JPS6212677B2 - - Google Patents
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- JPS6212677B2 JPS6212677B2 JP55033378A JP3337880A JPS6212677B2 JP S6212677 B2 JPS6212677 B2 JP S6212677B2 JP 55033378 A JP55033378 A JP 55033378A JP 3337880 A JP3337880 A JP 3337880A JP S6212677 B2 JPS6212677 B2 JP S6212677B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
- H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/09—Forming piezoelectric or electrostrictive materials
- H10N30/098—Forming organic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
- H10N30/857—Macromolecular compositions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は圧電バイモルフの製造方法に関し、更に
詳細には高分子材料及び強誘電体セラミツク微粉
末から成る高分子・無機複合物圧電材料を用いる
圧電バイモルフの製造方法に関する。
詳細には高分子材料及び強誘電体セラミツク微粉
末から成る高分子・無機複合物圧電材料を用いる
圧電バイモルフの製造方法に関する。
圧電マイクロホン、圧電スピーカー、表示等に
用いられる高分子、無機複合物圧電材料から成る
圧電バイモルフの製造方法の従来採用されていた
製造方法の１例は下記のとおりである。前記複合
物圧電材料をフイルム状又はシート状（以下単に
フイルム状という）に形成し、その両面にクロム
の蒸着等により電極を付着して分極処理を施し、
圧電性を賦与する。両側バイモルフにおいては、
第１図に示すように２枚のフイルム状圧電体１が
圧電性の発露方向（極性）２が逆になるように配
置、結合される。又片側バイモルフにおいては第
２図に示すようにフイルム状圧電体１及び圧電性
のないフイルム３が配置、結合される。そしてこ
れらの２枚のフイルムの結合はいずれも接着剤に
よる接着によりなされた。
用いられる高分子、無機複合物圧電材料から成る
圧電バイモルフの製造方法の従来採用されていた
製造方法の１例は下記のとおりである。前記複合
物圧電材料をフイルム状又はシート状（以下単に
フイルム状という）に形成し、その両面にクロム
の蒸着等により電極を付着して分極処理を施し、
圧電性を賦与する。両側バイモルフにおいては、
第１図に示すように２枚のフイルム状圧電体１が
圧電性の発露方向（極性）２が逆になるように配
置、結合される。又片側バイモルフにおいては第
２図に示すようにフイルム状圧電体１及び圧電性
のないフイルム３が配置、結合される。そしてこ
れらの２枚のフイルムの結合はいずれも接着剤に
よる接着によりなされた。
このような従来法では分極処理を施したフイル
ム状圧電体を接着するために、接着手段に考慮を
払わなければならないし、又両側バイモルフにお
いては分極処理を別個に行なうことが必要であ
る。特に高分子圧電材料を用いた圧電バイモルフ
では溶融工程を経ることにより圧電性を消滅して
しまうために一般に熱圧着を施すことは困難であ
り、又圧電性の形の自由度が得られない等高分子
材料の最大の特徴である成形性の良さを犠牲にし
た点に問題があるといえよう。
ム状圧電体を接着するために、接着手段に考慮を
払わなければならないし、又両側バイモルフにお
いては分極処理を別個に行なうことが必要であ
る。特に高分子圧電材料を用いた圧電バイモルフ
では溶融工程を経ることにより圧電性を消滅して
しまうために一般に熱圧着を施すことは困難であ
り、又圧電性の形の自由度が得られない等高分子
材料の最大の特徴である成形性の良さを犠牲にし
た点に問題があるといえよう。
そして従来法は片側圧電バイモルフの製造方法
としては兎も角として両側圧電バイモルフの製造
方法としては満足すべき方法ではない。
としては兎も角として両側圧電バイモルフの製造
方法としては満足すべき方法ではない。
ところで合成高分子圧電材料としてはポリ―γ
―メチル―Ｌ―グルタメート、ポリ―γ―ベンジ
ル―Ｌ―グルタメート、ポリフツ化ビニリデンな
どが知られているが、その圧電性の大きさからポ
リフツ化ビニリデンが最も良く知られた材料であ
る。ポリフツ化ビニリデンでは圧電性を賦与する
ために延伸処理を施すことが必要であるのに対
し、フツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共重合
体においては延伸処理無しで大きな圧電性を示す
ことが知られている。〔東畑、八木、佐古；第26
回応用物理学関係連合構演会325（1979）、打土
井、岩本、岩間、田村；同326（1979）、山田、上
田、北山；同326（1979）参照〕 本発明者等はフツ化ビニリデン―三フツ化エチ
レン共重合体の前記特性に着目し、これを圧電バ
イモルフに適用するために多角的に検討した結果
本発明を完成するに到つたものである。
―メチル―Ｌ―グルタメート、ポリ―γ―ベンジ
ル―Ｌ―グルタメート、ポリフツ化ビニリデンな
どが知られているが、その圧電性の大きさからポ
リフツ化ビニリデンが最も良く知られた材料であ
る。ポリフツ化ビニリデンでは圧電性を賦与する
ために延伸処理を施すことが必要であるのに対
し、フツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共重合
体においては延伸処理無しで大きな圧電性を示す
ことが知られている。〔東畑、八木、佐古；第26
回応用物理学関係連合構演会325（1979）、打土
井、岩本、岩間、田村；同326（1979）、山田、上
田、北山；同326（1979）参照〕 本発明者等はフツ化ビニリデン―三フツ化エチ
レン共重合体の前記特性に着目し、これを圧電バ
イモルフに適用するために多角的に検討した結果
本発明を完成するに到つたものである。
すなわち、本発明の目的は接着工程を伴う従来
法の欠点を解決し、特に両側圧電バイモルフの製
造方法に適した圧電バイモルフの製造方法を提供
することである。
法の欠点を解決し、特に両側圧電バイモルフの製
造方法に適した圧電バイモルフの製造方法を提供
することである。
本発明の前記目的を達成する圧電バイモルフの
製造方法チタン・ジルコン酸鉛（以下PZTと略
す）を体積分率20％以上含むフイルム状の高分
子、PZT圧電材料にフツ化ビニリデン―三フツ化
エチレン共重合体又はこれを主成分とする高分子
材料をフイルム状として熱圧着するか又は溶液状
として塗布して二相構造の圧電材料を形成した後
分極処理を施すことを特徴とする。
製造方法チタン・ジルコン酸鉛（以下PZTと略
す）を体積分率20％以上含むフイルム状の高分
子、PZT圧電材料にフツ化ビニリデン―三フツ化
エチレン共重合体又はこれを主成分とする高分子
材料をフイルム状として熱圧着するか又は溶液状
として塗布して二相構造の圧電材料を形成した後
分極処理を施すことを特徴とする。
フツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体
は、高分子材料と体積分率20％以上含むPZTとか
らなる高分子、無機複合物圧電材料と電気的に直
列につながれ分極処理を施された場合、その圧電
性の発露方向（極性）は互いに逆となつて表われ
る。なお、PZTの体積分率の小さい範囲における
高分子無機複合物の圧電率は小さく、かつフツ化
ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体の圧電率
と同符号である。
は、高分子材料と体積分率20％以上含むPZTとか
らなる高分子、無機複合物圧電材料と電気的に直
列につながれ分極処理を施された場合、その圧電
性の発露方向（極性）は互いに逆となつて表われ
る。なお、PZTの体積分率の小さい範囲における
高分子無機複合物の圧電率は小さく、かつフツ化
ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体の圧電率
と同符号である。
そこでフツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共
重合体とPZTを体積分率20％以上含む高分子、
PZT複合物圧電材料とを用いてあらかじめ二相構
造に作製しておき、その後直流電界の印加等によ
り分極処理を施すことにより各々に逆極性の圧電
性を賦与し、両側バイモルフ構造を得ることがで
きる。
重合体とPZTを体積分率20％以上含む高分子、
PZT複合物圧電材料とを用いてあらかじめ二相構
造に作製しておき、その後直流電界の印加等によ
り分極処理を施すことにより各々に逆極性の圧電
性を賦与し、両側バイモルフ構造を得ることがで
きる。
そしてフツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共
重合体は延伸処理を行なわなくとも大きな圧電性
が賦与できるので前記の二相構造を構成するため
に該共重合体をフイルム状として高分子、PZT複
合物圧電材料に熱圧着するか、又は溶液状として
塗布する手段が採用できる。
重合体は延伸処理を行なわなくとも大きな圧電性
が賦与できるので前記の二相構造を構成するため
に該共重合体をフイルム状として高分子、PZT複
合物圧電材料に熱圧着するか、又は溶液状として
塗布する手段が採用できる。
本発明において使用される高分子、PZT複合物
圧電材料を構成する高分子材料としては分極処理
によりそれ自体圧電性を示す前記既知の高分子材
料であるか、又はそれ自体圧電性を示さない塩化
ビニル系重合体、ポリアミド等である。
圧電材料を構成する高分子材料としては分極処理
によりそれ自体圧電性を示す前記既知の高分子材
料であるか、又はそれ自体圧電性を示さない塩化
ビニル系重合体、ポリアミド等である。
フツ化ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体
は特にその単量体組成により限定されず、又その
特性を発現できる組成範囲内でフツ素ゴム、その
他の相容性高分子材料を配合することができる。
は特にその単量体組成により限定されず、又その
特性を発現できる組成範囲内でフツ素ゴム、その
他の相容性高分子材料を配合することができる。
次に本発明を実施例について説明するが、本発
明はこれによりなんら限定されるものではない。
明はこれによりなんら限定されるものではない。
下記の各実施例により製造した圧電バイモルフ
の性能試験は室温で行なつた。
の性能試験は室温で行なつた。
実施例 １
ポリフツ化ビニリデンとフツ素ゴムとの６：４
配合高分子材料15重量％及びPZT微粉末85重量％
（体積分率57％）より成る高分子、無機複合物圧
電材料のフイルムと、フイルム状のフツ化ビニリ
デン―三フツ化エチレン共重合体とを重ね、熱プ
レスにより200℃、100Kg／cm2の条件で一体に成形
し、二相構造とした後、電極を蒸着し100℃の恒
温槽中で150KV／cmの電界を印加し分極処理を施
し、圧電バイモルフを得た。
配合高分子材料15重量％及びPZT微粉末85重量％
（体積分率57％）より成る高分子、無機複合物圧
電材料のフイルムと、フイルム状のフツ化ビニリ
デン―三フツ化エチレン共重合体とを重ね、熱プ
レスにより200℃、100Kg／cm2の条件で一体に成形
し、二相構造とした後、電極を蒸着し100℃の恒
温槽中で150KV／cmの電界を印加し分極処理を施
し、圧電バイモルフを得た。
厚さ230μｍの前記圧電バイモルフを、片端固
定、片端自由の状態に保持し、長さを３cmとし
た。
定、片端自由の状態に保持し、長さを３cmとし
た。
これに40Vの電圧を印加したところ、先端で
120μｍの変位を得た。
120μｍの変位を得た。
実施例 ２
アセトンに溶解したフツ化ビニリデン―三フツ
化エチレン共重合体溶液を実施例１と同一のフイ
ルム状の高分子、無機複合物圧電材料上にキヤス
テイングし、50℃の恒温槽中で５時間乾燥させ、
二相構造を作製し、電極蒸着後100℃の恒温槽中
で100KV／cmの電界を印加し、分極処理を施し圧
電バイモルフを得た。
化エチレン共重合体溶液を実施例１と同一のフイ
ルム状の高分子、無機複合物圧電材料上にキヤス
テイングし、50℃の恒温槽中で５時間乾燥させ、
二相構造を作製し、電極蒸着後100℃の恒温槽中
で100KV／cmの電界を印加し、分極処理を施し圧
電バイモルフを得た。
厚さ120μｍの前記圧電バイモルフを、片端固
定、片端自由の状態で保持し、長さを１cmとし
た。
定、片端自由の状態で保持し、長さを１cmとし
た。
これに30Vの電圧を印加したところ、先端で15
μｍの変位を得た。
μｍの変位を得た。
実施例 ３
実施例２において二相構造としたフイルムをさ
らに200℃、80Kg／cm2の条件で熱プレスを行つた
後、電極を蒸着し、100℃の恒温槽中で150KV／
cmの電界を印加し分極処理を施し圧電バイモルフ
を得た。
らに200℃、80Kg／cm2の条件で熱プレスを行つた
後、電極を蒸着し、100℃の恒温槽中で150KV／
cmの電界を印加し分極処理を施し圧電バイモルフ
を得た。
厚さ110μｍの前記圧電バイモルフを両端固定
の状態で保持し、長さを５cmとした。これに40V
の電圧を印加したところ、中心部で50μｍの変位
を得た。
の状態で保持し、長さを５cmとした。これに40V
の電圧を印加したところ、中心部で50μｍの変位
を得た。
前記実施例に示すPZTを体積分率20％以上含む
高分子、PZT複合物圧電材料は、その圧電性が
PZTに基づくので、室温を中心とした広い温度範
囲に亘りその圧電率d31は負であり、一方フツ化
ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体を主成分
とする高分子材料の圧電率d31は80℃以下の温度
範囲、例えば室温では正であるので、各実施例の
圧電バイモルフの二つの相内の圧電性の発露方向
は互いに逆となり前記の測定結果が得られる。
高分子、PZT複合物圧電材料は、その圧電性が
PZTに基づくので、室温を中心とした広い温度範
囲に亘りその圧電率d31は負であり、一方フツ化
ビニリデン―三フツ化エチレン共重合体を主成分
とする高分子材料の圧電率d31は80℃以下の温度
範囲、例えば室温では正であるので、各実施例の
圧電バイモルフの二つの相内の圧電性の発露方向
は互いに逆となり前記の測定結果が得られる。
本発明方法によつて得られる圧電バイモルフ
は、その作製上において接着が不要であり、二相
構造に作製後分極処理を行うため熱プレスも可能
であるという高分子材料の最大の特徴である成形
性の良さをも兼ね備えているという利点がある。
は、その作製上において接着が不要であり、二相
構造に作製後分極処理を行うため熱プレスも可能
であるという高分子材料の最大の特徴である成形
性の良さをも兼ね備えているという利点がある。
第１図は両側バイモルフの断面図、第２図は片
側バイモルフの断面図である。 １…圧電体、２…圧電性の発露方向（極性）、
３…圧電性を有さないフイルム。
側バイモルフの断面図である。 １…圧電体、２…圧電性の発露方向（極性）、
３…圧電性を有さないフイルム。
Claims (1)
- １ チタン・ジルコン酸鉛を体積分率20％以上含
むフイルム状の高分子・チタン・ジルコン酸鉛複
合物圧電材料にフツ化ビニリデン―三フツ化エチ
レン共重合体又はこれを主成分とする高分子材料
をフイルム状として熱圧着するか又は溶液状とし
て塗布して二相構造の圧電材料を形成した後分極
処理を施すことを特徴とする圧電バイモルフの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337880A JPS56130985A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of piezoelectric bimorph |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3337880A JPS56130985A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of piezoelectric bimorph |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130985A JPS56130985A (en) | 1981-10-14 |
| JPS6212677B2 true JPS6212677B2 (ja) | 1987-03-19 |
Family
ID=12384924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3337880A Granted JPS56130985A (en) | 1980-03-18 | 1980-03-18 | Manufacture of piezoelectric bimorph |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130985A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020184012A1 (ja) | 2019-03-08 | 2020-09-17 | 東レ株式会社 | カーボンナノチューブ組成物、半導体素子および無線通信装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5147298A (en) * | 1974-10-18 | 1976-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Atsudenzairyono seizohoho |
| JPS5388199A (en) * | 1977-01-13 | 1978-08-03 | Toshiba Corp | Piezo-electric high polymer complex |
| JPS54105799A (en) * | 1978-02-07 | 1979-08-20 | Toshiba Corp | Compound piezo-electric unit and preparation |
| JPS564291A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-17 | Toshiba Corp | Composite piezoelectric film and manufacture thereof |
-
1980
- 1980-03-18 JP JP3337880A patent/JPS56130985A/ja active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020184012A1 (ja) | 2019-03-08 | 2020-09-17 | 東レ株式会社 | カーボンナノチューブ組成物、半導体素子および無線通信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130985A (en) | 1981-10-14 |
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