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JP5388025B2 - Ultrasonic transmitting / receiving element and ultrasonic transmitting / receiving sheet - Google Patents
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JP5388025B2 - Ultrasonic transmitting / receiving element and ultrasonic transmitting / receiving sheet - Google Patents

Ultrasonic transmitting / receiving element and ultrasonic transmitting / receiving sheet Download PDF

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JP5388025B2 JP2008317460A JP2008317460A JP5388025B2 JP 5388025 B2 JP5388025 B2 JP 5388025B2 JP 2008317460 A JP2008317460 A JP 2008317460A JP 2008317460 A JP2008317460 A JP 2008317460A JP 5388025 B2 JP5388025 B2 JP 5388025B2
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Description

本発明は、超音波送受信素子および超音波送受信シートに関し、詳しくは、有機トランジスタと圧電効果を有する高分子材料により形成された送受信部材とを有する超音波送受信素子および湾曲自在なシートに有機トランジスタと圧電効果を有する高分子材料により形成された送受信部材とを有する超音波送受信素子を複数配置してなる超音波送受信シートに関する。   The present invention relates to an ultrasonic transmission / reception element and an ultrasonic transmission / reception sheet, and more specifically, an ultrasonic transmission / reception element having an organic transistor and a transmission / reception member formed of a polymer material having a piezoelectric effect, and an organic transistor on a bendable sheet. The present invention relates to an ultrasonic transmission / reception sheet in which a plurality of ultrasonic transmission / reception elements each having a transmission / reception member formed of a polymer material having a piezoelectric effect are arranged.

従来、この種のシートとしては、センサに有機トランジスタを接続してなるセンサ素子を湾曲自在なシートにマトリックス状に複数配置したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このシートでは、各有機トランジスタのゲート電圧を順に印加して走査することにより、各センサ素子により検出される物理量や化学量を取得し、これをデータ処理することによって取得した物理量や化学量の対象となる対象物に対する詳細なデータを得ることができるようにしている。なお、センサとしては、圧力センサや温度センサ、光センサ、加速度センサ、歪みセンサ、磁気センサ、温度センサ、キャパシタ、電圧センサ、ケミカルセンサのうちのいずれか1つまたは複数を用いることができる。
特開2005−150146号公報
Conventionally, as this type of sheet, a sheet in which a plurality of sensor elements each having an organic transistor connected to a sensor are arranged in a matrix on a bendable sheet has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this sheet, by applying and scanning the gate voltage of each organic transistor in order, the physical quantity and chemical quantity detected by each sensor element are obtained, and the physical quantity and chemical quantity obtained by data processing are obtained. Detailed data for the target object can be obtained. As the sensor, any one or more of a pressure sensor, a temperature sensor, an optical sensor, an acceleration sensor, a strain sensor, a magnetic sensor, a temperature sensor, a capacitor, a voltage sensor, and a chemical sensor can be used.
JP-A-2005-150146

一般に超音波は、電磁波に比して人体への影響が少ないことから、人が近傍に存在することを前提とする装置におけるセンシングに用いるものとして注目を集めている。一方、超音波の送受信に用いるものとして圧電効果を有する高分子材料により形成された薄板状部材を円筒形に形成したものも知られているが、こうしたものは、湾曲自在なシートに緻密に複数配置することは容易ではないと共に、こうしたシートの製造に多くの工数を要するものとなる。   In general, since ultrasonic waves have less influence on the human body than electromagnetic waves, they are attracting attention as being used for sensing in devices that assume that a person is present in the vicinity. On the other hand, a thin plate-like member formed of a polymer material having a piezoelectric effect is also known as a cylindrical member that is used for transmission / reception of ultrasonic waves. Arrangement is not easy, and many man-hours are required to manufacture such a sheet.

本発明の超音波送受信素子は、湾曲自在なシートに複数配置することが簡易な構造の素子を提供することを主目的とする。また、本発明の超音波送受信シートは、超音波送受信素子を湾曲自在なシートに複数配置してなるものを提供することを主目的とする。   A main object of the ultrasonic transmitting / receiving element of the present invention is to provide an element having a structure that can be easily arranged on a bendable sheet. Another object of the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention is to provide a plurality of ultrasonic transmission / reception elements arranged on a bendable sheet.

本発明の超音波送受信素子および超音波送受信シートは、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The ultrasonic transmission / reception element and the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.

本発明の超音波送受信素子は、
超音波を送受信可能な超音波送受信素子であって、
有機トランジスタと、
圧電効果を有する高分子材料により長方形の薄板状に形成され、長手方向の一方の端部が前記有機トランジスタのソースまたはドレインの一方に電気的に接続されると共に片持ち状に固定された送受信部材と、
前記有機トランジスタと前記送受信部材との間の該送受信部材の長手方向の他方の端部に整合する位置に配置され、前記他方の端部を前記有機トランジスタから押し離すことによって該送受信部材を湾曲させる湾曲用部材と、
を備えることを要旨とする。
The ultrasonic transmission / reception element of the present invention comprises:
An ultrasonic transmitting / receiving element capable of transmitting and receiving ultrasonic waves,
An organic transistor,
A transmission / reception member formed into a rectangular thin plate shape by a polymer material having a piezoelectric effect, and having one end in the longitudinal direction electrically connected to one of the source and drain of the organic transistor and fixed in a cantilever manner When,
The transmitting / receiving member is disposed between the organic transistor and the transmitting / receiving member so as to be aligned with the other end in the longitudinal direction of the transmitting / receiving member, and the transmitting / receiving member is curved by pushing the other end away from the organic transistor. A bending member;
It is a summary to provide.

この本発明の超音波送受信素子では、圧電効果を有する高分子材料により長方形の薄板状に形成された送受信部材の長手方向の一方の端部を有機トランジスタのソースまたはドレインの一方に電気的に接続して片持ち状に固定し、有機トランジスタと送受信部材との間に送受信部材の長手方向の他方の端部に整合する位置に湾曲用部材を配置して送受信部材の他方の端部を有機トランジスタから押し離すことによって送受信部材を湾曲させる。送受信部材は、湾曲の程度によって受信感度を調整することができるから、送受信部材の長さや幅などの寸法に対して目的とする超音波の波長に対する送受信用部材の感度が良好となる湾曲の程度となるよう湾曲用部材の寸法を調節することにより、良好な感度を有する超音波送受信素子を簡易な構造で構成することができる。しかも、有機トランジスタは印刷技術を用いることによりシートにマトリックス状に形成することができることと、複数の送受信部をその固定される一方の端部を連結してシート状に形成することができることと、寸法の調節された複数の湾曲部材を連結してシート状に形成することができることと、を考慮すると、本発明の超音波送受信素子は湾曲自在なシートに複数配置することが容易なものとなる。   In the ultrasonic transmission / reception element of the present invention, one end in the longitudinal direction of a transmission / reception member formed into a rectangular thin plate shape by a polymer material having a piezoelectric effect is electrically connected to one of a source and a drain of an organic transistor. Then, the bending member is disposed between the organic transistor and the transmission / reception member so as to align with the other end in the longitudinal direction of the transmission / reception member, and the other end of the transmission / reception member is connected to the organic transistor. The transmission / reception member is bent by being pushed away from. Since the transmission / reception member can adjust the reception sensitivity according to the degree of bending, the degree of bending at which the sensitivity of the transmission / reception member with respect to the target ultrasonic wavelength with respect to dimensions such as the length and width of the transmission / reception member is good. By adjusting the size of the bending member so as to be, an ultrasonic transmission / reception element having good sensitivity can be configured with a simple structure. In addition, the organic transistor can be formed in a matrix form on the sheet by using a printing technique, and can be formed in a sheet form by connecting a plurality of transmitting and receiving parts at one fixed end thereof, Considering that a plurality of bending members whose dimensions are adjusted can be connected to form a sheet, it is easy to place a plurality of ultrasonic transmission / reception elements of the present invention on a bendable sheet. .

こうした本発明の超音波送受信素子において、送受信部材を形成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化アクリロニトリル,シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体,シアン化ビニリデン・ビニルベンゾエート共重合体など、圧電効果を有する種々の高分子材料を用いることができるが、特に高い圧電性を有するポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体が好適である。   In such an ultrasonic transmission / reception element of the present invention, as a material for forming the transmission / reception member, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, polyvinyl fluoride, Various polymer materials having piezoelectric effect such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene cyanide / vinyl benzoate copolymer can be used. However, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluorinated ethylene copolymer, and vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer having particularly high piezoelectricity are suitable.

また、本発明の超音波送受信素子において、前記湾曲部材は、前記送受信部材の当接部位と該送受信部材の前記固定された部位との間隔に対して0.8を中心とする所定割合だけ前記他方の端部を前記有機トランジスタから押し離すよう形成されてなるものとすることもできる。   Further, in the ultrasonic wave transmitting / receiving element of the present invention, the bending member is a predetermined ratio centered on 0.8 with respect to a distance between a contact portion of the transmitting / receiving member and the fixed portion of the transmitting / receiving member. The other end may be formed to be pushed away from the organic transistor.

本発明の超音波送受信シートは、
圧電効果を有する高分子材料により長方形状に形成されて超音波を送受信可能な送受信部と前記送受信部の一方の端部にソースまたはドレインの一方の電極が電気的に接続された有機トランジスタとを有する超音波送受信素子を湾曲自在なシートに複数配置してなる超音波送受信シートであって、
湾曲自在なシートに前記有機トランジスタを複数配置してなる有機トランジスタシートと、
前記有機トランジスタシートに重ねたときに該有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタのソースまたはドレインの一方の電極に前記送受信部の一方の端部が整合する位置に複数の送受信部が配置され、前記複数の送受信部の前記一方の端部を連結してなる送受信部用シートと、
前記有機トランジスタシートと前記送受信部用シートとの間に配置されて接合されたときに、前記送受信部用シートにおける前記複数の送受信部の他方の端部を前記有機トランジスタシートから押し離すことによって該複数の送受信部を湾曲させる複数の湾曲用部位が形成された湾曲用部位シートと、
を前記有機トランジスタシート,前記湾曲用部位シート,前記送受信部用シートの順に重ねて前記有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタの前記一方の電極と前記送受信部用シートにおける各送受信部の前記一方の端部とを電気的に接続して固定するよう接合してなる、
ことを要旨とする。
The ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention comprises:
A transmission / reception unit formed in a rectangular shape by a polymer material having a piezoelectric effect and capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and an organic transistor in which one source or drain electrode is electrically connected to one end of the transmission / reception unit An ultrasonic transmission / reception sheet comprising a plurality of ultrasonic transmission / reception elements arranged on a bendable sheet,
An organic transistor sheet formed by arranging a plurality of the organic transistors on a bendable sheet;
A plurality of transmission / reception units are arranged at positions where one end of the transmission / reception unit is aligned with one electrode of the source or drain of each organic transistor in the organic transistor sheet when stacked on the organic transistor sheet, A transmission / reception unit sheet formed by connecting the one end of the transmission / reception unit;
When the organic transistor sheet and the transmission / reception unit sheet are arranged and joined, the other end of the plurality of transmission / reception units in the transmission / reception unit sheet is pushed away from the organic transistor sheet. A bending part sheet in which a plurality of bending parts for bending a plurality of transmission / reception units are formed;
The organic transistor sheet, the bending portion sheet, and the transmission / reception unit sheet in this order, the one electrode of each organic transistor in the organic transistor sheet and the one end of each transmission / reception unit in the transmission / reception unit sheet It is joined to be electrically connected and fixed.
This is the gist.

この本発明の超音波送受信シートでは、有機トランジスタシートは湾曲自在なシートに有機トランジスタを複数配置してなり、送受信部用シートは有機トランジスタシートに重ねたときに有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタのソースまたはドレインの一方の電極に圧電効果を有する高分子材料により長方形状に形成されて超音波を送受信可能な送受信部の一方の端部が整合する位置に複数の送受信部が配置されると共に複数の送受信部の一方の端部を連結してなり、湾曲用部位シートは、有機トランジスタシートと送受信部用シートとの間に配置されて接合されたときに、送受信部用シートにおける複数の送受信部の他方の端部を有機トランジスタシートから押し離すことによって複数の送受信部を湾曲させる複数の湾曲用部位が形成されてなる。そして、本発明の超音波受信シートは、有機トランジスタシート,湾曲用部位シート,送受信部用シートの順に重ね合わせ、有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタのソースまたはドレインの一方の電極と送受信部用シートにおける各送受信部の連結された一方の端部とを電気的に接続して固定するよう接合して得る。この本発明の超音波送受信シートでは、超音波送受信素子は上述した本発明の超音波送受信素子と同一の構造となるから、送受信部の長さや幅などの寸法に対して目的とする超音波の波長に対する送受信用部材の感度が良好となる湾曲の程度となるよう湾曲用部位の寸法を調節することにより、良好な感度を有する超音波送受信素子を湾曲自在なシートに複数配置したものとすることができる。   In the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention, the organic transistor sheet is formed by arranging a plurality of organic transistors on a bendable sheet, and when the transmission / reception unit sheet is stacked on the organic transistor sheet, the source of each organic transistor in the organic transistor sheet Alternatively, a plurality of transmission / reception units are arranged at a position where one end of a transmission / reception unit which is formed in a rectangular shape with a polymer material having a piezoelectric effect on one electrode of a drain and can transmit / receive ultrasonic waves is aligned and a plurality of When one end portion of the transmission / reception unit is connected, and the bending portion sheet is arranged and bonded between the organic transistor sheet and the transmission / reception unit sheet, the plurality of transmission / reception units in the transmission / reception unit sheet For multiple bends that bend multiple transmit / receive units by pushing the other end away from the organic transistor sheet Position is formed. The ultrasonic receiving sheet of the present invention is an organic transistor sheet, a bending portion sheet, and a transmitting / receiving unit sheet, which are stacked in this order, and one of the source and drain electrodes of each organic transistor in the organic transistor sheet and the transmitting / receiving unit sheet It is obtained by joining so as to electrically connect and fix one end of each transmitting / receiving unit connected. In the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention, the ultrasonic transmission / reception element has the same structure as the ultrasonic transmission / reception element of the present invention described above. A plurality of ultrasonic transmitting / receiving elements having good sensitivity are arranged on a bendable sheet by adjusting the size of the bending portion so that the degree of bending is improved so that the sensitivity of the transmitting / receiving member with respect to the wavelength is good. Can do.

こうした本発明の超音波送受信シートにおいて、送受信部用シートを形成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化アクリロニトリル,シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体,シアン化ビニリデン・ビニルベンゾエート共重合体など、圧電効果を有する種々の高分子材料を用いることができるが、特に高い圧電性を有するポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体が好適である。また、本発明の超音波送受信シートにおいける送受信部用シートは、上述のいずれかの材料により形成された薄板状部材を打ち抜き加工により形成されてなるものとすることもできる。   In the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention, materials for forming the transmission / reception unit sheet include polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, and polyfluorination. Use various polymer materials with piezoelectric effect such as vinyl, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile chloride, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene cyanide / vinyl benzoate copolymer, etc. However, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluorinated ethylene copolymer, and vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer having particularly high piezoelectricity are suitable. In addition, the transmission / reception unit sheet in the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention may be formed by punching a thin plate member formed of any of the materials described above.

また、本発明の超音波送受信シートにおいて、前記湾曲用部位シートにおける各湾曲用部位は、前記送受信部用シートにおける各送受信部の当接部位と該送受信部の前記固定された部位との間隔に対して0.8を中心とする所定割合だけ前記他方の端部を前記有機トランジスタシートから押し離すよう形成されてなるものとすることもできる。さらに、本発明の超音波送受信シートにおいて、前記複数の超音波送受信素子はマトリックス状に配置されてなるものとすることもできる。   Further, in the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention, each bending portion in the bending portion sheet is at an interval between a contact portion of each transmitting / receiving portion in the transmission / reception portion sheet and the fixed portion of the transmitting / receiving portion. On the other hand, the other end may be formed so as to be pushed away from the organic transistor sheet by a predetermined ratio centered on 0.8. Furthermore, in the ultrasonic transmission / reception sheet of the present invention, the plurality of ultrasonic transmission / reception elements may be arranged in a matrix.

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.

図1は、本発明の一実施例としての超音波送受信素子20の構成の概略を示す構成図である。実施例の超音波送受信素子20は、圧電効果を有する高分子材料により長方形の薄板状に形成された送受信部材22と、送受信部材22の一方の端部24にボンディング39によりドレイン36の電極38が電気的に接続された有機トランジスタ30と、送受信部材22の他方の端部26を有機トランジスタ30側から押し上げるようにして送受信部材22を湾曲させる湾曲部材40と、から構成されている。なお、送受信部材22の一方の端部24の電極38への接続面とは異なる面は設置されている。送受信部材22は、上述したように圧電効果を有するため、電極38に電圧パルスを生じさせると、送受信部材22は電圧パルスの振動数で振動し、逆に送受信部材22を振動させると、電極38に振動に応じた電圧パルスが生じる。なお、送受信部材22は、上述の構成から、一方の端部24は片持ちの固定端となり、他方の端部26は湾曲部材40により支持されているものの開放端となる。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an ultrasonic transmission / reception element 20 as an embodiment of the present invention. The ultrasonic transmission / reception element 20 according to the embodiment includes a transmission / reception member 22 formed in a rectangular thin plate shape by a polymer material having a piezoelectric effect, and an electrode 38 of a drain 36 by bonding 39 on one end 24 of the transmission / reception member 22. The organic transistor 30 is electrically connected, and the bending member 40 is configured to bend the transmitting / receiving member 22 by pushing up the other end 26 of the transmitting / receiving member 22 from the organic transistor 30 side. Note that a surface different from the connection surface of the one end portion 24 of the transmitting / receiving member 22 to the electrode 38 is provided. Since the transmission / reception member 22 has a piezoelectric effect as described above, when the voltage pulse is generated in the electrode 38, the transmission / reception member 22 vibrates at the frequency of the voltage pulse, and conversely, when the transmission / reception member 22 is vibrated, the electrode 38 is vibrated. A voltage pulse corresponding to the vibration is generated. The transmission / reception member 22 has the above-described configuration, and one end 24 is a cantilever fixed end, and the other end 26 is an open end of what is supported by the bending member 40.

送受信部材22を形成する高分子材料としては、圧電効果を有する高分子材料であれば如何なる材料であってもよいが、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化アクリロニトリル,シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体,シアン化ビニリデン・ビニルベンゾエート共重合体などが好適である。特に高い圧電性を有するポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体が好適である。   The polymer material forming the transmission / reception member 22 may be any material as long as it has a piezoelectric effect, but may be polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, vinylidene fluoride.・ Tetrafluoroethylene copolymer, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene cyanide / vinyl benzoate copolymer, etc. are suitable. is there. In particular, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluorinated ethylene copolymer, and vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer having high piezoelectricity are suitable.

実施例の超音波送受信素子20は、有機トランジスタ30のゲート32に電圧を印加して有機トランジスタ30をオンとした状態でソース34に20kHz以上の周波数の超音波領域における電圧パルスを印加すると、印加された電気パルスに対して送受信部材22が振動することにより送受信部材22から超音波を送信する。一方、超音波が照射されている状態で有機トランジスタ30のゲート32に電圧を印加して有機トランジスタ30をオンとすると、超音波の周波数に応じて送受信部材22が振動し、この振動に伴って生じる電圧パルスをソース34側で検出することにより、超音波を受信する。   The ultrasonic transmitting / receiving element 20 according to the embodiment is applied when a voltage pulse in an ultrasonic region having a frequency of 20 kHz or higher is applied to the source 34 in a state where the voltage is applied to the gate 32 of the organic transistor 30 and the organic transistor 30 is turned on. The transmission / reception member 22 vibrates in response to the generated electrical pulse, thereby transmitting ultrasonic waves from the transmission / reception member 22. On the other hand, when a voltage is applied to the gate 32 of the organic transistor 30 and the organic transistor 30 is turned on in the state where the ultrasonic wave is irradiated, the transmission / reception member 22 vibrates according to the frequency of the ultrasonic wave. Ultrasonic waves are received by detecting the generated voltage pulse on the source 34 side.

次に、実施例の超音波送受信素子20の性能について説明する。図2は、40kHzの超音波を超音波送受信素子20に照射したときの送受信部材22における一方の端部24を電極38の接続するボンディング39と湾曲部材40との湾曲間隔dと湾曲部材40により送受信部材22が湾曲される際の湾曲高さhと電極38に生じる出力電圧との関係を示すグラフである。図示するように、40kHzの超音波に対しては、湾曲間隔dに対する湾曲高さhの割合(h/d)は、湾曲間隔dが小さいときには0.7〜0.9の範囲、即ち0.8を含む範囲で感度が良好となり、湾曲間隔dが大きいときには0.5以上で感度が良好になる。図3は、40kHzの超音波を超音波送受信素子20に照射したときの送受信部材22の幅Wと送受信部材22の長さLと電極38に生じる出力電圧との関係を示すグラフである。図示するように、40kHzの超音波に対しては、送受信部材22は長さLが10mm以上で幅Wが2mm以上で良好な感度を示す。したがって、40kHzの超音波に対しては、サイズが小型で良好な感度を有する送受信部材22としては、長さLが10mm、幅Wが5mm、湾曲間隔dが5〜7mm、湾曲高さhが4〜6mm、となる。なお、40kHz以外の周波数の超音波に対しては、同様の実験などを行なうことにより感度が良好な送受信部材22の長さL、幅W、湾曲間隔d、湾曲高さhを得ることができる。   Next, the performance of the ultrasonic transmitting / receiving element 20 of the embodiment will be described. FIG. 2 shows the bending distance d between the bonding member 39 and the bending member 40, which connects one end 24 of the transmitting / receiving member 22 when the ultrasonic transmitting / receiving element 20 is irradiated with ultrasonic waves of 40 kHz, and the bending member 40. 4 is a graph showing a relationship between a bending height h when the transmitting / receiving member 22 is bent and an output voltage generated in an electrode 38. As shown in the figure, for a 40 kHz ultrasonic wave, the ratio of the bending height h to the bending interval d (h / d) is in the range of 0.7 to 0.9 when the bending interval d is small, that is, 0. The sensitivity is good in a range including 8, and when the curve interval d is large, the sensitivity is good at 0.5 or more. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the width W of the transmitting / receiving member 22, the length L of the transmitting / receiving member 22, and the output voltage generated at the electrode 38 when the ultrasonic transmitting / receiving element 20 is irradiated with 40 kHz ultrasonic waves. As shown in the figure, for a 40 kHz ultrasonic wave, the transmission / reception member 22 exhibits a good sensitivity when the length L is 10 mm or more and the width W is 2 mm or more. Therefore, for a 40 kHz ultrasonic wave, the transmitting / receiving member 22 having a small size and good sensitivity has a length L of 10 mm, a width W of 5 mm, a bending interval d of 5 to 7 mm, and a bending height h. 4 to 6 mm. For ultrasonic waves having a frequency other than 40 kHz, the length L, the width W, the bending interval d, and the bending height h of the transmitting / receiving member 22 with good sensitivity can be obtained by performing a similar experiment or the like. .

図4は実施例の超音波送受信素子20で超音波を受信したときの受信指向性を示す説明図であり、図5は実施例の超音波送受信素子20から超音波を送信したときの送信指向性を示す説明図である。図示するように、実施例の超音波送受信素子20は、受信指向性も送信指向性も全方位に亘って良好である。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing reception directivity when ultrasonic waves are received by the ultrasonic transmission / reception element 20 of the embodiment, and FIG. 5 is transmission directions when ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transmission / reception element 20 of the embodiment. It is explanatory drawing which shows property. As shown in the figure, the ultrasonic transmitting / receiving element 20 of the embodiment has good reception directivity and transmission directivity in all directions.

上述したように、実施例の超音波送受信素子20は、超音波を送信する送信素子としても好適であると共に超音波を受信する受信素子としても好適であるが、図6に示すように、電圧パルスを発信するパルス発信器52と受信機54とを切り替えスイッチ56を介して超音波送受信素子20のソース34に接続し、切り替えスイッチ56によりパルス発信器52と超音波送受信素子20とを接続して超音波送受信素子20から超音波を送信し、その後、切り替えスイッチ56により受信機54と超音波送受信素子20とを接続して対象物で反射した超音波を受信することもできる。こうすれば、超音波を送信してから受信するまでの時間を計時することにより、超音波送受信素子20と対象物との距離を測定することができる。   As described above, the ultrasonic transmission / reception element 20 of the embodiment is suitable not only as a transmission element that transmits ultrasonic waves but also as a reception element that receives ultrasonic waves. However, as illustrated in FIG. A pulse transmitter 52 that transmits a pulse and a receiver 54 are connected to the source 34 of the ultrasonic transmission / reception element 20 via a changeover switch 56, and the pulse transmitter 52 and the ultrasonic transmission / reception element 20 are connected by a changeover switch 56. Then, it is possible to transmit ultrasonic waves from the ultrasonic transmission / reception element 20 and then connect the receiver 54 and the ultrasonic transmission / reception element 20 by the changeover switch 56 to receive the ultrasonic waves reflected by the object. In this way, by measuring the time from when the ultrasonic wave is transmitted until it is received, the distance between the ultrasonic transmitting / receiving element 20 and the object can be measured.

次に、実施例の超音波送受信素子20をマトリックス状に配置した超音波送受信シート100について説明する。図7は、実施例の超音波送受信シート100の構成の概略を示す説明図である。実施例の超音波送受信シート100は、湾曲自在なシートに8行8列となるよう配置された64個の超音波送受信素子20と、各行毎の超音波送受信素子20の有機トランジスタ30のゲート32を接続するワード線WL1〜WL8と、各列毎の超音波送受信素子20の有機トランジスタ30のソース34を接続するビット線BL1〜BL8と、により構成されている。   Next, the ultrasonic transmission / reception sheet 100 in which the ultrasonic transmission / reception elements 20 of the embodiment are arranged in a matrix will be described. FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an outline of the configuration of the ultrasonic transmission / reception sheet 100 according to the embodiment. The ultrasonic transmission / reception sheet 100 according to the embodiment includes 64 ultrasonic transmission / reception elements 20 arranged in 8 rows and 8 columns on a bendable sheet, and the gate 32 of the organic transistor 30 of the ultrasonic transmission / reception element 20 for each row. And bit lines BL1 to BL8 for connecting the source 34 of the organic transistor 30 of the ultrasonic transmitting / receiving element 20 for each column.

実施例の超音波送受信シート100は、図8に例示するようにマトリックス状に配置された複数の有機トランジスタ30が形成された有機トランジスタシート110と、図9に例示するように有機トランジスタシート110に重ねたときに各有機トランジスタ30のドレイン36の電極38に一方の端部24が整合するようにマトリックス状に複数の送受信部材22を配置すると共にこの複数の送受信部材22の一方の端部24を連結部124および縦連結部122,横連結部126により連結してシート状とした送受信部用シート120と、図10に例示するように送受信部用シート120に重ねたときに各送受信部材22の他方の端部26に湾曲部材40が整合するようにマトリックス状に複数の湾曲部材40を配置すると共にこの湾曲部材40を縦連結部134および横連結部136により連結してシート状とした湾曲部用シート130と、を有機トランジスタシート110,湾曲部用シート130,送受信部用シート120の順に重ね合わせて各有機トランジスタ30の電極38と送受信部材22の一方の端部24とをボンディング39により接合して形成することができる。   The ultrasonic transmission / reception sheet 100 according to the embodiment includes an organic transistor sheet 110 formed with a plurality of organic transistors 30 arranged in a matrix as illustrated in FIG. 8, and an organic transistor sheet 110 as illustrated in FIG. A plurality of transmission / reception members 22 are arranged in a matrix so that one end 24 is aligned with the electrode 38 of the drain 36 of each organic transistor 30 when stacked, and one end 24 of the plurality of transmission / reception members 22 is arranged. The transmission / reception unit sheet 120 connected by the connection unit 124, the vertical connection unit 122, and the horizontal connection unit 126, and the transmission / reception member 22 when stacked on the transmission / reception unit sheet 120 as illustrated in FIG. A plurality of bending members 40 are arranged in a matrix so that the bending member 40 is aligned with the other end portion 26, and the bending is performed. The bending portion sheet 130 formed by connecting the material 40 with the vertical connecting portion 134 and the horizontal connecting portion 136 and the organic transistor sheet 110, the bending portion sheet 130, and the transmitting / receiving portion sheet 120 are superposed in this order. The electrode 38 of the organic transistor 30 and the one end 24 of the transmission / reception member 22 can be joined by bonding 39.

有機トランジスタシート110は、例えば、プラスチックフィルム上に銀ナノ粒子をインクジェットプリンタにより塗布し、銀ナノ粒子を220℃で1時間大気中で焼成することにより各有機トランジスタ30のゲート電極を作製し、エポキシ系樹脂をスクリーン印刷機により塗布して各ゲート電極の周辺に隔壁を作製し、8mPasまで希釈したポリイミド前駆体を隔壁内のゲート電極上にインクジェットで塗布し、窒素雰囲気で180℃硬化させることによりポリイミドゲート絶縁膜(厚み1μm)を作製する。そして、真空蒸着法を用いて厚み50nmの有機半導体ペンタセンを製膜し、最後に、ソースおよびドレイン電極を真空蒸着装置で製膜して各有機トランジスタ30を完成することにより、形成することができる。   For example, the organic transistor sheet 110 is formed by applying silver nanoparticles on a plastic film by an ink jet printer and firing the silver nanoparticles in the atmosphere at 220 ° C. for 1 hour to produce a gate electrode of each organic transistor 30. A series resin is applied by a screen printer to produce partition walls around each gate electrode, and a polyimide precursor diluted to 8 mPas is applied onto the gate electrode in the partition by ink jet and cured at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere. A polyimide gate insulating film (thickness 1 μm) is produced. Then, an organic semiconductor pentacene having a thickness of 50 nm is formed using a vacuum deposition method, and finally, the organic transistor 30 is completed by forming the source and drain electrodes with a vacuum deposition apparatus. .

送受信部用シート120は、例えば、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化アクリロニトリル,シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体,シアン化ビニリデン・ビニルベンゾエート共重合体などの圧電効果を有する高分子材料により薄板を形成し、打ち抜き加工により送受信部用シート120を完成することにより、形成することができる。なお、送受信部用シート120を形成する高分子材料としては、特に高い圧電性を有するポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体が好適であり、実施例では、ポリフッ化ビニリデンにより形成した。   The transmission / reception unit sheet 120 includes, for example, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, and polyacrylonitrile. A thin plate is formed from a polymer material having a piezoelectric effect, such as polychlorinated acrylonitrile, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene cyanide / vinyl benzoate copolymer, and a sheet 120 for a transmission / reception unit is completed by stamping. Thus, it can be formed. The polymer material forming the transmission / reception unit sheet 120 is particularly preferably polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, or vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer having high piezoelectricity. In the examples, it was made of polyvinylidene fluoride.

湾曲部用シート130は、例えば、種々のプラスチック材料により薄板を形成し、打ち抜き加工により湾曲部用シート130を完成することにより、形成することができる。   The bending portion sheet 130 can be formed, for example, by forming a thin plate from various plastic materials and completing the bending portion sheet 130 by punching.

実施例の超音波送受信シート100は、ワード線WL1〜WL8に順に電圧を印加して各行毎の有機トランジスタ30を順にオンとすると共にビット線BL1〜BL8に順に電圧パルスを出力することによって各超音波送受信素子20から順に超音波を送信することができ、ワード線WL1〜WL8に順に電圧を印加して各行毎の有機トランジスタ30を順にオンとすると共にビット線BL1〜BL8で電圧パルスを検出することによって各超音波送受信素子20で超音波を受信することができる。即ち、マトリックス状に配置された複数の超音波送受信素子20のうち任意の超音波送受信素子20により超音波を送信することができ、マトリックス状に配置された複数の超音波送受信素子20のうち任意の超音波送受信素子20で超音波を受信することができる。この超音波送受信シート100では、例えば、中心に位置する超音波送受信素子20から超音波を送信し、対象物から反射した超音波をマトリックス状に配置された全ての超音波送受信素子20で受信し、各超音波送受信素子20で受信した超音波の位相差をデータ処理することにより、超音波送受信シート100から対象物までの距離および対象物の形状を検出することができる。   The ultrasonic transmission / reception sheet 100 according to the embodiment applies voltages sequentially to the word lines WL1 to WL8 to sequentially turn on the organic transistors 30 for each row and outputs voltage pulses to the bit lines BL1 to BL8 in order. Ultrasonic waves can be transmitted sequentially from the acoustic wave transmitting / receiving element 20, voltages are sequentially applied to the word lines WL1 to WL8 to turn on the organic transistors 30 in each row in order, and voltage pulses are detected on the bit lines BL1 to BL8. Accordingly, the ultrasonic wave can be received by each ultrasonic wave transmitting / receiving element 20. That is, an ultrasonic wave can be transmitted by an arbitrary ultrasonic transmitting / receiving element 20 among the plural ultrasonic transmitting / receiving elements 20 arranged in a matrix, and an arbitrary one of the plural ultrasonic transmitting / receiving elements 20 arranged in a matrix. The ultrasonic transmission / reception element 20 can receive ultrasonic waves. In the ultrasonic transmission / reception sheet 100, for example, ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic transmission / reception element 20 located at the center, and ultrasonic waves reflected from the object are received by all the ultrasonic transmission / reception elements 20 arranged in a matrix. The distance from the ultrasonic transmission / reception sheet 100 to the object and the shape of the object can be detected by data processing of the phase difference of the ultrasonic waves received by each ultrasonic transmission / reception element 20.

以上説明した実施例の超音波送受信素子20によれば、送受信部材22は湾曲の程度によって受信感度を調整することができるから、対象となる超音波の周波数に対して感度が良好となる送受信部材22の長さL、幅W、湾曲間隔d、湾曲高さhを設定して用いることにより、良好な感度を有するものとすることができる。しかも、有機トランジスタ30は印刷技術を用いることによりシートにマトリックス状に形成することができ、送受信部材22の固定端である一方の端部24を連結してシート状に形成することができ、湾曲部材40も連結してシート状に形成することができるから、実施例の超音波送受信素子20は湾曲自在なシートに複数配置することが容易なものとなる。   According to the ultrasonic transmission / reception element 20 of the embodiment described above, since the transmission / reception member 22 can adjust the reception sensitivity according to the degree of curvature, the transmission / reception member having good sensitivity to the frequency of the target ultrasonic wave. By setting and using the length L, the width W, the bending interval d, and the bending height h of 22, it is possible to have good sensitivity. In addition, the organic transistor 30 can be formed in a matrix form on the sheet by using a printing technique, and can be formed in a sheet form by connecting one end portion 24 which is a fixed end of the transmission / reception member 22 to be curved. Since the member 40 can also be connected and formed into a sheet shape, a plurality of the ultrasonic transmitting / receiving elements 20 of the embodiment can be easily arranged on a bendable sheet.

実施例の超音波送受信シート100によれば、対象となる超音波の周波数に対して感度が良好となる送受信部材22の長さL、幅W、湾曲間隔d、湾曲高さhを設定して用いることにより、良好な感度を有する超音波送受信素子20を湾曲自在なシートに複数配置したものとすることができる。   According to the ultrasonic transmission / reception sheet 100 of the embodiment, the length L, the width W, the bending interval d, and the bending height h of the transmission / reception member 22 having good sensitivity to the frequency of the target ultrasonic wave are set. By using it, a plurality of ultrasonic transmitting / receiving elements 20 having good sensitivity can be arranged on a bendable sheet.

実施例の超音波送受信素子20や超音波送受信シート100では、送受信部材22や送受信部用シート120をポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリアクリロニトリル,ポリ塩化アクリロニトリル,シアン化ビニリデン・酢酸ビニル共重合体,シアン化ビニリデン・ビニルベンゾエート共重合体などの圧電効果を有する高分子材料により形成するものとしたが、これらの高分子材料に限定されるものではなく、圧電効果を有する材料であれば如何なる材料によって形成してもかまわない。   In the ultrasonic transmission / reception element 20 and the ultrasonic transmission / reception sheet 100 of the embodiment, the transmission / reception member 22 and the transmission / reception unit sheet 120 are made of polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoride ethylene copolymer, vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene Polymer materials having a piezoelectric effect such as polymers, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylonitrile, polyacrylonitrile, vinylidene cyanide / vinyl acetate copolymer, vinylidene cyanide / vinyl benzoate copolymer, etc. However, the present invention is not limited to these polymer materials, and any material having a piezoelectric effect may be used.

実施例の超音波送受信シート100では、64個の超音波送受信素子20を8行8列となるよう配置するものとしたが、複数の超音波送受信素子20をn行m列(n,mは自然数)となるよう配置するものとしてもよいし、マトリックス状に配置しないものとしてもよい。   In the ultrasonic transmission / reception sheet 100 of the embodiment, 64 ultrasonic transmission / reception elements 20 are arranged in 8 rows and 8 columns, but a plurality of ultrasonic transmission / reception elements 20 are arranged in n rows and m columns (n and m are n and m are It is good also as what arrange | positions so that it may become (natural number), and may not arrange | position in a matrix form.

実施例の超音波送受信素子20や超音波送受信シート100では、送受信部材22の一方の端部24を有機トランジスタ30のドレイン36の電極38に電気的に接続するものとしたが、有機トランジスタ30は、構造的にソース34とドレイン36とは等価であるから、送受信部材22の一方の端部24を有機トランジスタ30のソース34の電極に電気的に接続するものとしてもよい。   In the ultrasonic transmission / reception element 20 and the ultrasonic transmission / reception sheet 100 of the embodiment, one end 24 of the transmission / reception member 22 is electrically connected to the electrode 38 of the drain 36 of the organic transistor 30. Since the source 34 and the drain 36 are structurally equivalent, one end 24 of the transmission / reception member 22 may be electrically connected to the electrode of the source 34 of the organic transistor 30.

実施例の超音波送受信素子20や超音波送受信シート100では、送受信部材22の他方の端部26を開放端としたが、送受信部材22が湾曲すればよいから他方の端部26も一方の端部24と同様に固定端としてもよい。この場合、湾曲の方向としては実施例の超音波送受信素子20のように図1に示すように上に凹(有機トランジスタ30に向けて凸)に限定されるものではなく図1上で上に凸(有機トランジスタ30に向けて凹)のアーチ状としてもよい。   In the ultrasonic transmission / reception element 20 and the ultrasonic transmission / reception sheet 100 of the embodiment, the other end portion 26 of the transmission / reception member 22 is an open end. However, since the transmission / reception member 22 only needs to be curved, the other end portion 26 is also one end. It is good also as a fixed end similarly to the part 24. In this case, the direction of the curve is not limited to the concave upward (convex toward the organic transistor 30) as shown in FIG. A convex (concave toward the organic transistor 30) arch may be used.

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.

本発明は、超音波送受信素子や超音波送受信シートの製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of ultrasonic transmission / reception elements and ultrasonic transmission / reception sheets.

本発明の一実施例としての超音波送受信素子20の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the ultrasonic transmission / reception element 20 as one Example of this invention. 40kHzの超音波を超音波送受信素子20に照射したときの送受信部材22における湾曲間隔dと湾曲高さhと出力電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the bending space | interval d in the transmission / reception member 22 when the ultrasonic transmission / reception element 20 is irradiated with the ultrasonic wave of 40 kHz, the bending height h, and an output voltage. 40kHzの超音波を超音波送受信素子20に照射したときの送受信部材22の幅Wと送受信部材22の長さLと電極38に生じる出力電圧との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the width W of the transmission / reception member 22, the length L of the transmission / reception member 22 and the output voltage generated at the electrode 38 when the ultrasonic transmission / reception element 20 is irradiated with ultrasonic waves of 40 kHz. 実施例の超音波送受信素子20で超音波を受信したときの受信指向性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows reception directivity when the ultrasonic wave transmission / reception element 20 of an Example receives ultrasonic waves. 実施例の超音波送受信素子20から超音波を送信したときの送信指向性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the transmission directivity when the ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic transmission / reception element 20 of an Example. 実施例の超音波送受信素子20を超音波の送受信素子として用いた具体例の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the specific example which used the ultrasonic transmission / reception element 20 of the Example as an ultrasonic transmission / reception element. 実施例の超音波送受信シート100の構成の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the ultrasonic transmission / reception sheet | seat 100 of an Example. 有機トランジスタシート110の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the organic transistor sheet | seat 110. FIG. 送受信部用シート120の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the sheet | seat 120 for transmission / reception parts. 湾曲部用シート130の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the sheet | seat 130 for curved parts.

符号の説明Explanation of symbols

20 超音波送受信素子、22 送受信部材、24 一方の端部、26 他方の端部、30 有機トランジスタ、32 ゲート、34 ソース、36 ドレイン、38 電極、39 ボンディング、40 湾曲部材、52 パルス発信器、54 受信機、56 切り替えスイッチ、100 超音波送受信シート、110 有機トランジスタシート、120 送受信部用シート、122 縦連結部、124 連結部、126 横連結部、134 縦連結部、136 横連結部、WL1〜WL8 ワード線、BL1〜BL8 ビット線。   20 ultrasonic transmitting / receiving element, 22 transmitting / receiving member, 24 one end, 26 other end, 30 organic transistor, 32 gate, 34 source, 36 drain, 38 electrode, 39 bonding, 40 bending member, 52 pulse transmitter, 54 receiver, 56 changeover switch, 100 ultrasonic transmission / reception sheet, 110 organic transistor sheet, 120 transmission / reception part sheet, 122 vertical connection part, 124 connection part, 126 horizontal connection part, 134 vertical connection part, 136 horizontal connection part, WL1 ˜WL8 Word line, BL1 to BL8 bit line.

Claims (7)

超音波を送受信可能な超音波送受信素子であって、
有機トランジスタと、
圧電効果を有する高分子材料により長方形の薄板状に形成され、長手方向の一方の端部が前記有機トランジスタのソースまたはドレインの一方に電気的に接続されると共に片持ち状に固定された送受信部材と、
前記有機トランジスタと前記送受信部材との間の該送受信部材の長手方向の他方の端部に整合する位置に配置され、前記他方の端部を前記有機トランジスタから押し離すことによって該送受信部材を湾曲させる湾曲用部材と、
を備える超音波送受信素子。
An ultrasonic transmitting / receiving element capable of transmitting and receiving ultrasonic waves,
An organic transistor,
A transmission / reception member formed into a rectangular thin plate shape by a polymer material having a piezoelectric effect, and having one end in the longitudinal direction electrically connected to one of the source and drain of the organic transistor and fixed in a cantilever manner When,
The transmitting / receiving member is disposed between the organic transistor and the transmitting / receiving member so as to be aligned with the other end in the longitudinal direction of the transmitting / receiving member, and the transmitting / receiving member is curved by pushing the other end away from the organic transistor. A bending member;
An ultrasonic transmission / reception element comprising:
前記送受信部材は、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかの材料により形成されてなる請求項1記載の超音波送受信素子。   The ultrasonic transmission / reception element according to claim 1, wherein the transmission / reception member is made of any one of polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluorinated ethylene copolymer, and vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer. . 前記湾曲用部材は、前記送受信部材の当接部位と該送受信部材の前記固定された部位との間隔に対して0.8を中心とする所定割合だけ前記他方の端部を前記有機トランジスタから押し離すよう形成されてなる請求項1または2記載の超音波送受信素子。 The bending member pushes the other end portion from the organic transistor by a predetermined ratio centered on 0.8 with respect to the interval between the contact portion of the transmitting / receiving member and the fixed portion of the transmitting / receiving member. The ultrasonic transmission / reception element according to claim 1 or 2 formed so as to be separated. 圧電効果を有する高分子材料により長方形状に形成されて超音波を送受信可能な送受信部と前記送受信部の一方の端部にソースまたはドレインの一方の電極が電気的に接続された有機トランジスタとを有する超音波送受信素子を湾曲自在なシートに複数配置してなる超音波送受信シートであって、
湾曲自在なシートに前記有機トランジスタを複数配置してなる有機トランジスタシートと、
前記有機トランジスタシートに重ねたときに該有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタのソースまたはドレインの一方の電極に前記送受信部の一方の端部が整合する位置に複数の送受信部が配置され、前記複数の送受信部の前記一方の端部を連結してなる送受信部用シートと、
前記有機トランジスタシートと前記送受信部用シートとの間に配置されて接合されたときに、前記送受信部用シートにおける前記複数の送受信部の他方の端部を前記有機トランジスタシートから押し離すことによって該複数の送受信部を湾曲させる複数の湾曲用部位が形成された湾曲用部位シートと、
を前記有機トランジスタシート,前記湾曲用部位シート,前記送受信部用シートの順に重ねて前記有機トランジスタシートにおける各有機トランジスタの前記一方の電極と前記送受信部用シートにおける各送受信部の前記一方の端部とを電気的に接続して固定するよう接合してなる、
超音波送受信シート。
A transmission / reception unit formed in a rectangular shape by a polymer material having a piezoelectric effect and capable of transmitting and receiving ultrasonic waves, and an organic transistor in which one source or drain electrode is electrically connected to one end of the transmission / reception unit An ultrasonic transmission / reception sheet comprising a plurality of ultrasonic transmission / reception elements arranged on a bendable sheet,
An organic transistor sheet formed by arranging a plurality of the organic transistors on a bendable sheet;
A plurality of transmission / reception units are arranged at positions where one end of the transmission / reception unit is aligned with one electrode of the source or drain of each organic transistor in the organic transistor sheet when stacked on the organic transistor sheet, A transmission / reception unit sheet formed by connecting the one end of the transmission / reception unit;
When the organic transistor sheet and the transmission / reception unit sheet are arranged and joined, the other end of the plurality of transmission / reception units in the transmission / reception unit sheet is pushed away from the organic transistor sheet. A bending part sheet in which a plurality of bending parts for bending a plurality of transmission / reception units are formed;
The organic transistor sheet, the bending portion sheet, and the transmission / reception unit sheet in this order, the one electrode of each organic transistor in the organic transistor sheet and the one end of each transmission / reception unit in the transmission / reception unit sheet It is joined to be electrically connected and fixed.
Ultrasonic transmission / reception sheet.
前記送受信部用シートは、ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデン・3フッ化エチレン共重合体,フッ化ビニリデン・テトラフルオロエチレン共重合体のいずれかの材料により形成された薄板状部材を打ち抜き加工により形成されてなる請求項4記載の超音波送受信シート。   The transmission / reception unit sheet is formed by punching a thin plate member made of any one of polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / trifluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer. The ultrasonic transmission / reception sheet according to claim 4. 前記湾曲用部位シートにおける各湾曲用部位は、前記送受信部用シートにおける各送受信部の当接部位と該送受信部の前記固定された部位との間隔に対して0.8を中心とする所定割合だけ前記他方の端部を前記有機トランジスタシートから押し離すよう形成されてなる請求項4または5記載の超音波送受信シート。   Each bending part in the bending part sheet is a predetermined ratio centered on 0.8 with respect to the interval between the contact part of each transmission / reception part and the fixed part of the transmission / reception part in the transmission / reception part sheet. The ultrasonic transmission / reception sheet according to claim 4, wherein the other end is pushed away from the organic transistor sheet. 前記複数の超音波送受信素子はマトリックス状に配置されてなる請求項4ないし6いずれか1つの請求項に記載の超音波送受信シート。
The ultrasonic transmission / reception sheet according to any one of claims 4 to 6, wherein the plurality of ultrasonic transmission / reception elements are arranged in a matrix.
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