高分子极化膜及电子器件制造技术

本发明专利技术涉及薄膜技术领域，具体涉及一种高分子极化膜及电子器件。本发明专利技术的高分子极化膜内部晶相包括α相和β相，其中β相的含量为60～70％。该高分子极化膜具有较强的压电效应和较长的使用寿命。本发明专利技术还提供一种电子器件，其包括基底以及上述的高分子极化膜。

Polymer polarizing film and electronic devices

The invention relates to the field of film technology, in particular to a polymer polarizing film and an electronic device. The internal crystalline phase of the polymer polarizing film consists of an alpha phase and a beta phase, in which the content of the beta phase is 60 to 70%. The polymer polarizing film has strong piezoelectric effect and long service life. The invention also provides an electronic device including a substrate and a polymer polarizing film.

【技术实现步骤摘要】
高分子极化膜及电子器件
本专利技术涉及薄膜
，具体涉及一种极化膜及电子器件。
技术介绍
极化是薄膜材料处理中的一个重要环节，主要目的是使薄膜材料中杂乱取向的分子偶极矩沿着特定方向(如极化电场方向)一致取向，从而使该薄膜材料具有压电性能。薄膜极化通常直接将薄膜材料置于电极之间，利用电极产生的高压电场完成极化，这种方法非常容易将薄膜材料击穿。特别有些高分子薄膜材料是直接形成在电子器件表面，在高压电场直接极化还容易因为薄膜材料击穿而导致整个电子器件的损坏，所以成本昂贵。而且由于整个极化方法生产合格率较低，基本不能大规模生产。
技术实现思路
为克服现有薄膜极化生产合格率较低的技术问题，本专利技术提供一种高分子极化膜及电子器件。本专利技术为解决上述技术问题的一技术方案是提供一种高分子极化膜，所述高分子极化膜内部晶相包括α相和β相，其中β相的含量为60～70％。优选地，所述高分子极化膜的厚度小于30um。优选地，所述高分子极化膜的厚度小于9um。优选地，所述高分子极化膜为铁电聚合物薄膜。优选地，所述高分子极化膜为PVDF膜或PVDF-TrFE膜或PMMA膜或TEFLON膜。优选地，所述高分子极化膜的压电常数为25～29pC/N。本专利技术还提供一种电子器件，其包括基底以及上述的高分子极化膜。优选地，所述高分子极化膜是原位形成在基底上的。优选地，所述高分子极化膜通过化学气相沉积或湿化学方法原位形成在基底表面。优选地，所述基底为薄膜晶体管。与现有技术相比，本专利技术所提供的一种高分子极化膜，所述高分子极化膜内部晶相包括α相和β相，其中β相的含量为60～70％。本专利技术的高分子极化膜具有较好的压电效应。进一步的，所述高分子极化膜的厚度小于9um，降低了包含此种高分子极化膜器件的整体厚度，更符合通讯设备轻薄化的趋势。进一步的，所述高分子极化膜为铁电聚合物薄膜，具有较强的压电效应和较长的使用寿命。进一步的，高分子极化膜的压电常数为25～29pC/N，具有较强的压电效应和较长的使用寿命。本专利技术还提供一种电子器件，其包括基底以及上述的高分子极化膜。由于所述高分子极化膜具有较强的压电效应，有效拓宽该电子器件的应用并增强其竞争力。【附图说明】图1是本专利技术实施例一中高分子薄膜极化方法的流程示意图。图2是本专利技术实施例一中高分子薄膜极化方法的原理示意图。图3是本专利技术实施例一中高分子薄膜极化方法的薄膜电流的测试曲线图。图4中(A)为本专利技术实施例一中铁电聚合物薄膜极化前的微观结构示意图；(B)为本专利技术实施例一中铁电聚合物薄膜极化后的微观结构示意图。图5中(A)为本专利技术实施例一高分子薄膜极化方法中，极化过程下的铁电聚合物薄膜的电滞回线(极性-膜内电场)的示意图；(B)为极化过程下的巴克豪森噪声信号与膜内电场之间的关系示意图；(C)为极化过程下的极化微晶密度与膜内电场之间的关系示意图；(D)为极化过程下的薄膜电流与膜内电场之间的关系示意图。图6是本专利技术实施例二高分子薄膜极化装置的结构示意图。图7是本专利技术实施例四高分子薄膜极化装置的一种实施例中，高压高压电极端、低压电极端、物品承载台三者之间相对运动的结构示意图。图8是本专利技术实施例四高分子薄膜极化装置的另一种实施例中，高压高压电极端、低压电极端、物品承载台三者之间相对运动的结构示意图。图9是本专利技术实施例五中一种高分子薄膜极化系统的结构示意图。图10中(A)是本专利技术实施例五中另一种高分子薄膜极化系统的结构示意图；(B)是极化过程中电场Ez与衬底位置之间的关系示意图；(C)是极化过程中电场Ex与衬底位置之间的关系示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一如图1所示，一种高分子薄膜极化方法，包括：步骤S1：提供待极化高分子薄膜，其包括相对的第一表面和第二表面，使该薄膜第一表面电势为零；步骤S2：在所述待极化高分子薄膜第二表面的上方提供第一电场以及第二电场，所述第一电场电势高于所述第二电场的电势；步骤S3：在所述第一电场的作用下电离待极化高分子薄膜上方的环境气体，该环境气体穿过所述第二电场而聚集在所述高分子薄膜第二表面，使所述高分子薄膜内形成沿所述薄膜厚度方向的膜内电场，对所述高分子薄膜进行极化。本专利技术所提供的一种高分子薄膜极化方法，相较于直接在高分子薄膜的上下表面设置电极，不会使高分子薄膜直接承受所施加的高压电场，因此能避免高分子薄膜被击穿，有效提高极化膜的生产合格率，可以实现大规模生产；且制得的极化膜具有较强的压电效应和较长的使用寿命。本专利技术所提供的高分子薄膜极化方法的原理示意图如图2所示，提供待极化的高分子薄膜103，所述高分子薄膜103包括相对的第一表面1031和第二表面1032，使该薄膜的第一表面1031电势为零。一般来说，如图中所示，使所述高分子薄膜103接地即可。在所述待极化高分子薄膜103第二表面1032的上方提供第一电场以及一个第二电场，所述第一电场电势高于所述第二电场的电势。所述第一电场可以是如图1中所示，由电势源101通过一电势释放件104提供，所述电势释放件104可以是金属针或者是细金属线等。所述第二电场可以是如图1中所示，由格栅105或者是设有贯穿部的平板提供，比如多根互相平行金属线且间隔一定距离而形成的平板电极,多根金属线之间的间隔即形成所述平板状电极的贯穿部。本实施例中，第二电场采用栅格150提供。所述格栅105设置在电源释放件104与高分子薄膜103之间。利用第一电场电离待极化高分子薄膜上方的环境气体，从而产生带电离子102，带电离子102穿过所述第二电场也即穿过格栅105而聚集在所述高分子薄膜103第二表面1032，使所述高分子薄膜103内形成沿所述薄膜厚度方向(即图中箭头P所指方向)的膜内电场，从而完成所述高分子薄膜103的极化。其中，所述格栅105可以确定格栅105所在平面的电势，并均匀格栅105所在处的电场，从而保证聚集在所述高分子薄膜103表面的带电离子102的均匀度。优选地，所述电源释放件104与格栅105之间的距离大于所述格栅105与高分子薄膜103之间的距离。优选地，所述格栅105与高分子薄膜103之间的距离为1-10mm，通过确定格栅105与高分子薄膜103之间的距离，能更好的控制高分子薄膜103内所形成的膜内电场，使得膜内电场处在一个较高且稳定的状态。当然，可以理解，在一些优选的实施例中，只需保证所述电源释放件104与格栅105之间的距离大于所述格栅105与高分子薄膜103之间的距离即可。更好的是，所述电源释放件104与高分子薄膜103之间的距离为10-500mm，最优的是所述电源释放件104与高分子薄膜103之间的距离为300mm。优选地，所述第一电场的电势为10-50kV，所述第二电场的电势为5-40kV，通过确定第一电场的电势以及第二电场的电势，能保证极化过程的稳定性。在这里需要说明的是，当然仍然需要保证第一电场的电势高于第二电场的电势，并且优选的是，第一电场的电势比第二电场的电势高5-30kV。例如，所述第一电场的电势为40kV，所述第二电场的电势为12kV；或，所述第一电场的电势本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜内部晶相包括α相和β相，其中β相的含量为60～70％。

【技术特征摘要】
1.一种高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜内部晶相包括α相和β相，其中β相的含量为60～70％。2.如权利要求1所述的高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜的厚度小于30um。3.如权利要求1所述的高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜的厚度小于9um。4.如权利要求1所述的高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜为铁电聚合物薄膜。5.如权利要求1所述的高分子极化膜，其特征在于：所述高分子极化膜为PVDF膜或PVDF-TrFE膜或PMMA膜或T...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开安，
申请(专利权)人：王开安，
类型：发明
国别省市：美国,US