(57)【要約】【課題】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。【解決手段】二次電池の集電体に開口を設け、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。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設ける。この緩衝材を設け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。【選択図】図５
2017033932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記表示部の曲がる箇所と前記二次電池の曲がる箇所が互いに重なる電子機器。
【請求項２】
請求項１において、
前記表示部は、可撓性フィルム上に表示素子を有し、
前記二次電池は、金属フィルムを有する外装体を有する電子機器。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、さらに、前記二次電池の曲がる箇所に重なる円柱状の緩衝材を有し、
前記緩衝材は、直径３０ｍｍ以下である電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、前記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、
前記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電子機器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、前記二次電池は、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、
前記二次電池は、前記第１の集電体、前記第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、
前記第２の領域は、前記第１の集電体の開口部と前記第２の集電体の開口部とが重なる領域を有し、
前記第２の領域は、二次電池の曲がる箇所を有する電子機器。
【請求項６】
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、
前記二次電池は、前記第１の集電体、前記第２の集電体とが互いに重なる第１の領域と、前記第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域とを有し、
前記第２の領域は、前記第１の集電体の開口部と前記第２の集電体の開口部とが重なる領域を有し、
前記第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。
【請求項７】
請求項６において、前記第２の領域は、前記セパレータの開口部と前記第１の集電体の開口部が重なっていることを特徴とする二次電池。
【請求項８】
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、
前記二次電池は、前記第１の集電体、前記第２の集電体とが互いに重なる第１の領域と、前記第１の領域よりも厚さの薄い第２の領域と、前記二次電池の周縁部である第３の領域を有し、
前記第３の領域は、２つの前記第１の領域と、前記第２の領域と接し、
前記第２の領域は、前記外装体で囲まれた電解液を２つの第１の領域に区切り、且つ、圧着された領域を有し、
前記第３の領域は前記第２の領域と厚さが同じまたは前記第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。
【請求項９】
請求項８において、前記第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。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、前記第２の領域は、前記第１の集電体の開口部と前記第２の集電体の開口部と、前記セパレータの開口部とが互いに重なっていることを特徴とする二次電池。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか一において、さらに、前記第２の領域に重なる円柱状の緩衝材を有し、
前記緩衝材は、直径３０ｍｍ以下である二次電池。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか一において、前記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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１４０７８１号公報
【特許文献２】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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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））。
【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３０ｍｍ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、３０ｍｍ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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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２０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。
【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。
【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、Ｃｒ２Ｏ５、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（ＩＩ）、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、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（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）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（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、Ｍｎ、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、ＭｏＳ２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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、Ｇａ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、Ｖ２Ｓｎ３、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（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、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。
【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。
【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、Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇｅ３Ｎ４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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１０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。
【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。
【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。
【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。
【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、ＰＥＯ（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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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４１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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【０１０９】
図４（Ａ）では、選択的に負極活物質層１９を形成した負極集電体１４上に正極集電体１２を配置する。なお、負極集電体１４と正極集電体１２の間に設けるセパレータは図示していない。
【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。
【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。
【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。
【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−Ａ２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。
【０１１５】
図５（Ａ）に示すように第１領域と第３領域１７ａはほぼ同じ厚さｔ１である。なお、第３領域１７ａにおいてセパレータ１３が存在していてもよく、その場合には第３領域１７ａは、第１領域よりも厚くなる。
【０１１６】
また、図５（Ａ）及び図５（Ｃ）に示すように第３領域１７ａまたは第４領域１７ｂの幅は、第１領域の幅（約３ｍｍ）よりも広く、本実施の形態では約１０ｍｍとする。
【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。
【０１１８】
また、緩衝材３０を設け、図４（Ａ）中の鎖線Ａ３−Ａ４で切断した断面模式図が図５（Ｃ）に相当する。熱圧着領域１７の第４の領域１７ｂを切断した断面模式図とも言える。
【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。
【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。
【０１２１】
曲がる箇所に緩衝材３０を取り付けた二次電池４３の写真を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す。
【０１２２】
図６（Ａ）は上面から撮影した写真図であり、図６（Ｂ）は、二次電池の曲がる箇所で曲げた状態で撮影した写真図である。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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２０７、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。
【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。
【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２１１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。
【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。
【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１４５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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【０１４４】
また、図１０では、トランジスタ２３２としてボトムゲート型のトランジスタの一種の例を示したが、特に限定されず、チャネル保護型のトランジスタや、トップゲート型のトランジスタを用いることもできる。
【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ＩｎＧａＺｎＯ（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。
【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。
【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。
【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２８０７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。
【０１５２】
また、図９（Ｄ）に示すように表示部２８０３が内側になるように筐体２８０２を折り畳むことや、図９（Ｅ）に示すように表示部２８０３が外側になるように筐体２８０２を折り畳むこともできる。
【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
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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２】
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【図６】
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