Great attention has been shown to ferroelectric polymers because these are cheap, lightweight, flexible and easily processed. Among them, poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene), P(VDF-TrFE), has stable ferroelectric β-phase at room temperature that exhibits strong ferroelectric properties and thus it has been applied to actuators, sensors and nonvolatile memory devices. However, P(VDF-TrFE) is a semicrystalline polymer in which small crystallites are surrounded by amorphous regions and the ferroelectric responses are mainly from the crystalline phase. Accordingly, it is of significant importance to obtain thick films with high crystallinity. However, there is little investigation of tens of micron P(VDF-TrFE) films on flexible substrates. Herein, we introduced a tape-casting method to form thick P(VDF-TrFE) films on indium-tin-oxide (ITO)/polyethylene naphtalate (PEN) substrates. We also evaluated the effect of drying, annealing and thicknees conditions of P(VDF-TrFE) thick film fabricated using tape casting. Ferroelectric domains and their properties were confirmed using X-ray diffraction, grazing incidence, grazing incidence reflection absorption Fourier Transform Infrared (FTIR) and a standard ferroelectric test system (RT66A) with a high voltage source. And we also evaluated the piezoelectric coefficient d33 of P(VDF-TrFE) film after poling process. It is also compared with d33 of commercial PVDF film. We observed that the crystallinity was improved when film was annealed at 130°C. And we also observed that the crystallinity was improved when film was drying in vacuum. The ferroelectric domains in the films made with the 25% concentration solution were homogeneously switched below 450 kV/cm and the remnant polarization was about 12μC/cm2 for 10??m P(VDF-TrFE) thick film. And d33 of P(VDF-TrFE) thick film was about 35pC/N.
강유전성을 갖는 고분자 물질은 싸고 가벼우며 유연하고 다루기가 용이하다는 점에서 주목받고 있다. 그 중에서도 P(VDF-TrFE) 는 상온에서 안정적인 강유전 베타 상을 가지며 우수한 강유전성을 가지므로 액튜에이터나 센서, 비휘발성 메모리 소자 등에 응용될 수 있다. P(VDF-TrFE)는 결정질 부분을 비정질 부분이 둘러싸고 있는 반 결정질 고분자 물질으로서, 강유전성은 주로 결정상에 의해 발현된다. 이러한 P(VDF-TrFE) 는 그 주목도에 비해서 수십 마이크론의 두께를 갖는 후막에 대한 연구가 많이 이루어 지지 않고 있다. 본 연구에서는 테잎 캐스팅 법을 이용하여 수십 마이크론의 두께를 갖는 P(VDF-TrFE) 후막을 ITO/PEN 기판 위에서 제조하고자 한다. 본 연구에서는 또한 테잎 캐스팅법으로 제조된 P(VDF-TrFE) 후막의 건조 , 후열처리 및 두께 조건에 따른 강유전성의 변화를 분석하였다. 강유전 분역이나 강유전 특성은 XRD 와 FT-IR, RT66A, d33 meter 등을 이용하여 관찰하고 분석하였다. 본 연구에서는 또한 압전 전왜 상수인 d33 값을 얻기 위해 적합한 폴링 과정에 대한 조사를 하였고 그렇게 알아낸 폴링 과정을 거쳐 d33 값을 알아내었다. 분석 결과, 테잎 캐스팅 법으로 제조된 P(VDF-TrFE) 후막은 진공 환경에서 130도 분근에서 후열처리 되었을 때가 가장 우수한 강유전 특성을 가지며, 두께에 따라 선형적인 강유전 특성의 증가를 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 또한 이렇게 제조된 P(VDF-TrFE) 후막의 항전기장은 약 450kV/cm 정도 이며 잔류 분극 값은 10마이크론 후막에 한해 12μC/cm2 으로 관찰되었다. 그리고 d33 값은 35pC/N 으로 시중에서 판매되고 있는 PVDF sheet 의 d33 값에 비해 우수한 값이 관찰 되었다.
