシター部接続電極２６の接続には接着材２８により形成することができる。
【００３７】
以上の様に、アンテナが形成された第１の構造体１０、キャパシターが形成された第２の構造体１２及び電力供給制御回路１４を組み合わせた蓄電装置が得られる。セラミックス等で形成される第２の構造体１２を用いることで、蓄電装置の剛性を高めることができる。それにより、電力供給制御回路１４を有する蓄電装置を薄型化した場合にも、丈夫さを保ち要求される機能を維持することができる。
【実施例２】
【００３８】
本実施例は、複数のアンテナを装備した本発明に係る蓄電装置の一例について説明する。アンテナが形成された第１の構造体１０、キャパシターが形成された第２の構造体１２、電力供給制御回路１４及びセラミックスアンテナ３８を組み合わせた蓄電装置の一例について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は当該蓄電装置の平面図であり、図７はＥ−Ｆ切断線、Ｇ−Ｈ切断線に対応する断面図を示す。
【００３９】
図６（Ａ）は、第１の構造体１０にコイル状のアンテナ１６が形成されている。アンテナ１６は実施例１と同様に通信に使用する周波数帯によって形状を適宜変更することができる。
【００４０】
図６（Ａ）はアンテナ端子１８に合わせて第２の構造体１２、電力供給制御回路１４、セラミックスアンテナ３８が配設されている状態を示している。なお、図６（Ｂ）は第２の構造体１２の平面図であり、図６（Ｃ）は電力供給制御回路１４の平面図であり、図６（Ｄ）はセラミックスアンテナ３８の平面図である。第２の構造体１２、電力供給制御回路１４及びセラミックスアンテナ３８の外形寸法は略同一とすることが好ましい。或いは、第２の構造体１２及びセラミックスアンテナ３８よりも電力供給制御回路１４の外形寸法を小さくしても良い。
【００４１】
第２の構造体１２はセラミックス材料で形成され、貫通電極２０及びキャパシター外部電極２２が形成されている。電力供給制御回路１４にはアンテナ端子１８と接続する接続電極２４と、キャパシター外部電極２２と接続するキャパシター部接続電極２６、セラミックスアンテナ３８と接続するセラミックスアンテナ接続電極２７が形成されている。次いで、第２の構造体１２及び電力供給制御回路１４の接続構造の詳細について図７を参照して説明する。
【００４２】
図７（Ａ）はＥ−Ｆ切断線に対応する断面図を示している。第２の構造体１２は実施例１と同様にセラミックス材料でキャパシターが形成されている。第１の構造体１０のアンテナ端子１８と電力供給制御回路１４の接続電極２４を接続する貫通電極２０を有する構造は、図５（Ａ）と同様である。電力供給制御回路１４の背面にはセラミックスアンテナ３８が配置されている。電力供給制御回路１４を挟む第２の構造体１２とセラミックスアンテナ３８は、保護層としての機能を兼ね備えている。
【００４３】
図７（Ｂ）はＧ−Ｈ切断線に対応する断面図であり、電力供給制御回路１４とセラミックスアンテナ３８の接続構造を示している。セラミックスアンテナ３８は、誘電体４２の一方（電力供給制御回路１４側）に接地体４４が形成され、他方に反射体４６が形成されている。電力供給制御回路１４にはセラミックスアンテナ接続電極２７が形成され、これに接地体４４と給電体４０が接続している。反射体４６には指向性を高めるためのスリットが形成されていても良い。反射体４６と給電体４０とは間隙をもって配置され、容量結合されている。
【００４４】
本実施例の蓄電装置は、第１の構造体１０に形成されたアンテナ１６とセラミックスアンテナ３８を給電用のアンテナとして用い、第２の構造体１２に形成されたキャパシターに充電する。キャパシターは誘電体層３２とキャパシター電極３４で形成されている。この誘電体層３２とキャパシター電極３４を複数層重ねることで大きな容量を形成することができる。この場合、アンテナ１６とセラミックスアンテナ３８が受信する電磁波の周波数を異ならせることで、効率良くキャパシターに充電することができる。すなわち、キャパシターに充電するために受信する電磁波の帯域を広げることができる。この場合において、誘電体層３２及びキャパシター電極３４は、ナノ粒子を用いることで１〜１０μｍの厚さに形成することができる。それにより、２μｍの厚さの誘電体層３２を５層積層すると厚さは１０μｍとなる。また、１μｍの厚さの誘電体層３２を１０層重ねても１０μｍの厚さで済ませることができる。
【００４５】
以上の様に、アンテナが形成された第１の構造体１０、キャパシターが形成された第２の構造体１２、電力供給制御回路１４及びセラミックスアンテナ３８を組み合わせた蓄電装置が得られる。セラミックス等で形成される第２の構造体１２及びセラミックスアンテナ３８を用いることで、蓄電装置の剛性を高めることができる。それにより、電力供給制御回路１４を有する蓄電装置を薄型化した場合にも、丈夫さを保ち要求される機能を維持することができる。
【実施例３】
【００４６】
本発明に係る蓄電装置の電力供給制御回路の一例について、図８に示すブロック図を用いて説明する。
【００４７】
図８の蓄電装置１００は、アンテナ１０２、電力供給制御回路１０４、キャパシター１０６によって構成されている。電力供給制御回路１０４は、整流回路１０８、低周波信号発生回路１１０、スイッチ回路１１２、電源回路１１４によって構成される。電力供給制御回路における電源回路から、蓄電装置の外部にある負荷１１８に電力の出力が行われる。
【００４８】
実施例１との関連において、アンテナ１０２は第１の構造体１０に形成されている。キャパシター１０６は第２の構造体１２に形成されている。電力供給制御回路１０４は電力供給制御回路１４に相当する。
【００４９】
なお図８における負荷１１８の構成は電子機器により異なっている。例えば、携帯電話やデジタルビデオカメラにおいては、ロジック回路、増幅回路、メモリコントローラなどが負荷に相当する。また、ＩＣカード、ＩＣタグなどでは高周波回路及びロジック回路などが負荷に相当する。
【００５０】
また、図８には、給電器１２０が発する電磁波を、アンテナ１０２が受信してキャパシター１０６に充電する構成の蓄電装置１００を示す。図８において、アンテナ１０２が受信した電磁波は整流回路１０８で整流され、キャパシター１０６に充電する。また、アンテナ１０２で電磁波を受信することにより得られた電力は、整流回路１０８を介して低周波信号発生回路１１０に入力される。さらに、アンテナ１０２で電磁波を受信することで得られた電力は、整流回路１０８及びスイッチ回路１１２を介して電源回路１１４に信号として入力される。また、低周波信号発生回路１１０は、入力される信号で動作が制御されて、スイッチ回路１１２に対し、オンオフの制御信号を出力する。
【００５１】
図８において、電磁波を受信することによって得られる電力は、キャパシター１０６に充電される。給電器１２０から十分な電力の供給が受けられない場合には、キャパシター１０６より供給される電力がスイッチ回路１１２を介して電源回路１１４へ電力を供給される。給電器１２０は、アンテナ１０２が受信することができる電磁波を放射する機器である。
【００５２】
図８におけるアンテナ１０２の構成は、電磁結合方式、電磁誘導方式又はマイクロ波方式等、受信する電磁波の周波数帯に応じて選択すれば良い。アンテナ１０２は、給電器１２０が供給する電磁波の有無によらず、任意に電磁波を受信して電力供給制御回路１０４に信号を供給することができる。例えば、蓄電装置１００のキャパシター１０６を充電するためにアンテナ１０２で受信する電磁波として、携帯電話の電磁波（８００〜９００ＭＨｚ帯、１．５ＧＨｚ、１．９〜２．１ＧＨｚ帯等）、携帯電話から発振される電磁波、電波時計の電磁波（４０ｋＨｚ等）、家庭用の交流電源のノイズ（６０Ｈｚ等）、他の無線信号出力手段から無作為に生じている電磁等を利用することができる。
【００５３】
次に、図８に示す蓄電装置１００に、電磁波を受信して、キャパシター１０６の充電及び電源回路１１４への電力の供給をする動作について説明する。アンテナ１０２で受信した電磁波は、整流回路１０８により半波整流され平滑化される。そして整流回路１０８から出力される電力は、スイッチ回路１１２を介して電源回路１１４に供給され、余剰電力がキャパシター１０６に蓄えられる。
【００５４】
本実施例の蓄電装置１００は、電磁波の強度に応じて間欠的に動作させることにより、キャパシター１０６に充電した電力が無駄に消費されないように工夫されている。一般に蓄電回路は負荷に対し常時電力を供給するが、用途によっては必ずしも常時電力の供給をしなくとも良い場合もある。そのような場合に、蓄電装置１００からの電力の供給の動作を停止することによって、キャパシター１０６に蓄えた電力の消費を押さえることができる。本実施例において、常時動作しているのは、図８における低周波信号発生回路１１０のみである。低周波信号発生回路１１０はキャパシター１０６に蓄えられた電力をもとに動作する。図９を用いて、低周波信号発生回路１１０の出力波形について説明する。
【００５５】
図９には、低周波信号発生回路１１０がスイッチ回路に出力する信号の波形について示している。図９の例では出力波形のデューティを１：ｎ（ｎは整数）にすることによって、消費電力を１／（ｎ＋１）程度にすることができる。この信号を元にしてスイッチ回路１１２を駆動する。スイッチ回路１１２はキャパシター１０６と電源回路１１４を出力信号がハイになっている期間だけ接続し、それによって、その期間だけ蓄電装置におけるバッテリーより電源回路を介して負荷に電力が供給される。
【００５６】
図１０は、図８における低周波信号発生回路１１０の一例を示す。図１０の低周波信号発生回路１１０は、リングオシレータ１２２、分周回路１２４、ＡＮＤ回路１２６、インバータ１２８、インバータ１３０によって構成されている。リングオシレータ１２２の発振信号を分周回路１２４で分周し、その出力をＡＮＤ回路１２６に入力している。そして、ＡＮＤ回路１２６で低デューティ比の信号を作り出している。さらにＡＮＤ回路１２６の出力をインバータ１２８及びインバータ１３０を介して、トランスミッションゲート１３２で構成されるスイッチ回路１１２に入力している。リングオシレータ１２２は低周波数で発振するものであり、例えば１ＫＨｚで発振させている。
【００５７】
図１１は、図１０で示した低周波信号発生回路１１０から出力される信号のタイミングチャートを示す。図１１は、リングオシレータ１２２の出力波形、分周回路１２４の出力波形及びＡＮＤ回路１２６の出力波形の一例を示している。図１１は、リングオシレータ１２２から出力された信号を、１０２４分周する場合の出力波形を示している。出力波形は、分周回路出力波形１、分周回路出力波形２、分周回路出力波形３が順次出力されていく。これらの出力波形をＡＮＤ回路１２６で処理すると、デューティを１：１０２４の信号を形成することができる。このときリングオシレータ１２２の発振周波数が１ＫＨｚであれば１つの周期において動作期間は０．５μｓｅｃ、非動作期間は５１２μｓｅｃとなる。
【００５８】
低周波信号発生回路１１０から出力される信号は、定期的にスイッチ回路１１２のトランスミッションゲート１３２のオンとオフを制御し、キャパシター１０６から電源回路１１４への電力の供給を制御する。それにより、蓄電装置１００からの負荷への電力の供給を制御することができる。すなわち、キャパシター１０６から信号制御回路部への電力の供給を間欠的に行うことにより、蓄電装置１００から負荷１１８への電力の供給を抑え、低消費電力化を行うことができる。
【００５９】
図８における電源回路１１４の例について図１２を用いて説明する。電源回路１１４は基準電圧回路とバッファアンプで構成される。基準電圧回路は抵抗１３４、ダイオード接続されたトランジスタ１３６、１３８によって構成されている。この回路によって、トランジスタ１３６、１３８により、トランジスタのゲート・ソース間電圧（Ｖｇｓ）に応じた基準電圧（２×Ｖｇｓ）を発生させている。バッファアンプはトランジスタ１４０、１４２で構成される差動回路、トランジスタ１４４、１４６によって構成されるカレントミラー回路、電流供給用抵抗１４８、トランジスタ１５０、抵抗１５２によって構成されるソース接地アンプより構成される。
【００６０】
図１２に示す電源回路１１４において、出力端子より流れる電流が大きいときはトランジスタ１５０に流れる電流が少なくなり、また、出力端子より流れる電流が小さいときはトランジスタ１５０に流れる電流が多くなる。これにより、抵抗１５２に流れる電流はほぼ一定となるように動作する。また出力端子の電位は基準電圧回路とほぼ同じ値となる。ここでは基準電圧回路とバッファアンプを有する電源回路を示したが、電源回路１１４としては図１２に限定されず、他の形式の電源回路であっても良い。
【００６１】
上記したように、本実施例の電力供給制御回路を実施例１の蓄電装置に適用することができる。本実施例の電力供給制御回路によれば、電磁波を受信して、それを電力としてキャパシターに充電することができる。キャパシター１０６に充電した電力は負荷に供給することができる。また、蓄電装置からの負荷への電力の供給を制御することができる。すなわち、キャパシターから信号制御回路部への電力の供給を間欠的に行うことにより、蓄電装置から負荷への電力の供給を抑え低消費電力化を行うことができる。
【実施例４】
【００６２】
本実施例は、実施例２に対応する蓄電装置の一例を図１３を参照して説明する。なお、以下の説明では図８と相違する点を中心に説明する。
【００６３】
図１３の複数のアンテナ回路を具備する蓄電装置の構成について示す。図８と異なる点は、複数のアンテナ回路としてアンテナ１０２、第２のアンテナ１０３を具備する点にある。アンテナ１０２、第２のアンテナ１０３は適合する受信周波数が異なるように構成されていることが好ましい。例えば、実施例２の図６で示すように、アンテナ１０２をスパイラルアンテナで構成し、第２のアンテナ１０３をセラミックスアンテナ（パッチアンテナ）で構成することができる。
【００６４】
実施例２との関連において、アンテナ１０２は第１の構造体１０に形成されている。第２のアンテナ１０３はセラミックスアンテナ３８に相当する。キャパシター１０６は第２の構造体１２に形成されている。電力供給制御回路１０４は電力供給制御回路１４に相当する。
【００６５】
アンテナ１０２、第２のアンテナ１０３が受信した電磁波は整流回路１０８で整流され、キャパシター１０６に充電される。整流回路１０８では、両方のアンテナが受信した電磁波を同時に整流してキャパシター１０６に充電するようにすることができる。また、整流回路１０８において、アンテナ１０２、第２のアンテナ１０３が受信した電磁波で、電界強度が強い方の電磁波を優先的に整流してキャパシター１０６に充電するようにしても良い。
【００６６】
本実施例の蓄電装置１００において、他の構成は図８と同じであり、同様の作用効果を得ることができる。
【実施例５】
【００６７】
本実施例は、キャパシターに充電した電力の供給を制御する機能を備えた蓄電装置について示す。なお、本実施例において、実施例３に示すものと同様の機能を有するものについては同じ符号を付して説明する。
【００６８】
図１４の蓄電装置１００は、アンテナ１０２、電力供給制御回路１０４、キャパシター１０６によって構成されている。電力供給制御回路１０４は、整流回路１０８、制御回路１１６、低周波信号発生回路１１０、スイッチ回路１１２、電源回路１１４によって構成される。負荷１１８への電力の供給は、電源回路１１４から行われる。
【００６９】
実施例１との関連において、アンテナ１０２は第１の構造体１０に形成されている。キャパシター１０６は第２の構造体１２に形成されている。電力供給制御回路１０４は電力供給制御回路１４に相当する。
【００７０】
本実施例の蓄電装置は、電力供給制御回路１０４は、整流回路１０８から出力される電力が負荷１１８の消費電力に対して余剰である場合には、その余剰分の電力をキャパシター１０６に蓄えるようにする。また、整流回路１０８から出力される電力が負荷１１８の消費電力に対して不足する場合には、キャパシター１０６を放電して電源回路１１４に電力を供給する。図１４において、整流回路１０８の後段にある制御回路１１６は、このような動作を行うために設けている。
【００７１】
図１５に制御回路１１６の一例を示す。制御回路１１６はスイッチ１５４、スイッチ１５６、整流素子１５８、整流素子１６０及び電圧比較回路１６２を有している。図１５において、電圧比較回路１６２は、キャパシター１０６から出力される電圧と整流回路１０８から出力される電圧とを比較する。整流回路１０８から出力される電圧がキャパシター１０６から出力される電圧よりも十分に高いときには、電圧比較回路１６２はスイッチ１５４をオンにし、スイッチ１５６をオフにする。この状態で、整流回路１０８から整流素子１５８及びスイッチ１５４を介してキャパシター１０６に電流が流れる。一方、整流回路１０８から出力される電圧がキャパシター１０６から出力される電圧と比較して十分な高さでなくなると、電圧比較回路１６２はスイッチ１５４をオフにし、スイッチ１５６をオンにする。このとき、整流回路１０８から出力された電圧がキャパシター１０６から出力された電圧より高ければ、整流素子１６０には電流が流れないが、整流回路１０８から出力された電圧がバッテリーから出力された電圧より低ければ、キャパシター１０６からスイッチ１５６及び整流素子１６０を介してスイッチ回路１１２に電流が流れる。
【００７２】
図１６は電圧比較回路１６２の構成について示す。図１６に示す構成において、電圧比較回路１６２は、キャパシター１０６から出力される電圧を抵抗素子１６４と抵抗素子１６６で抵抗分割し、整流回路１０８から出力される電圧を抵抗素子１６８と抵抗素子１７０で抵抗分割し、それぞれ抵抗分割した電圧をコンパレータ１７２に入力している。コンパレータ１７２の出力は、インバータ形式のバッファ回路１７４及びバッファ回路１７６を直列に接続する。バッファ回路１７４の出力をスイッチ１５４の制御端子に入力し、バッファ回路１７６の出力をスイッチ１５６の制御端子に入力しする。これにより、スイッチ１５４及びスイッチ１５６のオンとオフを制御する。例えば、スイッチ１５４及びスイッチ１５６は、バッファ回路１７４若しくはバッファ回路１７６の出力が高電位（”Ｈ”レベル）のときオンとなり、低電位（”Ｌ”レベル）のときオフとなるようにする。このように、キャパシター１０６と整流回路１０８の電圧を抵抗分割してコンパレータ１７２に入力することにより、スイッチ１５４とスイッチ１５６のオンオフ制御をすることができる。
【００７３】
なお、制御回路１１６、電圧比較回路１６２は上記した構成に限定されず、同様な機能を有するものであれば、他の形式の回路を用いても良い。
【００７４】
図１４に示す蓄電装置１００の動作は概略、次の通りである。まず、アンテナ１０２で受信した外部の無線信号は、整流回路１０８により半波整流され、平滑化される。そして制御回路１１６において、キャパシター１０６から出力される電圧と整流回路１０８から出力される電圧とを比較する。整流回路１０８から出力される電圧がキャパシター１０６から出力される電圧よりも十分高ければ、整流回路１０８とキャパシター１０６は接続する。このとき整流回路１０８から出力される電力はキャパシター１０６と電源回路１１４の両方に供給され、余剰電力がキャパシター１０６に蓄えられる。
【００７５】
制御回路１１６は、整流回路１０８とキャパシター１０６の出力電圧を比較する。整流回路１０８の出力電圧が低い場合には、キャパシター１０６と電源回路１１４が接続されるように制御する。また、整流回路１０８の出力電圧がキャパシター１０６よりも高い場合には、整流回路１０８の出力が電源回路１１４に入力されるように動作する。すなわち、制御回路１１６は整流回路１０８から出力される電圧とキャパシター１０６から出力される電圧とに応じて電流の方向を制御する。
【００７６】
また、実施例３の図８で示すように、キャパシター１０６から電源回路１１４介して負荷１１８に供給する電力を間欠的に行うことにより、電力の消費量を低減することができる。また、実施例４で示すように複数のアンテナを備えていても良い。
【００７７】
本実施例の蓄電装置は、電磁波の受信状態に応じて、アンテナが受信した電磁波の電力と、キャパシターに蓄電された電力を制御回路により比較することで、負荷に供給する電力の経路を選択することができる。それにより、キャパシターに充電されている電力を有効に利用することができ、安定的に電力を負荷に供給することができる。
【実施例６】
【００７８】
本実施例は、実施例１乃至実施例５の電力供給制御回路１４に適用することのできるトランジスタについて例示する。
【００７９】
図１７は、絶縁表面を有する基板１７８に形成された薄膜トランジスタを示している。基板はアルミノシリケートガラスなどのガラス基板、石英基板などが適用される。基板１７８の厚さは４００〜７００μｍであるが、研磨して５〜１００μｍに薄片化しても良い。実施例１乃至実施例３で示すように第２の構造体１２と組み合わせることにより、機械的強度を保てるからである。
【００８０】
基板１７８上には、窒化シリコンや酸化シリコンで第１絶縁層１８０が形成されていても良い。第１絶縁層１８０は薄膜トランジスタの特性を安定化させる効果がある。半導体層１８２は多結晶シリコンであることが好ましい。また、半導体層１８２は、ゲート電極１８６と重畳するチャネル形成領域において結晶粒界がキャリアのドリフトに影響しない単結晶のシリコン薄膜であっても良い。
【００８１】
また、他の構造として基板１７８をシリコン半導体で構成し、第１絶縁層１８０を酸化シリコンで形成したものを適用することができる。この場合、半導体層１８２は単結晶シリコンで形成することができる。すなわちＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を適用することができる。
【００８２】
ゲート電極１８６はゲート絶縁層１８４を介して半導体層１８２上に形成されている。ゲート電極１８６の両側にはサイドウオールが形成されていても良く、それによって半導体層１８２に低濃度ドレインが形成されていても良い。第２絶縁層１８８は酸化シリコン、酸窒化シリコンなどで形成されている。これは所謂層間絶縁層であり、第１配線１９０がこの層上に形成されている。第１配線１９０は半導体層１８２に形成されたソース領域及びドレイン領域とコンタクトを形成する。
【００８３】
さらに、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化シリコンなどで第３絶縁層１９２、その上に第２配線１９４が形成されている。図１７では第１配線１９０と第２配線１９４を示すが、配線の積層数は回路構成に応じて適宜選択すれば良い。配線構造についても、コンタクトホールにタングステンを選択成長させて埋込プラグを形成しても良いし、ダマシンプロセスを使って銅配線を形成しても良い。
【００８４】
接続電極２４は電力供給制御回路１４の最表面に露出する電極である。その他の領域は、例えば第２配線１９４が露出しないように、第４絶縁層１９６によって被覆されている。第４絶縁層１９６は表面を平坦化するために、塗布形成される酸化シリコンで形成することが好ましい。接続電極２４は印刷法やメッキ法で銅や金のバンプを形成することによって形成されている。これは、コンタクト抵抗を下げるためである。
【００８５】
このように、薄膜トランジスタによって集積回路を形成することで、ＲＦ帯（代表的には１３．５６ＭＨｚ）からマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の通信信号を受信して動作する電力供給制御回路１４を形成することができる。
【実施例７】
【００８６】
本実施例は、実施例１乃至実施例５の電力供給制御回路１４に適用することのできるトランジスタの他の構成について図１８に示す。なお、実施例６と同じ機能を示す要素には同じ符号を用いている。
【００８７】
図１８はＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタであり、半導体基板１９８を利用して形成されている。半導体基板１９８として代表的には単結晶シリコン基板が採用される。基板１９８の厚さは１００〜３００μｍであるが、研磨して１０〜１００μｍに薄片化しても良い。実施例１乃至実施例３で示すように第２の構造体１２と組み合わせることにより、機械的強度を保てるからである。
【００８８】
半導体基板１９８には素子分離絶縁層２００が形成されている。素子分離絶縁層２００は半導体基板１９８に窒化膜などのマスクを形成し、熱酸化して素子分離用の酸化膜を形成するＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）技術を使って形成することができる。また、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）技術を使って、半導体基板１９８に溝を形成し、そこに絶縁膜を埋め込み、さらに平坦化することで素子分離絶縁層２００を形成しても良い。ＳＴＩ技術を使うことで素子分離絶縁層２００の側壁を急峻にすることができ、素子分離幅を縮小することができる。
【００８９】
半導体基板１９８にはｎウエル２０２、ｐウエル２０４を形成し、所謂ダブルウエル構造としてｎチャネル型トランジスタ及びｐチャネル型トランジスタを形成することができる。又はシングルウエル構造としても良い。ゲート絶縁層１８４、ゲート電極１８６、第２絶縁層１８８、第１配線１９０、第３絶縁層１９２、第２配線１９４、接続電極２４、第４絶縁層１９６は実施例６と同様である。
【００９０】
このように、ＭＯＳトランジスタによって集積回路を形成することで、ＲＦ帯（代表的には１３．５６ＭＨｚ）からマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の通信信号を受信して動作する電力供給制御回路１４を形成することができる。
【実施例８】
【００９１】
本実施例は、所謂アクティブ型無線タグの一例として、センサ付きＩＣ（集積回路）と、該センサ付きＩＣに駆動電力を供給する蓄電装置を備えたものについて図１９に示す。
【００９２】
このアクティブ型無線タグはセンサ付きＩＣ２０６と蓄電装置１００を備えている。蓄電装置１００は、アンテナ１０２、キャパシター１０６、電力供給制御回路１０４を有している。
【００９３】
蓄電装置１００において、アンテナ１０２が受信した電磁波は共振回路１０７により誘導起電力が生じる。誘導起電力は整流回路１０８を経てキャパシター１０６に充電される。センサ付きＩＣ２０６に電力を供給する場合には、定電圧回路１０９により出力電圧を安定化させてから出力をする。
【００９４】
センサ付きＩＣ２０６において、センサ部２２０は温度、湿度、照度、その他の特性を物理的又は化学的手段により検出する機能を備えている。センサ部２２０は、センサ２１０とそれを制御するセンサ駆動回路２１９が含まれている。センサ２１０は抵抗素子、容量結合素子、誘導結合素子、光起電力素子、光電変換素子、熱起電力素子、トランジスタ、サーミスタ、ダイオードなどの半導体素子で形成される。センサ駆動回路２１９はインピーダンス、リアクタンス、インダクタンス、電圧又は電流の変化を検出し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）して制御回路２１４に信号を出力する。
【００９５】
メモリ部２１８は、読み出し専用メモリ、書き換え可能メモリを備えている。メモリ部２１８は、スタティックＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどで構成することで、センサ部２２０及びアンテナ２０８を経由して受信した情報を随時記録することができる。センサ部２２０で取得したデータを記憶するために、メモリ部２１８には逐次書き込みが可能であると共に、記憶させたデータを保持することができる不揮発性メモリが含まれていることが好ましい。また、メモリ部２１８にセンサ部２２０を動作させるプログラムを記憶させておいても良い。そのプログラムを実行させておくことで、外部から制御信号を送らなくても、予め設定したタイミングでセンサ部２２０を動作させてデータを取得することができる。
【００９６】
通信回路２１２は、復調回路２１１、変調回路２１３を含んでいる。復調回路２１１は、アンテナ２０８を経由して入力される信号を復調して、制御回路２１４に出力する。信号にはセンサ部２２０を制御する信号及び／又はメモリ部２１８に記憶させる情報を含んでいる。また、センサ駆動回路２１９から出力される信号及びメモリ部２１８から読み出された情報は、制御回路２１４を通して変調回路２１３に出力される。変調回路２１３は、この信号を無線通信可能な信号に変調して、アンテナ２０８を介して外部装置に出力する。
【００９７】
制御回路２１４、センサ部２２０、メモリ部２１８及び通信回路２１２を動作させるのに必要な電力は、蓄電装置１００から供給される。電源回路２１６は、蓄電装置１００から供給された電力を所定の電圧に変圧して各回路に供給する。例えば、前述の不揮発性メモリにデータを書き込む場合には、一時的に１０〜２０Ｖに昇圧する。また、制御回路を動作させるためにクロック信号を生成する。
【００９８】
このように、センサ付きＩＣ２０６に蓄電装置１００を組み合わせることで、センサ部を有効に活用して、ワイヤレスで情報を取得し記録することができる。
【００９９】
図２０はアクティブ型無線タグ２３０を使った流通管理の一例を示す。アクティブ型無線タグ２３０は、図１９で示すセンサ付きＩＣと蓄電装置を有している。このアクティブ型無線タグ２３０は、商品２２９を収納する包装箱２２８に付されている。商品管理システム２２２は、コンピュータ２２４と、それに接続する通信機２２６を含んで構成され、アクティブ型無線タグ２３０を管理するために用いる。通信機２２６は通信ネットワークを使って商品が流通する各所に配置しておくこともできる。
【０１００】
流通管理には様々な態様があるが、例えばアクティブ型無線タグ２３０のセンサとして、温度センサ、湿度センサ、光センサなどを用いれば、その包装箱２２８が流通過程でどのような環境に保管されていたのかを管理することができる。この場合、アクティブ型無線タグ２３０に蓄電装置が備えられているので、通信機２２６からの制御信号によらず、任意のタイミングでセンサを動作させ、環境データを取得することができる。また、通信機２２６とアクティブ型無線タグ２３０の距離が離れている場合でも、蓄電装置の電力を使って通信距離を伸ばすことができる。
【０１０１】
このように、センサ付きＩＣと蓄電装置を組み合わせたアクティブ型無線タグを用いることにより、センサによってさまざまな情報をワイヤレスで取得して、それをコンピュータで管理することができる。
【０１０２】
（付記）以上説明したように、本発明には少なくとも以下の構成が含まれる。
【０１０３】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、アンテナと、電力供給制御回路は、第２の構造体に形成された貫通電極によって接続され、電力供給制御回路は、整流回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、スイッチ回路は、低周波信号発生回路からの信号によりキャパシターまたはアンテナより電源回路に供給される電力を制御する蓄電装置。
【０１０４】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、アンテナと、電力供給制御回路は、第２の構造体に形成された貫通電極によって接続され、電力供給制御回路は、整流回路と、制御回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、制御回路は、アンテナより供給される電力と、キャパシターから供給される電力とを比較して、スイッチ回路に出力する電力を選択し、スイッチ回路は、低周波信号発生回路からの信号により制御回路に選択された電力を電源回路に出力する蓄電装置。
【０１０５】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、電力供給制御回路は、第１の構造体と第２の構造体とに挟まれて、アンテナと、キャパシターとの接続部を有し、電力供給制御回路は、整流回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、スイッチ回路は、低周波信号発生回路からの信号によりキャパシターまたはアンテナより電源回路に供給される電力を制御する蓄電装置。
【０１０６】
アンテナが形成された第１の構造体と、上層及び下層が絶縁層で挟まれた半導体層を用いて形成された電力供給制御回路と、第１の構造体よりも高い剛性を有しキャパシターが形成された第２の構造体を有し、電力供給制御回路は、第１の構造体と第２の構造体とに挟まれて、アンテナと、キャパシターとの接続部を有し、電力供給制御回路は、整流回路と、制御回路と、スイッチ回路と、低周波信号発生回路と、電源回路を有し、制御回路は、アンテナより供給される電力と、キャパシターから供給される電力とを比較して、スイッチ回路に出力する電力を選択し、スイッチ回路は、低周波信号発生回路からの信号により制御回路に選択された電力を電源回路に出力することを制御する蓄電装置。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明に係る蓄電装置の一態様を示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ｂ切断線に対応した構造の一例を示す断面図。
【図３】図１のＡ−Ｂ切断線に対応した構造の一例を示す断面図。
【図４】アンテナが形成された第１の構造体、キャパシターが形成された第２の構造体及び電力供給制御回路を組み合わせた蓄電装置の一例を示す平面図。
【図５】アンテナが形成された第１の構造体、キャパシターが形成された第２の構造体及び電力供給制御回路を組み合わせた蓄電装置の一例を示す断面図。
【図６】アンテナが形成された第１の構造体、キャパシターが形成された第２の構造体、電力供給制御回路及びセラミックスアンテナを組み合わせた蓄電装置の一例を示す平面図。
【図７】アンテナが形成された第１の構造体、キャパシターが形成された第２の構造体、電力供給制御回路及びセラミックスアンテナを組み合わせた蓄電装置の一例を示す断面図。
【図８】蓄電装置の電力供給制御回路の一例を示す図。
【図９】低周波信号発生回路の出力波形を示す図。
【図１０】蓄電装置における電力供給制御回路の低周波信号発生回路の構成を示す図。
【図１１】図１０で示す低周波信号発生回路から出力される信号のタイミングチャート。
【図１２】蓄電装置における電力供給制御回路の電源回路の構成を示す図。
【図１３】複数のアンテナを備える蓄電装置の構成を示す図。
【図１４】キャパシターに充電した電力の供給を制御する機能を備えた蓄電装置の構成を示す図。
【図１５】蓄電装置における電力供給制御回路の制御回路の構成を示す図。
【図１６】蓄電装置における電力供給制御回路の電圧比較回路の構成を示す図。
【図１７】電力供給制御回路を形成する薄膜トランジスタの構造を説明する断面図。
【図１８】電力供給制御回路を形成するＭＯＳトランジスタの構造を説明する断面図。
【図１９】アクティブ型無線タグの構成を示すブロック図。
【図２０】アクティブ型無線タグを使った流通管理の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  第１の構造体
１２  第２の構造体
１４  電力供給制御回路
１６  アンテナ
１８  アンテナ端子
２０  貫通電極
２２  キャパシター外部電極
２４  接続電極
２６  キャパシター部接続電極
２７  セラミックスアンテナ接続電極
２８  接着材
３０  封止材
３２  誘電体層
３４  キャパシター電極
３６  保護層
３８  セラミックスアンテナ
４０  給電体
４２  誘電体
４４  接地体
４６  反射体
１００  蓄電装置
１０２  アンテナ
１０３  第２のアンテナ
１０４  電力供給制御回路
１０６  キャパシター
１０７  共振回路
１０８  整流回路
１０９  定電圧回路
１１０  低周波信号発生回路
１０９  定電圧回路
１１２  スイッチ回路
１１４  電源回路
１１６  制御回路
１１８  負荷
１２０  給電器
１２２  リングオシレータ
１２４  分周回路
１２６  ＡＮＤ回路
１２８  インバータ
１３０  インバータ
１３２  トランスミッションゲート
１３４  抵抗
１３６  トランジスタ
１３８  トランジスタ
１４０  トランジスタ
１４２  トランジスタ
１４４  トランジスタ
１４６  トランジスタ
１４８  電流供給用抵抗
１５０  トランジスタ
１５２  抵抗
１５４  スイッチ
１５６  スイッチ
１５８  整流素子
１６０  整流素子
１６２  電圧比較回路
１６４  抵抗素子
１６６  抵抗素子
１６８  抵抗素子
１７０  抵抗素子
１７２  コンパレータ
１７４  バッファ回路
１７６  バッファ回路
１７８  基板
１８０  第１絶縁層
１８２  半導体層
１８４  ゲート絶縁層
１８６  ゲート電極
１８８  第２絶縁層
１９０  第１配線
１９２  第３絶縁層
１９４  第２配線
１９６  第４絶縁層
１９８  半導体基板
２００  素子分離絶縁層
２０２  ｎウエル
２０４  ｐウエル
２０６  センサ付きＩＣ
２０８  アンテナ
２１０  センサ
２１１  復調回路
２１２  通信回路
２１３  変調回路
２１４  制御回路
２１６  電源回路
２１８  メモリ部
２１９  センサ駆動回路
２２０  センサ部
２２２  商品管理システム
２２４  コンピュータ
２２６  通信機
２２８  包装箱
２２９  商品
２３０  アクティブ型無線タグ
【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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