DE3223615A1 - Electromechanical transducer - Google Patents

Abstract

The transducer contains at least one piezoelectric transducer element and a foil of a transparent piezoelectric plastic which is provided with in each case at least one metallic electrode on its flat sides. According to the invention, the electrode consists of platinum having a maximum thickness of 30 nm. These electrodes are vapour-deposited or sputtered on at a temperature which is not significantly above room temperature. They are transparent and adhere well to the base.

Description

Elektromechanischer WandlerElectromechanical converter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Wandler mit wenigstens einem piezoelektrischen Wandlerelement und einem dünnen Grundkörper, vorzugsweise einer Folie, aus einem durchsichtigen piezoelektrischen Kunststoff. Der Grundkörper ist an seiner Flachseite mit jeweils wenigstens einer metallischen Elektrode versehen.The invention relates to an electromechanical converter at least one piezoelectric transducer element and a thin base body, preferably a film made of a transparent piezoelectric plastic. The base body is on its flat side with at least one metallic each Provided electrode.

In der Anzeigetechnik werden bekanntlich Flüssigkristallanzeigen verwendet, die mit geringer Energie betrieben werden kannen, Die Ansteuerspannung liegt im Bereich von einigen Volt und der Leistungsbedarf pro anzeigende Fläche beträgt lediglich etwa 1 bis 10 µw/cm2. , Ein Anzeigesegnient wird jeweils durch den anteil der Überdeckungsfläche zweier sich auf Front- und Druckplatte gegenüberliegender transparenter Elektroden gebildet denen zur Ansteuerung eine Wechsel spannung zugeführt wird (Siemens Components 19 (1981), Heft 5, Seite 160) e Die transparenten Elektroden können beispielsweise aus Indiumoxidschichten bestehen, die bei verhältnismäßig hohen Temperaturen getempert werden müssen.As is known, liquid crystal displays are used in display technology, which can be operated with low energy, the control voltage is in Range of a few volts and the power requirement per display area is only about 1 to 10 µw / cm2. , An advertisement is indicated in each case by the proportion of the coverage area two opposed transparent electrodes on the front and pressure plate formed to which an alternating voltage is supplied for control (Siemens Components 19 (1981), No. 5, page 160) e The transparent electrodes can, for example consist of indium oxide layers that are annealed at relatively high temperatures Need to become.

Es ist ferner bekannt, daß auf verschiedenen technischen Sachgebieten, beispielsweise in hochfrequenztechnischen und elektroakustischen Einrichtungen, piezoelektrische Elemente verwendet werden. Der vorzugsweise flache piezoelektrische Grundkörper, insbesondere eine piezoelektrische Folie, ist im allgemeinen in Richtung seiner Dicke polarisiert und an den Flachseiten jeweils mit einer Elektrode versehen, die mit einem Anschlußleter elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrische Signalbildung erfolgt dlarch Drukeinwirkung auf die Flechseiten der Folie Ferner kann durch die Zuführung einer Wechsel spannung eine mechanische Schwingung erzeugt werden (US-Patent 3 940 637).It is also known that in various technical fields, for example in high-frequency and electroacoustic facilities, piezoelectric elements are used. The preferably flat piezoelectric Base body, in particular a piezoelectric film, is generally in the direction polarized with its thickness and on the flat sides one Electrode provided, which is electrically connected to a terminal. The electrical signal is generated by applying pressure to the flech sides The film can also be a mechanical voltage through the supply of an alternating voltage Vibration can be generated (U.S. Patent 3,940,637).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen Wandler mit einer piezoelektrischen Folie aus einem durchsichtigen piezoelektrischen Kunststoff, vorzugsweise einem fluorhaltigen Polymer, insbesondere Polyvinylidenfluorid oder Polyvinylfluorid, anzugeben, der mit transparenten metallischen Elektroden versehen ist. Solche Folien können bekanntlich nur aus verhältnismäßig geringe Temperaturen erwärmt werden Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sehr dünne Metallschichten zwar transparent sind und auf einer Unterlage gut haften, für Elektroden gebräuchliche Metalle, beispielsweise Gold oder Silber, neigen Jedoch bei sehr dünnen Schichten zu einer Insel-Sogtur mit entsprechend verminderter elektrischer Leitfähigkeit.The invention is based on the object of an electromechanical Transducer with a piezoelectric film made of a transparent piezoelectric Plastic, preferably a fluorine-containing polymer, in particular polyvinylidene fluoride or polyvinyl fluoride, to indicate the one with transparent metallic electrodes is provided. It is known that such films can only be produced from relatively low temperatures The invention is based on the knowledge that very thin metal layers Although they are transparent and adhere well to a surface, they are commonly used for electrodes Metals such as gold or silver, however, tend to be very thin layers to an island suction with correspondingly reduced electrical conductivity.

Die Erfindung besteht nun darin, daß als Elektrode eine Schicht aus einem Metall der Platin-Gruppe, beispielsweise Palladium oder Indium, vorzugsweise Platin, vorgesehen ist, deren Dicke 3Q nm nicht wesentlich überschreitet und vorzugsweise höchstens etwa 3 nm beträgt.The invention consists in that a layer is used as the electrode a metal from the platinum group, for example palladium or indium, preferably Platinum, is provided, the thickness of which does not significantly exceed 30 nm and preferably is at most about 3 nm.

Unter Umstanden kann es zweckmäßig sein, die Dicke auf höchstens 1 nm zu beschränken. Diese Schichten können durch Aufdampfen oder Aufsputtern bei einer Temperatur aufgebracht werden, die die Zimmertemperatur nicht wesentlich überschreitet und auf höchstens etwa 370 K begrenzt ist.Under certain circumstances it can be useful to reduce the thickness to a maximum of 1 nm to restrict. These layers can be achieved by vapor deposition or sputtering a temperature that does not significantly exceed room temperature and is limited to a maximum of about 370 K.

Diese Platinelektroden zeigen nur eine geringe Neigung zur Insel-Bildung und diese Neigung nimmt darüber hinaus mit atnehmender Temperatur ab. Es können deshalb bei der Herstellung dieser dünnen Platinelektroden vorzugsweise niedrige Temperaturen eingehalten werden.These platinum electrodes show only a slight tendency towards island formation and this tendency also decreases with decreasing temperature. It can therefore, when making these thin platinum electrodes, preferably low ones Temperatures are maintained.

5 Patentansprüche5 claims

Claims (5)

Patentansprüche 1. Elektromechanischer Wandler mit wenigstens einem piezoelektrischen Wandlerelement und einem dttnnen Grundkörper aus einem durchsichtigen piezoelektrischen Kunststoff, der an seinen Flachseiten mit jeweils wenigstens einer metallischen Elektrode versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrode aus einem Metall der Platin-Gruppe mit einer Dicke von höchstens 30 nm besteht.Claims 1. Electromechanical converter with at least one piezoelectric transducer element and a thin base body made of a transparent piezoelectric plastic, which on its flat sides with at least one metallic electrode is provided, which is not shown, that the electrode is made of a metal of the platinum group with a thickness of at most 30 nm. 2. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrode aus Platin besteht.2. Electromechanical converter according to claim 1, d a d u r c h g e it is not noted that the electrode is made of platinum. 3. Elektromechanischer Wandler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dicke höchstens etwa 3 nm beträgt.3. Electromechanical converter according to claim 1 or 2, d a d u r c it should be noted that the thickness is at most about 3 nm. 4. Verfahren zum Herstellen eines Drucksensors nach einem der Anspruche 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrode bei einer Temperatur von höchstens 370 K aufgedaipft oder aufgesputtert wird 4. A method for producing a pressure sensor according to one of the claims 1 to 3, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the electrode at a Temperature of a maximum of 370 K is steamed or sputtered on 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Elektrode bei einer Temperatur von höchstens 300 K aufgedampft oder aufgesputtert wird.5. Procedure according to claim 4, d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the electrode at is evaporated or sputtered at a temperature not exceeding 300 K.