(57)【要約】【課題】電解質部の変形の阻害を抑制しつつ防湿性を確保できるアクチュエータおよびこのアクチュエータの製造方法を提供する。【解決手段】アクチュエータ１は、電解質部１１および一対の電極板部１５、１６のそれぞれの外表面に重ねて形成された絶縁性の有機膜層２４と、この有機膜層２４の外表面に重ねて形成された無機膜層２７と、を有している。そして、有機膜層２４の厚さが、０．０８μｍ〜１μｍにされている。【選択図】図３
2017011877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状または棒状の電解質部および前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部のそれぞれの外表面に絶縁性の有機膜を成膜する有機膜層形成工程、および、前記有機膜の外表面に無機膜を成膜する無機膜層形成工程、を含む
アクチュエータの製造方法。
【請求項２】
前記有機膜層形成工程において、前記電解質部および前記一対の電極板部のそれぞれの外表面に有機物を蒸着することにより前記有機膜を成膜する
請求項１に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項３】
前記有機膜層形成工程において、前記有機物を化学的気相成長させることにより前記有機膜を成膜する
請求項２に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記有機膜層形成工程において、前記有機物の分子量が１０００以下である
請求項３に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記有機膜層形成工程において、前記有機膜として有機重合膜を成膜する
請求項３または請求項４に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項６】
前記有機膜層形成工程において、パリレンまたはポリスチレンで構成された前記有機重合膜を成膜する
請求項５に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項７】
前記有機膜層形成工程において、厚さ０．０８μｍ〜１μｍの前記有機膜を成膜する
請求項１から請求項６の何れか一項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項８】
前記無機膜層形成工程において、厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの前記無機膜を成膜する
請求項１から請求項７の何れか一項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項９】
前記無機膜層形成工程において、前記無機膜として金属膜を成膜する
請求項１から請求項８の何れか一項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１０】
前記無機膜層形成工程において、チタン、ニッケル、銅、パラジウム、銀、白金および金の中から選択された１または複数の金属で構成された前記金属膜を成膜する
請求項９に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１１】
前記一対の電極板部のそれぞれの前記電解質部側の面に形成された環状切り欠き部に粘着剤または接着剤を充填する充填工程、および、前記環状切り欠き部に粘着剤または接着剤が充填された前記一対の電極板部を、前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねる電極板貼付工程、をさらに含む
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載のアクチュエータの製造方法。
【請求項１２】
板状または棒状の電解質部と、
前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部と、
前記電解質部および前記一対の電極板部のそれぞれの外表面に重ねて形成された絶縁性の有機膜層と、
前記有機膜層の外表面に重ねて形成された無機膜層と、を有し、
前記有機膜層の厚さが、０．０８μｍ〜１μｍである
アクチュエータ。
【請求項１３】
前記有機膜層が、有機重合膜で構成されている
請求項１２に記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記有機重合膜が、パリレンまたはポリスチレンで構成されている
請求項１３に記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
前記無機膜層の厚さが、５ｎｍ〜２００ｎｍである
請求項１２から請求項１４の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１６】
前記無機膜層が、金属膜で構成されている
請求項１２から請求項１５の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【請求項１７】
前記金属膜が、チタン、ニッケル、銅、パラジウム、銀、白金および金の中から選択された１または複数の金属で構成されている
請求項１６に記載のアクチュエータ。
【請求項１８】
前記一対の電極板部のそれぞれの前記電解質部側の面には、環状切り欠き部が形成され、
前記環状切り欠き部内に粘着剤または接着剤が充填されている
請求項１２から請求項１７の何れか一項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状または棒状の電解質部と、この電解質部を間に挟んで対向するように電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部と、を有するアクチュエータ、およびこのアクチュエータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器において、小型かつ軽量で柔軟性を有する高分子アクチュエータが採用されている。このような高分子アクチュエータは、例えば、電解質部とこの電解質部を間に挟む一対の電極板部とを有している。高分子アクチュエータは、一対の電極板部に電圧を印加することにより電解質部内でイオンの分布に偏りが生じて電解質部が変形することでアクチュエータとして機能する。
【０００３】
高分子アクチュエータは、電解質部に水や有機溶媒、イオン液体などを用いたものがあり、蒸発もしくは吸湿による電解質部の水分量の変化など、外部との水分移動による動作への影響を抑制するために防湿性を高める封止構造を必要とする場合がある。そして、特許文献１にこのような封止構造を有する高分子アクチュエータが開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されている高分子アクチュエータ９００を図９に示す。高分子アクチュエータ９００は、高分子電解質ゲルからなる本体９１５と、本体９１５を挟んで配設された電極９２５ａおよび電極９２５ｂと、を備えている。さらに高分子アクチュエータ９００は、電極９２５ａおよび電極９２５ｂの外側に配設された金属層９４４と、電極９２５ａおよび電極９２５ｂに電圧を印加する導電線９４２と、それら全体を包むように被覆する封止フィルム９３０と、を備えている。
【０００５】
高分子アクチュエータ９００は、防湿性を有する高分子フィルムからなる封止フィルム９３０によって水分を遮断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３５６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した高分子アクチュエータ９００では、封止フィルム９３０が高分子フィルムで構成されているので、水分を十分に遮断するためにはある程度の厚さが必要であった。そのため、水分を十分に遮断するために封止フィルム９３０の厚さを大きくすると可撓性が低下して本体９１５の動作（変形）を阻害してしまうことがあり、本体９１５の変形を阻害せずに防湿性を確保することが困難であるといった課題があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、電解質部の変形の阻害を抑制しつつ防湿性を確保できるアクチュエータおよびこのアクチュエータの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様においては、板状または棒状の電解質部および前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部のそれぞれの外表面に絶縁性の有機膜を成膜する有機膜層形成工程、および、前記有機膜の外表面に無機膜を成膜する無機膜層形成工程、を含むアクチュエータの製造方法を提供する。
【００１０】
前記有機膜層形成工程において、前記電解質部および前記一対の電極板部のそれぞれの外表面に有機物を蒸着することにより前記有機膜を成膜することが好ましい。前記有機膜層形成工程において、前記有機物を化学的気相成長させることにより前記有機膜を成膜することが好ましい。前記有機膜層形成工程において、前記有機物の分子量が１０００以下であってもよい。前記有機膜層形成工程において、前記有機膜として有機重合膜を成膜してもよい。前記有機膜層形成工程において、パリレンまたはポリスチレンで構成された前記有機重合膜を成膜してもよい。前記有機膜層形成工程において、厚さ０．０８μｍ〜１μｍの前記有機膜を成膜することが好ましい。前記無機膜層形成工程において、厚さ５ｎｍ〜２００ｎｍの前記無機膜を成膜することが好ましい。前記無機膜層形成工程において、前記無機膜として金属膜を成膜してもよい。前記無機膜層形成工程において、チタン、ニッケル、銅、パラジウム、銀、白金および金の中から選択された１または複数の金属で構成された前記金属膜を成膜してもよい。前記一対の電極板部のそれぞれの前記電解質部側の面に形成された環状切り欠き部に粘着剤または接着剤を充填する充填工程、および、前記環状切り欠き部に粘着剤または接着剤が充填された前記一対の電極板部を、前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねる電極板貼付工程、をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
上記アクチュエータの製造方法によれば、電解質部およびこの電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部のそれぞれの外表面に絶縁性の有機膜を成膜し、この有機膜の外表面に無機膜を成膜する。このようにしたことから、成膜により電解質部および一対の電極板部の外表面に比較的薄く均一に形成されかつ比較的滑らかな外表面を有する有機膜を有機膜層として形成できる。そのため、高分子フィルムより小さな厚さで十分な防湿性を発揮することができる無機膜を有機膜層の外表面に精度よく成膜して無機膜層とすることができる。これにより、防湿性と可撓性とを両立できるアクチュエータを製造できる。
【００１２】
本発明の第２の態様においては、板状または棒状の電解質部と、前記電解質部を間に挟んで対向するように前記電解質部の表面に重ねられた一対の電極板部と、前記電解質部および前記一対の電極板部のそれぞれの外表面に重ねて形成された絶縁性の有機膜層と、前記有機膜層の外表面に重ねて形成された無機膜層と、を有し、前記有機膜層の厚さが、０．０８μｍ〜１μｍであるアクチュエータを提供する。
【００１３】
前記有機膜層が、有機重合膜で構成されていてもよい。前記有機重合膜が、パリレンまたはポリスチレンで構成されていてもよい。前記無機膜層の厚さが、５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。前記無機膜層が、金属膜で構成されていてもよい。前記金属膜が、チタン、ニッケル、銅、パラジウム、銀、白金および金の中から選択された１または複数の金属で構成されていてもよい。前記一対の電極板部のそれぞれの前記電解質部側の面には、環状切り欠き部が形成され、前記環状切り欠き部内に粘着剤または接着剤が充填されていることが好ましい。
【００１４】
上記アクチュエータによれば、電解質部および一対の電極板部のそれぞれの外表面に重ねて形成された絶縁性の有機膜層と、この有機膜層の外表面に重ねて形成された無機膜層と、を有し、有機膜層の厚さが、０．０８μｍ〜１μｍである。このようにしたことから、高分子フィルムより小さな厚さで十分な防湿性を発揮することができる無機膜で構成された無機膜層が、比較的薄い有機膜層に重ねて形成されている。これにより、防湿性と可撓性とを両立できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電解質部の変形の阻害を抑制しつつ防湿性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるアクチュエータを示す斜視図である。
【図２】図１のアクチュエータの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】電解質部および一対の電極板部のそれぞれの外表面に有機膜を成膜する工程を示す断面図である。
【図５】有機膜の外表面に無機膜を成膜する工程を示す断面図である。
【図６】有機膜および無機膜に一対の電極板部のそれぞれの一部が露出する貫通孔を形成する工程を示す断面図である。
【図７】図１のアクチュエータの変形例の構成を示す断面図である。
【図８】図７のアクチュエータが有する電極板部を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は電解質部側から見た平面図である。
【図９】従来の高分子アクチュエータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。また、「上下」を示す記載は各部材間の相対的な位置関係を説明するために便宜的に用いているものであり、絶対的な位置関係を示すものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態にかかるアクチュエータを示す斜視図である。図２は、図１のアクチュエータの平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００１９】
本実施形態のアクチュエータ１は、アクチュエータ本体１０と、アクチュエータ本体１０を覆う封止部２０と、を有している。
【００２０】
アクチュエータ本体１０は、板状の電解質部１１と、この電解質部１１を間に挟んで厚さ方向に対向するように電解質部１１の表面に重ねられた一対の電極板部１５、１６と、を有している。
【００２１】
電解質部１１は、ベースとなるポリマー（樹脂材料）にイオン液体を混合したゲル状のシート材であって、平面視長方形状に形成されている。電解質部１１の厚さは、１０μｍである。電解質部１１の作製は、イオン液体および樹脂材料（ポリマー）を溶媒に溶かしてキャスト液を作製し、型枠にキャスト液をキャスティングした後、真空乾燥して溶媒を蒸発させることにより行われる。電解質部１１のポリマー（樹脂材料）の材質として、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＧＦ）やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等を用いることができる。
【００２２】
一対の電極板部１５、１６は、例えば、表面に金メッキが施された厚さ５０μｍのステンレス薄板である。一対の電極板部１５、１６は、電解質部１１の平面視形状と同一幅でかつ半分の長さとなる矩形状に形成されており、電解質部１１の一方の端部（図３において右側寄りの端部）に重ねて配置されている。なお、一対の電極板部１５、１６は、これ以外にも、電解質部１１のベースと同じポリマー（樹脂材料）およびイオン液体中に導電性フィラーを混合したゲル状の電極層を電解質部１１の表面に重ねて形成してもよい。一対の電極板部１５、１６は、さらにこの電極層の表面に金属や導電性炭素材などからなる導電層を重ねることにより構成してもよい。導電性フィラーとして、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、金粒子、白金粒子、ニッケル粒子等を用いることができ、導電性炭素材として、例えば、グラフェンを用いることができる。
【００２３】
封止部２０は、有機膜層２４と、無機膜層２７と、を有している。
【００２４】
有機膜層２４は、絶縁性の有機膜で構成されている。有機膜層２４の厚さは、０．０８μｍ〜１μｍであることが好ましく、０．１μｍ〜０．４μｍであることがさらに好ましい。このような厚さの有機膜は、蒸着などにより有機物を堆積させて成膜することで得られる。なお、ここで「蒸着」の用語は、大気圧以下の減圧環境下で膜を気相成長させる方法全般を意味することとし、「蒸着」には物理的気相成長および化学的気相成長の双方を含むものとする。有機膜層２４の厚さが大きすぎると、可撓性が低くなり電解質部１１の変形を阻害するおそれがあり、厚さが小さすぎると、絶縁性を十分に確保できないおそれがある。本実施形態では、０．１μｍ厚のパリレン−Ｃからなる有機重合膜を化学的気相成長法（ＣＶＤ法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いてアクチュエータ本体１０（即ち、電解質部１１および一対の電極板部１５、１６）の外表面に成膜することで有機膜層２４を形成している。外表面とは、外部に面する表面を意味する。有機膜層２４を蒸着により形成することで、アクチュエータ本体１０の外表面に密着（界面に隙間がほとんどない）した有機膜層２４とすることができ、特に、化学的気相成長法を用いることで、当該外表面を均一に覆う、滑らかな表面を有する有機膜層２４を形成することができる。
【００２５】
有機膜層２４は、パリレン−Ｃ以外にも、パリレン−Ｄ、パリレン−Ｎ、パリレン−ＨＴ、または、ポリスチレンからなる有機重合膜で構成されていてもよく、厚さが０．０８μｍ〜１μｍの絶縁性の有機膜で構成されていれば、本発明の目的に反しない限り、有機膜層２４の構成は任意である。パリレン−Ｃ、パリレン−Ｄ、パリレン−Ｎおよびパリレン−ＨＴを総称して、パリレンと言う。
【００２６】
有機膜層２４における上記一対の電極板部１５、１６に重ねられた箇所には、一対の電極板部１５、１６の一部が露出するように形成された貫通孔２４ａ、２４ａが設けられている。
【００２７】
無機膜層２７は、例えば、金属膜などの無機材料からなる無機膜が有機膜層２４の外表面全体を覆うように成膜されることにより形成されている。無機膜層２７の厚さは、５ｎｍ〜２００ｎｍであることが好ましい。無機膜層２７の厚さが小さすぎると十分な防湿性を確保することができず、また、無機膜層２７の厚さが大きすぎると、電解質部１１の変形を阻害するおそれがあるためである。
【００２８】
無機膜層２７は、例えば、チタン、ニッケル、銅、パラジウム、銀、白金および金の中から選択された１または複数の金属で構成されている。本実施形態では、スパッタ法により有機膜層２４の外表面全体に厚さ３０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜を成膜することにより無機膜層２７を形成している。これ以外にも、無機膜層２７は、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、シリコン窒化炭化膜（ＳｉＣＮ）などで形成してもよく、金属以外の無機材料で形成してもよい。
【００２９】
無機膜層２７における上記一対の電極板部１５、１６に重ねられた箇所には、一対の電極板部１５、１６の一部が露出するように、上記有機膜層２４の貫通孔２４ａ，２４ａに重なる貫通孔２７ａ、２７ａが設けられている。
【００３０】
ここで、無機膜層２７を構成する複数種類の無機材料を有機膜（樹脂フィルム）と組み合わせたときの防湿性能について確認を行った。
【００３１】
具体的には、１．２μｍ厚のＰＰＳ樹脂フィルムの表面に、無機膜を形成した複数の評価サンプル（１）〜（９）を作製し、これら複数の評価サンプルを４０℃・９５％ＲＨ環境下に置いたときの、評価サンプルを通過した水分量の１時間毎の推移について確認を行った。なお、三菱樹脂社製の防湿性の高い樹脂フィルム（商品名Ｘ−ＢＡＲＲＩＥＲ、厚さ２５μｍ、防湿性１ｍｇ／ｍ２／ｄａｙ）を比較サンプル（Ａ）、（Ｂ）とした。
【００３２】
（１）厚さ１００ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜
（２）厚さ２０ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜
（３）厚さ５０ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜
（４）厚さ２００ｎｍの窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）膜
（５）厚さ２０ｎｍのニッケル（Ｎｉ）膜
（６）厚さ２００ｎｍのシリコン窒化炭化膜（ＳｉＣＮ）
（７）厚さ３０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜
（８）厚さ３０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）膜
（９）厚さ２０ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜＋厚さ１０ｎｍの金（Ａｕ）膜
【００３３】
上記（１）〜（３）は、２００℃環境下での原子層堆積法（ＡＬＤ法：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて成膜した。上記（４）は、２００℃環境下での化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を用いて成膜した。上記（５）は、物理的気相成長法の一つである真空蒸着法を用いて成膜した。上記（６）は、２００℃環境下での触媒化学気相成長法（Ｃａｔ−ＣＶＤ法：Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  ＣＶＤ）を用いて成膜した。上記（７）〜（９）は、常温環境下でのスパッタ法を用いて成膜した。
【００３４】
以下の表１に各サンプルの無機膜の構成を示し、表２に各サンプルについての水分量の１時間毎の推移を示す。表２において、数値が小さいほど防湿性が高いことを示している。
【００３５】
【表１】
2017011877.tif 000003
【００３６】
【表２】
2017011877.tif 000004
【００３７】
評価サンプル（１）、（４）、（６）、（７）、（９）については、樹脂フィルムの厚さが比較的小さい（１．２μｍ）にも関わらず、厚さが比較的大きい（２５μｍ）樹脂フィルムのみからなる比較サンプル（Ａ）、（Ｂ）と同等の防湿性を確保している。これは、樹脂フィルムの表面に形成した無機膜によって防湿性が補われているものと考えられる。そのため、樹脂フィルムのみで防湿性を確保しようとすると、厚さが大きくなってしまうが、樹脂フィルム（有機膜）に無機膜を重ねた構成を採用することで、全体の厚さを小さくすることができる。これにより、厚さが大きくなることにより可撓性が損なわれてしまうことを抑制することができる。
【００３８】
評価サンプル（７）の厚さ３０ｎｍのチタン膜は、一般的に用いられることの多い評価サンプル（８）のアルミニウム膜と比較して、同一厚さでも高い防湿性を実現している。また、評価サンプル（１）のＡＬＤ法で成膜した酸化アルミニウム膜、評価サンプル（４）のＣＶＤ法で成膜した窒化ケイ素膜、および評価サンプル（６）のＣａｔ−ＣＶＤで成膜したシリコン窒化炭化膜は、成膜時に高温環境を必要とするものである。一方、評価サンプル（７）の厚さ３０ｎｍのチタン膜は、常温環境で成膜することができかつこれら酸化アルミニウム膜、窒化ケイ素膜およびシリコン窒化炭化膜より小さな厚さで同等の防湿性を実現できる。また、評価サンプル（９）のようにチタン膜と金膜とを重ねた構成でも高い防湿性を実現できる。
【００３９】
封止部２０は、上述した構成以外にも、電解質部１１の変形を阻害せず、アクチュエータとしての機能に支障がなければ、本発明の目的に反しない限り、各層の材料や構成などは任意である。
【００４０】
上述したアクチュエータ１は、一方の電極板部１５における封止部２０の貫通孔２４ａ、２７ａを通じて露出している箇所、および、他方の電極板部１６における封止部２０の貫通孔２４ａ、２７ａを通じて露出している箇所に電源を接続して電圧を印加する。アクチュエータ１は、この電圧の印加により、一対の電極板部１５、１６間の電圧に応じた変形を生じさせるように構成されている。
【００４１】
アクチュエータ１の動作原理について説明する。アクチュエータ１は、イオン導電型のアクチュエータである。アクチュエータ１は、対向配置された一対の電極板部１５、１６の間に電解質部１１が設けられており、この電解質部１１の中には、陽イオンと陰イオンが分散して存在している。そして、一対の電極板部１５、１６に電圧が印加されると、これら一対の電極板部１５、１６の間に挟まれている電解質部１１内に電界が生じ、一対の電極板部１５、１６の一方側に陽イオンが移動するとともに、他方側に陰イオンが移動する。
【００４２】
このため、アクチュエータ１の一方の端部（図３において右側寄りの端部）を支持して支点（支持部分）とすると、電解質部１１内の電界の向きに応じて、図３に一点鎖線で示すように、アクチュエータ１の他方の端部（図３において左側寄りの端部）が大きく変形する。そして、このアクチュエータ１の他方の端部を作用点（作用部分）とすると、各種アクチュエータとして利用することができる。図３の紙面内の上下方向がアクチュエータ１の変形方向Ｈとなる。なお、一対の電極板部１５、１６間に生じる電界の向きを変えることで、アクチュエータ１が変形する向きを変えることができ、一対の電極板部１５、１６に印加する電圧の大きさを変えることで、変形量を制御することができる。
【００４３】
次に、アクチュエータ１の製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。
【００４４】
図４は、電解質部および一対の電極板部のそれぞれの外表面に有機膜を成膜する工程を示す断面図である。図５は、有機膜の外表面に無機膜を成膜する工程を示す断面図である。図６は、有機膜および無機膜に一対の電極板部のそれぞれの一部が露出する貫通孔を形成する工程を示す断面図である。
【００４５】
まず、ポリマーにイオン液体を混合したゲル状のシート材からなる電解質部１１に金メッキを施したステンレス薄板からなる一対の電極板部１５、１６を重ねて、アクチュエータ本体１０を作製する。
【００４６】
次に、図４に示すように、アクチュエータ本体１０の外表面に有機物を蒸着することにより有機膜を成膜して有機膜層２４を形成する（有機膜形成工程）。一例として、気化炉、分解炉、真空蒸着室、冷却トラップおよび真空ポンプが上流側から下流側に順に直列に接続された蒸着装置を用いてパリレン−Ｎからなる有機膜を成膜する場合を示す。蒸着装置の真空蒸着室内に保持治具Ｊ１、Ｊ２によって一対の電極板部１５、１６を挟んで保持したアクチュエータ本体１０を設置する。そして、気化炉にパリレン−Ｎの原材料となる有機物としてのダイマーパウダー（Ｄｉｍｅｒ  Ｐｏｗｄｅｒ）を投入し、真空下で加熱（〜１８０℃）することにより気化させてダイマーガス（Ｄｉｍｅｒ  Ｇａｓ）を発生させる。真空ポンプによってこのダイマーガスを分解炉に引き込み、さらに分解炉で加熱（６５０℃〜７００℃）することにより熱分解して、モノマーガス（Ｍｏｎｏｍｅｒ  Ｇａｓ）を発生させる。そして、真空蒸着室内でアクチュエータ本体１０を回転させながら真空蒸着室内にモノマーガスを引き込み、このモノマーガスをアクチュエータ本体１０の外表面上で重合反応させてパリレン−Ｎからなる有機重合膜を当該外表面全体に成膜する。パリレン−Ｃ、パリレン−Ｄおよびパリレン−ＨＴからなる有機重合膜の成膜についても同様である。パリレンの蒸着プロセスについては、例えば、日本パリレン合同会社のウェブサイト（ｈｔｔｐ：／／ｓｃｓｃｏａｔｉｎｇｓ．ｃｏｍ／ｊｐ／）などにより詳細な情報が開示されている。
【００４７】
また、他の一例として、ポリスチレンからなる有機膜を成膜する場合を示す。上記と同様に真空蒸着室内に保持治具Ｊ１、Ｊ２によって一対の電極板部１５、１６を挟んで保持したアクチュエータ本体１０を設置する。そして、気化炉にポリスチレンを投入し、真空下で加熱（３５０℃〜４５０℃）することにより気化（蒸発）・熱分解する。そして、真空蒸着室内でアクチュエータ本体１０を回転させながら真空蒸着室内に上記気化・熱分解により得られた気体を引き込み、この気体をアクチュエータ本体１０の外表面上で重合反応させてポリスチレンからなる有機重合膜を当該外表面全体に成膜する。
【００４８】
蒸着、特に化学的気相成長法による成膜はカバレッジ性が良好であるため、微細な凹凸や狭い隙間にも入り込んでアクチュエータ本体１０の外表面全体にわたって薄く均一でかつ表面が滑らかな有機膜を得ることができる。化学的気相成長に用いる原材料は分子量が１０００以下の有機物であることが好ましい。分子量が１０００を超えると気化が困難となり、化学的気相成長には適さないためである。本実施形態では、厚さ０．１μｍのパリレン−Ｃからなる有機重合膜を成膜する。
【００４９】
次に、有機膜層２４が形成されたアクチュエータ本体１０を真空蒸着室から取り出して、スパッタリング装置内に設置し、図５に示すように、スパッタ法により有機膜層２４の外表面全体に重ねてチタンからなる無機膜を成膜して無機膜層２７を形成する（無機膜形成工程）。本実施形態では、厚さ３０ｎｍのチタンからなる無機膜を成膜する。
【００５０】
最後に、有機膜層２４および無機膜層２７が形成されたアクチュエータ本体１０をスパッタリング装置から取り出し、そして、保持治具Ｊ１、Ｊ２を取りはずすことにより、図６に示すように、有機膜層２４および無機膜層２７に一対の電極板部１５、１６の一部が露出する貫通孔２４ａ、２４ａおよび貫通孔２７ａ、２７ａを形成する。このようにして、アクチュエータ１が完成する。
【００５１】
以上より、本実施形態のアクチュエータ１によれば、電解質部１１および一対の電極板部１５、１６のそれぞれの外表面に重ねて形成された絶縁性の有機膜層２４と、この有機膜層２４の外表面に重ねて形成された無機膜層２７と、を有し、有機膜層２４の厚さが、０．０８μｍ〜１μｍである。このようにしたことから、比較的薄い有機膜層２４に重ねて、高分子フィルムより小さな厚さで十分な防湿性を発揮することができる無機膜で構成された無機膜層２７が形成されている。これにより、防湿性と可撓性とを両立できる。
【００５２】
また、本実施形態のアクチュエータ１の製造方法によれば、電解質部１１および一対の電極板部１５、１６のそれぞれの外表面に絶縁性の有機膜を成膜し、この有機膜の外表面に無機膜を成膜する。このようにしたことから、成膜により電解質部１１および一対の電極板部１５、１６のそれぞれの外表面に比較的薄く均一に形成されかつ比較的滑らかな外表面を有する有機膜を有機膜層２４として形成できる。そのため、高分子フィルムより小さな厚さで十分な防湿性を発揮することができる無機膜を有機膜層２４の外表面に精度よく成膜して無機膜層２７とすることができる。これにより、防湿性と可撓性とを両立できるアクチュエータ１を製造できる。
【００５３】
したがって、電解質部１１の変形の阻害を抑制しつつ防湿性を確保できるアクチュエータ１を提供できる。
【００５４】
上述した実施形態では、一対の電極板部１５、１６が表面に金メッキが施された厚さ５０μｍのステンレス薄板で構成され、これら一対の電極板部１５、１６が電解質部１１の表面に単に重ねられたものであった。このように、電解質部１１と一対の電極板部１５、１６とが別々に作製されたのちに互いに組み合わされる構成では、有機膜層２４を蒸着により成膜したときに、カバレッジ性が良好であるがために、電解質部１１および一対の電極板部１５、１６の外表面以外に、これらの隙間に気体が進入して有機膜が形成される可能性がある。そのため、電解質部１１と一対の電極板部１５、１６との接触が阻害されるおそれがあった。
【００５５】
そこで、一対の電極板部１５、１６に代えて、図７に示すように、電解質部１１側の面１５ａ、１６ａに環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂが形成された一対の電極板部１５Ａ、１６Ａを有し、これら環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂに粘着剤１９が充填された構成のアクチュエータ１Ａとしてもよい。
【００５６】
電極板部１５Ａは、図８に示すように、電解質部１１側の面１５ａの周縁部には環状切り欠き部１５ｂが形成され、環状切り欠き部１５ｂの内側には凹部１５ｃが形成されている。環状切り欠き部１５ｂは、上記周縁部より内側に形成されていてもよい。環状切り欠き部１５ｂおよび凹部１５ｃには、例えば、合成ゴムなどの粘着剤１９が充填されている。粘着剤１９に代えて接着剤が充填されていてもよい。電極板部１５Ａは、粘着剤１９により電解質部１１の表面に貼り付けられている。電極板部１６Ａも、同様に環状切り欠き部１６ｂおよび凹部１６ｃ（図示なし）を有し、粘着剤１９により電解質部１１の表面に貼り付けられている。
【００５７】
このようにすることで、環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂの形状に沿う環状の粘着剤１９によって電解質部１１と一対の電極板部１５Ａ、１６Ａとの間の隙間が埋められて、環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂの内側への気体の進入を防止できる。そのため、環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂの内側において、電解質部１１と一対の電極板部１５、１６との接触を確保できる。また、凹部１５ｃ、１６ｃに充填された粘着剤１９によって、一対の電極板部１５Ａ、１６Ａの環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂの内側の部分が電解質部１１の変形などにより浮き上がってしまうことを抑制して、電解質部１１により確実に接触させることができる。
【００５８】
アクチュエータ１Ａは、上述したアクチュエータ１の製造方法において、一対の電極板部１５Ａ、１６Ａの環状切り欠き部１５ｂ、１６ｂおよび凹部１５ｃ、１６ｃに粘着剤１９を充填する（充填工程）。そして、これら一対の電極板部１５Ａ、１６Ａを、電解質部１１を間に挟んで対向するように電解質部１１の表面に重ねて貼り付ける（電極板貼付工程）。これら工程の後に、有機膜形成工程および無機膜形成工程に進む。
【００５９】
なお、上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ａ…アクチュエータ
１０…アクチュエータ本体
１１…電解質部
１５、１６、１５Ａ、１６Ａ…電極板部
１５ａ、１６ａ…電極板部の面
１５ｂ、１６ｂ…環状切り欠き部
１５ｃ、１６ｃ…凹部
１９…粘着剤
２０…封止部
２４…有機膜層
２４ａ…有機膜層の貫通孔
２７…無機膜層
２７ａ…無機膜層の貫通孔
９００…高分子アクチュエータ
９１５…本体
９２５ａ、９２５ｂ…電極
９３０…封止フィルム
９４２…導電線
９４４…金属層
Ｈ…変形方向
Ｊ１、Ｊ２…保持治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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