專利名稱：熱電型紅外線傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用了具有熱電性的材料的熱電型紅外線傳感器。
技術背景熱電型紅外線傳感器為使用了如下熱電體的紅外線傳感器，所述熱 電體具有物質內部的自發(fā)極化量隨溫度而發(fā)生變化的性質。該熱電型紅 外線傳感器中，將熱電體吸收紅外線溫度升高而產生的自發(fā)極化量的變 化以電氣信號的形式獲得，由此來檢測紅外線的有無和強度。為了提高熱電型紅外線傳感器的靈敏度，熱電體優(yōu)選(i)熱電系數大、 (ii)熱容量小、(iii)介電常數小。熱電系數被定義為每單位體積下單位溫度 變化所提供的極化的變化。若減小熱容量，則同等量的紅外線照射所實 現(xiàn)的溫度升高增大，有助于提高紅外線的檢測靈敏度。此外，若減小介 電常數，則夾在該熱電體之間的電極間的靜電容量減小。此時，由于極 化的變化所產生的兩電極間的電壓增大，因而有助于提高以電壓的變化 進行測定的紅外線檢測的靈敏度。以往一直使用的熱電型紅外線傳感器中具有由鈦酸鋯酸鉛(PZT)、鈦 酸鋇(BaTi03)等無機強電介質、或者聚偏二氟乙烯(PVDF)或PVDF與三 氟乙烯(TrFE)的無規(guī)共聚物P(VDF/TrFE)等強介電聚合物形成的熱電體。 但是，無機強電介質雖然具有熱電系數大的優(yōu)點，但是由于其介電常數 和熱容量大，因而對傳感器的靈敏度的提高有限，此外還存在形成薄膜 時需要使用數百攝氏度左右的高溫處理的缺點。對此，日本特開2004-037291號公報(

、
、圖4)中，提出了在熱電型紅外線傳感器的熱電體中使用偏二氟乙烯低聚物 (VDF低聚物)的技術方案。VDF低聚物被表示為CF3-(CH2CF2)n-CmH2m+1。 其中，聚合數n在日本特開2004-037291號公報中為10 50，但是實際上除了該范圍，n為5 9的低聚物也具有下述特點。因此，本申請中將 聚合數n為5 50的范圍內的低聚物定義為VDF低聚物。此外，對于 QJI加+,基，日本特開2004-037291號公報中僅記載了 M=l的情況，但是 實際上m=2 10的低聚物也具有下述特點。進一步地，CmH2^基被鹵 原子取代的低聚物也包括在VDF低聚物中。VDF低聚物具有低于上述無機強電介質的與強介電聚合物同程度的 介電常數和熱容量，而且其熱電系數高于這些強介電聚合物，在這一點 上，VDF低聚物作為熱電型紅外線傳感器的熱電體是優(yōu)異的。其熱電系 數隨著聚合數n的不同而不同，例如聚合數n=17的VDF低聚物的熱電 系數P3為-70nC/n^K，而聚合度n非常大(n-1000 2000左右)的VDF低 聚物(？\0^)的熱電系數？3=-30^:/111210與之相比，聚合數n-17的VDF 低聚物的熱電系數具有更大的絕對值。此外，VDF低聚物在形成薄膜時 無須使用高溫處理，在這方面也比無機強電介質優(yōu)異。在以往的含有使用了 VDF低聚物的熱電體的熱電型紅外線傳感器 中具有如下結構其通過由Si等無機材料構成的基板來支撐熱電體。若 該基板具有大的熱容量和熱傳導率，則通過紅外線的照射而向熱電體提 供的熱量大部分被基板所吸收或者由基板釋放到外部，結果通過紅外線 照射而實現(xiàn)的熱電體的溫度變化減小，所以傳感器的靈敏度降低。日本特開2000-155050號公報(
、
、
、圖l)中記載 了在具有強介電聚合物作為熱電體的熱電型紅外線傳感器中使用熱傳導 率通常較小的樹脂制基板的技術方案。由此可以抑制通過紅外線照射而 向熱電體提供的熱量被基板奪去所致的傳感器的靈敏度的降低。在樹脂 制基板的下面進一步設置由Si等構成的支撐體。通過該支撐體來保持樹 脂制基板以使其固定成平面狀而不會彎曲。發(fā)明內容以往的熱電型紅外線傳感器中，由于使用由Si等無機材料構成的基板或支撐體，因而熱電型紅外線傳感器本身難以對應于設置場所的形狀 或檢測對象的配置等而發(fā)生變形。本發(fā)明擬解決的課題在于提供一種可以變形且靈敏度高的熱電型紅 外線傳感器。本發(fā)明為了解決上述問題而完成的熱電型紅外線傳感器的特征在于，其具備下述a)、 b)、 c)和d):a) 由高分子材料構成的基板，b) 形成在所述基板上的由CF3-(CH2CF2)n-CmH2m+1或其CmH2m+1基團 被鹵原子取代而得到的物質構成的偏二氟乙烯低聚物層， CF3-(CH2CF2)n-CU， n-5 50， m=l 10，c) 形成在所述基板與所述偏二氟乙烯低聚物層之間的具有可撓性 的下部電極，d) 形成在所述偏二氟乙烯低聚物層上的具有可撓性的上部電極； 且該熱電型紅外線傳感器具有可撓性。對于基板的材料，例如可以使用聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、 聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚對苯硫醚、聚酰胺酰亞胺。對于上部電極和下部電極，例如可以使用Au、 Ag、 Al、 Cr、 Ni、 Pt等金屬的 蒸鍍膜、碳蒸鍍膜、或聚苯胺、聚噻吩、PDOT-PSS等有機電極等。本發(fā)明涉及的熱電型紅外線傳感器可以有效地利用其可撓性的特 性，形成為彎曲狀、圓筒狀或球面狀。而且，此時，偏二氟乙烯低聚物 層可以位于彎曲的外側或內側。對此，可以進一步設置改變其彎曲的曲率(圓筒狀、球面狀時為截面 形狀)的單元。此時，也可以進一步設置測定其曲率的單元。上述基板可以具有使用了兩張壓電性高分子膜的雙壓電晶片結構。上述上部電極和下部電極的至少一方(也可以為兩方)可以被分割成 兩個以上。此時，優(yōu)選在上述基板中除去兩個以上電極之間的部分。此外，上述基板相對于目的紅外線為透明的，在對應于上述兩個以 上電極的至少任意一個的位置上，該基板的表面、即作為下部電極的相 反側的面的紅外線入射面可以形成為凸透鏡或菲涅耳透鏡等聚光透鏡的 形狀。


圖1為表示本發(fā)明涉及的熱電型紅外線傳感器的一實施方式的縱截 面圖。圖2為表示設置有兩個以上下部電極或/和上部電極的本發(fā)明的熱電 型紅外線傳感器的例子的縱截面圖。圖3為表示本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器的制造方法的一例的縱截 面圖。圖4為表示成型為圓筒形的熱電型紅外線傳感器的例子的透視圖。 圖5為表示將基板等彎曲的熱電型紅外線傳感器的例子的縱截面圖。圖6為表示具有彎曲單元的熱電型紅外線傳感器的例子的平面圖和 縱截面圖。圖7為表示無需截光器的溫度測定用紅外線傳感器的例子的縱截面圖。圖8為表示在熱電型紅外線傳感器陣列中在各元件的邊界設置基板 的除去區(qū)域的例子的平面圖和縱截面圖。圖9為表示在VDF低聚物層設置有凸部的熱電型紅外線傳感器陣列 的例子的縱截面圖。圖10為表示本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器和比較例中的誘導電荷 的測定結果的圖。
具體實施方式
在本發(fā)明中，由于由高分子材料構成的基板和VDF低聚物層具有可 撓性，并且上部電極和下部電極也使用具有可撓性的電極，因而本發(fā)明 的熱電型紅外線傳感器具有可撓性。利用該可撓性，可以得到變形為對 應于設置場所的形狀以及彎曲狀、圓筒狀、球面狀等所期望形狀的熱電 型紅外線傳感器。此外，通過使用熱電系數高于大多數熱電型紅外線傳感器中所使用 的無機強電介質或強介電聚合物等的VDF低聚物熱電體以及熱容量、熱傳導率小于以往使用的Si等基板的由高分子膜構成的基板，可以使紅外 線傳感器的靈敏度高于以往。本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器形成為圓筒狀或球面狀時，可以得到360度的視角。在本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器中設置改變曲率的單元時，由于可 以使受光面的焦點移動，因而可通過一邊移動該焦點一邊測定紅外線強 度的變化來測定熱源的位置。此外，通過使該曲率變化重復(振動)，可以得到與以往使用的截光器同樣的功能。即，若基板的曲率發(fā)生變化，則VDF低聚物層與熱源(紅外 線源)之間的距離變化，因而即使對于靜止的熱源也可以在VDF低聚物層 產生溫度變化，從而可以測定溫度。以往，為了對靜止熱源賦予溫度變 化而使用截光器，但是在本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器中附加曲率改變 單元，由此，通過重復曲率變化而可以在不使用截光器的情況下測定靜 止熱源的溫度。作為該曲率改變單元的一個例子，可以舉出具有使用了兩張壓電性 高分子膜的雙壓電晶片結構的基板。此時，可以通過改變施加在這兩張 壓電性高分子膜之間的電壓的值來改變其曲率。此外，通過施加交流電 壓，基板發(fā)生振動，由此可將其用作不必使用上述截光器的靜止熱源溫 度傳感器。上部電極和下部電極的至少一方是兩個以上電極時，可以在1個基 板上形成具有對應于這些兩個以上電極的兩個以上熱電型紅外線傳感器 的紅外線傳感器陣列?？梢允褂眠@種紅外線傳感器陣列由例如各傳感器 的各紅外線強度的時間變化的差異來測定釋放紅外線的物體的速度或加 速度。此外，上述基板中的處于上述兩個以上的電極之間的部分被除去時， 可以抑制形成在該基板上的兩個以上熱電型紅外線傳感器相互之間的熱 傳導，從而可以提高各傳感器的檢測精度。在基板相對于目的紅外線為透明的、且在對應于兩個以上電極的至 少任意一個的位置上基板的表面形成為聚光透鏡的形狀的情況下，若從該表面對VDF低聚物層照射紅外線，則紅外線通過聚光透鏡被聚光在 VDF低聚物層內的狹窄區(qū)域中。由此，該區(qū)域中的VDF低聚物的溫度變 化增大，從而可以提高紅外線的檢測精度。下面使用圖1 圖IO對本發(fā)明涉及的熱電型紅外線傳感器的實施例 進行說明。(1) 本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器的基本結構圖1為具有本發(fā)明的基本結構的熱電型紅外線傳感器10的縱截面 圖。該熱電型紅外線傳感器10具有依次層壓由高分子材料構成的基板11 、 下部電極12、 VDF低聚物層13和上部電極14而成的結構?；?1的材料使用厚度5 200nm的聚酰亞胺、聚乙烯等高分子材 料片。VDF低聚物層13使用以化學式CF3-(CH2CF2)n-CmH2m+1表示(n-5 50、m-l 10)的VDF低聚物或其CmH2m+l基被鹵原子取代而得到的物質。 下部電極12和上部電極14使用上述金屬蒸鍍膜、碳蒸鍍膜、有機電極 等。雖然在基板11的全部面上形成下部電極12和上部電極14，但是通 過將它們形成充分薄的厚度，可以使傳感器整體具有可撓性。該熱電型紅外線傳感器10的運轉與以往的熱電型紅外線傳感器相 同。若對傳感器照射紅外線則VDF低聚物層13的溫度升高，VDF低聚 物的極化大小與該溫度變化的大小成比例地變化。對通過該極化的變化 所產生的下部電極12和上部電極14間的電壓的變化進行檢測，由此檢 測紅外線向VDF低聚物層13的入射。在該熱電型紅外線傳感器10中，由于作為其構成要素的基板11、下 部電極12、 VDF低聚物層13和上部電極14都具有可撓性，不具有例如 日本特開2000-155050號公報中記載的由Si構成的支撐體那樣無可撓性 的構成要素，因而可以變形為所期望的形狀。此外，在該熱電型紅外線 傳感器10中，基板11由高分子材料構成，與由Si等構成的基板或支撐 體相比熱容量和熱傳導率小，因而可以提高紅外線的檢測精度。(2) 具有經分割為兩個以上的上部電極和/或下部電極的熱電型紅外 線傳感器的結構圖2為具有經分割為兩個以上的上部電極和/或下部電極的(a)熱電型紅外線傳感器20A、 (b)熱電型紅外線傳感器20B和(c)熱電型紅外線傳感 器20C的縱截面圖。任意一個基板21都與上述熱電型紅外線傳感器10 同樣地形成為l張薄片狀，其中，(a)中僅上部電極24A被分割為兩個以 上，(b)中僅下部電極22B被分割為兩個以上，(c)中下部電極22C和上部 電極24C兩方均被分割為兩個以上。這些熱電型紅外線傳感器20A、 20B、 20C中，可以使用經分割的各 上部電極24A、 24C和/或下部電極22B、 22C，分別測定位于該電極的正 上方或正下方的VDF低聚物層23的電壓。由此，可以在各電極上分別 獨立地檢測紅外線向VDF低聚物層23的入射。即，這些熱電型紅外線 傳感器20A、 20B、 20C整體形成傳感器的陣列。這些熱電型紅外線傳感器20A、 20B、 20C中，未經分割的電極22A、 24B需要具有可撓性，而對于經分割的上部電極24A、 24C和下部電極 22B、 22C來說，各分割電極本身無須具有可撓性。由于電極間存在間隙， 因而經分割的各部分電極結合起來作為整體的上部電極或下部電極具有 可撓性，作為傳感器20A、 20B、 20C具有可撓性，所以圖2所示的3個 例子也在本申請發(fā)明的技術范圍內。(3)本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器的制造方法圖3表示本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器的制造方法的一例。首先， 準備高分子材料片作為基板ll，在其表面形成下部電極12(a)。形成下部 電極12時，例如使用由金屬或碳等構成的電極時可以使用真空蒸鍍法， 使用有機電極時可以使用旋涂法等濕式法。接著，將形成有下部電極12的基板11冷卻至-10(TC以下，通過真 空蒸鍍法在下部電極12的上面形成VDF低聚物層13(b)。通過該冷卻可 以使VDF低聚物的分子鏈的方向與基板平行地進行取向，通過采用這種 配置結構，可以形成易表現(xiàn)出強介電性和熱電性的狀態(tài)。然后結束冷卻，在VDF低聚物層13的上面形成上部電極14(c)。最 后，通過向下部電極12和上部電極14之間施加直流電壓或交流電壓， 在VDF低聚物層13中在垂直方向上形成電場(d)。由于VDF低聚物的分 子鏈如上所述與基板平行地進行取向，因而電場被施加到與分子鏈垂直的方向。而且，由于VDF低聚物的極化方向為與分子鏈垂直的方向，因 而通過施加該電場，在VDF低聚物層13中形成與該層垂直的方向的自 發(fā)極化(極化，求一y:/y)。通過至此的處理，完成熱電型紅外線傳感器 10。制造圖2(a) (c)所示的具有上部電極24A、 24C和/或下部電極22B、 22C的熱電型紅外線傳感器時，在圖3(a)和域(c)的步驟中，可以使用在 對應于欲形成的分割電極的位置上設置有孔的掩模進行真空蒸鍍。而且，在圖3(d)所示的步驟中，可以另外使用極化處理用的電極對 VDF低聚物層13施加電場來替代將上部電極和下部電極與電源連接施加 電場，(4)本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器的變形例圖4表示成型為圓筒狀的熱電型紅外線傳感器的例子。(a)所示的熱 電型紅外線傳感器30A為將圖1所示的熱電型紅外線傳感器10成型為圓 筒狀而得到的熱電型紅外線傳感器，下部電極32和上部電極34 —起被 一體設置在全部面上。(b)所示的熱電型紅外線傳感器30B為將圖2(a)所 示的熱電型紅外線傳感器20A成型為圓筒狀而得到的熱電型紅外線傳感 器，下部電極32被一體設置在全部面上，上部電極34B被分割成多個。 上述任意一種熱電型紅外線傳感器都在圓筒的內側具有基板31、在外側 具有VDF低聚物層33，檢測處于圓筒的外側的紅外線放射體。圓筒狀的熱電型紅外線傳感器30A、 30B可以無遺漏地檢測從其周 圍的全部方向入射的紅外線。此外，在電極經分割的熱電型紅外線傳感 器30B中，對于多個上部電極34B中的每一個測定與下部電極32之間的 電壓變化，通過確定其檢測強度分布，可以決定紅外線源的存在方向或 其運動。而且，圖4中表示在圓筒的內側配置基板31、在外側配置VDF低 聚物層33的例子，反之，也可以在圓筒的外側配置基板31、在圓筒的內 側配置VDF低聚物層33。通過將這種傳感器按照包圍例如小型制造物(工 件)的下落路徑或飛行路徑的方式進行配置，可以將其用作檢測工件的移 動或其速度、與正常路徑的偏移等的傳感器。此外，也可以在圓筒的內側配置液體或氣體的流路。由此，可以將其用作檢測通過流路的液體或 氣體的溫度變化的傳感器。圖5表示使圖1的熱電型紅外線傳感器IO彎曲形成的彎曲型熱電型 紅外線傳感器40A。圖5(a)為彎曲型熱電型紅外線傳感器40A的平面圖， (b)和(c)為其縱截面圖。該彎曲型熱電型紅外線傳感器40A中，將基板41A 形成大致圓形，用具有剛性的環(huán)45固定其周圍。下部電極42A和VDF 低聚物層43A為1張薄片狀，上部電極44A為分割電極。該彎曲型熱電型紅外線傳感器40A中，通過彎曲的VDF低聚物層 43A的曲面所形成的焦點與點光源的位置越近則各分割電極中的紅外線 的入射量的不均越小。據此，可以一邊移動彎曲型熱電型紅外線傳感器 40A(即， 一邊移動上述焦點)一邊測定紅外線的入射量，分別求得各分割 電極的不均為最小的位置，由此來推斷出點光源的位置。圖6表示設置有用于改變彎曲曲率的單元的熱電型紅外線傳感器 50。 (a)為熱電型紅外線傳感器40B的平面圖，(b)為表示熱電型紅外線傳 感器40B彎曲狀態(tài)的縱截面圖。該例子中，所使用的基板41B、下部電 極42B、 VDF低聚物層43B和上部電極44B與彎曲型熱電型紅外線傳感 器40A中相同。彎曲單元由配置在基板41B的周圍的多個作動器46構 成。各作動器46從基板41B周圍向基板41B中心方向擠壓基板41B。通 過調整利用該作動器46施加的擠壓力，可以改變基板41B、下部電極42B、 VDF低聚物層43B和(作為整體的)上部電極44B的曲率。而且，若減小 作動器46的擠壓力，則基板41B本身的復原力所致的曲率自然地減小。若改變基板41B的曲率，則通過VDF低聚物層43B的曲面形成的 焦點發(fā)生變化。因此，可以與彎曲型熱電型紅外線傳感器40A同樣地一 邊改變曲率(即改變焦點的位置)一邊測定紅外線的入射量，求得全部分割 電極的測定量的不均為最小的位置，由此來推斷出點光源的位置。此外，通過使用作動器46周期性地改變VDF低聚物層43B等的曲 率，可以周期性地改變紅外線向各分割電極正下方的VDF低聚物層43B 的入射量。以往，使用紅外線傳感器測定靜止的熱源的溫度時，為了產生熱電電流，通過截光器重復紅外線的入射的ON/OFF并對其入射量賦予時間變化，由此對熱電體賦予溫度的時間變化。若根據本實施例的方法則可 以不使用截光器而對紅外線的入射量賦予時間變化。(5) 不需要截光器的溫度測定用紅外線傳感器的例子接著，使用圖7對無須使用截光器的溫度測定用熱電型紅外線傳感 器的其它例子進行說明。該熱電型紅外線傳感器50中，基板51由高分 子膜51A和高分子膜51B以及夾在它們之間的具有可撓性的振動控制電 極55所構成，其中的高分子膜51A和高分子膜51B由在與基板垂直的 方向極化了的壓電體所構成。此外，在基板51的下面設置具有可撓性的 接地電極56。在基板51的上面與熱電型紅外線傳感器10同樣地配置下 部電極52、 VDF低聚物層53和上部電極54。振動控制電極55和下部電 極52、以及振動控制電極55和接地電極56分別按照使下部電極52側和 接地電極56側成為接地側的方式與交流電源57連接。通過這些高分子 膜51A和51B、振動控制電極55、接地電極56以及下部電極52來形成 雙壓電晶片。另外，下部電極52與熱電型紅外線傳感器10等同樣地用 于測定由VDF低聚物層53的溫度變化所產生的與上部電極54之間的電 壓。該熱電型紅外線傳感器50中，若使用交流電源57在振動控制電極 55與下部電極52、以及振動控制電極55與接地電極56之間施加交流電 壓，則由于橫向壓電效應，高分子膜51A和高分子膜51B在與膜平行的 方向上相互反相位伸縮。由此，基板51和設置在其上的VDF低聚物層 53等在與它們垂直的方向上振動。通過該振動，VDF低聚物層53與熱 源的距離不斷變化，所以即使從靜止的熱源入射紅外線時也可以對VDF 低聚物層53賦予溫度的時間變化。因此，熱電型紅外線傳感器50中可 以不使用截光器而測定靜止的熱源的溫度。(6) 在單位紅外線傳感器陣列間進行熱分離的熱電型紅外線傳感器 的例子圖8表示將上部電極、下部電極以及夾在它們之間的VDF低聚物層 分割成同一形態(tài)而得到的熱電型紅外線傳感器的其它例子的俯視圖(a)和縱截面圖(b)。該熱電型紅外線傳感器60中，通過上下的各部分電極以及被它們夾著的VDF低聚物層形成單位紅外線傳感器，通過這些單位紅外 線傳感器的配置(陣列)作為整體構成熱電型紅外線傳感器。而且，該熱電 型紅外線傳感器60中，在鄰接的單位紅外線傳感器之間除去基板61(除 去區(qū)域65)，基板61僅在4個單位紅外線傳感器的交點上連接，由此作 為紅外線傳感器整體保持一體性。本發(fā)明中由于基板使用高分子材料， 因而基板61的部分除去可以通過利用掩模的溶劑處理或機械切除容易地 進行。由此可以在熱上大致完全地分離構成陣列的各單位紅外線傳感器， 從而可以提高各單位紅外線傳感器的檢測精度。(7)在基板上設置有聚光透鏡的熱電型紅外線傳感器的例子圖9表示在基板71上向著其外側形成多個聚光透鏡的熱電型紅外線 傳感器70A 70C。在熱電型紅外線傳感器70A和70B中，在傳感器的 外部側的基板71A和71B的表面上通過與基板相同的材料向著基板的外 側形成多個凸部75。熱電型紅外線傳感器70B中進一步在VDF低聚物 層73B側的基板71B的表面對應于凸部75的位置向著基板70B的內側 形成凹部76，與此相應地，VDF低聚物層73B也在基板70B側形成凸起。 在熱電型紅外線傳感器70C中，在傳感器的外部側的基板71C的表面上 形成以同心圓狀形成多個鋸齒而構成的多個菲涅耳透鏡77。這些基板71A 71C都由可透過測定對象紅外線的材料構成。下部 電極72A 72C和上部電極74A 74C都由對應于凸部75或菲涅耳透鏡 77而配置的分割電極構成。該熱電型紅外線傳感器70A 70C中，通過從基板71側入射紅外線， 通過凸部75或菲涅耳透鏡77將紅外線聚光到比不存在凸部75或菲涅耳 透鏡77時狹窄的區(qū)域中，所以該區(qū)域中的VDF低聚物的溫度變化增大， 紅外線的檢測精度提高。圖10表示對于熱電型紅外線傳感器10照射紅外線(OFF—ON操作) 時以及停止紅外線的照射(ON—OFF操作)時以電壓的方式測定被VDF低聚物層誘導的誘導電荷量的結果。該實驗中，基板ll使用聚酰亞胺，下 部電極12和上部電極14使用Cr。在圖10中，作為比較例，示出了對于使用由石英構成的基板來替代聚酰亞胺基板的熱電型紅外線傳感器進行 同樣的測定的結果。而且，該實驗中使用從黑體爐(50(TC)放射的紅外光。圖10的橫軸為時間。通過該實驗結果可知，在OFF—ON操作、ON—OFF 操作的任意一種操作中，與比較例相比，本實施例中的輸出電壓的絕對 值大，應答快。工業(yè)實用性本發(fā)明中，由于由高分子材料構成的基板和VDF低聚物層具有可撓 性，上部電極和下部電極也使用具有可撓性的電極，因而本發(fā)明的熱電 型紅外線傳感器具有可撓性。利用該可撓性，可以得到變形為對應于設 置場所的形狀以及彎曲狀、圓筒狀、球面狀等所期望的形狀的熱電型紅 外線傳感器。
權利要求
1.一種熱電型紅外線傳感器，其特征在于，該熱電型紅外線傳感器具備下述a)、b)、c)和d)a)由高分子材料構成的基板，b)形成在所述基板上的由CF3-(CH2CF2)n-CmH2m+1或其CmH2m+1基團被鹵原子取代而得到的物質構成的偏二氟乙烯低聚物層，CF3-(CH2CF2)n-CmH2m+1中，n＝5～50，m＝1～10，c)形成在所述基板與所述偏二氟乙烯低聚物層之間的具有可撓性的下部電極，d)形成在所述偏二氟乙烯低聚物層上的具有可撓性的上部電極；且該熱電型紅外線傳感器具有可撓性。
2. 如權利要求l所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所述熱電型紅外線傳感器形成為彎曲狀。
3. 如權利要求1所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所述熱 電型紅外線傳感器形成為圓筒狀。
4. 如權利要求l所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所述熱 電型紅外線傳感器形成為球面狀。
5. 如權利要求1 4任意一項所述的熱電型紅外線傳感器，其特征 在于，所述熱電型紅外線傳感器具有改變曲率的單元。
6. 如權利要求5所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所述基板具有使用了兩張壓電性高分子膜的雙壓電晶片結構。
7. 如權利要求1 6任意一項所述的熱電型紅外線傳感器，其特征 在于，所述上部電極和下部電極的至少一方被分割成兩個以上。
8. 如權利要求7所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所述基 板中的處于所述兩個以上的電極之間的部分被除去。
9. 如權利要求7或8所述的熱電型紅外線傳感器，其特征在于，所 述基板相對于目的紅外線為透明的，在對應于所述兩個以上的電極的至 少任意一個的位置上，該基板的表面形成為聚光透鏡的形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供熱電型紅外線傳感器，其為可以變形且靈敏度高的熱電型紅外線傳感器。所述熱電型紅外線傳感器設有由聚酰亞胺或聚對苯二甲酸乙二醇酯等高分子材料構成的具有可撓性的基板(11)和由偏二氟乙烯(VDF)低聚物構成的層(13)，在VDF低聚物層(13)的上下設置由Al的蒸鍍膜等構成的具有可撓性的電極(12)和(14)。通過這些各構成要素的可撓性，本發(fā)明的熱電型紅外線傳感器作為整體具有可撓性，可以變形為所期望的形狀。此外，由于與以往的熱電型紅外線傳感器中使用的Si等基板相比，由高分子材料構成的基板的熱容量和熱傳導率低，因而可以提高傳感器的靈敏度。
文檔編號H01L37/02GK101405585SQ20078000985
公開日2009年4月8日 申請日期2007年3月19日 優(yōu)先權日2006年3月20日
發(fā)明者堀內俊壽, 小谷哲浩, 松本有史, 松重和美, 桑島修一郎, 石田謙司, 高明天 申請人:大金工業(yè)株式會社