CN116783902A - 压电薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种压电薄膜，其在压电体层的两面具有电极层，在电极层的表面设置有保护层，并且电极层与引线的连接电阻低。一种压电薄膜，其具有：压电体层、设置于压电体层的两面的电极层、覆盖电极层而设置的具有贯穿孔的保护层、填充于贯穿孔的导电性的填充部件及与填充部件接触的引线，在至少一个引线中，当将与填充部件接触的区域的面方向的长度设为A、将面方向的长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上，由此解决课题。

Description

压电薄膜
技术领域
本发明涉及一种电声转换器等中所使用的压电薄膜。
背景技术
正在开发有机电致发光显示器等、使用塑料等挠性基板的柔性显示器。
在将这种柔性显示器用作如电视接收机等与图像一同再生声音的图像显示装置兼声音产生装置的情况下，需要作为用于产生声音的音响装置的扬声器。
在此，作为以往的扬声器形状，通常为漏斗状的所谓的锥形及球面状的圆顶型等。然而，若将这些扬声器内置于上述柔性显示器，则有可能损害作为柔性显示器的优点的轻质性及挠性。并且，在外置扬声器的情况下，携带等麻烦且很难设置于曲面状的壁，也有可能损害美观。
相对于此，作为能够用作不损害轻质性及挠性而能够与柔性显示器一体化的扬声器的压电薄膜，已知有专利文献1中所记载的压电薄膜(电声转换薄膜)。
该压电薄膜具有由在常温下具有粘弹性的高分子材料构成的粘弹性基质中分散压电体粒子而成的压电体层(高分子复合压电体)、形成于压电体层的两面的电极层(薄膜电极)及形成于电极层的表面的保护层，并且基于动态粘弹性测定的在频率1Hz下的损耗角正切成为0.1以上的极大值存在于0～50℃的温度范围内。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-29270号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在专利文献1中所记载的压电薄膜具有优异的压电特性。并且，该压电薄膜的压电体层是在高分子材料中分散压电体粒子而成的，因此使用该压电体层的压电薄膜具有良好的挠性。
因此，根据该压电薄膜，例如能够实现可用于柔性扬声器等的具有挠性且具有良好的压电特性的电声转换薄膜等。
为了驱动这种在压电体层的两面具有电极层且覆盖电极层而具有保护层的压电薄膜，需要用引线连接电极层与驱动用电源装置等外部装置。
连接压电薄膜的电极层与引线的方法，可以考虑各种方法。作为一例，可例示在保护层设置贯穿孔，向该贯穿孔填充由导电糊料等构成的导电性材料来连接导电性材料与引线，由此连接电极层与引线的方法。
在此，即使为何种连接方法，为了高效地驱动压电薄膜即压电体层，优选电极层与引线的连接电阻低。
本发明的目的在于，解决这种以往技术的问题点，并且提供一种压电薄膜，在压电体层的两面具有电极层，在电极层的表面设置有保护层，能够降低电极层与引线的连接电阻。
用于解决技术课题的手段
为了解决该课题，本发明具有以下结构。
[1]一种压电薄膜，其特征在于，具有：压电体层、设置于压电体层的两面的电极层、覆盖电极层而设置的具有一个以上的贯穿孔的保护层、填充于保护层的贯穿孔的导电性的填充部件及与填充部件接触而设置的用于与外部装置连接的引线，
在至少一个引线中，当将表面的至少与填充部件接触的区域的面方向的长度设为A、将面方向的长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。
[2]根据[1]所述的压电薄膜，其中，
保护层的贯穿孔被填充部件填满。
[3]根据[1]或[2]所述的压电薄膜，其中，
引线具有导电性的主体及包覆主体的导电性的包覆层。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的压电薄膜，其中，
填充部件从保护层的贯穿孔连续存在至保护层的与引线相对的表面。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的压电薄膜，其中，
引线的至少与填充部件接触的区域的表面具备具有面方向的长度比开放端更长的部分的凹部及具有面方向的长度比基部更长的部分的凸部中的至少一者。
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的压电薄膜，其中，
引线为片状。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的压电薄膜，其中，
压电体层为在包含高分子材料的基质中包含压电体粒子的高分子复合压电体。
[8]根据[7]所述的压电薄膜，其中，
高分子材料具有氰乙基。
发明效果
根据本发明，在压电体层的两面具有电极层，在使用在电极层的表面设置有保护层的压电薄膜的压电薄膜中，能够降低电极层与引线等的连接电阻。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的压电薄膜的一例的图。
图2是图1所示的压电薄膜的概略俯视图。
图3是图1所示的压电薄膜的概略局部放大图。
图4是示意性地表示本发明的压电薄膜的另一例的一部分的图。
图5是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图6是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图7是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图8是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图9是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图10是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图11是用于说明图1所示的压电薄膜的制作方法的示意图。
图12是用于说明实施例中的电阻的测定方法的示意图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施例，对本发明的压电薄膜进行详细说明。
以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的，但是本发明并不限于这种实施方式。
在本说明书中，用“～”来表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。
并且，以下所示的图均为用于说明本发明的示意性图，各层的厚度、贯穿孔的大小、各部件(部位)的位置关系及各部件的大小等与实际的对象不同。
图1及图2中示意性地表示本发明的压电薄膜的一例。
图1是示意性地表示将压电薄膜沿厚度方向切断的剖面的图。图2是图1所示的压电薄膜的俯视图。另外，压电薄膜的厚度方向为后述的压电体层、电极层及保护层等的层叠方向。并且，俯视图为从厚度方向观察本发明的压电薄膜的图。
如图1所示，压电薄膜10具有压电体层12、层叠于压电体层12的一个表面的第1电极层14、层叠于第1电极层14的表面的第1保护层18、层叠于压电体层12的另一个表面的第2电极层16、层叠于第2电极层16的表面的第2保护层20、第1引线32与第2引线34及第1填充部件36与第2填充部件38。
在本发明的压电薄膜10中，在第1保护层18设置有贯穿孔18a。在贯穿孔18a填充有第1填充部件36。第1引线32以覆盖第1填充部件36的方式设置于第1保护层18上。在压电薄膜10中，由此第1引线32与第1电极层14电连接。
同样地，在第2保护层20设置有贯穿孔20a。在贯穿孔20a填充有第2填充部件38。第2引线34以覆盖第2填充部件38的方式设置于第2保护层20上。在压电薄膜10中，由此第2引线34与第2电极层16电连接。
在此，在本发明的压电薄膜10中，当将第1引线32的表面的至少与第1填充部件36接触的区域的面方向的长度设为A、将该面方向的长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。同样地，当将第2引线34的表面的至少与第2填充部件38接触的区域的面方向的长度设为A、将该长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。
即，在本发明的压电薄膜中，引线的面方向的单位长度中的实际的表面的长度即B/A为1.5以上(B/A≥1.5)。
将在后面进行详细叙述，但本发明的压电薄膜10通过具有这种结构，降低第1引线32与第1电极层14的连接电阻值及第2引线34与第2电极层16的连接电阻值，从而能够高效地进行驱动。
另外，在本发明中，面方向是指，如保护层及电极层等的片状物的主表面的面方向。主表面是指，片状物的最大表面。
换言之，在压电薄膜10中，面方向是指，与厚度方向正交的方向。另外，如上所述，在压电薄膜10中，厚度方向是指，压电体层、电极层及保护层等的层叠方向。即、在本发明的压电薄膜10中，面方向是指，与压电体层、电极层及保护层等的层叠方向正交的方向。
在本发明的压电薄膜10中，压电体层12在包含高分子材料的基质24中包含作为压电体粒子的压电体粒子26。即，压电体层12为高分子复合压电体。
在此，高分子复合压电体(压电体层12)例如用于电声转换薄膜。用于电声转换薄膜的高分子复合压电体优选具备以下条件。另外，在本发明中，常温为0～50℃。
(i)挠性
例如，作为携带用，如报纸及杂志那样以文件感轻轻弯曲的状态把持的情况下，不断地从外部受到数Hz以下的比较缓慢且较大的弯曲变形。此时，若高分子复合压电体硬，则产生其相应大的弯曲应力，在高分子基质与压电体粒子的界面产生亀裂，最终有可能会导致破坏。因此，要求高分子复合压电体具有适当的柔软性。并且，若能够将应变能作为热向外部扩散，则能够缓解应力。因此，要求高分子复合压电体的损耗角正切适当大。
(ii)音质
扬声器以20Hz～20kHz的音频频带的频率使压电体粒子振动，通过其振动能，整个振动板(高分子复合压电体)成为一体地振动，从而再生声音。因此，为了提高振动能的传递效率，要求高分子复合压电体具有适当的硬度。并且，若扬声器的频率特性平滑，则最低谐振频率f0随着曲率的变化而变化时的音质的变化量也变小。因此，要求高分子复合压电体的损耗角正切适当大。
众所周知，扬声器用振动板的最低谐振频率f0由下述式给出。在此，s为振动系统的刚性，m为质量。
[数式1]
此时，压电薄膜的弯曲程度即弯曲部的曲率半径越大，机械刚性s越下降，因此最低谐振频率f0变小。即，扬声器的音质(音量、频率特性)根据压电薄膜的曲率半径而变化。
综上所述，要求用作电声转换薄膜的柔性的高分子复合压电体相对于20Hz～20kHz的振动展现硬性，相对于数Hz以下的振动展现柔软性。并且，要求高分子复合压电体的损耗角正切相对于20kHz以下的所有频率的振动适当大。
通常，高分子固体具有粘弹性松弛机构，伴随温度上升或频率下降，大规模的分子运动被观测为储能模量(杨氏模量)的下降(松弛)或损耗模量的极大(吸收)。其中，通过非晶区域的分子链的微布朗运动引起的松弛称为主分散，可以看到非常大的松弛现象。引起该主分散的温度为玻璃化转变点(Tg)，粘弹性松弛机构表现得最明显。
在高分子复合压电体(压电体层12)中，将玻璃化转变点处于常温的高分子材料，换言之，在常温下具有粘弹性的高分子材料用于基质，由此实现相对于20Hz～20kHz的振动展现硬性，而相对于数Hz以下的缓慢的振动展现柔软性的高分子复合压电体。尤其，从适当地表现该动作等方面考虑，优选将频率1Hz下的玻璃化转变点在常温即0～50℃的高分子材料用于高分子复合压电体的基质中。
作为在常温下具有粘弹性的高分子材料，能够利用公知的各种高分子材料。优选使用在常温即0～50℃下，基于动态粘弹性试验而得的频率1Hz中的损耗角正切Tanδ的极大值为0.5以上的高分子材料。
由此，当高分子复合压电体通过外力而被缓慢弯曲时，最大弯曲力矩部中的高分子基质与压电体粒子的界面的应力集中得到松弛，能够期待高挠性。
并且，在常温下具有粘弹性的高分子材料优选基于动态粘弹性测定而得的频率1Hz下的储能模量(E’)在0℃下为100MPa以上，在50℃下为10MPa以下。
由此，能够减小高分子复合压电体通过外力缓慢地弯曲时产生的弯曲力矩，同时能够相对于20Hz～20kHz的音响振动展现硬性。
并且，在常温下具有粘弹性的高分子材料更优选在25℃下相对介电常数为10以上。由此，在对高分子复合压电体施加电压时，对高分子基质中的压电体粒子施加更高的电场，因此能够期待较大的变形量。
然而，另一方面，若考虑良好的耐湿性的确保等，则高分子材料优选在25℃下相对介电常数为10以下。
作为满足这种条件的在常温下具有粘弹性的高分子材料，可例示氰乙基化聚乙烯醇(氰乙基化PVA)、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯丙烯腈、聚苯乙烯-乙烯基聚异戊二烯嵌段共聚物、聚乙烯基甲基酮及聚甲基丙烯酸丁酯等。并且，作为这些高分子材料，也能够适当地使用HYBRAR5127(KURARAY CO.,LTD制)等市售品。其中，作为高分子材料，优选使用具有氰乙基的材料，尤其优选使用氰乙基化PVA。
另外，在基质24中，这些高分子材料可以仅使用1种，也可以并用(混合)多种来使用。
使用这种在常温下具有粘弹性的高分子材料的基质24根据需要可以并用多种高分子材料。
即，在基质24中，以调节介电特性及机械特性等为目的，除了氰乙基化PVA等在常温下具有粘弹性的高分子材料以外，根据需要也可以添加其他介电性高分子材料。
作为可添加的介电性高分子材料，作为一例，可例示聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物及聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物等氟类高分子、二氰亚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氰乙基纤维素、氰乙基羟基蔗糖、氰乙基羟基纤维素、氰乙基羟基普鲁兰多糖、甲基丙烯酸氰乙酯、丙烯酸氰乙酯、氰乙基羟乙基纤维素、氰乙基直链淀粉、氰乙基羟丙基纤维素、氰乙基二羟丙基纤维素、氰乙基羟丙基直链淀粉、氰乙基聚丙烯酰胺、氰乙基聚丙烯酸酯、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚羟基亚甲基、氰乙基缩水甘油普鲁兰多糖、氰乙基蔗糖及氰乙基山梨醇等具有氰基或氰乙基的聚合物以及腈橡胶及氯丁二烯橡胶等合成橡胶等。
其中，优选利用具有氰乙基的高分子材料。
并且，在压电体层12的基质24中，除了氰乙基化PVA等在常温下具有粘弹性的材料以外所添加的介电性聚合物并不限定于1种，也可以添加多种。
并且，基质24中除了介电性高分子材料以外，以调节玻璃化转变点Tg为目的，可以添加氯乙烯树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂、聚丁烯及异丁烯等热塑性树脂以及酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及云母等热固性树脂。
而且，以提高粘结性为目的，在基质24中，可以添加松香酯、松香、萜烯、萜烯酚及石油树脂等增粘剂。
在压电体层12的基质24中，对添加除了氰乙基化PVA等在常温下具有粘弹性的高分子材料以外的材料时的添加量并无特别限定，但是优选以在基质24中所占比例设为30质量％以下。
由此，不损害基质24中的粘弹性缓解机构便能够显现所添加的高分子材料的特性，因此在高介电率化、耐热性的提高、与压电体粒子26及电极层的密合性提高等方面能够获得优选的结果。
本发明的压电薄膜10中，压电体层12在这种基质24中包含压电体粒子26。
压电体粒子26能够利用公知的压电体粒子，优选由具有钙钛矿型或纤锌矿型的结晶结构的陶瓷粒子组成。
作为构成压电体粒子26的陶瓷粒子，例如可例示锆钛酸铅(PZT)、锆钛酸铅镧(PLZT)、钛酸钡(BaTiO3)、氧化锌(ZnO)及钛酸钡与铁酸铋(BiFe3)的固溶体(BFBT)等。
这种压电体粒子26的粒径并无限制，根据压电体层12(压电薄膜10)的大小及压电薄膜10的用途等适当进行选择即可。压电体粒子26的粒径优选1～10μm。
通过将压电体粒子26的粒径设在该范围内，在压电薄膜10能够兼顾高压电特性和柔性等方面能够获得优选的结果。
另外，在图1中，压电体层12中的压电体粒子26无规则地分散于基质24中，但本发明并不限于此。
即，若压电体层12中的压电体粒子26优选均匀地分散，则可以无规则地分散于基质24中，也可以有规则地分散于基质24中。
而且，压电体粒子26的粒径可以一致，也可以不一致。
在压电薄膜10中，压电体层12中的基质24与压电体粒子26的量比并无限制，根据压电薄膜10的面方向的大小及厚度、压电薄膜10的用途以及压电薄膜10中所要求的特性等适当设定即可。
压电体层12中的压电体粒子26的体积分率优选30～80％，更优选50％以上，因此进一步优选设为50～80％。
通过将基质24与压电体粒子26的量比设在上述范围，在能够兼顾高压电特性和柔性等方面能够获得优选的结果。
在压电薄膜10中，对压电体层12的厚度并无特别限定，根据压电薄膜10的用途、压电薄膜10中所要求的特性等，适当设定即可。
压电体层12越厚，在所谓片状物的挺度的强度等刚性等方面越有利，但为了使压电薄膜10以相同量伸缩而所需的电压(电位差)变大。
压电体层12的厚度优选8～300μm，更优选8～200μm，进一步优选10～150μm，尤其优选15～100μm。
通过将压电体层12的厚度设在上述范围，在兼顾刚性的确保与适当的柔软性等方面能够获得优选的结果。
压电体层12优选在厚度方向上被极化处理(Poling)。关于极化处理，将在后面进行详细叙述。
另外，在本发明的压电薄膜中，压电体层12并不限于如图示例的高分子复合压电体，能够利用公知的压电材料。
作为能够用于本发明的压电薄膜的压电材料，作为一例可例示聚偏二氟乙烯、除了聚偏二氟乙烯以外的氟树脂及由聚L乳酸构成的薄膜与由聚D乳酸构成的薄膜的层叠膜等。
然而，从获得优异的音响特性的挠性优异等方面考虑，如图示例的将压电体粒子26分散于包含高分子材料的基质24中而成的高分子复合压电体优选地用作压电体层12。
如图1所示，在图示例的压电薄膜10中，压电薄膜10在这种压电体层12的一个表面具有第1电极层14，在其表面具有第1保护层18。并且，压电薄膜10在压电体层12的与第1电极层14相反的一侧的表面具有第2电极层16，在其表面具有第2保护层20。换言之，第1保护层18设置于第1电极层14的与压电体层12相反的一侧的表面。并且，第2保护层20设置于第2电极层16的与压电体层12相反的一侧的表面。
在压电薄膜10中，第1电极层14与第2电极层16形成电极对。即，压电薄膜10具有如下结构：由电极对即第1电极层14与第2电极层16夹持压电体层12的两面，由第1保护层18与第2保护层20夹持该层叠体。
在这种压电薄膜10中，由第1电极层14与第2电极层16夹持的区域根据所施加的电压而伸缩。
另外，在本发明中，第1电极层14及第2电极层16以及第1保护层18及第2保护层20中的第1及第2是为了区分压电薄膜10所具有的2个同样的部件而方便起见标注的。
关于这一点，后述的引线及填充部件也相同。
即，在标注于压电薄膜10的各构成要件的第1及第2中，无技术性含义。
在压电薄膜10中，第1保护层18及第2保护层20包覆第1电极层14及第2电极层16，并且起到对压电体层12赋予适当的刚性和机械强度的作用。即，在压电薄膜10中，由基质24及压电体粒子26构成的压电体层12对于缓慢弯曲变形显示出非常优异的挠性，但根据用途存在刚性或机械强度不足的情况。
在压电薄膜10上，为了弥补其不足而设置第1保护层18及第2保护层20。
第1保护层18及第2保护层20并无限制，能够利用各种片状物，作为一例，优选地例示各种树脂薄膜。
其中，由于具有优异的机械特性及耐热性等原因，可优选利用由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、三乙酰纤维素(TAC)及环状烯烃系树脂等组成的树脂薄膜。
第1保护层18及第2保护层20的厚度也并无限制。并且，第1保护层18及第2保护层20的厚度基本相同，但也可以不同。
在此，若第1保护层18及第2保护层20的刚性过高，则不仅限制压电体层12的伸缩，也会损害挠性。因此，除了要求机械强度及作为片状物的良好的操作性等的情况，第1保护层18及第2保护层20越薄越有利。
在压电薄膜10中，若第1保护层18及第2保护层20的厚度为压电体层12的厚度的2倍以下，则在兼顾刚性的确保与适当的柔软性等方面能够获得优选的结果。
例如，只要压电体层12的厚度为50μm，则第1保护层18及第2保护层20的厚度优选100μm以下，更优选50μm以下，进一步优选25μm以下。
在压电薄膜10的压电薄膜10中，在压电体层12与第1保护层18之间设置第1电极层14，在压电体层12与第2保护层20之间设置第2电极层16。
第1电极层14及第2电极层16为了对压电体层12施加电压而设置。
在本发明中，第1电极层14及第2电极层16的形成材料并无限制，能够利用各种导电体。具体而言，可例示碳、钯、铁、锡、铝、镍、铂、金、银、铜、钛、铬及钼等金属、它们的合金、这些金属及合金的层叠体及复合体以及氧化铟锡等。其中，作为第1电极层14及第2电极层16可优选地例示铜、铝、金、银、铂及氧化铟锡。
并且，第1电极层14及第2电极层16的形成方法并无限制，能够利用公知的各种方法。作为一例，可例示真空蒸镀及溅射等基于气相沉积法(真空成膜法)的成膜、基于镀覆的成膜以及粘贴由上述的材料形成的箔的方法等。
其中，根据能够确保压电薄膜10的挠性等理由，作为第1电极层14及第2电极层16优选地利用通过真空蒸镀所成膜的铜及铝等薄膜。其中，尤其可优选地利用通过真空蒸镀形成的铜的薄膜。
第1电极层14及第2电极层16的厚度并无限制。并且，第1电极层14及第2电极层16的厚度基本相同，但也可以不同。
其中，与上述第1保护层18及第2保护层20同样地，若第1电极层14及第2电极层16的刚性过高，则不仅限制压电体层12的伸缩，也会损害挠性。因此，只要在电阻不会变的过高的范围内，则第1电极层14及第2电极层16越薄越有利。
在压电薄膜10中，只要第1电极层14及第2电极层16的厚度与杨氏模量的乘积低于第1保护层18及第2保护层20的厚度与杨氏模量的乘积，则不会严重损害挠性，因此优选。
例如，当第1保护层18及第2保护层20为PET(杨氏模量：约6.2GPa)，第1电极层14及第2电极层16由铜(杨氏模量：约130GPa)组成的组合的情况下，若第1保护层18及第2保护层20的厚度为25μm，则第1电极层14及第2电极层16的厚度优选1.2μm以下，更优选0.3μm以下，进一步优选0.1μm以下。
如上所述，压电薄膜10具有由第1电极层14与第2电极层16夹持在包含在常温下具有粘弹性的高分子材料的基质24中具有压电体粒子26的压电体层12，进而由第1保护层18与第2保护层20夹持该层叠体而成的结构。
这种压电薄膜10优选在常温下具有基于动态粘弹性测定而得的频率1Hz下的损耗角正切(Tanδ)的极大值，更优选在常温下具有成为0.1以上的极大值。
由此，即使压电薄膜10从外部受到数Hz以下的相对缓慢且较大的弯曲变形，也能够将应变能有效地作为热而扩散到外部，因此能够防止在高分子基质与压电体粒子的界面产生亀裂。
压电薄膜10优选基于动态粘弹性测定而得的频率1Hz下的储能模量(E’)在0℃下为10～30GPa，在50℃下为1～10GPa。
由此，在常温下压电薄膜10能够在储能模量(E’)中具有较大的频率分散。即，能够相对于20Hz～20kHz的振动展现硬性，相对于数Hz以下的振动展现柔软性。
并且，压电薄膜10优选厚度与基于动态粘弹性测定而得的频率1Hz下的储能模量(E’)的乘积在0℃下为1.0×106～2.0×106N/m，在50℃下为1.0×105～1.0×106N/m。
由此，压电薄膜10在不损害挠性及音响特性的范围内能够具备适当的刚性和机械强度。
而且，压电薄膜10优选在根据动态粘弹性测定所获得的主曲线中，在25℃下频率1kHz中的损耗角正切(Tanδ)为0.05以上。
由此，使用压电薄膜10的扬声器的频率特性变得平滑，还能够减小最低谐振频率f0随着扬声器的曲率的变化而变化时的音质的变化量。
本发明的压电薄膜10除了压电体层12、电极层及保护层以外，例如还可以具有用于粘贴电极层和压电体层12的粘贴层及用于粘贴电极层和保护层的粘贴层。
粘贴剂可以为粘结剂，也可以为粘合剂。并且，粘贴剂也能够优选地使用从压电体层12去除压电体粒子26的高分子材料即与基质24相同的材料。另外，粘贴层可以设置于第1电极层14侧及第2电极层16侧这两者，也可以仅设置于第1电极层14侧及第2电极层16侧中的一者。
本发明的压电薄膜10与电源装置等外部装置连接而被驱动。压电薄膜10具有用于与外部装置电连接的第1引线32及第2引线34。
如图1所示，在第1保护层18上设置有贯穿孔18a。在贯穿孔18a中，填充有具有导电性的第1填充部件36。第1引线32以覆盖填充于贯穿孔18a中的第1填充部件36的方式层叠安装于第1保护层18。在压电薄膜10中，由此第1引线32与第1电极层14电连接。
同样地，在第2保护层20设置有贯穿孔20a。在贯穿孔20a中，填充有具有导电性的第2填充部件38。第2引线34以覆盖填充于贯穿孔20a中的第2填充部件38的方式层叠安装于第2保护层20。在压电薄膜10中，由此第2引线34与第2电极层16电连接。
在本发明的压电薄膜10中，当将第1引线32的表面的至少与第1填充部件36接触的区域的面方向的长度设为A、将该长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。同样地，当将第2引线34的表面的至少与第2填充部件38接触的区域的面方向的长度设为A、将该长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。
如上所述、在本发明的压电薄膜10中，标注于电极层、保护层、填充部件及引线等的第1及第2的术语中，无技术性含义。
并且，第1引线32与第1电极层14的连接及第2引线34与第2电极层16的连接具有相同的结构。
因此，在以下说明中，当无需区分第1引线32及第2引线34的情况下，将两者统称为“引线”。关于这一点，电极层、保护层及填充部件也相同。
图3中示出局部放大图1中的第1引线32与第1填充部件36的接触部的示意图。该图为厚度方向的剖视图。另外，图3示出第1引线32侧作为代表例，但第2引线34侧也相同。
如上所述、第1填充部件36填充于形成在第1保护层18的贯穿孔18a中。并且，作为优选的方式，第1引线32为片状，以覆盖填充于贯穿孔18a中的第1填充部件36的整个表面的方式安装在第1保护层18。
在此，如图3所示，在面方向的某区域中，将第1引线32的面方向的长度设为A。并且，将该面方向的长度A(长度A的区域)中的第1引线32的实际表面的长度设为B。在本发明的压电薄膜10中，第1引线32(第2引线34)至少在与第1填充部件36的接触部中，B/A为1.5以上(B/A≥1.5)。换言之，第1引线32至少在与第1填充部件36的接触部中，面方向的每单位长度的表面的长度即B/A为1.5以上。
满足“B/A≥1.5”的引线，不仅通过简单凹凸的反复引起的表面的长度长，如图3示意地所示具有如表面具有复杂地交缠的凹凸那样的剖面形状。
具体而言，满足“B/A≥1.5”的引线在表面存在具有面方向的长度比开放端更长的部分的剖面形状的凹部及/或具有面方向的长度比基部更长的部分的剖面形状的凸部。
换言之，满足“B/A≥1.5”的引线在表面具有如大致Ω字状及大致O字状等那样的朝向厚度方向扩大之后变窄那样的剖面形状的凹部及/或凸部。
本发明的压电薄膜10通过引线具有这种结构，能够使填充部件与引线的接触长度加长。即、根据本发明能够增大填充部件与引线的接触面积。
其结果，本发明的压电薄膜10能够增加填充部件中所包含的导电性材料与引线的接触面积，从而大幅减小电极层与引线的连接电阻。
因此，本发明的压电薄膜10能够大幅减少供给至电极层的驱动电力的损失，从而高效地进行驱动。
在本发明中，作为一例，可以如下测定引线的面方向的长度A中的表面的长度B。
首先，从压电薄膜10取下引线。另外，在所取下的引线中，也可以附着有因凝聚破坏而断裂的填充部件。
将所取下的引线嵌入至环氧树脂等的树脂中。之后，使用切片机等制作包括引线的厚度方向的整个区域的剖面而使其露出。作为切片机，例如可优选地例示Leica CameraAG制造的UC6等。
所露出的引线的剖面可根据需要由锇(OS)等的导电材料包覆。导电材料的厚度可以为1nm左右。
之后，利用SEM(Scanning Electron Microscope、扫描型电子显微镜)获得引线的剖面的反射电子像。作为SEM，例如可优选地例示Hitachi High-Tech Corporation.制造的SU8220等。
而且，对于所获得的引线剖面的SEM图像，使用图像处理软件对引线的填充部件侧的表面进行描绘，并测定引线的面方向的长度A中的引线的表面长度B。根据该测定结果计算出引线的B/A。图像处理软件能够利用各种具有检测界面的亮度差并跟踪表面的描绘功能的软件。作为图像处理软件，作为一例，可优选地例示Media Cybernetics公司制造的Image-Pro Plus。
在本发明中，在成为测定对象的引线中任意选择的10个剖面进行这种B/A计算。对于从10个剖面中的B/A的计算结果删除最大值和最小值的8个剖面中的B/A计算平均值。
将该8个B/A平均值作为成为测定对象的引线的B/A，即，引线的面方向的单位长度中的引线的表面的长度。
另外，引线的面方向的长度A并无限制。引线的面方向的长度A例如根据贯穿孔的大小、SEM的倍率、引线的大小及剖面加工的制约等，适当设定即可。
作为一例，作为引线的面方向的长度A，可例示从利用SEM拍摄的图像中的引线的面方向的一个端部至另一个端部为止的长度即SEM图像的视野长度中的面方向的引线长度。具体而言，引线的面方向的长度A优选60～100μm，更优选80～100μm。
在本发明的压电薄膜10中，引线优选满足“B/A≥2.0”，更优选满足“B/A≥2.5”。
通过引线满足“B/A≥2.0”，在能够进一步减小引线与电极层的连接电阻，能够进一步提高引线与填充部件的连接强度等方面优选。
另外，在压电薄膜10中，基本上引线的B/A越大，越能够减小引线与电极层的连接电阻，因此优选。然而，若引线的B/A过大，则在引线的成本、引线的制作困难度及引线的凹凸部的脆弱度等方面，有可能不优选。若考虑这一点，则引线优选满足“B/A≤4.0”。
在本发明中，引线至少在与填充部件接触的区域中，满足“B/A≥1.5”即可。
因此，可以引线的整个表面满足“B/A≥1.5”，也可以仅与保护层相对的面的整个表面满足“B/A≥1.5”，也可以仅与填充部件接触的区域及其附近满足“B/A≥1.5”，也可以仅与填充部件接触的区域满足“B/A≥1.5”。
在本发明的压电薄膜10中，关于引线(第1引线32及第2引线34)并无制限，如上所述只要满足“B/A≥1.5”，则能够利用各种用于2点之间的电连接的公知的引线(导线)。
作为引线，作为一例，可例示铜箔等的金属箔、铜板等的金属板、具有用镍等的导电性材料包覆成为主体的金属箔或金属板等的表面而成的包覆层的引线及如FPC(Flexible Printed Circuits：柔性印刷电路)基板的配线图案那样在片状的基材上图案化的铜等的导电体(导电层)等。
引线只要满足“B/A≥1.5”，则也能够利用市售品。
其中，可优选地例示用导电性材料包覆由金属箔等构成的导电性的主体而成的引线，且用导电性材料包覆主体时，以导电性材料凝聚的方式进行包覆，由此使表面粗面化而成的引线。
在该引线中，基于导电性材料的主体的包覆方法并无限制。作为基于导电性材料的主体的包覆方法，作为一例，可优选地例示电镀、喷镀及涂装等。
并且，作为引线，也能够利用通过公知的方法对通常的片状引线进行加工，由此满足“B/A≥1.5”的引线。
另外，在本发明的压电薄膜中，压电薄膜所具有的引线的至少一个在表面的至少与重点部件接触的区域中，满足“B/A≥1.5”即可。
即，若为图示例，则第1引线32及第2引线34的任一者满足“B/A≥1.5”即可。并且，如后述，在一个电极层连接多条引线的情况下，在第1电极层14侧及第2电极层16侧的任一者中，只要一个引线满足“B/A≥1.5”即可。
然而，本发明的压电薄膜优选多条引线满足“B/A≥1.5”、更优选尽可能多的引线满足“B/A≥1.5”、进一步优选所有引线满足“B/A≥1.5”。
因此，在压电薄膜10具有第1引线32及第2引线34这两个引线的情况下，如图示例那样，优选第1引线32及第2引线34同时满足“B/A≥1.5”。
在本发明的压电薄膜10中，引线的形状并无限制，能够利用如图示例那样的片状、圆柱状(棒状)、上下面为缺圆状或圆台状的圆柱状及棱柱状等的各种形状。
其中，引线优选片状。另外，在本发明中，片状中还包括薄膜状、(平)板状、(薄)膜状及层状等。
并且，引线优选具有挠性。
引线的平面形状并不限制于如图示例那样的矩形，能够利用公知的各种形状。另外，平面形状是指，沿厚度方向观察引线时的形状。
引线的大小例如长度及宽度也并无限制，根据压电薄膜10的大小、与压电薄膜10连接的外部装置的结构及位置、引线的形成材料、引线的形状及平面形状以及压电薄膜10的驱动电力等，适当设定即可。
并且，引线的厚度也并无限制，根据引线的形成材料、引线的大小、引线所要求的挠性及引线的形状等，适当设定可获得充分的导电性的厚度即可。
在本发明的压电薄膜10中，引线的安装位置也并无限制，只要能够与填充部件抵接，并且根据引线的长度等，在面方向上从压电薄膜10突出，则可以为保护层的任何位置。
在此，如上所述，压电薄膜10非常薄。因此，若第1引线32和第2引线34在面方向上靠近，则存在引线彼此接触而导致短路的可能性。
因此，如图2所示，第1引线32和第2引线34优选在面方向上分开而设置，以使这两者在面方向上不重叠。另外，第1引线32和第2引线34在面方向上不重叠是指，换言之，当从厚度方向观察压电薄膜10时，观察不到第1引线32和第2引线34重叠。
在图1及图2所示的例中，保护层的贯穿孔均为圆筒状(圆柱状)，但本发明并不限于此。
例如，保护层的贯穿孔可以为三棱柱及四棱柱等棱柱状，也可以为椭圆柱状。即，只要贯穿孔在厚度方向上贯穿保护层，则形状并无限制。
然而，在加工的容易性等方面考虑，贯穿孔优选为圆筒状。
并且，保护层的贯穿孔可以为面方向的大小在厚度方向上，逐渐变化的形状。
例如，贯穿孔18a及/或贯穿孔20a可以为朝向压电体层12逐渐缩小直径或放大直径的圆锥台状、椭圆锥台状及棱锥台状等。此时，也从与上述相同的理由考虑，贯穿孔的形状优选圆锥台状。
若保护层的贯穿孔的大小例如为图示例，则圆筒的直径也并无限制。
即，贯穿孔的大小根据压电薄膜10的大小、填充部件及引线的宽度等，适当设定能够确保充分的导电性的大小即可。
并且，根据需要也可以在保护层上设置多个贯穿孔。
即，本发明的压电薄膜可以根据压电薄膜的大小、压电薄膜的形状、供给到压电薄膜的驱动电流、电极层与引线的连接电阻以及与压电薄膜连接的外部装置的结构及位置等，在一个电极层连接多条引线。
而且，在本发明的压电薄膜中，可以根据引线的大小、引线的形状、保护层与引线的接触面积、所要求的电极线与引线的连接电阻及贯穿孔的大小等，对于一个引线具有多个贯穿孔。即，在本发明中，可以通过多个贯穿孔及填充部件，连接电极层与一个引线。
在本发明的压电薄膜10中，具有导电性的填充部件(第1填充部件36及第2填充部件38)并无限制，只要能够填充于贯穿孔，则能够利用各种公知的导电性材料。
在本发明中，作为优选的一例，填充部件具有导电性填料、粘合剂(树脂)及溶剂等，并且使用通过溶剂的挥发而固化的导电糊料来形成。
这种导电糊料只要具有导电性填料、粘合剂及溶剂，并通过溶剂的挥发而固化，则能够利用各种公知的导电糊料。作为一例，可例示银糊、铜糊、镍糊、碳糊及金糊等。
并且，作为导电糊料，FUJIKURAKASEI CO.,LTD.制造的DOTITE系列等市售品也能够优选地利用。
另外，在本发明中，填充部件并不限制于导电糊料，只要导电性粘结剂及导电性涂料等具有导电性，且能够填充于形成在保护层的贯穿孔，则能够利用公知的各种材料。
在图1所示的例中，填充部件以填满保护层的贯穿孔的方式被填充，但本发明并不限于此。
即，若填充部件与引线及电极层接触，则例如可以以仅填充贯穿孔的80体积％的状态等，未填满贯穿孔的状态被填充。然而，从能够增大引线与填充部件的接触面积，减小引线与电极层的连接电阻的方面考虑，还是优选填充部件以填满保护层的贯穿孔的方式进行填充。
并且，本发明的压电薄膜如在图4中以第1电极层14侧为例示意地示出那样，填充部件(第1填充部件36)也优选从保护层(第1保护层18)的贯穿孔(贯穿孔18a)连续存在至与引线相对的区域的保护层表面。此时，填充部件优选填满保护层的贯穿孔，进而溢出的方式存在至与引线相对的区域的保护层表面。
通过具有这种结构，能够进一步增大引线与填充部件的接触面积，并能够进一步减小引线与电极层的连接电阻。
另外，如图4所示，在引线弯曲的情况下，将所弯曲的引线中的弯曲面的面方向的长度设为长度A。
以下参考图5～图11的示意图，对图1及图2所示的压电薄膜10的制造方法的一例进行说明。
首先，如图5所示，准备在第2保护层20上形成有第2电极层16的片状物50。通过真空蒸镀、溅射及镀覆等在第2保护层20的表面形成铜薄膜等而作为第2电极层16来制作该片状物50即可。
在第2保护层20非常薄而操作性差时等，根据需要可以使用带有隔板(伪支撑体)的第2保护层20。另外，作为隔板，能够使用厚度25～100μm的PET薄膜等。如后述，在热压接第1电极层14及第1保护层18之后且在第1保护层18层叠任何部件之前去除隔板即可。
另一方面，制备在有机溶剂中溶解氰乙基化PVA等在常温下具有粘弹性的高分子材料，进一步添加PZT粒子等压电体粒子26并进行搅拌使其分散而成的涂料。在以下说明中，将氰乙基化PVA等在常温下具有粘弹性的高分子材料也称为“粘弹性材料”。
有机溶剂并无限制，能够利用二甲基甲酰胺(DMF)、甲基乙基酮、环己酮等各种有机溶剂。
准备片状物50且制备涂料后，将该涂料浇铸(casting)(涂布)于片状物50上，之后蒸发并干燥有机溶剂。由此，如图6所示，制作在第2保护层20上具有第2电极层16并且在第2电极层16上形成压电体层12而成的层叠体52。
该涂料的浇铸方法并无特别限定，能够利用所有的滑动涂布机(slide coater)及刮刀(doctor knife)等公知的涂布方法(涂布装置)。
另外，只要粘弹性材料为如氰乙基化PVA那样能够加热熔融的物质，则也可以制作对粘弹性材料进行加热熔融且向其添加并分散压电体粒子26而成的熔融物，通过挤出成型等，在图5所示的片状物50上挤出成片状并且进行冷却，由此制作如图6所示的在第2保护层20上具有第2电极层16并且在第2电极层16上形成压电体层12而成的层叠体52。
如上述，在压电薄膜10中，基质24中除了氰乙基化PVA等粘弹性材料以外，也可以添加聚偏二氟乙烯等介电性高分子材料。当向基质24中添加这些高分子压电材料时，溶解添加到上述的涂料中的高分子压电材料即可。或者，在上述的加热熔融的粘弹性材料中添加所添加的高分子压电材料进行加热熔融即可。
制作在第2保护层20上具有第2电极层16并且在第2电极层16上形成压电体层12而成的层叠体52之后，进行压电体层12的极化处理(Poling)。
压电体层12的极化处理的方法并无限制，能够利用公知的方法。例如，可例示直接对进行极化处理的对象施加直流电场的电场极化处理。另外，在进行电场极化的情况下，也可以在极化处理之前形成第1电极层14，并且利用第1电极层14及第2电极层16进行电场极化处理。
并且，在制造本发明的压电薄膜10时，极化处理优选在压电体层12的厚度方向进行极化，而不是在面方向进行。
另外，在该极化处理之前，也可以实施使用加热辊等使压电体层12的表面平滑化的压延处理。通过实施该压延处理，顺利地进行后述的热压接工序。
另一方面，准备在第1保护层18上形成有第1电极层14的片状物54。该片状物54可以与上述片状物50相同。
接着，如图7所示，将第1电极层14朝向压电体层12来将片状物54层叠于结束了压电体层12的极化处理的层叠体52。或者，如上所述，也可以在将片状物54层叠于层叠体52之后，利用第1电极层14及第2电极层16进行电场极化处理。
而且，以用第2保护层20与第1保护层18夹持该层叠体52与片状物54的层叠体的方式进行热压接。热压接的方法并无限制，例如可例示基于加热加压装置的方法及使用加热辊对的方法等。由此，制作用电极层夹持压电体层，并在该表面形成有保护层的层叠体。在以下说明中，方便起见，将该压电体层12、电极层及保护层的层叠体也称为压电层叠体。
或者，也可以使用粘贴剂贴合层叠体52及片状物54，优选进一步进行压接而制作压电层叠体。
如此制作的压电层叠体(压电体层12)在厚度方向上被极化，而不是在面方向上被极化，并且，即使在极化处理后不进行拉伸处理也可获得较大的压电特性。因此，压电薄膜10在压电特性上没有面内各向异性，若施加驱动电压，则在面方向上向所有方向各向同性地伸缩。
这种压电层叠体可以使用切片状的片状物50及片状物54等来制造，或者，也可以使用长条的片状物50及片状物54等通过卷对卷(Roll to Roll)来制造。
接着，在压电层叠体的第1保护层18上安装第1引线32，在第2保护层20上安装第2引线34。
另外，第1引线32的安装和第2引线34的安装能够同样地进行，因此与上述同样地，将第1引线32的安装作为代表例进行说明。
首先，如图8所示，在第1保护层18(第2保护层20)上形成贯穿孔18a(贯穿孔20a)。
贯穿孔18a的形成方法并无限制，根据第1保护层18的形成材料通过公知的方法进行即可。作为贯穿孔18a的形成方法，作为一例，可例示激光加工、使用溶剂的溶解去除及机械研磨等机械加工等方法。
接着，如图9所示，在贯穿孔18a中填充成为第1填充部件36的材料例如导电糊料36a。
另外，导电糊料36a优选以填满贯穿孔18a的方式填充充分的量。
更优选为，以从贯穿孔18a隆起的量填充导电糊料36a，或者以从贯穿孔18a溢出的量填充导电糊料36a。由此，如图4所示，能够制作在比贯穿孔18a更宽的范围，第1填充部件36存在至与第1引线32相对的区域的第1保护层18的表面的压电薄膜。
另一方面，准备第1引线32(第2引线34)。
接着，如图10～图11所示，进行第1保护层18的贯穿孔18a与第1引线32的位置对准，在第1保护层18上层叠第1引线32。
最后，通过干燥导电糊料36a并使其固化，将导电糊料36a作为第1填充部件36(第2填充部件38)完成压电薄膜10。
另外，在本发明的压电薄膜10中，第1保护层18(第2保护层20)与第1引线32(第2引线34)的粘贴通过公知的方法进行即可。
作为一例，利用第1填充部件36(第2填充部件38)即导电糊料36a等所具有的粘贴力，粘贴第1保护层18和第1引线32即可。并且，可以使用由粘结剂及粘合剂(粘结片)等构成的粘贴剂来粘贴第1保护层18和第1引线32。并且，也可以覆盖第1引线32中的至少一部分，将粘贴胶带粘贴于第1引线32和第1保护层18上，由此粘贴第1保护层18和第1引线32。或者，也可以并用多个这些方法，粘贴第1保护层18和第1引线32。
另外，本发明的压电薄膜的制造方法并不限于图5～图11所示的方法，能够利用各种方法。
这种本发明的压电薄膜10中，作为一例，能够优选地用作电声转换器(电声转换薄膜)。
在压电薄膜10中，通过对第1电极层14及第2电极层16施加驱动电压，压电薄膜10在面方向上伸缩。
在弯曲的状态下保持这种压电薄膜10。以弯曲状态保持的压电薄膜10中，通过电压的施加，压电薄膜10在面方向上伸长时，为了吸收该伸长量，压电薄膜10向凸侧(声音的放射方向)移动。相反，通过对压电薄膜10施加电压，压电薄膜10在面方向上收缩时，为了吸收该收缩量，压电薄膜10向凹侧移动。
即，通过以弯曲状态保持压电薄膜10，能够将压电薄膜10的伸缩运动转换为压电薄膜10的厚度方向上的振动。
压电薄膜10能够通过该压电薄膜反复伸缩而引起的振动来转换振动(声音)和电信号。
这种本发明的压电薄膜10能够用于进行基于与所输入的电信号对应的振动的声音的再生的压电扬声器及将基于接收声波的压电薄膜10的振动转换为电信号的声音传感器等。而且，本发明的压电薄膜10也能够用作检测除了声波以外的振动的振动传感器。
利用这种压电薄膜10的压电扬声器能够发挥良好的挠性，例如通过卷起或折叠而收容到包等中。因此，根据压电薄膜10，即使为一定程度的大小，也能够实现可容易携带的压电扬声器。
并且，如上所述，压电薄膜10的柔软性及挠性优异，并且在面内不具有压电特性的各向异性。因此，压电薄膜10无论向哪个方向弯曲，音质的变化均小，并且，对曲率的变化的音质变化也小。因此，利用压电薄膜10的压电扬声器的设置位置的自由度高，并且，如上所述，能够安装于各种物品。例如，通过将压电薄膜10以弯曲状态安装于西服等服装及包等携带品等中，能够实现所谓的佩戴式扬声器。
而且，如上所述，通过将本发明的压电薄膜10粘贴于具有挠性的有机电致发光显示器及具有挠性的液晶显示器等具有挠性的显示装置，也能够用作具有挠性的显示设备的扬声器。
并且，利用本发明的压电薄膜10的扬声器并不限于这种柔性扬声器，能够利用公知的各种结构。
作为一例，可例示如日本特开2015-109627号公报的图3所示的，在上表面被开放的外壳中收容羊毛的毛毡及玻璃棉等粘弹性支撑体并且用本发明的压电薄膜10的压电薄膜按压并固定粘弹性支撑体的扬声器。
如上所述，压电薄膜10通过电压的施加在面方向上伸缩，通过该面方向的伸缩在厚度方向上适当地振动，因此例如当用于压电扬声器等时，显现能够输出高声压的声音的良好的音响特性。
显现良好的音响特性即由压电引起的高的伸缩性能的压电薄膜10制成层叠了多张的层叠压电元件，由此作为使振动板等被振动体振动的压电振动元件也良好地发挥作用。
本发明的压电薄膜10的散热性良好。因此，本发明的压电薄膜10即使层叠而制成压电振动元件时，也会散热，由此能够防止发热。
另外，当层叠压电薄膜10时，若没有短路(short)的可能性，则压电薄膜可以不具有第1保护层18及/或第2保护层20。或者，可以经由绝缘层层叠不具有第1保护层18及/或第2保护层20的压电薄膜。
作为一例，可以设为将层叠了多个压电薄膜10的层叠压电元件粘贴于振动板并且通过压电薄膜10的层叠体使振动板振动而输出声音的扬声器。即，在该情况下，将压电薄膜10的层叠体作为通过使振动板振动来输出声音的所谓的激发器而发挥作用。
通过对层叠了压电薄膜10的层叠压电元件施加驱动电压，各个压电薄膜10在面方向上伸缩，通过各压电薄膜10的伸缩，压电薄膜10的层叠体整体在面方向上伸缩。通过层叠压电元件的面方向的伸缩，粘贴有层叠体的振动板挠曲，其结果，振动板沿厚度方向振动。通过该厚度方向的振动，振动板产生声音。振动板根据施加到压电薄膜10的驱动电压的大小来振动，并产生与施加到压电薄膜10的驱动电压对应的声音。
因此，此时，压电薄膜10本身不输出声音。
即使每1张压电薄膜10的刚性低、伸缩力小，层叠了压电薄膜10的层叠压电元件的刚性也变高，作为层叠体整体的伸缩力也增大。其结果，层叠了压电薄膜10的层叠压电元件中，即使振动板具有一定程度的刚性，也能够以较大的力使振动板充分挠曲，并使振动板沿厚度方向充分振动，从而使振动板产生声音。
在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件中，压电薄膜10的层叠张数并无限制，例如根据振动的振动板的刚性等，适当设定可获得充分的振动量的张数即可。
另外，只要具有充分的伸缩力，则也能够将1张压电薄膜10用作同样的激发器(压电振动元件)。
通过层叠了压电薄膜10的层叠压电元件振动的振动板也并无限制，能够利用各种片状物(板状物、薄膜)。
作为一例，可例示由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等组成的树脂薄膜、由发泡聚苯乙烯等组成的发泡塑料、瓦楞纸板材料等纸质材料、玻璃板及木材等。而且，只要能够充分挠曲，作为振动板，也可以使用有机电致发光显示器及液晶显示器等的显示装置等各种机器(装置)。
层叠了压电薄膜10的层叠压电元件中，优选用粘贴层(粘贴剂)粘贴相邻的压电薄膜10彼此。并且，层叠压电元件与振动板也优选用粘贴层粘贴。
粘贴层并无限制，能够利用各种能够粘贴成为粘贴对象的物彼此的粘贴层。因此，粘贴层可以由粘合剂构成，也可以由粘结剂构成。优选使用粘贴后得到固体且坚硬的粘贴层的由粘结剂构成的接着层。
关于以上方面，将后述的长条的压电薄膜10进行折叠而成的层叠体也相同。
在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件中，对于所层叠的各压电薄膜10的极化方向并无限制。另外，如上所述，本发明的压电薄膜10优选在厚度方向上极化。相应地，此处所说的压电薄膜10的极化方向是指厚度方向的极化方向。
因此，在层叠压电元件中，极化方向在所有的压电薄膜10中可以为相同方向，也可以存在极化方向不同的压电薄膜。
在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件中，优选以相邻的压电薄膜10彼此的极化方向彼此相反的方式层叠压电薄膜10。
在压电薄膜10中，施加到压电体层12的电压的极性与压电体层12的极化方向对应。因此，即使当极化方向从第1电极层14朝向第2电极层16的情况下，或从第2电极层16朝向第1电极层14的情况下，也在所层叠的所有的压电薄膜10中，将第1电极层14的极性及第2电极层16的极性设为同极性。
因此，通过使相邻的压电薄膜10彼此的极化方向彼此相反，即使相邻的压电薄膜10的电极层彼此接触，由于所接触的电极层为同极性，因此不会发生短路(short)。
层叠了压电薄膜10的层叠压电元件可以为如下结构：将压电薄膜10折叠1次以上，优选折叠多次，由此层叠了多个压电薄膜10。
折叠压电薄膜10而层叠的结构具有如下优点。
即、在层叠了多张切片状的压电薄膜10的层叠体中，每1张压电薄膜需要将第1电极层14及第2电极层16与驱动电源连接。相对于此，在将长条的压电薄膜10进行折叠而层叠的结构中，能够仅通过一张长条的压电薄膜10构成层叠压电元件。因此，在将长条的压电薄膜10进行折叠而层叠的结构中，用于施加驱动电压的电源只需1个即可，而且从压电薄膜10的各电极层向引线引出，也只需1处即可。
而且，在将长条的压电薄膜10进行折叠而层叠的结构中，相邻的压电薄膜10彼此的极化方向必然地彼此相反。
另外，关于这种在由高分子复合压电体构成的压电体层的两面设置电极层，优选层叠了在电极层的表面设置有保护层的压电薄膜的层叠压电元件，记载于国际公开第2020/095812号及国际公开第2020/179353号等中。
本发明的压电薄膜及层叠有压电薄膜的层叠压电元件例如优选地用于各种传感器、音响装置、触感器、超声波换能器、致动器、阻尼材料(阻尼器)及振动发电装置等各种用途。
具体而言，作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的传感器，可例示声波传感器、超声波传感器、压力传感器、触觉传感器、应变传感器及振动传感器等。使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的传感器尤其是在裂纹检测等基础结构点检及异物混入检测等制造现场中的检查中有用。
作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的音响装置，可例示麦克风、拾音器、扬声器及激发器等。作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的音响装置的具体用途，可例示用于汽车、电车、飞机及机器人等的噪音消除器、人工声带、害虫/害兽侵入防止用蜂鸣器以及具有声音输出功能的家具、壁纸、照片、安全帽、护目镜、头枕、招牌及机器人等。
作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的触感器的适用例，可例示汽车、智能手机、智能手表及游戏机等。
作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的超声波换能器，可例示超声波探头及水听器等。
作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的致动器的用途，可例示水滴附着防止、输送、搅拌、分散及研磨等。
作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的阻尼材料的适用例，可例示容器、交通工具、建筑物以及滑雪及球拍等的体育用具等。
而且，作为使用本发明的压电薄膜及层叠了压电薄膜的层叠压电元件的振动发电装置的适用例，可例示道路、地板、床垫、椅子、鞋、轮胎、车轮及个人计算机键盘等。
以上，对本发明的压电薄膜进行了详细说明，但是本发明并不限定于上述例，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可以进行各种改良和变更。
实施例
以下，举出本发明的具体的实施例，对本发明的压电薄膜进行更详细的说明。
[压电层叠体的制作]
将氧化铅粉末、氧化锆粉末及氧化钛粉末利用球磨机，湿式混合12小时，制备了原料混合粉。此时，各氧化物的量相对于Pb＝1摩尔设为Zr＝0.52摩尔、Ti＝0.48摩尔。
将该原料混合粉投入到坩埚中，在800℃下进行5小时的煅烧，制作了PZT粒子的原料粒子。
通过上述图5～图7所示的方法，制作了具有在压电体层的两面具有电极层并且覆盖电极层的保护层的如图1所示的压电层叠体。
首先，以下述的组成比，将氰乙基化PVA(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造、CR-V)溶解于甲基乙基酮(MEK)。之后，向该溶液以下述的组成比添加PZT粒子，并且利用螺旋桨混合器(转速2000rpm)进行分散，从而制备了用于形成压电体层的涂料。
·PZT粒子···········300质量份
·氰乙基化PVA·······30质量份
·DMF··············70质量份
另一方面，准备了2片在厚度4μm的PET薄膜上真空蒸镀厚度0.1μm的铜薄膜而成的片状物。即，在本例中，第1电极层及第2电极层为厚度0.1μm的铜蒸镀薄膜，第1保护层及第2保护层成为厚度4μm的PET薄膜。
使用滑动式涂布机在1片的片状物的第2电极层(铜蒸镀薄膜)上涂布了预先制备的用于形成压电体层的涂料。另外，以干燥后的涂膜的膜厚成为40μm的方式涂布了涂料。
接着，将在片状物上涂布了涂料的物体在120℃的加热板上加热干燥，从而使DMF蒸发。由此，制作了在PET制的第2保护层上具有铜制的第2电极层并且在其上具有厚度为40μm的压电体层的层叠体。
对所制作的压电体层在厚度方向上进行了极化处理。
在进行了极化处理的层叠体上，将第1电极层(铜薄膜侧)朝向压电体层而层叠另一片的片状物。
接着，使用层压装置，将层叠体与片状物的层叠体在温度120℃下进行热压接，由此贴付并粘接压电体层与第1电极层。
由此，制作了如图1所示在压电体层的两面具有电极层并且在电极层的表面设置有保护层的压电层叠体。
[实施例1]
将所制作的压电层叠体剪切成200×70mm的矩形。
另一方面，准备了厚度为35μm、宽度为12mm、长度为15mm的第1引线及第2引线(参考图12)。该引线在铜箔的表面上实施了厚度0.5μm的镍电镀。
使用二氧化碳激光，在所切断的压电层叠体的第1保护层上形成了直径5mm的贯穿孔。贯穿孔形成为中心位于距离压电层叠体的长边方向的一个端部为10mm、距离短边方向的一个端部为20mm的位置。
在该贯穿孔中填充了导电糊料(FUJIKURAKASEI CO.,LTD.制造、DOTITE D550)。导电糊料填充成从保护层的贯穿孔隆起。
接着，在第1保护层层叠而安装第1引线，以使保护层的贯穿孔的中心成为引线的宽度方向(12mm)的中心，并且距离长边方向(15mm)的端部5mm的位置(参考图12)。
在相对于压电薄膜的长边方向的中心成为线对称的位置，以与第1引线相同的方式在第2保护层上层叠而安装第2引线。
安装引线之后，放置47小时以上，使导电糊料完全干燥而形成填充部件，由此制成了如图1及图2所示的压电薄膜。另外，两个引线通过导电糊料的粘贴力粘贴于保护膜上。
在本例中，填充部件比保护层的贯穿孔更宽，并且存在至保护层的表面中的与引线相对的区域。
对于所制作的压电薄膜，如以下测定了第1引线的面方向的长度A中的第1引线的表面的长度B。
另外，在本例中，第1引线与第2引线由于使用相同的引线，因此可以认为第2引线的面方向的长度A中的引线的表面的长度B与第1引线几乎相同。关于这一点，其他例也相同。
从所制作的压电薄膜取下了第1引线。将所取下的第1引线嵌入至环氧树脂。
使用超薄切片机(Leica Camera AG制造、UC6)，制作了包括第1引线的厚度方向的整层的剖面。切片机的精加工条件中，速率(speed)设为1mm/s，进料(feed)设为250nm。金刚钻刀使用了Diatome公司制造的Ultratrim。
使用锇涂布机(Vacuum Device Co.，Ltd.制造、HPC-30W)，对利用切片机加工的第1引线的剖面进行了锇涂覆(Os涂覆、涂覆厚度约1nm)。
之后，使用SEM(Hitachi High-Tech Corporation.制造、SU8220)观察第1引线的剖面，从而获得了将图像X轴方向设为第1引线的面方向、将Y轴方向设为第1引线的厚度方向的第1引线剖面的反射电子像。SEM的观察条件设为加速电压2kV、工作距离3mm、检测信号Upper检测器LA100、倍率1500倍，从而获得了512dpi(dots per inch)的数字的SEM图像。
在第1引线的任意10个剖面中，获得了这种第1引线的剖面图像。
使用图像处理软件(Media Cybernetics公司制造、Image-Pro Plus)进行SEM图像的解析，并且测定面方向的长度A中的第1引线的表面的长度B。
首先，将所获得的倍率1500倍的10个第1引线的剖面的SEM图像导入到图像处理软件。另外，向图像处理软件导入SEM图像之前，对SEM图像实施高斯滤波处理(尺寸7、次数1、强度10)。
接着，使用图像处理软件的手动测定的描绘功能，对面方向的长度A中的第1引线的表面的长度B进行了测定。在描绘中，阈值设为3、平滑化设为2、速度设为2、噪声设为1。
关于测定范围即面方向的长度A，将导入的SEM图像中的填充部件侧的第1引线表面的左端设为开始点，将填充部件侧的第1引线表面的右端设为终端，将从开始点到终端设为面方向的长度A。另外，面方向的长度A为84.8μm。
由第1引线的面方向的长度A与经测定的该长度A的区域中的第1引线的表面的长度B，计算了B/A。
对第1引线的10个剖面的所有SEM图像计算B/A，将去除最大值与最小值的8个第1引线的剖面中的B/A的平均值作为该压电薄膜中的第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为1.5。
另外，在进行后述的电阻值的测定之后测定了该第1引线的B/A。
[实施例2]
除了变更引线以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。
另外，该引线在铜箔的表面实施了镍电镀，形状及厚度与实施例1相同，但与实施例1的引线的电镀条件不同，由此引起表面性状也不同。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为2。
[实施例3]
除了变更引线以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。
另外，该引线在铜箔的表面实施了镍电镀，形状及厚度与实施例1相同，但与实施例1的引线的电镀条件不同，由此引起表面性状也不同。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为2.5。
[实施例4]
在向保护层的贯穿孔填充导电糊料时，除了使导电糊料与贯穿孔的上端一致以外，以与实施例3相同的方式制作了压电薄膜。在该压电薄膜中，填充部件(导电糊料)仅位于贯穿孔内。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为2.5。
[实施例5]
除了将形成于保护层的贯穿孔的直径设为2mm以外，以与实施例3相同的方式制作了压电薄膜。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为2.5。
[比较例1]
除了变更引线以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。
另外，该引线在铜箔的表面实施了镍电镀，形状及厚度与实施例1相同，但与实施例1的引线的电镀条件不同，由此引起表面性状不同。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为1.3。
[比较例2]
除了将引线变更为厚度为35μm、宽度为12mm、长度为15mm的铜箔以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。
以与实施例1相同的方式计算了第1引线的B/A。
其结果，该压电薄膜的第1引线的B/A为1.05。
[电阻的测定]
对所制作的压电薄膜使用LCR测试仪(LCR Meter：电感电容电阻测试仪)(NFCorporation制造、ZM2372)测定了第1电极层与第1引线的连接部的电阻。
如图12示意地所示，以相对于压电薄膜的短边方向的中心线成为线对称的方式安装与第1引线相同的引线来测定引线之间的电阻，由此进行了电阻的测定。因此，成为测定的对象的贯穿孔的中心间距离为30mm。
将测定结果示于下述表1中。
[表1]
B/A是面方向的每单位长度的引线的表面长度。
如表1所示，根据第1引线的B/A为1.5以上的本发明的压电薄膜，第1引线与电极层的连接电阻均为1Ω以下，从而能够降低第1引线与电极层的连接电阻。
并且，如实施例1～3所示，在本发明的压电薄膜中，通过增大引线的B/A，能够进一步降低引线与电极层的连接电阻。并且，如实施例3及实施例4所示，在本发明的压电薄膜中，将填充部件设置于比贯穿孔更宽的范围内而与引线接触，由此能够进一步降低引线与电极层的连接电阻。而且，如实施例3及实施例5所示，根据本发明的压电薄膜，即使减小用于连接引线与电极层的贯穿孔，也能够充分地降低引线与电极层的连接电阻。
相对于此，第1引线的B/A小于1.5的比较例1及比较例2中，第1引线与电极层的连接电阻均超过1Ω。
根据以上的结果，本发明的效果明显。
产业上的可利用性
可适合用于扬声器等电声转换器及振动传感器等。
符号说明
10-压电薄膜，12-压电体层，14-第1电极层，16-第2电极层，18-第1保护层，18a、20a-贯穿孔，20-第2保护层，24-基质，26-压电体粒子，30-压电薄膜，32-第1引线，34-第2引线，36-第1填充部件，36a-导电糊料，38-第2填充部件，50、54-片状物。

Claims (8)

1.一种压电薄膜，其特征在于，该压电薄膜具有：
压电体层、
设置于所述压电体层的两面的电极层、
覆盖所述电极层而设置的具有一个以上贯穿孔的保护层、
填充于所述保护层的所述贯穿孔的导电性的填充部件、及
与所述填充部件接触而设置的用于与外部装置连接的引线，
在至少一个所述引线中，当将表面的至少与所述填充部件接触的区域的面方向的长度设为A、将所述面方向的长度A中的表面的长度设为B时，B/A为1.5以上。
2.根据权利要求1所述的压电薄膜，其中，
所述保护层的所述贯穿孔被所述填充部件填满。
3.根据权利要求1或2所述的压电薄膜，其中，
所述引线具有导电性的主体及包覆所述主体的导电性的包覆层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电薄膜，其中，
所述填充部件从所述保护层的所述贯穿孔连续存在至所述保护层的与所述引线相对的表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压电薄膜，其中，
所述引线的至少与所述填充部件接触的区域的表面具备凹部及凸部中的至少一者，
所述凹部具有面方向的长度比开放端更长的部分，
所述凸部具有面方向的长度比基部更长的部分。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压电薄膜，其中，
所述引线为片状。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的压电薄膜，其中，
所述压电体层为在包含高分子材料的基质中包含压电体粒子的高分子复合压电体。
8.根据权利要求7所述的压电薄膜，其中，
所述高分子材料具有氰乙基。
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