JPH06335089A

JPH06335089A - 圧電素子およびその製造方法

Info

Publication number: JPH06335089A
Application number: JP5141304A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Abe; 昭彦阿部
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-12-02

Abstract

(57)【要約】【目的】圧電素子を透明にする際、透明度を高くし、
かつ強度も高くする。【構成】柔軟性を有するＰＥＴ等の可視光透過率の高
いフィルムからなる支持フィルム１２の上面には、ＩＴ
Ｏからなる透明電極層１３、フッ化ビニリデン−トリフ
ルオロエチレン共重合体等からなる圧電膜１４、ＩＴＯ
からなる透明電極層１５および支持フィルム１２と同じ
材質のフィルムからなる保護フィルム１６がこの順で設
けられている。この場合、支持フィルム１２により圧電
素子１１全体にある程度の強度を持たせることができる
ので、圧電膜１４および透明電極層１３、１５の各膜厚
をできるだけ薄くしても、全体の強度を高くすることが
できる。また、ＩＴＯや上記共重合体等の透明度があま
り高くなくても、圧電膜１４および透明電極層１３、１
５の各膜厚をできるだけ薄くすることにより、全体の透
明度も高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は圧電素子およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電気音響変換素子として用いられ
る圧電素子には、図６に示すように、ポリフッ化ビニリ
デンやフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合
体等の強誘電性高分子からなる圧電膜１の上下両面に電
極層２、３を設け、各電極層２、３にリード線４、５を
接続した構造のものがある。そして、両リード線４、５
を介して両電極層２、３間に交流信号を印加すると、圧
電膜１が面方向に伸縮することにより、圧電素子が全体
的に振動し、音が発生することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構造の圧電素子を透明にしたい場合には、電極層２、３
をＩＴＯ等の透明な導体で形成することが考えられる。
この場合、ＩＴＯ等の導体およびポリフッ化ビニリデン
やフッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体等
の強誘電性高分子の透明度が共にあまり高くないので、
圧電素子全体の透明度を高くするには、圧電膜１および
電極層２、３の各膜厚をできるだけ薄くする必要があ
る。しかしながら、圧電膜１および電極層２、３の各膜
厚をできるだけ薄くした場合には、圧電素子全体の強度
がかなり低下し、圧電素子自体にしわができやすくなっ
てしまう。そして、圧電素子自体にしわができると、電
圧が印加されたとき、しわの部分における圧電膜１に絶
縁破壊が生じて孔が開いてしまうことがあるという問題
がある。この発明の目的は、透明度を高くすることがで
き、かつ強度も高くすることのできる圧電素子およびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の圧電素子
は、可視光透過率の高いフィルムからなる支持フィルム
の少なくとも片面に第１の透明電極層、強誘電性高分子
からなる圧電膜および第２の透明電極層をこの順で設け
たものである。請求項２記載の圧電素子は、前記第２の
透明電極層の表面に可視光透過率の高いフィルムからな
る保護フィルムを設けたものである。請求項３記載の圧
電素子の製造方法は、可視光透過率の高いフィルムから
なる支持フィルムの片面に第１の透明電極層、圧電膜を
形成するための強誘電性高分子膜および第２の透明電極
層をこの順で形成するようにしたものである。請求項４
記載の圧電素子の製造方法は、可視光透過率の高いフィ
ルムからなる支持フィルムの片面に第１の透明電極層を
形成し、可視光透過率の高いフィルムからなる保護フィ
ルムの片面に第２の透明電極層を形成し、前記第１と第
２の透明電極層のうち一方の透明電極層の表面に圧電膜
を形成するための強誘電性高分子膜を形成し、他方の透
明電極層と前記強誘電性高分子膜とを接着するようにし
たものである。

【０００５】

【作用】この発明によれば、可視光透過率の高いフィル
ムからなる支持フィルムにより圧電素子全体にある程度
の強度を持たせることができるので、圧電膜および透明
電極層の各膜厚をできるだけ薄くしても、全体の強度を
高くすることができ、また圧電膜および透明電極層の各
膜厚をできるだけ薄くすることにより、全体の透明度も
高くすることができる。

【０００６】

【実施例】図１はこの発明の第１実施例における圧電素
子を示したものである。この圧電素子１１では、柔軟性
を有するＰＥＴ等の可視光透過率の高いフィルムからな
る支持フィルム１２の上面に第１の透明電極層１３、圧
電膜１４、第２の透明電極層１５および支持フィルム１
２と同じ材質のフィルムからなる保護フィルム１６をこ
の順で設け、各透明電極層１３、１５に第１のリード線
１７および第２のリード線１８を接続した構造となって
いる。

【０００７】次に、この圧電素子１１の製造方法の一例
について説明する。まず、支持フィルム１２の上面にス
パッタリング、蒸着、印刷等の方法によりＩＴＯ等の透
明な導体からなる第１の透明電極層１３を膜厚１μｍ以
下に形成する。次に、第１の透明電極層１３に第１のリ
ード線１７を接続する。次に、第１の透明電極層１３の
上面に、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重
合体等をケトン系等の溶剤に溶解させた溶液をコーティ
ングやキャスティング等の方法により展開し、溶剤を乾
燥させることにより、強誘電性高分子膜１４ａを膜厚１
０〜５０μｍ程度に形成する。強誘電性高分子膜１４ａ
は透過性、圧電性を有し得る範囲であれば、これに限ら
ない。次に、強誘電性高分子膜１４ａの上面に、ＩＴＯ
等の透明な導体を溶剤に溶解させた溶液をコーティング
やキャスティング等の方法により展開し、溶剤を乾燥さ
せることにより、第２の透明電極層１５を膜厚１μｍ以
下に形成する。次に、第２の透明電極層１５に第２のリ
ード線１８を接続する。次に、両リード線１７、１８を
介して第１の透明電極層１３と第２の透明電極層１５と
の間に直流高電圧を印加し、強誘電性高分子膜１４ａに
電場配向を施して圧電膜１４とする。次に、第２の透明
電極層１５の上面に保護フィルム１６を接着等の方法に
よって設ける。保護フィルム１６の膜厚は支持フィルム
１２の膜厚よりも薄くしてもよく、また同じ膜厚として
支持機能を持たせるようにしてもよい。なお、保護フィ
ルム１６は必ずしも必要ではない。また、フッ化ビニリ
デン−トリフルオロエチレン共重合体の場合には、１軸
延伸等による高分子配向を施さなくても、音響特性の低
下が著しくないので、この例では延伸処理を省略してい
る。

【０００８】次に、この圧電素子１１の製造方法の他の
例について、図２を参照しながら説明する。まず、支持
フィルム１２の上面にスパッタリング、蒸着、印刷等の
方法により第１の透明電極層１３を形成し、次いで第１
の透明電極層１３に第１のリード線１７を接続し、次い
で第１の透明電極層１３の上面に上記と同様の方法によ
り強誘電性高分子膜１４ａを形成する。一方、保護フィ
ルム１６の下面にスパッタリング、蒸着、印刷等の方法
により第２の透明電極層１５を形成し、次いで第２の透
明電極層１５に第２のリード線１８を接続する。そし
て、第２の透明電極層１５を強誘電性高分子膜１４ａの
上面に透明な接着剤（図示せず）を介して接着する。次
に、両リード線１７、１８を介して第１の透明電極層１
３と第２の透明電極層１５との間に直流高電圧を印加
し、強誘電性高分子膜１４ａに電場配向を施して圧電膜
１４とする。なお、強誘電性高分子膜１４ａを第２の透
明電極層１５の下面に設け、強誘電性高分子膜１４ａを
第１の透明電極層１３の上面に接着するようにしてもよ
い。

【０００９】このように、この圧電素子１１では、可視
光透過率の高いフィルムからなる支持フィルム１２を備
えているので、この支持フィルム１２により圧電素子１
１全体にある程度の強度を持たせることができる。この
結果、圧電膜１４の膜厚を１０〜５０μｍ程度というよ
うにできるだけ薄くするとともに、透明電極層１３、１
４の膜厚を１μｍ以下というようにできるだけ薄くして
も、全体の強度を高くすることができる。また、このよ
うに、圧電膜１４および透明電極層１３、１５の各膜厚
をできるだけ薄くすることができるので、全体の透明度
も高くすることができる。

【００１０】次に、図３はこの圧電素子１１を液晶表示
パネル２１に組み込んだ状態を示したものである。液晶
表示パネル２１は、相対向する面に透明電極２２、２３
が設けられた上下２枚の透明基板２４、２５をシール材
２６を介して貼り合わせ、シール材２６の内側における
両透明基板２４、２５間に液晶２７を封入し、上側の透
明基板２４の上面に上側の偏光板２８を設け、下側の透
明基板２５の下面に下側の偏光板２９を設けた構造とな
っている。そして、液晶表示パネル２１の上側の偏光板
２８の上面に圧電素子１１の支持フィルム１２が設けら
れている。また、圧電素子１１と液晶表示パネル２１と
の間に空隙を有しても、何ら差し支えることはない。こ
の場合、圧電素子１１全体の透明度が高いので、液晶表
示パネル２１の表示品質に悪影響を与えることがない。

【００１１】なお、この発明は上述した第１実施例に限
定されるものではない。例えば、図４に示す第２実施例
のように、支持フィルム１２の上下両面に第１の透明電
極層１３、１３、圧電膜１４、１４、第２の透明電極層
１５、１５および保護フィルム１６、１６をこの順で設
けた構造としてもよい。また、図５に示す第３実施例の
ように、２枚の圧電膜３１ａ、３１ｂの間に中間透明電
極層３１ｃを介在させ、内側の圧電膜３１ａの内面に内
側透明電極層３１ｄを設け、外側の圧電膜３１ｂの外面
に外側透明電極層３１ｅを設けてなるもの、つまりバイ
モルフ構造の圧電体３１、３１を支持フィルム３２の上
下両面に設けた構造としてもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、可視光透過率の高いフィルムからなる支持フィルム
により圧電素子全体にある程度の強度を持たせることが
できるので、圧電膜および透明電極層の各膜厚をできる
だけ薄くしても、全体の強度を高くすることができ、ま
た圧電膜および透明電極層の各膜厚をできるだけ薄くす
ることにより、全体の透明度も高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例における圧電素子の断面
図。

【図２】この第１実施例の圧電素子の他の製造方法を説
明するために示す断面図。

【図３】この第１実施例の圧電素子を液晶表示パネルに
組み込んだ状態の断面図。

【図４】この発明の第２実施例における圧電素子の断面
図。

【図５】この発明の第３実施例における圧電素子の断面
図。

【図６】従来の圧電素子の一例の断面図。

【符号の説明】

１１圧電素子１２支持フィルム１３第１の透明電極層１４圧電膜１４ａ強誘電性高分子膜１５第２の透明電極層１６保護フィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可視光透過率の高いフィルムからなる支
持フィルムの少なくとも片面に第１の透明電極層、強誘
電性高分子からなる圧電膜および第２の透明電極層をこ
の順で設けてなることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】前記第２の透明電極層の表面に可視光透
過率の高いフィルムからなる保護フィルムを設けてなる
ことを特徴とする請求項１記載の圧電素子。
【請求項３】可視光透過率の高いフィルムからなる支
持フィルムの片面に第１の透明電極層、圧電膜を形成す
るための強誘電性高分子膜および第２の透明電極層をこ
の順で形成することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項４】可視光透過率の高いフィルムからなる支
持フィルムの片面に第１の透明電極層を形成し、可視光
透過率の高いフィルムからなる保護フィルムの片面に第
２の透明電極層を形成し、前記第１と第２の透明電極層
のうち一方の透明電極層の表面に圧電膜を形成するため
の強誘電性高分子膜を形成し、他方の透明電極層と前記
強誘電性高分子膜とを接着することを特徴とする圧電素
子の製造方法。