JP2001250992A - Flexible piezoelectric element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は可撓性圧電素子に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible piezoelectric element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種の複合圧電素子は以下のよ
うなものであった。2. Description of the Related Art Heretofore, this type of composite piezoelectric element has been as follows.
【０００３】特開昭５３−６６７５３号公報（以下、引
例１とする）では、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電磁器材
料微粉末とポリ弗化ビニリデン樹脂から成る可撓性ピエ
ゾフィルム（厚さ０．０１mm〜１．０mm）が提案されて
いる。この可撓性フィルムの両面にアルミニウム真空蒸
着薄膜電極を形成し、更に、絶縁フィルムと金属箔から
成るシールド板を順次重ねて接着し、これをカッターで
所定の形状に切断し、その後、切断物を樹脂シートなど
可撓性絶縁層で包むピックアップが開示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-66753 (hereinafter referred to as Reference 1) discloses a flexible piezo film (thickness: 0.1 mm) composed of a fine powder of a lead zirconate titanate piezoelectric ceramic material and a polyvinylidene fluoride resin. 01 mm to 1.0 mm). Aluminum vacuum-deposited thin-film electrodes are formed on both sides of the flexible film, and furthermore, a shield plate made of an insulating film and a metal foil is sequentially laminated and adhered, and this is cut into a predetermined shape by a cutter. Which is wrapped with a flexible insulating layer such as a resin sheet.
【０００４】また、特開昭５５−６２６０５号公報（以
下、引例２とする）でも、高分子ー強誘電体磁器複合圧
電焦電体シート（厚さ１７０μm）が提案され、アルミ
ニウム真空蒸着電極膜電極をシート両面に形成した後、
（１２０〜１５０）℃で両アルミニウム電極膜間に（１
３０〜１５０）kV/cm、（１〜２）時間分極することが
開示されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-62605 (hereinafter referred to as Reference 2), a polymer-ferroelectric ceramic composite piezoelectric pyroelectric sheet (having a thickness of 170 μm) has been proposed, and an aluminum vacuum-deposited electrode film has been proposed. After forming the electrodes on both sides of the sheet,
(120-150) ° C., between both aluminum electrode films (1
(30-150) kV / cm for (1-2) hours.
【０００５】また、特開昭５６−６４８７号公報（以
下、引例３とする）でも、シート状複合圧電材料（厚さ
１４８μm）にＡｇ真空蒸着電極膜電極をシート両面に
形成した後、１２０℃恒温槽中で両Ａｇ電極膜間に２１
０kV/cm、１．５時間分極することが開示されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-6487 (hereinafter referred to as Reference 3), an Ag vacuum-deposited electrode film is formed on a sheet-shaped composite piezoelectric material (148 μm in thickness) on both sides of the sheet and then heated at 120 ° C. 21 between both Ag electrode films in a thermostat
It is disclosed that polarization is performed at 0 kV / cm for 1.5 hours.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】電極として、アルミニ
ウム、銀などの蒸着膜が引例１〜３で開示されている。
また、これら蒸着膜以外にも導電性のスパッタ膜や印刷
・焼成膜などが知られている。しかし、これらの電極膜
を複合圧電体シート表面に形成するとき、例えば、真空
蒸着装置、スパッタ装置、印刷装置・焼成炉などの専用
の製造装置を必要とし、また、複雑な手順も要求される
という課題があった。As electrodes, vapor-deposited films of aluminum, silver and the like are disclosed in References 1 to 3.
Further, in addition to these vapor-deposited films, conductive sputtered films, printed / fired films, and the like are known. However, when these electrode films are formed on the surface of the composite piezoelectric sheet, for example, a dedicated manufacturing apparatus such as a vacuum evaporation apparatus, a sputtering apparatus, a printing apparatus and a firing furnace is required, and complicated procedures are also required. There was a problem that.
【０００７】また、絶縁フィルムと金属箔から成るシー
ルド板が引例１で開示されているが、このシールド板
は、両面にアルミニウム蒸着電極膜の形成された可撓性
圧電体シートに積層して接着されるので、可撓性圧電体
シートの両面への電極膜蒸着工程を経た後シールド板が
接着されるという複雑な手順を必要としていた。A shield plate made of an insulating film and a metal foil is disclosed in Reference 1. This shield plate is laminated and adhered to a flexible piezoelectric sheet having an aluminum vapor-deposited electrode film formed on both surfaces. Therefore, a complicated procedure is required in which the shield plate is adhered after the electrode film deposition process on both surfaces of the flexible piezoelectric sheet.
【０００８】また、絶縁フィルムと金属箔から成るシー
ルド板は、通常、アルミニウム箔や銅箔（厚さ１０μm
以上）が高分子フィルム（厚さ１０μm以上）に接着さ
れた構成である。また、可撓性圧電体シートにシールド
板を接着するときにも接着剤層（厚さ１０μm以上）を
必要とする。この結果、接着剤層も含めた全体の厚さは
数十μm以上になるので、全体の可撓性は低下するとい
う課題もあった。Further, a shield plate made of an insulating film and a metal foil is usually made of an aluminum foil or a copper foil (thickness: 10 μm).
Is bonded to a polymer film (having a thickness of 10 μm or more). Also, when bonding the shield plate to the flexible piezoelectric sheet, an adhesive layer (having a thickness of 10 μm or more) is required. As a result, the entire thickness including the adhesive layer becomes several tens of μm or more, and there is a problem that the overall flexibility is reduced.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、一方の表面に金属膜を形成した第１高分
子フィルムと、高分子とセラミック圧電体粉末からなる
複合圧電体シートと、両面に金属膜を形成した第２高分
子フィルムとから成り、前記第１高分子フィルムの前記
金属膜と前記複合圧電体シートの一方の表面が接すると
共に前記第２高分子フィルムのどちらか一方の金属膜と
前記複合圧電体シートの他方の表面が接して構成された
可撓性圧電素子を提供する。According to the present invention, there is provided a composite piezoelectric sheet comprising a first polymer film having a metal film formed on one surface and a polymer and a ceramic piezoelectric powder. And a second polymer film having a metal film formed on both surfaces thereof, wherein the metal film of the first polymer film is in contact with one surface of the composite piezoelectric sheet and any one of the second polymer films is provided. Provided is a flexible piezoelectric element in which one metal film and the other surface of the composite piezoelectric sheet are in contact with each other.
【００１０】上記発明によれば、両面に金属膜を形成し
た第２高分子フィルムのどちらか一方の金属膜と複合圧
電体シートの他方の表面が接して構成されているので、
複合圧電体シートと接する金属膜は信号検出電極として
作用し、第２高分子フィルムの他方の金属膜はシールド
電極として作用する。両面に金属膜を形成した第２高分
子フィルムは、熱圧着により、接着剤を用いないで、容
易に複合圧電体シートに接着できるので、簡素な工程で
これら電極を複合圧電体シートに形成できる。According to the above invention, one of the metal films of the second polymer film having the metal films formed on both surfaces thereof is in contact with the other surface of the composite piezoelectric sheet.
The metal film in contact with the composite piezoelectric sheet functions as a signal detection electrode, and the other metal film of the second polymer film functions as a shield electrode. The second polymer film having the metal films formed on both sides can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding without using an adhesive, so that these electrodes can be formed on the composite piezoelectric sheet in a simple process. .
【００１１】また、第１高分子フィルムの金属膜と複合
圧電体シートの一方の表面が接する構成であるので、金
属膜は第１高分子フィルムの高分子フィルムにより外部
環境から保護される。第１高分子フィルムも第２高分子
フィルムと同様にして、熱圧着により、容易に複合圧電
体シートに接着できるので、簡素な工程で電極を複合圧
電体シートに形成できると共に同時にこの電極膜の保護
構成も形成できる。Since the metal film of the first polymer film is in contact with one surface of the composite piezoelectric sheet, the metal film is protected from the external environment by the polymer film of the first polymer film. Similarly to the second polymer film, the first polymer film can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding, so that the electrodes can be formed on the composite piezoelectric sheet in a simple process and at the same time, the electrode film A protective configuration can also be formed.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１にかかる可撓性
圧電素子は、一方の表面に金属膜を形成した第１高分子
フィルムと、高分子とセラミック圧電体粉末からなる複
合圧電体シートと、両面に金属膜を形成した第２高分子
フィルムとから成り、前記第１高分子フィルムの前記金
属膜と前記複合圧電体シートの一方の表面が接すると共
に前記第２高分子フィルムのどちらか一方の金属膜と前
記複合圧電体シートの他方の表面が接して構成された可
撓性圧電素子である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A flexible piezoelectric element according to a first aspect of the present invention is a composite piezoelectric element comprising a first polymer film having a metal film formed on one surface and a polymer and a ceramic piezoelectric powder. And a second polymer film having a metal film formed on both surfaces thereof, wherein the metal film of the first polymer film is in contact with one surface of the composite piezoelectric sheet, and the second polymer film is in contact with one of the second polymer films. This is a flexible piezoelectric element in which one of the metal films is in contact with the other surface of the composite piezoelectric sheet.
【００１３】両面に金属膜を形成した第２高分子フィル
ムの一方の金属膜は信号検出電極として作用し、他方の
金属膜はシールド電極として作用する。この第２高分子
フィルムは、熱圧着により、接着剤を用いないで、容易
に複合圧電体シートに接着できるので、簡素な工程でこ
れら電極を複合圧電体シートに形成できる。また、第１
高分子フィルムも同様にして、熱圧着により、容易に複
合圧電体シートに接着できるので、簡素な工程で電極を
複合圧電体シートに形成できると共に、第１高分子フィ
ルムの高分子フィルムは金属膜の保護としても作用する
ので、この電極膜の保護構成も同時に形成できる。One metal film of the second polymer film having a metal film formed on both surfaces functions as a signal detection electrode, and the other metal film functions as a shield electrode. The second polymer film can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding without using an adhesive, so that these electrodes can be formed on the composite piezoelectric sheet by a simple process. Also, the first
Similarly, since the polymer film can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding, the electrodes can be formed on the composite piezoelectric sheet in a simple process, and the polymer film of the first polymer film is a metal film. , And the protection structure of the electrode film can be formed at the same time.
【００１４】本発明の請求項２にかかる可撓性圧電素子
では、第１高分子フィルムおよび第２高分子フィルムの
基材高分子フィルムがポリエチレンテレフタレートフィ
ルムで構成される。従って、可撓性のみならず物理的強
度や耐熱性に優れた電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to a second aspect of the present invention, the base polymer films of the first polymer film and the second polymer film are made of a polyethylene terephthalate film. Therefore, an electrode configuration excellent in physical strength and heat resistance as well as flexibility can be obtained.
【００１５】本発明の請求項３にかかる可撓性圧電素子
では、第１高分子フィルムの基材高分子フィルムが厚さ
１５μm以下のポリエチレンテレフタレートフィルムで
構成される。従って、可撓性のみならず物理的強度や耐
熱性に優れた電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to the third aspect of the present invention, the base polymer film of the first polymer film is made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm or less. Therefore, an electrode configuration excellent in physical strength and heat resistance as well as flexibility can be obtained.
【００１６】本発明の請求項４にかかる可撓性圧電素子
では、第２高分子フィルムの基材高分子フィルムが厚さ
５０μm以下のポリエチレンテレフタレートフィルムで
構成される。従って、可撓性を確保しつつ、両面に形成
された電極間の静電容量も低減できる。In the flexible piezoelectric element according to a fourth aspect of the present invention, the base polymer film of the second polymer film is made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm or less. Therefore, the capacitance between the electrodes formed on both surfaces can be reduced while ensuring flexibility.
【００１７】本発明の請求項５にかかる可撓性圧電素子
では、第１高分子フィルムや第２高分子フィルムを構成
する金属膜は、アルミニウム蒸着膜である。ポリエチレ
ンテレフタレートフィルムの一方の表面または両面にア
ルミニウム蒸着膜を形成した第１高分子フィルムまたは
第２高分子フィルムは、工業的に多く用いられているの
で、安価であり、また、入手も容易である。更に、真空
蒸着法でアルミニウム蒸着膜が形成されるので、特別な
接着剤を必要としない。従って、シールド構成は全体的
に薄い電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to claim 5 of the present invention, the metal film constituting the first polymer film and the second polymer film is an aluminum vapor-deposited film. The first polymer film or the second polymer film in which an aluminum vapor-deposited film is formed on one surface or both surfaces of a polyethylene terephthalate film is inexpensive and easily available because it is widely used industrially. . Further, since an aluminum deposited film is formed by a vacuum deposition method, no special adhesive is required. Therefore, the shield configuration can be a thin electrode configuration as a whole.
【００１８】本発明の請求項６にかかる可撓性圧電素子
は、一方の表面に金属膜を形成した第１高分子フィルム
と、複合圧電体シートと、両面に金属膜を形成した第２
高分子フィルムと、絶縁性高分子フィルムから成り、前
記第１高分子フィルムの端部を除く金属膜と前記複合圧
電体シートの一方の表面が接すると共に前記複合圧電体
シートの他の表面と前記第２高分子フィルムのどちらか
一方の金属膜が接し、前記第２高分子フィルムの他の金
属膜と前記絶縁性高分子フィルムの端部を除く高分子フ
ィルムが接し、前記第１高分子フィルムの前記端部と前
記絶縁性高分子フィルムの前記端部とを熱圧着した可撓
性圧電素子である。複合圧電体シート、第１高分子フィ
ルムの金属膜、第２高分子フィルムは、絶縁性高分子フ
ィルムと第１高分子フィルムの高分子フィルムにより覆
われるので、これらの部分を外部環境から保護できる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a flexible piezoelectric element comprising: a first polymer film having a metal film formed on one surface; a composite piezoelectric sheet; and a second polymer film having a metal film formed on both surfaces.
A polymer film, comprising an insulating polymer film, and a metal film excluding an end of the first polymer film and one surface of the composite piezoelectric sheet are in contact with each other, and the other surface of the composite piezoelectric sheet is One of the metal films of the second polymer film is in contact, and the other metal film of the second polymer film is in contact with the polymer film excluding the end of the insulating polymer film, and the first polymer film is And a flexible piezoelectric element obtained by thermocompression bonding the end portion of the insulating polymer film and the end portion of the insulating polymer film. Since the composite piezoelectric sheet, the metal film of the first polymer film, and the second polymer film are covered by the insulating polymer film and the polymer film of the first polymer film, these portions can be protected from the external environment. .
【００１９】本発明の請求項７にかかる可撓性圧電素子
では、絶縁性フィルムがポリエチレンテレフタレートフ
ィルムで構成される。従って、第１高分子フィルムの高
分子フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用いた場合、絶縁性フィルムと第１高分子フィルム
は熱圧着により容易に融着できる。In the flexible piezoelectric element according to the present invention, the insulating film is made of a polyethylene terephthalate film. Therefore, when a polyethylene terephthalate film is used as the polymer film of the first polymer film, the insulating film and the first polymer film can be easily fused by thermocompression bonding.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本本発明の実施例について図面を用い
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２１】（実施例１）図１は本発明の実施例１の可
撓性圧電素子の構成図である。この可撓性圧電素子は、
基材高分子フィルム１ａの一方の表面に金属膜１ｂを形
成した第１高分子フィルム１と、複合圧電体シート２
と、基材高分子フィルム３ａの両面に金属膜３ｂ、３ｃ
を形成した第２高分子フィルム３とから成り、第１高分
子フィルム１の金属膜１ｂと複合圧電体シートの一方の
表面２ａが接すると共に第２高分子フィルム３の金属膜
３ａと複合圧電体シートの他方の表面２ｂが接して構成
される。(Embodiment 1) FIG. 1 is a structural view of a flexible piezoelectric element according to Embodiment 1 of the present invention. This flexible piezoelectric element
A first polymer film 1 having a metal film 1b formed on one surface of a base polymer film 1a;
And metal films 3b, 3c on both sides of the base polymer film 3a.
And the metal film 1b of the first polymer film 1 and one surface 2a of the composite piezoelectric sheet are in contact with each other, and the metal film 3a of the second polymer film 3 and the composite piezoelectric material The other surface 2b of the sheet is in contact with the sheet.
【００２２】複合圧電体シート２は、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂、クロロプレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹
脂などの高分子に、チタン酸ジルコン酸鉛などのセラミ
ック圧電体粉末を添加した複合材料をロール法などによ
りシート状に加工して形成される。また、金属膜１ｂ、
金属膜３ｂや金属膜３ｃには、図示していないが、外部
リード線がそれぞれ接続され、各リード線は電子回路に
接続される。このとき、第１高分子フィルム１の金属膜
１ｂは、第２高分子フィルム１の金属膜３ｃと外部リー
ド線を通して接続され、後述する信号検出のための一方
の電極としても、また、シールド用電極としても作用す
る共通電極として用いられる。従って、共通電極は、通
常、アース電位に保持される。第２高分子フィルム３の
金属膜３ｂは、複合圧電体シート２が外部応力により歪
みを生じたときに発生する電圧を取出すための信号検出
電極として用いられる。また、第２高分子フィルム３の
金属膜３ｃは、基材高分子フィルム３ａにより金属膜３
ｂから電気的に絶縁され、外部雑音の信号検出電極への
混入を防止するシールド電極として用いられる。The composite piezoelectric sheet 2 is made of a composite material obtained by adding a ceramic piezoelectric powder such as lead zirconate titanate to a polymer such as epoxy resin, urethane resin, chloroprene resin or chlorinated polyethylene resin by a roll method or the like. It is formed by processing into a sheet. Also, the metal film 1b,
Although not shown, external lead wires are connected to the metal films 3b and 3c, respectively, and each lead wire is connected to an electronic circuit. At this time, the metal film 1b of the first polymer film 1 is connected to the metal film 3c of the second polymer film 1 through an external lead wire, and serves as one electrode for signal detection described later, It is used as a common electrode that also acts as an electrode. Therefore, the common electrode is normally kept at the ground potential. The metal film 3b of the second polymer film 3 is used as a signal detection electrode for extracting a voltage generated when the composite piezoelectric sheet 2 is distorted by external stress. The metal film 3c of the second polymer film 3 is formed by the base polymer film 3a.
b, and is used as a shield electrode for preventing external noise from entering the signal detection electrode.
【００２３】第１高分子フィルム１や第２高分子フィル
ム３は、熱圧着法、例えば熱プレスや熱ロールにより複
合圧電体シート２に容易に接着され、前述したように、
第１高分子フィルム１に形成された金属膜１ｂは共通電
極として、第２高分子フィルム３に形成された金属膜３
ｂは信号検出電極として、また、金属膜３ｃはシールド
電極として、それぞれ作用する。従って、電極として、
アルミニウム真空蒸着電極膜を用いる場合と比較する
と、高価な装置や複雑な手順を必要とせずに電極膜を形
成できる。The first polymer film 1 and the second polymer film 3 are easily adhered to the composite piezoelectric sheet 2 by a thermocompression bonding method, for example, a hot press or a hot roll.
The metal film 1b formed on the first polymer film 1 serves as a common electrode for the metal film 3b formed on the second polymer film 3.
b functions as a signal detection electrode, and the metal film 3c functions as a shield electrode. Therefore, as an electrode,
Compared to the case where an aluminum vacuum-deposited electrode film is used, the electrode film can be formed without requiring expensive equipment and complicated procedures.
【００２４】また、第１高分子フィルム１の基材高分子
フィルム１ａは外部環境に接し、他方、金属膜１ｂは複
合圧電体シート２の一方の表面２ａに接しているので、
基材高分子フィルム１ａは、金属膜１ｂを外部環境から
保護できる。従って、第１高分子フィルム１を複合圧電
体シート２に接着することにより、共通電極として金属
膜１ｂを形成すると同時に、その保護フィルムとして基
材高分子フィルム１ａを用いることもできる。従って、
保護フィルムを形成するために、特別の工程を必要とし
ない。The base polymer film 1a of the first polymer film 1 is in contact with the external environment, while the metal film 1b is in contact with one surface 2a of the composite piezoelectric sheet 2.
The base polymer film 1a can protect the metal film 1b from the external environment. Therefore, by bonding the first polymer film 1 to the composite piezoelectric sheet 2, the metal film 1b can be formed as a common electrode, and at the same time, the base polymer film 1a can be used as a protective film. Therefore,
No special process is required to form the protective film.
【００２５】また、第２高分子フィルム３は、基材高分
子フィルム３ａの両面に金属膜３ｂと３ｃを形成して構
成され、基材高分子フィルム３ａはシールド用絶縁体と
して、金属膜３ｂは信号検出電極として、金属膜３ｃは
シールド用電極として、それぞれ用いられるので、第２
高分子フィルム３を複合圧電体シート２に熱圧着するこ
とによりこれら電極やシールド構成を同時に形成でき
る。従って、シールド構成を形成するために、特別の工
程を必要としない。The second polymer film 3 is formed by forming metal films 3b and 3c on both sides of a base polymer film 3a, and the base polymer film 3a is used as a shielding insulator as a metal film 3b. Is used as a signal detection electrode, and the metal film 3c is used as a shield electrode.
By thermocompression bonding the polymer film 3 to the composite piezoelectric sheet 2, these electrode and shield configurations can be formed simultaneously. Therefore, no special process is required to form the shield configuration.
【００２６】第１高分子フィルム１や第２高分子フィル
ム３の基材高分子フィルム１ａや３ａとして、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを用いることが望ましい。
この種の基材高分子フィルムとして、ポリイミドフィル
ム、ポリエチレンフィルム、ポリエチレンテレフタレー
トフィルムなどが知られている。しかし、ポリイミドフ
ィルムは高耐熱性を有するが、高価である。ポリエチレ
ンフィルムは、耐熱性が低い。他方、ポリエチレンテレ
フタレートフィルムは、高耐熱性（約１５０℃）を有
し、また、物理的な強度にも優れている。更に、厚さ約
１０μmから数百μmのフィルムが量産されているので、
低価格であると共に用途に応じて厚さを適切に選択でき
る。これらの点で、ポリエチレンテレフタレートフィル
ムは、基材高分子フィルム１ａや３ａとして好ましい。As the base polymer films 1a and 3a of the first polymer film 1 and the second polymer film 3, it is desirable to use a polyethylene terephthalate film.
As this kind of base polymer film, a polyimide film, a polyethylene film, a polyethylene terephthalate film and the like are known. However, polyimide films have high heat resistance but are expensive. Polyethylene film has low heat resistance. On the other hand, a polyethylene terephthalate film has high heat resistance (about 150 ° C.) and also has excellent physical strength. Furthermore, since films with a thickness of about 10 μm to several hundred μm are mass-produced,
The thickness is low and the thickness can be appropriately selected according to the application. From these points, the polyethylene terephthalate film is preferable as the base polymer film 1a or 3a.
【００２７】前述したように、ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの厚さは、適切に選択できるが、本発明の
圧電体素子に優れた可撓性を付与するには、第２高分子
フィルムの基材高分子フィルムとして、ポリエチレンテ
レフタレートフィルムの厚さは、できるだけ薄くする、
好ましくは１５μm以下が望ましい。しかし、第２高分
子フィルム３の基材高分子フィルム３ａの厚さは、次に
示す理由により５０μm以下が望ましい。第２高分子フ
ィルム３の基材高分子フィルム３ａは、シールド用絶縁
体として作用するので、信号検出用金属膜３ｂとシール
ド電極用金属膜３ｃ間に静電容量Ｃｓが存在する。他方
で、共通電極用金属膜１ｂと信号検出用金属膜３ｂ間に
も複合圧電体シート２に基因する静電容量Ｃｐが存在す
る。複合圧電体シート２に外部振動が印加されたとき、
電荷Ｑが発生する。このとき共通電極用金属膜１ｂと信
号検出用金属膜３ｂ間で得られる信号電圧はＱ／（Ｃｓ
＋Ｃｐ）で示される。従って、静電容量Ｃｓはできるだ
け小さい方が好ましく、この点で、第２高分子フィルム
３の基材高分子フィルム３ａの厚さは厚いほうが好まし
い。しかし、厚くなると可撓性が損なわれる。これらの
点に基づき、可撓性を確保しつつ、他方で静電容量Ｃｓ
をできるだけ小さくすることを考慮すると、同基材高分
子フィルム３ａの厚さは、５０μm以下が望ましい。As described above, the thickness of the polyethylene terephthalate film can be appropriately selected. However, in order to impart excellent flexibility to the piezoelectric element of the present invention, the base polymer of the second polymer film must be used. As a film, the thickness of the polyethylene terephthalate film should be as thin as possible,
Preferably, it is 15 μm or less. However, the thickness of the base polymer film 3a of the second polymer film 3 is desirably 50 μm or less for the following reason. Since the base polymer film 3a of the second polymer film 3 acts as a shield insulator, a capacitance Cs exists between the signal detection metal film 3b and the shield electrode metal film 3c. On the other hand, the capacitance Cp due to the composite piezoelectric sheet 2 also exists between the common electrode metal film 1b and the signal detection metal film 3b. When external vibration is applied to the composite piezoelectric sheet 2,
Charge Q is generated. At this time, the signal voltage obtained between the common electrode metal film 1b and the signal detection metal film 3b is Q / (Cs
+ Cp). Accordingly, it is preferable that the capacitance Cs is as small as possible. In this regard, the thickness of the base polymer film 3a of the second polymer film 3 is preferably thick. However, as the thickness increases, the flexibility is impaired. Based on these points, while ensuring flexibility, the capacitance Cs
In consideration of minimizing the thickness, the thickness of the base polymer film 3a is desirably 50 μm or less.
【００２８】また、金属膜１ｂ、３ｂ、３ｃとして、ア
ルミニウム蒸着膜が好ましい。ポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの一方の表面あるいは両面にアルミニウム
蒸着膜［厚さ（１〜２）μm］を形成した第１高分子フ
ィルム１あるいは第２高分子フィルム３は、工業的に量
産されており、また、低価格であるからである。更に、
真空蒸着法でアルミニウム蒸着膜が形成されるので、特
別な接着剤を必要としない。従って、シールド構成は全
体的に薄い電極構成ができる。Further, as the metal films 1b, 3b, 3c, an aluminum vapor-deposited film is preferable. The first polymer film 1 or the second polymer film 3 in which an aluminum vapor-deposited film [thickness (1-2) μm] is formed on one surface or both surfaces of a polyethylene terephthalate film is mass-produced industrially, Because of its low price. Furthermore,
Since an aluminum deposited film is formed by a vacuum deposition method, no special adhesive is required. Therefore, the shield configuration can be a thin electrode configuration as a whole.
【００２９】（実施例２）図２は本発明の実施例２の可
撓性圧電素子の構成図である。この可撓性圧電素子は、
第１高分子フィルム１の端部１Ａを除く中央部１Ｂの金
属膜１ｂと複合圧電体シート２の一方の表面２ａが接
し、複合圧電体シート２の他の表面２ｂと第２高分子フ
ィルム３の金属膜３ｂが接し、更に、第２高分子フィル
ム３の他の金属膜３ｃと絶縁性高分子フィルム４の端部
４Ａを除く中央部の高分子フィルム４Ｂが接している。
そして、第１高分子フィルム１の端部１Ａと絶縁性高分
子フィルム４の端部４Ａとが熱圧着される。(Embodiment 2) FIG. 2 is a structural view of a flexible piezoelectric element according to Embodiment 2 of the present invention. This flexible piezoelectric element
The metal film 1b of the central portion 1B excluding the end 1A of the first polymer film 1 is in contact with one surface 2a of the composite piezoelectric sheet 2, and the other surface 2b of the composite piezoelectric sheet 2 and the second polymer film 3 And the other metal film 3c of the second polymer film 3 is in contact with the polymer film 4B at the center of the insulating polymer film 4 excluding the end 4A.
Then, the end 1A of the first polymer film 1 and the end 4A of the insulating polymer film 4 are thermocompression-bonded.
【００３０】第２高分子フィルム３の他方の金属膜３ｃ
は、絶縁性高分子フィルム４の中央部の高分子フィルム
４Ｂにより外部環境から保護され、更に、第１高分子フ
ィルム１の端部１Ａと絶縁性高分子フィルム４の端部４
Ａとが熱圧着されているので、複合圧電体シート２の端
面も外部環境から保護される。第１高分子フィルム１の
基材高分子フィルム１ａとして、ポリエチレンテレフタ
レートフィルムが用いられるとき、絶縁性高分子フィル
ム４もまたポリエチレンテレフタレートフィルムである
ことが望ましい。第１高分子フィルム１の端部１Ａと絶
縁性高分子フィルム４の端部４Ａとを熱圧着する場合、
両者は容易に融着して、熱圧着部の気密シールに優れる
からである。The other metal film 3c of the second polymer film 3
Is protected from the external environment by the polymer film 4B at the center of the insulating polymer film 4, and furthermore, the end 1A of the first polymer film 1 and the end 4A of the insulating polymer film 4
Since A is thermocompression-bonded, the end face of the composite piezoelectric sheet 2 is also protected from the external environment. When a polyethylene terephthalate film is used as the base polymer film 1a of the first polymer film 1, the insulating polymer film 4 is also preferably a polyethylene terephthalate film. When the end 1A of the first polymer film 1 and the end 4A of the insulating polymer film 4 are thermocompression-bonded,
This is because both are easily fused and are excellent in hermetic sealing of the thermocompression bonding portion.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
かかる可撓性圧電素子は、第１高分子フィルムの金属膜
と高分子セラミック圧電体粉末からなる複合圧電体シー
トの一方の表面が接すると共に前記第２高分子フィルム
のどちらか一方の金属膜と前記複合圧電体シートの他方
の表面が接して構成された可撓性圧電素子である。As described above, the flexible piezoelectric element according to the first aspect of the present invention provides a flexible piezoelectric element having one surface of a composite piezoelectric sheet comprising a metal film of a first polymer film and a polymer ceramic piezoelectric powder. And the other surface of the composite piezoelectric sheet is in contact with one of the metal films of the second polymer film.
【００３２】両面に金属膜を形成した第２高分子フィル
ムの一方の金属膜は信号検出電極として作用し、他の金
属膜はシールド電極として作用する。この第２高分子フ
ィルムは、熱圧着により、容易に複合圧電体シートに接
着できるので、簡素な工程でこれら電極構成を複合圧電
体シートに形成できる。また、第１高分子フィルムも同
様にして、熱圧着により、容易に複合圧電体シートに接
着できるので、簡素な工程で電極を複合圧電体シートに
形成できると共に、第１高分子フィルムの高分子フィル
ムは金属膜の保護としても作用するので、この電極膜の
保護構成も同時に形成できる。One metal film of the second polymer film having a metal film formed on both surfaces functions as a signal detection electrode, and the other metal film functions as a shield electrode. Since the second polymer film can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding, these electrode structures can be formed on the composite piezoelectric sheet by a simple process. Similarly, since the first polymer film can be easily bonded to the composite piezoelectric sheet by thermocompression bonding, the electrodes can be formed on the composite piezoelectric sheet in a simple process, and the polymer of the first polymer film can be formed. Since the film also functions as protection of the metal film, the protection structure of the electrode film can be formed at the same time.
【００３３】本発明の請求項２にかかる可撓性圧電素子
では、基材高分子フィルムがポリエチレンテレフタレー
トフィルムで構成される。従って、可撓性のみならず物
理的強度や耐熱性に優れた電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to the second aspect of the present invention, the base polymer film is made of a polyethylene terephthalate film. Therefore, an electrode configuration excellent in physical strength and heat resistance as well as flexibility can be obtained.
【００３４】本発明の請求項３にかかる可撓性圧電素子
では、第１高分子フィルムの基材高分子フィルムが厚さ
１５μm以下のポリエチレンテレフタレートフィルムで
構成される。従って、可撓性のみならず物理的強度や耐
熱性に優れた電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to the third aspect of the present invention, the base polymer film of the first polymer film is made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm or less. Therefore, an electrode configuration excellent in physical strength and heat resistance as well as flexibility can be obtained.
【００３５】本発明の請求項４にかかる可撓性圧電素子
では、第２高分子フィルムの基材高分子フィルムが厚さ
５０μm以下のポリエチレンテレフタレートフィルムで
構成される。従って、可撓性を確保しつつ、両面に形成
された電極間の静電容量も低減できる。In the flexible piezoelectric element according to the fourth aspect of the present invention, the base polymer film of the second polymer film is made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm or less. Therefore, the capacitance between the electrodes formed on both surfaces can be reduced while ensuring flexibility.
【００３６】本発明の請求項５にかかる可撓性圧電素子
では、第１高分子フィルムや第２高分子フィルムを構成
する金属膜は、アルミニウム蒸着膜である。このような
高分子フィルムは、工業的に多く用いられているので、
安価であり、また、入手も容易である。更に、特別な接
着剤を必要としない。従って、シールド構成は全体的に
薄い電極構成ができる。In the flexible piezoelectric element according to the fifth aspect of the present invention, the metal film constituting the first polymer film and the second polymer film is an aluminum deposited film. Since such polymer films are widely used in industry,
It is inexpensive and easy to obtain. Furthermore, no special adhesive is required. Therefore, the shield configuration can be a thin electrode configuration as a whole.
【００３７】本発明の請求項６にかかる可撓性圧電素子
は、第１高分子フィルムの端部と絶縁性高分子フィルム
の端部とを熱圧着した可撓性圧電素子である。従って、
複合圧電体シート、第１高分子フィルム、第２高分子フ
ィルムは、絶縁性高分子フィルムと第１高分子フィルム
の基材高分子フィルムにより覆われるので、これらの部
分を外部環境から保護できる。A flexible piezoelectric element according to a sixth aspect of the present invention is a flexible piezoelectric element obtained by thermocompression bonding an end of a first polymer film and an end of an insulating polymer film. Therefore,
Since the composite piezoelectric sheet, the first polymer film, and the second polymer film are covered by the insulating polymer film and the base polymer film of the first polymer film, these portions can be protected from the external environment.
【００３８】本発明の請求項７にかかる可撓性圧電素子
では、絶縁性フィルムがポリエチレンテレフタレートフ
ィルムで構成される。従って、第１高分子フィルムの高
分子フィルムとしてポリエチレンテレフタレートフィル
ムを用いた場合、絶縁性フィルムと第１高分子フィルム
は熱圧着により容易に融着できる。[0038] In the flexible piezoelectric element according to claim 7 of the present invention, the insulating film is made of a polyethylene terephthalate film. Therefore, when a polyethylene terephthalate film is used as the polymer film of the first polymer film, the insulating film and the first polymer film can be easily fused by thermocompression bonding.
【図１】本発明の実施例１における可撓性圧電素子の断
面図FIG. 1 is a sectional view of a flexible piezoelectric element according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例２における可撓性圧電素子の断
面図FIG. 2 is a sectional view of a flexible piezoelectric element according to a second embodiment of the present invention.
１ 第１高分子フィルム １ａ 第１高分子フィルムの基材高分子フィルム １ｂ 第１高分子フィルムに形成された金属膜 ２ 複合圧電体シート ２ａ 複合圧電体シートの一方の表面 ２ｂ 複合圧電体シートの他方の表面 ３ 第２高分子フィルム ３ａ 第２高分子フィルムの基材高分子フィルム ３ｂ 第２高分子フィルムの一方の表面に形成された金
属膜 ３ｃ 第２高分子フィルムの他方の表面に形成された金
属膜 ４ 絶縁性高分子フィルム ４Ａ 絶縁性高分子フィルムの端部 ４Ｂ 絶縁性高分子フィルムの中央部Reference Signs List 1 first polymer film 1a base polymer film of first polymer film 1b metal film formed on first polymer film 2 composite piezoelectric sheet 2a one surface of composite piezoelectric sheet 2b composite piezoelectric sheet Other surface 3 Second polymer film 3a Base polymer film of second polymer film 3b Metal film formed on one surface of second polymer film 3c Formed on the other surface of second polymer film Metal film 4 Insulating polymer film 4A Edge of insulating polymer film 4B Center of insulating polymer film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 雅彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 藤井 優子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中谷 直史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 荻野 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 吉野 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原 由美子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Ito 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Naofumi Nakatani, 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006 Kadoma Kadoma Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yumiko Hara 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (7)
フィルムと、高分子セラミック圧電体粉末からなる複合
圧電体シートと、両面に金属膜を形成した第２高分子フ
ィルムとから成り、前記第１高分子フィルムの前記金属
膜と前記複合圧電体シートの一方の表面が接すると共に
前記第２高分子フィルムのどちらか一方の金属膜と前記
複合圧電体シートの他方の表面が接して構成された可撓
性圧電素子。1. A first polymer film having a metal film on one surface, a composite piezoelectric sheet made of a polymer ceramic piezoelectric powder, and a second polymer film having a metal film formed on both surfaces. The metal film of the first polymer film is in contact with one surface of the composite piezoelectric sheet, and one of the metal films of the second polymer film is in contact with the other surface of the composite piezoelectric sheet. The configured flexible piezoelectric element.
ルムの基材高分子フィルムがポリエチレンテレフタレー
トフィルムである請求項１記載の可撓性圧電素子。2. The flexible piezoelectric element according to claim 1, wherein the base polymer film of the first polymer film and the second polymer film is a polyethylene terephthalate film.
が厚さ１５μm以下のポリエチレンテレフタレートフィ
ルムである請求項２記載の可撓性圧電素子。3. The flexible piezoelectric element according to claim 2, wherein the base polymer film of the first polymer film is a polyethylene terephthalate film having a thickness of 15 μm or less.
が厚さ５０μm以下のポリエチレンテレフタレートフィ
ルムである請求項２記載の可撓性圧電素子。4. The flexible piezoelectric element according to claim 2, wherein the base polymer film of the second polymer film is a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm or less.
２、３および４記載の可撓性圧電素子。5. The flexible piezoelectric element according to claim 2, wherein the metal film is an aluminum deposited film.
フィルムと、複合圧電体シートと、両面に金属膜を形成
した第２高分子フィルムと、絶縁性高分子フィルムから
成り、前記第１高分子フィルムの端部を除く金属膜と前
記複合圧電体シートの一方の表面が接すると共に、前記
複合圧電体シートの他方の表面と前記第２高分子フィル
ムのどちらか一方の金属膜が接し、前記第２高分子フィ
ルムの他方の金属膜と前記絶縁性高分子フィルムの端部
を除く高分子フィルムが接し、前記第１高分子フィルム
の前記端部と前記絶縁性高分子フィルムの前記端部とを
熱圧着した可撓性圧電素子。6. A first polymer film having a metal film formed on one surface, a composite piezoelectric sheet, a second polymer film having a metal film formed on both surfaces, and an insulating polymer film. The metal film excluding the end of the first polymer film is in contact with one surface of the composite piezoelectric sheet, and the other surface of the composite piezoelectric sheet and one of the metal films of the second polymer film are in contact with each other. The other metal film of the second polymer film is in contact with the polymer film except for the end of the insulating polymer film, and the end of the first polymer film and the polymer film of the insulating polymer film are not in contact with each other. A flexible piezoelectric element whose end is thermocompressed.
ートフィルムである請求項６記載の可撓性圧電素子。7. The flexible piezoelectric element according to claim 6, wherein the insulating film is a polyethylene terephthalate film.
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