CN102047459B

CN102047459B - 片材型振动体以及音响设备

Info

Publication number: CN102047459B
Application number: CN2009801189889A
Authority: CN
Inventors: 安藤正道; 中川原修; 深堀奏子
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: JP5267559B2; US20110062829A1; CN102047459A; WO2009144972A1; US8148879B2; JPWO2009144972A1

Abstract

本发明针对具有由透明有机高分子构成的压电片材、和分别形成在压电片材的相对置的各个主面上的电极的片材型压电振动体，提供一种可实现其无色化的有效的电极材料。用以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层构成在压电片材(2、3)的一方的主面上形成的第1电极(4、6)，用由在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层构成在另一方主面上形成的第2电极(5、7)。氧化锌类电极层虽然透明，但略带黄色，而聚噻吩类电极层虽然透明，但略带蓝色。通过了该双方的电极层的光的分光特性在可见光区域接近平坦，由此抑制了透射光的带色，实现了无色透明化。

Description

片材型振动体以及音响设备

技术领域

本发明涉及片材型振动体以及使用该片材型振动体构成的音响设备，具体地说，涉及在具有由透明有机高分子构成的压电片材那样的功能性片材的片材型振动体中的对于电极选择材料的改良。

背景技术

例如，在日本特开2003-244792号公报(专利文献1)中，公开有一种可以配置在移动电话机的显示器上的透明压电薄膜扬声器。在该专利文献1中，记载了使用了PVDF(聚偏氟乙烯)片材作为在压电薄膜扬声器中具备的压电性薄膜的例子。另外，在专利文献1中，还记载了在使用了高分子压电薄膜的情况下，由于不像陶瓷那样脆，所以比较理想。并且，在专利文献1中，作为形成在压电薄膜上的透明电极材料，列举了ITO(氧化铟锡；Indium Tin Oxide)的例子，作为为了其形成所使用的方法，列举了真空蒸镀和溅射等方法的例子。

上述那样ITO电极还在LCD(液晶显示面板)和PDP(等离子显示器)中得到有效利用，但近年来，由于FPD(平板显示器)的快速普及，作为LCD和PDP用途的ITO电极的需求量非常高。但是，由于TIO中含有的铟是稀有元素，有使用枯竭的忧虑，所以导致其价格的高涨。

而且，在进行ITO的溅射时，需要接近200度的温度。因此，为了在由有机高分子构成的片材上形成电极，应用ITO溅射方法，相当困难。

另一方面，在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物在形成了片材时，几乎透明，在例如日本特开2000-2899号公报(专利文献2)、日本特开2000-10125号公报(专利文献3)以及日本特表2001-504976号公报(专利文献4)中记载有把其作为电极使用的技术。

在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物的情况下，不存在上述ITO情况那样的资源枯竭的问题。而且，作为在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物，有例如聚噻吩和聚乙烯二氧化噻吩等，这些能够在水溶液的状态下进行处理，能够采用旋涂法和喷墨印刷等方法把该水溶液薄层涂敷，只需使其干燥，即可形成表现为导电性的膜。因此，适合于在由有机高分子构成的片材上形成电极。

但是，在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物，如专利文献2～4中所记载的那样，稍微带有颜色。一般，在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物的溶液是深蓝色，成膜后虽然透明，但略微带有蓝色。因此，作为用于例如在显示器上配置的透明压电薄膜扬声器那样的片材型振动体的电极材料，仍有改进的余地。

专利文献1：日本特开2003-244792号公报

专利文献2：日本特开2000-2899号公报

专利文献3：日本特开2000-10125号公报

专利文献4：日本特开2001-504976号公报

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种能够实现电极的无色透明化的片材型振动体。

本发明的其它目的是，提供一种使用上述片材型振动体构成的音响设备。

本发明首先是面向具有由透明有机高分子构成的功能性片材、和在上述功能性片材的相对置的第1和第2主面上分别形成的第1和第2电极，并构成为通过对上述第1和第2电极之间施加电压，驱动上述功能性片材，使其产生振动的片材型振动体的发明，为了解决上述技术问题，其特征是，第1电极包含以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层，第2电极包含导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层，该导电性聚合物在分子构造中包含噻吩。

在上述片材型振动体中，为了实现双晶构造，优选具有层叠的多枚功能性片材。

或者，片材型振动体也可以还具有由透明有机高分子构成的衬底片材，并实现单晶构造，该衬底片材隔着第1电极与功能性片材贴合。

另外，在本发明的片材型振动体中，在特定的实施方式中，第1电极由氧化锌类电极层构成，第2电极由聚噻吩类电极层构成。在其它特定的实施方式中，第1和第2电极都包含氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层双方。在后者的实施方式的情况下，优选氧化锌类电极层形成在接近功能性片材的一侧，聚噻吩类电极层形成在远离功能性片材的一侧。

在本发明的片材型振动体具有层叠的2枚功能性片材的情况下，优选各个功能性片材的第1电极由氧化锌类电极层构成，而且位于层叠的2枚功能性片材之间被夹持，各个功能性片材的第2电极由聚噻吩类电极层构成，而且位于层叠的2枚功能性片材的各个的外方侧。

本发明的片材型振动体，在其它方面，具有由透明有机高分子构成的层叠的多个功能性片材、和在功能性片材的相对置的各个主面上分别形成的电极，构成为通过对在功能性片材的相对置的各个主面上分别形成的电极之间施加电压来驱动功能性片材，使其产生振动，其特征是，在多个电极之中，存在包含以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层的电极、和包含由导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层的电极，该导电性聚合物在分子构造中包含噻吩。

在上述实施方式中，在片材型振动体具有至少3枚功能性片材的情况下，优选形成在功能性片材中的位于层叠方向上的比较内侧的功能性片材的各个主面上的电极，由以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层构成，形成在层叠方向上的比较外侧的功能性片材的各个主面上的电极由导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层构成，该导电性聚合物在分子构造中包含噻吩。

在本发明的片材型振动体中，优选功能性片材是由基于压电性被驱动的压电材料构成的压电片材。在这种情况下，特别是，构成功能性片材的有机高分子是聚乳酸。

另外，优选氧化锌类电极层具有c轴向相互不同的多个方向成长的结晶形态。

另外，优选氧化锌类电极层由在各自的氧化物换算下以7～40重量％的掺杂浓度掺杂了Ga、Al和In中的至少1种后的氧化锌构成。

优选在分子构造中含有构成聚噻吩类电极层的噻吩的导电性聚合物是聚乙烯二氧噻吩。

本发明也面向具备上述本发明的片材型振动体的音响设备。

发明效果

本发明的片材型振动体，关于形成在功能性片材上的电极，具有氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠形成的结构。这里，氧化锌类电极层对于400～800nm的可见光区域的光呈现80％以上的透射率，但在小于400nm的短波长区域中透射率下降，虽然透明，但略带黄色。而聚噻吩类电极层如上述那样，虽然透明，但略带蓝色。根据本发明，由于具有氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的结构，所以通过了各个电极层的透射光的色调遵循减法混色。因此，透射光成为氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层的各个透射率之积，发明者们看到此时的可视光区域中的分光特性接近平坦。由此，可抑制透射光带颜色，实现无色透明化。另外，虽然还与各个电极层的厚度有关，但由于氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层的光透射率都很高，所以可维持片材型振动体的整体上的透射率高。

在本发明的片材型振动体中，如果具有层叠的多枚功能性片材，则对应功能性片材的枚数的增加，可容易减小各个功能性片材的厚度，这样如果减小厚度，则容易提高对各个功能性片材施加的电场强度，其结果，可增大片材型振动体的振幅。

在各个电极包含氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层的双方的情况下，如果氧化锌类电极层形成在接近功能性片材的一侧，聚噻吩类电极层形成在远离功能性片材的一侧，则通过氧化锌类电极层可有效抑制由于功能性片材的热量产生的收缩等变形。另外，在片材型振动体的驱动时反复伸缩的氧化锌类电极层中即使产生了微小裂纹，由于其上面覆盖有聚噻吩类电极层，所以不会发生成为致命缺陷的电断开的情况。并且，由于氧化锌类电极层呈现比聚噻吩类电极层高数十倍的导电率，所以能够以低消耗电力驱动片材型振动体。

在本发明的片材型振动体具有层叠的2枚功能性片材的情况下，如果各个功能性片材的第1电极由氧化锌类电极层构成，并且夹持在层叠的2枚功能性片材之间，各个功能性片材的第2电极由聚噻吩类电极层构成，并且位于层叠的2枚功能性片材各自的外方侧，则比较硬的氧化锌类电极层位于片材型振动体中的机械伸缩最小的部分，容易伸缩的聚噻吩类电极层位于机械伸缩最大的部分，所以可减少阻碍片材型振动体的弯曲振动的因素。

另外，在本发明的片材型振动体具有至少3枚功能性片材的情况下，如果形成在功能性片材中的位于层叠方向上的比较内侧的功能性片材的各个主面上的电极由氧化锌类电极层构成，形成在位于层叠方向上的比较外侧的功能性片材的各个主面上的电极由聚噻吩类电极层构成，则与上述实施方式的情况同样，由于氧化锌类电极层位于片材型振动体中的机械伸缩最小的部分，聚噻吩类电极层位于机械伸缩最大的部分，所以可减少阻碍片材型振动体的弯曲振动的因素。

在本发明的片材型振动体中，功能性片材是压电片材，并且这些由聚乳酸构成，则可获得透明性良好的功能性片材，其结果，可获得透明性良好的片材型振动体。另外，利用聚乳酸，可实现稳定的压电特性，并可获得廉价的压电片材。并且，聚乳酸是碳中性，而且由于具有生物降解性，有利于地球环境保护。

如果氧化锌类电极层具有c轴向相互不同的多个方向成长的结晶形态，则可获得耐湿性良好的电极层。这样能够在常温下进行成膜。

另外，如果氧化锌类电极层由以按照各个氧化物换算的7～40重量％的掺杂浓度掺杂了Ga、Al和In中的至少1种后的氧化锌构成，则可实现上述的结晶形态，获得耐湿性良好的电极层。

如果在分子构造中含有构成聚噻吩类电极层的噻吩的导电性聚合物是聚乙烯二氧噻吩(polyethylene dioxythiophene)，则能够实现高导电率的聚噻吩类电极层。

如果使用本发明片材型振动体构成音响设备，则例如可构成透明的扬声器。这样的扬声器不会遮挡视线，从而可直接配置在显示器的表面上。

附图说明

图1是放大表示本发明的第1实施方式的片材型振动体1的一部分的剖面图。

图2是取出在图1所示的片材型振动体1中具备的压电片材，进行单独表示的俯视图，是用于说明延伸方向的图。

图3是表示关于图2所示的压电片材2的电场施加时的变形形态的俯视图。

图4是表示图1所示的片材型振动体1的电场施加时的变形形态的立体图。

图5是表示关于氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层、以及把这些重叠起来的电极层的光波长与透射率的关系的图。

图6是放大表示本发明的第2实施方式的片材型振动体11的一部分的剖面图。

图7是放大表示本发明的第3实施方式的片材型振动体21的一部分的剖面图。

图8是放大表示本发明的第4实施方式的片材型振动体21a的一部分的剖面图。

图9是放大表示本发明的第5实施方式的片材型振动体31的一部分的剖面图。

图10是表示本发明的片材型振动体的作为优选用途的便携游戏机49的主视图。

图11是表示本发明的片材型振动体的作为优选用途的移动电话机51的立体图。

图中符号说明：1、11、21、21a、31-片材型振动体；

2、3、12、13、22、32～35-压电片材；

4～7、14～17、23、24、36～43-电极；

8、18、26、44～46-粘接层；

19、27-氧化锌类电极层；

20、28-聚噻吩类电极层；

49-便携游戏机；

51-移动电话机。

具体实施方式

片材型振动体1具有双晶构造，构成为贴合了作为功能性片材的2枚压电片材2和3的构造。在一方的压电片材2的相对置的第1和第2主面上形成有第1和第2电极4和5，在另一方的压电片材3的相对置的第1和第2主面上分别形成有第1和第2电极6和7。在本实施方式中，第1电极4和6夹持位于2枚压电片材2和3之间，而第2电极5和7位于2枚压电片材2和3的各自的外方侧。一方的第1电极4与另一方的电极6通过粘接层8相互接合。为了形成粘接层8，优选使用例如透明环氧树脂类粘合剂，使用层压机，不含气泡地进行加压，进行粘合。

压电片材2和3由于由透明有机高分子构成，所以优选使用L型聚乳酸(PLLA)作为该有机高分子。PLLA是手性高分子，其主链呈螺旋构造。众所周知，如果把由这样的PLLA构成的片材向1轴延伸，使分子取向，则呈现压电性。其压电常数在高分子中也属于非常大的部类。由于PLLA结晶的点群是D₂，虽然具有d₁₄、d₂₅和d₃₆的成分，但在被延伸的片材中，d₂₅＝-d₁₄、d₃₆＝0，在向电极面的法线方向施加电场的情况下，呈现产生旋转方向的变形的所谓压电性。PLLA只在延伸的情况下呈现压电性，不需要像其它高分子(聚偏氟乙烯：PVDF)和压电陶瓷那样实施极化处理。在PVDF等的情况下，可出现压电常数随时间的经过而减小的现象，但在PLLA的情况下，可保持稳定的压电性。

而且，PLLA的透明度非常高，高纯度的PLLA的光透射率可达到94％。甚至超过了被誉之具有高分子中最高透射率的有机玻璃的光的透射率的93％。

并且，PLLA由于是以例如玉米为原料制造的树脂，所以在制造时基本不排出多余的二氧化碳，并具有降解性，在被废弃时，可返回大自然，是对环境影响非常小的材料。

另一方面，PLLA的玻璃转移点虽然根据其结晶化度和分子量而变化，但位于大致60度～70度的范围内。因此，在超过该范围的温度下，可能发生软化变形。在形成上述的电极4～7时，需要考虑到这一点。

作为透明电极的材料，可以使用ZnO，但ZnO存在着基于与大气中的水分的反应，作为载流子的供给源的氧缺损被再氧化，导致阻抗的上升的缺点。该耐候性的低下，成为ZnO的实用化的最大障碍，至今尚未有把ZnO作为透明电极材料使用的量产化的实例的报告。另外，为了使用ZnO，通过提高电子移动度来实现低阻抗电极，需要与上述的ITO的情况同样进行200度的加热成膜，使晶粒充分成长的处理。

另一方面，在ZnO中以7重量％(Ga₂O₃换算)以上的高浓度掺杂IIIB族元素的Ga，使用偏轴型的磁控溅射法形成的透明电极，成为与以往的柱状成长的c轴取向膜大不相同的结晶构造。高浓度掺杂ZnO膜成为作为稳定面的c面向各个方向成长的特异的结晶形态，通过形成3维粒界网络，抑制了H₂O的粒界扩散，使H₂O与ZnO的反应(氧缺损的再氧化反应)的活性化能上升，呈现良好的耐湿性。并且，由于能够在常温下成膜，所以可以顺利地在相比陶瓷和玻璃对温度的耐性低的高分子片材，即压电片材2和3上进行成膜。

上述第1电极4和6是由以ZnO为主成分的氧化锌类电极层构成，更具体地讲，是由采用上述高浓度掺杂ZnO构成的氧化锌类电极层构成。但是，这样的氧化锌类电极层对于400～800nm的可见光区域的光呈80％以上的透射率，而在小于400nm的短波长区域，其透射率下降，虽然透明，但稍带黄色。

为了去掉这样的氧化锌类电极层的缺点，对于第2电极5和7，使用由上述那样的在分子构造中含有噻吩的导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层构成。这样的聚噻吩类电极层虽然透明的，但稍带蓝色。

因此，如果用氧化锌类电极层构成第1电极4和6，用聚噻吩类电极层构成第2电极5和7，则可实现氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的结构。通过了该双方的电极层的光的分光特性，在可见光区域中几乎平坦，所以，抑制了透射光的带色，实现了无色透明化。

如上述那样，构成压电片材2和3的PLLA如果达到了玻璃转移点以上的温度，则失去压电性，如果温度下降，则恢复到原来的具有压电常数的状态。另外，这里，关于温度上升，设想是实际使用温度，未设想成为85度以上的温度。但是，如上述那样，当温度下降，如果此时产生变形(收缩)，则因延伸效果变化而导致压电常数下降。氧化锌类电极层即使是薄膜，也具有一定程度的硬度，所以，通过在由PLLA构成的压电片材2和3上形成由氧化锌类电极层构成的第1电极4和6，可抑制由PLLA构成压电片材2和3的变形(收缩)，由此，可提高片材型振动体1的耐热性。

另外，如果使由氧化锌类电极层构成的第1电极4和6位于2枚压电片材2和3之间被夹持，使由聚噻吩类电极层构成第2电极5和7位于2枚压电片材2和3各自的外方侧，则比较硬的氧化锌类电极层位于片材型振动体1中的机械伸缩最小的部分，容易伸缩的聚噻吩类电极层位于机械伸缩最大的部分，由此，可减少阻碍片材型振动体1的弯曲振动的因素。

图2是取出在图1所示的片材型振动体1中具备的一方的压电片材2单独表示的俯视图。压电片材2如上述那样，由PLLA构成。压电片材2具有由矢量9所示的延伸方向。通常，浇注成型后的PLLA片材通过延伸2～6倍，可呈现压电性。另外，通过在PLLA中预先混合规定的纳米尺寸的无机物，能够在不实质影响透明度的情况下提高PLLA的压电性，而不实质上影响透明度。

如果在相对延伸轴以45度角度切出由PLLA构成的压电片材2上，如上述那样形成第1和第2电极4和5，并对其施加电压，则基于其压电常数d₁₄的效应，产生图3所示的变形。即，在图3中，从虚线所示的原状态，变形为实线所示的状态。

在图3中，表示基于施加的电压而产生的电场矢量10a和10b。图3(a)所示的电场矢量10a是从纸面近前朝向后侧的电场，图3(b)所示的电场矢量10b是从纸面的后侧朝向近前的电场。通过施加电场矢量10a所示的电压，压电片材2产生图3(a)所示那样的变形，通过施加电场矢量10b所示的电压，压电片材2产生图3(b)所示那样的变形。

虽然未特别图示，压电片材3也产生与压电片材2的情况相同的变形。

因此，只要如图1所示那样，把2枚压电片材2和3贴合层叠，对电极4～7施加使压电片材2和压电片材3产生相反方向的变形的电压，片材型振动体1便成为产生图4所示那样的振动的双压电晶片。在图4中，虚线表示原状态，实线表示变形后的状态。

在图1所示的片材型振动体1中，构成其的各个要素的厚度被夸张表示。实际的厚度是，压电片材2和3的各自的厚度为0.05～0.1mm，第1电极4和6各自的厚度为50～100nm，第2电极5和7各自的厚度为0.3～2μm，粘合层8的厚度为1～10μm。进一步说，上述各个要素的厚度不是必须在这些范围内，也可根据各个材料的物理特性值进行适宜地设定。

如上述那样，由于电极4～7的各自的厚度非常薄，所以可做成几乎透明，另外，由于粘合层8也可作成透明，而且构成压电片材2和3的PLLA片材的透明度也非常高，所以，可确保片材型振动体1整体的高透明性。

图5是表示氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层、以及把这些重叠的电极层的光波长与透射率的关系的图。在图5中，氧化锌类电极层用“ZnO”表示，聚噻吩类电极层用“聚噻吩”表示，把这些层叠的电极层用“层叠”表示。

关于氧化锌类电极层的数据，是在PLLA片材上形成100nm厚度的Ga的含有量为氧化物换算下的5.7重量％的氧化锌片材。关于聚噻吩类电极层的数据，是在PLLA片材上形成0.3μm厚度的聚乙烯二氧化噻吩(polyethylene dioxythiophene)片材。关于氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层各自的透射率，从实测的透射率直线除去基于反射的损失部分，把最大透射率归一化为100％。

如图5所示，氧化锌类电极层在波长为400nm以下的区域中吸收较大。即，在紫外线区域中被吸收得多。另外，在400～450nm的区域中，略比其它波段的吸收大。即，相比其它颜色的光，从紫到蓝色的光被稍微地吸收。由此，其补色的黄色被强调，氧化锌类电极层，虽不明显，但可见稍微的黄色。

另一方面，聚噻吩类电极层，从图5中可看出，在波长为430nm附近具有透射率峰值，并具有朝向波长更长的区域，透射率缓慢降低的特性。因此，聚噻吩类电极层，虽不明显，但可见稍微的蓝色。

在使上述的氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的情况下，透射光的色调遵从减法混色。因此，其透射光的透射率是氧化锌类电极层的透射率与聚噻吩类电极层的透射率之积。如图5所示，可看出“层叠”的透射率直线在可见光区域(380nm～700nm)的范围内，成为几乎接近平坦的状态，消去了色调。即，可实现无色化。

氧化锌类电极层的着色程度，根据成膜时的条件、掺杂元素的量、和膜厚等而稍微变化。但这些是完全可控的，从而可实现所希望的着色程度。同样，关于聚噻吩类电极层的着色程度也根据成膜条件和膜厚等微妙变化。但这些也是完全可控的，从而可实现所希望的着色程度。因此，可自由控制透射光的带色程度。反言之，能够结合相互的条件来选定成为无色的条件。

对于在氧化锌(ZnO)中掺杂了IIIB族元素的导电体，关于掺杂了例如Ga的情况，其掺杂量与物理特性的关系，在“南内嗣、他，J.Vac.Soc.(真空)，Vol.47，No.10，(2004)p.734”中由记载，在Ga₂O₃换算下，在掺杂量为2～4重量％时成为最低的电阻率。由于如果增加掺杂量，则相应地电阻率增加，所以即使扩展了掺杂量的范围，可适用的范围通常不超过2～6重量％左右。因为如果考虑作为透明导电膜的应用，则尽量降低电阻率是有利的，没有必要特意增加掺杂量来提高电阻率。

另外，上述那样基于掺杂而电阻率降低的理由如下。作为在ZnO中的掺杂杂质，Ga、Al以及In是代表性的元素。如果把这些IIIB族元素氧化物掺杂在ZnO中，则由于2价的Zn氧化物被3价的阳离子置换，所以剩余电子成为载流子，呈现n型的导电性。另外，在使用成膜法以小于化学量比的条件成长时，在形成的膜中发生氧缺陷，电子成为载流子而显现出n型的导电性。

但是，减少了掺杂量的ZnO膜在耐湿实验中，被确认到显著的劣化。

之所以优选如上述那样把IIIB族元素的Ga、Al以及In的至少1种氧化物的掺杂量确定在7～40重量％的范围，是由于如果掺杂量小于7重量％，则耐湿性下降，而如果掺杂量超过40重量％，则难以获得可实用的低电阻率的透明电极。

另外，确认到即使把向ZnO的掺杂量在上述的7～40重量％的范围内变化，透射率的变化也小。

在以上的说明中，作为构成压电片材2和3的有机高分子，举例说明了PLLA，但不限于PLLA，也可以使用呈现与PLLA同样的位移压电性的PBLG(聚-γ-苄基-L-葡萄糖酸)、可通过极化赋予压电性的PVDF、以及偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物等。但是，PVDF和氟化偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物本来是有色的材料，所以，不一定能有效发挥基于本发明的效果。

片材型振动体11具有双晶片构造，构成为把2枚压电片材12和13贴合的构造。在一方的压电片材2的相对置的第1和第2主面上，分别形成第1和第2电极14和15，在另一方的压电片材13的相对置的第1和第2主面上分别形成第1和第2电极16和17。而且，压电片材12的第1电极14与压电片材13的第1电极16通过粘合层18相互粘合。

在这样的片材型振动体11中，压电片材12和13以及粘合层18，分别由与第1实施方式中的压电片材2和3以及粘合层8相同材料构成，对于通过粘合层18的粘合方法也采用与第1实施方式的情况相同的方法。

第2实施方式的特征是，电极14～17各个都具有由氧化锌类电极层19和聚噻吩类电极层20的双方构成的2层构造。尤其是在本实施方式中，氧化锌类电极层19形成在接近各个压电片材12和13的一侧，聚噻吩类电极层20形成在远离各个压电片材12和13的一侧。

氧化锌类电极层19的导电率为1～3×10⁵[S/m]的程度，聚噻吩类电极层20的导电率是氧化锌类电极层19的导电率的数十分之1，其电阻高出氧化锡类电极层19的数十倍(大致20～30倍，根据成膜条件而变化)。片材型振动体11例如在被使用在透明扬声器等中的情况下，为了减小其消耗电力，提高信号跟随性，优选低电阻，因此，电极14～17的各个相比只由聚噻吩类电极层20来形成，而只由氧化锌类电极层19来形成的情况是有利的。

尽管如此，在第2实施方式中，把电极14～17的各个构成为氧化锌类电极层19和聚噻吩类电极层20的2层构造。关于基于氧化锌类电极层19和聚噻吩类电极层20的重叠的无色化效果，与第1实施方式的情况相同。特别是，根据第2实施方式，由于在压电片材12和13的各个两主面上形成有氧化锌类电极层19，所以，可有效抑制压电片材12和13的基于热的收缩等变形。

另外，由于在压电片材12和13的各个两主面上形成有氧化锌类电极层19，所以，片材型振动体11的双晶片振动的振幅，与第1实施方式的情况相比，作用在被抑制的方向上，但该被抑制的振幅部分可通过提高施加电压等进行补偿。

另外，由于氧化锌类电极层19一边与聚噻吩类电极层20直接接合，一边形成电极14～17，所以可减小氧化锌类电极层19和聚噻吩类电极层20的各自的厚度。另外，关于由于减小了氧化锌类电极层19的厚度而造成的电阻的上升，可通过聚噻吩类电极层20进行一定程度的补偿。

另外，由于位于压电片材12和13各自外侧的第2电极15和17被强制反复进行相对氧化锌类电极层19的比较大的伸缩，所以此处有可能产生微小裂纹，但由于覆盖氧化锌类电极层19形成聚噻吩类电极层20，所以不会发生成为致命缺陷的电断开的现象。

片材型振动体21由于具有单晶构造，所以具有1枚压电片材22，在压电片材22的相对置的第1和第2主面上，分别形成有第1和第2电极23和24。在本实施方式中，第1电极23有氧化锌类电极层构成，第2电极24有聚噻吩类电极层构成。

另外，片材型振动体21具有衬底片材25，衬底片材25通过粘合层26与第1电极23接合。

在这样的片材型振动体21中，压电片材22和粘合层26分别由与第1实施方式中的压电片材2和3以及粘合层8相同的材料构成。衬底片材25虽然可以与压电片材22同样由例如PLLA构成，但由于不具有变形的功能，所以不必要具有压电性，例如也可以由聚乙烯聚酯、聚甲基丙酸烯乙基、聚碳酸酯等构成。

在把这样的片材型振动体21例如配置在显示器上的情况下，只要把衬底片材25朝向外侧，可通过衬底片材24来保护免受损伤。

另外，在图7所示的片材型振动体21中，在压电片材22与衬底片材25之间所夹持的位置形成由氧化锌类电极层构成的第1电极23。因此，该片材型振动体21中的机械伸缩最小的部分位于第1电极23的位置，从而可减少第1电极23阻碍片材型振动体21的弯曲振动的因素。

图8是放大表示本发明的第4实施方式的片材型振动体21a的一部分的剖面图。在图8中，对于与图7所示的要素相当的要素标记相同的符号，并省略重复的说明。

在图8所示的片材型振动体21a中，第1和第2电极23和24分别都具有由氧化锌类电极层27和聚噻吩类电极层28的双方构成的2层构造。其中，氧化锌类电极层27与压电片材22的主面相接地形成，聚噻吩类电极层28形成在氧化锌类电极层28的外侧。

根据该第4实施方式，可达到与上述的第2实施方式的情况相同的效果。

片材型振动体31具有至少3枚，例如4枚压电片材32～35。在压电片材32的相对置的主面上分别形成电极36和37。在压电片材33的相对置的主面上分别形成电极38和39。在压电片材34的相对置的主面上分别形成电极40和41。在压电片材35的相对置的主面上分别形成电极42和43。而且，在电极37和38之间、电极39和40之间、以及电极41和42之间，形成粘合层44、45和46，由这些构成把4枚压电片材32～35贴合的构造。

在该片材型振动体31中，压电片材32～35和粘合层44～46分别由与上述的片材型振动体1中的压电片材2和3以及粘合层8相同的材料构成。

另外，在位于层叠方向上的比较内侧的压电片材33和34的各个主面上形成的电极38～41由氧化锌类电极层构成，在位于层叠方向上的比较外侧的压电片材32和35的各个主面上形成的电极36、37、42和43由聚噻吩类电极层构成。

这样的片材型振动体31由于形成多层构造的双晶构造，所以，以在压电片材32和33进行伸展动作时，压电片材34和35进行收缩动作，反之，在压电片材32和33进行收缩动作时，压电片材34和35进行伸展动作的方式，决定对各个压电片材32～35施加的电场的方向。

这样的片材型振动体31中的各个压电片材32～35，与例如图1所示的具有2枚压电片材2和3的片材型振动体1的情况相比，比较薄，各自的厚度例如是0.03～0.07mm。这样，通过把压电片材32～35做得较薄，可提高各个压电片材32～35所产生的电场强度。其结果，例如在与第1实施方式的片材型振动体1进行比较时，如果施加相同的电压，则可增大振幅，另一方面，在需要获得相同振幅时，可降低驱动电压。

该第5实施方式，通过在位于内侧的压电片材33和34上形成由氧化锌类电极层构成的电极38～41，在位于外侧的压电片材32和35上形成由聚噻吩类电极层构成的电极36、37、42和43，可实现透射光的无色化。另外，在本实施方式中，由于由氧化锌类电极层构成位于伸缩小的部分的电极38～41，由聚噻吩类电极层构成位于伸缩大的部分的电极36、37、42和43，所以氧化锌类电极层不会对片材型振动体31的弯曲振动产生大的阻碍。

另外，构成各个电极36～43的材料可根据设计条件进行各种变更。

下面，对本发明的片材型振动体的用途进行说明。

本发明的片材型振动体可有效利用在音响设备中。具体是，本发明的片材型振动体由于可以做成透明的，所以可构成例如透明的扬声器。此时，由于不需要激发源等部件，所以可实现扬声器的全面的透明化。因此，可以例如在图10所示的便携游戏机49的显示面50、和图11所示的移动电话机51的显示面52上直接配置扬声器，并且能够清晰看到其后面的图像。同样也可以直接配置在电子词典、电子记事本、个人计算机、电视接收机等显示面上。

特别是，由于构成片材型振动体的压电片材由有机高分子构成，所以还应注意到其在通常的冲击下不会破裂的特征。因此，可有效应用在便携游戏机和移动电话机这样的便携设备中。另外，由于由有机高分子构成的压电片材可以弯曲，所以也可以应用在使用了有机EL的纸式显示器等中。

为了提高扬声器的音质，需要使其大型化，但现状的压电扬声器由于受到设备的空间制约，受到了限制。如上述那样，根据本发明，可实现扬声器的透明化，并可直接把其配置在显示面上。因此，可增大扬声器的面积，提高音质。另外，可以除去以往的内置扬声器，其结果可实现设备的小型化，或者在被除去了内置扬声器的部分内置新的功能部件，从而可实现设备的高性能化。

以上，结合由透明的有机高分子构成的片材基于压电性被驱动的片材型振动体，对本发明进行说明，但本发明不限于压电性，也能够应用在只基于静电力(电变形力)被驱动的片材型振动体中。即使在后者的情况下，只是构成片材的有机高分子的种类和施加的电压不同，在构造上，也可以采用与上述的实施方式相同的构造。

Claims

1.一种片材型振动体，具有由透明有机高分子构成的功能性片材、和分别形成在上述功能性片材的相对置的第1和第2主面上的第1和第2电极，并构成为通过对上述第1和第2电极之间施加电压来驱动上述功能性片材，使其产生振动，其中，

上述第1电极包含以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层，上述第2电极包含由导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层，该导电性聚合物在分子构造中包含噻吩。

2.根据权利要求1所述的片材型振动体，其特征在于，

具有层叠的多枚上述功能性片材。

3.根据权利要求1所述的片材型振动体，其特征在于，

还具有由透明有机高分子构成的衬底片材，该衬底片材隔着上述第1电极与上述功能性片材贴合。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的片材型振动体，其特征在于，

上述第1电极由上述氧化锌类电极层构成，上述第2电极由上述聚噻吩类电极层构成。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的片材型振动体，其特征在于，

上述第1和第2电极都包含上述氧化锌类电极层和上述聚噻吩类电极层双方。

6.根据权利要求5所述的片材型振动体，其特征在于，

上述氧化锌类电极层形成在接近上述功能性片材的一侧，上述聚噻吩类电极层形成在远离上述功能性片材的一侧。

7.根据权利要求1所述的片材型振动体，其特征在于，

具有层叠的2枚上述功能性片材，各个上述功能性片材的上述第1电极由上述氧化锌类电极层构成，而且位于层叠的2枚上述功能性片材之间而被夹持，各个上述功能性片材的上述第2电极由上述聚噻吩类电极层构成，而且位于层叠的2枚上述功能性片材各自的外方侧。

8.一种片材型振动体，具有由透明有机高分子构成的叠层的多个功能性片材、和在上述功能性片材的相对置的各个主面上分别形成的电极，并构成为通过对在上述功能性片材的相对置的各个主面上分别形成的上述电极之间施加电压来驱动上述功能性片材，使其产生振动，其中，

多个上述电极中存在：包含以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层的电极；和包含由导电性聚合物构成的聚噻吩类电极层的电极，该导电性聚合物在分子构造中包含噻吩。

9.根据权利要求8所述的片材型振动体，其特征在于，

具有至少3枚上述功能性片材，形成在上述功能性片材中的位于层叠方向的内侧的上述功能性片材的各个主面上的上述电极，由以氧化锌为主成分的氧化锌类电极层构成，形成在位于层叠方向的外侧的上述功能性片材的各个主面上的上述电极由聚噻吩类电极层构成，该聚噻吩类电极层由在分子构造中包含噻吩的导电性聚合物构成。

10.根据权利要求1或8所述的片材型振动体，其特征在于，

上述功能性片材是由基于压电性被驱动的压电材料构成的压电片材。

11.根据权利要求10所述的片材型振动体，其特征在于，

上述有机高分子是聚乳酸。

12.根据权利要求1或8所述的片材型振动体，其特征在于，

上述氧化锌类电极层具有c轴向相互不同的多个方向成长的结晶形态。

13.根据权利要求1或8所述的片材型振动体，其特征在于，

上述氧化锌类电极层由在各自的氧化物换算下以7～40重量％的掺杂浓度掺杂了Ga、Al和In中的至少1种的氧化锌构成。

14.根据权利要求1或8所述的片材型振动体，其特征在于，

在分子构造中含有上述噻吩的导电性聚合物是聚乙烯二氧噻吩。

15.一种音响设备，其中，具有权利要求1或8所述的片材型振动体。