KR20220056865A - 압전 필름 및 압전 필름의 제조 방법 - Google Patents

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electrode layer
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유스케 가가와
가즈오 히라구치
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

압전체층의 양면에 전극층 및 보호층을 갖는 압전 필름에 있어서, 압전체층으로부터 돌출된 전극에 기인하는 쇼트를 방지할 수 있는 압전 필름, 및, 이 압전 필름의 제조 방법의 제공을 과제로 한다. 압전체층, 압전체층의 양면에 마련된 전극층 및 전극층을 덮는 보호층을 갖는 적층 필름과, 적층 필름의 단면의 적어도 일부를 덮는, 절연성의 단면 피복층을 갖는 압전 필름에 의하여, 과제를 해결한다.

Description

압전 필름 및 압전 필름의 제조 방법
본 발명은, 전기 음향 변환 필름 등에 이용되는 압전 필름, 및, 이 압전 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이나 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이 등, 디스플레이의 박형화 및 경량화에 대응하여, 이들 박형 디스플레이에 이용되는 스피커에도 박형화 및 경량화가 요구되고 있다. 또, 플라스틱 등의 가요성 기판을 이용한 플렉시블 디스플레이의 개발에 대응하여, 이것에 이용되는 스피커에도 가요성이 요구되고 있다.
종래의 스피커의 형상은, 깔때기 형상의 이른바 콘형, 및, 구면 형상의 돔형 등이 일반적이다. 그러나, 이와 같은 스피커를 상술한 박형의 디스플레이에 내장하고자 하면, 충분히 박형화를 도모할 수 없고, 또, 경량성이나 가요성을 저해할 우려가 있다. 또, 스피커를 외장형으로 한 경우, 휴대 등이 번거롭다.
따라서, 박형이고, 경량성이나 가요성을 저해하지 않으며 박형의 디스플레이 및 플렉시블 디스플레이 등에 일체화 가능한 스피커로서, 시트 형상이고 가요성을 가지며, 인가 전압에 응답하여 신축하는 성질을 갖는 압전 필름을 이용하는 것이 제안되고 있다.
예를 들면, 본건 출원인은, 시트 형상이고, 가요성을 가지며, 또한, 고음질의 소리를 안정적으로 재생할 수 있는 압전 필름으로서, 특허문헌 1에 개시되는 압전 필름(전기 음향 변환 필름)을 제안했다.
특허문헌 1에 개시되는 압전 필름은, 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료로 이루어지는 점탄성 매트릭스 중에 압전체 입자를 분산하여 이루어지는 고분자 복합 압전체(압전체층)와, 고분자 복합 압전체의 양면에 형성된 전극층과, 전극층의 표면에 형성된 보호층을 갖는 것이다. 또, 특허문헌 1에 개시되는 압전 필름은, 고분자 복합 압전체를 X선 회절법으로 평가했을 때의, 압전체 입자에서 유래하는 (002)면 피크 강도와 (200)면 피크 강도의 강도 비율 α1=(002)면 피크 강도/((002)면 피크 강도+(200)면 피크 강도)가, 0.6 이상 1 미만이라는 특징을 갖는다.
특허문헌 1: 국제 공개공보 제2017/018313호
이와 같은 압전 필름은, 예를 들면, 굴곡된 상태로 유지함으로써, 압전 스피커로서 기능한다. 즉, 압전 필름을 굴곡 상태로 유지하여, 전극층에 구동 전압을 인가함으로써, 압전체 입자의 신축에 의하여 고분자 복합 압전체가 신축되고, 이 신축을 흡수하기 위하여 진동한다. 압전 필름은, 이 진동에 의하여 공기를 진동시켜, 전기 신호를 소리로 변환하고 있다.
이 압전 필름은, 압전체층의 양면에 전극층을 갖고, 그 양면에 보호층을 마련한 구성을 갖는다. 이와 같은 압전 필름에 있어서, 압전체층은, 예를 들면, 300μm이하가 바람직하고, 매우 얇다.
그 때문에, 압전체층의 양면에 형성되는 전극층이, 압전체층의 단부(端部)로부터 돌출되어 있으면, 압전체층의 양면의 전극이 쇼트되어 버려, 압전 필름이 적정하게 동작하지 않게 되어 버린다.
발명의 목적은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있으며, 압전체층의 양면에 전극층 및 보호층을 갖는 압전 필름에 있어서, 압전체층으로부터 돌출된 전극에 기인하는 쇼트를 방지할 수 있는 압전 필름, 및, 이 압전 필름의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
이 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 이하의 구성을 갖는다.
[1]
압전체층, 압전체층의 양면에 마련된 전극층, 및, 전극층을 덮는 보호층을 갖는 적층 필름과,
적층 필름의 단면의 적어도 일부를 덮는, 절연성의 단면 피복층을 갖는 것을 특징으로 하는 압전 필름.
[2]
단면 피복층이, 적층 필름의 단면 전체면을 덮는, [1]에 기재된 압전 필름.
[3]
보호층을 관통하여 전극층에 접속하는, 도전성의 접속 부재와,
접속 부재에 직접적 또는 간접적으로 전기적으로 접속하여, 적층 필름의 면 방향의 외부까지 이르는, 인출 전극을 갖는, [1] 또는 [2]에 기재된 압전 필름.
[4]
인출 전극과 적층 필름의 사이에, 적층 필름의 단부로부터 돌출되어, 절연성의 전극 절연 부재를 갖는, [3]에 기재된 압전 필름.
[5]
적층 필름의 적어도 일방의 압전체층과 전극층의 사이의, 단부의 적어도 일부에, 절연성의 층간 절연 부재를 갖는, [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 압전 필름.
[6]
층간 절연 부재의 적어도 일부가, 적층 필름의 단부로부터 돌출되는, [5]에 기재된 압전 필름.
[7]
층간 절연 부재를, 적층 필름으로부터의 전극의 인출 측의 단부에 갖는, [5] 또는 [6]에 기재된 압전 필름.
[8]
층간 절연 부재를, 적층 필름의 단부 전역에 갖는, [5] 내지 [7] 중 어느 한 항에 기재된 압전 필름.
[9]
압전체층이, 고분자 재료를 포함하는 매트릭스 중에 압전체 입자를 포함하는 고분자 복합 압전체인, [1] 내지 [8] 중 어느 한 항에 기재된 압전 필름.
[10]
압전체층, 압전체층의 양면에 마련된 전극층, 및, 전극층을 덮는 보호층을 갖는 적층 필름을 제작하는 필름 제작 공정,
적층 필름의 단면의 적어도 일부를 덮어, 절연성의 단면 피복층을 형성하는 피복층 형성 공정, 및,
피복층 형성 공정을 행한 후, 적층 필름의 전극층에 통전하는 통전 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 압전 필름의 제조 방법.
[11]
피복층 형성 공정에서는, 단면 피복층을 적층 필름의 단면의 전역에 형성하는, [10]에 기재된 압전 필름의 제조 방법.
[12]
적층 필름의 보호층의 적어도 일방에, 전극층에 이르는 관통 구멍을 형성하는, 관통 구멍 형성 공정,
관통 구멍을 관통하여, 전극층에 접속하는 도전성의 접속 부재를 형성하는 접속부 형성 공정, 및,
접속 부재에 접속하여, 적층 필름의 면 방향의 외부까지 이르는 인출 전극을 형성하는 전극 형성 공정을 더 갖는, [10] 또는 [11]에 기재된 압전 필름의 제조 방법.
[13]
필름 제작 공정은, 보호층과 전극층을 갖는 제2 적층체의 전극층의 표면에, 압전체층을 형성하는 압전체층 형성 공정, 및,
압전체층의 표면에, 전극층과 보호층을 갖는 제1 적층체를, 전극층을 압전체층에 대면하여 적층하는 적층 공정을 갖는, [10] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 압전 필름의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 압전체층의 양면에 전극층 및 보호층을 갖는 압전 필름에 있어서, 압전체층으로부터 돌출된 전극에 기인하는 쇼트를 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 압전 필름의 일례를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 압전 필름에 이용되는 압전체층의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 3은, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는, 도 1에 나타내는 압전 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은, 본 발명의 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은, 본 발명의 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는, 본 발명의 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은, 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 14는, 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 15는, 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타내는 도이다.
도 16은, 본 발명의 압전 필름을 이용하는 압전 스피커의 일례를 개념적으로 나타내는 도이다.
이하, 본 발명의 압전 필름 및 압전 필름의 제조 방법에 대하여, 첨부한 도면에 나타나는 적합 실시형태를 근거로, 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 또, 이하에 나타내는 도면은, 모두, 본 발명을 설명하기 위한 개념적인 도면이며, 각층(各層)의 두께, 구성 부재의 크기, 및, 구성 부재의 위치 관계 등은, 실제의 것과는 상이하다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
본 발명의 압전 필름은, 압전체층의 양면에 전극층을 갖고, 양방의 전극층을 덮어 보호층을 마련한 적층 필름의 단면을, 단면 피복층으로 피복한 구성을 갖는다.
이하의 설명에서는, 이와 같은 적층 필름을, "압전체층의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름"이라고도 한다.
이와 같은 본 발명의 압전 필름은, 일례로서, 전기 음향 변환 필름으로서 이용되는 것이다. 구체적으로는, 본 발명의 압전 필름은, 압전 스피커, 마이크로폰 및 음성 센서 등의 전기 음향 변환기의 진동판으로서 이용된다.
전기 음향 변환기는, 압전 필름으로의 전압 인가에 의하여, 압전 필름이 면 방향으로 신장되면, 이 신장분(分)을 흡수하기 위하여, 압전 필름이, 상방(소리의 방사 방향)으로 이동한다. 반대로, 압전 필름으로의 전압 인가에 의하여, 압전 필름이 면 방향으로 수축하면, 이 수축분을 흡수하기 위하여, 압전 필름이, 하방으로 이동한다.
전기 음향 변환기는, 이 압전 필름의 신축의 반복에 의한 진동에 의하여, 진동(소리)과 전기 신호를 변환하는 것이다. 이와 같은 전기 음향 변환기는, 일례로서, 압전 필름에 전기 신호를 입력하여 전기 신호에 따른 진동에 의한 소리의 재생, 음파를 받는 것에 의한 압전 필름의 진동을 전기 신호로 변환, 및, 진동에 의한 촉감 부여나 물체의 수송 등에 이용된다.
구체적으로는, 본 발명의 압전 필름을 이용하는 전기 음향 변환기의 용도로서는, 풀 레인지 스피커, 트위터, 스쿼커 및 우퍼 등의 스피커, 헤드폰용 스피커, 노이즈 캔슬러, 마이크로폰, 및, 기타 등의 악기에 이용되는 픽업(악기용 센서) 등의 각종 음향 디바이스를 들 수 있다. 또, 본 발명의 압전 필름은 비자성체이기 때문에, 노이즈 캔슬러 중에서도 MRI용 노이즈 캔슬러로서 적합하게 이용하는 것이 가능하다.
또, 본 발명의 압전 필름을 이용하는 전기 음향 변환기는, 얇고, 가벼우며, 구부러지기 때문에, 모자, 머플러 및 의복과 같은 웨어러블 제품, 텔레비전 및 디지털 사이니지 등의 박형 디스플레이, 및, 음향 기기 등으로서의 기능을 갖는 건축물, 자동차의 천장, 커튼, 우산, 벽지, 창 및 침대 등에 적합하게 이용된다.
도 1에, 본 발명의 압전 필름의 일례를 단면도로 개념적으로 나타낸다. 도 1 등에 있어서는, 도면을 간략화하여 구성을 명확하게 나타내기 위하여, 해칭은 생략한다.
또한, 이하의 설명에서는, 특별히 설명이 없는 경우에는, "단면(斷面)"이란, 압전 필름의 두께 방향의 단면을 나타낸다. 압전 필름의 두께 방향이란, 각층의 적층 방향이다.
본 발명의 압전 필름은, 압전체층의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름의 단면을, 단면 피복층으로 피복한 구성을 갖는다.
도 1에 나타내는 압전 필름(10)에 있어서, 적층 필름은, 압전체층(12)과, 압전체층(12)의 일방의 면에 적층되는 제1 전극층(14)과, 제1 전극층(14)에 적층되는 제1 보호층(18)과, 압전체층(12)의 타방의 면에 적층되는 제2 전극층(16)과, 제2 전극층(16)에 적층되는 제2 보호층(20)을 갖는다.
압전 필름(10)은, 이와 같은 적층 필름의 단면의 전체면을, 절연성의 단면 피복층(30)에 의하여 피복한 구성을 갖는다.
또, 압전 필름(10)은, 제1 보호층(18)이 제1 전극층(14)까지 관통하는 관통 구멍(18a)을 갖는다. 이 관통 구멍(18a)에는, 제1 전극층(14)에 접속하여, 도전성의 제1 접속 부재(32)가 마련된다. 또, 제1 접속 부재(32)에 접속하여, 압전 필름(10)을 외부의 전원에 접속하기 위한 제1 인출 전극(34)이 마련된다.
제2 보호층(20)도, 동일한 관통 구멍(20a)을 갖고, 이 관통 구멍(20a)에는, 도전성의 제2 접속 부재(33)가 마련된다. 또, 동일하게, 이 제2 접속 부재(33)에 접속하여, 압전 필름(10)을 외부의 전원에 접속하기 위한 제2 인출 전극(36)이 마련된다.
본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)은, 공지의 압전체층이, 각종, 이용 가능하다.
본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)은, 도 2에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 고분자 재료를 포함하는 고분자 매트릭스(24) 중에, 압전체 입자(26)를 포함하는, 고분자 복합 압전체인 것이 바람직하다.
여기에서, 고분자 복합 압전체(압전체층(12))는, 다음의 용건을 구비한 것인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 상온이란, 0~50℃이다.
(i) 가요성
예를 들면, 휴대용으로서 신문이나 잡지와 같이 서류 감각으로 느슨하게 휘어진 상태로 파지하는 경우, 끊임없이 외부로부터, 수 Hz 이하의 비교적 느린, 큰 굽힘 변형을 받게 된다. 이때, 고분자 복합 압전체가 단단하면, 그만큼 큰 굽힘 응력이 발생하고, 고분자 매트릭스와 압전체 입자의 계면에서 균열이 발생하며, 결국에는 파괴로 이어질 우려가 있다. 따라서, 고분자 복합 압전체에는 적절한 부드러움이 요구된다. 또, 왜곡 에너지를 열로서 외부로 확산시킬 수 있으면 응력을 완화할 수 있다. 따라서, 고분자 복합 압전체의 손실 탄젠트가 적절히 클 것이 요구된다.
(ii) 음질
스피커는, 20Hz~20kHz의 오디오 대역의 주파수로 압전체 입자를 진동시켜, 그 진동 에너지에 의하여 진동판(고분자 복합 압전체) 전체가 일체가 되어 진동함으로써 소리가 재생된다. 따라서, 진동 에너지의 전달 효율을 높이기 위하여 고분자 복합 압전체에는 적절한 경도가 요구된다. 또, 스피커의 주파수 특성이 평활하면, 곡률의 변화에 따라 최저 공진 주파수 f0이 변화했을 때의 음질의 변화량도 작아진다. 따라서, 고분자 복합 압전체의 손실 탄젠트는 적절히 클 것이 요구된다.
스피커용 진동판의 최저 공진 주파수 f0은, 하기 식으로 주어지는 것은 주지이다. 여기에서, s는 진동계의 스티프니스, m은 질량이다.
[수학식 1]
Figure pct00001
이때, 압전 필름의 만곡 정도 즉 만곡부의 곡률 반경이 커질수록 기계적인 스티프니스 s가 낮아지기 때문에, 최저 공진 주파수 f0은 작아진다. 즉, 압전 필름의 곡률 반경에 의하여 스피커의 음질(음량, 주파수 특성)이 바뀌게 된다.
이상을 정리하면, 고분자 복합 압전체는, 20Hz~20kHz의 진동에 대해서는 단단하고, 수 Hz 이하의 진동에 대해서는 부드럽게 거동할 것이 요구된다. 또, 고분자 복합 압전체의 손실 탄젠트는, 20kHz 이하의 모든 주파수의 진동에 대하여, 적절히 클 것이 요구된다.
일반적으로, 고분자 고체는 점탄성 완화 기구를 갖고 있으며, 온도 상승 혹은 주파수의 저하와 함께 큰 스케일의 분자 운동이 저장 탄성률(영률)의 저하(완화) 혹은 손실 탄성률의 극대(흡수)로서 관측된다. 그중에서도, 비정질 영역의 분자쇄의 마이크로 브라운 운동에 의하여 야기되는 완화는, 주(主)분산이라고 불리고, 매우 큰 완화 현상이 보인다. 이 주분산이 일어나는 온도가 유리 전이점(Tg)이며, 가장 점탄성 완화 기구가 현저하게 나타난다.
고분자 복합 압전체(압전체층(12))에 있어서, 유리 전이점이 상온에 있는 고분자 재료, 바꾸어 말하면, 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료를 매트릭스에 이용함으로써, 20Hz~20kHz의 진동에 대해서는 단단하고, 수 Hz 이하의 느린 진동에 대해서는 부드럽게 거동하는 고분자 복합 압전체가 실현된다. 특히, 이 거동이 적합하게 발현하는 등의 점에서, 주파수 1Hz에서의 유리 전이점 Tg가 상온에 있는 고분자 재료를, 고분자 복합 압전체의 매트릭스에 이용하는 것이 바람직하다.
고분자 매트릭스(24)가 되는 고분자 재료는, 상온에 있어서, 동적 점탄성 시험에 의한 주파수 1Hz에 있어서의 손실 탄젠트 Tanδ의 극댓값이, 0.5 이상인 것이 바람직하다.
이로써, 고분자 복합 압전체가 외력에 의하여 천천히 구부러졌을 때에, 최대 굽힘 모멘트부에 있어서의 고분자 매트릭스/압전체 입자 계면의 응력 집중이 완화되어, 높은 가요성을 기대할 수 있다.
또, 고분자 매트릭스(24)가 되는 고분자 재료는, 동적 점탄성 측정에 의한 주파수 1Hz에서의 저장 탄성률(E')이, 0℃에 있어서 100MPa 이상, 50℃에 있어서 10MPa 이하인 것이 바람직하다.
이로써, 고분자 복합 압전체가 외력에 의하여 천천히 구부러졌을 때에 발생하는 굽힘 모멘트를 저감시킬 수 있음과 동시에, 20Hz~20kHz의 음향 진동에 대해서는 단단하게 거동할 수 있다.
또, 고분자 매트릭스(24)가 되는 고분자 재료는, 비유전율이 25℃에 있어서 10 이상이면, 보다 적합하다. 이로써, 고분자 복합 압전체에 전압을 인가했을 때에, 고분자 매트릭스 중의 압전체 입자에는 보다 높은 전계가 가해지기 때문에, 큰 변형량을 기대할 수 있다.
그러나, 그 반면, 양호한 내습성의 확보 등을 고려하면, 고분자 재료는, 비유전율이 25℃에 있어서 10 이하인 것도, 적합하다.
이와 같은 조건을 충족시키는 고분자 재료로서는, 사이아노에틸화 폴리바이닐알코올(사이아노에틸화 PVA), 폴리아세트산 바이닐, 폴리바이닐리덴 클로라이드코아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌-바이닐폴리아이소프렌 블록 공중합체, 폴리바이닐메틸케톤, 및, 폴리뷰틸메타크릴레이트 등이 적합하게 예시된다.
또, 이들 고분자 재료로서는, 하이브라 5127(구라레사제) 등의 시판품도, 적합하게 이용 가능하다.
고분자 매트릭스(24)를 구성하는 고분자 재료로서는, 사이아노에틸기를 갖는 고분자 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 사이아노에틸화 PVA를 이용하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)은, 고분자 매트릭스(24)로서, 사이아노에틸기를 갖는 고분자 재료를 이용하는 것이 바람직하고, 사이아노에틸화 PVA를 이용하는 것이 특히 바람직하다.
이하의 설명에서는, 사이아노에틸화 PVA를 대표로 하는 상술한 고분자 재료를, 통틀어 "상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료"라고도 한다.
또한, 이들 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료는, 1종만을 이용해도 되고, 복수 종을 병용(혼합)하여 이용해도 된다.
본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)의 고분자 매트릭스(24)에는, 필요에 따라, 복수의 고분자 재료를 병용해도 된다.
즉, 고분자 복합 압전체를 구성하는 고분자 매트릭스(24)에는, 유전 특성이나 기계적 특성의 조절 등을 목적으로 하여, 상술한 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료에 더하여, 필요에 따라, 그 외의 유전성 고분자 재료를 첨가해도 된다.
첨가 가능한 유전성 고분자 재료로서는, 일례로서, 폴리 불화 바이닐리덴, 불화 바이닐리덴-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 불화 바이닐리덴-트라이플루오로에틸렌 공중합체, 폴리 불화 바이닐리덴-트라이플루오로에틸렌 공중합체 및 폴리 불화 바이닐리덴-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등의 불소계 고분자, 사이안화 바이닐리덴-아세트산 바이닐 공중합체, 사이아노에틸셀룰로스, 사이아노에틸하이드록시사카로스, 사이아노에틸하이드록시셀룰로스, 사이아노에틸하이드록시풀루란, 사이아노에틸메타크릴레이트, 사이아노에틸아크릴레이트, 사이아노에틸하이드록시에틸셀룰로스, 사이아노에틸아밀로스, 사이아노에틸하이드록시프로필셀룰로스, 사이아노에틸다이하이드록시프로필셀룰로스, 사이아노에틸하이드록시프로필아밀로스, 사이아노에틸폴리아크릴아마이드, 사이아노에틸폴리아크릴레이트, 사이아노에틸풀루란, 사이아노에틸폴리하이드록시메틸렌, 사이아노에틸글리시돌풀루란, 사이아노에틸사카로스 및 사이아노에틸소비톨 등의 사이아노기 또는 사이아노에틸기를 갖는 폴리머, 및, 나이트릴 고무 및 클로로프렌 고무 등의 합성 고무 등이 예시된다.
그중에서도, 사이아노에틸기를 갖는 고분자 재료는, 적합하게 이용된다.
또, 압전체층(12)의 고분자 매트릭스(24)에 있어서, 이들 유전성 고분자 재료는, 1종에 제한은 되지 않고, 복수 종을 첨가해도 된다.
또, 유전성 고분자 재료 이외에도, 고분자 매트릭스(24)의 유리 전이점 Tg를 조절할 목적으로, 염화 바이닐 수지, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 메타크릴 수지, 폴리뷰텐 및 아이소뷰틸렌 등의 열가소성 수지, 및, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 알카이드 수지 및 마이카 등의 열경화성 수지 등을 첨가해도 된다.
또한, 점착성을 향상시킬 목적으로, 로진에스터, 로진, 터펜, 터펜페놀, 및, 석유 수지 등의 점착 부여제를 첨가해도 된다.
압전체층(12)의 고분자 매트릭스(24)에 있어서, 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료 이외의 고분자 재료를 첨가할 때의 첨가량에는 제한은 없지만, 고분자 매트릭스(24)에서 차지하는 비율로 30질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
이로써, 고분자 매트릭스(24)에 있어서의 점탄성 완화 기구를 저해하지 않고, 첨가하는 고분자 재료의 특성을 발현할 수 있기 때문에, 고유전율화, 내열성의 향상, 압전체 입자(26)나 전극층과의 밀착성 향상 등의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
압전체층(12)이 되는 고분자 복합 압전체는, 이와 같은 고분자 매트릭스에, 압전체 입자(26)를 포함하는 것이다. 압전체 입자(26)는, 고분자 매트릭스에 분산되어 있으며, 바람직하게는, 균일(대략 균일)하게 분산된다.
압전체 입자(26)는, 바람직하게는, 페로브스카이트형 또는 우르차이트형의 결정 구조를 갖는 세라믹스 입자로 이루어지는 것이다.
압전체 입자(26)를 구성하는 세라믹스 입자로서는, 예를 들면, 타이타늄산 지르코늄산 납(PZT), 타이타늄산 지르코늄산 란타넘산 납(PLZT), 타이타늄산 바륨(BaTiO3), 산화 아연(ZnO), 및, 타이타늄산 바륨과 비스무트페라이트(BiFe3)의 고용체(固溶體)(BFBT) 등이 예시된다.
압전체 입자(26)의 입경은, 압전 필름(10)의 사이즈나 용도에 따라, 적절히, 선택하면 된다. 압전체 입자(26)의 입경은, 1~10μm가 바람직하다.
압전체 입자(26)의 입경을 상기 범위로 함으로써, 높은 압전 특성과 플렉시빌리티를 양립시킬 수 있는 등의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12) 중에 있어서의 고분자 매트릭스(24)와 압전체 입자(26)의 양비는, 압전 필름(10)의 면 방향의 크기나 두께, 압전 필름(10)의 용도, 압전 필름(10)에 요구되는 특성 등에 따라, 적절히, 설정하면 된다.
압전체층(12) 중에 있어서의 압전체 입자(26)의 체적 분율은, 30~80%가 바람직하고, 50~80%가 보다 바람직하다.
고분자 매트릭스(24)와 압전체 입자(26)의 양비를 상기 범위로 함으로써, 높은 압전 특성과 플렉시빌리티를 양립시킬 수 있는 등의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
또, 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)의 두께에는 제한은 없고, 압전 필름(10)의 사이즈, 압전 필름(10)의 용도, 압전 필름(10)에 요구되는 특성 등에 따라, 적절히, 설정하면 된다.
압전체층(12)의 두께는, 8~300μm가 바람직하고, 8~200μm가 보다 바람직하며, 10~150μm가 더 바람직하고, 15~100μm가 특히 바람직하다.
압전체층(12)의 두께를, 상기 범위로 함으로써, 강성의 확보와 적절한 유연성의 양립 등의 점에서 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
압전체층(12)은, 두께 방향으로 분극 처리(폴링)되어 있는 것이 바람직하다. 분극 처리에 관해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
또한, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)은, 상술한 바와 같은, 사이아노에틸화 PVA와 같은 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료로 이루어지는 고분자 매트릭스(24)에, 압전체 입자(26)를 포함하는 고분자 복합 압전체에 제한은 되지 않는다.
즉, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 압전체층은, 공지의 압전체층이, 각종, 이용 가능하다.
일례로서, 상술한 폴리 불화 바이닐리덴, 불화 바이닐리덴-테트라플루오로에틸렌 공중합체 및 불화 바이닐리덴-트라이플루오로에틸렌 공중합체 등의 유전성 고분자 재료를 포함하는 매트릭스에 동일한 압전체 입자(26)를 포함하는 고분자 복합 압전체, 폴리 불화 바이닐리덴으로 이루어지는 압전체층, 폴리 불화 바이닐리덴 이외의 불소 수지로 이루어지는 압전체층, 및, 폴리L락트산으로 이루어지는 필름과 폴리D락트산으로 이루어지는 필름을 적층한 압전체층 등도 이용 가능하다.
그러나, 상술한 바와 같이, 20Hz~20kHz의 진동에 대해서는 단단하고, 수 Hz 이하의 느린 진동에 대해서는 부드럽게 거동할 수 있으며, 우수한 음향 특성이 얻어지고, 가요성이 우수하다는 등의 점에서, 상술한 사이아노에틸화 PVA와 같은 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료로 이루어지는 고분자 매트릭스(24)에, 압전체 입자(26)를 포함하는 고분자 복합 압전체가, 적합하게 이용된다.
도 1에 나타내는 압전 필름(10)의 적층 필름은, 이와 같은 압전체층(12)의 일면에, 제2 전극층(16)을 갖고, 제2 전극층(16)의 표면에 제2 보호층(20)을 가지며, 압전체층(12)의 타방의 면에, 제1 전극층(14)을 갖고, 제1 전극층(14)의 표면에 제1 보호층(18)을 가져 이루어지는 구성을 갖는다. 압전 필름(10)에서는, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)이 전극쌍을 형성한다.
바꾸어 말하면, 본 발명의 압전 필름(10)을 구성하는 적층 필름은, 압전체층(12)의 양면을 전극쌍, 즉, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)으로 협지하고, 또한, 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)으로 협지하여 이루어지는 구성을 갖는다.
이와 같이, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)으로 협지된 영역은, 인가된 전압에 따라 구동된다.
또한, 본 발명에 있어서, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16) 등에 있어서의 제1 및 제2란, 본 발명의 압전 필름(10)을 설명하기 위하여, 편의적으로 붙이고 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서의 제1 및 제2에는, 기술적인 의미는 없고, 또, 실제의 사용 상태와는 무관하다.
본 발명의 압전 필름(10)은, 이들 층에 더하여, 예를 들면, 전극층과 압전체층(12)을 첩착하기 위한 첩착층, 및, 전극층과 보호층을 첩착하기 위한 첩착층을 가져도 된다.
첩착제는, 접착제여도 되고 점착제여도 된다. 또, 첩착제는, 압전체층(12)으로부터 압전체 입자(26)를 제거한 고분자 재료 즉 고분자 매트릭스(24)와 동일한 재료도, 적합하게 이용 가능하다. 또한, 첩착층은, 제1 전극층(14) 측 및 제2 전극층(16) 측의 양방에 가져도 되고, 제1 전극층(14) 측 및 제2 전극층(16) 측의 일방에만 가져도 된다.
압전 필름(10)에 있어서, 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)은, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)을 피복함과 함께, 압전체층(12)에 적절한 강성과 기계적 강도를 부여하는 역할을 담당하고 있다. 즉, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 고분자 매트릭스(24)와 압전체 입자(26)를 포함하는 압전체층(12)은, 느린 굽힘 변형에 대해서는, 매우 우수한 가요성을 나타내는 한편, 용도에 따라서는, 강성이나 기계적 강도가 부족한 경우가 있다. 압전 필름(10)은, 그것을 보완하기 위하여 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)이 마련된다.
제2 보호층(20)과 제1 보호층(18)은, 배치 위치가 상이할 뿐이고, 구성은 동일하다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는, 제2 보호층(20) 및 제1 보호층(18)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 두 부재를 통틀어, 보호층이라고도 한다.
보호층에는, 제한은 없고, 각종 시트 형상물이 이용 가능하며, 일례로서, 각종 수지 필름이 적합하게 예시된다. 그중에서도, 우수한 기계적 특성 및 내열성을 갖는 등의 이유에 의하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에터이미드(PEI), 폴리이미드(PI), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트라이아세틸셀룰로스(TAC), 및, 환상 올레핀계 수지 등으로 이루어지는 수지 필름이 적합하게 이용된다.
보호층의 두께에도, 제한은 없다. 또, 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)의 두께는, 기본적으로 동일하지만, 상이해도 된다.
보호층의 강성이 과하게 높으면, 압전체층(12)의 신축을 구속할 뿐만 아니라, 가요성도 저해된다. 그 때문에, 기계적 강도나 시트 형상물로서의 양호한 핸들링성이 요구되는 경우를 제외하면, 보호층은, 얇을수록 유리하다.
제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)의 두께가, 각각, 압전체층(12)의 두께의 2배 이하이면, 강성의 확보와 적절한 유연성의 양립 등의 점에서 바람직한 결과가 얻어진다.
예를 들면, 압전체층(12)의 두께가 50μm이고 제2 보호층(20) 및 제1 보호층(18)이 PET로 이루어지는 경우, 제2 보호층(20) 및 제1 보호층(18)의 두께는 각각, 100μm 이하가 바람직하고, 50μm 이하가 보다 바람직하며, 25μm 이하가 더 바람직하다.
압전 필름(10)(적층 필름)에 있어서, 압전체층(12)과 제1 보호층(18)의 사이에는 제1 전극층(14)이, 압전체층(12)과 제2 보호층(20)의 사이에는 제2 전극층(16)이, 각각 형성된다. 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)은, 압전 필름(10)(압전체층(12))에 전계를 인가하기 위하여 마련된다.
여기에서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)은, 부분적으로, 면 방향으로 압전체층(12)(적층 필름)으로부터 돌출되는 부분(버(burr)(14a) 및 버(16a))을 갖는다. 이 점에 관해서는, 이후에 상세하게 설명한다.
제2 전극층(16) 및 제1 전극층(14)은, 위치가 상이한 것 이외에는, 기본적으로 동일한 것이다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는, 제2 전극층(16) 및 제1 전극층(14)을 구별할 필요가 없는 경우에는, 두 부재를 통틀어, 전극층이라고도 한다.
본 발명의 압전 필름에 있어서, 전극층의 형성 재료에는 제한은 없고, 각종 도전체가 이용 가능하다. 구체적으로는, 탄소, 팔라듐, 철, 주석, 알루미늄, 니켈, 백금, 금, 은, 구리, 크로뮴, 몰리브데넘, 이들의 합금, 산화 인듐 주석, 및, PEDOT/PPS(폴리에틸렌다이옥시싸이오펜-폴리스타이렌설폰산) 등의 도전성 고분자 등이 예시된다.
그중에서도, 구리, 알루미늄, 금, 은, 백금, 및, 산화 인듐 주석은, 적합하게 예시된다. 그중에서도, 도전성, 비용 및 가요성 등의 관점에서 구리가 보다 바람직하다.
또, 전극층의 형성 방법에도 제한은 없고, 진공 증착 및 스퍼터링 등의 기상 퇴적법(진공 성막법)에 의한 성막, 도금에 의한 성막, 상기 재료로 형성된 박을 첩착하는 방법, 및, 도포에 의한 방법 등, 공지의 방법이, 각종, 이용 가능하다.
그중에서도 특히, 압전 필름(10)의 가요성을 확보할 수 있는 등의 이유에서, 진공 증착에 의하여 성막된 구리나 알루미늄의 박막은, 전극층으로서, 적합하게 이용된다. 그중에서도 특히, 진공 증착에 의한 구리의 박막은, 적합하게 이용된다.
제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)의 두께에는, 제한은 없다. 또, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)의 두께는, 기본적으로 동일하지만, 상이해도 된다.
여기에서, 상술한 보호층과 동일하게, 전극층의 강성이 과하게 높으면, 압전체층(12)의 신축을 구속할 뿐만 아니라, 가요성도 저해된다. 그 때문에, 전극층은, 전기 저항이 과하게 높아지지 않는 범위이면, 얇을수록 유리하다.
본 발명의 압전 필름(10)에서는, 전극층의 두께와 영률의 곱이, 보호층의 두께와 영률의 곱을 하회하면, 가요성을 크게 저해하는 경우가 없기 때문에, 적합하다.
예를 들면, 보호층이 PET(영률: 약 6.2GPa)이고, 전극층이 구리(영률: 약 130GPa)로 이루어지는 조합인 경우, 보호층의 두께가 25μm라고 하면, 전극층의 두께는, 1.2μm 이하가 바람직하며, 0.3μm 이하가 보다 바람직하고, 0.1μm 이하가 더 바람직하다.
압전 필름(10)은, 압전체층(12)을, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)으로 협지하고, 또한, 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)을 협지한 구성을 갖는다.
이와 같은 압전 필름(10)은, 동적 점탄성 측정에 의한 주파수 1Hz에서의 손실 탄젠트(Tanδ)가 0.1 이상이 되는 극댓값이 상온에 존재하는 것이 바람직하다.
이로써, 압전 필름(10)이 외부로부터 수 Hz 이하의 비교적 느린, 큰 굽힘 변형을 받았다고 해도, 왜곡 에너지를 효과적으로 열로서 외부로 확산시킬 수 있기 때문에, 고분자 매트릭스와 압전체 입자의 계면에서 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
압전 필름(10)은, 동적 점탄성 측정에 의한 주파수 1Hz에서의 저장 탄성률(E')이, 0℃에 있어서 10~30GPa, 50℃에 있어서 1~10GPa인 것이 바람직하다.
이로써, 상온에서 압전 필름(10)이 저장 탄성률(E')에 큰 주파수 분산을 가질 수 있다. 즉, 20Hz~20kHz의 진동에 대해서는 단단하고, 수 Hz 이하의 진동에 대해서는 부드럽게 거동할 수 있다.
또, 압전 필름(10)은, 두께와 동적 점탄성 측정에 의한 주파수 1Hz에서의 저장 탄성률(E')의 곱이, 0℃에 있어서 1.0×106~2.0×106N/m, 50℃에 있어서 1.0×105~1.0×106N/m인 것이 바람직하다.
이로써, 압전 필름(10)이 가요성 및 음향 특성을 저해하지 않는 범위에서, 적절한 강성과 기계적 강도를 구비할 수 있다.
또한, 압전 필름(10)은, 동적 점탄성 측정으로부터 얻어진 마스터 커브에 있어서, 25℃, 주파수 1kHz에 있어서의 손실 탄젠트(Tanδ)가, 0.05 이상인 것이 바람직하다.
이로써, 압전 필름(10)을 이용한 스피커의 주파수 특성이 평활하게 되어, 스피커(압전 필름(10))의 곡률의 변화에 따라 최저 공진 주파수 f0이 변화했을 때의 음질의 변화량도 작게 할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 압전 필름(10)은, 제1 보호층(18)이 제1 전극층(14)까지 관통하는 관통 구멍(18a)을 갖는다. 이 관통 구멍(18a)에는, 제1 전극층(14)에 접속하여, 도전성의 제1 접속 부재(32)가 마련된다. 또, 제1 접속 부재(32)에 접속하여, 압전 필름(10)을 외부의 전원에 접속하기 위한, 제1 인출 전극(34)이 마련된다.
동일하게, 제2 보호층(20)도, 동일한 관통 구멍(20a)을 갖고, 이 관통 구멍(20a)에는, 제2 전극층(16)에 접속하여, 도전성의 제2 접속 부재(33)가 마련된다. 또, 동일하게, 이 제2 접속 부재(33)에 접속하여, 압전 필름(10)을 외부의 전원에 접속하기 위한, 제2 인출 전극(36)이 마련된다.
제1 인출 전극(34)과 제2 인출 전극(36)은, 압전 필름(10)(적층 필름)의 면 방향으로, 상이한 위치에 마련된다(도 10 등 참조). 도 1에 있어서는, 제1 인출 전극(34)과 제2 인출 전극(36)은, 도면 중 지면에 직교하는 방향의 상이한 위치에 마련된다.
또한, 도시예에 있어서는, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)은, 동일 방향으로 인출되어 있으며, 본 발명은, 이것에 제한은 되지 않고, 각종 구성이 이용 가능하다.
예를 들면, 제1 인출 전극(34)과 제2 인출 전극(36)이 역방향으로 인출되어도 되고, 제1 인출 전극(34)과 제2 인출 전극(36)이 직교하도록 인출되어도 된다.
제1 전극층(14)에 있어서의 전극의 인출 방법과, 제2 전극층(16)에 있어서의 전극의 인출 방법은, 동일하므로, 이하의 설명은, 제1 전극층(14)을 예로 행한다.
관통 구멍(18a)(관통 구멍(20a))은, 제1 전극층(14)과 제1 인출 전극(34)을 접속하는 제1 접속 부재(32)를 형성하기 위하여, 제1 보호층(18)(제2 보호층(20))에 천공되는 관통 구멍이다.
관통 구멍(18a)의 크기에는, 제한은 없고, 제1 전극층(14) 및 제1 인출 전극(34)의 형성 재료, 제1 인출 전극(34)의 크기, 압전 필름(10)의 크기 등에 따라, 충분한 도통(導通)이 얻어지는 제1 접속 부재(32)를 형성 가능한 크기를, 적절히, 설정하면 된다.
관통 구멍(18a)의 형상에도, 제한은 없다. 따라서, 관통 구멍은, 원뿔대 형상, 원통형상 및 각진 통형상 등의 각종 형상이 이용 가능하다.
관통 구멍(18a)의 형성 방법도, 제1 보호층(18)의 형성 재료에 따른, 공지의 각종 방법이 이용 가능하다.
일례로서, 탄산 가스 레이저에 의한 파장 10.6μm의 레이저광 등의 레이저광에 의하여 태워 날림(어블레이션)으로써 제1 보호층(18)을 제거하여, 관통 구멍(18a)을 형성하는 방법이 예시된다. 예를 들면, 제1 보호층(18)에 있어서의 관통 구멍(18a)의 형성 위치를 레이저광으로 주사함으로써, 제1 보호층(18)의 원하는 위치에 관통 구멍(18a)을 형성하면 된다. 이 때에 있어서는, 레이저광의 강도나 주사 속도 등을 조절함으로써, 원하는 두께의 관통 구멍(18a)을 형성할 수 있다. 주사 속도의 조절은, 즉, 레이저광에 의한 처리 시간의 조절이다.
또, 유기 용제를 이용하여 제1 보호층(18)을 용해함으로써, 관통 구멍(18a)을 형성하는 방법도 이용 가능하다. 예를 들면, 제1 보호층(18)이 PET이면, 헥사플루오로아이소프로판올 등을 이용하여, 관통 구멍(18a)을 형성할 수 있다. 용제를 이용하는 경우에는, 포토리소그래피 등에 있어서의 에칭과 동일하게, 마스크 등을 이용함으로써, 원하는 위치에 관통 구멍(18a)을 형성하면 된다. 이 때에 있어서는, 처리 시간 및 유기 용제의 농도 등을 조절함으로써, 원하는 두께의 관통 구멍(18a)을 형성할 수 있다.
관통 구멍(18a)에는, 제1 접속 부재(32)(제2 접속 부재(33))가 마련된다. 제1 접속 부재(32)는, 제1 전극층(14)과 제1 인출 전극(34)을 전기적으로 접속하는 것이다.
본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 제1 접속 부재(32)는, 관통 구멍(18a)에 삽입 가능한 도전성을 갖는 재료로 이루어지는 것이, 각종, 이용 가능하다.
구체적으로는, 은, 구리 및 금 등의 금속 입자를, 에폭시 수지, 폴리이미드 등의 열경화성 수지로 이루어지는 바인더에 분산하여 이루어지는 금속 페이스트, 동일한 금속 입자를 아크릴 수지 등의 실온 정도에서 경화하는 수지로 이루어지는 바인더에 분산하여 이루어지는 금속 페이스트, 착체 금속에 의하여 금속 단일체로 열경화하는 금속 페이스트, 구리박 테이프 등의 금속 테이프, 및, 관통 구멍(18a)에 삽입 가능한 금속 부재 등이 예시된다.
제1 인출 전극(34)(제2 인출 전극(36))은, 제1 접속 부재(32)에 전기적으로 접속되는, 외부의 전원과 압전 필름(10)을 전기적으로 접속하기 위한 배선이다. 따라서, 제1 인출 전극(34)은, 압전체층(12), 전극층 및 보호층을 적층한 적층 필름의 면 방향의 외부까지 이른다.
제1 인출 전극(34)에도, 제한은 없고, 구리박 등의 금속박, 및, 각종 금속배선 등, 전극 등과 전원 및 외부 장치를 전기적으로 도통하는 배선에 이용되는 공지의 것이, 각종, 이용 가능하다.
또, 적층 필름의 면 방향의 외부에 있어서의 제1 인출 전극(34)의 길이는, 압전 필름(10)의 용도, 압전 필름(10)이 접속되는 기기, 압전 필름(10)의 설치 위치 등에 따라, 적절히, 설정하면 된다.
또한, 필요에 따라, 제1 인출 전극(34)과 제1 접속 부재(32)와 첩착해도 된다. 제1 인출 전극(34)과 제1 접속 부재(32)와 첩착은, 공지의 방법으로 행하면 된다.
일례로서, 도전성의 첩착제(접착제, 점착제)를 이용하는 방법, 및, 도전성의 양면 테이프를 이용하는 방법 등이 예시된다. 또, 접속 부재(32)에 은 페이스트 등의 금속 페이스트를 이용하고, 구리박 및 도전성 와이어 등을 제1 인출 전극(34)에 이용함으로써, 접착성을 갖게 하여, 제1 인출 전극(34)과 제1 접속 부재(32)를 첩착하는 방법도 이용 가능하다.
도 1에 나타내는 압전 필름(10)은, 후술하는 단면 피복층(30)을 적층 필름의 단면 전체면에 형성하기 쉬운 바람직한 양태로서, 보호층에 관통 구멍을 형성하고, 관통 구멍에 전극 접속 부재를 마련하여, 전극 접속 부재와 인출 전극을 접속함으로써, 외부의 전원에 접속하기 위한 전극의 인출을 행하고 있다.
그러나, 본 발명의 압전 필름은, 이것에 제한은 되지 않고, 전극의 인출은, 각종 구성이 이용 가능하다.
예를 들면, 보호층과 압전체층의 사이, 또는, 전극층과 보호층의 사이에, 봉 형상 및 시트 형상(필름 형상, 판 형상) 등의 인출용의 배선을 마련하여, 이 인출용의 배선에, 인출 전극을 접속해도 된다. 또는, 인출용의 배선을, 그대로 인출 전극으로서 이용해도 된다. 혹은, 보호층 및 전극층의 일부를 면 방향으로 압전체층으로부터 돌출시키고, 돌출된 전극층을 인출용의 배선으로 하여, 여기에 인출 전극을 접속해도 된다.
본 발명의 압전 필름(10)은, 이와 같은 압전체층(12), 압전체층(12)의 양면에 마련되는 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16), 및, 전극층의 표면에 형성되는 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)으로 이루어지는 적층 필름의 단면 전체면을, 절연성의 단면 피복층(30)으로 덮은 구성을 갖는다.
단면 피복층(30)의 형성 재료에는, 제한은 없으며, 절연성을 갖고, 또한, 후술하는 버를 제거하기 위한 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트에 대한 충분한 내열성을 갖는 재료이면, 공지의 각종 재료가 이용 가능하다.
일례로서, 폴리이미드, 및, 내열성의 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 예시된다.
단면 피복층(30)의 두께에도 제한은 없고, 후술하는 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)의 버(버(14a) 및 버(16a))를 충분히 매설하여, 공기로부터 차단할 수 있는 두께를, 적절히, 설정하면 된다.
적층 필름의 단면으로의 단면 피복층(30)의 형성 방법에는, 제한은 없고, 단면 피복층(30)의 형성 재료에 따른, 공지의 형성 방법(성막 방법)이 이용 가능하다.
일례로서, 절연성의 점착 테이프를 첩착하는 방법, 단면 피복층(30)이 되는 재료를 용해한 액체를 도포하여 건조하는 방법, 단면 피복층(30)이 되는 재료를 가열 용융한 액체를 도포하여 경화하는 방법, 및, 단면 피복층(30)이 되는 수지를 용제에 용해하고, 도포하여 건조시키는 방법 등이 예시된다. 절연성의 점착 테이프로서는, 폴리이미드 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어지는 점착 테이프가 예시된다.
이 때에 있어서의 액체의 도포 방법에는, 제한은 없고, 공지의 방법이, 각종, 이용 가능하다. 일례로서, 스프레이 도포, 및, 침지 도포 등이 예시된다.
또, 필요에 따라, 단면 피복층(30)은, 제1 보호층(18) 및/또는 제2 보호층(20)의 주면까지 형성해도 된다. 예를 들면, 폴리이미드제의 편면 테이프를, 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)의 주면(主面)으로부터, 단면을 감싸도록 첩착함으로써, 단면 피복층(30)을 형성해도 된다. 주면이란, 시트 형상물(층, 필름, 판 형상물)의 최대면이다.
또한, 본 발명의 압전 필름(10)을, 후술하는 바와 같은 압전 필름(10)의 적층체로 하는 경우에는 압전 필름(10)의 적층체를 형성한 후에, 동일하게, 적층 필름의 단면에 단면 피복층(30)을 형성해도 된다.
본 발명의 압전 필름(10)은, 필요에 따라, 단면 피복층(30)의 수증기 투과도를 100g/(m2·day) 이하로 하여, 단면 피복층(30)에 가스 배리어성을 갖게 해도 된다. 이와 같은 단면 피복층(30)을 가짐으로써, 압전체층(12)을 구성하는 성분이 수분에 의하여 열화하는 경우에서도, 압전체층(12)의 열화를 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 압전 필름(10)은, 필요에 따라, 단면 피복층(30)을 소정 정도의 단단함으로 하여, 단면 피복층(30)을, 압전체층(12), 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)의 보호층으로서 작용시켜도 된다.
본 발명의 압전 필름(10)은, 압전체층(12)의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름의 단면을, 이와 같은 단면 피복층(30)으로 피복한 구성을 가짐으로써, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트(단락)를 방지하고 있다.
상술한 바와 같이, 압전 필름(10)에 있어서, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)은, 매우 얇다. 그 때문에, 후술하는 바와 같이, 압전 필름(10)(적층 필름)은 보호층과 전극층의 적층체를 이용하고, 이 적층체에 압전체층(12)을 형성하여, 압전체층 위에 동일한 적층체를 적층함으로써, 제작한다.
여기에서, 크기도 포함하여, 원하는 형상의 압전 필름(10)을 제작하기 위해서는, 보호층과 전극층의 적층체를, 목적으로 하는 형상의 컷 시트로 절단(펀칭)할 필요가 있다. 이 절단 시에, 금속이 갖는 전연성(展延性)에 의하여 전극층이 인출되고, 보호층으로부터 돌출되어 버려, 이른바, 버가 발생해 버린다.
전극층의 버의 방향은, 압전 필름(10)의 제작 시에는, 알 수 없는 경우가 많다.
그 때문에, 적층한 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)에서, 적층 필름으로부터 돌출되는 버(14a)와 버(16a)가, 서로 근접하는 방향으로 절곡되어, 대향해 버리는 경우도 있다.
상술한 바와 같이, 압전체층(12)은 매우 얇다. 그 결과, 대향하는 버(14a)와 버(16a)가 접촉하여, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)이 쇼트되어, 압전 필름이 적정하게 작동하지 않게 되어 버린다(도 9 참조).
한편, 이른바 롤·투·롤에 의한 제조, 및, 목적으로 하는 형상보다 큰 컷 시트를 이용하여 제조를 행하는 경우 등에서는, 압전체층의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름을 제작한 후에, 적층 필름을 원하는 형상으로 절단하여 컷 시트 형상으로 한다.
이 때에는, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)에서, 절곡되는 방향이 일치한다. 그 때문에, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)에서, 버끼리가 대향하지는 않으며, 상술한 경우에 비교하여, 쇼트는, 발생하기 어려워진다.
그러나, 상술한 바와 같이, 압전체층(12)은 두께가 8~300μm정도로, 매우 얇다. 그 때문에, 역시, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가 접촉하여, 쇼트되어 버리는 경우가 있다.
더하여, 이 경우에서도, 예를 들면 관통 구멍(18a) 등의 형성 시에, 외력 등을 받음으로써, 버의 방향이 바뀌어, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가 근접하는 방향으로 절곡되어 대향하고, 접촉하는 경우도 있다.
이에 대하여, 본 발명의 압전 필름(10)은, 압전체층(12)의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름의 단면에, 절연성의 단면 피복층(30)을 갖는다.
본 발명의 압전 필름(10)은, 이와 같은 단면 피복층(30)을 가짐으로써, 제조 시에, 미리, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)을 쇼트시킴으로써, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉을 없애, 제작한 압전 필름(10)에 있어서의 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를 방지한다.
이하, 본 발명의 압전 필름의 제조 방법의 일례를 개념적으로 나타내는 도 3~도 9를 참조하여, 단면 피복층(30)에 대하여, 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 보호층(20)의 표면에 제2 전극층(16)이 형성된 제2 적층체(42)를 준비한다.
또한, 도 5에 개념적으로 나타내는, 제1 보호층(18)의 표면에 제1 전극층(14)이 형성된 제1 적층체(40)를 준비한다.
제2 적층체(42)는, 제2 보호층(20)의 표면에, 진공 증착, 스퍼터링, 및, 도금 등에 의하여 제2 전극층(16)으로서 구리 박막 등을 형성하여, 제작하면 된다. 동일하게, 제1 적층체(40)는, 제1 보호층(18)의 표면에, 진공 증착, 스퍼터링, 및, 도금 등에 의하여 제1 전극층(14)으로서 구리 박막 등을 형성하여, 제작하면 된다.
혹은, 보호층 위에 구리 박막 등이 형성된 시판품의 시트 형상물을, 제2 적층체(42) 및/또는 제1 적층체(40)로서 이용해도 된다.
제2 적층체(42) 및 제1 적층체(40)는, 동일한 것이어도 되고, 상이한 것이어도 된다.
또한, 보호층이 매우 얇고, 핸들링성이 나쁠 때 등은, 필요에 따라, 세퍼레이터(가지지체) 포함 보호층을 이용해도 된다. 또한, 세퍼레이터로서는, 두께 25~100μm의 PET 등을 이용할 수 있다. 세퍼레이터는, 전극층 및 보호층의 열압착 후, 제거하면 된다.
이어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 적층체(42)의 제2 전극층(16) 상에, 압전체층(12)을 형성하여, 제2 적층체(42)와 압전체층(12)을 적층한 압전 적층체(46)를 제작한다(압전체층 형성 공정).
압전체층(12)은, 공지의 방법으로 형성하면 된다.
예를 들면, 도 2에 나타내는, 고분자 매트릭스(24)에 압전체 입자(26)를 분산시킨 압전체층이면, 일례로서, 이하와 같이 제작한다.
먼저, 유기 용매에, 상술한 사이아노에틸화 PVA 등의 고분자 재료를 용해하고, 또한, PZT 입자 등의 압전체 입자(26)를 첨가하며, 교반하여 도료를 조제한다. 유기 용매에는 제한은 없고, 다이메틸폼아마이드(DMF), 메틸에틸케톤, 및, 사이클로헥산온 등의 각종 유기 용매가 이용 가능하다.
제2 적층체(42)를 준비하고, 또한, 도료를 조제하면, 이 도료를 제2 적층체(42)에 캐스팅(도포)하여, 유기 용매를 증발시켜 건조한다. 이로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 보호층(20) 위에 제2 전극층(16)을 가지며, 제2 전극층(16) 위에 압전체층(12)을 적층하여 이루어지는 압전 적층체(46)를 제작한다.
도료의 캐스팅 방법에는 제한은 없고, 바 코터, 슬라이드 코터, 및, 닥터 나이프 등의 공지의 방법(도포 장치)이, 모두, 이용 가능하다.
혹은 고분자 재료가 가열 용융 가능한 것이면, 고분자 재료를 가열 용융하여, 이것에 압전체 입자(26)를 첨가하여 이루어지는 용융물을 제작하고, 압출 성형 등에 의하여, 도 7에 나타내는 제2 적층체(42) 위에 시트 형상으로 압출하여, 냉각함으로써, 도 8에 나타내는 바와 같은, 압전 적층체(46)를 제작해도 된다.
상술한 바와 같이, 압전 필름(10)에 있어서, 고분자 매트릭스(24)에는, 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료 이외에도, PVDF 등의 고분자 압전 재료를 첨가해도 된다.
고분자 매트릭스(24)에, 이들 고분자 압전 재료를 첨가할 때에는, 상기 도료에 첨가하는 고분자 압전 재료를 용해하면 된다. 혹은, 가열 용융한 상온에서 점탄성을 갖는 고분자 재료에, 첨가하는 고분자 압전 재료를 첨가하여 가열 용융하면 된다 .
압전체층(12)을 형성하면, 필요에 따라, 캘린더 처리를 행해도 된다. 캘린더 처리는, 1회여도 되고, 복수 회, 행해도 된다.
주지하는 바와 같이, 캘린더 처리란, 가열 프레스나 가열 롤러 등에 의하여, 피처리면을 가열하면서 압압하여, 평탄화 등을 실시하는 처리이다.
또, 제2 보호층(20) 위에 제2 전극층(16)을 가지며, 제2 전극층(16) 위에 압전체층(12)을 형성하여 이루어지는 압전 적층체(46)의 압전체층(12)에, 분극 처리(폴링)를 행한다.
압전체층(12)의 분극 처리의 방법에는 제한은 없고, 공지의 방법이 이용 가능하다. 예를 들면, 분극 처리를 행하는 대상에, 직접, 직류 전계를 인가하는, 전계 폴링이 예시된다. 또한, 전계 폴링을 행하는 경우에는, 분극 처리 전에, 제1 전극층(14)을 형성하고, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)을 이용하여, 전계 폴링 처리를 행해도 된다.
또, 본 발명의 압전 필름(10)을 제조할 때에는, 분극 처리는, 압전체층(12)의 면 방향이 아니라, 두께 방향으로 분극을 행한다.
이어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 분극 처리를 행한 압전 적층체(46)의 압전체층(12) 측에, 앞서 준비한 제1 적층체(40)를, 제1 전극층(14)을 압전체층(12)을 향하게 하여 적층한다(적층 공정).
또한, 이 적층체를, 제2 보호층(20) 및 제1 보호층(18)을 협지하도록 하여, 가열 프레스 장치 및 가열 롤러 등을 이용하여 열압착하여, 압전 적층체(46)와 제1 적층체(40)를 첩합한다.
이로써, 압전체층(12), 압전체층(12)의 양면에 마련되는 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16), 및, 전극층의 표면에 형성되는 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)으로 이루어지는 적층 필름을 제작한다(필름 제작 공정).
이와 같은 제작 공정을 행하여 제작되는 본 발명의 압전 필름(10)은, 면 방향이 아니라 두께 방향으로 분극되어 있으며, 또한, 분극 처리 후에 연신 처리를 하지 않아도 큰 압전 특성이 얻어진다. 그 때문에, 본 발명의 압전 필름(10)은, 압전 특성에 면내 이방성이 없어, 구동 전압을 인가하면, 면 방향에서는 전체 방향으로 등방적으로 신축한다.
이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 적층 필름의 단면 전체면에 단면 피복층(30)을 형성한다(피복층 형성 공정). 또한, 필요에 따라, 단면 피복층(30)을 형성하기 전에, 적층 필름을 원하는 형상으로 절단해도 된다.
이어서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 보호층(18)에 관통 구멍(18a)을 형성하고, 제2 보호층(20)에 관통 구멍(20a)을 형성한다(관통 구멍 형성 공정).
이어서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(18a)에 제1 접속 부재(32)를 형성하여 제1 인출 전극(34)을 접속하고, 또한, 관통 구멍(20a)에 제2 접속 부재(33)를 형성하여 제2 인출 전극(36)을 접속한다(접속부 형성 공정, 전극 형성 공정).
또한, 단면 피복층(30), 관통 구멍(18a) 및 관통 구멍(20a), 제1 접속 부재(32) 및 제2 접속 부재(33), 및, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 방법은, 상술한 대로이다.
제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)을 형성하면, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)을 전원에 접속하여, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)에 통전한다(통전 공정).
이 통전에 의하여, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉을 없애, 제작한 압전 필름(10)에 있어서의 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를 방지한다.
상술한 바와 같이, 적층 필름의 단면에서는, 도 9의 상단에 나타내는 바와 같이, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가, 접촉하고 있을 가능성이 있다. 또한, 도 1~도 8에서는, 제1 전극층(14)의 버(14a) 및 제2 전극층(16)의 버(16a)는, 생략하고 있다.
제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가, 접촉하고 있는 상태에서 통전하면, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)이 쇼트된다. 여기에서, 적층 필름의 단면은, 단면 피복층(30)에 의하여 피복되어 있다. 즉, 제1 전극층(14)의 버(14a) 및 제2 전극층(16)의 버(16a)는, 공기에 접하고 있지 않다. 또, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)은, 매우 얇다.
그 때문에, 이 쇼트에 의하여, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉부가 소실되고, 이른바 날아간 상태가 되어 없어진다. 그 결과, 도 9의 하단(도 1)에 나타내는 바와 같이, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가, 완전히 이간된다. 또한, 이 쇼트에 의한 소실 시에, 남은 제1 전극층(14)의 버(14a) 및 제2 전극층(16)의 버(16a)는, 적어도 선단부가, 탄 것 같은 흑색이 된다.
따라서, 본 발명의 압전 필름(10)은, 제1 전극층(14)의 버(14a) 및 제2 전극층(16)의 버(16a)에 기인하는 쇼트를, 적합하게 방지할 수 있다.
버에 의하여 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)을 쇼트시키기 위하여 통전하는 전력에는, 제한은 없다.
바람직하게는, 상정되는 정상적인 압전 필름(10)의 작동에 걸리는 전압보다, 높은 전압을 걸어, 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)을 쇼트시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 정상적인 압전 필름(10)의 작동 전압이 50V인 경우에는, 통전 공정에 있어서 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)을 쇼트시키기 위한 전압은, 150~200V로 하는 것이 바람직하다.
도 1에 나타내는 예는, 바람직한 양태로서, 압전체층(12)의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름의 단면 전체면에 단면 피복층(30)을 형성하고 있다.
그러나, 본 발명은, 이것에 제한은 되지 않는다. 예를 들면, 적층 필름을 제작한 시점에서, 쇼트의 원인이 되는 것 같은 버가 발생하고 있는 단면을, 미리 확인함으로써, 쇼트의 방지가 필요한 단면에만, 단면 피복층(30)을 형성해도 된다.
단, 보다 확실하게 버에 기인하는 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를 방지할 수 있는 점에서, 단면 피복층(30)은, 적층 필름의 단면 전체면에 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 압전 필름에 있어서는, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 사이, 및/또는, 압전체층(12)과 제2 전극층(16)의 사이에 있어서, 면 방향의 단부에, 층간 절연 부재를 마련해도 된다.
본 발명의 압전 필름은, 적층 필름의 단면에 단면 피복층(30)을 가짐으로써, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)에 기인하는 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를, 적합하게 방지할 수 있다. 이것에 더하여, 층간 절연 부재를 가짐으로써, 보다 적합하게, 전극층의 버에 기인하는 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를 방지할 수 있다.
도 10에, 그 일례를 나타낸다. 또한, 이하에 나타내는 예는, 도 1 등에 나타내는 압전 필름(10)과 동일한 부재를 다용하고 있다. 따라서, 이하의 설명에서는, 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 설명은, 상이한 부위를 주로 행한다.
도 10에 나타내는 압전 필름(10A)은, 제1 전극층(14)과 압전체층(12)의 사이의 단부 근방에, 압전체층(12)의 단부 전역에 대응하는 직사각형 프레임 형상의 층간 절연 부재(50)를 갖는다.
이와 같은 층간 절연 부재(50)를 가짐으로써, 제1 전극층(14)의 버(14a)를 튀어 올라가게 하여, 제2 전극층(16) 측을 향하는 것을 억제하고, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)에 기인하는 제1 전극층(14)과 제2 전극층(16)의 쇼트를, 보다 적합하게 방지할 수 있다.
또한, 층간 절연 부재(50)는, 면 방향의 단부의 위치가, 압전체층(12)(제1 전극층(14))의 단부와 일치하고 있어도 된다.
그러나, 층간 절연 부재(50)는, 적어도 일부가, 면 방향으로 압전체층(12)보다 돌출되는 것이 바람직하다. 이 층간 절연 부재(50)의 돌출은, 일부여도 되지만, 도 10에 나타내는 바와 같이, 층간 절연 부재(50)의 전역이 압전체층(12)의 단부로부터 돌출되는 것이 바람직하다.
이 점에 관해서는, 후술하는 도 11에 나타내는 층간 절연 부재(52)도 동일하다.
층간 절연 부재(50)의 두께에는, 제한은 없다. 층간 절연 부재(50)의 두께는, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 접촉을 저해하지 않고, 또한, 버끼리의 접촉을 방해할 수 있는 두께를, 적절히, 설정하면 된다. 층간 절연 부재(50)의 두께는, 5~30μm가 바람직하고, 5~15μm가 보다 바람직하다.
층간 절연 부재(50)의 면 방향의 폭에도, 제한은 없다. 층간 절연 부재(50)의 면 방향의 폭은, 동일하게, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 접촉을 저해하지 않고, 또한, 버끼리의 접촉을 방해할 수 있는 두께를, 적절히, 설정하면 된다. 층간 절연 부재(50)의 면 방향의 폭은, 0.2~10mm가 바람직하고, 0.5~5mm가 보다 바람직하다. 또한, 여기에서 말하는 면 방향의 폭이란, 압전체층(12)으로부터의 돌출부를 포함하지 않는, 압전체층(12)의 면내에 있어서의 폭이다.
상술한 바와 같이, 층간 절연 부재(50)는, 압전체층(12)의 단부로부터 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 층간 절연 부재(50)의 압전체층(12)의 단부로부터의 돌출량에는, 제한은 없고, 약간이라도 압전체층(12)의 단부로부터 돌출되어 있으면, 층간 절연 부재(50)의 버끼리의 접촉 방지 효과를 향상시킬 수 있다. 층간 절연 부재(50)의 압전체층(12)의 단부로부터의 돌출량은, 0.05~5mm가 바람직하고, 0.1~2mm가 보다 바람직하다.
또한, 이상의 점에 관해서는, 도 11에 나타내는 압전 필름(10B)의 층간 절연 부재(52)도 동일하다.
도 10에 나타내는 예에서는, 층간 절연 부재(50)를 압전체층(12) 측에 마련하여, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)을 적층하고 있지만, 본 발명은, 이것에 제한은 되지 않는다. 즉, 본 발명에 있어서는, 층간 절연 부재(50)를 제1 전극층(14) 측에 마련하여, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)을 적층해도 된다.
또, 도 10에 나타내는 예에서는, 층간 절연 부재(50)는, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 사이에 마련되어 있지만, 본 발명은, 이것에 제한은 되지 않는다. 예를 들면, 층간 절연 부재(50)는, 압전체층(12)과 제2 전극층(16)의 사이에 마련해도 되고, 또는, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 사이, 및, 압전체층(12)과 제2 전극층(16)의 사이의 양방에 마련해도 된다. 버에 의한 쇼트를, 보다 적합하게 방지할 수 있는 점에서, 층간 절연 부재(50)는, 압전체층(12)과 제1 전극층(14)의 사이, 및, 압전체층(12)과 제2 전극층(16)의 사이의, 양방에 마련하는 것이 바람직하다.
이상의 점에 관해서는, 도 11에 나타내는 압전 필름(10B)의 층간 절연 부재(52)도 동일하다.
도 11에, 층간 절연 부재를 갖는 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타낸다.
도 11에 나타내는 압전 필름(10B)은, 층간 절연 부재(52)를, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 측의 단부에만 마련하고 있다. 즉, 본 예는, 압전 필름(적층 필름)으로부터의 전극의 인출 측의 단부에, 층간 절연 부재(52)를 마련하고 있다.
상술한 바와 같이, 압전체층(12)의 양면에 전극층과 보호층을 적층한 적층 필름을 제작한 후에, 적층 필름을 소정의 형상으로 절단하는 경우에는, 제1 전극층(14)의 버(14a) 및 제2 전극층(16)의 버(16a)에서, 절곡되는 방향이 일치한다.
그런데, 전극의 인출 측, 즉, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 측에서는, 관통 구멍(18a) 및 관통 구멍(20a)의 천공, 제1 접속 부재(32) 및 제2 접속 부재(33)의 형성, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 등, 다양한 가공 공정 시에, 외부로부터 진동, 외력 및 절곡 등을 받는다. 그 결과, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 측만, 도 9의 상단과 같이, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)가, 근접하는 방향으로 절곡되어, 접촉해 버리는 경우가 있다.
이 때에서도, 예를 들면, 도시예와 같이, 제1 전극층(14)과 압전체층(12)의 사이의, 제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)의 형성 측의 단부에, 층간 절연 부재(52)를 마련함으로써, 제1 전극층(14)의 버(14a)가 절곡되는 방향을 제어하여, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉을 방지할 수 있다.
이 층간 절연 부재(52)도, 압전체층(12)의 단부로부터 돌출되는 것이 바람직한 것은, 상술한 도 10에 나타내는 층간 절연 부재(50)와 동일하다.
도 12에, 본 발명의 압전 필름의 다른 예를 개념적으로 나타낸다.
도 12에 나타내는 압전 필름(10C)은, 제1 인출 전극(34)과 제1 보호층(18)의 사이에, 제1 전극 절연 부재(56)를 갖고, 제2 인출 전극(36)과 제2 보호층(20)의 사이에, 제2 전극 절연 부재(58)를 갖는다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)는, 함께, 인출 전극과 보호층(적층 필름)의 사이에 마련되는, 보호층의 단부로부터 돌출되는 절연 부재이다.
제1 인출 전극(34) 및 제2 인출 전극(36)은, 가요성을 갖는 경우도 많다.
이 때에는, 천지(天地) 방향의 상측에 위치하는 인출 전극이 처져 버려, 타방의 전극층 측의 버에 접촉해 버릴 가능성도 있다. 예를 들면, 제1 인출 전극(34)이 상측인 경우에는, 제1 인출 전극(34)이 처져, 제2 전극층(16)의 버(16a) 등과 접촉해 버리는 경우도 있다. 또, 인출 전극이 절곡되어, 타방의 전극층 측의 버에 접촉해 버리는 경우도 있다.
이에 대하여, 제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)를 가짐으로써, 어느 하나의 인출 전극이 처진 경우, 및, 절곡된 경우에서도, 전극층의 버에 접촉하는 것은, 전극 절연 부재이므로, 쇼트되는 경우는 없다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 두께에는, 제한은 없다. 즉, 제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 두께는, 형성 재료에 따라, 충분한 절연성이 얻어지는 두께를, 적절히, 설정하면 된다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 두께는, 0.01~1mm가 바람직하고, 0.02~0.1mm가 보다 바람직하다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 두께는, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의, 적층 필름(보호층)으로부터의 돌출량에도, 제한은 없다. 즉, 제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 적층 필름으로부터의 돌출량은, 압전체층(12)의 두께 등에 따라, 인출 전극과 타방의 전극층의 버의 접촉, 및, 타방의 인출 전극과의 접촉을 방지할 수 있는 돌출량을, 적절히, 설정하면 된다.
제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 적층 필름으로부터의 돌출량은, 0.01~10mm가 바람직하고, 0.05~5mm가 보다 바람직하다.
또한, 제1 전극 절연 부재(56) 및 제2 전극 절연 부재(58)의 적층 필름으로부터의 돌출량은, 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다.
도 12에 나타내는 압전 필름(10C)은, 바람직한 양태로서, 제1 인출 전극(34)에 대응하는 제1 전극 절연 부재(56)와, 제2 인출 전극(36)에 대응하는 제2 전극 절연 부재(58)의 양방을 갖는 것이지만, 본 발명은, 이것에 제한은 되지 않는다.
즉, 본 발명의 압전 필름은, 제1 인출 전극(34)에 대응하는 제1 전극 절연 부재(56), 및, 제2 인출 전극(36)에 대응하는 제2 전극 절연 부재(58)의, 어느 일방만을 갖는 것이어도 된다.
상술한 층간 절연 부재 및 전극 절연 부재의 형성 재료에는, 제한은 없고, 전기적인 절연을 행하기 위하여 이용되는 공지의 절연 부재에 이용되는 재료가, 각종, 이용 가능하다. 일례로서, 상술한 단면 피복층(30)으로 예시한 재료가 이용 가능하다.
또, 층간 절연 부재 및 전극 절연 부재는, 이용하는 형성 재료에 따라, 공지의 방법으로 형성하면 된다.
또한, 상술한 층간 절연 부재를 가짐으로써, 단면 피복층(30)을 갖지 않아도, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉을 방지할 수 있다. 또, 상술한 전극 절연 부재를 가짐으로써, 단면 피복층(30)을 갖지 않아도, 인출 전극과, 타방의 전극층의 버의 접촉을 방지할 수 있다.
즉, 압전체층(12)과, 압전체층(12)의 양면에 마련되는 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)과, 전극층의 표면에 형성되는 제1 보호층(18) 및 제2 보호층(20)으로 이루어지는 적층 필름을 갖는 압전 필름은, 도 13 및 도 14에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 단면 피복층(30)을 갖지 않아도, 상술한 층간 절연 부재를 가짐으로써, 제1 전극층(14)의 버(14a)와 제2 전극층(16)의 버(16a)의 접촉을 방지할 수 있다.
또, 이 적층 필름을 갖는 압전 필름은, 단면 피복층(30)을 갖지 않아도, 상술한 전극 절연 부재를 가짐으로써, 도 15에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 단면 피복층(30)을 갖지 않아도, 인출 전극과, 타방의 전극층의 버의 접촉을 방지할 수 있다.
도 16에, 본 발명의 압전 필름(10)을 이용하는, 평판형의 압전 스피커의 일례의 개념도를 나타낸다.
이 압전 스피커(60)는, 본 발명의 압전 필름(10)을, 전기 신호를 진동 에너지로 변환하는 진동판으로서 이용하는, 평판형의 압전 스피커이다. 또한, 압전 스피커(60)는, 마이크로폰 및 센서 등으로서 사용하는 것도 가능하다.
압전 스피커(60)는, 압전 필름(10)과, 케이스(62)와, 점탄성 지지체(64)와, 프레임체(68)를 가져 구성된다.
케이스(62)는, 플라스틱 등으로 형성되는, 일면이 개방되는 얇은 하우징이다. 하우징의 형상으로서는, 직육면체 형상, 입방체 형상, 및, 원통형상이 예시된다.
프레임체(68)는, 중앙에 케이스(62)의 개방면과 동일 형상의 관통 구멍을 갖는, 케이스(62)의 개방면 측에 계합하는 프레임재이다.
점탄성 지지체(64)는, 적절한 점성과 탄성을 가지며, 압전 필름(10)을 지지함과 함께, 압전 필름의 어느 장소에서도 일정한 기계적 바이어스를 부여함으로써, 압전 필름(10)의 신축 운동을 낭비 없이 전후 운동(필름의 면에 수직인 방향의 운동)으로 변환시키기 위한 것이다. 일례로서, 양모의 펠트 및 PET 등을 포함한 양모의 펠트 등의 부직포, 및, 글라스울 등이 예시된다. 또, 점탄성 지지체 대신에, 감압 또는 가압한 기체도 이용 가능하다.
압전 스피커(60)는, 케이스(62) 내에 점탄성 지지체(64)를 수용하여, 압전 필름(10)에 의하여 케이스(62) 및 점탄성 지지체(64)를 덮고, 압전 필름(10)의 주변을 프레임체(68)에 의하여 케이스(62)의 상단면에 압압한 상태에서, 프레임체(68)를 케이스(62)에 고정하여, 구성된다.
여기에서, 압전 스피커(60)에 있어서는, 점탄성 지지체(64)는, 높이(두께)가 케이스(62)의 내면의 높이보다 두껍다.
그 때문에, 압전 스피커(60)에서는, 점탄성 지지체(64)의 주변부에서는, 점탄성 지지체(64)가 압전 필름(10)에 의하여 하방으로 압압되어 두께가 얇아진 상태로, 유지된다. 또, 동일하게 점탄성 지지체(64)의 주변부에 있어서, 압전 필름(10)의 곡률이 급격하게 변동하여, 압전 필름(10)에, 점탄성 지지체(64)의 주변을 향하여 낮아지는 상승부가 형성된다. 또한, 압전 필름(10)의 중앙 영역은 사각 기둥 형상의 점탄성 지지체(64)에 압압되어, 평면 형상(대략 평면 형상)으로 되어 있다.
압전 스피커(60)는, 제2 전극층(16) 및 제1 전극층(14)으로의 구동 전압의 인가에 의하여, 압전 필름(10)이 면 방향으로 신장되면, 이 신장분을 흡수하기 위하여, 점탄성 지지체(64)의 작용에 의하여, 압전 필름(10)의 상승부가, 상승하는 방향으로 각도를 바꾼다. 그 결과, 평면 형상의 부분을 갖는 압전 필름(10)은, 상방으로 이동한다.
반대로, 제2 전극층(16) 및 제1 전극층(14)으로의 구동 전압의 인가에 의하여, 압전 필름(10)이 면 방향으로 수축하면, 이 수축분을 흡수하기 위하여, 압전 필름(10)의 상승부가, 쓰러지는 방향(평면에 가까워지는 방향)으로 각도를 바꾼다. 그 결과, 평면 형상의 부분을 갖는 압전 필름(10)은, 하방으로 이동한다.
압전 스피커(60)는, 이 압전 필름(10)의 진동에 의하여, 소리를 발생시킨다.
또한, 본 발명의 압전 필름(10)에 있어서, 신축 운동으로부터 진동으로의 변환은, 압전 필름(10)을 만곡시킨 상태로 유지함으로써도 달성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 압전 필름(10)은, 도 16에 나타내는 바와 같은 강성을 갖는 평판 형상의 압전 스피커(60)가 아니라, 단순히 만곡 상태로 유지함으로써도, 가요성을 갖는 압전 스피커로서 기능시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명의 압전 필름(10)을 이용하는 압전 스피커는, 양호한 가요성을 살려, 예를 들면 둥글게 하거나, 또는, 접어, 가방 등에 수용하는 것이 가능하다. 그 때문에, 본 발명의 압전 필름(10)에 의하면, 어느 정도의 크기이더라도, 용이하게 휴대 가능한 압전 스피커를 실현할 수 있다.
또, 상술한 바와 같이, 본 발명의 압전 필름(10)은, 유연성 및 가요성이 우수하고, 또한, 면내에 압전 특성의 이방성이 없다. 그 때문에, 본 발명의 압전 필름(10)은, 어느 방향으로 굴곡시켜도 음질의 변화가 적고, 또한, 곡률의 변화에 대한 음질 변화도 적다. 따라서, 본 발명의 압전 필름(10)을 이용하는 압전 스피커는, 설치 장소의 자유도가 높고, 또, 상술한 바와 같이, 다양한 물품에 장착하는 것이 가능하다. 예를 들면, 본 발명의 압전 필름(10)을, 만곡 상태로 양복 등의 의류품, 및, 가방 등의 휴대품 등에 장착함으로써, 이른바 웨어러블한 스피커를 실현할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 압전 필름을 가요성을 갖는 유기 EL 표시 디바이스 및 가요성을 갖는 액정 표시 디바이스 등의 가요성을 갖는 표시 디바이스에 첩착함으로써, 표시 디바이스의 스피커로서 이용하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 압전 필름(10)은, 전압의 인가에 의하여 면 방향으로 신축되고, 이 면 방향의 신축에 의하여 두께 방향으로 적합하게 진동하므로, 예를 들면 압전 스피커 등에 이용했을 때에, 높은 음압의 소리를 출력할 수 있는, 양호한 음향 특성을 발현한다.
이와 같은 양호한 음향 특성 즉 압전에 의한 높은 신축 성능을 발현하는 본 발명의 압전 필름(10)은, 복수 매를 적층함으로써, 진동판 등의 피진동체를 진동시키는 압전 진동 소자로서도, 양호하게 작용한다.
일례로서, 압전 필름(10)의 적층체를 진동판에 첩착하여, 압전 필름(10)의 적층체에 의하여 진동판을 진동시켜 소리를 출력하는 스피커로 해도 된다. 즉, 이 경우에는, 압전 필름(10)의 적층체를, 진동판을 진동시킴으로써 소리를 출력하는, 이른바 익사이터로서 작용시킨다.
적층한 압전 필름(10)에 구동 전압을 인가함으로써, 개개의 압전 필름(10)이 면 방향으로 신축되고, 각 압전 필름(10)의 신축에 의하여, 압전 필름(10)의 적층체 전체가 면 방향으로 신축한다. 압전 필름(10)의 적층체의 면 방향의 신축에 의하여, 적층체가 첩착된 진동판이 휘고, 그 결과, 진동판이, 두께 방향으로 진동한다. 이 두께 방향의 진동에 의하여, 진동판은, 소리를 발생시킨다. 진동판은, 압전 필름(10)에 인가한 구동 전압의 크기에 따라 진동하여, 압전 필름(10)에 인가한 구동 전압에 따른 소리를 발생시킨다.
따라서, 이 때에는, 압전 필름(10) 자신은, 소리를 출력하지 않는다.
1매마다의 압전 필름(10)의 강성이 낮고, 신축력은 작아도, 압전 필름(10)을 적층함으로써, 강성이 높아져, 적층체 전체로서는 신축력이 커진다. 그 결과, 압전 필름(10)의 적층체는, 진동판이 어느 정도의 강성을 갖는 것이더라도, 큰 힘으로 진동판을 충분히 휘게 하여, 두께 방향으로 진동판을 충분히 진동시켜, 진동판에 소리를 발생시킬 수 있다.
압전 필름(10)의 적층체에 있어서, 압전 필름(10)의 적층 매수에는, 제한은 없고, 예를 들면 진동시키는 진동판의 강성 등에 따라, 충분한 진동량이 얻어지는 매수를, 적절히, 설정하면 된다.
또한, 충분한 신축력을 갖는 것이면, 1매의 본 발명의 압전 필름(10)을, 동일한 익사이터(압전 진동 소자)로서 이용하는 것도 가능하다.
본 발명의 압전 필름(10)의 적층체로 진동시키는 진동판에도, 제한은 없고, 각종 시트 형상물(판형상물, 필름)이 이용 가능하다.
일례로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 수지 재료로 이루어지는 수지 필름, 발포 폴리스타이렌 등으로 이루어지는 발포 플라스틱, 골판지재 등의 종이재, 유리판, 및, 목재 등이 예시된다. 또한, 충분히 휘게 할 수 있는 것이면, 진동판으로서, 표시 디바이스 등의 기기를 이용해도 된다.
압전 필름(10)의 적층체는, 인접하는 압전 필름끼리를, 첩착층(첩착제)으로 첩착하는 것이 바람직하다. 또, 압전 필름(10)의 적층체와 진동판도, 첩착층으로 첩착하는 것이 바람직하다.
첩착층에는 제한은 없고, 첩착 대상이 되는 것끼리를 첩착할 수 있는 것이, 각종, 이용 가능하다. 따라서, 첩착층은, 점착제로 이루어지는 것이어도 되고 접착제로 이루어지는 것이어도 된다. 바람직하게는, 첩착 후에 고체이며 단단한 첩착층이 얻어지는, 접착제로 이루어지는 접착제층을 이용한다.
이상의 점에 관해서는, 후술하는 장척인 압전 필름(10)을 되접어 꺾어 이루어지는 적층체에서도, 동일하다.
압전 필름(10)의 적층체에 있어서, 적층하는 각 압전 필름(10)의 분극 방향에는, 제한은 없다. 또한, 상술한 바와 같이, 본 발명의 압전 필름(10)의 분극 방향이란, 두께 방향의 분극 방향이다.
따라서, 압전 필름(10)의 적층체에 있어서, 분극 방향은, 모든 압전 필름(10)에서 동일 방향이어도 되고, 분극 방향이 상이한 압전 필름이 존재해도 된다.
여기에서, 압전 필름(10)의 적층체에 있어서는, 인접하는 압전 필름(10)끼리에서, 분극 방향이 서로 반대가 되도록, 압전 필름(10)을 적층하는 것이 바람직하다.
압전 필름(10)에 있어서, 압전체층(12)에 인가하는 전압의 극성은, 분극 방향에 따른 것이 된다. 따라서, 분극 방향이 제1 전극층(14)으로부터 제2 전극층(16)을 향하는 경우에서도, 제2 전극층(16)으로부터 제1 전극층(14)을 향하는 경우에서도, 적층되는 모든 압전 필름(10)에 있어서, 제1 전극층(14)의 극성 및 제2 전극층(16)의 극성을, 동일 극성으로 한다.
따라서, 인접하는 압전 필름(10)끼리에서, 분극 방향을 서로 반대로 함으로써, 인접하는 압전 필름(10)의 전극층끼리가 접촉해도, 접촉하는 전극층은 동일 극성이므로, 쇼트될 우려가 없다.
압전 필름(10)의 적층체는, 장척인 압전 필름(10)을, 1회 이상, 바람직하게는 복수 회, 되접어 꺾음으로써, 복수의 압전 필름(10)을 적층하는 구성으로 해도 된다.
장척인 압전 필름(10)을 되접어 꺾어 적층한 구성은, 이하와 같은 이점을 갖는다.
즉, 컷 시트 형상의 압전 필름(10)을, 복수 매, 적층한 적층체에서는, 1매의 압전 필름마다, 제1 전극층(14) 및 제2 전극층(16)을, 구동 전원에 접속할 필요가 있다. 이에 대하여, 장척인 압전 필름(10)을 되접어 꺾어 적층한 구성에서는, 1매의 장척인 압전 필름(10)만으로 적층체를 구성할 수 있다. 또, 장척인 압전 필름(10)을 되접어 꺾어 적층한 구성에서는, 구동 전압을 인가하기 위한 전원이 1개이면 되고, 또한, 압전 필름(10)으로부터의 전극의 인출도, 1개소여도 된다.
또한, 장척인 압전 필름(10)을 되접어 꺾어 적층한 구성에서는, 필연적으로, 인접하는 압전 필름(10)끼리에서, 분극 방향이 서로 반대가 된다.
이상, 본 발명의 압전 필름 및 압전 필름의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 예에 제한은 되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 행해도 되는 것은, 물론이다.
스피커 및 마이크 등에 적합하게 이용 가능하다.
10, 10A, 10B, 10C 압전 필름
12 압전체층
14 제1 전극층
14a, 16a 버
16 제2 전극층
18 제1 보호층
18a, 20a 관통 구멍
20 제2 보호층
24 고분자 매트릭스
26 압전체 입자
32 제1 접속 부재
33 제2 접속 부재
34 제1 인출 전극
36 제2 인출 전극
40 제1 적층체
42 제2 적층체
46 압전 적층체
50, 52 층간 절연 부재
56 제1 전극 절연 부재
58 제2 전극 절연 부재
60 압전 스피커
62 케이스
64 점탄성 지지체
68 프레임체

Claims (13)

  1. 압전체층, 상기 압전체층의 양면에 마련된 전극층, 및, 상기 전극층을 덮는 보호층을 갖는 적층 필름과,
    상기 적층 필름의 단면의 적어도 일부를 덮는, 절연성의 단면 피복층을 갖는 것을 특징으로 하는 압전 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단면 피복층이, 상기 적층 필름의 단면 전체면을 덮는, 압전 필름.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 보호층을 관통하여 상기 전극층에 접속하는, 도전성의 접속 부재와,
    상기 접속 부재에 직접적 또는 간접적으로 전기적으로 접속하여, 상기 적층 필름의 면 방향의 외부까지 이르는, 인출 전극을 갖는, 압전 필름.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 인출 전극과 상기 적층 필름의 사이에, 상기 적층 필름의 단부로부터 돌출되어, 절연성의 전극 절연 부재를 갖는, 압전 필름.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 필름의 적어도 일방의 상기 압전체층과 상기 전극층의 사이의, 단부의 적어도 일부에, 절연성의 층간 절연 부재를 갖는, 압전 필름.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 층간 절연 부재의 적어도 일부가, 상기 적층 필름의 단부로부터 돌출되는, 압전 필름.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 층간 절연 부재를, 상기 적층 필름으로부터의 전극의 인출 측의 단부에 갖는, 압전 필름.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 층간 절연 부재를, 상기 적층 필름의 단부 전역에 갖는, 압전 필름.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전체층이, 고분자 재료를 포함하는 매트릭스 중에 압전체 입자를 포함하는 고분자 복합 압전체인, 압전 필름.
  10. 압전체층, 상기 압전체층의 양면에 마련된 전극층, 및, 상기 전극층을 덮는 보호층을 갖는 적층 필름을 제작하는 필름 제작 공정,
    상기 적층 필름의 단면의 적어도 일부를 덮어, 절연성의 단면 피복층을 형성하는 피복층 형성 공정, 및,
    상기 피복층 형성 공정을 행한 후, 상기 적층 필름의 상기 전극층에 통전하는 통전 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 압전 필름의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 피복층 형성 공정에서는, 상기 단면 피복층을 상기 적층 필름의 단면의 전역에 형성하는, 압전 필름의 제조 방법.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 적층 필름의 상기 보호층의 적어도 일방에, 상기 전극층에 이르는 관통 구멍을 형성하는, 관통 구멍 형성 공정,
    상기 관통 구멍을 관통하여, 상기 전극층에 접속하는 도전성의 접속 부재를 형성하는 접속부 형성 공정, 및,
    상기 접속 부재에 접속하여, 상기 적층 필름의 면 방향의 외부까지 이르는 인출 전극을 형성하는 전극 형성 공정을 더 갖는, 압전 필름의 제조 방법.
  13. 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름 제작 공정은, 상기 보호층과 상기 전극층을 갖는 제2 적층체의 상기 전극층의 표면에, 상기 압전체층을 형성하는 압전체층 형성 공정, 및,
    상기 압전체층의 표면에, 상기 전극층과 상기 보호층을 갖는 제1 적층체를, 상기 전극층을 상기 압전체층에 대면하여 적층하는 적층 공정을 갖는, 압전 필름의 제조 방법.
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