JP3406347B2 - 有機焦電・圧電体の製造方法およびその製造装置 - Google Patents
有機焦電・圧電体の製造方法およびその製造装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電センサー、赤外線
検出器や、加速センサー、流量センサー、圧力センサー
等の圧電センサー、或いはトランジューサー等にその焦
電性や圧電性を利用して用いる有機焦電・圧電体の製造
方法および、有機焦電・圧電体の製造装置に関する。
検出器や、加速センサー、流量センサー、圧力センサー
等の圧電センサー、或いはトランジューサー等にその焦
電性や圧電性を利用して用いる有機焦電・圧電体の製造
方法および、有機焦電・圧電体の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基板上に積層状に配設された例え
ばアルミニウムから成る対向電極間に分極処理（ポーリ
ング処理ともいう）が施されたポリ尿素から成るポリマ
ー膜を介在させた有機焦電・圧電体の製造方法として
は、真空中で、基板上に下部電極、ポリ尿素膜、上部電
極の順に積層して積層体に形成し、或いは更にこの積層
工程を数回行って多層構造の積層体に形成する。
ばアルミニウムから成る対向電極間に分極処理（ポーリ
ング処理ともいう）が施されたポリ尿素から成るポリマ
ー膜を介在させた有機焦電・圧電体の製造方法として
は、真空中で、基板上に下部電極、ポリ尿素膜、上部電
極の順に積層して積層体に形成し、或いは更にこの積層
工程を数回行って多層構造の積層体に形成する。
【０００３】そして、該積層体を大気中、或いは例えば
窒素ガス雰囲気中でボリマー膜の上下の電極間に例えば
１００ＭＶ／ｍの電界を印加した状態で室温からガラス
転移点以上の温度まで昇温し、一定時間該温度を保持し
た後、室温まで降温してポリマー膜に分極処理を施す方
法、或いは基板（導電性を付与してある）上にポリマー
膜を成膜後、大気中、或いは例えば窒素ガス雰囲気中で
基板と針間に例えば１０ＫＶ／ｃｍの電界を印加した状
態で室温からガラス転移点以上の温度まで昇温し、一定
時間該温度を保持した後、室温まで降温してポリマー膜
に分極処理を施すコロナポーリング法が知られている。
窒素ガス雰囲気中でボリマー膜の上下の電極間に例えば
１００ＭＶ／ｍの電界を印加した状態で室温からガラス
転移点以上の温度まで昇温し、一定時間該温度を保持し
た後、室温まで降温してポリマー膜に分極処理を施す方
法、或いは基板（導電性を付与してある）上にポリマー
膜を成膜後、大気中、或いは例えば窒素ガス雰囲気中で
基板と針間に例えば１０ＫＶ／ｃｍの電界を印加した状
態で室温からガラス転移点以上の温度まで昇温し、一定
時間該温度を保持した後、室温まで降温してポリマー膜
に分極処理を施すコロナポーリング法が知られている。
【０００４】また、ポリマー膜の出発原料としてポリフ
ッ化ビニリデン系の高分子材料を用い、該高分子材料を
真空中で所定温度に加熱された金属製基板またはＡｕ、
Ａｌ等を蒸着したガラス基板（導電性を付与してある）
と針状または網状電極の間に例えば１０ＫＶ／ｃｍの電
界を印加した状態で該高分子原料を蒸発させて、基板上
に蒸着して直接ポリマー膜を形成する方法（電場アシス
トまたは電場中蒸着法）が知られている。
ッ化ビニリデン系の高分子材料を用い、該高分子材料を
真空中で所定温度に加熱された金属製基板またはＡｕ、
Ａｌ等を蒸着したガラス基板（導電性を付与してある）
と針状または網状電極の間に例えば１０ＫＶ／ｃｍの電
界を印加した状態で該高分子原料を蒸発させて、基板上
に蒸着して直接ポリマー膜を形成する方法（電場アシス
トまたは電場中蒸着法）が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法のうち、ポリマー膜形成後に分極処理をする方法の場
合は、真空中で基板上に下部電極、ポリマー膜、上部電
極の順に積層して積層体に形成、或いは更にこの積層工
程を複数回行って多層構造の積層体を形成した後、真空
室から電極とポリマー膜の積層体を一旦取り出した後、
ポリマー膜に分極処理を施すため、一つの基板上に複数
のポリマー膜を複数の対向電極間に介在させて配設され
た積層体を製造する際は、夫々の電極の全てから引出し
電極を配線した後、ポリマー膜に一度に分極処理を施す
ため、複数のポリマー膜のうちのいずれか１層が引出電
極の配線時に導電した場合には全てのポリマー膜に分極
処理を施すことが出来ないという問題があり、また、ポ
リマー膜への導電を防止するために複数のポリマー膜に
対してその膜形成毎に分極処理を施す場合は、ポリマー
膜への分極処理に長時間要して生産性が低いという問題
がある。
法のうち、ポリマー膜形成後に分極処理をする方法の場
合は、真空中で基板上に下部電極、ポリマー膜、上部電
極の順に積層して積層体に形成、或いは更にこの積層工
程を複数回行って多層構造の積層体を形成した後、真空
室から電極とポリマー膜の積層体を一旦取り出した後、
ポリマー膜に分極処理を施すため、一つの基板上に複数
のポリマー膜を複数の対向電極間に介在させて配設され
た積層体を製造する際は、夫々の電極の全てから引出し
電極を配線した後、ポリマー膜に一度に分極処理を施す
ため、複数のポリマー膜のうちのいずれか１層が引出電
極の配線時に導電した場合には全てのポリマー膜に分極
処理を施すことが出来ないという問題があり、また、ポ
リマー膜への導電を防止するために複数のポリマー膜に
対してその膜形成毎に分極処理を施す場合は、ポリマー
膜への分極処理に長時間要して生産性が低いという問題
がある。
【０００６】また、前記方法のうち、コロナポーリング
法の場合は、前記方法と異なり、一度に全てのポリマー
膜に分極処理を施すことが出来るが、成膜後に真空室か
ら積層体を取り出し、これに分極処理を施した後、最外
側のポリマー膜上に上部電極を蒸着等の手段により取付
けなければならないため、分極処理工程の前後にポリマ
ー膜に粉塵が付着しやすく、粉塵が付着した焦電圧電体
はポリマー膜に絶縁破壊を起こしやすく、有機焦電圧電
体の製品の歩留まりが低下するという問題がある。
法の場合は、前記方法と異なり、一度に全てのポリマー
膜に分極処理を施すことが出来るが、成膜後に真空室か
ら積層体を取り出し、これに分極処理を施した後、最外
側のポリマー膜上に上部電極を蒸着等の手段により取付
けなければならないため、分極処理工程の前後にポリマ
ー膜に粉塵が付着しやすく、粉塵が付着した焦電圧電体
はポリマー膜に絶縁破壊を起こしやすく、有機焦電圧電
体の製品の歩留まりが低下するという問題がある。
【０００７】また、前記方法のうち、電場中蒸着法の場
合は、基板と基板の前面に配置された針状または網状電
極に所定電圧を印加しながらポリマー膜の原料を蒸着さ
せて成膜する方法のため、基板上にポリマー膜の成膜と
同時に分極処理を施すことが出来るが、基板の前面に針
状または網状電極が配置されているため、成膜されたポ
リマー膜に電極のかげが生じやすく、膜厚、膜質等に均
一性のあるポリマー膜を形成することが出来ず、また、
基板と電極の間が真空のため印加する電界を十分に大き
くすることが出来ないから、大面積の焦電圧電体を製造
することが出来ないという問題があり、また、基板上に
形成されたポリマー膜は焦電圧電性は有するものの耐熱
性、絶縁性が低く、焦電圧電体としての実用性に問題が
ある。
合は、基板と基板の前面に配置された針状または網状電
極に所定電圧を印加しながらポリマー膜の原料を蒸着さ
せて成膜する方法のため、基板上にポリマー膜の成膜と
同時に分極処理を施すことが出来るが、基板の前面に針
状または網状電極が配置されているため、成膜されたポ
リマー膜に電極のかげが生じやすく、膜厚、膜質等に均
一性のあるポリマー膜を形成することが出来ず、また、
基板と電極の間が真空のため印加する電界を十分に大き
くすることが出来ないから、大面積の焦電圧電体を製造
することが出来ないという問題があり、また、基板上に
形成されたポリマー膜は焦電圧電性は有するものの耐熱
性、絶縁性が低く、焦電圧電体としての実用性に問題が
ある。
【０００８】本発明はかかる問題点を解消し、耐熱性、
絶縁性に優れた焦電圧電性を有し、均一な膜厚で膜質を
有する大面積のポリ尿素膜を極めて簡単に基板上に形成
することが出来る有機焦電・圧電体の製造方法、および
その製造装置を提供することを目的とする。
絶縁性に優れた焦電圧電性を有し、均一な膜厚で膜質を
有する大面積のポリ尿素膜を極めて簡単に基板上に形成
することが出来る有機焦電・圧電体の製造方法、および
その製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の有機焦電圧電体
の製造方法は、真空中でポリ尿素樹脂の原料モノマーを
蒸発させ、これを基板上で蒸着重合させてポリ尿素膜か
ら成る有機焦電・圧電体の製造方法において、基板に正
バイアス電圧を印加すると共に、電子供給源から基板に
向かって電子を照射しながら、基板上で前記の原料モノ
マーの蒸着重合を行うことを特徴とする。
の製造方法は、真空中でポリ尿素樹脂の原料モノマーを
蒸発させ、これを基板上で蒸着重合させてポリ尿素膜か
ら成る有機焦電・圧電体の製造方法において、基板に正
バイアス電圧を印加すると共に、電子供給源から基板に
向かって電子を照射しながら、基板上で前記の原料モノ
マーの蒸着重合を行うことを特徴とする。
【００１０】また、有機焦電圧電体の製造装置は、真空
処理室内にポリ尿素樹脂の原料モノマーを蒸発させる蒸
発源と、該蒸発源から蒸発せる原料モノマーの蒸着重合
でポリ尿素膜から成る有機焦電・圧電体の薄膜を形成さ
せる基板とを互いに対向させて配置した有機焦電・圧電
体の製造装置において、真空処理室内に該基板に向けて
電子を放出し、照射する電子供給源を設けたことを特徴
とする。
処理室内にポリ尿素樹脂の原料モノマーを蒸発させる蒸
発源と、該蒸発源から蒸発せる原料モノマーの蒸着重合
でポリ尿素膜から成る有機焦電・圧電体の薄膜を形成さ
せる基板とを互いに対向させて配置した有機焦電・圧電
体の製造装置において、真空処理室内に該基板に向けて
電子を放出し、照射する電子供給源を設けたことを特徴
とする。
【００１１】
【作用】真空中でポリ尿素樹脂の原料モノマーを蒸発さ
せると、原料モノマーの蒸気は基板上に蒸着し、重合に
より基板上にポリ尿素膜が形成される。その際、電界が
ない場合は基板上に形成されるポリ尿素膜中の双極子
（尿素結合）は任意の方向を向いているため形成された
ポリ尿素膜に分極処理が必要である。
せると、原料モノマーの蒸気は基板上に蒸着し、重合に
より基板上にポリ尿素膜が形成される。その際、電界が
ない場合は基板上に形成されるポリ尿素膜中の双極子
（尿素結合）は任意の方向を向いているため形成された
ポリ尿素膜に分極処理が必要である。
【００１２】本発明では、基板上へのポリ尿素の原料モ
ノマーの蒸着重合時には電界が存在するから、電子供給
源より放出された電子は基板に向かって照射される。こ
の状態で基板上にポリ尿素膜を形成すると、ポリ尿素は
誘電体であるために、膜表面に電子が帯電し、帯電した
電子と基板との間、即ち、ポリ尿素の膜厚に電界がかか
り、この電界でポリ尿素に双極子の配向が起こり、分極
され、その結果、形成されたポリ尿素膜に焦電圧電性が
生じる。
ノマーの蒸着重合時には電界が存在するから、電子供給
源より放出された電子は基板に向かって照射される。こ
の状態で基板上にポリ尿素膜を形成すると、ポリ尿素は
誘電体であるために、膜表面に電子が帯電し、帯電した
電子と基板との間、即ち、ポリ尿素の膜厚に電界がかか
り、この電界でポリ尿素に双極子の配向が起こり、分極
され、その結果、形成されたポリ尿素膜に焦電圧電性が
生じる。
【００１３】
【実施例】以下添付図面に従って本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１４】先ず、本発明の有機焦電・圧電体の製造装
置について説明する。
置について説明する。
【００１５】図１は本発明の有機焦電・圧電体の製造装
置の１例を示すもので、図中、１は真空処理室を示す。
該真空処理室１内を外部の真空ポンプその他の真空排気
系２に接続すると共に、真空処理室１内の上方に有機焦
電・圧電体の蒸着膜を形成せしめるべき基板３を保持す
る基板ホルダー４を配置した。
置の１例を示すもので、図中、１は真空処理室を示す。
該真空処理室１内を外部の真空ポンプその他の真空排気
系２に接続すると共に、真空処理室１内の上方に有機焦
電・圧電体の蒸着膜を形成せしめるべき基板３を保持す
る基板ホルダー４を配置した。
【００１６】また、真空処理室１内の下方に前記基板３
に対向させて焦電・圧電体のポリ尿素膜の一方の原料モ
ノマーＡ（例えばジアミン）、および他方の原料モノマ
ーＢ（例えばジイソシアナート）を蒸発させるためのガ
ラス製、或いは銅製容器から成る蒸発源５，６を配設
し，夫々の蒸発源５，６近傍に配置したヒーター７，８
で前記原料モノマーＡ，Ｂを夫々所定温度に加熱出来る
ようにした。
に対向させて焦電・圧電体のポリ尿素膜の一方の原料モ
ノマーＡ（例えばジアミン）、および他方の原料モノマ
ーＢ（例えばジイソシアナート）を蒸発させるためのガ
ラス製、或いは銅製容器から成る蒸発源５，６を配設
し，夫々の蒸発源５，６近傍に配置したヒーター７，８
で前記原料モノマーＡ，Ｂを夫々所定温度に加熱出来る
ようにした。
【００１７】そして、図１に示す装置では、基板ホルダ
ー４内を循環パイプ９を介して循環ポンプ１０に接続す
ると共に、該循環ポンプ１０で一定温度の液体（例えば
温度２５℃の恒温水、或いはエチルアルコールのような
冷媒）を基板ホルダー４内に循環させて基板ホルダー４
に保持される基板３を所定温度に維持出来るようにし
た。
ー４内を循環パイプ９を介して循環ポンプ１０に接続す
ると共に、該循環ポンプ１０で一定温度の液体（例えば
温度２５℃の恒温水、或いはエチルアルコールのような
冷媒）を基板ホルダー４内に循環させて基板ホルダー４
に保持される基板３を所定温度に維持出来るようにし
た。
【００１８】また、基板ホルダー４を直流電源１１に接
続し、基板ホルダー４に保持された基板３に正のバイア
ス電圧を印加出来るようにした。
続し、基板ホルダー４に保持された基板３に正のバイア
ス電圧を印加出来るようにした。
【００１９】また、蒸発源５，６の上方近傍であって、
各蒸発源５，６で加熱されて蒸発する原料モノマーＡ，
Ｂの蒸気の基板３方向への蒸発に影響のない位置に、タ
ングステン、白金等の電子を放出するためのフィラメン
ト状の電子供給源１２を配置すると共に、電子供給源１
２を前記直流電源１１に配線１３を介して接続し、該配
線１３中に電流計１４と、電圧計１５を夫々配設した。
各蒸発源５，６で加熱されて蒸発する原料モノマーＡ，
Ｂの蒸気の基板３方向への蒸発に影響のない位置に、タ
ングステン、白金等の電子を放出するためのフィラメン
ト状の電子供給源１２を配置すると共に、電子供給源１
２を前記直流電源１１に配線１３を介して接続し、該配
線１３中に電流計１４と、電圧計１５を夫々配設した。
【００２０】そして、直流電源１１より基板３に１００
Ｖ程度の正のバイアス電圧を印加すると共に、電子供給
源１２から基板３に電子を照射して、基板３と電子供給
源１２との間に直流電界を生じせしめ、基板３上に前記
蒸発源５，６で加熱され蒸発する原料モノマーＡ，Ｂの
蒸気の蒸着、重合中に分極処理を施して双極子が一定方
向に配向されたポリ尿素膜から成る有機焦電・圧電体を
得るようにした。この場合、基板３と電子供給源１２間
に印加する直流電界は、基板３上に形成する膜厚に対応
させて設定するが、膜厚１μｍに対して、直流電源１１
よりの電圧を５０〜１００Ｖ程度とし、電流計１４が１
〜数μＡ／ｃｍ2（基板の表面積）程度を示すように電
圧計１５で印加する電界をコントロールするようにし
た。
Ｖ程度の正のバイアス電圧を印加すると共に、電子供給
源１２から基板３に電子を照射して、基板３と電子供給
源１２との間に直流電界を生じせしめ、基板３上に前記
蒸発源５，６で加熱され蒸発する原料モノマーＡ，Ｂの
蒸気の蒸着、重合中に分極処理を施して双極子が一定方
向に配向されたポリ尿素膜から成る有機焦電・圧電体を
得るようにした。この場合、基板３と電子供給源１２間
に印加する直流電界は、基板３上に形成する膜厚に対応
させて設定するが、膜厚１μｍに対して、直流電源１１
よりの電圧を５０〜１００Ｖ程度とし、電流計１４が１
〜数μＡ／ｃｍ2（基板の表面積）程度を示すように電
圧計１５で印加する電界をコントロールするようにし
た。
【００２１】図中、１６は基板３と両蒸発源５，６の間
に介在させたシャッター、１７は両蒸発源５，６の間に
設けた仕切板、１８はアースを夫々示す。
に介在させたシャッター、１７は両蒸発源５，６の間に
設けた仕切板、１８はアースを夫々示す。
【００２２】次に前記図示装置を用いて、本発明方法の
有機焦電・圧電体の製造方法の具体的実施例を対比例と
共に説明する。
有機焦電・圧電体の製造方法の具体的実施例を対比例と
共に説明する。
【００２３】実施例１
本実施例では基板３は厚さ０．２μｍのアルミニウムの
下部電極を蒸着した５０mm×４０mm×厚さ２５μｍ（基
板面積２０ｃｍ2）のポリイミドフィルムを用い、基板
３のフィルム側を銅製の基板ホルダー４に密着保持し、
基板３のアルミニウムの下部電極に直流電源１１の陽極
側を接続し、電子供給源１２に直流電源１１の陰極側を
接続し、基板３と電子供給源１２との間隔を５ｃｍと
し、両者３，１２間に基板３側を正として、基板単位面
積当たり２μＡ／ｃｍ2の電流を加えて膜厚１μｍに対
して１００Ｖ程度の電界を印加するようにした。
下部電極を蒸着した５０mm×４０mm×厚さ２５μｍ（基
板面積２０ｃｍ2）のポリイミドフィルムを用い、基板
３のフィルム側を銅製の基板ホルダー４に密着保持し、
基板３のアルミニウムの下部電極に直流電源１１の陽極
側を接続し、電子供給源１２に直流電源１１の陰極側を
接続し、基板３と電子供給源１２との間隔を５ｃｍと
し、両者３，１２間に基板３側を正として、基板単位面
積当たり２μＡ／ｃｍ2の電流を加えて膜厚１μｍに対
して１００Ｖ程度の電界を印加するようにした。
【００２４】先ず、真空処理室１内の蒸発源５内にポリ
尿素膜の一方の原料モノマーＡとして４，４′−ジアミ
ノジフェニルメタン（以下原料モノマーＡという）を、
蒸発源６内にポリ尿素膜の他方の原料モノマーＢとして
４，４′−ジイソシアナートジフェニルメタン（以下原
料モノマーＢという）を夫々充填し、シャッター１６を
閉じた状態で真空処理室１内の圧力を真空排気系２によ
り２×１０-3Ｐａに設定した。
尿素膜の一方の原料モノマーＡとして４，４′−ジアミ
ノジフェニルメタン（以下原料モノマーＡという）を、
蒸発源６内にポリ尿素膜の他方の原料モノマーＢとして
４，４′−ジイソシアナートジフェニルメタン（以下原
料モノマーＢという）を夫々充填し、シャッター１６を
閉じた状態で真空処理室１内の圧力を真空排気系２によ
り２×１０-3Ｐａに設定した。
【００２５】次に、原料モノマーＡを蒸発源５で１１０
±０．２℃に、また原料モノマーＢを蒸発源６で７１±
０．２℃に夫々加熱した。
±０．２℃に、また原料モノマーＢを蒸発源６で７１±
０．２℃に夫々加熱した。
【００２６】また、基板ホルダー４内に循環ポンプ１０
より水から成る温冷媒を循環パイプ９を介して循環させ
て基板３を温度５０℃に維持せしめた。
より水から成る温冷媒を循環パイプ９を介して循環させ
て基板３を温度５０℃に維持せしめた。
【００２７】次いで、原料モノマーＡおよび原料モノマ
ーＢが所定温度に達した時点で、シャッター１６を開
き、原料モノマーＡ，Ｂを０．５〜１Å／ｓｅｃの析出
速度で蒸発させて基板３上に蒸着させると共に、前記電
界を印加しながら蒸着物に重合を起こさせて厚さ５００
０Åのポリ尿素膜を形成した。
ーＢが所定温度に達した時点で、シャッター１６を開
き、原料モノマーＡ，Ｂを０．５〜１Å／ｓｅｃの析出
速度で蒸発させて基板３上に蒸着させると共に、前記電
界を印加しながら蒸着物に重合を起こさせて厚さ５００
０Åのポリ尿素膜を形成した。
【００２８】尚、原料モノマーＡ，Ｂは化学量論的にポ
リ尿素膜が形成されるように蒸発量の調整によって１：
１のモル比で蒸発するようにした。また、原料モノマー
Ａ，Ｂの蒸発時における真空処理室１内の圧力は１×１
０-3Ｐａとした。
リ尿素膜が形成されるように蒸発量の調整によって１：
１のモル比で蒸発するようにした。また、原料モノマー
Ａ，Ｂの蒸発時における真空処理室１内の圧力は１×１
０-3Ｐａとした。
【００２９】基板３にポリ尿素膜を形成後、該ポリ尿素
膜上に真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着（厚さ０．
２μｍ）してこれを上部電極とした。
膜上に真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着（厚さ０．
２μｍ）してこれを上部電極とした。
【００３０】そして、ポリ尿素膜と上部電極が形成され
た下部電極付き基板を真空処理室１内より取り出した
後、上部電極および下部電極から夫々リード線を引き出
し、常法により焦電率および圧電率を調べ、その結果を
表１に示した。
た下部電極付き基板を真空処理室１内より取り出した
後、上部電極および下部電極から夫々リード線を引き出
し、常法により焦電率および圧電率を調べ、その結果を
表１に示した。
【００３１】対比例１
原料モノマーＡ，Ｂの蒸着、重合中に基板３への正のバ
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成し、該ポリ尿素膜上に
上部電極を形成した。
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成し、該ポリ尿素膜上に
上部電極を形成した。
【００３２】そして、ポリ尿素膜（バイアス電圧の印加
および電子の照射なし）と上部電極が形成された下部電
極付き基板を真空処理室１内より取り出した後、窒素雰
囲気中で上下電極間、即ちポリ尿素膜に５０Ｖの直流を
印加した状態で温度１８０℃に加熱し、該温度を１０分
間維持した後、印加と、加熱を停止し、ポリ尿素膜の温
度を１８０℃から室温まで徐冷してポリ尿素膜にポーリ
ング処理を施した。
および電子の照射なし）と上部電極が形成された下部電
極付き基板を真空処理室１内より取り出した後、窒素雰
囲気中で上下電極間、即ちポリ尿素膜に５０Ｖの直流を
印加した状態で温度１８０℃に加熱し、該温度を１０分
間維持した後、印加と、加熱を停止し、ポリ尿素膜の温
度を１８０℃から室温まで徐冷してポリ尿素膜にポーリ
ング処理を施した。
【００３３】ポーリング処理を施した後、上部電極およ
び下部電極から夫々リード線を引き出し、常法により焦
電率および圧電率を調べ、その結果を表１に示した。
び下部電極から夫々リード線を引き出し、常法により焦
電率および圧電率を調べ、その結果を表１に示した。
【００３４】対比例２
原料モノマーＡ，Ｂの蒸着、重合中に基板３への正のバ
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成した。
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成した。
【００３５】そして、ポリ尿素膜（バイアス電圧の印加
および電子の照射なし）が形成された下部電極付き基板
を真空処理室１内より取り出した後、電源に接続せる針
状電極に２ｃｍの間隔を存して基板上に形成されたポリ
尿素膜側を対向させ、基板の下部電極にも電源を接続
し、大気中で針状電極と下電極間に電界１０ＫＶの電圧
を印加した状態で、温度１８０℃に加熱し、該温度を１
０分間維持した後、印加と、加熱を停止し、ポリ尿素膜
の温度を１８０℃から室温まで徐冷してポリ尿素膜にコ
ロナポーリング処理を施した。
および電子の照射なし）が形成された下部電極付き基板
を真空処理室１内より取り出した後、電源に接続せる針
状電極に２ｃｍの間隔を存して基板上に形成されたポリ
尿素膜側を対向させ、基板の下部電極にも電源を接続
し、大気中で針状電極と下電極間に電界１０ＫＶの電圧
を印加した状態で、温度１８０℃に加熱し、該温度を１
０分間維持した後、印加と、加熱を停止し、ポリ尿素膜
の温度を１８０℃から室温まで徐冷してポリ尿素膜にコ
ロナポーリング処理を施した。
【００３６】コロナポーリング処理を施した後、ポリ尿
素膜上に真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着（厚さ
０．２μｍ）して上部電極を形成した。
素膜上に真空蒸着法によりアルミニウムを蒸着（厚さ
０．２μｍ）して上部電極を形成した。
【００３７】そして、上部電極および下部電極から夫々
リード線を引き出し、常法により焦電率および圧電率を
調べ、その結果を表１に示した。
リード線を引き出し、常法により焦電率および圧電率を
調べ、その結果を表１に示した。
【００３８】対比例３
原料モノマーＡ，Ｂの蒸着、重合中に基板３への正のバ
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成し、該ポリ尿素膜上に
上部電極を形成した。
イアス電圧の印加、および電子供給源１２からの電子の
照射を一切行わなかった以外は前記実施例１と同様の方
法で基板３上にポリ尿素膜を形成し、該ポリ尿素膜上に
上部電極を形成した。
【００３９】そして、ポリ尿素膜（バイアス電圧の印加
および電子の照射なし）と上部電極が形成された下部電
極付き基板を真空処理室１内より取り出した後、上部電
極および下部電極から夫々リード線を引き出し、常法に
より焦電率および圧電率を調べ、その結果を表１に示し
た。
および電子の照射なし）と上部電極が形成された下部電
極付き基板を真空処理室１内より取り出した後、上部電
極および下部電極から夫々リード線を引き出し、常法に
より焦電率および圧電率を調べ、その結果を表１に示し
た。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１から明らかなように、実施例１の焦電
率および圧電率が、成膜後ポーリング処理を施した対比
例１、成膜後コロナポーリング処理を施した対比例２の
夫々の焦電率および圧電率のおおよそ７０％の値を示し
ており、このことは成膜中のポリ尿素膜に確実にポーリ
ング処理を施すことが出来て、成膜後にポリ尿素膜への
ポーリング処理、即ち分極処理を施さなくてもよいこと
が確認された。
率および圧電率が、成膜後ポーリング処理を施した対比
例１、成膜後コロナポーリング処理を施した対比例２の
夫々の焦電率および圧電率のおおよそ７０％の値を示し
ており、このことは成膜中のポリ尿素膜に確実にポーリ
ング処理を施すことが出来て、成膜後にポリ尿素膜への
ポーリング処理、即ち分極処理を施さなくてもよいこと
が確認された。
【００４２】また、実施例１の有機焦電・圧電体は１８
０℃まで安定した特性が得られており、実用性に何ら問
題がないことが確認された。
０℃まで安定した特性が得られており、実用性に何ら問
題がないことが確認された。
【００４３】前述のように、基板に正バイアス電圧が印
加されているから、基板近傍に電界が生じ、電子供給源
から放出された電子は該電界により基板に照射され、こ
の状態でポリ尿素が成膜されるとポリ尿素は誘電体であ
るために膜表面に電子が帯電する。事実、ポリ尿素膜の
成長につれて膜厚が厚くなると、当初１μＡ／ｃｍ2あ
つた電流は０に近づき、最後には電流は流れなくなる。
帯電した電子と基板との間、即ちポリ尿素の膜厚に電界
がかかり、この電界でポリ尿素が分極される。例えば電
子供給源と基板間に１００Ｖ印加した場合、最終的にポ
リ尿素を１μｍ成膜すると１００Ｖ／１μｍ＝１００Ｍ
Ｖ／ｍの電界がかかることになる。この電界を強めるこ
とは容易である。
加されているから、基板近傍に電界が生じ、電子供給源
から放出された電子は該電界により基板に照射され、こ
の状態でポリ尿素が成膜されるとポリ尿素は誘電体であ
るために膜表面に電子が帯電する。事実、ポリ尿素膜の
成長につれて膜厚が厚くなると、当初１μＡ／ｃｍ2あ
つた電流は０に近づき、最後には電流は流れなくなる。
帯電した電子と基板との間、即ちポリ尿素の膜厚に電界
がかかり、この電界でポリ尿素が分極される。例えば電
子供給源と基板間に１００Ｖ印加した場合、最終的にポ
リ尿素を１μｍ成膜すると１００Ｖ／１μｍ＝１００Ｍ
Ｖ／ｍの電界がかかることになる。この電界を強めるこ
とは容易である。
【００４４】
【発明の効果】このように本発明の有機焦電・圧電体の
製造方法によるときは、基板上へのポリ尿素の原料モノ
マーの蒸着、重合を基板に正のバイアス電圧を印加し、
基板に向かって電子を照射しながら行うようにしたの
で、蒸着重合と同時に形成されるポリ尿素膜に双極子の
配向が起こって耐熱性、絶縁性に優れた焦電圧電性を有
し、針状または網状の電極によるかげが生じることな
く、均一な膜厚で膜質を有する大面積のポリ尿素膜から
成る有機焦電・圧電体を容易にかつ効率良く製造するこ
とが出来る効果がある。
製造方法によるときは、基板上へのポリ尿素の原料モノ
マーの蒸着、重合を基板に正のバイアス電圧を印加し、
基板に向かって電子を照射しながら行うようにしたの
で、蒸着重合と同時に形成されるポリ尿素膜に双極子の
配向が起こって耐熱性、絶縁性に優れた焦電圧電性を有
し、針状または網状の電極によるかげが生じることな
く、均一な膜厚で膜質を有する大面積のポリ尿素膜から
成る有機焦電・圧電体を容易にかつ効率良く製造するこ
とが出来る効果がある。
【００４５】また、本発明の有機焦電・圧電体の製造装
置によるときは、真空処理室内に基板に向かって電子を
照射する電子供給源を配置したから、従来装置のような
蒸発源と基板との間に針状または網状の電極がないか
ら、電極によるかげが生じることなく、耐熱性、絶縁性
に優れた焦電圧電性を有し、均一な膜厚で膜質の大面積
の有機焦電・圧電体を容易にかつ効率良く製造すること
が出来る製造装置を提供する効果がある。
置によるときは、真空処理室内に基板に向かって電子を
照射する電子供給源を配置したから、従来装置のような
蒸発源と基板との間に針状または網状の電極がないか
ら、電極によるかげが生じることなく、耐熱性、絶縁性
に優れた焦電圧電性を有し、均一な膜厚で膜質の大面積
の有機焦電・圧電体を容易にかつ効率良く製造すること
が出来る製造装置を提供する効果がある。
【図１】 本発明の有機焦電・圧電体を製造する装置の
１例の説明線図。
１例の説明線図。
１ 真空処理室、 ２ 真空排気系、 ３
基板、４ 基板ホルダー、 ５，６ 蒸発源、
１１ 電源、１２ 電子供給源、 Ａ，Ｂ 原
料モノマー。
基板、４ 基板ホルダー、 ５，６ 蒸発源、
１１ 電源、１２ 電子供給源、 Ａ，Ｂ 原
料モノマー。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C23C 14/00 - 14/58
H01L 35/00 - 37/04
H01L 41/00 - 41/26
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 真空中でポリ尿素樹脂の原料モノマーを
蒸発させ、これを基板上で蒸着重合させてポリ尿素膜か
ら成る有機焦電・圧電体の製造方法において、基板に正
バイアス電圧を印加すると共に、電子供給源から基板に
向かって電子を照射しながら、基板上で前記の原料モノ
マーの蒸着重合を行うことを特徴とする有機焦電・圧電
体の製造方法。 - 【請求項２】 真空処理室内にポリ尿素樹脂の原料モノ
マーを蒸発させる蒸発源と、該蒸発源から蒸発せる原料
モノマーの蒸着重合でポリ尿素膜から成る有機焦電・圧
電体の薄膜を形成させる基板とを互いに対向させて配置
した有機焦電・圧電体の製造装置において、真空処理室
内に該基板に向けて電子を放出し、照射する電子供給源
を設けたことを特徴とする有機焦電・圧電体の製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14782593A JP3406347B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 有機焦電・圧電体の製造方法およびその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14782593A JP3406347B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 有機焦電・圧電体の製造方法およびその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711424A JPH0711424A (ja) | 1995-01-13 |
| JP3406347B2 true JP3406347B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=15439090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14782593A Expired - Fee Related JP3406347B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 有機焦電・圧電体の製造方法およびその製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406347B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4010380B2 (ja) | 1997-08-08 | 2007-11-21 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 車両制御装置及びプログラムを記録した記録媒体 |
| JP4979048B2 (ja) * | 2000-03-15 | 2012-07-18 | 大日本印刷株式会社 | バリア性フィルムおよびそれを使用した積層材 |
| WO2007129643A1 (ja) * | 2006-05-09 | 2007-11-15 | Japan Advanced Institute Of Science And Technology | 有機半導体材料を用いた電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
| WO2008007551A1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | Process for formation of piezoelectric synthetic resin films |
| JP4797843B2 (ja) * | 2006-07-11 | 2011-10-19 | コニカミノルタエムジー株式会社 | 圧電性合成樹脂膜の形成方法 |
| JP4868475B1 (ja) * | 2011-06-20 | 2012-02-01 | ムネカタ株式会社 | 圧電・焦電性膜の形成方法及び形成装置 |
| WO2017069221A1 (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 東京エレクトロン株式会社 | 膜形成装置及び膜形成方法 |
| TWI717651B (zh) * | 2018-11-06 | 2021-02-01 | 馗鼎奈米科技股份有限公司 | 壓電材料薄膜之製造方法與設備 |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14782593A patent/JP3406347B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0711424A (ja) | 1995-01-13 |
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