CN116965059A

CN116965059A - 层叠压电元件

Info

Publication number: CN116965059A
Application number: CN202280018666.2A
Authority: CN
Inventors: 三好哲; 香川裕介
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2023-10-27

Abstract

本发明提供一种能够维持良好的压电特性的同时抑制发热的层叠压电元件。一种层叠压电元件，其层叠多层压电薄膜而成，所述压电薄膜具有：压电体层，由在包含高分子材料的基体中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及电极层，形成于压电体层的两面，其中，在将压电薄膜的在1kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值设为1时，在20kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值XE₂₀在0.6～1.5的范围内。

Description

层叠压电元件

技术领域

本发明涉及一种层叠压电元件。

背景技术

应对液晶显示器及有机EL显示器等、显示器的薄型化，对用于这些薄型显示器的扬声器也要求轻量化及薄型化。此外，在具有挠性的挠性显示器中，为了在不损害轻量性及挠性的情况下与挠性显示器一体化，还要求挠性。作为这样的轻量及薄型且具有挠性的扬声器，考虑采用具有与印加电压相应而伸缩的性质的片状压电薄膜。

并且，还可以考虑通过在具有挠性的振动板贴附具有挠性的激发器来使其成为具有挠性的扬声器。激发器是指通过与各种物品接触来安装振动物品发出声音的激励器。

作为这样的具有挠性的片状压电薄膜或者激发器，提出有使用基体中含有压电体粒子的复合压电体。

例如在专利文献1中记载有压电薄膜，其具有在常温由具有粘弹性的高分子材料构成的粘弹性基体中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体、形成于高分子复合压电体的两面的薄膜电极及形成于薄膜电极的表面的保护层。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-014063号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

这样的压电薄膜中，若电极层过厚，则压电体层的变形(振动)被阻碍而降低输出。因此，电极层形成得非常薄。然而，根据本发明人等的探讨，可知若电极层较薄，则存在发热量变大的问题。

本发明的课题在于提供一种通过解决这样的以往技术的问题点，能够维持良好的压电特性的同时抑制发热的层叠压电元件。

用于解决技术课题的手段

为了解决这种课题，本发明具有以下结构。

[1]一种层叠压电元件，其层叠多层压电薄膜而成，所述压电薄膜具有：压电体层，由在包含高分子材料的基体中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及电极层，形成于压电体层的两面，其中，

在将压电薄膜的在1kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值设为1时，在20kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值XE₂₀在0.6～1.5的范围内。

[2]根据[1]所述的层叠压电元件，其中,

高分子材料在常温具有粘弹性。

[3]根据[1]或[2]所述的层叠压电元件，其中,

XE₂₀在0.8～1.3的范围内。

[4]根据[1]至[3]中任一项所述的层叠压电元件，其中,

电极层的厚度为1μm以下。

[5]根据[1]至[4]中任一项所述的层叠压电元件，其中，

至少层叠在所述层叠压电元件的最外层的所述压电薄膜具有层叠在最外层侧的所述电极层的与所述压电层相反的一侧的面上的保护层，

保护层具有从表面贯通至电极层的孔部，

所述层叠压电元件具有：

导电部件，配置在孔部内；

导线，配置在所述保护层的所述孔部的表面，并经由导电部件与电极层电连接。

[6]根据[5]所述的层叠压电元件，其中,

若将孔部的开口面积设为A，将电极层的厚度设为t，将层叠压电元件的静电电容设为F，则F/(A×t)为260μF/mm³以下。

发明效果

根据这样的本发明，能够提供一种能够维持良好的压电特性的同时抑制发热的层叠压电元件。

附图说明

图1是示意地表示本发明的层叠压电元件的例子的图。

图2是示意地表示压电薄膜的一例的图。

图3是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图4是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的示意图。

图5是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的示意图。

图6是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的示意图。

图7是示意地表示本发明的层叠压电元件的另一例的图。

图8是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图9是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图10是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图11是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图12是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图13是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图14是表示频率与容抗Xc及等效串联电阻ESR的关系的图表。

图15是示意地表示本发明的层叠压电元件的另一例的俯视图。

图16是图15的侧面图。

图17是图16的B-B线截面的部分放大图。

图18是本发明的层叠压电元件的另一例的部分放大图。

图19是本发明的层叠压电元件中所使用的压电薄膜的另一例的部分放大图。

图20是图19的C-C线剖视图。

具体实施方式

以下，根据图式所示的优选实施方式，对本发明的层叠压电元件进行详细说明。

以下所记载的结构要件的说明根据本发明的代表性的实施方式而完成，但是本发明并不限定于这种实施方式。

另外，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。

[层叠压电元件]

本发明的层叠压电元件，其层叠多层压电薄膜而成，所述压电薄膜具有：压电体层，由在包含高分子材料的基体中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及电极层，形成于压电体层的两面，其中，

图1中，示意地表示本发明的层叠压电元件的一例。

图1所示的层叠压电元件50具有如下结构：在压电体层20的一个面具有第1电极层24，在另一个面层叠3片具有第2电极层26的压电薄膜10，通过粘接层(贴附层)19贴附相邻的压电薄膜。关于压电薄膜10的结构在后面进行详细说明。各压电薄膜10并列连接于电源。即，各压电薄膜10的第1电极层24通过布线来电连接并且连接于电源的一个电极，各压电薄膜10的第2电极层26通过布线来电连接并且连接于电源的另一电极。

另外，图1中，对各压电薄膜10的第1保护层28及第2保护层30的图示虽进行省略，但是各压电薄膜10可以具有第1保护层28及第2保护层30。

另外，图1所示的层叠压电元件50层叠了3层压电薄膜10而成，但本发明并不限制于此。即，若本发明的层叠压电元件层叠多层压电薄膜而成，则压电薄膜的层叠数可以为2层或者也可以为4层以上。关于该方面，后述的层叠压电元件也相同。

并且，图1所示的层叠压电元件50作为优选方式如标注于压电体层20的箭头所示那样层叠，以使相邻的压电薄膜10中的分极方向成为彼此相反。另外，本发明的层叠压电元件50并不限定于此，相邻的压电薄膜10中的分极方向可以为相同。

如图1所示，层叠压电元件50可以用作用于通过粘接层16粘接于振动板12来从振动板12发出声音的激发器。换句话说，振动板12及压电薄膜10经由粘接层16彼此接触来固定，压电薄膜10作为用于从振动板12发出声音的激发器来发挥作用。

层叠压电元件50层叠多片的压电薄膜10。因此，即使每1片压电薄膜10的刚性低、伸缩力小，通过层叠压电薄膜10，刚性也变高，作为层叠压电元件50的伸缩力也变大。其结果，层叠压电元件50中，即使振动板12具有一定程度的刚性，也能够以较大的力使振动板12充分挠曲，并使振动板12沿厚度方向充分振动，从而从振动板12上产生声音。

并且，压电体层20越厚，压电薄膜的伸缩力变得越大，但是相应地相同量伸缩时所需的驱动电压也变得越大。在此，如后述，压电薄膜10中，优选的压电体层20的厚度，即使最大也为300μm左右，因此即使对每个压电薄膜施加的电压减小，也能够充分伸缩压电薄膜。

各压电薄膜10的第1电极层24及第2电极层26上连接有施加使压电薄膜10伸缩的驱动电压的电源。

电源并无限制，可以为直流电源也可以为交流电源。并且，驱动电压也根据各压电薄膜的压电体层20的厚度及形成材料等适当地设定能够适当地驱动各压电薄膜的驱动电压即可。

并且，如图1所示，优选与电源连接，以使各压电薄膜的分极方向与电极层的极性的关系在所有压电薄膜中相同。由此，能够对各压电薄膜施加同位相的电压。即，在对压电薄膜施加电压时，所有压电薄膜的伸缩的行为成为同位相。因此，能够加强各压电薄膜的伸缩，并且能够提高作为压电薄膜整体的变形(输出)。即，可获得高的压电特性。

另外，本发明中，压电薄膜的分极方向通过d33计等进行检测即可。

或者，可以从上述时的电晕极化处理的处理条件得知压电体层20的分极方向。

〔压电薄膜〕

图2中通过剖视图示意地示出压电薄膜的一例。

如图2所示，压电薄膜10具有：压电体层20，具有压电性的片状物；第1电极层24，层叠于压电体层20中的其中一个表面；第1保护层28，层叠于第1电极层24上；第2电极层26，层叠于压电体层20的另一个表面；及第2保护层30，层叠于第2电极层26上。

压电体层20由在含有高分子材料的基体34中含有压电体粒子36的高分子复合压电体构成。并且，第1电极层24及第2电极层26为本发明中的电极层。

虽在后面进行叙述，作为优选方式，压电薄膜10(压电体层20)在厚度方向上极化。

作为一例，这样的压电薄膜10可以被利用于如下：在扬声器、麦克风及吉他等乐器中所使用的拾音器等各种音响装置(音响设备)中，基于与电信号对应的振动的声音的产生(再生)或用于将基于声音的振动转换成电信号。

并且，除此以外，压电薄膜也能够利用于感压传感器及发电元件等。

或者，压电薄膜也能够用作通过与各种物品基础并安装来使物品振动并发出声音的激励器(激发器)。

压电薄膜10中，第2电极层26与第1电极层24形成电极对。即，压电薄膜10具有如下结构：通过电极对即第1电极层24及第2电极层26夹持压电体层20的两面，通过第1保护层28及第2保护层30夹持该层叠体而成。

如此，压电薄膜10中，用第1电极层24及第2电极层26夹持的区域根据所施加的电压而伸缩。

另外，第1电极层24及第1保护层28以及第2电极层26及第2保护层30根据压电体层20的分极方向标注名称。因此，第1电极层24与第2电极层26以及第1保护层28与第2保护层30具有基本相同的结构。

并且，压电薄膜10除了这些层以外，例如可以具有包覆侧面等的压电体层20暴露的区域来防止短路等的绝缘层等。

若对具有这些压电薄膜10的第1电极层24及第2电极层26施加电压，则压电体粒子36根据所施加的电压在分极方向上伸缩。其结果，压电薄膜10(压电体层20)在厚度方向上收缩。同时，因帕松比的关系，压电薄膜10也在面内方向上伸缩。该伸缩为0.01～0.1％左右。另外，在面内方向上，沿所有方向各向同性地伸缩。

压电体层20的厚度优选为10～300μm左右。因此，厚度方向的伸缩最大也就0.3μm左右而非常小。

与此相对，压电薄膜10即压电体层20在面方向上具有比厚度稍大的尺寸。因此，例如，若压电薄膜10的长度为20cm，则压电薄膜10通过电压的施加最大也就伸缩0.2mm左右。

并且，若对压电薄膜10施加压力，则通过压电体粒子36的作用产生电力。

通过利用该点，压电薄膜10如上所述能够用于扬声器、麦克风及压力传感器等各种用途。

在此，本发明中，在将压电薄膜10的在1kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值设为1时，在20kHz频率下的Xc除以等效串联电阻ESR得到的值XE₂₀在0.6～1.5的范围内。

关于该方面，使用图3进行说明。

图3是示意性地表示压电薄膜10的容抗Xc及等效串联电阻ESR的频率特性的图表。

通过电极对夹持作为介电质的压电体层的结构与冷凝器等同样地由静电电容、等效串联电感、等效串联电阻串联连接的等效电路表示。在此，在本发明的压电薄膜所利用的可听区域(20Hz～20kHz)中，对等效串联电感没有贡献，因此压电薄膜10能够由静电电容C与等效串联电阻ESR串联连接的等效电路显示。

这样的等效电路中，基于静电电容C的容抗Xc＝1/(2π×f×C)与电源的频率f成反比例，因此如图3所示，若频率变高，则容抗Xc变小。该容抗Xc为驱动压电体层时的电压与电流的比。

另一方面，等效串联电阻ESR对应于因电阻成分而引起的发热。等效串联电阻ESR是因压电体层的电阻成分及电极层的电阻成分等引起。认为来自压电体层的发热在压电体层中所包含的压电体粒子引起域动作时作为摩擦热来显现。认为在这样的压电体层中，若电源的频率变高，则域动作的动作伴随频率消失，因此因域动作而引起的摩擦热变小。

并且，电极层的电阻成分与频率无关而几乎恒定。因此，如图3所示，等效串联电阻ESR伴随频率变高而变低，一定频率之后变得几乎恒定。

从抑制压电体层的发热的观点考虑，降低等效串联电阻ESR即可。

在此，通常在压电体中，域动作越活跃的压电性能变得越高。即，压电性能高的压电体具有发热变大的倾向。因此，难以在不牺牲压电性能的情况下抑制来自压电体层的发热。因此，在压电体层的贡献大的低频区域中难以降低等效串联电阻ESR。

另一方面，在频率高的区域(10kHz～20kHz)中，压电体层的贡献相对变小，电极层等电阻成分的贡献变大。

因此，等效串联电阻ESR通过压电薄膜的尺寸等而改变。另一方面，容抗Xc也取决于压电薄膜的尺寸等。因此，通过评价等效串联电阻ESR与容抗Xc的比的值，能够评价排除尺寸的影响的电阻成分。

本发明中，在将压电薄膜的在1kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值XE₁设为1时，在20kHz频率下的Xc除以ESR的值XE₂₀在0.6～1.5的范围。也就是说，通过将在20kHz频率下的值XE₂₀设为接近在频率1kHz下的值XE₁的值，将在20kHz频率下的发热的能量与输入的能量中的压电效果中所利用的能量的比设为接近在频率1kHz下的情况的值。由此，能够维持良好的压电特性的同时抑制发热。

在音频带内20kHz流动的电流最大，因此在XE₂₀小于0.6的情况下，发热变大而最差，并且存在热失控的问题。

另一方面，在值XE₂₀超过1.5的情况下，例如，若电极层非常厚，则30kHz的ESR降低，但是20kHz的ESR几乎没有变化，因此认为实质上没有音频带20kHz以内的好处。

从上述观点考虑，XE₂₀优选在0.6～1.5的范围内，更优选为在0.8～1.3的范围内，进一步优选为在1.0～1.1的范围内。

容抗Xc及等效串联电阻ESR例如能够通过使用Agilent公司制阻抗分析仪4294A来测量对频率的变化。

为了将XE₂₀设在上述范围内，优选为减少电极层的电阻。作为抑制电极层的电阻的方法，例如考虑增加电极层的厚度、缩短电流所流过的路径、作为电极层的材料使用体积电阻率低的材料、控制电极层的膜质等方法。并且，如本发明的层叠压电元件那样，在层叠多个压电薄膜而使用的情况下，并联连接多个压电薄膜也能够减少压电元件整体中的电阻。并且，组合多个这些方法也可以将XE₂₀设在上述范围内。

在此，如所述，若电极层太厚，则压电体层的变形(振动)被阻碍而降低输出(压电特性)。因此，电极层优选加厚到压电特性不降低的程度，但仅通过厚度的调整难以将XE₂₀设为上述范围。并且，电流所流过的路径长度能够通过设计电极与来自电源的布线的连接位置来调整，但是根据压电薄膜的大小，很难充分缩短，并且通过仅调整路径长度很难将XE₂₀设在上述范围内。

因此，优选将上述的方法组合多个而将XE₂₀设为上述范围。

＜压电体层＞

压电体层为由在包含高分子材料的基体中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成的层，并且为显示通过施加电压来进行伸缩的压电效果的层。

在压电薄膜10中，作为优选方式，压电体层20由在常温具有粘弹性的高分子材料构成的基体34中分散压电体粒子36而成的高分子复合压电体构成。另外，在本说明书中，“常温”是指0～50℃左右的温度范围。

其中，高分子复合压电体(压电体层20)优选具备以下用件。

(i)挠性

例如，作为携带用，像报纸或杂志那样文档以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，则产生其相应的大的弯曲压力，在高分子基体与压电体粒子的界面产生龟裂，结果有可能会导致破坏。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量向外部扩散，则能够缓解压力。因此，要求高分子复合压电体的损耗正切适度大。

综上所述，要求用作激发器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正切相对于20kHz以下的所有频率的振动适度大。

进而，优选根据所贴付的对象材料(振动板)的刚性(硬度、刚度、弹性常数)进行层叠，从而能够简便地调节弹簧常数，此时，粘接层越薄，越能够提高能量效率。

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存弹性系数(杨氏模量)的下降(松弛)或损失弹性系数的极大(吸收)。其中，通过非晶区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)，最明显地显现粘弹性松弛机构。

在高分子复合压电体(压电体层20)中，通过将玻璃化转变点在常温的高分子材料，换句话说，在常温具有粘弹性的高分子材料用于基体中，实现相对于20Hz～20kHz的振动展现硬性，相对于数Hz以下的慢振动展现柔软性的高分子复合压电体。尤其，从优选地发现该动作等方面考虑，优选将频率在1Hz下的玻璃化转变点在常温即0～50℃下的高分子材料用于高分子复合压电体的基体中。

作为在常温具有粘弹性的高分子材料，可以利用公知的各种材料。优选在常温即0～50℃下，使用基于动态粘弹性试验而得的频率在1Hz的损耗正切Tanδ的极大值为0.5以上的高分子材料。

由此，在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体与压电体粒子的界面的压力集中得到松弛，能够期待高挠性。

并且，在常温具有粘弹性的高分子材料优选如下：基于动态粘弹性测量而得频率在1Hz的储存弹性系数(E’)在0℃下为100MPa以上，在50℃下为10MPa以下。

由此，能够减小在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，在常温具有粘弹性的高分子材料中，若在25℃下相对介电常数为10以上，则更优选。由此，在向高分子复合压电体施加电压时，对高分子基体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，则高分子材料在25℃下相对介电常数还优选为10以下。

作为满足这些条件的在常温具有粘弹性的高分子材料，例示出氰乙基化聚乙烯醇(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，这些高分子材料可以仅使用1种，也可以并用(混合)多种进行使用。

使用这些在常温具有粘弹性的高分子材料的基体34根据需要可以并用多种高分子材料。

即，在基体34中，以调节介电特性或机械特性等为目的，除了氰乙基化PVA等粘弹性材料以外，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、亚乙烯基二氰-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、氰乙基羟基支链淀粉、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、氰乙基支链淀粉、氰乙基聚羟基亚甲基、氰乙基缩水甘油支链淀粉、氰乙基蔗糖及氰乙基山梨糖醇等具有氰基或氰乙基的聚合物以及丁腈橡胶及氯丁二烯橡胶等合成橡胶等。

其中，具有氰乙基的高分子材料优选地被利用。

并且，压电体层20的基体34中，除了氰乙基化PVA等在常温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，除了介电性聚合物以外，以调节玻璃化转变点Tg为目的，在基体34中也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、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及云母等热固性树脂。

此外，以提高粘结性为目的，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20的基体34中，添加了氰乙基化PVA等除了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，但是优选以在基体34中所占比例设为30质量％以下。

由此，不损害基体34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36及电极层的密接性提高等方面能够获得优选的结果。

压电体粒子36由具有钙钛矿型或纤锌矿型结晶结构的陶瓷粒子构成。

作为构成压电体粒子36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。

这些压电体粒子36的粒径并无限制，根据压电薄膜10的尺寸及压电薄膜10的用途等适当进行选择即可。压电体粒子36的粒径优选为1～10μm。

通过将压电体粒子36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挠性等方面能够获得优选的结果。

另外，在图2中，压电体层20中的压电体粒子36均匀且有规则地分散于基体34中，但是本发明并不限定于此。

即，压电体层20中的压电体粒子36优选若均匀地分散，则也可以不规则地分散于基体34中。

在压电薄膜10中，压电体层20中的基体34与压电体粒子36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中所要求的特性等可以适当进行设定。

压电体层20中的压电体粒子36的体积分率优选为30～80％，更优选为50％以上，进一步优选设为50～80％。

通过将基体34与压电体粒子36的量比设在上述范围，在能够兼顾高压电特性和挠性等方面能够获得优选的结果。

在以上的压电薄膜10中，作为优选方式，压电体层20为将压电体粒子分散于高分子基体中而成的粘弹性复合压电体层，该高分子基体包含在常温具有粘弹性的高分子材料。然而，本发明并不限于此，作为压电体层，能够利用公知的压电元件中所使用的在包含高分子材料的基体中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体。

在压电薄膜10中，压电体层20的厚度并无特别限定，根据压电薄膜10的用途、后述的压电元件中的压电薄膜10的层叠数、压电薄膜10中所要求的特性等可以适当进行设定。

压电体层20越厚，在所谓片状物的刚度等刚性等方面越有利，但是为了使压电薄膜10以相同量伸缩而所需的电压(电位差)变大。

压电体层20的厚度优选为10～300μm，更优选为20～200μm，进一步优选为30～150μm。

通过将压电体层20的厚度设在上述范围内，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。

＜保护层＞

压电薄膜10中，第1保护层28及第2保护层30被覆第2电极层26及第1电极层24，并且起到对压电体层20赋予适当的刚性及机械强度的作用。即，在压电薄膜10中，由基体34及压电体粒子36构成的压电体层20对与缓慢弯曲变形显示出非常优异的挠性，但是根据用途存在刚性或机械强度不足的情况。压电薄膜10为了弥补其不足而设置第1保护层28及第2保护层30。

第1保护层28及第2保护层30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，通过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醇酯(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28及第2保护层30的厚度也并无限制。并且，第1保护层28及第2保护层30的厚度基本相同，但是也可以不同。

在此，若第1保护层28及第2保护层30的刚性过高，则不仅限制压电体层20的伸缩，也会损害挠性。因此，去除要求机械强度或作为片状物的良好的操作性的情况，第1保护层28及第2保护层30越薄越有利。

在压电薄膜10中，若第1保护层28及第2保护层30的厚度为压电体层20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，在电体层20的厚度为50μm且第1保护层28及第2保护层30由PET构成的情况下，第1保护层28及第2保护层30的厚度优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为25μm以下。

＜电极层＞

在压电薄膜10中，在压电体层20与第1保护层28之间形成第1电极层24，在压电体层20与第2保护层30之间形成第2电极层26。第1电极层24及第2电极层26为了对压电体层20(压电薄膜10)施加电压而设置。

本发明中，第1电极层24及第2电极层26的形成材料并无限制，能够利用各种导电体。具体而言，例示出碳、钯、铁、锡、铝、镍、铂、金、银、铜、钛、铬及钼等金属、这些合金、这些金属及合金的层叠体及复合体以及氧化铟锡等。其中，从容易将上述的XE₂₀设为上述范围内等的观点考虑，作为第1电极层24及第2电极层26的材料可优选地例示铜、铝、金、银、铂及氧化铟锡。

并且，第1电极层24及第2电极层26的形成方法也并无限制，能够利用各种基于真空蒸镀、离子辅助蒸镀及溅射等气相沉积法(真空成膜法)、镀覆而形成的膜或者贴附由上述材料所形成的箔的方法等公知的方法。

在此，即使在作为电极层的材料使用相同材料的情况下，电阻也根据电极层(金属膜)的膜质而变化。例如，若在膜中晶粒界及孔隙等较多，则电阻变大。因此，优选通过控制电极层的形成方法及形成条件来调整电极层的膜质。

在能够形成膜质良好的低电阻的膜等的理由而言，作为形成方法，优选离子辅助蒸镀及溅镀。通过如溅射及蒸镀的气相成膜法生长属薄膜通常成为柱状组织，但是其电阻取决于每单位面积的晶粒界密度，因此尽量每一根由粗的晶粒构成的柱状组织为理想。例如在溅射的情况下，尽可能提高基材温度来促进表面扩散并且尽可能降低气压而延长平均自由工序来抑制射影效果，由此能够制成空隙少的致密且晶粒直径大的柱状组织。此外，通过将如离子辅助的高速荷电粒子注入基材，也对促进表面扩散有效。

第1电极层24及第2电极层26的厚度并无限制。并且，第1电极层24及第2电极层26的厚度基本相同，但是也可以不同。

其中，与所述第1保护层28及第2保护层30同样地，若第1电极层24及第2电极层26的刚性过高，则不仅限制压电体层20的伸缩，也会损害挠性。因此，从挠性及压电特性的观点考虑，第1电极层24及第2电极层26越薄越有利。另一方面，若第1电极层24及第2电极层26太薄，则电阻变高，难以满足上述的XE₂₀的范围。

从以上观点考虑，第1电极层24及第2电极层26的厚度优选为3μm以下，更优选为2μm以下，进一步优选为1μm以下。并且，第1电极层24及第2电极层26的厚度为0.1μm以上，更优选为0.2μm以上，进一步优选为0.3μm以上。

并且，来自电源的布线连接于第1电极层24及第2电极层26，但是从缩短电流所流过的路径长度的观点考虑，例如在压电薄膜的平面形状为矩形状的情况下，优选将第1电极层24与布线的连接部位及第2电极层26与布线的连接部位设置于长边侧。并且，还优选在多处连接各电极层与布线。

如上所述，压电薄膜10优选具有如下结构：通过第1电极层24及第2电极层26夹持在包含在常温具有粘弹性的高分子材料的基体34中分散压电体粒子36而成的压电体层20，进而通过第1保护层28及第2保护层30夹持该层叠体而成。

这些压电薄膜10优选在常温具有基于动态粘弹性测量而得的频率在1Hz的损耗正切(Tanδ)的极大值，更优选在常温具有成为0.1以上的极大值。

由此，即使压电薄膜10从外部不断受到数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体与压电体粒子的界面产生龟裂。

关于压电薄膜10，基于动态粘弹性测量而得的频率在1Hz的储存弹性系数(E’)优选在0℃下为10～30GPa，在50℃下为1～10GPa。

由此，在常温压电薄膜10在储存弹性系数(E’)中能够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，关于压电薄膜10，厚度与基于动态粘弹性测量而得的频率在1Hz的储存弹性系数(E’)的积优选在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。

进而，关于压电薄膜10，在由动态粘弹性测量所获得的主曲线中，在25℃下在频率1kHz下的损耗正切(Tanδ)优选为0.05以上。

由此，使用了压电薄膜10的扬声器的频率特性变得平滑，也能够减小随着扬声器的曲率的变化而最低谐振频率f₀随之变化时的音质的变化量。

以下，参考图4～图6，对压电薄膜10的制造方法的一例进行说明。

首先，如图4所示，准备在第1保护层28上形成有第1电极层24的片状物10a。通过真空蒸镀、溅镀及镀覆等在第1保护层28的表面形成铜薄膜等而作为第1电极层24来制作该片状物10a即可。

在第1保护层28非常薄而操作性等差时，根据需要可以使用带有隔板(临时支撑体)的第1保护层28。另外，作为隔板，能够使用厚度25μm～100μm的PET等。在热压接第2电极层26及第2保护层30之后且在第1保护层28层叠任何部件之前去除隔板即可。

另一方面，在有机溶剂中溶解成为基体的材料的高分子材料，进而添加PZT粒子等压电体粒子36，并进行搅拌以制备分散而成的涂料。

作为除了上述物质以外的有机溶剂并无限制，能够利用各种有机溶剂。

当准备片状物10a且制备了涂料时，将该涂料浇铸(casting)(涂布)于片状物10a上，蒸发并干燥有机溶剂。由此，如图5所示，制作在第1保护层28上具有第1电极层24并且在第1电极层24上形成压电体层20而成的层叠体10b。另外，第1电极层24是指涂布压电体层20时的基材侧的电极，并不表示层叠体中的上下的位置关系。

该涂料的浇铸方法并无限制，能够利用所有滑动式涂布机及刮刀等公知的方法(涂布装置)。

如上述，在压电薄膜10中，基体34中除了氰乙基化PVA等粘弹性材料以外，也可以添加介电性高分子材料。

向基体34中添加这些高分子材料时，溶解添加到上述的涂料中的高分子材料即可。

在制作了在第1保护层28上具有第1电极层24、在第1电极层24上形成压电体层20而成的层叠体10b后，优选进行压电体层20的极化处理(轮询(Polling))。

压电体层20的极化处理的方法并无限制，能够利用公知的方法。

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20的表面平滑化的压光处理。通过实施该压光处理，顺利地进行后述的热压接工序。

在如此进行层叠体10b的压电体层20的极化处理的同时，准备在第2保护层30上形成有第2电极层26的片状物10c。通过真空蒸镀、溅镀、镀覆等在第2保护层30的表面形成铜薄膜等而作为第2电极层26来制作该片状物10c即可。

接着，如图6所示，将第2电极层26朝向压电体层20来将片状物10c层叠于结束了压电体层20的极化处理的层叠体10b。

进而，以夹持第2保护层30及第1保护层28的方式，通过热压机装置或加热辊对等热压接该层叠体10b与片状物10c的层叠体之后，裁切成所期望的形状来制作压电薄膜10。

另外，到目前为止的工序，也可以不用片状，而是使用以网状、也就是片材长时间连接的状态卷绕的部件一边输送一边进行。层叠体10b与片状物10c均为网状，也能够如上所述那样进行热压接。在该情况下，压电薄膜10在该时点制作成网状。

此外，在贴合层叠体10b与片状物10c时，也可以设置特殊的糊层。例如，也可以在片状物10c的第2电极层26的面上设置糊层。最优选的糊层为与基体34相同的材料。将相同的材料涂布于第2电极层26的面，也能够进行贴合。

[层叠压电元件的另一方式]

在此，在图1所示的例中，层叠压电元件50为层叠多片压电薄膜10而成的结构(以下，也称为单片型层叠压电元件)，但是本发明的层叠压电元件并不限于此，能够利用各种结构。

图7中示出其中一例。另外，图7所示的层叠压电元件56使用多个与上述的层叠压电元件50相同的部件，因此相同部件中标注相同符号，说明主要进行不同的部位。

图7所示的层叠压电元件56通过在长度方向上折回1次以上(优选为多次)长条的压电薄膜10L以层状层叠多层压电薄膜。并且，与上述的图1所示的层叠压电元件50同样地，图7所示的压电元件56也作为优选方式通过粘接层19来贴附通过折回而层叠的压电薄膜。

通过将在厚度方向分极的长条的1片压电薄膜10L折回而层叠，与层叠方向相邻(对面)的部分的压电薄膜的分极方向如图7中以箭头所示那样成为反方向。

另外，图7中，对压电薄膜10L的第1保护层28及第2保护层30的图示虽进行省略，但是压电薄膜10L可以具有第1保护层28及第2保护层30。

根据该结构，能够通过仅一片的长条的压电薄膜10L来构成层叠压电元件56，并且，用于施加驱动电压的电源PS只需要1个，进而来自压电薄膜10L的电极的引出也可以为1处。

因此，根据图7所示的层叠压电元件56，能够降低零件数量并且简化结构，提高作为压电元件(模组)的可靠性，进而实现减少成本。

然而，折回这样的一片长条的压电薄膜10L的结构(以下，也称为蛇腹型压电元件)容易导致电流所流过的路径长度变长，并且，如单片型层叠压电元件那样无法并联连接多个压电薄膜，因此从满足上述的XE₂₀的范围的观点考虑，优选单片型层叠压电元件。

如图7所示的压电元件56，在折回长条的压电薄膜10L的压电元件56中，优选在压电薄膜10L的折回部与压电薄膜10L抵接而掺入芯棒58。

如上所述，压电薄膜10L的第1电极层24及第2电极层26由金属的蒸镀膜等形成。若金属的蒸镀膜以锐角弯曲，则容易出现裂缝(裂纹)等，并且有可能会导致电极断线。即，在图7所示的压电元件56中，在弯曲部的内侧，在电极上容易出现裂缝等。

与此相对，在折回长条的压电薄膜10L的压电元件56中，通过将芯棒58插入压电薄膜10L的折回部，能够防止第1电极层24及第2电极层26被弯曲，并且适当地防止产生断线。

＜粘接层＞

贴附压电薄膜10彼此的粘接层19以及贴附层叠压电元件50与振动板12的粘接层16并无限制，能够利用公知的各种粘合剂及粘接剂。

只要粘接层能够贴附部件彼此，则可以利用各种公知的粘接层。

因此，粘接层可以为由贴合时具有流动性而其后变成固态的粘接剂组成的层，也可以为由贴合时为凝胶状(橡胶状)的柔软的固态而其后也保持凝胶状的状态的粘合剂组成的层，还可以为由具有粘接剂与粘合剂这两者的特征的材料组成的层。

在此，关于本发明的层叠压电元件50，通过使所层叠的多片压电薄膜10伸缩，例如使振动板12振动而发出声音。因此，优选为直接传递各压电薄膜10的伸缩。若在压电薄膜10之间存在如松弛振动的具有粘性的物质，则会导致压电薄膜10的伸缩能量的传递效率变低，从而导致压电薄膜10的驱动效率降低。

若考虑到这一点，粘接层优选为可获得固态且较硬的粘接层的、由粘接剂组成的粘接剂层，而不是由粘合剂组成的粘合剂层。作为更优选的粘接层，具体而言，可优选地例示出由聚酯系粘接剂及苯乙烯·丁二烯橡胶(SBR)系粘接剂等热塑性类型的粘接剂组成的贴附层。

粘接与粘合不同，在要求高粘接温度时有用。并且，热塑性类型的粘接剂兼备“相对低温、短时间及强粘接”，因此优选。

粘接层的厚度并无限制，根据粘接层的形成材料，可以适当设定能够显出充分的贴附力(粘接力、胶接力)的厚度。

在此，关于本发明的层叠压电元件50，粘接层越薄越提高压电体层20的伸缩能量(振动能量)的传递效果，能够提高能量效率。并且，若粘接层厚且刚性高，则也有可能会限制压电薄膜的伸缩。并且，如图1所示，在将相邻的压电薄膜10的分极方向设为相反而层叠的结构的情况下，相邻的压电薄膜10彼此不会短路，因此能够使粘接层变薄。

若考虑到这一点，则粘接层优选比压电体层20薄。即，在本发明的层叠压电元件50中，粘接层优选硬且薄。

具体而言，关于粘接层的厚度，贴附后的厚度优选为0.1～50μm，更优选为0.1～30μm，进一步优选为0.1～10μm。

本发明的层叠压电元件50中，若粘接层的弹性常数高，则具有可能会限制压电薄膜10的伸缩。因此，粘接层的弹性常数与压电薄膜10的弹性常数优选相等或为其以下。另外，弹性常数为“厚度×杨氏模量”。

具体而言，粘接层的厚度与基于动态粘弹性测量而得的频率在1Hz的储存弹性系数(E’)的乘积为在0℃下为2.0×10⁶N/m以下，在50℃下优选为1.0×10⁶N/m以下。

并且，关于粘接层的基于动态粘弹性测量而得的频率在1Hz的内部损失，在由粘合剂构成的粘接层的情况下，在25℃下为1.0以下，在由粘接剂构成的粘接层的情况下，在25℃下优选为0.1以下。

＜振动板＞

作为振动板12并无限制，能够利用各种物品。

作为振动板12，作为一例，例示出树脂制的板及玻璃板等板材、看板等广告·通知介质、桌子、白板及投影用屏幕等办公室设备及家具、有机发光元件(OLED(Organic LightEmitting Diode))显示器及液晶显示器等显示元件、控制台、A柱、顶篷及保险杆等汽车等车辆的部件以及住宅的墙壁等建材等。

贴附本发明的层叠压电元件50的振动板12优选具有挠性，更优选可以卷绕。

作为具有挠性的振动板12，可尤其优选地例示挠性显示器面板等具有挠性的面板状的显示装置。并且，显示装置也更优选可以卷绕。

在此，在振动板12被卷绕时，优选根据振动板12的卷绕的曲率，层叠压电元件50也与振动板12一同弯曲，以免层叠压电元件50从振动板12剥离。另外，压电薄膜10具有适当的挠性，因此本发明的层叠压电元件50基本上也显现良好的挠性。

此时，振动板12的卷绕的曲率为基本上确定的曲率，但是振动板12的卷绕的曲率也可以可变。

在本发明中，将显示装置设为振动板12时，层叠压电元件50优选贴附于显示装置的背面侧、即显示装置的非图像显示面侧。

此时，粘接层16的面方向的尺寸优选为与层叠压电元件50的平面形状的尺寸相同的尺寸，或者为其以下的尺寸。

另外，作为振动板12利用显示装置时，可以将挠性显示面板等显示装置本身设为振动板12或者也可以将与设置于显示装置的板状部件或显示装置卡合的板状部件设为振动板12。

在振动板12可以卷绕的情况下，优选在没有卷绕振动板12的状态下对压电薄膜10通电驱动电流，在卷绕振动板12时，优选使压电薄膜10不通电。

并且，在振动板12如显示装置那样进行电驱动的情况下，优选在不会卷绕振动板12的状态下对压电薄膜10及/或振动板12通电驱动电流，在卷绕振动板12时，优选使压电薄膜10及/或振动板12不通电。

这些切换通电及非通电的方法可以利用各种公知的方法。

在此，从在宽频带提高声音的观点考虑，层叠压电元件的平面形状优选为矩形状(长方形状)(参考图15)。并且，在将层叠压电元件的平面形状设为矩形状的情况下，通过不改变短边的长度W₁而使长边的长度W₂变得更长，能够在相同的施加电压下更加提高声压。因此，能够更加降低用于获得相同声压的电压，并且能够抑制发热量。

图15中示出矩形状层叠压电元件的一例的俯视图。图16中示出从短边侧观察图15的侧面图。图16中省略粘接层及电极的引出部的图示。图15及图16所示的例为多次折回长条的压电薄膜10L来制得层叠体的例。图15及图16所示的例中，多个折回的方向成为短边方向。

另外，在图15及图16所示的例中，以折回而层叠的区域的短边的长度变得相同的方式折回，但是仅最表面的层的端部形成为具有从层叠部分突出的突出部60。如图15所示，分别在突出部60的长度方向的两端部附近设置有电极的突出部(62、64)。

如此将层叠压电元件的平面形状设为矩形状，不改变短边的长度W₁而使长边的长度W₂更长，由此可以将抑制发热量的结构与上述的本发明的层叠压电元件组合。

从维持声压的同时抑制发热量的观点考虑，长边的长度W₂与短边的长度W₁的比优选为3～30，更优选为3～20，进一步优选为3～10。

在此，在矩形状层叠压电元件中，短边的长度相同而长边的长度不同的层叠压电元件，通过制作长边更长的压电薄膜的层叠体，之后，根据需要进行切断，由此能够更简化制造工艺。例如，制作长边46cm×短边3cm的压电薄膜的层叠体，在从其中一个短边至20cm的位置进行切断，由此能够制作长边20cm×短边3cm的层叠压电元件及长边26cm×短边3cm的层叠压电元件。

如图16所示，将折回多次长条的压电薄膜10L而作为层叠体与纸面平行地进行切断时的放大B-B线截面的局部的图示于图17中。

在层叠压电薄膜10L后进行了切断的情况下，如图17所示，压电薄膜10L的各层的短边侧的端部在相同方向上变形。在图示例中，各层的端部在下方向变形。如此，各层的切断的端部在相同方向上变形，因此能够防止各层之间的电极层接触而产生短路。并且，在各层之间具有粘接层19，因此粘接层成为绝缘体，能够防止各层之间的电极层接触而产生短路。

另外，在本发明中，在切断长条的压电薄膜10L之后，也可以折回多次切断的压电薄膜10L而层叠。在该情况下，如图18所示，压电薄膜10L的各层的短边侧的端部在与相邻的层相反方向上变形。在折回多次压电薄膜10L而层叠的结构中，相邻的层的对面的电极层连接，因此即使接触也没有问题，难以与极性不同的电极层接触，因此能够防止产生短路。

在本发明中，作为压电薄膜的电极层与布线的连接方法并无特别限定，能够通过各种公知的方法连接。例如，电极层及保护层在压电体层的面方向外部设置以凸状突出的部位，也可以将布线连接于该突出部的电极层。或者，如图19及图20所示的例，去除保护层(在图20中为第2保护层30)的局部来形成孔部70，在该孔部70上配置银糊等导电部件72电导通导电部件72与电极层(在图20中为第2电极层26)，经由该导电部件72也可以将布线(导线74a)连接于电极层(第2电极层26)。

在层叠压电元件为单片型的情况下，优选在配置于至少层叠压电元件的最外层的压电薄膜的最外层侧的电极层上配置保护层。另外，单片型层叠压电元件的所有压电薄膜也可以具有保护层。

在此，在本发明的层叠压电元件中，在至少1个压电薄膜中，保护层具有从表面贯通至电极层的孔部，在孔部内配置(填充)导电部件，在导线(布线)经由导电部件与电极层电连接的结构的情况下，若将孔部的开口面积设为A，将电极层的厚度设为t，将层叠压电元件的静电电容设为C，则C/(A×t)优选为260μF/mm³以下。

在保护层设置孔部，在孔部配置导电部件并且经由导电部件来连接导线与电极层的结构的情况下，施加到层叠压电元件的电流全部流过导电部件，因此在电流集中更容易在导电部件及电极层的导电部件接触的部分(以下，也称为电极接点部)发热。因此，在连续驱动层叠压电元件时等，有可能发生导致层叠压电元件的温度变高的问题。

与此相对，通过将C/(A×t)设为260μF/mm³以下，即层叠压电元件的静电电容降低及/或增加电极接点部中的电极层的体积，能够降低电极接点部的电流密度，并且能够抑制电极接点部的局部发热。

从发热抑制的观点考虑，C/(A×t)更优选为260μF/mm³以下，进一步优选为150μF/mm³以下。另一方面，从生产率的观点考虑，C/(A×t)优选为50μF/mm³以上。

在此，层叠压电元件的静电电容C在从构成层叠压电元件的压电薄膜的各电极层引出的布线之间使用LCR计(例如，NF Corporation制ZM2372)等进行测量即可。测量时，在测量频率1kHz、电压5V下实施。

另外，在层叠压电元件为单片型的情况下，在将各压电薄膜的2个电极层分别连接相同极性的电极层彼此的状态下，即并联连接多个压电薄膜的状态下，测量作为层叠压电元件的静电电容C即可。

另外，压电薄膜的静电电容C根据压电体层的厚度、压电体层的面积、压电体层的相对介电常数来确定。因此，通过调整这些，能够调整压电薄膜的静电电容C。

并且，关于孔部的开口面积A(平面视中的面积)，能够通过CNC图像测量机(Mitutoyo Corporation制Quick Vision等)测量去除导线而暴露的保护层的孔部。在看不到孔部的轮郭的情况下，也可以去除导电部件。此时，需要选择不会对保护层造成损伤的方式。

从降低C/(A×t)的观点考虑，孔部的开口面积A优选较大。另一方面，若孔部的开口面积A太大，则在生产率的方面不利。

并且，孔部的开口部的形状(平面视中的形状)并无限定，能够制成圆形状、楕圆形状、矩形状、多边形状、不规则形状等各种形状。从形成的容易性等的观点考虑，优选为圆形状。

孔部的形成方法并无限制，根据保护层的形成材料通过公知的方法进行即可。作为孔部的形成方法，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。

关于电极层的厚度，能够通过在使用超薄切片机(Leica制UC6等)切断压电薄膜之后，使用SEM(Hitachi High-Tech Corporation制SU8220等)观察截面来进行测量。

作为导电部件，能够使用银糊等导电糊料、焊锡、导电布、金属布及导电性聚氨酯泡沫等。

作为导电糊料，可使用将银、铜、金、碳、镍、焊锡等作为填料的材料。使用分配器等将导电糊料填充于孔部内即可。导电糊料优选填充足够的量以充满孔部。更优选为填充从孔部盛满导电糊料的量或者填充从孔部溢出导电糊料的量。

导电布例如为用通过电镀树脂制的线的表面等在金属膜上涂布的线编织的织布或者不织布。作为导电布，能够使用各种公知的导电布。作为导电布，例如可举出对由PET构成的线的表面进行Cu电镀或进行Ni电镀的导电布。具体而言，作为导电布，能够使用SEIRENCo.,LTD制Sui-10-511M。

金属布为用金属线编织的织布或不织布。作为金属布，能够使用各种公知的金属布。作为一例，作为金属布能够使用Okutani Ltd.制平织金网Φ0.05×200m/s。

导电性聚氨酯泡沫在软质聚氨酯泡沫中载持炭黑等导电性粒子。作为导电性聚氨酯泡沫，能够使用各种公知的导电性聚氨酯泡沫。

并且，导电部件的厚度优选比保护层的厚度更厚。由此，能够可靠地连接导电部件与导线。

作为导线，能够使用由具有导电性的金属材料形成的片状物(金属箔)或丝线状物(金属线)。导线的材料可优选地例示铜、铝、镍、锡、金及银等。并且，作为导线，可以使用FFC电缆。

导线的形状及大小并无特别限定。导线的形状及大小能够与导电部件电连接，并且能够用作突出电极的形状及大小即可。

并且，导线与导电部件的连接通过公知的方法进行即可。在导电部件为导电糊料的情况下，在使导线与导电糊料接触之后使导电糊料固化，也可以连接导线与导电部件。或者，在使导线与导电部件接触的状态下，覆盖接触部的至少一部分，将贴附带贴附于保护层上，由此也可以连接导线与电部件。或者，在使导线与导电部件接触的状态下贴附导线与保护层，由此也可以固定导线与导电部件的连接。

以上，对本发明的层叠压电元件进行了详细说明，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改变。

实施例

以下，举出本发明的具体的实施例，对本发明进行更详细的说明。另外，本发明不限定于该实施例，以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理工序等只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当地进行改变。

[实施例1]

准备了通过溅镀在厚度4μm的PET薄膜上形成厚度100nm的铜薄膜而成的片状物10a及10c。即，在本例中，第1电极层24及第2电极层26为厚度100nm的铜薄膜，第1保护层28及第2保护层30成为厚度4μm的PET薄膜。

将铜薄膜溅镀于PET薄膜上时的气压设为0.4Pa，基材温度(PET薄膜的温度)设为120℃。下述表1的电极层的形成方法的一栏中，在与实施例1相同的条件下进行溅镀的情况表示为“溅镀1”。

另外，在工艺中，为了获得良好的操作性，PET薄膜中使用附厚度50μm的隔板(临时支撑体PET)的薄膜，在片状物10c的热压接后，除去各保护层的隔板。

首先，以下述的组成比，将氰乙基化PVA(CR-V Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)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，并且通过螺旋桨混合器(旋转圈数2000rpm)进行分散，从而制备了用于形成压电体层20的涂料。

·PZT粒子···········300质量份

·氰乙基化PVA·······15质量份

·MEK··············85质量份

另外，PZT粒子使用了在1000～1200℃下烧结市售的PZT原料粉之后，以使其成为平均粒径5μm的方式进行压碎及分级处理的粒子。

使用滑动式涂布机在预先准备的片状物10a的第1电极层24(铜薄膜)上涂布了预先制备的用于形成压电体层20的涂料。另外，以干燥后的涂膜的膜厚成为20μm的方式涂布了涂料。

接着，在120℃的加热板上加热干燥将涂料涂布于片状物10a上的物质，由此使MEK蒸发，形成了层叠体10b。

在层叠体10b上，使第2电极层26(铜薄膜侧)侧朝向压电体层20来层叠片状物10c，在120℃下进行了热压接。

从而，制作了依次具有第1保护层28、第1电极层24、压电体层20、第2电极层26及第2保护层30的压电薄膜10。

将制作的压电薄膜切成平面视的大小200mm×190mm，在长度方向上折回4次，制作了蛇腹型压电元件56。折回而接触的面彼此使用热粘接片(NITTO SHINKO CORPORATION制FB-ML4)进行贴合。

并且，在折回后的压电薄膜的长边的一端侧，如下述那样连接第1电极层24与布线，在另一端侧连接第2电极层26与布线。

第1保护层及第2保护层分别使用激光加工机，形成了孔部。孔部的开口形状设为圆形状，开口面积设为60mm²。作为导电部件，使用含有Ni填料的导电糊料，作为布线(导线)使用厚度35μm的铜箔。使用分配器将导电糊料填充于孔部之后，使布线接触并且对导电糊料进行干燥而使其固化。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图8中。由图8可知，1kHz的容抗Xc为148Ω，等效串联电阻ESR为12.2Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.1。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.29Ω，等效串联电阻ESR为0.77Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为10.8。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.89。

并且，使用LCR计(例如，NF Corporation制ZM2372)测量连接于制作的层叠压电元件的第1电极层24的布线与连接于第2电极层26的布线之间的静电电容，其结果为1.2μF。因此，以静电电容C除以孔部的开口面积A及电极层的厚度t的C/(A×t)为200.0μF/mm³。

[实施例2]

将第1电极层24及第2电极层26(铜薄膜)的厚度设为150nm，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图9中。由图9可知，1kHz的容抗Xc为149Ω，等效串联电阻ESR为12.3Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.1。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.32Ω，等效串联电阻ESR为0.58Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为14.3。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为1.18。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为1.2μF。C/(A×t)为133.3μF/mm³。

[实施例3]

将在实施例1中制作的压电薄膜10切成5片平面视的大小200mm×38mm，层叠切出的5片压电薄膜10，制作了单片型压电元件50。相邻的压电薄膜10彼此使用热粘接片(NITTOSHINKO CORPORATION制FB-ML4)进行贴合。

并且，在各压电薄膜10的200mm的边各自的宽度方向的一侧连接第1电极层24与布线，在另一侧连接第2电极层26与布线。即，分别在2个部位连接各压电薄膜10的第1电极层24与布线及第2电极层26与布线。并且，各压电薄膜10被并联连接。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图10中。由图10可知，1kHz的容抗Xc为150Ω，等效串联电阻ESR为12.1Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.1。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.37Ω，等效串联电阻ESR为0.70Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为12.0。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.99。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为1.2μF。C/(A×t)为200.0μF/mm³。

[实施例4]

通过离子辅助蒸镀来形成铜薄膜，将厚度设为150nm，除此以外，以与实施例3相同的方式制作了单片型压电元件50。

将铜薄膜离子辅助蒸镀于PET薄膜上时的离子枪使用了TELEMARK公司制ST55(1500W、7A、225eV)。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图11中。由图11可知，1kHz的容抗Xc为148Ω，等效串联电阻ESR为12.1。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.2。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.28Ω，等效串联电阻ESR为0.73Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为11.4。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.93。

[实施例5]

将孔部的开口面积A设为40mm²，除此以外，以与实施例2相同的方式制作了蛇腹型压电元件。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为147Ω，等效串联电阻ESR为12.9Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为11.4。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.36Ω，等效串联电阻ESR为0.68Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为12.3。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为1.08。

[实施例6]

将第1电极层24及第2电极层26(铜薄膜)的厚度设为300nm，将孔部的开口面积A设为20mm²，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为145Ω，等效串联电阻ESR为10.2Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为14.2。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.44Ω，等效串联电阻ESR为0.49Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为17.2。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为1.21。

[实施例7]

将孔部的开口面积A设为30mm²，除此以外，以与实施例6相同的方式制作了压电薄膜。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为145Ω，等效串联电阻ESR为10.0Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为14.5。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.43Ω，等效串联电阻ESR为0.44Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为19.2。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为1.33。

[实施例8]

将孔部的开口面积A设为15mm²，除此以外，以与实施例6相同的方式制作了压电薄膜。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为146Ω，等效串联电阻ESR为10.4Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为14.0。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.46Ω，等效串联电阻ESR为0.54Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为15.7。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为1.12。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为1.2μF。C/(A×t)为266.6μF/mm³。

[比较例1]

通过真空蒸镀形成铜薄膜，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了蛇腹型压电元件。

将铜薄膜真空蒸镀于PET薄膜上时的蒸镀源设为电阻加热方式，基材温度设为50℃，气压设为5×10^-3Pa。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图12中。由图12可知，1kHz的容抗Xc为151Ω，等效串联电阻ESR为11.8Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.8。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.33Ω，等效串联电阻ESR为1.25Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为6.7。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.52。

[比较例2]

将铜薄膜溅镀于PET薄膜上时的气压设为1.2Pa，将基材温度(PET薄膜温度)设为60℃，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了蛇腹型压电元件。下述表1的电极层的形成方法的一栏中，在与比较例2相同的条件下进行溅镀的情况表示为“溅镀2”。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图13中。由图13可知，1kHz的容抗Xc为152Ω，等效串联电阻ESR为11.6Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为13.1。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.34Ω，等效串联电阻ESR为1.15Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为7.25。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.55。

[比较例3]

将在实施例1中制作的压电薄膜切成平面视的大小200mm×380mm，在长度方向上折回9次，制作了蛇腹型压电元件56。折回而接触的面彼此使用热粘接片(NITTO SHINKOCORPORATION制FB-ML4)进行贴合。

并且，在折回后的压电薄膜的长边的一端侧，连接第1电极层24与布线，在另一端侧连接第2电极层26与布线。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。将测量的频率与电阻值的图表示于图14中。由图14可知，1kHz的容抗Xc为64.1Ω，等效串联电阻ESR为6.12Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为10.5。另一方面，20kHz的容抗Xc为3.66Ω，等效串联电阻ESR为1.05Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为3.49。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.33。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为2.4μF。C/(A×t)为400.0μF/mm³。

[比较例4]

将孔部的开口面积A设为20mm²，除此以外，以与比较例2相同的方式制作了蛇腹型压电元件。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为150Ω，等效串联电阻ESR为13.5Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为11.1。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.31Ω，等效串联电阻ESR为1.41Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为5.9。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.53。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为1.2μF。C/(A×t)为600.0μF/mm³。

[比较例5]

将第1电极层24及第2电极层26(铜薄膜)的厚度设为300nm，将孔部的开口面积A设为8mm²，除此以外，以与比较例2相同的方式制作了蛇腹型压电元件。

通过上述的方法测量了制作的压电元件的容抗Xc及等效串联电阻ESR。1kHz的容抗Xc为146Ω，等效串联电阻ESR为12.2Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比＝Xc/ESR为12.0。另一方面，20kHz的容抗Xc为8.42Ω，等效串联电阻ESR为1.22Ω。因此，容抗Xc与等效串联电阻ESR的比Xc/ESR为6.90。设在1kHz的Xc/ESR为1时的在20kHz的Xc/ESR，即XE₂₀为0.58。

并且，制作的层叠压电元件的静电电容为1.2μF。C/(A×t)为500.0μF/mm³。

[评价]

将制作的层叠压电元件连接于连续驱动试验(40Vrms)上，将层叠压电元件悬空，测量了连续驱动1小时之后的层叠压电元件的到达温度。输入信号设为SN2信号。SN2信号为由JEITA规定的杂讯信号的规格，并且为消减了将白杂讯信号的高频成分或低频成分的杂讯信号。施加的电压的频率在20Hz～20kHz的区域内。并且，层叠压电元件的温度的测量部位设为显示最高到达温度的任一位置。

将结果示于表1中。

[表1]

由表1可知，本发明的压电元件与比较例相比，到达温度较低且能够抑制发热。并且，由实施例1与比较例2的对比可知，即使为相同的成膜方法，膜质也会根据成膜条件而变化，若膜质较差，则发热变大。并且，由实施例1与比较例3的对比可知，若电流所流过的路径长度变长，则发热变大。

并且，根据实施例1与实施例3的对比可知，在制成层叠压电薄膜的压电元件的情况下，优选并联连接压电薄膜。

并且，由实施例2与实施例5的对比以及实施例6～8的对比可知，C/(A×t)越小，到达温度越低，优选为260.0μF/mm³以下。

[参考例1]

准备了通过真空蒸镀在厚度5μm的PET薄膜上形成厚度300nm的铜薄膜而成的片状物10a及10c。对铜薄膜进行真空蒸镀时的条件设为与比较例1相同。即，在本例中，第1电极层24及第2电极层26为厚度300nm的铜薄膜，第1保护层28及第2保护层30成为厚度5μm的PET薄膜。

使用该片状物10a及10c，以与实施例1相同的方式形成厚度50μm的压电体层20，从而制作了长条的压电薄膜10L。

将制作的压电薄膜切成平面视的大小150mm×200mm，在150mm的方向上折回4次，制作了蛇腹型层叠压电元件。即，将层叠压电元件的短边设为30mm，将长边设为200mm。并且，折回而接触的面彼此使用丁二烯系粘合剂来进行贴合。粘接层的厚度设为30μm。

并且，在折回之后的层叠压电元件的长边的一端侧连接第1电极层24与布线，在另一端侧连接第2电极层26与布线。

[参考例2及3]

将长边的长度设为260mm、320mm，除此以外，以与参考例1相同的方式制作了层叠压电元件。

[评价]

将制作的层叠压电元件作为激发器贴付于振动板上，测量了声压。

作为振动板，使用了厚度0.8mm、纵450mm×横500mm的硬铝板。使振动板的横方向与层叠压电元件的长度方向一致，在振动板的大致中央贴附了层叠压电元件。

将层叠压电元件连接于连续驱动试验上，在施加电压40Vrms下进行驱动，通过置于从振动板的中心远离1m的距离的麦克风测量了声压。将1kHz～20kHz的各频率下的声压的测量结果示于表2中。

[表2]

由表2可知，通过增加长边的长度，能够主要普遍提高1kHz～15kHz的声压。

并且，将印加电压设为40Vrms时，长边的长度为200mm的层叠压电元件的温度为约40℃。通过长边的长度为260mm的层叠压电元件调整施加电压，通过长边的长度为200mm的层叠压电元件求出了成为与施加电压40Vrms的情况等同的声压的印加电压，其结果为32Vrms。此时，层叠压电元件的温度为约33℃。即，在通过长边的长度260mm的层叠压电元件实现与长边的长度200mm、施加电压40Vrms相同的声压的情况下，层叠压电元件的温度降低至约7℃。

由以上结果可知，通过增加层叠压电元件的长边的长度，能够在相同的施加电压下更加提高声压，因此能够更加降低用获得相同的声压，由此能够更加减少发热。

由以上的结果，本发明的效果较为明显。

符号说明

10-压电薄膜，10a、10c-片状物，10b-层叠体，12-振动板，16、19-粘接层，20-压电体层，24-第1电极层，26-第2电极层，28-第1保护层，30-第2保护层，34-粘弹性基体，36-压电体粒子，50、56-压电元件，58-芯棒，60-突出部，62、64-电极突出部，70-孔部，72-导电部件，74a、74b-导线。

Claims

1.一种层叠压电元件，其层叠多层压电薄膜而成，所述压电薄膜具有：

压电体层，由在包含高分子材料的基体中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及

电极层，形成于所述压电体层的两面，

其中，

在将所述压电薄膜的在1kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值设为1时，在20kHz频率下的容抗Xc除以等效串联电阻ESR得到的值XE₂₀在0.6～1.5的范围内。

2.根据权利要求1所述的层叠压电元件，其中,

所述高分子材料在常温具有粘弹性。

3.根据权利要求1或2所述的层叠压电元件，其中,

所述XE₂₀在0.8～1.3的范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的层叠压电元件，其中,

所述电极层的厚度为1μm以下。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的层叠压电元件，其中，

至少层叠在所述层叠压电元件的最外层的所述压电薄膜具有保护层，该保护层层叠在最外层侧的所述电极层的与所述压电层相反的一侧的面上，

所述保护层具有从表面贯通至所述电极层的孔部，

所述层叠压电元件具有：

导电部件，配置在所述孔部内；

导线，配置在所述保护层的所述孔部的表面，并经由所述导电部件与所述电极层电连接。

6.根据权利要求5所述的层叠压电元件，其中,

若将所述孔部的开口面积设为A，将所述电极层的厚度设为t，将所述层叠压电元件的静电电容设为C，则C/(A×t)为260μF/mm³以下。