JPH02197183A - 積層圧電構造及びその形成方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は積層圧電構造を形成する方法及び該積層物を用
いる圧電変圧器特に水中聴音機に関する。
いる圧電変圧器特に水中聴音機に関する。
ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の圧電重合体フィル
ムは種々の用途で検出物質として用いられてきた。該フ
ィルムはまた、圧電作用を保有する。ＰＶＤＦの主な結
晶形は極性の高いβ形と非極性のβ形である。高い圧電
気及び熱電気作用は、極性を有するβ形と関連がある。
ムは種々の用途で検出物質として用いられてきた。該フ
ィルムはまた、圧電作用を保有する。ＰＶＤＦの主な結
晶形は極性の高いβ形と非極性のβ形である。高い圧電
気及び熱電気作用は、極性を有するβ形と関連がある。
Ｐｖ叶の圧電気作用及び熱電気作用双方を高めるために
、フィルムを機械的に配向させ、また分極として知られ
ている強力な電界に付して配向β形微結晶を優勢にさせ
る。
、フィルムを機械的に配向させ、また分極として知られ
ている強力な電界に付して配向β形微結晶を優勢にさせ
る。
圧電ポリふっ化ビニリデンフィルムは、その音響インピ
ーダンスが水のそれに近い故に水中聴音機用途で特に有
用な検出材料であり、また該フィルムは、チタン酸バリ
ウム若しくはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）の如き慣
用セラミック圧電材料のそれより高い静水応力定数（ｇ
ｈ）を有する。また、斯かる音響用途向はフィルムの感
度が圧電フィルムの厚さに比例して概ね高くなることが
一般に知られている。あいにくなことに、分極工程は、
完全分極化ポリふつ化ビニリデンフィルムの最大厚さを
制限する。
ーダンスが水のそれに近い故に水中聴音機用途で特に有
用な検出材料であり、また該フィルムは、チタン酸バリ
ウム若しくはジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）の如き慣
用セラミック圧電材料のそれより高い静水応力定数（ｇ
ｈ）を有する。また、斯かる音響用途向はフィルムの感
度が圧電フィルムの厚さに比例して概ね高くなることが
一般に知られている。あいにくなことに、分極工程は、
完全分極化ポリふつ化ビニリデンフィルムの最大厚さを
制限する。
１９８３年９月２０日に公示されたＲ、Ｍ、Ｑｕｆｌｌ
ｉａＩｌｌの米国特許第４．４０５．４０２号には、単
一の厚い重合体圧電フィルムを用いる代わりに、複数の
薄い圧電フィルムから圧電気／熱電気素子を形成しうる
ことが開示されている。先ず、機械的に配向した未分極
Ｐ■叶フィルムを個々にニトリルゴム基剤接着剤で被覆
することにより積層スタックが形成される。接着剤を乾
燥させた後フィルムをプレスの二つのプレート間でスタ
ックに集成する。プレスの定盤を加熱し、加圧して接着
剤を再活性化することにより結合スタックが形成される
。次いで、加熱したスタックを横切って電圧を加えＰＶ
ＤＦフィルムを分極化するａ Ｏｕｉｌｌｉａｍはまた
、隣合う分極化スタック間に位置させた内部電極によっ
て二つ以上の分極化スタックが一緒に集成されることも
開示している。
ｉａＩｌｌの米国特許第４．４０５．４０２号には、単
一の厚い重合体圧電フィルムを用いる代わりに、複数の
薄い圧電フィルムから圧電気／熱電気素子を形成しうる
ことが開示されている。先ず、機械的に配向した未分極
Ｐ■叶フィルムを個々にニトリルゴム基剤接着剤で被覆
することにより積層スタックが形成される。接着剤を乾
燥させた後フィルムをプレスの二つのプレート間でスタ
ックに集成する。プレスの定盤を加熱し、加圧して接着
剤を再活性化することにより結合スタックが形成される
。次いで、加熱したスタックを横切って電圧を加えＰＶ
ＤＦフィルムを分極化するａ Ｏｕｉｌｌｉａｍはまた
、隣合う分極化スタック間に位置させた内部電極によっ
て二つ以上の分極化スタックが一緒に集成されることも
開示している。
Ｑｕｉｌｌｉａｍの接着積層構造体は単一層デバイスよ
り感度の高い圧電素子をもたらす。しかしながら、異類
の接着剤層は圧電フィルムとともに界面を形成し、音響
波のい（らかが反射される。これはデバイスの音響感度
の低下を来す。本発明は、異類物質の界面を排除するよ
うに圧電層を積層させることによってこの問題を打開す
る。
り感度の高い圧電素子をもたらす。しかしながら、異類
の接着剤層は圧電フィルムとともに界面を形成し、音響
波のい（らかが反射される。これはデバイスの音響感度
の低下を来す。本発明は、異類物質の界面を排除するよ
うに圧電層を積層させることによってこの問題を打開す
る。
及見Ａ月１盟
積層圧電構造を形成する本発明方法は、先ずふつ化ビニ
リデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含む複数
の分極化圧電フィルムを用意する工程を含む。これら圧
電フィルムの間には、ふっ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含む溶液が挿入
される０次いで、溶液の溶媒を蒸発させることにより圧
電フィルムが積層される。
リデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含む複数
の分極化圧電フィルムを用意する工程を含む。これら圧
電フィルムの間には、ふっ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含む溶液が挿入
される０次いで、溶液の溶媒を蒸発させることにより圧
電フィルムが積層される。
本発明はまた、複数の、積み重ねられ、積層された分極
化圧電フィルムを含む圧電変換器を包含する。ふつ化ビ
ニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含むフ
ィルムは．ふつ化ビニリデンとトリフルオロエチレンと
の共重合体及び適当な溶媒の溶液で一緒に積層される。
化圧電フィルムを含む圧電変換器を包含する。ふつ化ビ
ニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含むフ
ィルムは．ふつ化ビニリデンとトリフルオロエチレンと
の共重合体及び適当な溶媒の溶液で一緒に積層される。
次いで、フィルムの積層スタックを挟持するように電極
が位置付けられる。
が位置付けられる。
本発明方法はまた、電気伝導性管または半導体基材上に
複数の積層圧電層を形成することを包含する。斯かる方
法によって製造された変換器も赤本発明の範囲である。
複数の積層圧電層を形成することを包含する。斯かる方
法によって製造された変換器も赤本発明の範囲である。
本発明の圧電フィルムを積層するのに用いられる溶液は
二つの隣接層を一緒に溶媒溶接してしっかり結合した構
造体を形成する。溶液の溶媒が蒸発した後、二つの隣接
圧電フィルムの間にふっ化ビニリデンとトリフルオロエ
チレンとの共重合体が薄い層で残存する。圧電フィルム
自体が同じ共重合体より加工されているので、この溶液
付着層との音響上不適当な組合わせはない。
二つの隣接層を一緒に溶媒溶接してしっかり結合した構
造体を形成する。溶液の溶媒が蒸発した後、二つの隣接
圧電フィルムの間にふっ化ビニリデンとトリフルオロエ
チレンとの共重合体が薄い層で残存する。圧電フィルム
自体が同じ共重合体より加工されているので、この溶液
付着層との音響上不適当な組合わせはない。
ましい の な
本発明の圧電フィルムは、ふつ化ビニリデン（ＶＦ２）
約６０〜９５モル％好ましくは約７０〜８５モル％とト
リフルオロエチレン（ＶＦ、ｌ約５〜４０モル％好まし
くは約１５〜３０モル％との共重合体から製造される。
約６０〜９５モル％好ましくは約７０〜８５モル％とト
リフルオロエチレン（ＶＦ、ｌ約５〜４０モル％好まし
くは約１５〜３０モル％との共重合体から製造される。
斯かるＶＦ２−ＶＦｊ共重合体の分極化圧電フィルムは
Ｈ，Ｏｈｉｇａｓｈｉ等の米国特許第４．５７８．４４
２号及びＰ、 Ｂｌｏｏａｉｆ’１ｅｌｄの米国特許第
４．６９２．２８５号に開示されている如き通常の技術
を用いて製造される。概括するに、分極化圧電フィルム
は、先ず慣用懸濁重合法若しくは乳化重合法により共重
合体樹脂を調製することによって形成される。次いで、
溶媒流延、溶融押出、射出成形、加圧成形、圧延または
他の慣用フィルム形成技法により共重合体のフィルムが
形成される。
Ｈ，Ｏｈｉｇａｓｈｉ等の米国特許第４．５７８．４４
２号及びＰ、 Ｂｌｏｏａｉｆ’１ｅｌｄの米国特許第
４．６９２．２８５号に開示されている如き通常の技術
を用いて製造される。概括するに、分極化圧電フィルム
は、先ず慣用懸濁重合法若しくは乳化重合法により共重
合体樹脂を調製することによって形成される。次いで、
溶媒流延、溶融押出、射出成形、加圧成形、圧延または
他の慣用フィルム形成技法により共重合体のフィルムが
形成される。
共重合体のフィルムを形成した後通常、それを樹脂のキ
ューリー１度より低い１度まで加熱する。加熱状態にあ
る間、フィルムの厚さを横切って直接電流またはイオン
電界を適用することによりフィルムを分極化する。この
分極化方法は重合体フィルム内に分子双極子の永久配向
をもたらす。添付図中、分極化圧電フィルムの分極方向
は矢印によって示されている。ＶＦ、−ＶＦ、共重合体
は、それが主にβ相形状であるので機械的に配向する必
要はない。
ューリー１度より低い１度まで加熱する。加熱状態にあ
る間、フィルムの厚さを横切って直接電流またはイオン
電界を適用することによりフィルムを分極化する。この
分極化方法は重合体フィルム内に分子双極子の永久配向
をもたらす。添付図中、分極化圧電フィルムの分極方向
は矢印によって示されている。ＶＦ、−ＶＦ、共重合体
は、それが主にβ相形状であるので機械的に配向する必
要はない。
ふつ化ビニリデンの単独重合体の分極化圧電フィルムは
本発明での使用に適さない、既述の如く、ＰＶＤＦフィ
ルムはこれを高温で延伸させてβ形微結晶を優勢なもの
とすることにより機械的に配向せしめられる。もし、機
械的配向フィルムの積層に本発明の溶液を用いるなら、
該フィルムは配向重合体鎖の弛緩故にしわになり、面し
て積層圧電構造の形成には不適当である。また、Ｐｖ叶
と一緒に用いられる溶媒はＶＦｍ−ＶＦｓ共重合体と一
緒に用いられる溶媒より沸点が高い、かくして、フィル
ムの圧電作用を変衰させずにｐｖ叶の溶媒を蒸発させる
ことはより困難である。
本発明での使用に適さない、既述の如く、ＰＶＤＦフィ
ルムはこれを高温で延伸させてβ形微結晶を優勢なもの
とすることにより機械的に配向せしめられる。もし、機
械的配向フィルムの積層に本発明の溶液を用いるなら、
該フィルムは配向重合体鎖の弛緩故にしわになり、面し
て積層圧電構造の形成には不適当である。また、Ｐｖ叶
と一緒に用いられる溶媒はＶＦｍ−ＶＦｓ共重合体と一
緒に用いられる溶媒より沸点が高い、かくして、フィル
ムの圧電作用を変衰させずにｐｖ叶の溶媒を蒸発させる
ことはより困難である。
本発明に用いられる温媒溶接用溶液は、溶媒に溶解せる
ふつ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
約２０〜４０重量％好ましくは約２０〜２５重量％を含
む、この溶液に用いられているＶＦｍ−ＶＦｓ共重合体
は未分極のものである。
ふつ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
約２０〜４０重量％好ましくは約２０〜２５重量％を含
む、この溶液に用いられているＶＦｍ−ＶＦｓ共重合体
は未分極のものである。
溶液中での使用に適当な溶媒としてアセトン、メチルエ
チルケトン及び酢酸エチルが含まれる。また、 ＶＦ、
−ＶＦｍを溶解する他の極性溶媒を用いることもできる
。沸点の低い溶媒例えばアセトン及びメチルエチルケト
ンが好ましい。溶液は、メチルエチルケトンの如き溶媒
を約６０℃の温度に加熱し次いで混合しながら粉末状共
重合体を加えることによって調製される。
チルケトン及び酢酸エチルが含まれる。また、 ＶＦ、
−ＶＦｍを溶解する他の極性溶媒を用いることもできる
。沸点の低い溶媒例えばアセトン及びメチルエチルケト
ンが好ましい。溶液は、メチルエチルケトンの如き溶媒
を約６０℃の温度に加熱し次いで混合しながら粉末状共
重合体を加えることによって調製される。
もし、積み重ねられた圧電変換器のキャパシタンスを出
力処理回路と調和するように高めることが必要であるな
ら、対をなす選定された分極化圧電フィルムを結合する
のに用いられる溶媒溶接用温液に微細電気伝導性粒子を
加えることができる。溶媒を蒸発させた後、残存する共
重合体及び電気伝導性粒子が電気伝導層を形成し、面し
て該層に外部接続を行なうことができる。好ましい電気
伝導性粒子は銀フレークであるが、約１〜３ミクロンの
直径を有する、炭素、銅、ニッケル、その他の金属フレ
ークの如き他の電気伝導性粒子を用いることもできる。
力処理回路と調和するように高めることが必要であるな
ら、対をなす選定された分極化圧電フィルムを結合する
のに用いられる溶媒溶接用温液に微細電気伝導性粒子を
加えることができる。溶媒を蒸発させた後、残存する共
重合体及び電気伝導性粒子が電気伝導層を形成し、面し
て該層に外部接続を行なうことができる。好ましい電気
伝導性粒子は銀フレークであるが、約１〜３ミクロンの
直径を有する、炭素、銅、ニッケル、その他の金属フレ
ークの如き他の電気伝導性粒子を用いることもできる。
この溶液はふつ化ビニリデンとトリフルオロエチレンと
の共重合体約９〜２４重量％好ましくは約１２〜１６重
量％、銀フレーク約１２〜２８重量％好ましくは約１８
〜２４重量％及び溶媒約６０〜７０重態％を含む。
の共重合体約９〜２４重量％好ましくは約１２〜１６重
量％、銀フレーク約１２〜２８重量％好ましくは約１８
〜２４重量％及び溶媒約６０〜７０重態％を含む。
ポリアセチレン及びポリビニルカルバゾールの如き電気
伝導性重合体も亦、電気伝導性粒子として用いられつる
。
伝導性重合体も亦、電気伝導性粒子として用いられつる
。
ここで第１ａ図〜ｌｅ図を参照するに、積層圧電構造体
の形成方法が記載されている。第１ａ図に示されている
ように、その方法は、ふつ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体よりなる第１の分極化圧電フィル
ムｌＯから出発する。このフィルムは、組立体に用いら
れる他の分極化圧電フィルムと同様に、少なくとも約１
００ミクロンの厚さを有する。分極化圧電フィルムの表
面は積層に備え、典型的には先ず、イソプロパツールの
ようなアルコールで洗浄することにより調整される。次
いで、プラズマエツチングまたは砂吹きのような通常の
技術により表面を粗（する。
の形成方法が記載されている。第１ａ図に示されている
ように、その方法は、ふつ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体よりなる第１の分極化圧電フィル
ムｌＯから出発する。このフィルムは、組立体に用いら
れる他の分極化圧電フィルムと同様に、少なくとも約１
００ミクロンの厚さを有する。分極化圧電フィルムの表
面は積層に備え、典型的には先ず、イソプロパツールの
ようなアルコールで洗浄することにより調整される。次
いで、プラズマエツチングまたは砂吹きのような通常の
技術により表面を粗（する。
ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
及び溶媒を含む溶媒溶接用溶液の第１の層１２を、第１
の分極化圧電フィルム１０の主要面に塗布する。この溶
液を、噴霧、ブラッシングまたは、ドクターブレード若
しくはローラーによる塗布によって約０．００６〜０．
０７５ ｍ ｍ（０２５〜約３ミル）の厚さで適用しつ
る。好ましくは、溶液は約０．０２５ｍｍ（１ミル）の
厚さである。
及び溶媒を含む溶媒溶接用溶液の第１の層１２を、第１
の分極化圧電フィルム１０の主要面に塗布する。この溶
液を、噴霧、ブラッシングまたは、ドクターブレード若
しくはローラーによる塗布によって約０．００６〜０．
０７５ ｍ ｍ（０２５〜約３ミル）の厚さで適用しつ
る。好ましくは、溶液は約０．０２５ｍｍ（１ミル）の
厚さである。
第１ｂ図に示されているように、第２の分極化圧電フィ
ルム１４を溶液層１２に適用する。溶液層１２からの溶
媒を空気乾燥してフィルム１０及び１４を積層させつる
。しかしながら、好ましくは、組立体を約５０〜６０℃
の１度に加熱した定盤を有するプレスに入れる。加熱工
程の間、組立体に約３０００ ｐｓｉの圧力を加える。
ルム１４を溶液層１２に適用する。溶液層１２からの溶
媒を空気乾燥してフィルム１０及び１４を積層させつる
。しかしながら、好ましくは、組立体を約５０〜６０℃
の１度に加熱した定盤を有するプレスに入れる。加熱工
程の間、組立体に約３０００ ｐｓｉの圧力を加える。
このプロセスの間、溶液からの溶媒は、溶液域に隣接す
る圧電フィルムｌＯ及び１４の表面を軟化する。溶媒が
完全に蒸発するときに、層１０及び１４はその間に置か
れた溶液からの薄い共重合体層により溶媒溶接されるよ
うになる。第１ｂ図に示されているように、第２の圧電
フィルム１４は、直列配置を構成すべ（、その極性方向
が第１圧電フイルム１０と実質的に同じ方向になるよう
に適用される。また、この方法は、例えば内部伝導層が
存在する並行配置を形成すべくフィルムの極性方向が実
質的に反対方向である構造体の形成にも用いることがで
きる。
る圧電フィルムｌＯ及び１４の表面を軟化する。溶媒が
完全に蒸発するときに、層１０及び１４はその間に置か
れた溶液からの薄い共重合体層により溶媒溶接されるよ
うになる。第１ｂ図に示されているように、第２の圧電
フィルム１４は、直列配置を構成すべ（、その極性方向
が第１圧電フイルム１０と実質的に同じ方向になるよう
に適用される。また、この方法は、例えば内部伝導層が
存在する並行配置を形成すべくフィルムの極性方向が実
質的に反対方向である構造体の形成にも用いることがで
きる。
ここで第１ｃ図を参照するに、ふつ化ビニリデンとトリ
フルオロエチレンとの共重合体を含む追加の溶液層１６
を第２の圧電フィルム１４に適用する０次いで、第１ｄ
図に示されているように、第３の分極化圧電フィルム１
８を第２の圧電フィルム１４の２溶液でｌ需れた表面上
に適用するにこでも、溶液を空気乾燥させるか或は組立
体を加熱プレスに挿入する。追加の溶液及び分極化圧電
フィルム層を適用して事実上任意の高さに積重ねた組立
体を作製する。別法として、すべての溶液及び分極化圧
電フィルム贋な組立てた後に、単一の溶液乾燥工程を実
行しつる。
フルオロエチレンとの共重合体を含む追加の溶液層１６
を第２の圧電フィルム１４に適用する０次いで、第１ｄ
図に示されているように、第３の分極化圧電フィルム１
８を第２の圧電フィルム１４の２溶液でｌ需れた表面上
に適用するにこでも、溶液を空気乾燥させるか或は組立
体を加熱プレスに挿入する。追加の溶液及び分極化圧電
フィルム層を適用して事実上任意の高さに積重ねた組立
体を作製する。別法として、すべての溶液及び分極化圧
電フィルム贋な組立てた後に、単一の溶液乾燥工程を実
行しつる。
上記の方法（第１ｃ図及び１６図）は、溶媒溶接用溶液
が第２の圧電フィルム１４の露出面に塗布されることを
図示しているけれども、別法として第３の圧電フィルム
１８の表面に溶液を適用することもできる。
が第２の圧電フィルム１４の露出面に塗布されることを
図示しているけれども、別法として第３の圧電フィルム
１８の表面に溶液を適用することもできる。
ここで第１ｅ図を参照するに、所望数の圧電層を一緒に
積層した後に、電極２０及び２２を最外部の圧電フィル
ム１０及び１８の露出した主要面に適用する。電極は、
圧電フィルム１０及び１８の露出面に銀、ニッケル、ア
ルミニウム、金またはそれらの合金の如き金属を真空蒸
着またはスパッターすることにより形成しつる。これら
の被覆した電極は一般的に約５００〜３０００人範囲の
厚さを有する。
積層した後に、電極２０及び２２を最外部の圧電フィル
ム１０及び１８の露出した主要面に適用する。電極は、
圧電フィルム１０及び１８の露出面に銀、ニッケル、ア
ルミニウム、金またはそれらの合金の如き金属を真空蒸
着またはスパッターすることにより形成しつる。これら
の被覆した電極は一般的に約５００〜３０００人範囲の
厚さを有する。
また５電極２０及び２２はアルミニウム、ニッケルまた
は鋼のような電気伝導性フィルムを圧電層ｌＯ及び１８
の露出した主要面に積層することによっても形成しつる
。この技術は、積層電極が水中聴音機タイルを堅くして
厚さモードの感度を増加するので該タイルを形成すると
きに概ね用いられる。また、約０．０１３ ｃｍ （０
，００５インチ）の厚さを有する電気伝導性のアルミニ
ウム−炭化けい素複合フィルムを電極として用いること
もできる。この複合材料はアルミニウム７５重量％と炭
化けい素２５重量％を含み、サウスカロライナ州グリー
ンズボロ所在のＡｄνａｎｃｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓより市販されている。この複合材料も
亦タイルを堅（するが、ニッケルないし鋼フィルムより
はその程度が低い０次いで、この複合材料若しくは他の
電気伝導性フィルムは、Ｌｏｒｄ社より市販されている
Ｔｙｃｅｌ （商品名）のような極めて薄い弾性ポリウ
レタン接着剤によって組立体の露出面に適用されつる。
は鋼のような電気伝導性フィルムを圧電層ｌＯ及び１８
の露出した主要面に積層することによっても形成しつる
。この技術は、積層電極が水中聴音機タイルを堅くして
厚さモードの感度を増加するので該タイルを形成すると
きに概ね用いられる。また、約０．０１３ ｃｍ （０
，００５インチ）の厚さを有する電気伝導性のアルミニ
ウム−炭化けい素複合フィルムを電極として用いること
もできる。この複合材料はアルミニウム７５重量％と炭
化けい素２５重量％を含み、サウスカロライナ州グリー
ンズボロ所在のＡｄνａｎｃｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍ
ａｔｅｒｉａｌｓより市販されている。この複合材料も
亦タイルを堅（するが、ニッケルないし鋼フィルムより
はその程度が低い０次いで、この複合材料若しくは他の
電気伝導性フィルムは、Ｌｏｒｄ社より市販されている
Ｔｙｃｅｌ （商品名）のような極めて薄い弾性ポリウ
レタン接着剤によって組立体の露出面に適用されつる。
この接着剤は非導電性であるが、約０．０２５ ｃｍ
（０，０１インチ）程度の厚さで適用されて電気伝導層
と圧電フィルム１０及び１８の露出面との間の十分な表
面接触並びに電気伝導を可能にする。伝導性エポキシの
ような電気伝導性接着剤を使用することもできる。
（０，０１インチ）程度の厚さで適用されて電気伝導層
と圧電フィルム１０及び１８の露出面との間の十分な表
面接触並びに電気伝導を可能にする。伝導性エポキシの
ような電気伝導性接着剤を使用することもできる。
ここで第２図を参照するに、キャパシタンス調整層３６
を含む別の圧電変換器が示されている。この変換器は第
１及び第２の分極化圧電フィルム３０及び３４を含み、
それらフィルムは溶剤蒸発後の非伝導性溶液層３２によ
って一緒に積層されている。次いで、電気伝導性粒子を
含む追加の／ａ液層３６を第２圧電フイルム３４の露出
した主要面に適用する。この電気伝導性粒子を含有する
溶液で濡れた面に第３の分極化圧電フィルム３８を適用
し、そして溶媒を蒸発させる。約００５〜０．０７６ｍ
ｒｎ（２〜３ミル）の厚さを有する乾燥した層３６はキ
ャパシタンス調節層を形成する。
を含む別の圧電変換器が示されている。この変換器は第
１及び第２の分極化圧電フィルム３０及び３４を含み、
それらフィルムは溶剤蒸発後の非伝導性溶液層３２によ
って一緒に積層されている。次いで、電気伝導性粒子を
含む追加の／ａ液層３６を第２圧電フイルム３４の露出
した主要面に適用する。この電気伝導性粒子を含有する
溶液で濡れた面に第３の分極化圧電フィルム３８を適用
し、そして溶媒を蒸発させる。約００５〜０．０７６ｍ
ｒｎ（２〜３ミル）の厚さを有する乾燥した層３６はキ
ャパシタンス調節層を形成する。
追加の非伝導溶液層４０を第３の圧電フィルム３８に適
用する。最後に、組立体スタックを形成すべ（第４の圧
電フィルム４２を適用し、結合させる。次いで、前記の
技術を用いて電極４４及び４６を形成する。その後、夫
々の層に伝導性エポキシ若しくは半田によって電気的結
線４８．５０及び５２を作る。個々の変換器装置は並列
に接続されるので、変換器装置のキャパシタンスは全体
として増加する。
用する。最後に、組立体スタックを形成すべ（第４の圧
電フィルム４２を適用し、結合させる。次いで、前記の
技術を用いて電極４４及び４６を形成する。その後、夫
々の層に伝導性エポキシ若しくは半田によって電気的結
線４８．５０及び５２を作る。個々の変換器装置は並列
に接続されるので、変換器装置のキャパシタンスは全体
として増加する。
ここで第３図を参照するに、全体を番号６０によって表
わされた水中聴音機の断面図が示されている。この水中
聴音機は、第１ａ図〜ｌｅ図の方法により製造された複
数の圧電変換器を含み、それらはオイルで満たされたゴ
ムのブーツ６２に埋込まれている。水中聴音機タイル６
４の電極は導！１６６及び６８で電気的に接続されてい
る。これらの水中聴音機は長く連なったテープ状に形成
することができ、特に船で曳行されるのに有用である。
わされた水中聴音機の断面図が示されている。この水中
聴音機は、第１ａ図〜ｌｅ図の方法により製造された複
数の圧電変換器を含み、それらはオイルで満たされたゴ
ムのブーツ６２に埋込まれている。水中聴音機タイル６
４の電極は導！１６６及び６８で電気的に接続されてい
る。これらの水中聴音機は長く連なったテープ状に形成
することができ、特に船で曳行されるのに有用である。
タイル６４は約１．２７８１．２７ｃｍ（１／２×１／
２インチ）〜約７．６２ Ｘ ７．６２ｃｍ （３Ｘ
３インチ）範囲の寸法で、半田により電気的に接続され
、次いでブーツ６２に挿入されている。
２インチ）〜約７．６２ Ｘ ７．６２ｃｍ （３Ｘ
３インチ）範囲の寸法で、半田により電気的に接続され
、次いでブーツ６２に挿入されている。
ここで第４ａ図及び４ｂ図を参照するに、本発明の円柱
状積層圧電変換器の形成方法を記載されている。第４ａ
図に示されているように、この方法は電気伝導性の管７
０より出発する。管７０は約０．６４〜１．２７ｃｍ
（０，２５〜０．５インチ）の外径を有する銅またはス
テンレス鋼のような金属管にすることができる。金属管
の壁の厚さは一般に約０．１２７〜０．７６２ｍｍ （
５〜３０ミル）の範囲である。金属で処理したプラスチ
ックの管も亦電気伝導性管７０として用いることができ
る。
状積層圧電変換器の形成方法を記載されている。第４ａ
図に示されているように、この方法は電気伝導性の管７
０より出発する。管７０は約０．６４〜１．２７ｃｍ
（０，２５〜０．５インチ）の外径を有する銅またはス
テンレス鋼のような金属管にすることができる。金属管
の壁の厚さは一般に約０．１２７〜０．７６２ｍｍ （
５〜３０ミル）の範囲である。金属で処理したプラスチ
ックの管も亦電気伝導性管７０として用いることができ
る。
電気伝導性管７０の外面を、引続き適用されるＶＦ２−
ＶＦｓ共重合体を含む分極化圧電フィルムとの電気伝導
を可能にする接着剤で被覆する。
ＶＦｓ共重合体を含む分極化圧電フィルムとの電気伝導
を可能にする接着剤で被覆する。
薄い接着層、例えば約０．２５ｍｍ （０，０１インチ
）の、１ｙｃｅｌ（商標名）のような弾性ポリウレタン
接着剤または伝導性エポキシのような慣用の電気伝導性
接着剤が用いられる。
）の、１ｙｃｅｌ（商標名）のような弾性ポリウレタン
接着剤または伝導性エポキシのような慣用の電気伝導性
接着剤が用いられる。
分極化圧電フィルム７２の第１の表面７４を２第１ａ図
に関して既述した如きふつ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体を含む溶媒溶接用溶液で被覆する
。次いで、圧電フィルム７２を電気伝導性管の周囲に渦
巻き状で巻付けて連続層購造体を形成する。約１００〜
５００ミクロンの厚さを有する圧電フィルム７２は電気
伝導性管７０の周囲に事実上任意の厚さに巻かれるが、
フィルム全体の厚さは約１〜４ｍｍが好ましい。溶媒で
濡れた第１の表面７４は圧電フィルム７２の第２表面７
６に接触するので、溶媒が蒸発したときに層は共重合体
の薄層内（図示されていない）で共に溶媒接合される。
に関して既述した如きふつ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体を含む溶媒溶接用溶液で被覆する
。次いで、圧電フィルム７２を電気伝導性管の周囲に渦
巻き状で巻付けて連続層購造体を形成する。約１００〜
５００ミクロンの厚さを有する圧電フィルム７２は電気
伝導性管７０の周囲に事実上任意の厚さに巻かれるが、
フィルム全体の厚さは約１〜４ｍｍが好ましい。溶媒で
濡れた第１の表面７４は圧電フィルム７２の第２表面７
６に接触するので、溶媒が蒸発したときに層は共重合体
の薄層内（図示されていない）で共に溶媒接合される。
組立体を、オーブン中で約６０〜８０℃の温度に加熱し
て溶媒を蒸発することができる。
て溶媒を蒸発することができる。
第４ｂ図をみるに、溶媒蒸発後の組立体上に外部電極７
８が形成されている。電極７８は、第１ｅ図に関し前記
した態様で金属を電気めっき、真空蒸着またはスパッタ
ーにより適用されつる。
８が形成されている。電極７８は、第１ｅ図に関し前記
した態様で金属を電気めっき、真空蒸着またはスパッタ
ーにより適用されつる。
また、銀充填ポリマーインクのような伝導性インクを外
部電極７８として用いることもできる。また、銅のよう
な金属１ｔｕａｉｉ組ジャケツ］・を組立体の周囲に着
装して外部電極７８として用いることもできる。次いで
、内部電極を形成する電気伝導性管７０と外部電極７８
との電気的接続を、慣用の半田技術または伝導性エポキ
シ接着剤によって行なう。もし、管７０として金属処理
したプラスチック管を用いるなら、電気的接続は、圧電
フィルム７２を覆う外側の金属処理した表面に対して行
なわれる。
部電極７８として用いることもできる。また、銅のよう
な金属１ｔｕａｉｉ組ジャケツ］・を組立体の周囲に着
装して外部電極７８として用いることもできる。次いで
、内部電極を形成する電気伝導性管７０と外部電極７８
との電気的接続を、慣用の半田技術または伝導性エポキ
シ接着剤によって行なう。もし、管７０として金属処理
したプラスチック管を用いるなら、電気的接続は、圧電
フィルム７２を覆う外側の金属処理した表面に対して行
なわれる。
円柱形状故に、変換器８０の表面積は十分大きく、それ
によってデバイスのキャパシタンスは増大される。この
増大したキャパシタンスは変換器８０に必要な増幅回路
の数を減らす。また、電気伝導性管７０はシステムの電
子装置及び配線がシールド環境に収容されつる通路を提
供する。変換器８０は１．２７ ｃｍ （１／ ２イン
チ）程の短い長さに切断され、第３図に関して前記した
ような水中聴音機に組込むことができる。また、曲線形
状の変換器は、変換器８０を含むケーブルが水面下で曳
行されるとき流れノイズを最小限にするのに役立つ。
によってデバイスのキャパシタンスは増大される。この
増大したキャパシタンスは変換器８０に必要な増幅回路
の数を減らす。また、電気伝導性管７０はシステムの電
子装置及び配線がシールド環境に収容されつる通路を提
供する。変換器８０は１．２７ ｃｍ （１／ ２イン
チ）程の短い長さに切断され、第３図に関して前記した
ような水中聴音機に組込むことができる。また、曲線形
状の変換器は、変換器８０を含むケーブルが水面下で曳
行されるとき流れノイズを最小限にするのに役立つ。
ここで第５ａ図〜５Ｃ図を参照するに、第４ａ図及び４
ｂ図に例示した方法とは別の方法が記載されている。第
５ａ図〜第５ｃ図に例示した方法では、第４ａ図に記載
したような単一の圧電フィルムシートに代わる複数の圧
電フィルムリボンが電気伝導性管７０の周囲に巻付けら
れている。第４ａ図ないし第４ｂ図と第５ａ図〜５ｃ図
中の同じ参照番号は同様の要素を示す。
ｂ図に例示した方法とは別の方法が記載されている。第
５ａ図〜第５ｃ図に例示した方法では、第４ａ図に記載
したような単一の圧電フィルムシートに代わる複数の圧
電フィルムリボンが電気伝導性管７０の周囲に巻付けら
れている。第４ａ図ないし第４ｂ図と第５ａ図〜５ｃ図
中の同じ参照番号は同様の要素を示す。
第５ａ図に示されているように、第１の分極化圧電フィ
ルムリボン８２は、第４ａ図で用いた接着剤被覆電気伝
導性管７０の周囲にらせん状に巻付けられている。この
方法に用いられる圧電フィルムリボンは、分極化圧電フ
ィルムシ・−トから約０．３２〜２．５４ ｃｍ （１
／ ８〜１インチ）好ましくは約０．３２〜０．６４
ｃｌｌ（１／ ８〜ｌ ／ ４インチ）の範囲の幅に切
出されている。図に示されているように、第１の圧電フ
ィルムリボン８２は各々の巻きが接合するように巻付け
られる。別法として、圧電フィルムリボンは、各々の巻
きの一部分が隣接する巻きに重ね合うか或は各々の巻き
が離隔して置かれるように電気伝導性管に巻付けられつ
る。
ルムリボン８２は、第４ａ図で用いた接着剤被覆電気伝
導性管７０の周囲にらせん状に巻付けられている。この
方法に用いられる圧電フィルムリボンは、分極化圧電フ
ィルムシ・−トから約０．３２〜２．５４ ｃｍ （１
／ ８〜１インチ）好ましくは約０．３２〜０．６４
ｃｌｌ（１／ ８〜ｌ ／ ４インチ）の範囲の幅に切
出されている。図に示されているように、第１の圧電フ
ィルムリボン８２は各々の巻きが接合するように巻付け
られる。別法として、圧電フィルムリボンは、各々の巻
きの一部分が隣接する巻きに重ね合うか或は各々の巻き
が離隔して置かれるように電気伝導性管に巻付けられつ
る。
ここで第５ｂ図を参照するに．ふつ化ビニリデンとトリ
フルオロエチレンとの共重合体を含む溶媒溶接用溶液に
より被覆された内側表面を有する第２の分極化圧電フィ
ルムリボン８４が、第１の圧電フィルムリボン８２の周
囲にらせん状に巻付けられている。図は、各々の巻きの
ピッチが第５ａ図で用いられた巻きのピッチとは異なる
ことを示しているけれども、第１の圧電フィルムリボン
８２の表面が実質的に覆われる限り事実上任意の巻付は
シーケンスを用いることができる。二つの圧電フィルム
リボン８２及び８４は、溶媒が蒸発するとき薄い共重合
体層により共に溶媒接合される。また、各々の層を適用
した後、熱を用いて溶媒を蒸発させることもできる。
フルオロエチレンとの共重合体を含む溶媒溶接用溶液に
より被覆された内側表面を有する第２の分極化圧電フィ
ルムリボン８４が、第１の圧電フィルムリボン８２の周
囲にらせん状に巻付けられている。図は、各々の巻きの
ピッチが第５ａ図で用いられた巻きのピッチとは異なる
ことを示しているけれども、第１の圧電フィルムリボン
８２の表面が実質的に覆われる限り事実上任意の巻付は
シーケンスを用いることができる。二つの圧電フィルム
リボン８２及び８４は、溶媒が蒸発するとき薄い共重合
体層により共に溶媒接合される。また、各々の層を適用
した後、熱を用いて溶媒を蒸発させることもできる。
フィルム全体の厚さを、渦巻き状に巻付けた変換器に関
し前記したレベルに増す必要があるとき、追加の分極化
圧電フィルムリボンが適用される。圧電フィルムは、そ
の分極軸が管の表面に対して垂直になるように配置され
る。最後の層を適用した後、外部電極層８６（第５ｃ図
）が施され、また第４ｂ図に関し記載した技術を用いて
電気的接続が行なわれる。
し前記したレベルに増す必要があるとき、追加の分極化
圧電フィルムリボンが適用される。圧電フィルムは、そ
の分極軸が管の表面に対して垂直になるように配置され
る。最後の層を適用した後、外部電極層８６（第５ｃ図
）が施され、また第４ｂ図に関し記載した技術を用いて
電気的接続が行なわれる。
第６ａ図〜１０ｂ図に示されているように、半導体基板
上に圧電変換器を形成するのに本発明の積層方法が用い
られる。図中の同じ参照番号は同様の要素を示す。第６
ａ図をみるに、本方法は、集積回路の形成に通常用いら
れるシリコンウェハーのような半導体基板９０から開始
する。
上に圧電変換器を形成するのに本発明の積層方法が用い
られる。図中の同じ参照番号は同様の要素を示す。第６
ａ図をみるに、本方法は、集積回路の形成に通常用いら
れるシリコンウェハーのような半導体基板９０から開始
する。
半導体基板９０はその底面に配置された第１の電極層９
１を含む。第１の電極層９１は、薄い金属フィルムの真
空蒸着ないしスパッター、電気伝導性インクのスクリー
ン印刷または箔の積層のような通常の技術を用いて半導
体基板９０の下側に形成させつる。別法として、第１の
フィルム層９２を適用した後、第１の電極層９１を半導
体９０上に形成することができる。
１を含む。第１の電極層９１は、薄い金属フィルムの真
空蒸着ないしスパッター、電気伝導性インクのスクリー
ン印刷または箔の積層のような通常の技術を用いて半導
体基板９０の下側に形成させつる。別法として、第１の
フィルム層９２を適用した後、第１の電極層９１を半導
体９０上に形成することができる。
、分極していないふつ化ビニリデン−トリフルオロエチ
レン共重合体の第１フィルム層９２は、共重合体溶液の
流延またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉ
ｎｇ）によって半導体基板９０の上面に適用される。溶
液の共重合体はふつ化ビニリデン約６０〜９０モル％好
ましくは約７０〜８５モルとトリフルオロエチレン約１
０〜４０モル％好ましくは約１５〜３０モル％を含有す
る。この共重合体を、アセトン、酢酸エチル、ジメチル
ホルムアミド及び好ましくはメチルエチルケトンの溶媒
に加えることにより、約１０〜３０重量％の共重合体を
含有する溶液が形成される。この溶液を室温で半導体基
板９０上に被覆する。第１の共重合体フィルム層９２の
厚さは、適用する溶液の濃度によって左右されるが、典
型的にはそれは意図される最終用途に依って約１〜５０
ミクロンの乾燥厚さになるように適用される。スピニン
グまたは流延の後、第１フィルム層９２の溶媒が空気乾
燥または約６０〜８０℃の温度でおよそ１時間の加熱に
より蒸発せしめられる。
レン共重合体の第１フィルム層９２は、共重合体溶液の
流延またはスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉ
ｎｇ）によって半導体基板９０の上面に適用される。溶
液の共重合体はふつ化ビニリデン約６０〜９０モル％好
ましくは約７０〜８５モルとトリフルオロエチレン約１
０〜４０モル％好ましくは約１５〜３０モル％を含有す
る。この共重合体を、アセトン、酢酸エチル、ジメチル
ホルムアミド及び好ましくはメチルエチルケトンの溶媒
に加えることにより、約１０〜３０重量％の共重合体を
含有する溶液が形成される。この溶液を室温で半導体基
板９０上に被覆する。第１の共重合体フィルム層９２の
厚さは、適用する溶液の濃度によって左右されるが、典
型的にはそれは意図される最終用途に依って約１〜５０
ミクロンの乾燥厚さになるように適用される。スピニン
グまたは流延の後、第１フィルム層９２の溶媒が空気乾
燥または約６０〜８０℃の温度でおよそ１時間の加熱に
より蒸発せしめられる。
次いで、第１の電極層９１と第１の共重合体フィルム層
９２の上部との間に適当な分極電圧がかけられ、それに
よってフィルム９２の圧電特性が高められる（第７ａ図
）。例えば、コロナ放電により、第１電極９１と共重合
体フィルム９２の上部との間に分極電圧が適用される。
９２の上部との間に適当な分極電圧がかけられ、それに
よってフィルム９２の圧電特性が高められる（第７ａ図
）。例えば、コロナ放電により、第１電極９１と共重合
体フィルム９２の上部との間に分極電圧が適用される。
別法として、暫定的な上部電極（図示されていない）が
、二つの電極間に電圧をかけることによりフィルム９２
が分極配向するように共重合体フィルム９２の上面に適
用される。これらの技術のいずれを用いても、第１電極
９１は半導体基板９０の底に位置するので、分極は半導
体基板を経て生じる。シリコンのような半導体基板上の
フィルムＮ９２のかかる分極を実行するのに用いられる
極性化条件は、ふつ化ビニリデン−トリフルオロエチレ
ン共重合体フィルム自体の分極に通常用いられる条件と
実質上同じである。
、二つの電極間に電圧をかけることによりフィルム９２
が分極配向するように共重合体フィルム９２の上面に適
用される。これらの技術のいずれを用いても、第１電極
９１は半導体基板９０の底に位置するので、分極は半導
体基板を経て生じる。シリコンのような半導体基板上の
フィルムＮ９２のかかる分極を実行するのに用いられる
極性化条件は、ふつ化ビニリデン−トリフルオロエチレ
ン共重合体フィルム自体の分極に通常用いられる条件と
実質上同じである。
第６ｂ図及び７ｂ図は、第１の電極層９１を適用するた
めの別の技術を例示している。第６ｂ図に示されている
ように、第１電極層９１は半導体基板９０の上面上に適
用される。層９１の適用１麦、半導体基板上の所望回路
図を分離すべくエツチングまたはレーザー技術によって
小さな区域が除去される。例えば、半導体基板が演算増
幅器を含むとき、圧電活性要素にいくつかの内部接続が
行なわれる。次いで、第１の共重合体フィルム層９２が
、流延またはスピンコーティング技術を用いて第１の電
極層９１上に適用される。その後、第７ｂ図に示されて
いるように、第１の分極化圧電フィルム９２を形成する
ために第１の共重合体フィルム層９２が前記のように分
極化される。
めの別の技術を例示している。第６ｂ図に示されている
ように、第１電極層９１は半導体基板９０の上面上に適
用される。層９１の適用１麦、半導体基板上の所望回路
図を分離すべくエツチングまたはレーザー技術によって
小さな区域が除去される。例えば、半導体基板が演算増
幅器を含むとき、圧電活性要素にいくつかの内部接続が
行なわれる。次いで、第１の共重合体フィルム層９２が
、流延またはスピンコーティング技術を用いて第１の電
極層９１上に適用される。その後、第７ｂ図に示されて
いるように、第１の分極化圧電フィルム９２を形成する
ために第１の共重合体フィルム層９２が前記のように分
極化される。
もし、第６ａ図及び６ｂ図中の第１共重合体フィルム層
９２が、本発明における如き被覆によるのではなく分極
化圧電フィルムの、接着剤による適用によって夫々半導
体基板及び第１電極層９１上に形成されるならば、フィ
ルム要求品質のい（つかは満たされなくなる。斯かる要
求品質に、フィルムの平坦性及び厚さの均一性、良好な
光学及び音響インピーダンス特性並びにフィルム界面で
の気泡若しくは部分的離層のないことが含まれる。また
、接着層の存在は超音波用途における基板のキャパシタ
ンス及び裏張り特性に影響を及ぼす。
９２が、本発明における如き被覆によるのではなく分極
化圧電フィルムの、接着剤による適用によって夫々半導
体基板及び第１電極層９１上に形成されるならば、フィ
ルム要求品質のい（つかは満たされなくなる。斯かる要
求品質に、フィルムの平坦性及び厚さの均一性、良好な
光学及び音響インピーダンス特性並びにフィルム界面で
の気泡若しくは部分的離層のないことが含まれる。また
、接着層の存在は超音波用途における基板のキャパシタ
ンス及び裏張り特性に影響を及ぼす。
いくつかの用途において、単一層の圧電フィルムが所望
の最終用途に適している。それ故、電極は第１の分極化
圧電フィルム層９２の上面上に形成される。しかしなが
ら、多くの最終用途は約３０〜５０ミクロンより厚い分
極化圧電フィルムを要求し、その厚さは、用いられる流
延若しくはスピンコーティング技術のいずれを用いても
適切に達成することのできる最大厚さである。斯かる用
途に加速度計、超音波装置及び水中聴音機が含まれる。
の最終用途に適している。それ故、電極は第１の分極化
圧電フィルム層９２の上面上に形成される。しかしなが
ら、多くの最終用途は約３０〜５０ミクロンより厚い分
極化圧電フィルムを要求し、その厚さは、用いられる流
延若しくはスピンコーティング技術のいずれを用いても
適切に達成することのできる最大厚さである。斯かる用
途に加速度計、超音波装置及び水中聴音機が含まれる。
活性な圧電フィルム層の厚さを増すために、前記した溶
媒溶接技術を用いて追加の分極化圧電フィルムを加える
。溶媒は下層にある分極圧電フィルムを変性するので、
追加の分極化圧電フィルムを溶媒流延またはスピンコー
ドすることができない。さらに、溶液流延またはスピン
コードした層の分極化に有効な直接的底部電極は存在し
ない。
媒溶接技術を用いて追加の分極化圧電フィルムを加える
。溶媒は下層にある分極圧電フィルムを変性するので、
追加の分極化圧電フィルムを溶媒流延またはスピンコー
ドすることができない。さらに、溶液流延またはスピン
コードした層の分極化に有効な直接的底部電極は存在し
ない。
第８図に示されているように、溶媒溶接用溶液の層９４
は５第１ａ図に関し前記した技術を用いて第７ａ図の構
造体に適用される。同じ技術を第７ｂ図の構造体に用い
得ることは理解すべきである。
は５第１ａ図に関し前記した技術を用いて第７ａ図の構
造体に適用される。同じ技術を第７ｂ図の構造体に用い
得ることは理解すべきである。
次いで、第２の分極化圧電フィルム９６（第９ａ図）が
溶媒溶接用溶液の層９４に適用される。溶媒は前記のよ
うに蒸発せしめられ、面して第２の圧電フィルム層９６
が第１圧電フイルム９２に溶媒溶接するようになる。第
９ａ図に示されているように、二つの圧電フィルム層９
２及び９６の分極方向は直列であるが、第２の圧電フィ
ルム９６は、その分極方向が反対になるように配向する
こともできる（第９ｂ図）。二つの圧電フィルム層の分
極方向はそれらの最終用途に依存する。斯かる最終用途
は、圧電フィルムの応用に関する文献に広く記載されて
いる。例えば、光学ミラーは分極方向を反対にすること
により利益をもたらし、一方超音波伝送器及び水中聴音
機は圧電フィルムの極性方向を同一にすることにより利
益をもたらす。
溶媒溶接用溶液の層９４に適用される。溶媒は前記のよ
うに蒸発せしめられ、面して第２の圧電フィルム層９６
が第１圧電フイルム９２に溶媒溶接するようになる。第
９ａ図に示されているように、二つの圧電フィルム層９
２及び９６の分極方向は直列であるが、第２の圧電フィ
ルム９６は、その分極方向が反対になるように配向する
こともできる（第９ｂ図）。二つの圧電フィルム層の分
極方向はそれらの最終用途に依存する。斯かる最終用途
は、圧電フィルムの応用に関する文献に広く記載されて
いる。例えば、光学ミラーは分極方向を反対にすること
により利益をもたらし、一方超音波伝送器及び水中聴音
機は圧電フィルムの極性方向を同一にすることにより利
益をもたらす。
追加の圧電フィルムを溶媒溶接して所望の厚さに圧電積
層体を構築しつる。次いで、第１０ａ図及び第１０ｂ図
に示されてえいるように、本方法は、第２の電極層９８
を第２の分極化圧電フィルム９６の露出面上に適用する
ことにより完了する。
層体を構築しつる。次いで、第１０ａ図及び第１０ｂ図
に示されてえいるように、本方法は、第２の電極層９８
を第２の分極化圧電フィルム９６の露出面上に適用する
ことにより完了する。
高いキャパシタンスが要求される場合或は圧電フィルム
層が直列または並列にヤ線される場合、第１１図〜１３
図により例示される方法が用いられる。第１１図に示さ
れているように中間の電気伝導性層１００が第７ａ図に
例示した構造体の分極化フィルム層の露出面に適用され
る。別法として、第１１図〜１３図の方法を、第７ｂ図
に例示した構造体に用いることもできる。中間の電気伝
導性層１００は、金属層の真空蒸着またはスパッターの
ような通常の薄膜付着技術を用いて第１１図の分極化圧
電フィルム表面９２に適用される。中間の電気伝導性層
１００は第１電極層９１の厚さとほぼ同じ厚さを有する
。別法として、上記技術による付着金属層を用いる代わ
りに、第２図で層３６に関し前記したような電気（テ導
性粒子を含有する溶媒溶接用溶液を適用することによっ
て中間の電気伝導性層１００を形成することもできる。
層が直列または並列にヤ線される場合、第１１図〜１３
図により例示される方法が用いられる。第１１図に示さ
れているように中間の電気伝導性層１００が第７ａ図に
例示した構造体の分極化フィルム層の露出面に適用され
る。別法として、第１１図〜１３図の方法を、第７ｂ図
に例示した構造体に用いることもできる。中間の電気伝
導性層１００は、金属層の真空蒸着またはスパッターの
ような通常の薄膜付着技術を用いて第１１図の分極化圧
電フィルム表面９２に適用される。中間の電気伝導性層
１００は第１電極層９１の厚さとほぼ同じ厚さを有する
。別法として、上記技術による付着金属層を用いる代わ
りに、第２図で層３６に関し前記したような電気（テ導
性粒子を含有する溶媒溶接用溶液を適用することによっ
て中間の電気伝導性層１００を形成することもできる。
次いで、第１２図に示されているように、第２の分極化
圧電層１０２が中間の圧電層１００上に形成される。も
し、中間の電気伝導性層１００が付着薄膜金属なら、第
２の圧電フィルム層１０２は溶媒流延またはスピンコー
ティングにより適用され、その後第６ｂ図及び７ｂ図の
工程を用いて分極化される。しかしながら、もし、中間
の電気伝導性層１００が電気伝導性粒子を有する溶媒溶
接用溶液であるなら、溶液の溶媒が蒸発するときに第２
の分極化圧電フィルム１０２が適用され、面して第１の
圧電フィルム層９２に積層される。
圧電層１０２が中間の圧電層１００上に形成される。も
し、中間の電気伝導性層１００が付着薄膜金属なら、第
２の圧電フィルム層１０２は溶媒流延またはスピンコー
ティングにより適用され、その後第６ｂ図及び７ｂ図の
工程を用いて分極化される。しかしながら、もし、中間
の電気伝導性層１００が電気伝導性粒子を有する溶媒溶
接用溶液であるなら、溶液の溶媒が蒸発するときに第２
の分極化圧電フィルム１０２が適用され、面して第１の
圧電フィルム層９２に積層される。
ここで第１３図を参照するに、その後、第２の電極層１
０４が第２の分極化圧電フィルム層１０２上に適用され
て装置が完成する。
０４が第２の分極化圧電フィルム層１０２上に適用され
て装置が完成する。
第６ａ図〜１３図の方法により作製した変換器の電極及
び中間電気伝導性層は、半導体基板上の回路と適当な内
部接続が行なわれるように通常のレーザー除去技術また
は他のエツチング技術を用いてパターン化することがで
きる。めっきされたスルーホール、ワイヤーボンディン
グ及びエッヂ接続が斯かる内部接続の形成に適した技術
である。半導体基板上に形成された圧電フィルムに通常
のａｉ極及び逆極性化技術を用いることができるる。例
えば、パターン化した電極及び中間電気伝導性層を用い
て、適当な逆分極電圧を単に加えることにより特定の圧
電フィルム層の分極を逆にすることができる。また、レ
ーザーを用いて、装置の圧電活性領域の選ばれた面積を
選択的に減極するか或は、熱源としての使用時には選択
的に逆分極化することができる。
び中間電気伝導性層は、半導体基板上の回路と適当な内
部接続が行なわれるように通常のレーザー除去技術また
は他のエツチング技術を用いてパターン化することがで
きる。めっきされたスルーホール、ワイヤーボンディン
グ及びエッヂ接続が斯かる内部接続の形成に適した技術
である。半導体基板上に形成された圧電フィルムに通常
のａｉ極及び逆極性化技術を用いることができるる。例
えば、パターン化した電極及び中間電気伝導性層を用い
て、適当な逆分極電圧を単に加えることにより特定の圧
電フィルム層の分極を逆にすることができる。また、レ
ーザーを用いて、装置の圧電活性領域の選ばれた面積を
選択的に減極するか或は、熱源としての使用時には選択
的に逆分極化することができる。
一例一
３インチ×３インチの押出共重合体フィルム（ＶＦ、
７５ ’ｅル％及びＶＦｉ ２５（−ル％） ２枚を、
通常の極性化技術を用いてプレスで分極化した。
７５ ’ｅル％及びＶＦｉ ２５（−ル％） ２枚を、
通常の極性化技術を用いてプレスで分極化した。
分極化共重合体フィルムの主要面を砂吹きにより粗（し
次いで蒸気脱脂した。その後、フィルムをオーブン中６
０℃で一晩乾燥した。溶媒溶接用溶液は、２０重量部の
粉末状共重合体（ＶＦ、７５モル％及びｖＦ、２５モル
％）２０重量部をメチルエチルケト２８０重量部に溶解
させることにより調製した。その後、溶媒溶接用溶液の
０．０３３＋ａｍ（ｌ、３ミル）層をドクターブレード
により一方の分極化共重合体フィルムの正側と他方の分
極化共重合体フィルムの負側に塗布した。溶媒で濡れた
面を接触させ、６０℃、３０００ ｐｓｉの加熱プレス
に入れた。８時間以上経た後、積層体として溶媒溶接し
たフィルムをプレスから取出した。
次いで蒸気脱脂した。その後、フィルムをオーブン中６
０℃で一晩乾燥した。溶媒溶接用溶液は、２０重量部の
粉末状共重合体（ＶＦ、７５モル％及びｖＦ、２５モル
％）２０重量部をメチルエチルケト２８０重量部に溶解
させることにより調製した。その後、溶媒溶接用溶液の
０．０３３＋ａｍ（ｌ、３ミル）層をドクターブレード
により一方の分極化共重合体フィルムの正側と他方の分
極化共重合体フィルムの負側に塗布した。溶媒で濡れた
面を接触させ、６０℃、３０００ ｐｓｉの加熱プレス
に入れた。８時間以上経た後、積層体として溶媒溶接し
たフィルムをプレスから取出した。
一方の側に０．０２５ｗｎ＋（＋ミル）の銅をめっきし
た３インチ×３インチの低炭素鋼板（０１５ｍｍ（６ミ
ル））を電極として用いた。電極の銅側を軽度に砂吹き
し、蒸気脱脂しそして乾燥した。
た３インチ×３インチの低炭素鋼板（０１５ｍｍ（６ミ
ル））を電極として用いた。電極の銅側を軽度に砂吹き
し、蒸気脱脂しそして乾燥した。
その後、銅側に接着促進剤（ペンシルベニア州エリエ（
Ｅｒｉ、ｅ）所在のロード（Ｌｏｒｄ１社から市販され
ているＣｌＩＥＭＬＯＣＡＰ１３４ ） で下塗りし
た。調製した表面に接着促進剤をブラシで厚さ約０．Ｏ
ｌ、３ａｕｎ（１／２ミル）に塗布した。
Ｅｒｉ、ｅ）所在のロード（Ｌｏｒｄ１社から市販され
ているＣｌＩＥＭＬＯＣＡＰ１３４ ） で下塗りし
た。調製した表面に接着促進剤をブラシで厚さ約０．Ｏ
ｌ、３ａｕｎ（１／２ミル）に塗布した。
二液性ウレタン接着剤すなわちロード社から市販されて
いるＴＹＣＥＬ７００１と７２００ （商標名）とを２
０：ｌの比で混合し、次いで低度の真空中で脱気して気
泡をすべて除去した。この接着剤を電極の下塗りした表
面と積層共重合体フィルムの露出せる主要面にドクター
ブレードでおよそ０．０３３ｍｍ （１，３ミル）の厚
さに塗布した。その後、接着剤を被覆した表面を６０℃
で５分間乾燥して溶媒を除去した。
いるＴＹＣＥＬ７００１と７２００ （商標名）とを２
０：ｌの比で混合し、次いで低度の真空中で脱気して気
泡をすべて除去した。この接着剤を電極の下塗りした表
面と積層共重合体フィルムの露出せる主要面にドクター
ブレードでおよそ０．０３３ｍｍ （１，３ミル）の厚
さに塗布した。その後、接着剤を被覆した表面を６０℃
で５分間乾燥して溶媒を除去した。
接着剤を被覆した電極表面を共重合体積層体の両側にプ
レスした。次いで、組立体全体を６０℃、圧力３０００
ｐｓｉの加熱プレスに８時間入れた。その後、積層構
造体を通常の圧延技術を用いて所望のタイル長及び幅寸
法に加工した。
レスした。次いで、組立体全体を６０℃、圧力３０００
ｐｓｉの加熱プレスに８時間入れた。その後、積層構
造体を通常の圧延技術を用いて所望のタイル長及び幅寸
法に加工した。
次いで、積層タイルを油で満たした容器中で水圧感度に
関し試験した。該容器に空気シリダ−によって１００ｐ
ｓｉの圧カバルス（１ｋｔｌｚのスパイク）をかけたと
きの各タイルの電気的応答をモニターした。タンク中の
周囲圧力は大気圧から約１０００ｐｓｉの範囲であった
。感度はｌｖ／μＰａで一１９２ｄＢと測定された。
関し試験した。該容器に空気シリダ−によって１００ｐ
ｓｉの圧カバルス（１ｋｔｌｚのスパイク）をかけたと
きの各タイルの電気的応答をモニターした。タンク中の
周囲圧力は大気圧から約１０００ｐｓｉの範囲であった
。感度はｌｖ／μＰａで一１９２ｄＢと測定された。
ｆＩ層タイルのキャパシタンスはヒューレットパッカー
ドＬＣＲブリッジを用いて３８５ピコフアラドと測定さ
れた。
ドＬＣＲブリッジを用いて３８５ピコフアラドと測定さ
れた。
銅織りのリード線（２６ゲージ）を、通常の１０−スズ
半田を用いて各電極の胴側に適用した。
半田を用いて各電極の胴側に適用した。
その後、複数の積層タイルを並列に接続して有限長の列
を形成した。
を形成した。
第１ａ図〜ｌｅ図は、積層圧電変換器を製造するための
本発明方法を例示する断面図である。 第２図は、電気伝導性層を積層組立体のキャパシタンス
を調節するために二つの圧電フィルム中に挿入した本発
明の別の圧電変換器の断面図である。 第３図は、第１ａ図〜ｌｅ図に例示した方法により製造
した圧電構造体を用いる本発明の水中聴音機の断面図で
ある。 第４ａ図及び４ｂ図は、円柱状積層圧電変換器を形成す
るための本発明の別の方法を例示した投影図である。 第５ａ図〜５０図は、複数の圧電フィルムリボンから円
柱状積層圧電変換器を形成するための本発明の別の方法
を例示する側面図である。 第６ａ図〜ｌＯｂ図は、半導体基板上に積層圧電変換器
を形成するための本発明の方法の断面図である。 第１１図〜１３図は、電気伝導性層が二つの圧電フィル
ムの間に挿入されている、第６ａ図〜１０ｂに例示した
方法とは別の方法を示す断面図である。 図中主要部分を表わす符合の説明は以下の通りである： ｌＯ・・・第１分極圧電フィルム １４・・・第２分極圧電フィルム ２０．２２・・・電極 ４８．５０．５２・・・電気的接続 ６２・・・ブーツ ７０・・・電気伝導性管 ８２゜ ８４ ・ ・圧電フィルムリボン ・半導体基板 回 Ｊ虱 間 弘 へ −Ｌ々、ｆａ −ｒ勾、ｔｂ −り勾、に −Ｌで、５ａ −り勾−５ｂ −Ｆ勾、５Ｃ
本発明方法を例示する断面図である。 第２図は、電気伝導性層を積層組立体のキャパシタンス
を調節するために二つの圧電フィルム中に挿入した本発
明の別の圧電変換器の断面図である。 第３図は、第１ａ図〜ｌｅ図に例示した方法により製造
した圧電構造体を用いる本発明の水中聴音機の断面図で
ある。 第４ａ図及び４ｂ図は、円柱状積層圧電変換器を形成す
るための本発明の別の方法を例示した投影図である。 第５ａ図〜５０図は、複数の圧電フィルムリボンから円
柱状積層圧電変換器を形成するための本発明の別の方法
を例示する側面図である。 第６ａ図〜ｌＯｂ図は、半導体基板上に積層圧電変換器
を形成するための本発明の方法の断面図である。 第１１図〜１３図は、電気伝導性層が二つの圧電フィル
ムの間に挿入されている、第６ａ図〜１０ｂに例示した
方法とは別の方法を示す断面図である。 図中主要部分を表わす符合の説明は以下の通りである： ｌＯ・・・第１分極圧電フィルム １４・・・第２分極圧電フィルム ２０．２２・・・電極 ４８．５０．５２・・・電気的接続 ６２・・・ブーツ ７０・・・電気伝導性管 ８２゜ ８４ ・ ・圧電フィルムリボン ・半導体基板 回 Ｊ虱 間 弘 へ −Ｌ々、ｆａ −ｒ勾、ｔｂ −り勾、に −Ｌで、５ａ −り勾−５ｂ −Ｆ勾、５Ｃ
Claims (58)
- １．積層圧電構造の形成方法であって、 （ａ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む複数の分極化圧電フィルムを用意し、 （ｂ）該フィルム間に、ふっ化ビニリデンとトリフルオ
ロエチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含む溶液を前
記フィルムとの表面接触関係で挿入し、そして （ｃ）前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させて圧電フ
ィルムを積層させる諸工程を含む方法。 - ２．更に、最外側圧電フィルムの一方の露出した主要面
に導電性層を適用し、そして 最外側圧電フィルムの他方の露出した主要面に追加の電
気伝導性層を適用する諸工程を含む、特許請求の範囲第
１項記載の方法。 - ３．圧電フィルムが実質的に同じ方向で分極化している
、特許請求の範囲第２項記載の方法。 - ４．圧電フィルムが実質的に反対方向で分極化している
、特許請求の範囲第２項記載の方法。 - ５．圧電フィルムの少なくとも二枚の間に施された溶液
が更に微細な電気伝導性粒子を含む、特許請求の範囲第
３項記載の方法。 - ６．電気伝導性粒子が銀である、特許請求の範囲第５項
記載の方法。 - ７．工程（ｃ）が高温高圧で実施される、特許請求の範
囲第１項記載の方法。 - ８．工程（ｃ）が、約５０〜６０℃に加熱された定盤付
きプレスで実施される、特許請求の範囲囲第７項記載の
方法。 - ９．工程（ａ）が分極化圧電フィルム少なくとも三枚を
包含する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 - １０．更に、ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレン
との共重合体を含む追加の分極化圧電フィルムを用意し
、 予め積層した圧電フィルムの一方の露出面と前記追加の
圧電フィルムとの間に、ふっ化ビニリデンとトリフルオ
ロエチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含む溶液を前
記露出面及び追加の圧電フィルムとの表面接触関係で挿
入し、そして前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させ、
それによつて前記追加の圧電フィルムに前記予め積層し
た圧電フィルムを積層させる諸工程を含む、特許請求の
範囲第１項記載の方法。 - １１．積層圧電変換器の形成方法にして、 （ａ）ふっ化ビニリデン約６０〜９５モル％とトリフル
オロエチレン約５〜４０モル％との共重合体を含む複数
の分極化圧電フィルムを用意し、 （ｂ）該フィルム間に、ふっ化ビニリデン約６０〜９５
モル％とトリフルオロエチレン約５〜４０モル％との共
重合体及び適当な溶剤を含む溶液を前記フィルムとの表
面接触関係で挿入し、 （ｃ）前記溶媒を実質上すべて高温高圧下蒸発させ、そ
れによって圧電フィルムを積層させ、 （ｄ）最外側圧電フィルムの一方の露出した主要面に電
気伝導性層を適用し、そして （ｅ）最外側圧電フィルムの他方の露出した主要面に追
加の電気伝導性層を適用する諸工程を含む方法。 - １２．溶液が共重合体約２０〜４０重量％を含む、特許
請求の範囲第１１項記載の方法。 - １３．溶媒がアセトン、メチルエチルケトン及び酢酸エ
チルよりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第１２項
記載の方法。 - １４．圧電フィルム少なくとも二枚の間に施される溶液
が更に微細な電気伝導性粒子を含む、特許請求の範囲第
１１項記載の方法。 - １５．微細な電気伝導性粒子を有する溶液が、ふっ化ビ
ニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体約９〜２
４重量％、銀フレーク約１２〜２８重量％及び適当な溶
媒約６０〜７０重量％を含む特許請求の範囲特許請求の
範囲第１４項記載の方法。 - １６．微細な電気伝導性粒子を有する溶液が、ふっ化ビ
ニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体約１２〜
１６重量％、銀フレーク約１８〜２４重量％及び適当な
溶媒約６０〜７０重量％を含む特許請求の範囲第１５項
記載の方法。 - １７．工程（ｃ）が、約５０〜６０℃に加熱された定盤
付きプレスで実施される、特許請求の範囲第１１項記載
の方法。 - １８．溶液がフィルム間に約０．２５〜約３ミルの厚さ
で挿入される、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 - １９．分極化圧電フィルムが少なくとも約１００ミルの
厚さを有する、特許請求の範囲第１１項記載の方法。 - ２０．ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体及び適当な溶媒を含む溶液により該溶媒蒸発後一
緒に積層されたふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレ
ンとの共重合体を含む積み重ねられた複数の分極化圧電
フィルム並びに該積み重ねられ積層された分極化圧電フ
ィルムを挟持するように位置した一対の電極を含む圧電
変換器。 - ２１．更に、圧電フィルム少なくとも二枚の間に挿入さ
れた、溶媒蒸発後の溶液中微細な電気伝導性粒子を含む
、特許請求の範囲第２０項記載の圧電変換器。 - ２２．ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体及び適当な溶媒を含む溶液により該溶媒蒸発後一
緒に積層されたふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレ
ンとの共重合体を含む積み重ねられた複数の分極化圧電
フィルム並びに該積み重ねられ積層された分極化圧電フ
ィルムを挟持するように位置した一対の電極を含む複数
の変換器と、そして 該変換器の電極を電気的に結合して、相互に接続した複
数の変換器を形成するための手段とを含む水中聴音機。 - ２３．電極がアルミニウム−炭化けい素複合物を含む、
特許請求の範囲第２２項記載の水中聴音機。 - ２４．更に、圧電フィルム少なくとも二枚の間に挿入さ
れた、溶媒蒸発後の溶液中の微細な電気伝導性粒子を含
む、特許請求の範囲第２２項記載の水中聴音機。 - ２５．積層圧電変換器の形成方法にして、 （ａ）電気伝導性管の外面に接着層を施し、面して該接
着層は前記管と、後続適用される分極化圧電フィルムと
の間に電気伝導を許容するよう選択されるものとし、 （ｂ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む分極化圧電フィルムの一方の主要面に、ふ
っ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体及
び適当な溶媒を含む溶液を施し、 （ｃ）該管の周囲に分極化圧電フィルムを巻いて溶液を
含む前記主要面が該管に接するようにし、 （ｄ）前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させ、それに
よって前記分極化圧電フィルムの隣接巻き同士を積層し
、そして （ｅ）前記分極化圧電フィルムの露出し外側表面に電気
伝導性層を適用する諸工程を含む方法。 - ２６．工程（ｃ）の分極化圧電フィルムが管の周囲に巻
付けられる、特許請求の範囲第２５項記載の方法。 - ２７．分極化圧電フィルム及び溶液の共重合体がふっ化
ビニリデン約６０〜９５モル％とトリフルオロエチレン
約５〜４０モル％を含む、特許請求の範囲第２６項記載
の方法。 - ２８．溶液が共重合体約２０〜４０重量％を含む、特許
請求の範囲第２６項記載の方法。 - ２９．溶液の溶媒がアセトン、メチルエチルケトン及び
酢酸エチルよりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第
２８項記載の方法。 - ３０．接着層を有する電気伝導性管の周囲に巻付けられ
た、ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重
合体を含む分極化圧電フィルムにして、前記接着層が前
記管と前記圧電フィルムとの間の電気伝導を許容し、し
かも巻付けられた分極化圧電フィルムの隣接巻き同志が
ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
及び適当な溶媒を含む溶液により溶媒蒸発後一緒に積層
された前記分極化圧電フィルムと、そして 該分極化圧電フィルムの露出した外部表面に置かれた電
気伝導性層とを含む圧電変換器 - ３１．接着層を有する電気伝導性管の周囲に巻付けられ
た、ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重
合体を含む分極化圧電フィルムにして、前記接着層が前
記管と前記圧電フィルムとの間の電気伝導を許容し、し
かも巻付けられた分極化圧電フィルムの隣接巻き同志が
ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
及び適当な溶媒を含む溶液により溶媒蒸発後一緒に積層
される前記分極化圧電フィルムと、そして 該フィルムの露出した外部表面に置かれた電気伝導性層
とを含む複数の変換器、並びに 電気伝導性管と電気伝導性層とを電気的に結合して、相
互に接続した複数の変換器を形成するための手段を含む
水中聴音機。 - ３２．積層圧電変換器の形成方法であって、 （ａ）電気伝導性管の外側表面に接着層を施し、面して
該接着層は前記管と、後続適用される分極化圧電フィル
ムとの間に電気伝導を許容するよう選択されるものとし
、 （ｂ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む最初の分極化圧電リボンを前記管周囲にら
せん状に巻付け、 （ｃ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む追加の分極化圧電リボンの一方の主要面に
ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体
及び適当な溶媒を含む溶液を施し、 （ｄ）該管の周囲に追加の分極化圧電リボンをらせん状
に巻付けて前記溶液を含む圧電リボンの主要面が前記最
初の分極化圧電リボンに接触するようにし、 （ｅ）前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させ、それに
よって分極化リボン同士を積層させ、そして （ｆ）前記分極化圧電フィルムの露出した最外側表面に
導電層を適用する諸工程を含む方法。 - ３３．工程（ｃ）〜（ｅ）が少なくとも一回反復される
、特許請求の範囲第３２項記載の方法。 - ３４．最初の分極化圧電リボン及び追加の分極化圧電リ
ボン並びに溶液の共重合体がふっ化ビニリデン約６０〜
９５モル％とトリフルオロエチレン約５〜４０モル％を
含む、特許請求の範囲第３２項記載の方法。 - ３５．溶液が共重合体約２０〜４０重量％を含む、特許
請求の範囲第３２項記載の方法。 - ３６．溶液の溶媒がアセトン、メチルエチルケトン及び
酢酸エチルよりなる群から選ばれる、特許請求の範囲第
３５項記載の方法。 - ３７．電気伝導性管と最初の分極化圧電リボンとの間の
電気伝導を許容するように選択された接着層を有する電
気伝導性管周囲にらせん状に巻付けられた、ふっ化ビニ
リデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含む最初
の分極化圧電リボンと、前記電気伝導性管周囲にらせん
状に巻付けられ且つ前記最初の分極化圧電リボンに、ふ
っ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体及
び適当な溶媒を含んだ溶液により該溶媒蒸発後積層され
たふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合
体を含む追加の分極化圧電リボンと、そして 最外側の分極化圧電リボンの露出面上に置かれた電気伝
導性層を含む圧電変換器。 - ３８．電気伝導性管と最初の分極化リボンとの間の電気
伝導を許容する接着層を有する電気伝導性管周囲にらせ
ん状に巻付けられた、ふっ化ビニリデンとトリフルオロ
エチレンとの共重合体を含む最初の分極化圧電リボンと
、 前記電気伝導性管周囲にらせん状に巻付けられ、且つ前
記最初の分極化圧電リボンに、ふっ化ビニリデンとトリ
フルオロエチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含んだ
溶液により該溶媒蒸発後積層されたふっ化ビニリデンと
トリフルオロエチレンとの共重合体を含む追加の分極化
圧電リボンと、そして 最外側の分極化圧電リボンの露出面に置かれた電気伝導
性層を含む複数の変換器、並びに電気伝導性管と電気伝
導性層とを電気的に結合して、相互に接続した変換器を
形成するための手段を含む水中聴音機。 - ３９．半導体基材上に圧電変換器を形成する方法であっ
て、 （ａ）該半導体基材の最初の表面にふっ化ビニリデンと
トリフルオロエチレンとの共重合体を含む層を被覆し、
また前記半導体基材の、前記最初の表面とは実質上反対
の別の表面上に電気伝導性層を置き、そして （ｂ）電界を前記電気伝導性層及び前記共重合体層に横
切るように適用して該共重合体層を分極化する方法。 - ４０．工程（ａ）の共重合体層が半導体基材上にスピン
コーティンまたは溶液流延される、特許請求の範囲第３
９項記載の方法。 - ４１．工程１（ｂ）で共重合体層を分極化するのにコロ
ナ放電が用いられる、特許請求の範囲第３９項記載の方
法。 - ４２．共重合体層の露出面上に暫定的電気伝導性層が適
用され、該層が工程１（ｂ）で直接分極化される、特許
請求の範囲第３９項記載の方法。 - ４３．更に、 （ｃ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む分極化圧電フィルムを用意し、 （ｄ）該共重合体層と分極化圧電フィルムとの間に、ふ
っ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体及
び適当な溶媒を含む溶液を前記層及びフィルムとの表面
接触関係で挿入し、 （ｅ）前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させて前記分
極化共重合体層と前記分極化圧電フィルムとを積層させ
、 （ｆ）該分極化圧電フィルムの露出面に追加の電気伝導
性層を適用する諸工程を含む、特許請求の範囲代３９項
記載の方法。 - ４４．更に、工程（ｅ）と工程（ｆ）との間に、ふっ化
ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含む
追加のフィルムを用意し、予め積層されたフィルムの露
出面と追加のフィルムとの間に、ふっ化ビニリデンとト
リフルオロエチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含む
溶液を前記露出面及び追加のフィルムとの表面接触関係
で挿入し、そして 前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させ、それによつて
前記追加のフィルムに前記予め積層されたフィルムを積
層する諸工程を含む、特許請請求の範囲第４３項記載の
方法。 - ４５．分極化圧電フィルム、分極化共重合体層及び溶液
の共重合体がふっ化ビニリデン約６０〜９５モル％とト
リフルオロエチレン約５〜４０モル％を含む、特許請求
の範囲第４３項記載の方法。 - ４６．溶液が共重合体約２０〜４０重量％を含む、特許
請求の範囲第４３項記載の方法。 - ４７．溶液の溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン及
び酢酸エチルよりなる群から選ばれ、半導体基材がけい
素を含む、特許請求の範囲第４６項記載の方法。 - ４８．半導体基材上に積層圧電変換器を形成する方法で
あって、 （ａ）半導体基材の表面上に電気伝導性層を形成し、 （ｂ）該電気伝導性層上にふっ化ビニリデンとトリフル
オロエチレンとの共重合体を含む層を被覆し、 （ｃ）電界を、前記の電気伝導性層及び共重合体層に横
切るように適用し、 （ｄ）ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体を含む分極化圧電フィルムを用意し、 （ｅ）該分極化共重合体層と分極化圧電フィルムとの間
に、ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重
合体及び適当な溶媒を含む溶液を前記層及びフィルムと
の表面接触関係で挿入し、 （ｆ）前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させて前記分
極化共重合体層と前記分極化圧電フィルムとを積層させ
、そして （ｇ）前記共重合体フィルムの露出面上に追加の電気伝
導性層を適用する諸工程を含む方法。 - ４９．工程（ａ）の共重合体層が電気伝導性層上にスピ
ンコーティングまたは溶液流延される、特許請求の範囲
第４８項記載の方法。 - ５０．更に、工程（ｆ）と工程（ｇ）との間に、ふっ化
ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体を含む
追加の分極化圧電フィルムを用意し、 予め積層されたフィルムの露出面と追加のフィルムとの
間に、ふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共
重合体及び適当な溶媒を含む溶液を前記露出面と追加の
フィルムとの表面接触関係で挿入し、そして 前記溶液の溶媒を実質上すべて蒸発させ、それによって
前記追加のフィルムに前記予め積層されたフィルムを積
層する諸工程を含む、特許請求の範囲第４８項記載の方
法。 - ５１．分極化圧電フィルム、分極化共重合体層及び溶液
の共重合体がふっ化ビニリデン約６０〜９５モル％とト
リフルオロエチレン約５〜４０モル％を含む、特許請求
の範囲第４８項記載の方法。 - ５２．溶液が共重合体約２０〜４０重量％を含む、特許
請求の範囲第４８項記載の方法。 - ５３．溶液の溶媒が、アセトン、メチルエチルケトン及
び酢酸エチルよりなる群から選ばれ、半導体基材がけい
素を含む、特許請求の範囲第５２項記載の方法。 - ５４．或る（第１の）電気伝導性層を有する半導体基材
上に置かれたふっ化ビニリデンとトリフルオロエチレン
との共重合体を含む最初の分極化圧電層と、 該最初の分極化圧電層に、ふっ化ビニリデンとトリフル
オロエチレンとの共重合体及び適当な溶媒を含んだ溶液
により該溶媒蒸発後積層された追加の分極化圧電層と、
そして 最外側の分極化圧電層の露出面上に載置された追加の電
気伝導性層を含む圧電変換器。 - ５５．更に、溶液により溶媒蒸発後一緒に積層された複
数の、追加の分極化圧電層を含む、特許請求の範囲第５
４項記載の圧電変圧器。 - ５６．半導体基材がけい素である、特許請求の範囲第５
４項記載の圧電変圧器。 - ５７．最初の電気伝導性層が、該最初の分極化圧電層を
担持する基材面とは実質的に反対の半導体基材面上に載
置される、特許請求の範囲第５４項記載の圧電変圧器。 - ５８．最初の電気伝導性層が半導体基材と最初の分極化
圧電層との間に挿入される、特許請求の範囲第５４項記
載の圧電変圧器。
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