JPS62217715A - 高分子スイツチ - Google Patents
高分子スイツチInfo
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- JPS62217715A JPS62217715A JP6132786A JP6132786A JPS62217715A JP S62217715 A JPS62217715 A JP S62217715A JP 6132786 A JP6132786 A JP 6132786A JP 6132786 A JP6132786 A JP 6132786A JP S62217715 A JPS62217715 A JP S62217715A
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- Pending
Links
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
電気的回路を開閉するスイッチとして機構的なスイッチ
や半導体を応用したスイッチがあるが、機構的なスイッ
チは形状が大きく半導体を応用したス・イッチは構成が
複雑になる。そこで導電性高分子を用いて小形で構成が
簡単なスイッチの形成を可能にしたものである。
や半導体を応用したスイッチがあるが、機構的なスイッ
チは形状が大きく半導体を応用したス・イッチは構成が
複雑になる。そこで導電性高分子を用いて小形で構成が
簡単なスイッチの形成を可能にしたものである。
本発明は電気的回路の開閉を行うスイッチに係り、特に
イオンのドーピングまたは塩ドーピングによって、可逆
的に電子伝導性を増大または減少し得る導電性高分子を
用いた高分子スイッチに関する。
イオンのドーピングまたは塩ドーピングによって、可逆
的に電子伝導性を増大または減少し得る導電性高分子を
用いた高分子スイッチに関する。
例えば各種情報処理装置の表示装置として利用されてい
る液晶は、表示基板上に数多く形成されている電極の中
から所望の電極を選択し、そこに駆動電圧を印加するこ
とによって文字や記号等が表示される。かかる表示装置
において文字や記号の表示品質は電極の配列密度に左右
され、表示品質を向上させるためには電極の配列密度を
高密度化することが要求される。
る液晶は、表示基板上に数多く形成されている電極の中
から所望の電極を選択し、そこに駆動電圧を印加するこ
とによって文字や記号等が表示される。かかる表示装置
において文字や記号の表示品質は電極の配列密度に左右
され、表示品質を向上させるためには電極の配列密度を
高密度化することが要求される。
しかし表示基板上に電極を形成する技術が進歩し電極の
配列密度を向上させることができても、電極を選択する
ためのスイッチの配列ピッチが小さくならなければ、表
示装置における表示品質の向上を実現することはできな
い。そこで配列ピッチを小さくすることが可能で構成の
簡単なスイッチの実現が望まれている。
配列密度を向上させることができても、電極を選択する
ためのスイッチの配列ピッチが小さくならなければ、表
示装置における表示品質の向上を実現することはできな
い。そこで配列ピッチを小さくすることが可能で構成の
簡単なスイッチの実現が望まれている。
〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕電気的
回路を開閉するスイッチとして機構的なスイッチや半導
体を応用したスイッチが利用されている。しかし従来の
機構的なスイッチは形状および重量が大きいため、小形
化およず軽量化が要求される電子機器に組み込むための
スイッチとしては不適当である。また機構的なスイッチ
は接点を具えているため寿命に限界がある。
回路を開閉するスイッチとして機構的なスイッチや半導
体を応用したスイッチが利用されている。しかし従来の
機構的なスイッチは形状および重量が大きいため、小形
化およず軽量化が要求される電子機器に組み込むための
スイッチとしては不適当である。また機構的なスイッチ
は接点を具えているため寿命に限界がある。
一方従来の半導体を応用したスイッチは電子機器の小形
化およず軽量化が可能で、無接点スイッチを構成できる
ため長寿命化することができる。
化およず軽量化が可能で、無接点スイッチを構成できる
ため長寿命化することができる。
しかし構成が複雑で直接形成できる基板が限定される。
例えばガラス基板上にスイッチを形成する場合は予め形
成された半導体チップをガラス基板に実装し、電極間を
ワイヤーボンディング等の方法によって接続しなければ
ならないという問題があったり 〔問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明になる高分子スイッチを示す原理図であ
る。なお企図を通し同じ対象物は同一記号で表している
。
成された半導体チップをガラス基板に実装し、電極間を
ワイヤーボンディング等の方法によって接続しなければ
ならないという問題があったり 〔問題点を解決するための手段〕 第１図は本発明になる高分子スイッチを示す原理図であ
る。なお企図を通し同じ対象物は同一記号で表している
。
上記問題点はイオンのドーピングまたは脱ドーピングに
よって、可逆的に電子伝導性を増大または減少し得る物
質、例えばポリピロール膜等のπ電子共役系導電性高分
子からなる高分子膜１と、高分子膜１のイオンドーピン
グ時にイオンを放出し、高分子膜１のイオン脱ドーピン
グ時にイオンを吸収し得る物質、例えばポリエチレンに
過塩素酸リチウム（ＬｉＣ１０４）を混入した固体電解
質等からなるイオン伝導体２とを具え、高分子［８３１
上に形成された電極３および電極４を含む電気的回路の
開閉を、イオンのドーピングまたは塩ドーピングによっ
て行う本発明の高分子スイッチによって解決される。
よって、可逆的に電子伝導性を増大または減少し得る物
質、例えばポリピロール膜等のπ電子共役系導電性高分
子からなる高分子膜１と、高分子膜１のイオンドーピン
グ時にイオンを放出し、高分子膜１のイオン脱ドーピン
グ時にイオンを吸収し得る物質、例えばポリエチレンに
過塩素酸リチウム（ＬｉＣ１０４）を混入した固体電解
質等からなるイオン伝導体２とを具え、高分子［８３１
上に形成された電極３および電極４を含む電気的回路の
開閉を、イオンのドーピングまたは塩ドーピングによっ
て行う本発明の高分子スイッチによって解決される。
第１図においてイオン伝導体２に接して設けられた電極
５に駆動電源７の正電極を、また高分子膜１に接して設
けられた電極６に駆動電源７の負電極を接続することに
よって、イオン伝導体２から過塩素酸（Ｃ１ｏ４）のイ
オンが高分子膜１にドーピングされ、高分子膜１が電子
伝導性を増大して電極３と電極４との間の抵抗値が減少
する。
５に駆動電源７の正電極を、また高分子膜１に接して設
けられた電極６に駆動電源７の負電極を接続することに
よって、イオン伝導体２から過塩素酸（Ｃ１ｏ４）のイ
オンが高分子膜１にドーピングされ、高分子膜１が電子
伝導性を増大して電極３と電極４との間の抵抗値が減少
する。
またイオン伝導体２に接して設けられた電極５に駆動電
源７の負電極を、また高分子膜１に接して設けられた電
極６に駆動電源７の正電極を接続することによって、Ｃ
ｌ０Ｊのイオンが高分子膜１から塩ドーピングされイオ
ン伝導体２に吸収される。その結果高分子膜１が電子伝
導性を減少して電極３と電極４との間の抵抗値が増大す
る。
源７の負電極を、また高分子膜１に接して設けられた電
極６に駆動電源７の正電極を接続することによって、Ｃ
ｌ０Ｊのイオンが高分子膜１から塩ドーピングされイオ
ン伝導体２に吸収される。その結果高分子膜１が電子伝
導性を減少して電極３と電極４との間の抵抗値が増大す
る。
第２図はポリピロール膜の特性を示す実験データである
。
。
第２図において横軸はポリピロール膜にドーピングされ
たＣｌＯ４のイオン濃度（ｍｏ１％）を示し、縦軸はポ
リピロール膜の導電率（ｓ／ Ｃｌｌ１％ Ｓ＝Ω−１
）を示す。図示の如くイオン濃度が数ｍｏ１％以下のと
きは導電率が１０″１Ｓ ／ｃｍ以下であるが、イオン
濃度の増加に伴って導電率が急上昇しイオン濃度が１Ｏ
ｎ＋ｏ１％のときには導電率がほぼ１０２Ｓ ／ｃ＋ｎ
になる。即ち高分子Ｉｆｆ １にイオンをドーピングし
たり或いは高分子膜１からイオンを脱ドーピングしたり
することによって、電極３および電極４を含み電源■と
負荷を有する電気的回路の開閉が可能になり、例えばガ
ラス基板上に小形軽量で構成が簡単な無接点スイッチを
形成することができる。
たＣｌＯ４のイオン濃度（ｍｏ１％）を示し、縦軸はポ
リピロール膜の導電率（ｓ／ Ｃｌｌ１％ Ｓ＝Ω−１
）を示す。図示の如くイオン濃度が数ｍｏ１％以下のと
きは導電率が１０″１Ｓ ／ｃｍ以下であるが、イオン
濃度の増加に伴って導電率が急上昇しイオン濃度が１Ｏ
ｎ＋ｏ１％のときには導電率がほぼ１０２Ｓ ／ｃ＋ｎ
になる。即ち高分子Ｉｆｆ １にイオンをドーピングし
たり或いは高分子膜１からイオンを脱ドーピングしたり
することによって、電極３および電極４を含み電源■と
負荷を有する電気的回路の開閉が可能になり、例えばガ
ラス基板上に小形軽量で構成が簡単な無接点スイッチを
形成することができる。
、〔実施例〕
以下添付図により本発明の実施例について説明する。第
３図は本発明になる高分子スイッチの一実施例を示す構
成図、第４図は高分子スイッチの他の応用例を示す図、
第５図は高分子スイッチの更に別の応用例を示す図であ
る。
３図は本発明になる高分子スイッチの一実施例を示す構
成図、第４図は高分子スイッチの他の応用例を示す図、
第５図は高分子スイッチの更に別の応用例を示す図であ
る。
第３図においてガラス基板１０に金電極６を形成しその
上をスペーサ８で覆っている。スペーサ８はポリイミド
樹脂を塗布することによって形成されたもので窓８１を
具えている。またスペーサ８の上にはアルミ電極３およ
び４を形成しその上をスペーサ９で覆っている。スペー
サ９はスペーサ８と同様にポリイミド樹脂を塗布するこ
とによって形成されたもので窓９１を具えている。
上をスペーサ８で覆っている。スペーサ８はポリイミド
樹脂を塗布することによって形成されたもので窓８１を
具えている。またスペーサ８の上にはアルミ電極３およ
び４を形成しその上をスペーサ９で覆っている。スペー
サ９はスペーサ８と同様にポリイミド樹脂を塗布するこ
とによって形成されたもので窓９１を具えている。
窓８１と窓９１で構成された空間には高分子膜１として
ポリピロール膜が、電解酸化重合または塩化第２鉄を触
媒とする触媒重合で生成されており、高分子膜１の下面
１１は金電極６に、また中間の面１２はアルミ電極３お
よび４に接している。
ポリピロール膜が、電解酸化重合または塩化第２鉄を触
媒とする触媒重合で生成されており、高分子膜１の下面
１１は金電極６に、また中間の面１２はアルミ電極３お
よび４に接している。
高分子膜１はポリエチレンにＬｉＣＩＯ４を混入した固
体電解質等からなるイオン伝導体２によって覆われ、イ
オン伝導体２の表面にはアルミ電極５が形成されている
。図では説明を容易にするため各部を拡大して図示して
いるが、本発明になる高分子スイッチの実際の大きさは
数μｍ程度にまで小形化することが可能である。
体電解質等からなるイオン伝導体２によって覆われ、イ
オン伝導体２の表面にはアルミ電極５が形成されている
。図では説明を容易にするため各部を拡大して図示して
いるが、本発明になる高分子スイッチの実際の大きさは
数μｍ程度にまで小形化することが可能である。
上記実施例においてアルミ電極５と金電極６との間に５
Ｖの電圧を印加すると０．１ｍＡ程度の電流が流れ、ポ
リピロール膜の導電率は１０μＳｅｃ以下の間に１Ｏ−
ＩＳ ／ｃｍから１０２Ｓ ／ｃｍに変化した。ちなみ
に上記実施例におけるアルミ電極３と４との間の抵抗値
は、アルミ電極５と金電極６との間に電圧を印加する前
にはほぼ１００にΩあったが、アルミ電極５と金電極６
との間に電圧を印加した後ではほぼ１００Ωに減少した
。
Ｖの電圧を印加すると０．１ｍＡ程度の電流が流れ、ポ
リピロール膜の導電率は１０μＳｅｃ以下の間に１Ｏ−
ＩＳ ／ｃｍから１０２Ｓ ／ｃｍに変化した。ちなみ
に上記実施例におけるアルミ電極３と４との間の抵抗値
は、アルミ電極５と金電極６との間に電圧を印加する前
にはほぼ１００にΩあったが、アルミ電極５と金電極６
との間に電圧を印加した後ではほぼ１００Ωに減少した
。
即ち高分子膜にイオンをドーピングしたり或いは高分子
膜からイオンを脱ドーピングしたりすることによって、
電源■と負荷を有する電気的回路の開閉が可能になり、
例えばガラス基板上に小形軽量で構成が簡単な無接点ス
イッチを形成することができる。
膜からイオンを脱ドーピングしたりすることによって、
電源■と負荷を有する電気的回路の開閉が可能になり、
例えばガラス基板上に小形軽量で構成が簡単な無接点ス
イッチを形成することができる。
また第４図において本発明になる高分子スイッチの電極
５と電極６との間に、駆動電源７の代わりに太陽電池７
１および７２を接続しており、太陽電池７１に光を照射
すると高分子膜１にＣｌＯ４のイオンがドーピングされ
、太陽電池７２に光を照射すると高分子膜１からＣｌＯ
４のイオンが脱ドーピングされる。高分子スイッチを用
いてかかる電子回路を構成することによって、太陽電池
に光信号を送出し電子回路を遠隔制御することが可能に
なる。
５と電極６との間に、駆動電源７の代わりに太陽電池７
１および７２を接続しており、太陽電池７１に光を照射
すると高分子膜１にＣｌＯ４のイオンがドーピングされ
、太陽電池７２に光を照射すると高分子膜１からＣｌＯ
４のイオンが脱ドーピングされる。高分子スイッチを用
いてかかる電子回路を構成することによって、太陽電池
に光信号を送出し電子回路を遠隔制御することが可能に
なる。
更に第５図において電極５の代わりに複数の窓５１を有
する網目状電極５２を用いている。イオン伝導体２に光
を照射すると高分子膜１からＣｌＯ４のイオンが脱ドー
ピングされるという性質がある。
する網目状電極５２を用いている。イオン伝導体２に光
を照射すると高分子膜１からＣｌＯ４のイオンが脱ドー
ピングされるという性質がある。
したがって網目状電極５２を通してイオン伝導体２に光
を照射することによって、高分子膜１の導電率が低下し
電極３と４との間の抵抗値が上昇する。
を照射することによって、高分子膜１の導電率が低下し
電極３と４との間の抵抗値が上昇する。
またイオン伝導体２に接して設けられた網目状電極５２
に電源７３を接続することによって、イオン伝導体２か
らＣ１ｏ４のイオンが高分子膜１にドーピングされ、高
分子膜１が電子伝導性を増大して電極３と電極４との間
の抵抗値が減少する。高分子スイ・ノチを用いてかかる
電子回路を構成することによって、高分子スイッチを超
小形で軽量の光センサとして使用することができる。
に電源７３を接続することによって、イオン伝導体２か
らＣ１ｏ４のイオンが高分子膜１にドーピングされ、高
分子膜１が電子伝導性を増大して電極３と電極４との間
の抵抗値が減少する。高分子スイ・ノチを用いてかかる
電子回路を構成することによって、高分子スイッチを超
小形で軽量の光センサとして使用することができる。
Ｃ発明の効果〕
上述の如く本発明によれば小形軽量で構成が簡単な無接
点スイッチを提供することができる。
点スイッチを提供することができる。
第１図は本発明になる高分子スイッチを示す原理図、
第２図はポリピロール膜の特性を示す実験データ、
第３図は本発明になる高分子スイッチの一実施例を示す
構成図、 第４図は高分子スイッチの他の応用例を示す図、第５図
は高分子スイッチの更に別の応用例を示す図、 である。図において １は高分子膜、 ２はイオン伝導体、３．４．
５．６は電極、 ７は駆動電源、８．９はスペーサ、
１０はガラス基板、１１は高分子膜下面、 １
２は高分子膜中間面、５１は電極の窓、 ５２
は網目状電極、７１．７２は太陽電池、 ７３は電
源、８１．９１は窓、 をそれぞれ表す。 第１ 目
構成図、 第４図は高分子スイッチの他の応用例を示す図、第５図
は高分子スイッチの更に別の応用例を示す図、 である。図において １は高分子膜、 ２はイオン伝導体、３．４．
５．６は電極、 ７は駆動電源、８．９はスペーサ、
１０はガラス基板、１１は高分子膜下面、 １
２は高分子膜中間面、５１は電極の窓、 ５２
は網目状電極、７１．７２は太陽電池、 ７３は電
源、８１．９１は窓、 をそれぞれ表す。 第１ 目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 イオンのドーピングまたは脱ドーピングによって、可逆
的に電子伝導性を増大または減少し得る物質からなる高
分子膜（１）と、 該高分子膜（１）のイオンドーピング時にイオンを放出
し、該高分子膜（１）のイオン脱ドーピング時にイオン
を吸収し得る物質からなるイオン伝導体（２）とを具え
、 該高分子膜（１）上に形成された電極（３）および電極
（４）を含む電気的回路の開閉を、イオンのドーピング
または脱ドーピングによって行うことを特徴とする高分
子スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132786A JPS62217715A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 高分子スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6132786A JPS62217715A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 高分子スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217715A true JPS62217715A (ja) | 1987-09-25 |
Family
ID=13167931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6132786A Pending JPS62217715A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 高分子スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62217715A (ja) |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6132786A patent/JPS62217715A/ja active Pending
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