離子交換膜、聚合物元件、電子設(shè)備、照相機(jī)模塊及攝像裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及離子交換膜，其具備：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
【專利說(shuō)明】
離子交換膜、聚合物元件、電子設(shè)備、照相機(jī)模塊及攝像裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本技術(shù)設(shè)及適合于聚合物致動(dòng)器元件或聚合物傳感器元件等聚合物元件的離子 交換膜，W及使用該離子交換膜的聚合物元件、電子設(shè)備、照相機(jī)模塊及攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，例如移動(dòng)電話或個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)、或PDA (Personal Digital Assistant:個(gè)人數(shù)字助理)等便攜式電子設(shè)備的高功能化顯著推進(jìn)，普遍通過(guò)搭載照相機(jī) 模塊而具備攝像功能。在運(yùn)樣的便攜式電子設(shè)備中，通過(guò)使照相機(jī)模塊內(nèi)的透鏡沿著其光 軸方向移動(dòng)，進(jìn)行聚焦或變焦。
[0003] 目前，照相機(jī)模塊內(nèi)的透鏡的移動(dòng)普遍采用將音圈電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)等作為驅(qū)動(dòng)部 來(lái)進(jìn)行的方法。另一方面，最近從小型化的觀點(diǎn)出發(fā)，開(kāi)發(fā)了利用規(guī)定的致動(dòng)器元件作為驅(qū) 動(dòng)部的設(shè)備。作為運(yùn)樣的致動(dòng)器元件，例如可列舉出聚合物致動(dòng)器元件(參照專利文獻(xiàn)1)。 聚合物致動(dòng)器元件例如在一對(duì)的電極間插入離子傳導(dǎo)性高分子層（W下簡(jiǎn)稱為高分子層）。 在運(yùn)樣的聚合物致動(dòng)器元件中，通過(guò)在一對(duì)的電極間施加電場(chǎng)，使得高分子層中的離子移 動(dòng)，產(chǎn)生位移。因此，位移量和輸出力(発生力)等聚合物致動(dòng)器元件的工作特性極大地受離 子的傳導(dǎo)環(huán)境影響。運(yùn)樣，除了用作聚合物致動(dòng)器元件W外，聚合物元件也被用于聚合物傳 感器元件和雙電層電容器等。
[0004] 例如，在聚合物元件的電極和高分子層中的至少一方中使用離子交換樹(shù)脂材料。 通過(guò)提高該離子交換樹(shù)脂材料的官能團(tuán)密度，即提高離子交換容量，聚合物元件的離子傳 導(dǎo)性提局。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2012-235585號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的課題 但是，若提高離子交換樹(shù)脂的官能團(tuán)密度，則由該離子交換樹(shù)脂形成的膜的強(qiáng)度降低。 因此，使用該離子交換樹(shù)脂制備的聚合物元件的可靠性降低。
[0007] 因此，希望提供可維持強(qiáng)度、同時(shí)提高官能團(tuán)密度的離子交換膜。另外，希望使用 該離子交換膜，提供可維持可靠性、同時(shí)提高工作特性的聚合物元件、電子設(shè)備、照相機(jī)模 塊及攝像裝置。
[000引本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(A)的離子交換膜具備：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性 官能團(tuán)并混雜在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
[0009] 本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(B)的離子交換膜具備：陰離子交換樹(shù)脂材料，和具有堿性 官能團(tuán)并混雜在上述陰離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
[0010] 本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物元件具備：一對(duì)的電極層、和一對(duì)的電極層之間 的高分子層;一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸 性官能團(tuán)并混雜在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
[0011] 本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的電子設(shè)備具備:具有一對(duì)的電極層和一對(duì)的電極層之間 的高分子層的聚合物元件;一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
[0012] 本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的照相機(jī)模塊具備:透鏡，和使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng) 透鏡的驅(qū)動(dòng)裝置;聚合物元件具有:一對(duì)的電極層、和一對(duì)的電極層之間的高分子層;一對(duì) 的電極層和高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜 在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
[0013] 本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的攝像裝置具備:透鏡，取得通過(guò)透鏡成像而成的攝像信 號(hào)的攝像元件，和使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng)透鏡或攝像元件的驅(qū)動(dòng)裝置;聚合物元件具 有:一對(duì)的電極層、和一對(duì)的電極層之間的高分子層;一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一 方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分 子材料。
[0014] 在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(A)的離子交換膜中，在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中混雜具 有酸性官能團(tuán)的高分子材料，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(B)的離子交換膜中，在陰離子交換 樹(shù)脂材料中混雜具有堿性官能團(tuán)的高分子材料，因此除了陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料本身、陰離 子交換樹(shù)脂材料本身具有的酸性官能團(tuán)、堿性官能團(tuán)W外，在離子交換膜中還存在來(lái)源于 高分子材料的酸性官能團(tuán)、堿性官能團(tuán)。在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物元件、電子設(shè) 備、照相機(jī)模塊或攝像裝置中，使用上述本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(A)的離子交換膜，因此同 樣在離子交換膜中存在來(lái)源于高分子材料的酸性官能團(tuán)。
[0015] 根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(A)、一個(gè)實(shí)施方案(B)的離子交換膜，存在來(lái)源于高 分子材料的酸性官能團(tuán)、堿性官能團(tuán)，因此可不增加陽(yáng)離子交換樹(shù)脂本身、陰離子交換樹(shù)脂 本身的官能團(tuán)密度，而增加膜中的酸性官能團(tuán)、堿性官能團(tuán)的數(shù)量。由此，可維持強(qiáng)度，同時(shí) 提高官能團(tuán)密度。根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案的聚合物元件、電子設(shè)備、照相機(jī)模塊和攝像 裝置，使用上述本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案(A)的離子交換膜，因此可維持可靠性，同時(shí)提高工 作特性。需說(shuō)明的是，并不一定限定于運(yùn)里所記載的效果，也可是本公開(kāi)中所記載的任一效 果。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為表示本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案所設(shè)及的聚合物元件的構(gòu)成的截面圖 圖2A為表示無(wú)施加電壓時(shí)的圖1所示的聚合物元件的截面圖 圖2B為表示施加電壓時(shí)的圖1所示的聚合物元件的工作的截面示意圖 圖3為表示在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中移動(dòng)的陽(yáng)離子的狀態(tài)的示意圖 圖4為表示高分子材料的構(gòu)成的示意圖 圖5為表示在圖3所示的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和圖4所示的高分子材料的混合材料中移 動(dòng)的陽(yáng)離子的狀態(tài)的示意圖 圖6為表示變形例1所設(shè)及的聚合物元件的構(gòu)成的截面圖 圖7為表示變形例2所設(shè)及的聚合物元件的構(gòu)成的截面圖 圖8為表示應(yīng)用圖I等所示的聚合物元件的電子設(shè)備的構(gòu)成的透視圖 圖9為從不同的方向表示圖8所示的電子設(shè)備的透視圖 圖10為表示圖9所示的攝像裝置的主要部分構(gòu)成的透視圖 圖11為表示圖9所示的照相機(jī)模塊的分解透視圖 圖12A為表示圖11所示的照相機(jī)模塊工作前的狀態(tài)的側(cè)面示意圖 圖12B為表示圖12A所示的照相機(jī)模塊工作后的狀態(tài)的截面示意圖 圖13為表示圖10所示的攝像裝置的其它實(shí)例的截面圖 圖14A為表示圖13所示的攝像裝置工作前的狀態(tài)的側(cè)面示意圖 圖14B為表示圖14A所示的攝像裝置工作后的狀態(tài)的截面示意圖 圖15A為表示應(yīng)用圖1等所示的聚合物元件的電子設(shè)備的構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例的示意圖 圖15B為表示圖14A所示的電子設(shè)備的其它實(shí)例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] W下，參照附圖詳細(xì)地對(duì)本技術(shù)的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。需說(shuō)明的是，按W下順序進(jìn)行說(shuō) 明。
[0018] 1.實(shí)施方案（聚合物元件：電極層由混雜有高分子材料的離子交換膜構(gòu)成的實(shí) 例） 2. 變形例1 (高分子層由混雜有高分子材料的離子交換膜構(gòu)成的實(shí)例） 3. 變形例2 (電極層和高分子層均由混雜有高分子材料的離子交換膜構(gòu)成的實(shí)例） 4. 實(shí)施例 5. 應(yīng)用例 應(yīng)用例1 (應(yīng)用于具備驅(qū)動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)裝置的攝像裝置的應(yīng)用例） 應(yīng)用例2 (應(yīng)用于具備驅(qū)動(dòng)攝像元件的驅(qū)動(dòng)裝置的攝像裝置的應(yīng)用例） 其它應(yīng)用例 <實(shí)施方案〉
[聚合物元件1的構(gòu)成] 圖1表示本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案所設(shè)及的聚合物元件(聚合物元件1)的截面構(gòu)成例(Z- X截面構(gòu)成例）。該聚合物元件1在一對(duì)的電極層12A、12B之間具有高分子層11，例如可應(yīng)用 于聚合物致動(dòng)器元件或聚合物傳感器元件等。可用絕緣性的保護(hù)膜覆蓋聚合物元件1的周 圍。絕緣性的保護(hù)膜例如可由具有高彈性的材料(例如聚氨基甲酸醋等)構(gòu)成。
[0019] (高分子層11) 高分子層11例如由浸潰有離子物質(zhì)的離子傳導(dǎo)性高分子化合物膜構(gòu)成。運(yùn)里所說(shuō)的 "離子物質(zhì)"指可在高分子層11內(nèi)傳導(dǎo)的所有離子。具體而言是指氨離子單獨(dú)或金屬離子單 獨(dú)、或含有運(yùn)些陽(yáng)離子和/或陰離子和極性溶劑的物質(zhì)，或咪挫鐵鹽等其本身為液態(tài)的、含 有陽(yáng)離子和/或陰離子的物質(zhì)。作為前者，例如可列舉出極性溶劑與陽(yáng)離子和/或陰離子溶 劑化而成的物質(zhì)，作為后者，例如可列舉出離子液體。
[0020] 離子物質(zhì)可為有機(jī)物質(zhì)或無(wú)機(jī)物質(zhì)，不限其種類。離子物質(zhì)中可含有陽(yáng)離子，也可 含有陰離子，運(yùn)里對(duì)離子物質(zhì)中含有陽(yáng)離子的情況進(jìn)行說(shuō)明。例如，作為含有陽(yáng)離子的離子 物質(zhì)，可列舉出金屬離子單獨(dú)、含有金屬離子和水的物質(zhì)、含有有機(jī)陽(yáng)離子和水的物質(zhì)、或 離子液體等各種形態(tài)的物質(zhì)。具體而言，作為金屬離子，可列舉出鋼離子(化+)、鐘離子化+)、 裡離子化i+)或儀離子(Mg2+)等輕金屬離子。作為有機(jī)陽(yáng)離子，例如可列舉出烷基錠離子等。 離子物質(zhì)中含有的離子在高分子層11中作為水合物存在。因此，在聚合物元件1中，為了防 止水分的蒸發(fā)，優(yōu)選將聚合物元件1整體密封。
[0021] 離子液體含有陽(yáng)離子和陰離子。該離子液體為所謂常溫烙融鹽，具有阻燃性和低 揮發(fā)性。具體而言，作為離子液體，例如可列舉出咪挫鐵環(huán)系化合物、化晚鐵環(huán)系化合物或 脂族系化合物等。作為離子物質(zhì)，優(yōu)選使用離子液體。通過(guò)使用含有揮發(fā)性低的離子液體的 高分子層11，在高溫氣氛中或真空中聚合物元件1也良好地工作。
[0022] 在浸潰陽(yáng)離子物質(zhì)作為離子物質(zhì)時(shí)，作為離子導(dǎo)電性高分子化合物膜，例如可使 用將氣樹(shù)脂或控系等作為骨架的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂膜。作為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂膜，例如可列舉 出導(dǎo)入有橫(橫)基或簇基等酸性官能團(tuán)的樹(shù)脂膜。具體而言，為具有酸性官能團(tuán)的聚乙締、 具有酸性官能團(tuán)的聚苯乙締或具有酸性官能團(tuán)的氣樹(shù)脂膜等。其中，作為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 膜，優(yōu)選具有橫基或簇基的氣樹(shù)脂膜，例如可列舉出化1所示的化fion (十7斗才シ）（杜邦 公司制）。
[0023] [化1]
(在化1中，m例如為5~7的整數(shù)）。
[0024] (電極層 12A、12B) 電極層12A、12B分別由含有1種或巧巾W上的導(dǎo)電性材料的離子交換膜構(gòu)成。在構(gòu)成高 分子層11的離子傳導(dǎo)性高分子化合物膜為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂膜時(shí)，電極層12A、12B中含有的 離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜。在本實(shí)施方案中，該陽(yáng)離子交換膜含有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料 和具有酸性官能團(tuán)的高分子材料，它們相互混合。可混合相互官能團(tuán)密度大不相同的巧中W 上的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂構(gòu)成陽(yáng)離子交換膜。詳細(xì)情況如下所述，由此，可維持離子交換膜的強(qiáng) 度，同時(shí)提高離子交換膜中的官能團(tuán)密度。高分子材料的分子量例如為1000 OW上。
[0025] 作為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，例如可使用與構(gòu)成上述高分子層11的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 膜相同的材料。例如，可使用將氣樹(shù)脂或控系等作為骨架，并導(dǎo)入橫基或簇基等酸性官能團(tuán) 的材料。具體而言，為具有酸性官能團(tuán)的聚乙締、具有酸性官能團(tuán)的聚苯乙締或具有酸性官 能團(tuán)的氣樹(shù)脂膜等。例如，在高分子層11含有化fion (杜邦公司制)時(shí)，電極層12A、12B的陽(yáng) 離子交換樹(shù)脂材料中也使用化fion。電極層12A、12B中含有的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料的離子 交換容量（IEC: ion exchange capacity)例如為0.9meq/g~1.5meq/g左右，優(yōu)選為0.9meq/g ~I.Omeq/g左右。需說(shuō)明的是，運(yùn)里，離子交換容量指潤(rùn)濕狀態(tài)的每單位樹(shù)脂量中設(shè)及離子 交換的所有離子交換基團(tuán)數(shù)量。
[0026] 作為該陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中混雜的高分子材料，例如可列舉出化2的PSS (Polystyrene Sulfonate:聚苯乙締橫酸鹽）。該P(yáng)SS具有橫基作為酸性官能團(tuán)。
[0027] 「化21
[0028] 高分子材料可使用聚苯乙締橫酸的衍生物，例如可使用氣化聚苯乙締橫酸。
[0029] 作為具有橫基的高分子材料，可使用化3的聚乙締基橫酸、化4的聚酸橫酸和化5的 聚酸橫酸衍生物等。
[0030] [化3]
(在化5中n'例如為^6的整數(shù)，優(yōu)選為1)。[0033]此外，作為具有橫基的高分子材料，例如可使用聚酷亞胺系的高分子橫酸和聚對(duì)
[(
[( 亞苯結(jié)構(gòu)的高分子橫酸等。
[0034] 酸性官能團(tuán)例如可為簇基，作為具有簇基的高分子材料，例如可列舉出化6的聚丙 締酸。在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料具有的酸性官能團(tuán)為橫基的情況下，優(yōu)選高分子材料的酸性 官能團(tuán)也為橫基，在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料具有的酸性官能團(tuán)為簇基的情況下，優(yōu)選高分子 材料的酸性官能團(tuán)也為簇基。
[0035] 「化61
[0036] 運(yùn)樣的高分子材料中的酸性官能團(tuán)的密度優(yōu)選比陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的酸性 官能團(tuán)的密度高。即，高分子材料的IEC優(yōu)選比陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料的IEC大。高分子材料的 IEC (高分子材料的每單位重量的酸性官能團(tuán)數(shù)）例如為2meq/gW上。PSS的當(dāng)量EW化W: equivalent wei曲t)例如為184g/eq左右，其IEC為5.43meq/g左右。EW和IEC的關(guān)系為IEC (meq/g) = 1000/EW (g/eq)。氣化聚苯乙締橫酸的EW例如為238g/eq左右，其IEC為4.20meq/ g左右。聚酷亞胺系的高分子橫酸的EW例如為288g/eq左右，其IEC為3.47meq/g左右。聚酸系 的高分子橫酸的EW例如為277g/eq左右，其IEC為3.61meq/g左右。聚對(duì)亞苯結(jié)構(gòu)的高分子橫 酸的EW例如為260g/eq左右，其IEC為3.85meq/g左右。在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和高分子材料 中（將陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和高分子材料的混合物的總重量計(jì)為100%時(shí)），高分子材料的重 量比例如為5%~25%。若高分子材料少于5%，則變得難W充分地增加酸性官能團(tuán)的數(shù)量，若高 分子材料多于25%，則有對(duì)陽(yáng)離子交換膜的性質(zhì)造成影響之虞。含有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和 具有酸性官能團(tuán)的高分子材料的離子交換膜優(yōu)選具有彈性，其楊氏模量例如為〇.3GPaW 上。
[0037] 電極層12AU2B中含有的導(dǎo)電性材料優(yōu)選使用導(dǎo)電性材料粉末。通過(guò)離子交換樹(shù) 脂材料和高分子材料將導(dǎo)電性材料粉末彼此粘結(jié)，由此可提高電極層12A、12B的柔軟性。作 為運(yùn)樣的導(dǎo)電性材料粉末，例如可列舉出科琴黑等碳粉末。由于碳粉末的導(dǎo)電性高，并且比 表面積也大，所W可得到更大的變形量。作為導(dǎo)電性材料粉末，也可使用金屬粉末。
[0038] 電極層12A、12B可為多層結(jié)構(gòu)，在運(yùn)種情況下，優(yōu)選具有從高分子層11的一側(cè)依次 層壓含有導(dǎo)電性材料的離子交換膜和金屬層而得的結(jié)構(gòu)。其原因在于：由此，在電極層12A、 12B的面內(nèi)方向電位接近更均勻的值，可得到更優(yōu)異的變形性能。作為構(gòu)成金屬層的材料， 可列舉出金或銷等貴金屬。金屬層的厚度為任意厚度，優(yōu)選在電極層12A、12B上形成連續(xù)膜 使得電位變得均勻。作為形成金屬層的方法，可列舉出鍛敷法、蒸鍛法或瓣射法等?？深A(yù)先 在基材上將金屬層成膜，將其從基材轉(zhuǎn)印到離子交換膜上從而形成電極層12A、12B。
[0039] [聚合物元件1的制備方法] 本實(shí)施方案的聚合物元件1例如可如下制備。
[0040] 首先，將電極層12AU2B的構(gòu)成材料混合而制備涂料。具體而言，在分散介質(zhì)中分 散導(dǎo)電性材料粉末、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和具有酸性官能團(tuán)的高分子材料。接著，將該涂料 涂布在高分子層11的兩面并進(jìn)行干燥。由此，完成聚合物元件1。在將電極層12A、12B的構(gòu)成 材料混合后，可成型為薄膜狀，也可通過(guò)將其壓合在高分子層11的兩面來(lái)形成聚合物元件 Io
[0041] [聚合物元件I的作用?效果] (A.作為聚合物致動(dòng)器元件起作用的情況下的基本工作） 在本實(shí)施方案的聚合物元件1中，若在電極層12A、12B之間產(chǎn)生規(guī)定的電位差，則基于 W下的原理，在高分子層11中產(chǎn)生變形(彎曲）。換言之，在運(yùn)種情況下，聚合物元件1作為聚 合物致動(dòng)器元件起作用。W下，對(duì)該聚合物元件1作為聚合物致動(dòng)器元件的工作進(jìn)行說(shuō)明。
[0042] 圖2A和圖2B使用截面圖（Z-X截面圖）示意性地表示該聚合物元件1的工作(作為聚 合物致動(dòng)器元件的工作）。W下，根據(jù)高分子層11中浸潰的離子物質(zhì)的種類進(jìn)行情況分類， 說(shuō)明聚合物元件1的工作。
[0043] 首先，對(duì)使用含有陽(yáng)離子和極性溶劑的物質(zhì)作為離子物質(zhì)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0044] 在運(yùn)種情況下，由于無(wú)施加電壓狀態(tài)下的聚合物元件1的陽(yáng)離子物質(zhì)幾乎均勻地 分散在高分子層11中，所W不彎曲而成為平面狀(圖2A)。運(yùn)里，若通過(guò)圖2B中所示的電壓功 能部9 (在運(yùn)種情況下為電壓供給部)成為施加電壓狀態(tài)(開(kāi)始驅(qū)動(dòng)用電壓Vd的施加），則聚 合物元件1顯示如下所示的行為。例如，若在電極層12AU2B之間施加規(guī)定的驅(qū)動(dòng)用電壓Vd (參照?qǐng)D2B中的箭頭"+V")使得電極層12A為負(fù)的電位、且電極層12B為正的電位，則陽(yáng)離子 在與極性溶劑進(jìn)行溶劑化的狀態(tài)下向電極層12A側(cè)移動(dòng)。此時(shí)，由于在高分子層11中陰離子 幾乎無(wú)法移動(dòng)，所W在高分子層11中電極層12A側(cè)溶脹，且電極層12B側(cè)收縮。由此，如用圖 2B中的箭頭"+Z"所示，聚合物元件1作為整體向電極層12B側(cè)彎曲。
[0045] 然后，若消除電極層12A、12B之間的電位差而成為無(wú)施加電壓狀態(tài)(停止驅(qū)動(dòng)用電 壓Vd的施加），則在高分子層11中向電極層12A側(cè)偏移的陽(yáng)離子物質(zhì)（陽(yáng)離子和極性溶劑)擴(kuò) 散，恢復(fù)為圖2A所示的狀態(tài)。
[0046] 另外，若在電極層12A、12B之間施加規(guī)定的驅(qū)動(dòng)電壓VcU使得從圖2A所示的無(wú)施加 電壓狀態(tài)變成電極層12A為正的電位、且電極層12B為負(fù)的電位，則陽(yáng)離子在與極性溶劑進(jìn) 行溶劑化的狀態(tài)下向電極層12B側(cè)移動(dòng)。在運(yùn)種情況下，在高分子層11中電極層12A側(cè)收縮， 且電極層12B側(cè)溶脹。由此，聚合物元件1作為整體向電極層12A側(cè)彎曲（未圖示）。
[0047] 在運(yùn)種情況下，若消除電極層12A、12B之間的電位差而成為無(wú)施加電壓狀態(tài)，則在 高分子層11中向電極層12B側(cè)偏移的陽(yáng)離子物質(zhì)也擴(kuò)散，恢復(fù)為圖2A所示的狀態(tài)。
[0048] 接著，對(duì)使用液態(tài)的、含有陽(yáng)離子的離子液體作為離子物質(zhì)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0049] 在運(yùn)種情況下，在無(wú)施加電壓狀態(tài)下，由于離子液體幾乎均勻地分散在高分子層 11中，所W聚合物元件1成為圖2A所示的平面狀。運(yùn)里，若通過(guò)電壓功能部9成為施加電壓狀 態(tài)（開(kāi)始驅(qū)動(dòng)用電壓Vd的施加），則聚合物元件1顯示如下所示的行為。例如，若在電極層 12A、12B之間施加規(guī)定的驅(qū)動(dòng)用電壓VcK參照?qǐng)D2B中的箭頭"+V")，使得電極層12A為負(fù)的電 位、且電極層12B為正的電位，則離子液體中的陽(yáng)離子向電極層12A側(cè)移動(dòng)。另一方面，離子 液體中的陰離子無(wú)法在作為陽(yáng)離子交換膜的高分子層11中移動(dòng)。因此，在高分子層11中，電 極層12A偵賂脹，且電極層12B側(cè)收縮。由此，如圖2B中的箭頭"+Z"所示，聚合物元件1作為整 體向電極層12B側(cè)彎曲。
[0050] 然后，若消除電極層12A、12B之間的電位差而成為無(wú)施加電壓狀態(tài)(停止驅(qū)動(dòng)用電 壓Vd的施加），則在高分子層11中向電極層12A側(cè)偏移的陽(yáng)離子擴(kuò)散，恢復(fù)為圖2A所示的狀 態(tài)。
[0051] 另外，若在電極層12A、12B之間施加規(guī)定的驅(qū)動(dòng)電壓VcU使得從圖2A所示的無(wú)施加 電壓狀態(tài)變成電極層12A為正的電位、且電極層12B為負(fù)的電位，則離子液體中的陽(yáng)離子向 電極層12B側(cè)移動(dòng)。在運(yùn)種情況下，在高分子層11中，電極層12A側(cè)收縮，且電極層12B側(cè)溶 脹。由此，聚合物元件1作為整體向電極層12A側(cè)彎曲（未圖示）。
[0052] 運(yùn)種情況下，若消除電極層12A、12B之間的電位差而成為無(wú)施加電壓狀態(tài)，則在高 分子層11中向電極層12B側(cè)偏移的陽(yáng)離子也擴(kuò)散，恢復(fù)為圖2A所示的狀態(tài)。
[0053] (B.作為聚合物傳感器元件起作用的情況下的基本工作） 另外，在本實(shí)施方案的聚合物元件1中，相反地，若高分子層11向與厚度方向正交的方 向（運(yùn)里為Z軸方向）變形(彎曲），則基于W下原理，在電極層12A和電極層12B之間產(chǎn)生電壓 (電動(dòng)勢(shì)）。換言之，在運(yùn)種情況下，聚合物元件1作為聚合物傳感器元件(例如速度傳感器或 加速度傳感器等)起作用。W下，根據(jù)高分子層11中浸潰的離子物質(zhì)的種類進(jìn)行情況分類， 說(shuō)明聚合物元件1的工作。
[0054] 首先，對(duì)使用含有陽(yáng)離子和極性溶劑的物質(zhì)作為離子物質(zhì)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0055] 在運(yùn)種情況下，在聚合物元件1本身例如不進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而不產(chǎn)生 加速度和角加速度時(shí)，不對(duì)聚合物元件1施加由此引起的力。因此，聚合物元件1不變形(彎 曲）而成為平面狀（圖2A)。因此，由于陽(yáng)離子物質(zhì)幾乎均勻地分散在高分子層11中，所W在 電極層12A、12B間不產(chǎn)生電位差，在聚合物元件1中測(cè)出的電壓為0 (零）V。
[0056] 另一方面，若聚合物元件1本身例如因進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生加速度或 角加速度，則對(duì)聚合物元件1施加由此引起的力，因此聚合物元件1變形(彎曲）（圖2B)。
[0057] 例如，如圖2B所示，在聚合物元件1向Z軸上的正方向（電極層12B側(cè)）變形的情況 下，在高分子層11中，電極層12B側(cè)收縮，電極層12A側(cè)溶脹。運(yùn)樣，由于陽(yáng)離子在與極性溶劑 進(jìn)行溶劑化的狀態(tài)下向電極層12A側(cè)移動(dòng)，所W陽(yáng)離子在電極層12A側(cè)成為密實(shí)的狀態(tài)，另 一方面在電極層12B側(cè)成為疏松的狀態(tài)。因此，在運(yùn)種情況下，在聚合物元件1中，與電極層 12B側(cè)相比在電極層12A側(cè)產(chǎn)生電位高的電壓V。換言之，在運(yùn)種情況下，如圖2B的括號(hào)中的 箭頭"-V"所示，在與電極層12A、12B連接的電壓功能部9 (運(yùn)種情況下為電壓計(jì)）中，測(cè)出負(fù) 極性的電壓(-V)。
[0058] 在聚合物元件1向Z軸上的負(fù)方向（電極層12A側(cè))變形的情況下，在高分子層11中， 相反地電極層12A側(cè)收縮，電極層12B偵賂脹。運(yùn)樣，由于陽(yáng)離子在與極性溶劑進(jìn)行溶劑化的 狀態(tài)下向電極層12B側(cè)移動(dòng)，所W陽(yáng)離子在電極層12B側(cè)成為密實(shí)的狀態(tài)，另一方面在電極 層12A側(cè)成為疏松的狀態(tài)。因此，在運(yùn)種情況下，在聚合物元件1中，與電極層12A側(cè)相比在電 極層12B側(cè)產(chǎn)生電位高的電壓V。換言之，在運(yùn)種情況下，在與電極層12AU2B連接的電壓功 能部9 (電壓計(jì)）中，測(cè)出正極性的電壓(+V)。
[0059] 接著，對(duì)使用液態(tài)的、含有陽(yáng)離子的離子液體作為離子物質(zhì)的情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0060] 在運(yùn)種情況下，首先，在聚合物元件1本身例如不進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而 不產(chǎn)生加速度和角加速度時(shí)，聚合物元件1也不變形(彎曲）而成為平面狀（圖2A)。因此，由 于離子液體幾乎均勻地分散在高分子層11中，所W在電極層12A、12B間不產(chǎn)生電位差，在聚 合物元件1中測(cè)出的電壓為0 (零）V。
[0061] 另一方面，若聚合物元件1本身例如因進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生加速度或 角加速度，則對(duì)聚合物元件1施加由此引起的力，因此聚合物元件1變形(彎曲）（圖2B)。
[0062] 例如，如圖2B所示，在聚合物元件1向Z軸上的正方向（電極層12B側(cè)）變形的情況 下，在高分子層11中，電極層12B側(cè)收縮，電極層12A側(cè)溶脹。運(yùn)樣，在高分子層11為陽(yáng)離子交 換膜的情況下，離子液體中的陽(yáng)離子在膜中移動(dòng)并向電極層12A側(cè)移動(dòng)。另一方面，陰離子 被高分子層11的官能團(tuán)阻擋而無(wú)法移動(dòng)。因此，在運(yùn)種情況下，在聚合物元件1中，與電極層 12B側(cè)相比在電極層12A側(cè)產(chǎn)生電位高的電壓V。換言之，在運(yùn)種情況下，如圖2B的括號(hào)中的 箭頭"-V"所示，在與電極層12A、12B連接的電壓功能部9 (在運(yùn)種情況下為電壓計(jì)）中，測(cè)出 負(fù)極性的電壓(-V)。
[0063] 在聚合物元件1向Z軸上的負(fù)方向（電極層12A側(cè))變形的情況下，在高分子層11中， 相反地電極層12A側(cè)收縮，電極層12B側(cè)溶脹。運(yùn)樣，由于與上述相同的理由，離子液體中的 陽(yáng)離子向電極層12B側(cè)移動(dòng)。因此，在運(yùn)種情況下，在聚合物元件1中，與電極層12A側(cè)相比在 電極層12B側(cè)產(chǎn)生電位高的電壓V。換言之，在運(yùn)種情況下，在與電極層12A、12B連接的電壓 功能部9 (電壓計(jì)）中，測(cè)出正極性的電壓(+V)。
[0064] (C.作為雙電層電容器起作用的情況下的工作） 另外，本實(shí)施方案的聚合物元件1也作為雙電層電容器起作用。若在電極層12A、12B間 施加規(guī)定的電壓，則高分子層11中浸潰的離子物質(zhì)移動(dòng)，在電極層12AU2B的表面排列。由 此，形成雙電層，并在該部分蓄積電荷，結(jié)果作為雙電層電容器起作用。
[0065] (D.電極層12A、12B中含有的離子交換膜的作用） 運(yùn)里，對(duì)本實(shí)施方案的聚合物元件1的電極層12A、12B中含有的離子交換膜的作用進(jìn)行 說(shuō)明。
[0066] 圖3示意性地表示陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100的結(jié)構(gòu)。在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100的 分子內(nèi)例如存在橫基IOOS等釋放質(zhì)子的酸性官能團(tuán)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100內(nèi)的陽(yáng)離子 13的傳導(dǎo)性受陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100中的橫基IOOS的密度影響。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100 中的橫基IOOS的密度越高，即陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100的離子交換容量越大，則陽(yáng)離子13的 傳導(dǎo)性越提高。
[0067] 但是，若提高陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100中的橫基IOOS的密度（陽(yáng)離子交換容量），則 由該陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100形成的膜的強(qiáng)度降低。因此，使用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100制 備的聚合物元件的可靠性降低。
[0068] 與之相對(duì)的是，在聚合物元件1的電極層12A、12B中，由于在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料 100中混合具有酸性官能團(tuán)的高分子材料，所W除了陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100本身的橫基 IOOS W外，還存在來(lái)源于高分子材料的酸性官能團(tuán)。
[0069] 圖4示意性地表示具有橫基(橫基14S)作為酸性官能團(tuán)的高分子材料(高分子材料 14)的結(jié)構(gòu)，圖5示意性地表示在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100中混合該高分子材料14的狀態(tài)。在 該混合物中，在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100的分子間混入高分子材料14的分子，與陽(yáng)離子交換 樹(shù)脂材料100單獨(dú)的情況相比，每單位體積的酸性官能團(tuán)（橫基）的數(shù)量增加。即，可不增加 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料100本身的橫基IOOS的密度，而增加電極層12A、12B中存在的橫基(橫 基14S、100S)的數(shù)量。由此，可維持電極層12A、12B的強(qiáng)度，同時(shí)提高電極層12A、12B中的橫 基的密度。在橫基間的距離短的電極層12A、12B中，變得容易控制陽(yáng)離子（陽(yáng)離子13)，陽(yáng)離 子的傳導(dǎo)性提高。
[0070] 如上所述，在本實(shí)施方案中，由于在電極層12A、12B中存在來(lái)源于高分子材料（圖4 的高分子材料14)的酸性官能團(tuán)（圖4的橫基14S)，所W可不降低電極層12A、12B的強(qiáng)度，而 提高電極層12A、12B的離子傳導(dǎo)性。因此，可維持聚合物元件I的可靠性，同時(shí)提高其特性。
[0071] W下，對(duì)其它實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與上述實(shí)施方案中的構(gòu)成要素相同的要素賦 予相同的符號(hào)，并適宜地省略說(shuō)明。
[0072] <變形例1〉 圖6示意性地表示變形例1所設(shè)及的聚合物元件(聚合物元件2)的截面構(gòu)成。在該聚合 物元件2中，電極層（電極層22AJ2B)間的高分子層(高分子層21)由含有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材 料和具有酸性官能團(tuán)的高分子材料的陽(yáng)離子交換膜構(gòu)成。除運(yùn)一點(diǎn)W外，聚合物元件2具有 與上述實(shí)施方案的聚合物元件1相同的構(gòu)成，其作用和效果也相同。
[0073] 如上所述，高分子層21由陽(yáng)離子交換膜構(gòu)成，該陽(yáng)離子交換膜是在陽(yáng)離子交換樹(shù) 脂材料中混雜具有酸性官能團(tuán)的高分子材料而得的。在該陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和高分子材 料中可使用與上述聚合物元件1的電極層12A、12B中說(shuō)明的材料相同的材料。若高分子層21 中含有具有酸性官能團(tuán)的高分子材料，則可不增加陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的酸性官能團(tuán)的 密度，而增加高分子層21中存在的酸性官能團(tuán)的數(shù)量。由此，可不降低高分子層21的強(qiáng)度， 而提高高分子層21的離子傳導(dǎo)性。高分子層21可W是將陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和高分子材料 捏合后，將其拉伸而形成即可。
[0074] 電極層22A、22B只要含有導(dǎo)電性材料即可，但優(yōu)選與電極層12A、12B相同地在電極 層22AJ2B中使用導(dǎo)電性材料粉末。例如，電極層12A、12B可由通過(guò)離子傳導(dǎo)性高分子將導(dǎo) 電性材料粉末彼此粘結(jié)而成的材料構(gòu)成。導(dǎo)電性材料粉末例如可使用高分子層21中含有的 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料。
[0075] 運(yùn)樣，在聚合物元件2中，由于高分子層21由混雜有具有酸性官能團(tuán)的高分子材料 的陽(yáng)離子交換膜構(gòu)成，所W可維持聚合物元件2的可靠性，同時(shí)提高其特性。
[0076] <變形例2〉 圖7示意性地表示變形例2所設(shè)及的聚合物元件(聚合物元件3)的截面構(gòu)成。該聚合物 元件3除電極層12A、12BW外，高分子層21也由含有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和具有酸性官能團(tuán) 的高分子材料的陽(yáng)離子交換膜構(gòu)成。除運(yùn)一點(diǎn)W外，聚合物元件3具有與上述實(shí)施方案的聚 合物元件1相同的構(gòu)成，其作用和效果也相同。
[0077] 運(yùn)樣，通過(guò)電極層12AU2B和高分子層21含有陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和具有酸性官 能團(tuán)的高分子材料，與聚合物元件1、2相比，聚合物元件3的離子傳導(dǎo)性提高。由此，在聚合 物元件3中，可維持可靠性，同時(shí)進(jìn)一步提高其特性。
[007引 <實(shí)施例〉 W下，對(duì)本實(shí)施方案的具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0079] (比較例） 首先，在化fion (杜邦公司制）中浸潰離子液體，準(zhǔn)備高分子層。另一方面，為了形成電 極層，將作為導(dǎo)電性材料的碳粉末、和作為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料的化fion分散在分散介質(zhì) 中而制備涂料。然后，將該涂料涂布在高分子層的兩面而形成一對(duì)的電極層，制備聚合物元 件(比較例）。運(yùn)里使用的Naf ion的EW為1 lOOg/eq左右，其IEC為0.9meq/g左右。
[0080] (實(shí)施例1) 在用于形成電極層的涂料中添加PSS作為具有酸性官能團(tuán)的高分子材料。添加PSS使得 在化f ion和PSS中按重量比計(jì)PSS為9%。除此之外，與比較例相同地制備聚合物元件(實(shí)施例 I)。需說(shuō)明的是，運(yùn)里使用的PSS的EW例如為184g/eq左右，其IEC為5.43meq/g左右。
[0081] (實(shí)施例2) 在用于形成電極層的涂料中添加PSS作為具有酸性官能團(tuán)的高分子材料。添加PSS使得 在化f ion和PSS中按重量比計(jì)PSS為18%。除此之外，與實(shí)施例1相同地制備聚合物元件(實(shí)施 例2)。
[0082] 將測(cè)定實(shí)施例1、2和比較例所設(shè)及的聚合物元件的位移量、輸出力和干燥狀態(tài)下 的位移的降低量得到的結(jié)果示出于表1中。在表1中，將比較例的聚合物元件的位移量、輸出 力和干燥狀態(tài)下的位移的降低量分別計(jì)為100%，表示實(shí)施例1、2的聚合物元件的結(jié)果。干燥 狀態(tài)下的位移的降低量是表示與濕度為50%時(shí)相比，濕度30%下的位移的降低量。
[0083] [表1]
[0084] 添加有PSS的實(shí)施例1、2與比較例相比，位移量和輸出力均變大，并且干燥狀態(tài)下 的位移的降低得到抑制。另外，比較例的聚合物元件和實(shí)施例1、2的聚合物元件得到同等的 可靠性。
[0085] 根據(jù)運(yùn)些結(jié)果確認(rèn)，通過(guò)在電極層的構(gòu)成材料中添加具有酸性官能團(tuán)的高分子材 料，可不降低聚合物元件的可靠性，而提高其工作特性。
[00化] <應(yīng)用例〉 接著，對(duì)上述實(shí)施方案和變形例所設(shè)及的聚合物元件的應(yīng)用例(應(yīng)用于攝像裝置的實(shí) 例;應(yīng)用例1、2)進(jìn)行說(shuō)明。
[0087] [應(yīng)用例1] (移動(dòng)電話機(jī)8的構(gòu)成） 圖8和圖9作為具備上述實(shí)施方案等的聚合物元件的應(yīng)用例1所設(shè)及的攝像裝置的電子 設(shè)備的一個(gè)實(shí)例，用透視圖表示附帶攝像功能的移動(dòng)電話機(jī)(移動(dòng)電話機(jī)8)的示意構(gòu)成。在 該移動(dòng)電話機(jī)8中，通過(guò)未圖示的較鏈結(jié)構(gòu)將2個(gè)殼體81A、81B彼此自由折疊地連結(jié)。
[0088] 如圖8所示，在殼體81A的一側(cè)的面，在配設(shè)多個(gè)各種操作鍵82的同時(shí)，在其下端部 配設(shè)話筒83。操作鍵82用于接收使用者（用戶）的規(guī)定操作并輸入信息。話筒83用于輸入通 話時(shí)等的使用者的聲首。
[0089] 在殼體81B的一側(cè)的面，如圖8所示，在配設(shè)使用液晶顯示面板等的顯示部84的同 時(shí)，在其上端部配設(shè)揚(yáng)聲器85。在顯示部84例如顯示電波的接收情況或電池余量、通話對(duì)象 的電話號(hào)碼、作為電話簿登記的內(nèi)容(對(duì)方的電話號(hào)碼或姓名等）、發(fā)信履歷、來(lái)信履歷等各 種信息。揚(yáng)聲器85用于輸出通話時(shí)等的通話對(duì)象的聲音等。
[0090] 如圖9所不，在殼體81A的另一側(cè)的面配設(shè)覆蓋玻璃（力八一力弓乂）86,同時(shí)在殼 體81A內(nèi)部與覆蓋玻璃86對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置攝像裝置20。該攝像裝置20由在物體側(cè)(覆蓋玻璃 86側(cè))配置的照相機(jī)模塊40、和在圖像側(cè)(殼體81A的內(nèi)部側(cè))配置的攝像元件30構(gòu)成。攝像 元件30為取得通過(guò)照相機(jī)模塊40內(nèi)的透鏡(下述的透鏡41)成像而成的攝像信號(hào)的元件。該 攝像元件30例如包含搭載有電荷禪合元件（CCD:Charge Co叩led Device)或CMOS (Complemen1:a;ry Metal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體）的圖像傳感器。
[0091] (攝像裝置20的構(gòu)成） 圖10用透視圖表示攝像裝置20的示意構(gòu)成例，圖11用分解透視圖表示該攝像裝置20中 的照相機(jī)模塊40的構(gòu)成。
[0092] 照相機(jī)模塊40沿著光軸Zl從圖像側(cè)(攝像元件30的攝像面31側(cè)）向物體側(cè)依次(沿 著Z軸上的正方向）具備:支撐部件51、聚合物致動(dòng)器元件531、透鏡保持部件54和透鏡41、W 及聚合物致動(dòng)器元件532。該聚合物致動(dòng)器元件531、532由上述聚合物元件1、2、3構(gòu)成。需說(shuō) 明的是，在圖10中省略透鏡41的圖示。該照相機(jī)模塊40還具備：固定用部件52,連結(jié)部件 5514、5518、5524、5528，固定電極5304、5308，保持部件56和霍爾元件574、578。需說(shuō)明的是， 除去運(yùn)些照相機(jī)模塊40的部件中的透鏡41W外的部件與本技術(shù)中的"驅(qū)動(dòng)透鏡的驅(qū)動(dòng)裝 置"（透鏡驅(qū)動(dòng)裝置)的一個(gè)具體例對(duì)應(yīng)。
[0093] 支撐部件51為用于支撐照相機(jī)模塊40整體的基礎(chǔ)部件(基體）。
[0094] 固定用部件52為用于將聚合物致動(dòng)器元件531、532的一端分別固定的部件。該固 定用部件52包含從圖像側(cè)（圖10和圖11中的下側(cè))朝向物體側(cè)(上側(cè))配置的下部固定用部 件52D、中央（中部）固定用部件52C和上部固定用部件52U運(yùn)3個(gè)部件。在下部固定用部件52D 和中央固定用部件52C之間分別夾持配置聚合物致動(dòng)器元件531的一端和固定電極530A、 530B的一端。另一方面，在中央固定用部件52C和上部固定用電極52U之間分別夾持配置聚 合物致動(dòng)器元件532的一端和固定電極530A、530B的另一端。另外，在它們中的中央固定用 部件52C上形成用于部分地夾持透鏡保持部件54的一部分(下述的保持部54B的一部分）的 開(kāi)口 52C0。由此，透鏡保持部件54的一部分可在該開(kāi)口 52C0內(nèi)移動(dòng)，因此可有效地活用空 間，從而可實(shí)現(xiàn)照相機(jī)模塊40的小型化。
[00M]固定電極530A、530B為用于對(duì)聚合物致動(dòng)器元件53U532中的電極層(上述的電極 層124、128、224、228)供給來(lái)自于下述的電壓供給部59的驅(qū)動(dòng)用電壓￥(1(下述的圖124、圖 12B)的電極。運(yùn)些固定電極530A、530B分別例如包含金(Au)或鍛金的金屬等，呈U字形。由 此，固定電極530A、530B分別將中央固定用部件52C的上下(沿著Z軸的兩側(cè)面)夾持，可用少 的配線對(duì)一對(duì)的聚合物致動(dòng)器元件53U532并聯(lián)地施加相同的電壓。另外，在由鍛金的金屬 材料構(gòu)成固定電極530A、530B的情況下，可防止由表面的氧化等導(dǎo)致的接觸電阻的劣化。
[0096] 透鏡保持部件54為用于保持透鏡41的部件，例如包含液晶聚合物等硬質(zhì)的樹(shù)脂材 料。配置該透鏡保持部件54使得中屯、位于光軸Zl上，包含:保持透鏡41的環(huán)狀的保持部54B， 和在支撐該保持部54B的同時(shí)、將保持部54B和下述的連結(jié)部件5514、5518、5524、5528連接 的連接部54A。另外，將保持部54B配置在一對(duì)的聚合物致動(dòng)器元件53U532中的下述的驅(qū)動(dòng) 面彼此之間。
[0097] 聚合物致動(dòng)器元件53U532分別具有與透鏡41的光軸Zl正交的驅(qū)動(dòng)面(X-Y平面上 的驅(qū)動(dòng)面），沿著該光軸Zl配置使得驅(qū)動(dòng)面彼此相對(duì)。運(yùn)些聚合物致動(dòng)器元件531、532分別 用于通過(guò)下述的連結(jié)部件5514、5518、5524、5528沿著光軸2巧區(qū)動(dòng)透鏡保持部件54(和透鏡 41)。
[009引連結(jié)部件5514、5518、5524、5528分別為用于將聚合物致動(dòng)器元件531、532的各另 一端和連接部54A的端部之間相互連結(jié)(連接）的部件。具體而言，連結(jié)部件551A、551B分別 將連接部54A的下端部和聚合物致動(dòng)器元件531的另一端之間連結(jié)，連結(jié)部件552A、552B分 別將連接部54A的上端部和聚合物致動(dòng)器元件532的另一端之間連結(jié)。運(yùn)些連結(jié)部件551A、 551B、552A、552B分別例如包含聚酷亞胺薄膜等柔性薄膜，希望包含具有與各聚合物致動(dòng)器 元件531、532同等W下（優(yōu)選相同W下）的剛性(彎曲剛性）的柔軟的材料。由此，連結(jié)部件 5514、5518、5524、5528產(chǎn)生向與聚合物致動(dòng)器元件531、532的彎曲方向相反方向彎曲的自 由度。因此，包含聚合物致動(dòng)器元件531、532和連結(jié)部件5514、5518、5524、5528的懸臂的截 面形狀呈現(xiàn)S型的曲線。結(jié)果連接部54A可沿著Z軸方向平行移動(dòng)，在相對(duì)于支撐部件51保持 平行狀態(tài)的情況下在Z軸方向驅(qū)動(dòng)保持部54B (和透鏡40)。需說(shuō)明的是，作為上述的剛性 (彎曲剛性），例如可使用彈黃常數(shù)。
[0099] (照相機(jī)模塊4的工作） 圖12A、圖12B分別用側(cè)視圖(Z-X側(cè)視圖)示意性地表示照相機(jī)模塊40的示意構(gòu)成例，圖 12A表示工作前的狀態(tài)，圖12B表示工作后的狀態(tài)。
[0100] 在該照相機(jī)模塊40中，若從電壓供給部59對(duì)聚合物致動(dòng)器元件531、532供給驅(qū)動(dòng) 用電壓VcU則基于上述的原理，聚合物致動(dòng)器元件53U532的另一端側(cè)分別沿著Z軸方向彎 曲。由此，通過(guò)運(yùn)些聚合物致動(dòng)器元件531、532驅(qū)動(dòng)透鏡保持部件54,從而透鏡41可沿著該 光軸Zl移動(dòng)(參照?qǐng)D12B中的箭頭）。運(yùn)樣，在照相機(jī)模塊40中，通過(guò)使用聚合物致動(dòng)器元件 53U532的驅(qū)動(dòng)裝置(透鏡驅(qū)動(dòng)裝置），沿著該光軸Z巧E動(dòng)透鏡41。換言之，照相機(jī)模塊40內(nèi) 的透鏡41沿著該光軸Zl移動(dòng)，進(jìn)行聚焦或變焦。
[0101] [應(yīng)用例2] 接著，對(duì)上述實(shí)施方案等的聚合物元件的應(yīng)用例2所設(shè)及的攝像裝置(照相機(jī)模塊)進(jìn) 行說(shuō)明。本應(yīng)用例所設(shè)及的攝像裝置也例如被內(nèi)置在如上述的圖8、圖9所示的附帶攝像功 能的移動(dòng)電話機(jī)8中。不過(guò)，應(yīng)用例1的攝像裝置2中是將聚合物元件(聚合物致動(dòng)器元件）用 作透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，與此相對(duì)，在本應(yīng)用例的攝像裝置中，如W下所述，用作用于驅(qū)動(dòng)攝像元 件30的驅(qū)動(dòng)裝置。
[0102] (攝像裝置20A的構(gòu)成） 圖13用側(cè)視圖（Z-X側(cè)視圖）表示本應(yīng)用例所設(shè)及的攝像裝置(攝像裝置20A)的示意構(gòu) 成例。該攝像裝置20A在基板60上具備用于保持各種部件的外殼61。
[0103] 在該外殼61上，形成用于配置透鏡41的開(kāi)口部611，同時(shí)設(shè)置一對(duì)的側(cè)壁部613A、 613B，和位于基板60上的底部612。在側(cè)壁部613A固定一對(duì)的板彈黃62U621的一端側(cè)，在運(yùn) 些板彈黃62U621的另一端側(cè)通過(guò)連接部54A和支撐部64配置攝像元件30。另外，在底部612 上固定聚合物致動(dòng)器元件63的一端側(cè)，將該聚合物致動(dòng)器元件63的另一端側(cè)固定在支撐部 64的底面。需說(shuō)明的是，在該底部612上也配置霍爾元件57A，同時(shí)在連接部54A上的霍爾元 件57A的相對(duì)位置配置霍爾元件57B。
[0104] 需說(shuō)明的是，在運(yùn)些攝像裝置20A的部件中，底部612,側(cè)壁部613A，板彈黃621、 622，聚合物致動(dòng)器元件63，支撐部64和連接部54A主要與本技術(shù)中的"驅(qū)動(dòng)攝像元件的驅(qū)動(dòng) 裝置"（攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置)的一個(gè)具體例對(duì)應(yīng)。
[0105] 如上所述，聚合物致動(dòng)器元件63用于驅(qū)動(dòng)攝像元件30,可使用上述實(shí)施方案等所 設(shè)及的聚合物元件I、2、3構(gòu)成。
[0106] (攝像裝置20A的工作） 圖14A、圖14B分別用側(cè)視圖（Z-X側(cè)視圖）示意性地表示攝像裝置20A的一部分(上述的 攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置），圖14A表示工作前的狀態(tài)，圖14B表示工作后的狀態(tài)。
[0107] 在該攝像裝置20A中，若從電壓供給部(未圖示)對(duì)聚合物致動(dòng)器元件63供給驅(qū)動(dòng) 用電壓VcU則基于上述的原理，聚合物致動(dòng)器元件63的另一端側(cè)分別沿著Z軸方向彎曲。由 此，通過(guò)該聚合物致動(dòng)器元件63驅(qū)動(dòng)連接部54A，攝像元件30可沿著透鏡40的光軸Zl移動(dòng) (參照?qǐng)D14B中的箭頭）。運(yùn)樣，在攝像裝置20A中，通過(guò)使用聚合物致動(dòng)器元件63的驅(qū)動(dòng)裝置 (攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置），沿著透鏡41的光軸Z巧E動(dòng)攝像元件30。由此，通過(guò)透鏡41和攝像元件 30的相對(duì)的距離變化，進(jìn)行聚焦或變焦。
[010引 < 其它應(yīng)用例〉 圖15A、圖15B示意性地表示其它應(yīng)用例所設(shè)及的電子設(shè)備（電子設(shè)備7A，圖7B)的構(gòu)成 例。
[0109] 電子設(shè)備7A (圖15A)含有聚合物傳感器元件71和信號(hào)處理部72。在該電子設(shè)備7A 中，將根據(jù)聚合物傳感器元件71變形而檢測(cè)的信號(hào)輸入至信號(hào)處理部72,進(jìn)行各種信號(hào)處 理。作為運(yùn)樣的電子設(shè)備7A，例如可列舉出檢測(cè)血管的舒張和收縮的脈搏傳感器，檢測(cè)手指 等的接觸位置、接觸的強(qiáng)度的觸覺(jué)傳感器，檢測(cè)書(shū)等的翻頁(yè)等所伴隨的彎曲狀態(tài)的彎曲傳 感器和檢測(cè)人的關(guān)節(jié)的活動(dòng)等的動(dòng)作傳感器等。
[0110] 電子設(shè)備7B (圖15B)含有信號(hào)輸入部73和聚合物致動(dòng)器元件74。在該電子設(shè)備7B 中，聚合物致動(dòng)器元件74因來(lái)自于信號(hào)輸入部73的信號(hào)而變形。作為運(yùn)樣的電子設(shè)備7B，例 如可列舉出導(dǎo)管等。
[0111] <其它變形例〉 W上，列舉實(shí)施方案、變形例和應(yīng)用例說(shuō)明本技術(shù)的技術(shù)，但并不將本技術(shù)限定于運(yùn)些 實(shí)施方案等，可進(jìn)行各種變形。例如，對(duì)于聚合物元件和攝像裝置內(nèi)的其它部件的形狀或材 料等，并不限定于上述實(shí)施方案等中說(shuō)明的內(nèi)容，另外對(duì)于聚合物元件的層壓結(jié)構(gòu)，也并不 限定于上述實(shí)施方案等中說(shuō)明的內(nèi)容，可適宜地進(jìn)行變更。
[0112] 此外，在上述實(shí)施方案等中，列舉陽(yáng)離子在聚合物元件內(nèi)移動(dòng)作為實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明， 但也可使陰離子在聚合物元件內(nèi)移動(dòng)。在運(yùn)種情況下，電極層12AU2B和聚合物元件2的高 分子層21使用含有陰離子交換樹(shù)脂材料和具有堿性官能團(tuán)的高分子材料的陰離子交換膜 構(gòu)成。
[0113] 此外，在上述應(yīng)用例中，列舉將聚合物致動(dòng)器元件或聚合物傳感器元件應(yīng)用于電 子設(shè)備的情況作為實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，但也可將作為雙電層電容器起作用的聚合物元件應(yīng)用于 電子設(shè)備。另外，上述實(shí)施方案等中說(shuō)明的含有具有酸性官能團(tuán)的高分子材料的陽(yáng)離子交 換膜、或含有具有堿性官能團(tuán)的高分子材料的陰離子交換膜也可用作二次電池等電池的隔 板。
[0114] 另外，在上述實(shí)施方案等中，作為本技術(shù)的驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)例，主要列舉將作為 驅(qū)動(dòng)對(duì)象的透鏡沿著其光軸驅(qū)動(dòng)的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行說(shuō)明，但并不限定于運(yùn)種情況，例如 透鏡驅(qū)動(dòng)裝置可將透鏡沿著與其光軸正交的方向驅(qū)動(dòng)。另外，本技術(shù)的驅(qū)動(dòng)裝置除了運(yùn)樣 的透鏡驅(qū)動(dòng)裝置或攝像元件驅(qū)動(dòng)裝置W外，例如也可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)光闊（參照日本特開(kāi)2008- 259381號(hào)公報(bào)等)或抖動(dòng)校正(手某化補(bǔ)正)等其它驅(qū)動(dòng)對(duì)象的驅(qū)動(dòng)裝置等。此外，本技術(shù)的 驅(qū)動(dòng)裝置、照相機(jī)模塊和攝像裝置除了上述實(shí)施方案中說(shuō)明的移動(dòng)電話機(jī)W外，也可應(yīng)用 于各種電子設(shè)備。
[0115] 需說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中記載的效果始終只是示例而非限定，另外也可有其它效 果。
[0116] 需說(shuō)明的是，本技術(shù)也可采取如下所示的構(gòu)成： (1) 離子交換膜，其具備：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜在上述陽(yáng)離 子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料； (2) 上述(1)記載的離子交換膜，其中，上述酸性官能團(tuán)為橫基； (3) 上述（1)或(2)記載的離子交換膜，其中，在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和上述高分 子材料中，上述高分子材料的含量按重量比計(jì)為5%W上且25%W下； (4) 上述(1)~(3)中任一項(xiàng)所記載的離子交換膜，其中，具有上述酸性官能團(tuán)的上述高 分子材料的離子交換容量的值比上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料的離子交換容量的值大； (5) 上述（1)~(4)中任一項(xiàng)所記載的離子交換膜，其中，上述高分子材料的分子量為 1000 OW 上； (6) 離子交換膜，其具備：陰離子交換樹(shù)脂材料，和具有堿性官能團(tuán)并混雜在上述陰離 子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料； (7) 聚合物元件，其具備:一對(duì)的電極層、和上述一對(duì)的電極層之間的高分子層;上述 一對(duì)的電極層和上述高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能 團(tuán)并混雜在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料； (8) 上述(7)記載的聚合物元件，其中，上述一對(duì)的電極層含有導(dǎo)電性材料粉末，并且 含有上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和上述高分子材料； (9) 上述(8)記載的聚合物元件，其中，上述導(dǎo)電性材料粉末為碳粉末； (10) 上述(7)~(9)中任一項(xiàng)所記載的聚合物元件，其中，上述一對(duì)的電極層和上述高 分子層均含有上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和上述高分子材料； (11) 上述(7)~(10)中任一項(xiàng)所記載的聚合物元件，其被構(gòu)成為聚合物致動(dòng)器元件； (12) 上述(7)~(10)中任一項(xiàng)所記載的聚合物元件，其被構(gòu)成為聚合物傳感器元件； (13) 上述(7)~(12)中任一項(xiàng)所記載的聚合物元件，其中，在上述高分子層中浸潰離子 物質(zhì)； (14) 電子設(shè)備，其具備:具有一對(duì)的電極層和上述一對(duì)的電極層之間的高分子層的聚 合物元件;上述一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有 酸性官能團(tuán)并混雜在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料； (15) 照相機(jī)模塊，其具備:透鏡，和使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng)上述透鏡的驅(qū)動(dòng)裝 置;上述聚合物元件具有：一對(duì)的電極層、和上述一對(duì)的電極層之間的高分子層；上述一對(duì) 的電極層和高分子層中的至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜 在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料； (16) 攝像裝置，其具備:透鏡，取得通過(guò)上述透鏡成像而成的攝像信號(hào)的攝像元件，和 使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng)上述透鏡或上述攝像元件的驅(qū)動(dòng)裝置;上述聚合物元件具備： 一對(duì)的電極層、和上述一對(duì)的電極層之間的高分子層;上述一對(duì)的電極層和高分子層中的 至少一方含有：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料，和具有酸性官能團(tuán)并混雜在上述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材 料中的高分子材料。
[0117] 本申請(qǐng)W2013年12月2日在日本國(guó)專利廳申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)柕?013-249011 號(hào)為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，通過(guò)參照將該申請(qǐng)的所有內(nèi)容引用在本申請(qǐng)中。
[0118] 若為本領(lǐng)域技術(shù)人員，則可根據(jù)設(shè)計(jì)上的必要條件或其它因素，想到各種改進(jìn)、組 合、亞組合和變更，可W理解它們包含在附上的權(quán)利要求范圍或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 離子交換膜，其具備： 陽(yáng)尚子交換樹(shù)脂材料，和 具有酸性官能團(tuán)并混雜在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。2. 權(quán)利要求1的離子交換膜，其中， 所述酸性官能團(tuán)為磺基。3. 權(quán)利要求1的離子交換膜，其中， 在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和所述高分子材料中，所述高分子材料的含量按重量比計(jì) 為5%以上且25%以下。4. 權(quán)利要求1的離子交換膜，其中， 具有所述酸性官能團(tuán)的所述高分子材料的離子交換容量的值比所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 材料的離子交換容量的值大。5. 權(quán)利要求1的離子交換膜，其中， 所述尚分子材料的分子量為10000以上。6. 離子交換膜，其具備： 陰離子交換樹(shù)脂材料，和 具有堿性官能團(tuán)并混雜在所述陰離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。7. 聚合物元件，其具備： 一對(duì)的電極層，和 所述一對(duì)的電極層之間的高分子層； 所述一對(duì)的電極層和所述高分子層中的至少一方含有： 陽(yáng)尚子交換樹(shù)脂材料，和 具有酸性官能團(tuán)并混雜在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。8. 權(quán)利要求7的聚合物元件，其中， 所述一對(duì)的電極層含有導(dǎo)電性材料粉末，并且含有所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和所述高 分子材料。9. 權(quán)利要求8的聚合物元件，其中， 所述導(dǎo)電性材料粉末為碳粉末。10. 權(quán)利要求7的聚合物元件，其中， 所述一對(duì)的電極層和所述高分子層均含有所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料和所述高分子材 料。11. 權(quán)利要求7的聚合物元件， 其被構(gòu)成為聚合物致動(dòng)器元件。12. 權(quán)利要求7的聚合物元件， 其被構(gòu)成為聚合物傳感器元件。13. 權(quán)利要求7的聚合物元件，其中， 在所述高分子層中浸漬有離子物質(zhì)。14. 電子設(shè)備，其具備： 具有一對(duì)的電極層和所述一對(duì)的電極層之間的高分子層的聚合物元件； 所述一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有： 陽(yáng)1?子交換樹(shù)脂材料，和 具有酸性官能團(tuán)并混雜在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。15. 照相機(jī)模塊，其具備： 透鏡，和 使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng)所述透鏡的驅(qū)動(dòng)裝置； 所述聚合物元件具有： 一對(duì)的電極層，和 所述一對(duì)的電極層之間的高分子層； 所述一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有： 陽(yáng)尚子交換樹(shù)脂材料，和 具有酸性官能團(tuán)并混雜在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。16. 攝像裝置，其具備： 透鏡， 取得通過(guò)所述透鏡成像而成的攝像信號(hào)的攝像元件，和 使用聚合物元件構(gòu)成、且驅(qū)動(dòng)所述透鏡或所述攝像元件的驅(qū)動(dòng)裝置； 所述聚合物元件具備： 一對(duì)的電極層，和 所述一對(duì)的電極層之間的高分子層； 所述一對(duì)的電極層和高分子層中的至少一方含有： 陽(yáng)尚子交換樹(shù)脂材料，和 具有酸性官能團(tuán)并混雜在所述陽(yáng)離子交換樹(shù)脂材料中的高分子材料。
【文檔編號(hào)】H02N11/00GK105934467SQ201480065552
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年11月19日
【發(fā)明人】永井信之, 石田武久, 加藤祐作
【申請(qǐng)人】迪睿合株式會(huì)社