[发明专利]高分子薄膜极化方法、极化膜及电子器件

说明书

一种高分子薄膜极化方法，在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高分子薄膜第二表面，使高分子薄膜内形成沿薄膜厚度方向的膜内电场，对所述高分子薄膜进行极化。该高分子薄膜极化方法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。本发明还提供一种极化膜，采用上述高分子薄膜极化方法制备得到，该极化膜具有较强的压电效应和较长的使用寿命。本发明还提供一种电子器件，其包括基底以及上述的极化膜。

【技术领域】

本发明涉及薄膜技术领域，具体涉及一种高分子薄膜极化方法、极化膜及电子器件。

【背景技术】

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。

【发明内容】

为克服现有薄膜极化生产合格率较低的技术问题，本发明提供一种高分子薄膜极化方法、极化膜及电子器件。

本发明为解决上述技术问题的一技术方案是提供一种高分子薄膜极化方法，包括：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，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，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。

优选地，所述高分子薄膜极化方法进一步包括通过监测所述高分子薄膜的薄膜电流确定极化终点。

优选地，所述高分子薄膜为铁电聚合物薄膜，所述薄膜电流在极化过程中表现出巴克豪森噪声的振荡行为特性，通过监测巴克豪森噪声对薄膜电流的影响，从而确定极化终点。

优选地，利用监测的薄膜电流获得薄膜电流与极化时间之间的斜率，从而确定极化终点。

优选地，当所述斜率出现振荡后，且变化量小于1-5％时，即可确定为极化终点。

优选地，在极化过程中控制所述高分子薄膜、第一电场和第二电场三者之间进行相对运动。

一种极化膜，采用上述高分子薄膜极化方法制备得到。

优选地，所述极化膜为铁电聚合物薄膜，薄膜厚度小于9μm，所述极化膜的介电常数为25-29pC/N。

本发明还提供一种电子器件，其包括基底以及上述的极化膜。

相对于现有技术，本发明所提供的一种高分子薄膜极化方法，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的第二表面，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。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。

进一步的是，通过监测所述高分子薄膜的薄膜电流确定极化终点，能更好的保证得到压电效应强且使用寿命长的极化膜，且当确定同一极化终点时，每次极化后获得的极化膜性能一致性好。

进一步的是，根据所需要的极化程度确定极化终点，从而能得到不同性能的极化膜，实现极化膜制备的可控性。