聚合物元件、电子设备、相机模块和成像装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2014年3月31日提出申请的日本专利申请JP2014-071353的优先权， 在此结合其全部内容作为参考。
技术领域
[0003] 本发明设及一种诸如聚合物致动器元件或聚合物传感器元件之类的聚合物元件 W及使用该种聚合物元件的电子设备、相机模块和成像装置。
【背景技术】
[0004] 近年来，例如在增加诸如移动电话、个人电脑（PC)或个人数字助理（PDA)之类的 便携式电子设备的功能性方面获得了显著的发展，并且通过安装相机模块而具有成像功能 的便携式电子设备变得很普遍。在该种便携式电子设备中，通过在透镜的光轴方向上移动 相机模块内的透镜来执行调焦或变焦。
[0005] 在现有技术中，使用音圈马达、步进马达等作为驱动部来移动相机模块内的透镜 的方法很普遍。另一方面，从小型化的观点看，近来已提出了使用预定致动器元件作为驱动 部的便携式电子设备。该种致动器元件的例子包括聚合物致动器元件。聚合物致动器元件 例如在一对电极层之间插入离子传导性高分子层（W下简称为高分子层）。例如，高分子层 包含水、离子液体或高沸点有机溶剂。在该种聚合物致动器元件中，通过在所述一对电极层 之间施加电场，离子在高分子层中移动并产生移位。由于该原因，聚合物致动器元件的操作 特性，如移位量、响应速度等大大依赖于离子的传导环境。因而，除了用作聚合物致动器元 件之外，聚合物元件还可用作聚合物传感器元件、双电层电容器、二次电池等。
[0006] 例如，多孔碳材料可用于聚合物元件的电极层（例如，日本未审专利申请公开号 2010-93954等）。例如，专注于该种聚合物元件中的多孔碳材料的比表面积并改善其性能 的方法已得到检验。
【发明内容】
[0007] 然而，即使当多孔碳材料的比表面积增加时，聚合物元件的特性也不能得到充分 改善。
[000引希望提供一种具有高级别特性的聚合物元件W及使用该种聚合物元件的电子设 备、相机模块和成像装置。
[0009] 根据本发明一实施方式，提供了第一聚合物元件，包括：一对电极层，所述一对电 极层中的至少一个电极层包含多孔碳材料；和设置在所述一对电极层之间的高分子层，其 中所述多孔碳材料具有设置在其表面的第一孔W及比所述第一孔小且与所述第一孔相通 的第二孔。
[0010] 根据本发明另一实施方式，提供了第一电子设备，包括：聚合物元件，所述聚合物 元件包括；一对电极层，所述一对电极层中的至少一个电极层包含多孔碳材料；和设置在 所述一对电极层之间的高分子层，其中所述多孔碳材料具有设置在其表面的第一孔w及比 所述第一孔小且与所述第一孔相通的第二孔。
[0011] 根据本发明再一实施方式，提供了第一相机模块，包括；透镜；和使用聚合物元件 构成并驱动所述透镜的驱动装置，其中所述聚合物元件包括：一对电极层，所述一对电极层 中的至少一个电极层包含多孔碳材料；和设置在所述一对电极层之间的高分子层，所述多 孔碳材料具有设置在其表面的第一孔W及比所述第一孔小且与所述第一孔相通的第二孔。
[0012] 根据本发明再一实施方式，提供了第一成像装置，包括；透镜；获取由所述透镜成 像的成像信号的成像元件；和使用聚合物元件构成并驱动所述透镜或所述成像元件的驱动 装置，其中所述聚合物元件包括：一对电极层，所述一对电极层中的至少一个电极层包含多 孔碳材料；和设置在所述一对电极层之间的高分子层，所述多孔碳材料具有设置在其表面 的第一孔W及比所述第一孔小且与所述第一孔相通的第二孔。
[0013] 在本发明的第一聚合物元件、第一电子设备、第一相机模块或第一成像装置中，因 为在表面中设置有第一孔且在多孔碳材料的第一孔和第二孔之中第一孔最大，所W离子容 易进入第一孔。离子穿过第一孔并被吸附到第二孔。
[0014] 根据本发明再一实施方式，提供了第二聚合物元件，包括；一对电极层；和设置在 所述一对电极层之间的高分子层，其中所述一对电极层中的至少一个电极层包含；多孔碳 材料，和金属氧化物。
[0015] 根据本发明再一实施方式，提供了第二电子设备，包括：聚合物元件，所述聚合物 元件包括一对电极层和设置在所述一对电极层之间的高分子层，其中所述一对电极层中的 至少一个电极层包含：多孔碳材料，和金属氧化物。
[0016] 根据本发明再一实施方式，提供了第二相机模块，包括；透镜；和使用聚合物元件 构成并驱动所述透镜的驱动装置，其中所述聚合物元件包括：一对电极层，和设置在所述一 对电极层之间的高分子层，所述一对电极层中的至少一个电极层包含；多孔碳材料，和金属 氧化物。
[0017] 根据本发明再一实施方式，提供了第二成像装置，包括；透镜；获取由所述透镜成 像的成像信号的成像元件；和使用聚合物元件构成并驱动所述透镜或所述成像元件的驱动 装置，其中所述聚合物元件包括：一对电极层，和设置在所述一对电极层之间的高分子层， 所述一对电极层中的至少一个电极层包含：多孔碳材料，和金属氧化物。
[001引在本发明的第二聚合物元件、第二电子设备、第二相机模块或第二成像装置中，因 为电极层中包含金属氧化物，所W由于金属氧化物的氧化还原反应产生了离子。
[0019]因为根据本发明的第一聚合物元件、第一电子设备、第一相机模块或第一成像装 置，在多孔碳材料的表面中设置有较大的第一孔，并且因为根据本发明的第二聚合物元件、 第二电子设备、第二相机模块或第二成像装置，电极层包含金属氧化物，所W可改善其特 性。注意，所述效果不必限于此，其可W是本发明中描述的任何效果。
【附图说明】
[0020] 图1是显示根据本发明第一个实施方式的聚合物元件的构造的剖面图；
[0021] 图2是显示图1的电极层中包含的多孔碳材料的构造的剖面示意图；
[0022] 图3是显示图2中所示的多孔碳材料的构造的另一个例子的剖面示意图；
[0023] 图4A是显示当未施加电压时图1中所示的聚合物元件的剖面图；
[0024] 图4B是显示当施加电压时图1中所示的聚合物元件的操作的剖面示意图；
[0025] 图5是显示根据一比较例的多孔碳材料的构造的剖面示意图；
[0026] 图6是显示其中离子在图2所示的多孔碳材料中移动的状态的剖面示意图；
[0027] 图7是显示图1中所示的聚合物元件的振幅的图表；
[002引图8是显示根据一变形例的聚合物元件的构造的剖面图；
[0029] 图9是显示根据本发明第二个实施方式的聚合物元件的构造的剖面图；
[0030] 图10是显示图9中所示的聚合物元件的另一个例子的剖面图；
[0031] 图11是显示图9中所示的聚合物元件的另一个例子的剖面图；
[0032] 图12是显示图1中所示的聚合物元件的电极层界面的状态的剖面图；
[0033] 图13是显示图9等中所示的聚合物元件的电极层界面的状态的剖面图；
[0034] 图14是显示图9中所示的聚合物元件的振幅的图表；
[0035] 图15是显示图9中所示的聚合物元件的最大速度的图表；
[0036] 图16是显示根据本发明第S个实施方式的聚合物元件的构造的剖面图；
[0037] 图17是显示图16中所示的聚合物元件的耐久性的图表；
[003引图18是显示其中应用图1等中所示的聚合物元件的电子设备的构造示例的透视 图；
[0039] 图19是从不同方向显示图18中所示的电子设备的透视图；
[0040] 图20是显示图19中所示的成像装置的主要构造的透视图；
[0041] 图21是显示图20中所示的相机模块的分解透视图；
[0042] 图22A是显示图20中所示的相机模块操作之前的状态的侧面示意图；
[0043] 图22B是显示图22A中所示的相机模块操作之后的状态的剖面示意图；
[0044] 图23是显示图19中所示的成像装置的另一个例子的剖面图；
[0045] 图24A是显示图23中所示的成像装置操作之前的状态的侧面示意图；
[0046] 图24B是显示图24A中所示的成像装置操作之后的状态的剖面示意图；
[0047] 图25A是显示其中应用图1等中所示的聚合物元件的电子设备的构造示例的示意 图；
[0048] 图25B是显示图25A中所示的电子设备的另一个例子的示意图。
【具体实施方式】
[0049] 下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。在此，将按照下面的顺序进行描述。 [0化0] 1.第一个实施方式（聚合物元件；其中电极层包含多孔碳材料的例子）
[0051] 2.变形例（具有与电极层接触的低电阻层的例子）
[0化2] 3.第二个实施方式（聚合物元件：其中除多孔碳材料之外，电极层还包含金属氧 化物的例子）
[0053] 4.第=个实施方式（聚合物元件：其中电极层包含多孔碳材料和金属氧化物的例 子）
[0化4] 5.应用例
[0055] 应用例1 (对设置有用于驱动透镜的驱动装置的成像装置的应用例）
[0056]应用例2(对设置有用于驱动成像元件的驱动装置的成像装置的应用例）
[0化7] 其他应用例
[0化引 实施方式
[0化9] 聚合物元件10的构造
[0060] 图1显示了根据本发明一实施方式的聚合物元件（聚合物元件10)的剖面构造示 例狂-X剖面构造示例）。聚合物元件10包括一对电极层12A和12BW及设置在所述一对 电极层12A和12B之间的高分子层11。聚合物元件10可例如应用于聚合物致动器元件、聚 合物传感器元件等。聚合物元件10的外围被绝缘保护膜覆盖（未示出）。绝缘保护膜例如 由具有高弹性的材料（例如聚亚安醋等）构成。
[0061] 高分子层11
[0062] 高分子层11由例如浸溃有离子物质的离子传导性高分子化合物膜构成。在此所 称的"离子物质"表示能够在高分子层11内传导的一般离子。详细地说，"离子物质"是指包 含氨离子或纯金属离子（simplemetalions)或其阳离子和/或阴离子，W及极性溶剂的 物质，或者是指诸如咪挫鐵盐该样的本身为液体形式并包含阳离子和/或阴离子的物质。 前者的例子包括在阳离子和/或阴离子中溶剂化有极性溶剂的物质，后者的例子包括离子 液体。
[0063] 离子物质可W是有机物质或无机物质，其类型没有限制。可在离子物质中包含阳 离子或阴离子，然而，在此将描述其中离子物质中包含阳离子的情形。包含阳离子的离子 物质的例子包括各种形式；包含有诸如纯金属离子之类的金属离子和水的物质、包含有机 离子和水的物质、或者离子液体。详细地说，金属离子的例子包括轻金属离子，如钢离子 (Na+)、钟离子〇〇、裡离子an或儀离子（Mg2+)。有机离子的例子包括烷基锭离子等。离 子物质中包含的离子W水合物存在于高分子层11中。由于该原因，在聚合物元件10中，优 选的是密封整个聚合物元件10,W防止水分蒸发。
[0064] 离子液体包括阳离子和阴离子。离子液体是所谓的常温烙融盐，具有阻燃性和低 挥发性。详细地说，离子液体的例子包括；咪挫环化合物、化晚环化合物、脂肪族化合物等。 优选使用离子液体作为离子物质。通过使用包含具有低挥发性的离子液体的高分子层11， 即使在高温氛围或真空中，聚合物元件10仍可良好地进行操作。
[0065] 如果在浸溃时把阳离子物质作为离子物质，则例如可使用阳离子交换树脂膜来 作为所述离子传导性高分子化合物膜，所述阳离子交换树脂膜具有氣树脂、碳氨化合物系 (hy化ocarbonbase)等作为骨架。阳离子交换树脂膜的例子包括；其中引入诸如讽（横基） 基团或駿基基团之类的酸性官能团的膜。具体的例子是，具有酸性官能团的聚己締、具有酸 性官能团的聚苯己締、具有酸性官能团的氣树脂膜等。在上述物质之中，具有讽基团或駿基 基团的氣树脂膜优选作为阳离子交换树脂膜，其例子包括化fion(由Du化ntK油ushiki Kaisha制造）。
[0066] 电极层12A和12B
[0067] 电极层12A和12B每一个包含在高分