JPH0432977B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、安定な性能を与える電極構造を有す
る焦電素子を効率的に製造する方法に関する。

［従来の技術］ 赤外線センサその他において感熱素子として焦
電素子が広く用いられはじめている。この焦電素
子は、一般に自発分極を有するフツ化ビニリデン
系樹脂等の高分子焦電体あるいはセラミツク焦電
体等からなる焦電体の膜ないしは薄層体、すなわ
ち分極フイルムの両面に電極膜を形成した構造を
有し、温度変化により両面に電極に電位差を発生
する作用を有する。また、一般に赤外線センサに
おいては、このような焦電素子を感熱素子として
用い入射する赤外線の発生する熱量に応じた電圧
を焦電素子の両面に発生させ、これを適宜増幅し
て検出するという基本的構成を有する。

このような赤外線センサの一例として、本発明
者らは、第１図に断面図を示すような赤外線セン
サを既に提案している（実願昭58−150572号）。
すなわち、このセンサにおいては、まず赤外線透
過窓１ａを頂部に開口させた金属ケース（キヤツ
プ）１内には、その窓部１ａに内接してエチレン
系樹脂膜等からなる赤外線透過窓材２が配置され
る。また、この赤外線透過窓材２の下には、上側
導電体リング３およびフツ化ビニルデン系樹脂等
からなる焦電体膜４ａ（第２図）の両面にITO（イ
ンジウム・すず複合酸化物）等からなる透明表面
電極４ｂ（第２図）および裏面電極４ｃ（第２図）
を有してなる焦電素子４、および下側導電体リン
グ５が順次積層されている。更に焦電素子４およ
び導電体リング５の下部空間には、増幅素子の一
例としてのFET（電界効果型トランジスタ）６が
配置され、そのゲートからのリード線６ａを下側
導体リング５の下面に圧接する形態で一体の絶縁
部材７が金属ケース１の下部から挿入配置され
る。前縁部材７は、焦電素子４ならびに導体リン
グ５を包囲する上部側化絵７ａと、該上部側壁に
連なり導体リング５を支承する上部棚段７ｂと、
FET６を収容する空間を包囲する中間側壁７ｃ
と、底板７ｄとからなり、ABS等の合成樹脂の
射出成形、プレス成形等により一体に成形されて
いる。またその底板７ｄには、FET６のソース、
ドレインおよびアースのリード線８８ａ，８ｂ，
８ｃが挿通されている。また底板７ｄの外面には
蒸発、メツキ等によるシールド用金属膜（図示せ
ず）が形成され、これをアースリード線８ｃと導
通させ、金属ケース１および上側導体リング３を
通じて焦電素子４の表面電極４が接地されてい
る。更に金属ケース１の内容物は、ケース下端１
ｂをかしめることにより、密接に積層した一体構
造とされている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した第１図および第２図に示した赤外線セ
ンサは、シールド構造も含めて底板ならびに側壁
構造が簡略化され、部品数が少なく、ワイヤーボ
ンデイング等の複雑な工程を含まずに容易且つ安
価に製造できるという特徴を有するが、一つの問
題点が見出された。それは、実際に製造された赤
外線センサの出力がバラツキ、一定とならないと
いうことである。本発明者らの研究によれば、そ
の主要な原因は、焦電素子、特にその電極構造に
あることが見出された。

したがつて、本発明の主要な目的は、安定な特
性を有する焦電素子の効率的な製造法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］および［作用］ 本発明者らの研究によれば、上記第１図および
第２図のようにして構成された赤外線センサの出
力がバラツクことの主要な原因の一つは、焦電体
膜４ａの両面に蒸着等により表、裏面電極４ｂ，
４ｃを形成した後、焦電素子４の形状に打抜く段
階で表裏面電極４ｂ，４ｃ間での短絡が生ずるこ
とであることが見出された。

そして、この問題を解決するには、焦電体膜の
両面に電極を形成した後、素子形状に打抜く際に
両面電極間での短絡が本質的に起らない電極構造
とすればよい。

また第１図のように赤外線センサに焦電素子を
組み込むためには、金属ケース１の下方から、上
側導電体リング３、焦電素子４、および下側導電
体リング５を順次挿入し、積層すればよいわけで
あるが、この組み込み工程を簡略化し、焦電素子
の取扱いを容易とするためには、上記した一対の
導電体リングの少なくとも一方を焦電素子の表裏
面のいずれか少なくとも一方に接着しておくこと
が好ましい。また、このような一体化構造は焦電
素子ならびに赤外線センサの特性を安定化する上
でも好ましく、また後述のように大面積焦電体膜
から効率的に製造できるものである。

本発明は、後述するような交叉するストライプ
状電極と該電極の少なくとも一方と導通して少な
くとも一面に貼付された導電体リングを有する焦
電素子の製造法を提供するものであり、該製造法
は、大面積焦電体膜の表裏面にそれぞれ複数のス
トライプ状電極を離間して且つ表裏面で互いに交
叉するように形成し、表裏面の少なくとも一面に
前記複数のシトライブ状電極と平行で且つ交互の
配置になるようにストライプ状に接着剤を塗布
し、前記表裏面のストライプ状電極の交叉点を囲
むように複数の導電体リングを前記接着剤により
貼付してストライプ状電極と導通させ、かく貼付
した複数の導電体リングの各々をその外周に沿つ
て焦電体膜とともに打抜くことを特徴とするもの
である。

［実施例］ 以下、本発明を、実施例について図面を参照し
つつ更に詳しく説明する。前記第１図および第２
図を含めて、図面中、同一符号を付した要素は、
同様な機能を有することを示す。

第３図ａおよびｂは、それぞれ本発明法により
製造される焦電素子の導電体リング接着前の態様
での側断面図および平面図である。すなわち、焦
電素子１４は、自発分極を有するフツ化ビニリデ
ン系樹脂等からなる焦電体膜１４ａの表面にITO
等からなる透明ストライプ状電極１４ｂを、また
裏面には同じくストライプ状電極１４ｃを設けて
なり、これらストライプ状電極１４ｂ，１４ｃは
互いに焦電体膜１４ａのほぼ中央で直交してい
る。すなわち、焦電素子１４の周縁部においては
表裏面の両方に電極が形成されることがなく、し
たがつて、連続な焦電体膜の表裏面に電極を蒸着
等により形成した後に、素子形状に打抜く際に表
裏の電極が短絡することがない。

第４図ａ，ｂは、それぞれ、本発明法により製
造される焦電素子の例の厚さ方向断面図および平
面図である。すなわち、この焦電素子２４は、第
３図ａ，ｂに示した焦電素子１４と実質的に同
じ、焦電体膜１４ａ、ストライプ状表面電極１４
ｂ、ストライプ状裏面電極１４ｃの積層体の裏
面、すなわち焦電体膜１４ａの裏面に、ストライ
プ状裏面電極１４ｃとはぼ平行に塗布した一対の
ストライプ状接着剤層２０を介して、焦電体膜１
４ａの周縁部に沿つて、下側導電体リング１５を
接着してなる。前述したように、このように予め
焦電素子の上下の導電体リングの少なくとも、一
方を焦電素子に予め接着して一体化しておくこと
により、焦電素子の取扱いが容易になり、またリ
ングと焦電素子との導電状態が安定化し、全体と
して焦電素子特性も安定化する。第４図ｂを見れ
ば明らかな通り、リング１５と焦電体膜１４ａと
の接着が電極１４ｃとは別の位置で行なわれるた
め、接着剤の介在によりリングと焦電素子との電
気的接続が阻害されることもない。なお、特に図
示しないが、上側導電体リングをも接着して一体
化した焦電素子構造とすることもできることは容
易に理解できよう。この場合には、接着剤はスト
ライプ状表面電極とほぼ平行に塗布されることは
云うまでもない。

本発明は、上述したように焦電素子を、従来の
単に表裏面に全面電極を有する焦電素子の製造に
比べて程複雑ではない、比較的簡単な方法により
連続的に製造可能な方法を提供するものである。

すなわち、第５図に、第４図に例示した焦電素
子２４の製造工程の概要を焦電素子裏面から見た
平面図として示すように、別途、蒸着装置によ
り、表面電極１４ｂに相当する電極ストライプ１
１４ｂおよび裏面電極１４ｃに相当する電極１４
ｃに電極ストライプ１１４ｃを両面に形成した大
面積たる長尺焦電体膜１１４ａを用意する。この
ようなストライプ状電極１１４ｂおよび１１４ｃ
のうち、長手方向（すなわち図の矢印Ａの方向）
に沿う電極１１４ｃについては、帯状マスクを用
い、長尺焦電体膜１１４ａを矢印Ａの方向へと巻
き戻しつつ、完全に連続的に蒸着を行うことがで
き、また巾方向に延長する電極１１４ｂについて
は、長尺焦電体膜１１４ａを間欠的に巻き戻しつ
つ蒸着を行うことにより、これも効率的に製造で
きる。これは、第３図ないし第４図に例示の焦電
素子における電極が直接的ストライプ形状を示し
ていることが有効に利用されている（但し本発明
全体としてストライプ電極が完全な直線状ストラ
イプであることは必要としない）。

このような表裏面電極ストライプ１１４ｂおよ
び１１４ｃの形成した長尺焦電体膜１１４ａの長
手方向に延長する電極１１４ｃとほぼ平行に、ス
トライプ状に、エポキシ系、ニトリルゴム系等の
接着剤120を塗布した後、前記ストライプ状電極
１１４ｂと１１４ｃの各交差点を包囲し、両側の
接着剤ストライプ120を覆う位置に、導電体リン
グ１５を配設し、接着剤120により接着するとと
もに、電極114cと接着導通させる。この状態の
−線に沿つて取つた断面図を第６図に示す。次
いで、この接合体を導電体リング１５の外径にそ
つて打抜けば、第４図ａ，ｂに示すような焦電素
子が得られる。

上記焦電素子を用いた赤外線センサは、前記第
１図の赤外線センサの本質的に同じ構造を取るこ
とができる。但し、その焦電素子４の代わりに第
４図で示す焦電素子２４のような本発明法による
焦電素子を用いることにより得られる。また必要
に応じて、実開昭56−59638号公報に示されるよ
うに上側導電体リング３を、キヤツプ１の側壁の
代わりに、あるいは側壁に加えて、頂壁に内接さ
せる構造としてもよい。

［発明の効果］ 上述したように、本発明によれば、安定な特性
を有する焦電素子の効率的な製造法が与えられ、
これを組み込むことにより安価で安定な特性を有
する赤外線センサが構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は赤外線センサの正断面構造を示す断面
図、第２図は従来の焦電素子の厚さ方向断面図、
第３図ａおよびｂはそれぞれ本発明法による焦電
素子の導電体リング接着前の形態での断面図およ
び平面図、第４図ａおよびｂはそれぞれ本発明法
により製造される焦電素子の例の断面図および平
面図、第５図は第４図に示す焦電素子の本発明法
による製造工程の概要を示す平面図、第６図は第
５図の−線に沿う断面図である。 １……金属ケース（１ａ……赤外線透過窓、１
ｂ……下端かしめ部）、２……赤外線透過窓材、
３……上側導電体リング、４，１４，２４……焦
電素子、４ａ，１４ａ……焦電体膜、４ｂ，１４
ｂ，１１４ｂ……表面電極、４ｃ，１４ｃ，１１
４ｃ……裏面電極、５，１５……下側導電体リン
グ、６……FET（６ａ……ゲートリード線）、７
……絶縁部材、８……リード線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大面積焦電体膜の表裏面にそれぞれ複数のス
   トライプ状電極を離間して且つ表裏面で互いに交
   互するように形成し、表裏面の少なくとも一面に
   前記複数のストライプ状電極の平行で且つ交叉の
   配置になるようにストライプ状に接着剤を塗布
   し、前記表裏面のストライプ状電極の交叉点を囲
   むように複数の導電体リングをぜ前記接着剤によ
   り貼付してストライプ状電極と導通させ、かく貼
   付した複数の導電体リングの各々をその外周に沿
   つて焦電体膜とともに打抜くことを特徴とする、
   表裏面に互いに交叉するストライプ状電極および
   該電極の少なくとも一と導通して少なくとも一面
   に貼付された導電体リングを有する焦電素子の製
   造法。 ２ 大面積焦電体膜が長尺焦電体膜であり、その
   一面に設けるストライプ状電極は、長尺焦電体膜
   の長手方向に沿つて蒸着により形成する特許請求
   の範囲第１項に記載の焦電素子の製造方法。