TW202042570A - 壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器 - Google Patents

壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器 Download PDF

Info

Publication number
TW202042570A
TW202042570A TW109110615A TW109110615A TW202042570A TW 202042570 A TW202042570 A TW 202042570A TW 109110615 A TW109110615 A TW 109110615A TW 109110615 A TW109110615 A TW 109110615A TW 202042570 A TW202042570 A TW 202042570A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
piezoelectric
piezoelectric film
laminated
piezoelectric element
film
Prior art date
Application number
TW109110615A
Other languages
English (en)
Inventor
三好哲
Original Assignee
日商富士軟片股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商富士軟片股份有限公司 filed Critical 日商富士軟片股份有限公司
Publication of TW202042570A publication Critical patent/TW202042570A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/704—Piezoelectric or electrostrictive devices based on piezoelectric or electrostrictive films or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/005—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/04—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning
    • H10N30/045—Treatments to modify a piezoelectric or electrostrictive property, e.g. polarisation characteristics, vibration characteristics or mode tuning by polarising
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/85—Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/852—Composite materials, e.g. having 1-3 or 2-2 type connectivity
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/871—Single-layered electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. internal electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
    • H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings
    • H10N30/883—Additional insulation means preventing electrical, physical or chemical damage, e.g. protective coatings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)

Abstract

本發明的課題在於提供一種在冰點環境下具有優異之撓性，在常溫下亦顯示所需撓性之壓電薄膜、將該壓電薄膜積層而成之積層壓電元件及使用該壓電薄膜或積層壓電元件之電聲轉換器。藉由壓電薄膜解決上述課題，前述壓電薄膜具有將壓電體粒子分散於包含高分子材料之基質中而成之高分子複合壓電體和形成於高分子複合壓電體的兩面之電極層，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內存在成為0.1以上的極大值，在0℃下的值為0.05以上。

Description

壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器
本發明有關一種用於揚聲器及麥克風等音響設備等之壓電薄膜、將該壓電薄膜積層而成之積層壓電元件及使用該壓電薄膜或積層壓電元件之電聲轉換器。
近年來，一直進行著關於使用塑膠等撓性基板之可撓式顯示器的研究。 作為相關可撓式顯示器的基板，例如，在專利文獻1中公開了一種在透明塑膠薄膜上積層有阻氣層或透明導電層之可撓式顯示器基板。 可撓式顯示器與使用習知之玻璃基板之顯示器相比，在輕量性、薄度、撓性等方面具有優勢，且亦能夠在圓柱等曲面上設置。又，由於能夠捲起來收納，因此即使為大屏幕亦不會損害攜帶性而作為廣告等公告用或PDA（個人數位助理）等顯示裝置受到關注。
將該種可撓式顯示器用作如電視機等與圖像一同播放音頻之圖像顯示裝置兼音頻產生裝置時，需要用於產生音頻之音響裝置亦即揚聲器。 其中，作為習知之揚聲器形狀，漏斗狀的所謂錐型或球面狀的圓頂型等較為普遍。然而，若欲將該等揚聲器內藏於上述可撓式顯示器中，則存在損害可撓式顯示器的優點亦即輕量性或撓性的可能性。又，外掛揚聲器時，攜帶等不便，並且亦存在難以設置於曲面狀的壁面而美觀受損的可能性。
其中，作為不損害輕量性或撓性而能夠與可撓式顯示器成為一體的揚聲器，已知有一種在專利文獻2中記載之壓電薄膜（電聲轉換薄膜）。 該壓電薄膜具有將壓電體粒子分散於由在常溫下具有黏彈性之高分子材料構成之黏彈性基質中而成之高分子複合壓電體、形成於高分子複合壓電體的兩面之薄膜電極、形成於薄膜電極的表面之保護層，且基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切成為0.1以上之極大值存在於0～50℃的溫度範圍內。
[專利文獻1]日本特開2000-338901號公報 [專利文獻2]日本特開2015-029270號公報
為了將壓電薄膜用作揚聲器，需要將沿薄膜面的伸縮運動轉換成薄膜面的振動。從該伸縮運動向振動的轉換藉由將壓電薄膜保持在彎曲的狀態來實現，藉此能夠使壓電薄膜作為揚聲器發揮功能。 然而，眾所周知，揚聲器用振動板的最低共振頻率f0 由下述式給出。其中，s係振動系統的剛性，m係質量。 [數式1]
Figure 02_image001
此時，壓電薄膜的彎曲程度亦即彎曲部的曲率半徑變得越大，機械剛性s越降低，因此最低共振頻率f0 變小。亦即，揚聲器的音質（音量、頻率特性）依據壓電薄膜的曲率半徑發生變化。
若考慮以上幾點，用作可撓式顯示器用的揚聲器之壓電薄膜係具備以下要件者較佳。 （i）撓性 例如，作為攜帶用以如報紙或雜誌之類的文件狀輕捲的狀態握持時，會不斷從外部受到數Hz以下的相對緩慢但較大的彎曲變形。此時，若壓電薄膜硬，則相應地產生大的彎曲應力，有可能在高分子基質與壓電體粒子之間的界面產生龜裂並最終導致破壞。因此，要求壓電薄膜具有適當的柔韌性。又，若能夠將應變能作為熱擴散至外部，則能夠弛豫應力。因此，要求壓電薄膜的損耗正切適當大。 （ii）音質 以20Hz～20kHz的音頻帶的頻率使壓電體粒子振動，藉由該振動能，整個振動板（壓電薄膜）成為一體而振動，藉此揚聲器播放聲音。因此，為了提高振動能的傳遞效率，要求壓電薄膜具有適當的硬度。又，若揚聲器的頻率特性平滑，則最低共振頻率f0 伴隨曲率變化而發生變化時的音質的變化量亦變小。因此，要求壓電薄膜的損耗正切適當大。
綜上所述，要求用作可撓式顯示器用的揚聲器之壓電薄膜對20Hz～20kHz的振動表現出堅硬，對數Hz以下的振動則表現出柔韌。又，相對於20kHz以下的所有頻率的振動，要求高分子複合壓電體的損耗正切適當大。
在專利文獻2中記載之壓電薄膜若在常溫（0～50℃）下，則滿足上述條件，並顯示優異之撓性及音質。 然而，使用揚聲器的環境並不局限於常溫，依據國家、地域及使用場所，亦有在冰點環境下使用的情況。然而，在專利文獻2中記載之壓電薄膜在冰點等低溫環境下很難顯示充分的撓性及音質。
本發明的目的在於解決該種習知技術的問題點，在於提供一種在冰點環境下具有優異之撓性且在常溫下亦具有良好的撓性之壓電薄膜、將該壓電薄膜積層而成之積層壓電元件及使用該壓電薄膜或積層壓電元件之電聲轉換器。
為了實現上述目的，本發明具有以下構成。 [1]一種壓電薄膜，其特徵為，係具有將壓電體粒子分散於包含高分子材料之基質中而成之高分子複合壓電體和形成於高分子複合壓電體的兩面之電極層， 基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內存在成為0.1以上的極大值，且在0℃下的值為0.05以上。 [2]如[1]所述之壓電薄膜，其係具有設置於電極層的表面之保護層。 [3]如[1]或[2]所述之壓電薄膜，其係沿厚度方向被極化者。 [4]如[1]至[3]之任一項所述之壓電薄膜，其係在壓電特性上不具有面內各向異性。 [5]如[1]至[4]之任一項所述之壓電薄膜，其係具有用於連接電極層與外部電源的引線。 [6]一種積層壓電元件，其係將[1]至[5]之任一項所述之壓電薄膜積層複數層而成。 [7]如[6]所述之積層壓電元件，其中壓電薄膜係沿厚度方向被極化者，且相鄰之壓電薄膜的極化方向相反。 [8]如[6]或[7]所述之積層壓電元件，其係藉由將壓電薄膜折疊1次以上而將壓電薄膜積層複數層者。 [9]如[6]至[8]之任一項所述之積層壓電元件，其係具有用於黏貼相鄰之壓電薄膜之黏貼層。 [10]一種電聲轉換器，其係具有振動板、[1]至[5]之任一項所述之壓電薄膜或[6]至[9]之任一項所述之積層壓電元件。 [11]如[10]所述之電聲轉換器，其中壓電薄膜或積層壓電元件的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板的厚度與楊氏模數之乘積的0.1～3倍。 [12]如[10]或[11]所述之電聲轉換器，其中壓電薄膜或積層壓電元件的厚度與依據動態黏彈性測定獲得之主曲線上的頻率1kHz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板的厚度與楊氏模數之乘積的0.3～10倍。 [13]如[10]至[12]之任一項所述之電聲轉換器，其係具有用於黏貼振動板與壓電薄膜或積層壓電元件之黏貼層。 [發明效果]
依據本發明，提供一種在冰點環境下具有撓性且在常溫下亦具有良好的撓性之壓電薄膜、將該壓電薄膜積層而成之積層壓電元件及使用該壓電薄膜或積層壓電元件之電聲轉換器。
以下，參考附圖所示之較佳實施例，對本發明的壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器進行詳細說明。
以下記載之構成要素的說明依據本發明的代表性實施態樣而完成，但本發明並不限定於該等實施態樣。 另外，本說明書中，使用“～”表示之數值範圍係指將“～”前後所記載之數值作為下限值及上限值而包含之範圍。
圖1中，藉由剖面圖，概念性示出本發明的壓電薄膜的一例。 如圖1所示，壓電薄膜10具備：具有壓電性之片狀物亦即壓電體層20、積層於壓電體層20的一面之下部電極24、積層於下部電極24之下部保護層28、積層於壓電體層20的另一面之上部電極26、積層於上部電極26之上部保護層30。 壓電體層20係將壓電體粒子36分散於包含高分子材料之基質34中而成者。亦即，壓電體層20係本發明中的高分子複合壓電體。 如後所述，作為較佳態樣，壓電薄膜10（壓電體層20）沿厚度方向被極化。
作為一例，在揚聲器、麥克風及用於吉他等樂器中之拾音器等各種音響設備（音響機器）中，該種壓電薄膜10用於藉由與電信號相應之振動產生（播放）聲音或將基於聲音之振動轉換為電信號。 又，除此以外，壓電薄膜亦能夠用於壓力感測器及發電元件等。
如上所述，用於可撓式揚聲器等之壓電薄膜係具有良好的撓性及音質者為較佳。 亦即，要求壓電薄膜對20Hz～20kHz的振動表現出堅硬，對數Hz以下的振動則表現出柔韌。又，相對於20kHz以下的所有頻率的振動，要求壓電薄膜10的損耗正切適當大。
通常，高分子固體具有黏彈性弛豫機制，可以觀測到隨著溫度上升或頻率降低，大規模的分子運動表現為儲存彈性模數（楊氏模數）的降低（弛豫）或損失彈性模數的極大（吸收）。其中，由非晶質區域的分子鏈的微布朗運動引發的弛豫被稱為主分散，可發現非常大的弛豫現象。發生該主分散的溫度為玻璃轉化溫度（Tg），並最顯著地顯現黏彈性弛豫機制。
本發明的壓電薄膜10中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切（tanδ）成為0.1以上之極大值在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內存在1個以上。另外，本發明的壓電薄膜10中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在0℃下的值為0.05以上。 藉此，本發明的壓電薄膜10在冰點環境下具有非常高的撓性，並且在常溫下亦具有良好的撓性。另外，本發明的壓電薄膜10在冰點環境下，對20Hz～20kHz的振動表現出堅硬，對數Hz以下的緩慢的振動則表現出柔韌。 另外，在本發明中，“常溫”係指0～50℃左右的溫度範圍。
壓電體層20係將壓電體粒子36分散於基質34而成者。 作為一例，作為壓電體層20（高分子複合壓電體）的基質34，本發明的壓電薄膜10使用將玻璃轉化溫度在常溫的高分子材料與玻璃轉化溫度低於0℃的高分子材料混合而成之混合高分子材料。 玻璃轉化溫度為常溫的高分子材料亦即為常溫下具有黏彈性之高分子材料。另一方面，玻璃轉化溫度低於0℃的高分子材料亦即為在低於0℃的溫度範圍內具有黏彈性之高分子材料。 藉由將該種混合高分子材料用作壓電體層20的基質34，可獲得基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內存在成為0.1以上的極大值，且在0℃下的值為0.05以上之壓電薄膜10。
本發明的壓電薄膜10中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切成為0.1以上之極大值存在於-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內。 藉此，本發明的壓電薄膜10在冰點環境下，在壓電薄膜10因外力緩慢彎曲時，能夠將應變能有效地作為熱而擴散至外部。因此，在壓電薄膜10中，最大彎曲力矩部分的基質34與壓電體粒子36之間的界面的應力集中得到弛豫，能夠防止在基質34與壓電體粒子36之間的界面產生龜裂。其結果，本發明的壓電薄膜10對冰點環境下的基於由使用者實施的折彎及捲起等外力之緩慢的動作具有非常高的撓性。關於以上方面，後述之積層壓電元件及電聲轉換器亦相同。 在頻率1Hz、-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內的損耗正切的極大值為0.3以上為較佳，0.5以上為更佳。 另外，頻率1Hz下的損耗正切成為0.1以上的極大值在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內可以存在複數個。
又，本發明的壓電薄膜10中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在0℃下的值為0.05以上。 壓電薄膜10的使用環境並不局限於冰點環境。又，壓電薄膜例如藉由伴隨卷對卷等捲取之製造方法製造，製造環境的溫度通常為常溫。因此，在常溫環境下，亦要求壓電薄膜10具有一定程度的撓性。 相對於此，本發明的壓電薄膜中，藉由除了上述之低溫範圍內的損耗正切的極大值以外，頻率1Hz、0℃下的損耗正切亦為0.05以上，從與上述相同的理由考慮，在常溫環境下，亦顯示良好的操作性及能夠適用各種製造方法之良好的撓性。關於以上方面，後述之積層壓電元件及電聲轉換器亦相同。 在0℃、頻率1Hz下的損耗正切為0.07以上為較佳，0.1以上為更佳。
在本發明的壓電薄膜10中，1Hz下的損耗正切的極大值可以在常溫的溫度範圍內存在，亦可以不存在。 另外，關於本發明的壓電薄膜10，藉由1Hz下的損耗正切的極大值在常溫的溫度範圍內存在1個以上，能夠使常溫環境下的壓電薄膜10的撓性更加良好。在本發明的壓電薄膜10中，1Hz下的損耗正切的極大值存在於常溫的溫度範圍內時，損耗正切的極大值為0.05以上為較佳。
如上所述，在本發明的壓電薄膜10中，將在常溫下具有黏彈性之高分子材料與在低於0℃的溫度範圍內具有黏彈性之高分子材料的混合高分子材料用作壓電體層20的基質34。 作為在常溫下具有黏彈性之高分子材料，只要具有介電性，則能夠利用公知的各種高分子材料。高分子材料較佳為使用基於動態黏彈性試驗之頻率1Hz下的損耗正切的極大值在常溫下為0.5以上的高分子材料。 藉此，在常溫下，壓電薄膜10因外力緩慢彎曲時，最大彎曲力矩部的基質34與壓電體粒子36之間的界面的應力集中得到弛豫，並可獲得良好的撓性。
又，在常溫下具有黏彈性之高分子材料中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的儲存彈性模數（E’）在0℃下為100MPa以上，在50℃下為10MPa以下為較佳。 藉此，能夠減少壓電薄膜10因外力緩慢彎曲時產生之彎曲力矩的同時，能夠對20Hz～20kHz的音響振動表現出堅硬。
又，在常溫下具有黏彈性之高分子材料若在25℃下的相對介電係數為10以上，則更佳。藉此，對壓電薄膜10施加電壓時，會對基質中的壓電體粒子施加更高的電場，因此能夠期待較大變形量。 然而，另一方面，若考慮確保良好的耐濕性等，則在25℃下的相對介電係數為10以下的高分子材料亦較佳。
作為滿足該種條件之在常溫下具有黏彈性之高分子材料，可例示氰乙基化聚乙烯醇（氰乙基化PVA（CR-V））、聚乙酸乙烯酯、聚（偏二氯乙烯-co-丙烯腈）、聚苯乙烯-乙烯基聚異戊二烯嵌段共聚物、聚乙烯甲基酮及聚丙烯酸丁酯等。又，作為該等高分子材料，亦能夠較佳地使用HYBRAR 5127（KURARAY CO.,LTD.製）等市售品。其中，作為在常溫下具有黏彈性之高分子材料，使用具有氰乙基之材料為較佳，使用具有氰乙基化PVA為特佳。 另外，該等高分子材料可以僅適用1種，亦可以同時使用（混合）複數種。
混合高分子材料係對該種在常溫下具有黏彈性之高分子材料混合玻璃轉化溫度低於0℃的高分子材料亦即在低於0℃的溫度範圍內具有黏彈性之高分子材料者。在以下說明中，方便起見，將“在低於0℃的溫度範圍內具有黏彈性之高分子材料”亦稱為“在低溫下具有黏彈性之高分子材料”。 本發明的壓電薄膜10藉由使用對在常溫下具有黏彈性之高分子材料混合在低溫下具有黏彈性之高分子材料之混合高分子材料作為構成壓電體層20之基質34，降低基質34的玻璃轉化溫度而兼顧冰點環境下的優異之撓性和常溫環境下的良好的撓性。
在低溫下具有黏彈性之高分子材料只要為玻璃轉化溫度低於0℃且具有介電性者，則能夠利用各種材料。 作為一例，可例示氟橡膠及氯丁二烯橡膠等。
在構成壓電體層20之基質34中，並不限制在低溫下具有黏彈性之高分子材料相對於在常溫下具有黏彈性之高分子材料的添加量。 在將在常溫下具有黏彈性之高分子材料和在低溫下具有黏彈性之高分子材料混合之混合高分子材料中，在低溫下具有黏彈性之高分子材料的添加量為31～80質量%為較佳，41～70質量%為更佳，51～60質量%為進一步較佳。 藉由將在低溫下具有黏彈性之高分子材料的添加量設為31質量%以上，較佳地顯示添加在低溫下具有黏彈性之高分子材料之效果，藉此在可獲得在冰點溫環境下顯示優異之撓性之壓電薄膜10這一方面較佳。 藉由將在低溫下具有黏彈性之高分子材料的添加量設為80質量%以下，在能夠使在常溫下的撓性變良好這一方面較佳。
以調節介電特性或機械特性為目的，除了在常溫下具有黏彈性之高分子材料及在低溫下具有黏彈性之高分子材料以外，依據需要可以對基質34添加其他介電性高分子材料。
又，以調節玻璃轉化溫度為目的，除了介電性高分子材料以外，亦可以對基質34添加氯乙烯樹脂、聚乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸樹脂、聚丁烯及異丁烯等熱塑性樹脂、以及酚醛樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂及雲母等熱硬化性樹脂。 進而，以提高黏著性為目的，可以添加鬆香酯、鬆香、萜烯、萜烯酚醛及石油樹脂等增黏劑。
壓電體層20係將壓電體粒子36分散於該種基質34而成之高分子複合壓電體。 壓電體粒子36係由具有鈣鈦礦型或纖鋅礦型的結晶結構之陶瓷粒子構成者。 作為構成壓電體粒子36之陶瓷粒子，例如，可例示鋯鈦酸鉛（PZT）、鋯鈦酸鑭鉛（PLZT）、鈦酸鋇（BaTiO3 ）、氧化鋅（ZnO）及鈦酸鋇與鐵酸鉍（BiFe3 ）的固溶體（BFBT）等。 該等壓電體粒子36可以僅適用1種，亦可以同時使用（混合）複數種。
該種壓電體粒子36的粒徑並沒有限制，依據壓電薄膜10的尺寸及用途等適當選擇即可。 壓電體粒子36的粒徑為1～10μm為較佳。藉由將壓電體粒子36的粒徑設為該範圍，壓電薄膜10在能夠兼顧高壓電特性和撓性等方面能夠獲得較佳結果。
另外，在圖1中，壓電體層20中的壓電體粒子36在基質34中均勻且有規則地分散，但本發明並不限於此。 亦即，較佳為壓電體層20中的壓電體粒子36只要均勻地分散則可以在基質34中不規則地分散。
在壓電薄膜10中，壓電體層20中的基質34與壓電體粒子36的量比並沒有限制。壓電體層20中的基質34與壓電體粒子36的量比依據壓電薄膜10的面方向的大小及厚度、壓電薄膜10的用途以及要求壓電薄膜10的特性等適當設定即可。 壓電體層20中的壓電體粒子36的體積分率為30～80%為較佳，50%以上為更佳。因此，將壓電體層20中的壓電體粒子36的體積分率設為50～80%為進一步較佳。 藉由將基質34與壓電體粒子36的量比設為上述範圍，在能夠兼顧高壓電特性和撓性等方面能夠獲得較佳結果。
在壓電薄膜10中，壓電體層20的厚度並沒有限制，依據壓電薄膜10的用途及要求壓電薄膜10的特性等適當設定即可。壓電體層20越厚，在所謂片狀物的韌性的強度等剛性等方面越有利，但用於使壓電薄膜10伸縮同等量所需的電壓（電位差）則變大。 壓電體層20的厚度為10～300μm為較佳，20～200μm為更佳，30～150μm為進一步較佳。 藉由將壓電體層20的厚度設為上述範圍，能夠在兼顧剛性的確保和適度的柔軟性等方面獲得較佳結果。
在本發明的壓電薄膜10中，從與上述壓電薄膜10相同的理由考慮，壓電體層20（高分子複合壓電體）中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切成為0.1以上之極大值在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內存在1個以上為較佳。又，壓電體層20中的頻率1Hz、-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內的損耗正切的極大值為0.3以上為較佳，0.5以上為更佳。 另外，壓電體層20中，頻率1Hz下的損耗正切成為0.1以上的極大值在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內可以存在複數個。
又，在本發明的壓電薄膜10中，從與上述壓電薄膜10相同的理由考慮，壓電體層20中，基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在0℃下的值為0.05以上為較佳。 壓電體層20中的在0℃、頻率1Hz下的損耗正切為0.07以上為較佳，0.1以上為更佳。
進而，在本發明的壓電薄膜10的壓電體層20中，1Hz下的損耗正切的極大值可以在常溫的溫度範圍內存在，亦可以不存在。 然而，從與上述壓電薄膜10相同的理由考慮，壓電體層20中，1Hz下的損耗正切的極大值在常溫的溫度範圍內存在1個以上為較佳。在壓電體層20中，1Hz下的損耗正切的極大值存在於常溫的溫度範圍內時，損耗正切的極大值為0.05以上為較佳。
如圖1所示，圖示例的壓電薄膜10具有如下結構：在該種壓電體層20的一面具有下部電極24並在其表面具有下部保護層28，在壓電體層20的另一面具有上部電極26並在其表面具有上部保護層30而成。其中，上部電極26與下部電極24形成電極對。 另外，除了該等層以外，壓電薄膜10例如具有用於引出來自上部電極26及下部電極24的電極之電極引出部，電極引出部與電源PS連接。又，壓電薄膜10可以具有藉由覆蓋壓電體層20暴露之區域來防止短路等之絕緣層等。
亦即，壓電薄膜10具有如下結構：利用電極對亦即上部電極26及下部電極24夾持壓電體層20的兩面，並利用下部保護層28及上部保護層30夾持該積層體而成。 如此，在壓電薄膜10中，被上部電極26及下部電極24夾持的區域依據所施加的電壓伸縮。
在壓電薄膜10中，下部保護層28及上部保護層30並不是必須的構成要素，係作為較佳態樣而設置者。 下部保護層28及上部保護層30起到包覆上部電極26及下部電極24並且對壓電體層20賦予適當的剛性和機械強度的作用。亦即，在壓電薄膜10中，由基質34和壓電體粒子36構成之壓電體層20對緩慢的彎曲變形顯示出非常優異之撓性，但另一方面，依據用途而言，存在剛性或機械強度不足的情況。為了補充該不足，在壓電薄膜10中設置下部保護層28及上部保護層30。
下部保護層28及上部保護層30並沒有限制，能夠利用各種片狀物，作為一例，可較佳地例示各種樹脂薄膜。 其中，從具有優異之機械特性及耐熱性等理由考慮，可較佳地利用由聚對酞酸乙二酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚苯硫醚（PPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚醚醯亞胺（PEI）、聚醯亞胺（PI）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、三乙酸纖維素（TAC）及環狀烯烴系樹脂等構成之樹脂薄膜。
下部保護層28及上部保護層30的厚度亦無限制。又，下部保護層28及上部保護層30的厚度大致相同，但亦可以不同。 其中，若下部保護層28及上部保護層30的剛性過高，則不僅限制壓電體層20的伸縮，亦損害撓性。因此，除了要求機械強度或作為片狀物的良好的操作性的情況以外，下部保護層28及上部保護層30越薄越有利。
在壓電薄膜10中，若下部保護層28及上部保護層30的厚度為壓電體層20的厚度的2倍以下，則能夠在兼顧剛性的確保和適度的柔軟性等方面獲得良好的結果。 例如，在壓電體層20的厚度為50μm且下部保護層28及上部保護層30由PET構成時，下部保護層28及上部保護層30的厚度為100μm以下為較佳，50μm以下為更佳，25μm以下為進一步較佳。
在壓電薄膜10中，在壓電體層20與下部保護層28之間形成有下部電極24，在壓電體層20與上部保護層30之間形成有上部電極26。 下部電極24及上部電極26為了對壓電體層20施加驅動電壓而設置。
在本發明中，下部電極24及上部電極26的形成材料並沒有限制，能夠利用各種導電體。具體而言，可例示碳、鈀、鐵、錫、鋁、鎳、鉑、金、銀、銅、鈦、鉻及鉬等、該等的合金、該等金屬及合金的積層體及複合體、以及氧化銦錫等。其中，可較佳地例示銅、鋁、金、銀、鉑及氧化銦錫作為下部電極24及上部電極26。
又，下部電極24及上部電極26的形成方法亦並沒有限制，能夠利用真空蒸鍍及濺射等氣相沉積法（真空成膜法）或基於鍍覆之成膜或黏貼由上述材料形成之箔之方法等各種公知的方法。
其中，從能夠確保壓電薄膜10的撓性等理由考慮，藉由真空蒸鍍成膜之銅及鋁等薄膜尤其能夠較佳地用作下部電極24及上部電極26。其中，尤其可較佳地利用基於真空蒸鍍之銅薄膜。 下部電極24及上部電極26的厚度並沒有限制。又，下部電極24及上部電極26的厚度大致相同，但亦可以不同。
其中，與前述之下部保護層28及上部保護層30同樣地，若下部電極24及上部電極26的剛性過高，則不僅限制壓電體層20的伸縮，亦損害撓性。因此，下部電極24及上部電極26只要在電阻不會變得過高的範圍內，則越薄越有利。亦即，下部電極24及上部電極26係薄膜電極為較佳。
在壓電薄膜10中，若下部電極24及上部電極26的厚度與楊氏模數之乘積小於下部保護層28及上部保護層30的厚度與楊氏模數之乘積，則不會大幅損害撓性，因此較佳。 例如，在下部保護層28及上部保護層30由PET（楊氏模數：約6.2GPa）構成，下部電極24及上部電極26由銅（楊氏模數：約130GPa）構成之組合的情況下，若將下部保護層28及上部保護層30的厚度設為25μm，則下部電極24及上部電極26的厚度為1.2μm以下為較佳，0.3μm以下為更佳，0.1μm以下為進一步較佳。
壓電薄膜10的基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的儲存彈性模數（E’）在-80℃下為10～30GPa，在0℃下為1～10GPa為較佳。另外，關於該條件，壓電體層20亦相同。 藉此，在冰點環境下，壓電薄膜10的儲存彈性模數能夠具有較大頻率分散。亦即，能夠對20Hz～20kHz的振動表現出堅硬，對數Hz以下的振動則表現出柔韌。
又，壓電薄膜10中，厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的儲存彈性模數之乘積在-80℃下為1.0×105 ～2.0×106 N/m，在0℃下為2.0×105 ～5.0×106 N/m為較佳。另外，關於該條件，壓電體層20亦相同。 藉此，在冰點環境下，壓電薄膜10能夠在不損害撓性及音響特性的範圍內具備適度的剛性和機械強度。
進而，壓電薄膜10在從動態黏彈性測定獲得之主曲線中，在25℃、頻率1kHz下的損耗正切為0.05以上為較佳。另外，關於該條件，壓電體層20亦相同。 藉此，使用壓電薄膜10之揚聲器的頻率特性變得平滑，並能夠使最低共振頻率f0 伴隨揚聲器的曲率的變化而發生變化時的音質變化小。
另外，在本發明中，關於壓電薄膜10、後述之積層壓電元件14及振動板12等的儲存彈性模數（楊氏模數）及損耗正切，利用動態黏彈性測定器，藉由公知的方法測定即可。作為動態黏彈性測定機，可例示SII NanoTechnology Inc.製的DMS6100黏彈性光譜儀作為一例。 作為測定條件，可分別例示測定頻率為0.1～20Hz（0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz及20Hz），測定溫度為-100～100℃，升溫速度為2℃/分鐘（氮氣氛中），樣品尺寸為40mm×10mm（包括夾具區域），卡盤間距離為20mm的情況作為一例。
以下，參考圖2～圖6，對壓電薄膜10的製造方法的一例進行說明。
首先，如圖2所示，準備在下部保護層28上形成有下部電極24之片狀物10a。該片狀物10a只要藉由真空蒸鍍、濺射及鍍覆等在下部保護層28的表面形成銅薄膜等作為下部電極24來製作即可。 在下部保護層28非常薄且操作性差時等，依據需要，可以使用附帶隔板（偽支撐體）的下部保護層28。另外，作為隔板，能夠使用厚度25～100μm的PET等。關於隔板，將上部電極26及上部保護層30熱壓接之後，在對下部保護層28積層任何構件之前移除即可。
另一方面，製備如下塗料：將在常溫下具有黏彈性之高分子材料及在低溫下具有黏彈性之高分子材料溶解於有機溶劑，進而添加PZT粒子等壓電體粒子36，進行攪拌並分散而成。在以下說明中，在無需區分在常溫下具有黏彈性之高分子材料與在低溫下具有黏彈性之高分子材料時，亦將兩者統稱為“黏彈性材料”。 有機溶劑並沒有限制，能夠利用二甲基甲醯胺（DMF）、甲基乙基酮、環己酮等各種有機溶劑。 準備片狀物10a且製備塗料之後，將該塗料澆鑄（塗佈）於片狀物10a，並使有機溶劑蒸發來進行乾燥。藉此，如圖3所示，製作在下部保護層28上具有下部電極24且在下部電極24上形成壓電體層20而成之積層體10b。另外，下部電極24係指塗佈壓電體層20時的基材側的電極，而非表示積層體中上下的位置關係。
該塗料的澆鑄方法並沒有限制，能夠利用滑動塗佈機及刮刀等所有公知的方法（塗佈裝置）。 另外，若黏彈性材料係氰乙基化PVA等能夠加熱熔融的物質，則可以製作加熱熔融黏彈性材料並對其添加/分散壓電體粒子36而成之熔融物，藉由擠出成型等片狀擠出至圖2所示之片狀物10a上並冷卻，藉此製作如圖3所示之在下部保護層28上具有下部電極24且在下部電極24上形成壓電體層20而成之積層體10b。
如上所述，壓電薄膜10中，除了氰乙基化PVA等黏彈性材料以外，對基質34亦可以添加介電性的高分子材料。 對基質34添加該等高分子材料時，只要溶解添加至上述塗料之高分子材料即可。或者，將要添加的高分子材料添加至上述之加熱熔融的黏彈性材料並進行加熱熔融即可。 製作在下部保護層28上具有下部電極24且在下部電極24上形成壓電體層20而成之積層體10b之後，進行壓電體層20的極化處理（poling）。
壓電體層20的極化處理的方法並沒有限制，能夠利用公知的方法。作為較佳之極化處理的方法，可例示圖4及圖5所示之方法。
在該方法中，如圖4及圖5所示，在積層體10b的壓電體層20的上表面20a上隔著例如1mm的間隔g，設置能夠沿該上表面20a移動的棒狀或線狀的電暈電極40。然後，將該電暈電極40和下部電極24連接至直流電源42。 進而，準備用於加熱保持積層體10b的加熱機構，例如加熱板。
然後，藉由加熱機構例如在將壓電體層20加熱保持於溫度100℃的狀態下，從直流電源42對下部電極24與電暈電極40之間施加數kV，例如6kV的直流電壓而使電暈放電產生。進而，在維持間隔g的狀態下，沿壓電體層20的上表面20a，移動（掃描）電暈電極40來進行壓電體層20的極化處理。 藉此，壓電體層20沿厚度方向被極化。
在利用該種電暈放電之極化處理中，電暈電極40的移動利用公知的棒狀物的移動機構即可。在以下說明中，方便起見，將利用電暈放電之極化處理亦稱為“電暈極化處理”。 又，在電暈極化處理中，移動電暈電極40的方法亦並沒有限制。亦即，可以固定電暈電極40，設置使積層體10b移動的移動機構，使該積層體10b移動來進行極化處理。該積層體10b的移動亦利用公知的片狀物的移動機構即可。 進而，電暈電極40的數量並不限定於1根，亦可以利用複數根的電暈電極40來進行電暈極化處理。 又，極化處理並不限於電暈極化處理，亦能夠利用對要進行極化處理之對象直接施加直流電場之通常的電場極化。其中，在進行該通常的電場極化時，在極化處理之前需要形成上部電極26。 另外，在該極化處理之前，亦可以實施用加熱輥等使壓電體層20的表面平滑之壓延處理。藉由實施該壓延處理，能夠順利進行後述熱壓接製程。
如此進行積層體10b的壓電體層20的極化處理，另一方面準備在上部保護層30上形成有上部電極26之片狀物10c。該片狀物10c只要藉由真空蒸鍍、濺射及鍍覆等在上部保護層30的表面形成銅薄膜等作為上部電極26來製作即可。 接著，如圖6所示，將上部電極26朝向壓電體層20，將片狀物10c積層於結束了壓電體層20的極化處理之積層體10b。 進而，以夾持上部保護層30和下部保護層28之方式，利用熱壓裝置或加熱輥對等將該積層體10b與片狀物10c的積層體熱壓接來製作壓電薄膜10。
後述之本發明的積層壓電元件14具有將該種本發明的壓電薄膜10積層而作為較佳態樣黏貼於黏貼層19上之構成。在圖8所示之積層壓電元件14中，作為較佳態樣，如標註於壓電體層20之箭頭所示，相鄰之壓電薄膜10上的極化方向彼此相反。
將壓電陶瓷積層之通常的積層陶瓷壓電元件在製作壓電陶瓷的積層體之後進行極化處理。在各壓電層的界面只存在共用電極，因此，各壓電層的極化方向在積層方向上交替。
相對於此，構成本發明的積層壓電元件之壓電薄膜10能夠在積層前的壓電薄膜10的狀態下進行極化處理。壓電薄膜10中，如圖4及圖5所示，較佳為在積層上部電極26及上部保護層30之前，藉由電暈極化處理進行壓電體層20的極化處理。 因此，本發明的積層壓電元件能夠藉由積層經極化處理的壓電薄膜10來製作。較佳為製作實施了極化處理的長條的壓電薄膜（大面積的壓電薄膜）並切割成單個的壓電薄膜10之後，積層壓電薄膜10來作為積層壓電元件14。 因此，本發明的積層壓電元件中，能夠如圖10所示之積層壓電元件61，使相鄰之壓電薄膜10中的極化方向沿積層方向一致，亦能夠如圖8所示之積層壓電元件14，使相鄰之壓電薄膜10中的極化方向交替。
又，已知在PVDF等由高分子材料構成之一般壓電薄膜中，藉由在極化處理後沿單軸方向進行延伸處理，分子鏈相對於延伸方向取向，其結果，沿延伸方向可獲得較大的壓電特性。因此，通常壓電薄膜在壓電特性上具有面內各向異性，在施加了電壓時的面方向的伸縮量上具有各向異性。 相對於此，由將壓電體粒子36分散於基質34中而成之高分子複合壓電體構成之本發明的壓電薄膜10即使在極化處理後不進行延伸處理亦可獲得較大的壓電特性。因此，本發明的壓電薄膜10在壓電特性上不存在面內各向異性，若如後述施加驅動電壓，則在面內方向的所有方向上各向同性地伸縮。
該種本發明的壓電薄膜10的製造可以使用單片（cut sheet）狀的片狀物來進行，較佳為利用卷對卷（Roll to Roll）。在以下說明中，將卷對卷亦稱為“RtoR”。 眾所周知，RtoR係從將長條的原材料捲繞而成之卷拉出原材料，沿長邊方向輸送，並且進行成膜或表面處理等各種處理，將經處理的原材料再次捲繞成卷狀之製造方法。
藉由RtoR，藉由前述製造方法製造壓電薄膜10時，使用將在長條的下部保護層28上形成有下部電極24之片狀物10a捲繞而成之第1卷及將在長條的上部保護層30上形成有上部電極26之片狀物10c捲繞而成之第2卷。 第1卷及第2卷可以完全相同。
從該卷拉出片狀物10a，沿長邊方向輸送，並且塗佈含有黏彈性材料及壓電體粒子36之塗料，藉由加熱等進行乾燥而在下部電極24上形成壓電體層20並作為前述積層體10b。 接著，進行上述電暈極化，進行壓電體層20的極化處理。其中，藉由RtoR製造壓電薄膜10時，輸送積層體10b，並且藉由在與積層體10b的輸送方向正交之方向上固定的長條棒狀的電暈電極40，進行基於電暈極化之壓電體層20的極化處理。另外，在該極化處置之前可以進行壓延處理的情況如上所述。 接著，從第2卷拉出片狀物10c，輸送該片狀物10c及積層體，並且藉由利用貼合輥等之公知的方法，如上所述，將上部電極26朝向壓電體層20，在積層體10b上積層片狀物10c。 之後，藉由將經積層的積層體10b與片狀物10c利用加熱輥對夾持輸送來進行熱壓接，藉此完成本發明的壓電薄膜10，將該壓電薄膜10捲繞成卷狀。 另外，壓電薄膜10的生產環境通常認為是常溫。相對於此，如上所述，本發明的壓電薄膜10不僅在低溫區域具有良好的撓性，在常溫下亦具有充分的撓性。因此，本發明的壓電薄膜10亦能夠較佳地應對RtoR等伴有捲取之製造方法。
另外，在以上例子中，藉由RtoR，將片狀物（積層體）沿長邊方向僅輸送1次來製作本發明的壓電薄膜10，但並不限定於此。 例如，形成上述積層體10b，進行電暈極化之後，暫且作為將積層體捲繞成卷狀的積層體卷。接著，可以從該積層體卷拉出積層體，沿長邊方向輸送，並且如上所述進行在上部保護層30上形成有上部電極26之片狀物的積層來完成壓電薄膜10，並將該壓電薄膜10捲繞成卷狀。
在該種壓電薄膜10中，若對下部電極24及上部電極26施加電壓，則壓電體粒子36依據所施加的電壓，沿極化方向伸縮。其結果，壓電薄膜10（壓電體層20）沿厚度方向收縮。同時，由於泊松比（POISSON'S RATIO）的關係，壓電薄膜10亦沿面內方向伸縮。該伸縮為0.01～0.1%左右。另外，在面內方向的所有方向上各向同性地伸縮的情況如上所述。 如上所述，壓電體層20的厚度較佳為10～300μm左右。因此，厚度方向的伸縮非常小，最大亦為0.3μm左右。 相對於此，壓電薄膜10亦即壓電體層20在面方向上具有比厚度大很多的尺寸。因此，例如，若壓電薄膜10的長度為20cm，藉由電壓的施加，壓電薄膜10最多伸縮0.2mm左右。 又，若對壓電薄膜10施加壓力，則藉由壓電體粒子36的作用產生電力。 藉由利用這一點，如上所述，壓電薄膜10能夠用於揚聲器、麥克風及壓力感測器等各種用途。
在圖7中示出利用本發明的壓電薄膜10之平板型壓電揚聲器的一例的概念圖。 該壓電揚聲器45係將本發明的壓電薄膜10用作將電信號轉換成振動能之振動板之平板型壓電揚聲器。另外，壓電揚聲器45亦能夠用作麥克風及感測器等。
壓電揚聲器45構成為具有壓電薄膜10、外殼43、黏彈性支撐體46及框體48。 外殼43係由塑膠等形成之一面開放的薄型正四邊筒狀的筐體。 又，框體48係在中央具有貫通孔且具有與外殼43的上端面（開放面側）相同的形狀之板材。 黏彈性支撐體46係具有適度的黏性和彈性者。黏彈性支撐體46係用於藉由支撐壓電薄膜10並且對壓電薄膜的任意部位均施加一定的機械偏壓而將壓電薄膜10的伸縮運動有效地轉換成前後運動（垂直於薄膜面之方向的運動）者。作為黏彈性支撐體46，可例示羊毛氈、包含人造絲或PET之羊毛氈等不織布、玻璃棉等作為一例。
壓電揚聲器45構成為在外殼43內收容黏彈性支撐體46，藉由壓電薄膜10覆蓋外殼43及黏彈性支撐體46，利用框體48將壓電薄膜10的周邊押壓至外殼43的上端面的狀態下，將框體48固定在外殼43。
其中，在壓電揚聲器45中，黏彈性支撐體46係高度（厚度）比外殼43的內面高度厚的四棱柱狀。 因此，在壓電揚聲器45中，在黏彈性支撐體46的周邊部，黏彈性支撐體46保持在藉由壓電薄膜10向下方押壓而厚度變薄的狀態。又，同樣地在黏彈性支撐體46的周邊部，壓電薄膜10的曲率急劇變動，在壓電薄膜10中形成朝向黏彈性支撐體46的周邊變低的上升部45a。進而，壓電薄膜10的中央區域被四棱柱狀的黏彈性支撐體46擠壓而成為（大致）平面狀。
在壓電揚聲器45中，若壓電薄膜10藉由向下部電極24及上部電極26的驅動電壓的施加而沿面內方向拉伸，則為了吸收該拉伸量，壓電薄膜10的上升部45a會藉由黏彈性支撐體46的作用改變上升方向的角度。其結果，具有平面狀的部分之壓電薄膜10向上方移動。 相反地，若壓電薄膜10藉由向下部電極24及上部電極26的驅動電壓的施加而沿面內方向收縮，則為了吸收該收縮量，壓電薄膜10的上升部45a會向塌陷方向（接近平面的方向）改變角度。其結果，具有平面狀的部分之壓電薄膜10向下方移動。 壓電揚聲器45藉由該壓電薄膜10的振動而產生聲音。
另外，在本發明的壓電薄膜10中，從伸縮運動向振動的轉換，亦能夠藉由保持在使壓電薄膜10彎曲的狀態下來實現。 因此，本發明的壓電薄膜10藉由僅保持彎曲狀態而不藉由該種壓電揚聲器45，亦能夠作為具有撓性之揚聲器而發揮功能。
在圖8中概念性示出本發明的電聲轉換器的一例。 本發明的電聲轉換器係具有本發明的積層壓電元件或壓電薄膜和振動板者。又，本發明的積層壓電元件係將本發明的壓電薄膜積層複數層者。 如上所述，本發明的壓電薄膜10在冰點環境下具有優異之撓性且在常溫環境下亦具有良好的撓性。因此，將該種壓電薄膜10積層之本發明的積層壓電元件亦在冰點環境下具有優異之撓性且在常溫環境下亦具有良好的撓性。 進而，本發明的電聲轉換器使用具有撓性者作為振動板為較佳。藉由使用具有撓性之振動板，本發明的電聲轉換器藉由上述之積層壓電元件的作用效果，在冰點環境下具有優異之撓性且在常溫環境下亦具有良好的撓性。
圖8所示之電聲轉換器50具有積層壓電元件14和振動板12。積層壓電元件14係本發明的積層壓電元件。圖示例的積層壓電元件14係將上述之本發明的壓電薄膜10積層3層者。 在電聲轉換器50中，積層壓電元件14與振動板12藉由黏貼層16被黏貼。 構成電聲轉換器50的積層壓電元件14之壓電薄膜10上連接有用於施加驅動電壓之電源PS。
為了簡化附圖，在圖8中省略下部保護層28及上部保護層30。然而，圖8所示之積層壓電元件14中，作為較佳態樣，所有壓電薄膜10均具有下部保護層28及上部保護層30這兩者。 另外，本發明的積層壓電元件並不限於此，具有保護層之壓電薄膜和不具有保護層之壓電薄膜可以混合存在。進而，壓電薄膜具有保護層時，壓電薄膜可以僅具有下部保護層28，亦可以僅具有上部保護層30。作為一例，若為如圖8所示之3層結構的積層壓電元件14，則可以為如下結構：圖中最上層的壓電薄膜僅具有上部保護層30，正中央的壓電薄膜不具有保護層，最下層的壓電薄膜僅具有下部保護層28。 關於這一點，後述之圖9所示之積層壓電元件56及圖10所示之積層壓電元件61亦相同。
以下進行詳述，該種電聲轉換器50中，藉由對積層壓電元件14的壓電薄膜10施加驅動電壓，壓電薄膜10沿面方向伸縮，藉由該壓電薄膜10的伸縮，積層壓電元件14沿面方向伸縮。 藉由該積層壓電元件14的面方向的伸縮，振動板12彎曲，其結果，振動板12沿厚度方向振動。藉由該厚度方向的振動，振動板12產生聲音。振動板12依據對壓電薄膜10施加的驅動電壓的大小振動，產生與施加至壓電薄膜10的驅動電壓相應的聲音。 亦即，該電聲轉換器50係將本發明的積層壓電元件14用作激發器之揚聲器。
在本發明的電聲轉換器50中，作為較佳態樣，振動板12係具有撓性者。另外，在本發明中，具有撓性的含義與一般解釋中具有撓性的含義相同，並表示能夠彎曲及弄捲，具體而言，表示能夠彎曲拉伸而不會導致破壞及損傷。 振動板12較佳為具有撓性，只要滿足與後述之積層壓電元件14的關係，則並沒有限制，能夠利用各種片狀物（板狀物、薄膜）。 作為振動板12，可例示由聚對酞酸乙二酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚苯硫醚（PPS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚醚醯亞胺（PEI）、聚醯亞胺（PI）、聚萘二甲酸乙二酯（PEN）、三乙酸纖維素（TAC）及環狀烯烴系樹脂等構成之樹脂薄膜、由發泡聚苯乙烯、發泡苯乙烯及發泡聚乙烯等構成之發泡塑膠、薄板（veneer）、軟木板、牛皮等皮革類、碳紙、日本紙等各種紙板、以及在波紋紙板的一面或兩面黏貼其他紙板而成之各種硬紙板材料等作為一例。 又，在本發明的電聲轉換器50中，作為振動板12，只要具有撓性，則亦能夠較佳地利用有機發光二極體（OLED（Organic Light Emitting Diode）顯示器、液晶顯示器、微發光LED（Light Emitting Diode）顯示器、無機電致發光顯示器等顯示器件及投影儀用屏幕等。
在圖示例的電聲轉換器50中，作為較佳態樣，該種振動板12與積層壓電元件14藉由黏貼層16被黏貼。
在本發明中，黏貼層16只要能夠將振動板12與積層壓電元件14黏貼，則能夠利用各種公知的黏貼層。 因此，黏貼層16可以為由在貼合時具有流動性，之後成為固體之接著劑構成之層，亦可以為由在貼合時為凝膠狀（橡膠狀）的軟固體，之後亦維持凝膠狀的狀態之黏著劑構成之層，還可以為由具有接著劑和黏著劑這兩者的特徵之材料構成之層。又，黏貼層16可以為塗佈液體等具有流動性之黏貼劑來形成者，亦可以為使用片狀的黏貼劑來形成者。 其中，在本發明的電聲轉換器50中，藉由使積層壓電元件14伸縮，使振動板12彎曲振動而產生聲音。因此，在本發明的電聲轉換器50中，積層壓電元件14的伸縮直接被傳遞至振動板12為較佳。若在振動板12與積層壓電元件14之間存在使振動弛豫等具有黏性之物質，則導致積層壓電元件14的伸縮能量向振動板12的傳遞效率下降，並導致電聲轉換器50的驅動效率下降。 若考慮這一點，相較於由黏著劑構成之黏著劑層，黏貼層16由作為固體且可獲得硬質黏貼層16之接著劑構成之接著劑層為較佳。作為更佳之黏貼層16，具體而言，可例示由聚酯系接著劑及苯乙烯/丁二烯橡膠（SBR）系接著劑等熱塑型接著劑構成之黏貼層。 接著不同於黏著，在要求高接著溫度時有用。又，熱塑型的接著劑兼具“相對低溫、短時間及強力接著”，因此較佳。
黏貼層16的厚度並沒有限制，依據黏貼層16的材料，適當設定可獲得充分的黏貼力（接著力、黏著力）之厚度即可。 其中，在本發明的電聲轉換器50中，黏貼層16越薄，越能夠提高傳遞至振動板12之積層壓電元件14的伸縮能量（振動能）的傳遞效果，並能夠提高能量效率。又，若黏貼層16厚而剛性強，則亦有可能限制積層壓電元件14的伸縮。 若考慮這一點，黏貼層16薄為較佳。具體而言，關於黏貼層16的厚度，以黏貼後的厚度計為0.1～50μm為較佳，0.1～30μm為更佳，0.1～10μm為進一步較佳。
另外，在電聲轉換器50中，黏貼層16係作為較佳態樣而設置者，並非為必須的構成要素。 因此，電聲轉換器50中，可以利用公知的壓接機構、緊固機構及固定機構等將振動板12與積層壓電元件14固定而不具有黏貼層16。例如，積層壓電元件14為矩形時，可以用螺帽（bolt nut）等構件緊固四角來構成電聲轉換器或亦可以用螺帽等構件緊固四角與中心部來構成電聲轉換器。 然而，此時，從電源PS施加驅動電壓時，會導致積層壓電元件14相對於振動板12獨立伸縮，在一些情況下，只是積層壓電元件14彎曲而積層壓電元件14的伸縮並不會傳遞至振動板12。如此，積層壓電元件14相對於振動板12獨立伸縮時，會導致基於積層壓電元件14之振動板12的振動效率下降。有可能導致無法使振動板12充分振動。 若考慮這一點，在本發明的電聲轉換器中，振動板12與積層壓電元件14如圖示例藉由黏貼層16黏貼為較佳。
在圖8所示之電聲轉換器50中，積層壓電元件14具有積層3片壓電薄膜10並將相鄰之壓電薄膜10藉由黏貼層19黏貼之結構。在各壓電薄膜10上連接有用於施加使壓電薄膜10伸縮之驅動電壓之電源PS。 另外，圖8所示之積層壓電元件14係積層3片壓電薄膜10者，但本發明並不限於此。亦即，本發明的積層壓電元件只要為將壓電薄膜10積層複數層者，則壓電薄膜10的積層數可以為2層或4層以上。關於這一點，後述之圖9所示之積層壓電元件56及圖10所示之積層壓電元件61亦相同。 又，本發明的電聲轉換器亦可以為利用本發明的壓電薄膜來替代本發明的積層壓電元件14，以相同的作用效果使振動板12振動來產生聲音者。亦即，本發明的電聲轉換器可以將本發明的壓電薄膜用作激發器。
作為較佳態樣，圖1所示之積層壓電元件14具有如下結構：將相鄰之壓電薄膜10的極化方向設為彼此相反，積層複數層（圖示例為3層）的壓電薄膜10，並將相鄰之壓電薄膜10藉由黏貼層19黏貼。
在本發明中，黏貼層19只要能夠黏貼相鄰之壓電薄膜10，則能夠利用各種公知的黏貼層。 因此，黏貼層19可以為由上述接著劑構成之層，亦可以為由黏著劑構成之層，還可以為由具有接著劑和黏著劑這兩者特徵的材料構成之層。又，黏貼層19可以為塗佈液體等具有流動性之黏貼劑來形成者，亦可以為使用片狀的黏貼劑來形成者。 其中，積層壓電元件14藉由使被積層的複數片壓電薄膜10伸縮，使振動板12振動而產生聲音。因此，在積層壓電元件14中，各壓電薄膜10的伸縮直接傳遞為較佳。若在壓電薄膜10之間存在使振弛豫等具有黏性之物質，則導致壓電薄膜10的伸縮能量的傳遞效率降低，並導致積層壓電元件14的驅動效率降低。 若考慮這一點，相較於由黏著劑構成之黏著劑層，黏貼層19由作為固體且可獲得硬質黏貼層19之接著劑構成之接著劑層為較佳。作為更佳之黏貼層19，具體而言，可較佳地例示由聚酯系接著劑及苯乙烯/丁二烯橡膠（SBR）系接著劑等熱塑型接著劑構成之黏貼層。 接著不同於黏著，在要求高接著溫度時有用。又，熱塑型的接著劑兼具“相對低溫、短時間及強力接著”，因此較佳。
在積層壓電元件14中，黏貼層19的厚度並沒有限制，依據黏貼層19的形成材料，適當設定顯示充分的黏貼力之厚度即可。 其中，在圖示例的積層壓電元件14中，黏貼層19越薄，越能夠提高壓電薄膜10的伸縮能量的傳遞效果，並能夠提高能量效率。又，若黏貼層19厚而剛性強，則亦有可能限制壓電薄膜10的伸縮。 若考慮這一點，黏貼層19比壓電體層20更薄為較佳。亦即，在積層壓電元件14中，黏貼層19硬且薄為較佳。具體而言，關於黏貼層19的厚度，以黏貼後的厚度計為0.1～50μm為較佳，0.1～30μm為更佳，0.1～10μm為進一步較佳。 另外，如後所述，圖示例的積層壓電元件14中，相鄰之壓電薄膜的極化方向彼此相反，由於不存在相鄰之壓電薄膜10彼此短路的可能性，因此能夠使黏貼層19變薄。
在圖示例的積層壓電元件14中，若黏貼層19的彈簧常數（厚度×楊氏模數）高，則有可能限制壓電薄膜10的伸縮。因此，黏貼層19的彈簧常數為壓電薄膜10的彈簧常數以下為較佳。 具體而言，黏貼層19的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的儲存彈性模數（E’）之乘積在0℃下為2.0×106 N/m以下，在50℃下為1.0×106 N/m以下為較佳。 又，關於黏貼層的基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的內部損失，在由黏著劑構成之黏貼層19的情況下，在25℃下為1.0以下，由接著劑構成之黏貼層19的情況下，在25℃下為0.1以下為較佳。
另外，在構成電聲轉換器50之積層壓電元件14中，黏貼層19係作為較佳態樣而設置者，並非為必須的構成要素。 因此，關於構成本發明的電聲轉換器之積層壓電元件，可以不具有黏貼層19而利用公知的壓接機構、緊固機構及固定機構等將壓電薄膜10積層並密接來構成積層壓電元件。例如，壓電薄膜10為矩形的情況下，可以用螺帽等緊固四角來構成積層壓電元件或用螺帽等將四角與中心部緊固來構成積層壓電元件。或者，亦可以將壓電薄膜10積層之後，藉由在周邊部（端面）黏貼黏著膠帶，固定所積層之壓電薄膜10來構成積層壓電元件。 然而，此時，從電源PS施加驅動電壓時，會導致各個壓電薄膜10獨立伸縮，在一些情況下，會導致各壓電薄膜10各層向反方向彎曲而產生間隙。如此，各個壓電薄膜10獨立伸縮時，會導致作為積層壓電元件的驅動效率下降，作為積層壓電元件整體的伸縮變小，有可能導致無法使抵接的振動板等充分振動。尤其，在導致各壓電薄膜10各層向反方向彎曲而產生間隙時，作為積層壓電元件的驅動效率會大幅降低。 若考慮這一點，如圖示例的積層壓電元件14，本發明的積層壓電元件具有用於黏貼相鄰之壓電薄膜10彼此之黏貼層19為較佳。
如圖8所示，在電聲轉換器50中，在各壓電薄膜10的下部電極24及上部電極26連接有施加使壓電薄膜10伸縮之驅動電壓亦即供應驅動電力之電源PS。 電源PS並沒有限制，可以為直流電源，亦可以為交流電源。又，關於驅動電壓，亦依據各壓電薄膜10的壓電體層20的厚度及形成材料等，適當設定能夠合理地驅動各壓電薄膜10之驅動電壓即可。 如後所述，在圖示例的積層壓電元件14中，相鄰之壓電薄膜10的極化方向相反。因此，在相鄰之壓電薄膜10中，下部電極24彼此及上部電極26彼此相對。因此，無關於交流電源或直流電源，電源PS始終向相對之電極供應相同極性的電力。例如，在圖8所示之積層壓電元件14中，向圖中最下層的壓電薄膜10的上部電極26和第2層（正中央）壓電薄膜10的上部電極26始終供應相同極性的電力，並向第2層壓電薄膜10的下部電極24和圖中最上層的壓電薄膜10的下部電極24始終供應相同極性的電力。
從下部電極24及上部電極26引出電極的方法並沒有限制，能夠利用公知的各種方法。 作為一例，可例示在下部電極24及上部電極26連接銅箔等導電體而向外部引出電極的方法及藉由雷射等在下部保護層28及上部保護層30形成貫通孔，並在該貫通孔中填充導電性材料而向外部引出電極的方法等。 作為較佳之電極的引出方法，可例示日本特開2014-209724號公報中記載之方法及日本特開2016-015354號公報中記載之方法等。
如上所述，壓電體層20係將壓電體粒子36分散於基質34而成者。又，以沿厚度方向夾住壓電體層20的方式，設置下部電極24及上部電極26。 若對具有該種壓電體層20之壓電薄膜10的下部電極24及上部電極26施加電壓，則壓電體粒子36依據所施加的電壓，沿極化方向伸縮。其結果，壓電薄膜10（壓電體層20）沿厚度方向收縮。同時，由於泊松比（POISSON'S RATIO）的關係，壓電薄膜10亦沿面內方向伸縮。 該伸縮為0.01～0.1%左右。 如上所述，壓電體層20的厚度較佳為10～300μm左右。因此，厚度方向的伸縮非常小，最大亦為0.3μm左右。 相對於此，壓電薄膜10亦即壓電體層20在面方向上具有比厚度大很多的尺寸。因此，例如，若壓電薄膜10的長度為20cm，藉由電壓的施加，壓電薄膜10最多伸縮0.2mm左右。
積層壓電元件14係將壓電薄膜10積層並黏貼者。因此，若壓電薄膜10伸縮，則積層壓電元件14亦伸縮。 振動板12藉由黏貼層16而黏貼在積層壓電元件14。因此，藉由積層壓電元件14的伸縮，振動板12彎曲，其結果，振動板12沿厚度方向振動。 藉由該厚度方向的振動，振動板12產生聲音。亦即，振動板12依據對壓電薄膜10施加的電壓（驅動電壓）的大小振動，產生與施加至壓電薄膜10的驅動電壓相應的聲音。
如上所述，PVDF等由高分子材料構成之一般壓電薄膜在壓電特性上具有面內各向異性，在施加了電壓時的面方向的伸縮量上存在各向異性。 相對於此，在圖示例的電聲轉換器50中，構成積層壓電元件14之本發明的壓電薄膜10在壓電特性上不存在面內各向異性，在面內方向的所有方向上各向同性地伸縮。亦即，在圖示例的電聲轉換器50中，構成積層壓電元件14之壓電薄膜10各向同性地二維伸縮。 與將僅沿一個方向大幅伸縮的PVDF等一般壓電薄膜積層的情況相比，藉由將該種各向同性地二維伸縮的壓電薄膜10積層之積層壓電元件14，能夠用大力振動振動板12，藉此能夠產生更大且優美的聲音。
圖示例的積層壓電元件14係將複數片壓電薄膜10積層者。在圖示例的積層壓電元件14中，作為較佳態樣，進而藉由黏貼層19使相鄰之壓電薄膜10彼此黏貼。 因此，即使每1片壓電薄膜10的剛性低，伸縮力小，亦藉由積層壓電薄膜10，剛性變高，作為積層壓電元件14的伸縮力變大。其結果，在積層壓電元件14中，即使振動板12係具有一定程度的剛性者，亦能夠以大力使振動板12充分彎曲，並使振動板12在厚度方向上充分振動而在振動板12上產生聲音。 又，壓電體層20越厚，壓電薄膜10的伸縮力越大，但伸縮相同量所需的驅動電壓會增加相應量。其中，如上所述，在積層壓電元件14中，較佳之壓電體層20的厚度最大亦為300μm左右。因此，即使施加至各個壓電薄膜10的電壓小，亦能夠充分使壓電薄膜10伸縮。
在本發明的電聲轉換器50中，積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.1～3倍為較佳。
如上所述，本發明的壓電薄膜10係具有良好的撓性，尤其在冰點環境下具有優異之撓性者，將該壓電薄膜10積層之本發明的積層壓電元件14亦具有良好的撓性，尤其在冰點環境下具有優異之撓性。 另一方面，振動板12係具有一定程度的剛性者。若將該種振動板12與剛性高的積層壓電元件14組合，則發硬而不易彎曲，在電聲轉換器50的撓性方面不利。 相對於此，在本發明的電聲轉換器50中，較佳為積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的3倍以下。亦即，相對於緩慢的動作，積層壓電元件14的彈簧常數為振動板12的3倍以下為較佳。 藉由具有該種結構，本發明的電聲轉換器50對基於折彎及捲起等外力之緩慢的動作能夠表現出柔韌，亦即對緩慢的動作顯示良好的撓性。 在本發明的電聲轉換器50中，積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的2倍以下為更佳，1倍以下為進一步較佳，0.3倍以下為特佳。
另一方面，若考慮用於積層壓電元件14之材料及較佳之積層壓電元件14的結構等，則積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.1倍以上為較佳。
在本發明的電聲轉換器50中，積層壓電元件14的厚度與依據動態黏彈性測定獲得之主曲線上的頻率1kHz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.3～10倍為較佳。亦即，在被驅動狀態下的快速動作中，積層壓電元件14的彈簧常數為振動板12的0.3～10倍為較佳。
如上所述，電聲轉換器50藉由積層壓電元件14的面方向的伸縮使振動板12振動來產生聲音。因此，積層壓電元件14在音頻帶的頻率（20Hz～20kHz）下，對振動板12具有一定程度的剛性（硬度、韌性）為較佳。 在本發明的電聲轉換器50中，將積層壓電元件14的厚度與依據動態黏彈性測定獲得之主曲線上的頻率1kHz、25℃下的儲存彈性模數之乘積較佳為設為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.3倍以上，更佳為設為0.5倍以上，進一步較佳為設為1倍以上。亦即，相對於快速動作，積層壓電元件14的彈簧常數為振動板12的0.3倍以上為較佳，0.5倍以上為更佳，1倍以上為進一步較佳。 藉此，在音頻帶的頻率下，充分確保積層壓電元件14相對於振動板12的剛性，藉此電聲轉換器50能夠以高能量效率輸出高聲壓的聲音。
另一方面，若考慮用於積層壓電元件14之材料、較佳之積層壓電元件14的結構等，則積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1kHz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的10倍以下為較佳。
從上述說明顯而易見，不僅是黏貼層19的厚度，黏貼層19的儲存彈性模數等物性亦極大地影響激發器14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積。 另一方面，不僅是振動板的厚度，振動板的物性亦極大地影響振動板12的厚度與楊氏模數之乘積。 因此，在本發明的電聲轉換器50中，為了滿足積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的積層壓電元件14的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.1～3倍這一條件，黏貼層19的厚度及材料、以及振動板的厚度及材料很重要。又，在本發明的電聲轉換器50中，為了滿足積層壓電元件14的厚度與頻率1kHz、25℃下的積層壓電元件14的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.3～10倍這一條件，黏貼層19的厚度及材料、以及振動板的厚度及材料同樣重要。
亦即，在本發明的電聲轉換器50中，為了滿足上述條件，適當選擇黏貼層19的厚度及材料、以及振動板12厚度及材料為較佳。 換言之，在本發明的電聲轉換器50中，依據壓電薄膜18的特性等適當選擇黏貼層19的厚度及材料、以及振動板12厚度及材料，藉此能夠較佳地滿足積層壓電元件14的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的積層壓電元件14的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.1～3倍這一條件和/或積層壓電元件14的厚度與頻率1kHz、25℃下的積層壓電元件14的儲存彈性模數之乘積為振動板12的厚度與楊氏模數之乘積的0.3～10倍這一條件。
關於上述之厚度與儲存彈性模數之乘積，替代積層壓電元件14，使用壓電薄膜10來構成電聲轉換器的情況下亦相同。
在圖示例的電聲轉換器50中，作為較佳態樣，如上所述，積層壓電元件14的相鄰之壓電薄膜10的壓電體層20的極化方向彼此相反。 在壓電薄膜10中，施加至壓電體層20之電壓的極性取決於極化方向。因此，關於所施加之電壓的極性，在圖8中以箭頭所示之極化方向上，箭頭所指方向側（箭頭的下游側）的電極的極性和相反側（箭頭的上游側）的電極的極性在所有壓電薄膜10中一致。 在圖示例中，將表示極化方向之箭頭所指方向側的電極作為下部電極24，將相反側的電極作為上部電極26，在所有壓電薄膜10中，將上部電極26與下部電極24的極性設為相同極性。 因此，在相鄰之壓電薄膜10的壓電體層20的極化方向彼此相反的積層壓電元件14中，相鄰之壓電薄膜10中，在一個面上上部電極26彼此相對，在另一個面上則下部電極彼此相對。因此，在積層壓電元件14中，即使相鄰之壓電薄膜10的電極彼此接觸，亦不可能發生短路（short）。
如上所述，為了使積層壓電元件14以良好的能量效率伸縮，將黏貼層19設薄以使黏貼層19不阻礙壓電體層20的伸縮為較佳。 相對於此，在即使相鄰之壓電薄膜10的電極彼此接觸亦不可能發生短路之圖示例的積層壓電元件14中，可以不具有黏貼層19，即使在作為較佳態樣而具有黏貼層19時，只要可獲得所需黏貼力，則能夠使黏貼層19變得極其薄。 因此，能夠以高能量效率使積層壓電元件14伸縮。
另外，如上所述，在壓電薄膜10中，厚度方向的壓電體層20的伸縮的絕對量非常小，壓電薄膜10的伸縮實質上僅存在於面方向。 因此，即使被積層的壓電薄膜10的極化方向相反，只要施加至下部電極24及上部電極26之電壓的極性正確，則所有壓電薄膜10會沿相同方向伸縮。
另外，在積層壓電元件14中，壓電薄膜10的極化方向利用d33檢測儀等檢測即可。 或者，亦可以從上述之電暈極化處理的處理條件獲知壓電薄膜10的極化方向。
在圖示例的積層壓電元件14中，較佳為如上所述製作長條（大面積）的壓電薄膜，切割長條的壓電薄膜而作為單個的壓電薄膜10。因此，此時，構成積層壓電元件14之複數片壓電薄膜10可以全部相同。 然而，本發明並不限於此。亦即，在本發明的電聲轉換器中，壓電積層體例如能夠利用將具有下部保護層28及上部保護層30之壓電薄膜和不具有下部保護層28及上部保護層30壓電薄膜等層結構不同的壓電薄膜積層之結構及將壓電體層20的厚度不同的壓電薄膜積層之結構等各種結構。
在圖8所示孩子電聲轉換器50中，積層壓電元件14係將複數片壓電薄膜10以相鄰之壓電薄膜彼此的極化方向相反的方式積層，並作為較佳態樣將相鄰之壓電薄膜10藉由黏貼層19黏貼者。 本發明的積層壓電元件並不限於此，能夠利用各種結構。
在圖9中示出其中一例。另外，在圖9所示之積層壓電元件56中，由於使用複數個與上述之積層壓電元件14相同的構件，因此對相同構件標註相同符號，以不同部位為主進行說明。 圖9所示之積層壓電元件56係本發明的積層壓電元件的更佳態樣，係藉由將長條的壓電薄膜10L沿長邊方向折疊1次以上（較佳為複數次）而將壓電薄膜10L積層複數層者。又，與上述之圖8等所示之積層壓電元件14同樣地，圖9所示之積層壓電元件56亦作為較佳態樣，將藉由折疊來積層之壓電薄膜10L藉由黏貼層19黏貼。 藉由將沿厚度方向被極化的長條的1片壓電薄膜10L折疊來積層，在積層方向上相鄰（相對）之壓電薄膜10L的極化方向如在圖9中以箭頭所示成為反方向。另外，該壓電薄膜的折疊可以為短邊方向而不是長邊方向。
依據該結構，能夠僅由1片長條的壓電薄膜10L構成積層壓電元件56，又，用於施加驅動電壓的電源PS僅為1個，進而，來自壓電薄膜10L的電極的引出亦可以為1處。 因此，藉由圖9所示之積層壓電元件56，能夠減少零件數且簡化結構而提高作為壓電元件（模組）的可靠性，進而實現降低成本。
如圖9所示之積層壓電元件56，在將長條的壓電薄膜10L折疊而成之積層壓電元件56中，在壓電薄膜10L的折疊部中與壓電薄膜10L抵接地插入芯棒58為較佳。 如上所述，壓電薄膜10L的下部電極24及上部電極26由金屬的蒸鍍膜等形成。若以銳角折彎金屬的蒸鍍膜，則容易產生裂紋（裂縫）等，有可能導致電極斷線。亦即，在圖9所示之積層壓電元件56中，在彎曲部的內側，容易在電極上產生裂紋等。 相對於此，在將長條的壓電薄膜10L折疊而成之積層壓電元件56中，藉由將芯棒58插入壓電薄膜10L的折疊部，防止下部電極24及上部電極26折彎而能夠較佳地防止發生斷線。
在本發明的電聲轉換器中，積層壓電元件可以使用具有導電性之黏貼層19。尤其，在將如圖9所示之長條的1片壓電薄膜10L折疊並積層而成之積層壓電元件56中，可較佳地利用具有導電性之黏貼層19。 在如圖8及圖9所示之、相鄰之壓電薄膜10的極化方向相反的積層壓電元件中，在被積層之壓電薄膜10中，向相對之電極供應相同極性的電力。因此，在相對之電極之間不會發生短路。 另一方面，如上所述，在將壓電薄膜10L折疊並積層而成之積層壓電元件56中，在以銳角折疊的彎曲部的內側，容易發生電極的斷線。 因此，藉由利用具有導電性之黏貼層19黏貼積層之壓電薄膜10L，即使在彎曲部的內側發生電極的斷線，亦能夠藉由黏貼層19確保導通，因此能夠防止斷線而大幅提高積層壓電元件56的可靠性。
其中，如圖1所示，構成積層壓電元件56之壓電薄膜10L較佳為以下部電極24及上部電極26相對而夾持積層體的方式具有下部保護層28及上部保護層30。 此時，即使使用具有導電性之黏貼層19，亦無法確保導電性。因此，壓電薄膜10L具有保護層時，在被積層之壓電薄膜10L的下部電極24彼此及上部電極26彼此相對之區域，在下部保護層28及上部保護層30上設置貫通孔而使下部電極24及上部電極26與具有導電性之黏貼層19接觸即可。較佳為用銀漿或導電性的黏貼劑堵塞形成於下部保護層28及上部保護層30之貫通孔，然後藉由具有導電性之黏貼層19黏貼相鄰之壓電薄膜10L。
下部保護層28及上部保護層30的貫通孔藉由雷射加工、以及基於溶劑蝕刻及機械研磨等之保護層的去除等形成即可。 下部保護層28及上部保護層30的貫通孔較佳為在除壓電薄膜10L的彎曲部以外，在被積層之壓電薄膜10L的下部電極24彼此及上部電極26彼此相對之區域上可以形成1處，亦可以形成複數處。或者，下部保護層28及上部保護層30的貫通孔可以在下部保護層28及上部保護層30的整個面上規則或不規則地形成。 具有導電性之黏貼層19並沒有限制，能夠利用各種公知的具有導電性之黏貼層。
在以上的積層壓電元件中，被積層之壓電薄膜10的極化方向在相鄰之壓電薄膜10中相反，但本發明並不限於此。 亦即，在本發明中，將壓電薄膜10積層之積層壓電元件可以如圖10所示之積層壓電元件61，壓電體層20的極化方向全部為相同方向。 然而，如圖10所示，在要積層之壓電薄膜10的極化方向全部為相同方向的積層壓電元件61中，在相鄰之壓電薄膜10彼此中，下部電極24與上部電極26相對。因此，若未將黏貼層19充分作厚，則在黏貼層19的面方向的外側的端部，相鄰之壓電薄膜10的下部電極24與上部電極26接觸而有可能導致短路。 因此，如圖10所示，在要積層之壓電薄膜10的極化方向全部為相同方向的積層壓電元件61中，無法使黏貼層19變薄，相對於圖8及圖9所示之積層壓電元件，在能量效率方面不利。
然而，如圖9所示，藉由折疊1片壓電薄膜而將複數個壓電薄膜積層之積層壓電元件可以考慮2種結構。 第1個結構係基於壓電薄膜的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件的長邊方向之結構。亦即，第1個結構係基於壓電薄膜的折疊之彎曲部與積層壓電元件的長邊方向一致的結構。 第2個結構係基於壓電薄膜的折疊之彎曲部沿積層壓電元件的短邊方向之結構。亦即，第2個結構係基於壓電薄膜的折疊之彎曲部與積層壓電元件的短邊方向一致的結構。 換言之，關於將壓電薄膜折疊並積層而成之積層壓電元件，可考慮藉由壓電薄膜的折疊形成之棱線與積層壓電元件的長邊方向一致的結構和與積層壓電元件的短邊方向一致的結構。
另外，具體而言，積層壓電元件的長邊方向及短邊方向係沿壓電薄膜12的積層方向觀察積層壓電元件時的平面形狀中的長邊方向及短邊方向。 換言之，沿壓電薄膜12的積層方向觀察積層壓電元件時的平面形狀係從與壓電薄膜12的主表面正交之方向觀察積層壓電元件時的形狀。
具體而言，藉由折疊1片壓電薄膜，積層5層壓電薄膜，藉此製作20×5cm的積層壓電元件時，可考慮以下2種結構。 如在圖11中概念性示出，第1個結構係將20×25cm的矩形的壓電薄膜10La沿25cm的方向，每次5cm折疊4次而積層5層壓電薄膜10La之積層壓電元件56A。在該積層壓電元件56A中，基於壓電薄膜10La的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件56A的長邊方向亦即20cm的方向。亦即，在該積層壓電元件56A中，藉由折疊壓電薄膜10La來形成之棱線與積層壓電元件56A的長邊方向一致。 如在圖12中概念性示出，第2個結構係將100×5cm的矩形的壓電薄膜10Lb沿100cm的方向，每次20cm折疊4次而積層5層壓電薄膜10Lb之積層壓電元件56B。在該積層壓電元件56B中，基於壓電薄膜10Lb的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件56B的長邊方向亦即5cm的方向。亦即，在該積層壓電元件56B中，藉由折疊壓電薄膜10Lb來形成之棱線與積層壓電元件56B的短邊方向一致。
在本發明中，將壓電薄膜折疊並積層而成之積層壓電元件能夠較佳地利用基於壓電薄膜的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件的長邊方向的結構及沿著積層壓電元件的短邊方向的結構中的任一種。 亦即，基於壓電薄膜的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件的長邊方向的結構和沿著短邊方向的結構分別具有優點。因此，關於利用哪一種結構，依據積層壓電元件的用途等適當設定即可。
又，在積層壓電元件中，為了與電源裝置等外部裝置連接，可以設置與下部電極24及上部電極26連接並到達積層壓電元件的外部之引出配線。另外，引出配線不一定非要物理性地向外部突出，表示從電極電性引出者。 引出配線能夠利用上述方法形成。例如，在壓電薄膜的端部或向外部突出的區域，不設置壓電體層20而暴露下部電極24及上部電極26，並與該部位連接來設置引出配線。作為另一例，在壓電薄膜的端部或向外部突出的區域，將保護薄膜及電極層剝離，並在壓電體層20與電極層之間插入銅箔膠帶等，藉此設置引出配線。作為又一例，在壓電薄膜的端部或向外部突出的區域，在壓電薄膜的保護層上設置貫通孔，利用銀漿等導電性漿料在貫通孔中形成導通構件，在該導通構件上連接銅箔膠帶等，藉此設置引出配線。
其中，壓電薄膜12的壓電體層20的較佳厚度為8～300μm，非常薄。因此，為了防止短路，引出配線設置於在壓電薄膜的面方向上不同的位置為較佳。亦即，引出配線在壓電薄膜的面方向上偏移（off set）設置為較佳。
在本發明的積層壓電元件中，在壓電薄膜12上設置從積層壓電元件突出的突出部，並在該突出部上連接引出配線為較佳。 例如，若基於壓電薄膜10La的折疊之彎曲部係沿著長邊方向的積層壓電元件56A，則如在圖13中概念性示出，可以在折疊方向的一個端部上凸狀的突出部60，並在該部位上連接引出配線62及引出配線64。 又，若基於壓電薄膜10Lb的折疊之彎曲部係沿著短邊方向的積層壓電元件56B，則如在圖14中概念性示出，可以將折疊方向的一個端部延伸而作為突出部60，並在該突出部上連接引出配線62及引出配線64。 進而，若基於壓電薄膜10Lb的折疊之彎曲部係沿著短邊方向的積層壓電元件56B，則如在圖15中概念性示出，可以在與折疊方向正交之方向的端部，亦即在壓電薄膜10Lb的長邊方向的端部上設置凸狀的突出部60，並在該部位上連接引出配線62及引出配線64。 另外，突出部60可以設置於被積層之壓電薄膜的任一層，從壓電效率等方面考慮，設置於最上層或最下層為較佳。又，突出部60可以設置於壓電薄膜的最上層和最下層以及最上層、中間層及最下層等複數層，亦可以設置於壓電薄膜的所有層。將突出部60設置於壓電薄膜的複數層時，突出部可以設置於積層壓電元件的短邊方向的端部或亦可以設置於長邊方向的端部，或者短邊方向的端部的突出部和長邊方向的端部的突出部可以混合存在。
其中，在本發明的積層壓電元件中，壓電薄膜的突出部從積層壓電元件的長邊方向的端部突出且積層壓電元件的長邊方向上的突出部60的長度為積層壓電元件的長邊方向的長度的10%以上為較佳。 在以下說明中，將積層壓電元件的長邊方向上的突出部的長度亦簡稱為“突出部的長度”。 另外，將突出部60設置於積層壓電元件的短邊方向的端部時，突出部60的短邊方向的長度為積層壓電元件的短邊方向的長度的50%以上為較佳。
利用圖16的積層壓電元件56B的概念圖，進行具體說明。 該積層壓電元件56B係基於壓電薄膜10Lb的折疊之彎曲部沿著積層壓電元件的短邊方向的積層壓電元件（參考圖12及圖15）。因此，圖16所示，積層壓電元件56B的長邊方向係與壓電薄膜10La的折疊方向正交之方向。亦即，積層壓電元件56B的長邊方向與壓電薄膜10Lb的長邊方向一致。 圖16所示，將積層壓電元件56B的長邊方向的長度設為L。在本發明中，突出部60的長度La成為長度L的10%以上亦即“La≧L/10”為較佳。 藉此，降低從引出配線向積層壓電元件流通驅動電流之路徑中的電流密度，因此能夠減少電壓降低，並提高壓電特性。例如，若為上述電聲轉換器，能夠提高聲壓。
突出部60的長度La為積層壓電元件的長邊方向的長度L的50%以上為更佳，70%以上為進一步較佳，90%以上為特佳，為積層壓電元件56B的平面形狀的長邊方向的長度以上為最佳。 因此，基於圖11及圖13所示之壓電薄膜10La的折疊之彎曲部係沿著長邊方向的積層壓電元件56A時，與圖14所示之積層壓電元件56B同樣地，將折疊方向的一個端部延伸而作為突出部，並在該突出部上連接引出配線62及引出配線64為較佳。此時，突出部的長度La與積層壓電元件的長邊方向的長度L一致。亦即，此時，突出部成為積層壓電元件的長邊方向的整個區域。
以上，對本發明的壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器進行了詳細說明，但本發明並不限定於上述例子，在不脫離本發明的主旨的範圍內，當然可以進行各種改進或變更。 [實施例]
以下，舉出本發明的具體實施例，對本發明進行更詳細的說明。
[實施例1] 藉由上述之圖2～圖6所示之方法，製作了如圖2所示之壓電薄膜。 首先，以下述組成比，將基質材料溶解於甲基乙基酮（MEK）。之後，以下述組成比對該溶液添加PZT粒子，利用螺旋槳混合器（轉速2000rpm）將其分散，藉此製備了用於形成壓電體層之塗料。 ・PZT粒子・・・・・・・・・・・1000質量份 ・基質材料・・・・・・・・・100質量份 ・MEK・・・・・・・・・・・・・・600質量份 另外，PZT粒子使用了將市售的PZT原料粉在1000～1200℃下燒結之後，將其粉碎及分類處理至平均粒徑成為3.5μm者。 又，基質材料使用了氰乙基化PVA（Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製，CR-V）及氯丁二烯橡膠（Denka Company Limited製）。關於基質材料中的兩者的量比，將氰乙基化PVA設為40質量%，氯丁二烯橡膠設為60質量%。
另一方面，準備了對寬度23cm、厚度4μm的長條的PET薄膜真空蒸鍍厚度0.1μm的銅薄膜而成之如圖2所示之片狀物。亦即，在本例中，上部電極及下部電極係厚度0.1m的銅蒸鍍薄膜，上部保護層及下部保護層係厚度4μm的PET薄膜。 另外，為了在過程中獲得良好的操作，使用附帶厚度50μm的隔板（偽支撐體PET）者在PET薄膜上熱壓接薄膜電極及保護層之後，移除了各保護層的隔板。
利用滑動塗佈機，在該片狀物的下部電極（銅蒸鍍薄膜）上塗佈先前製備的用於形成壓電體層之塗料。將塗料塗佈至使乾燥後的塗膜的膜厚成為40μm。 接著，將在片狀物上塗佈了塗料之物體在120℃的烘箱中加熱乾燥，藉此使MEK蒸發。藉此，製作了如圖3所示之在PET製的下部保護層上具有銅製的下部電極，在其上形成厚度為40μm的壓電體層而成之積層體。
藉由上述之圖4及圖5所示之電暈極化沿厚度方向對該積層體的壓電體層進行了極化處理。另外，將壓電體層的溫度設為100℃，對下部電極與電暈電極之間施加6kV的直流電壓而使電暈放電產生，藉此進行了極化處理。
如圖6所示，在進行了極化處理之積層體上積層了在PET薄膜上真空蒸鍍銅薄膜而成之相同的片狀物。 接著，藉由利用層壓裝置在120℃下將積層體與片狀物之積層體熱壓接，將壓電體層與上部電極及下部電極接著，利用上部電極與下部電極夾持壓電體層，並利用上部保護層與下部保護層夾持了該積層體。 藉此，製作了圖1所示之壓電薄膜。
關於所製作之壓電薄膜，製作1×4cm的細長條狀的試驗片來進行動態黏彈性測定，測定了頻率1Hz下的損耗正切（tanδ）。 利用動態黏彈性測定機（SII NanoTechnology Inc.製，DMS6100黏彈性光譜儀）進行了測定。 關於測定條件，將測定溫度範圍設為-100～100℃，升溫速度設為2℃/分鐘（氮氣氛中）。將測定頻率設為0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz及20Hz。將測定模式設為拉伸測定。進而，將卡盤間距離設為20mm。
其結果，壓電薄膜在頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內，在-30℃下具有0.25的極大值（最大值）。 又，壓電薄膜在頻率1Hz、0℃下的損耗正切為0.06。
[比較例1] 在用於形成壓電體層之塗料中，關於基質材料中的材料的量比，將氰乙基化PVA設為70質量%，將氯丁二烯橡膠設為30質量%。除了使用該塗料以外，以與實施例1相同的方法製作了壓電薄膜。 關於所製作的壓電薄膜，以與實施例1相同的方法測定了頻率1Hz下的損耗正切。 其結果，壓電薄膜在頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內，在15℃下具有0.09的極大值（最大值）。又，壓電薄膜頻率1Hz、0℃下的損耗正切為0.08。
[比較例2] 在用於形成壓電體層之塗料中，將基質材料設為氯丁二烯橡膠100質量%。除了使用該塗料以外，以與實施例1相同的方法製作了壓電薄膜。 關於所製作的壓電薄膜，以與實施例1相同的方法測定了頻率1Hz下的損耗正切。 其結果，壓電薄膜在頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內，在-45℃下具有0.4的極大值（最大值）。 又，壓電薄膜頻率1Hz、0℃下的損耗正切為0.03。
關於所製作的壓電薄膜，如下進行了撓性的評價。 使用鐵製圓棒，進行了10000次180°折疊的彎曲試驗以使振動板的中央部的曲率半徑成為5cm。另外，在低溫（-30℃）及常溫（25℃）這2個溫度環境下進行了撓性的評價。 將即使進行10000次的彎曲試驗，任意界面上均未發生剝離之情況評價為A； 將在1000～9999次彎曲試驗期間，在任意界面發生剝離之情況評價為B； 將999次為止的彎曲試驗期間，在任意界面發生剝離之情況評價為C； 將結果示於下述表中。
[表1]
  損耗正切 撓性的評價
1Hz、80℃以上且低於0℃的極大 1Hz、0℃ 低溫 常溫
溫度 [℃] 極大值
實施例1 -30 0.25 0.06 A B
比較例1 -15 0.09 0.08 C A
比較例2 -45 0.40 0.03 A C
如表1所示，頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內具有成為0.1以上之極大值且在0℃下的值為0.05以上之本發明的壓電薄膜在低溫範圍內具有優異之撓性，又，在常溫範圍內亦具有良好的撓性。 相對於此，頻率1Hz下的損耗正切在0℃下的值為0.05以上，且在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內具有極大值，但該極大值小於0.1的比較例1的壓電薄膜雖在常溫範圍內具有優異之撓性，但在低溫範圍內的撓性比本發明低。 進而，頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且低於0℃的溫度範圍內具有成為0.1以上之極大值，在0℃下的值小於0.05的比較例1的壓電薄膜在低溫範圍內具有優異之撓性，但常溫範圍內的撓性低。 依據以上結果，本發明的效果明顯。 [產業上之可利用性]
能夠較佳地用於揚聲器及麥克風等音響機器、以及壓力感測器等各種用途。
10,10L,10La,10Lb:壓電薄膜 10a,10c:片狀物 10b:積層體 12:振動板 14,56,56A,56B,61:積層壓電元件 16,19:黏貼層 20:壓電體層 24:下部電極 26:上部電極 28:下部保護層 30:上部保護層 34:基質 36:壓電體粒子 40:電暈電極 42:直流電源 43:外殼 45:壓電揚聲器 46:黏彈性支撐體 48:框體 50:電聲轉換器 58:芯棒 60:突出部 62､64:引出配線 PS:電源
圖1係本發明的壓電薄膜的一例的概念圖。 圖2係用於說明壓電薄膜的製作方法的一例之概念圖。 圖3係用於說明壓電薄膜的製作方法的一例之概念圖。 圖4係用於說明壓電薄膜的製作方法的一例之概念圖。 圖5係用於說明壓電薄膜的製作方法的一例之概念圖。 圖6係用於說明壓電薄膜的製作方法的一例之概念圖。 圖7係使用圖1所示之壓電薄膜之壓電揚聲器的一例的概念圖。 圖8係使用本發明的積層壓電元件之本發明的電聲轉換器的一例的概念圖。 圖9係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖10係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖11係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖12係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖13係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖14係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖15係本發明的積層壓電元件的另一例的概念圖。 圖16係用於說明本發明的積層壓電元件上的突出部之概念圖。
10:壓電薄膜
20:壓電體層
24:下部電極
26:上部電極
28:下部保護層
30:上部保護層
34:基質
36:壓電體粒子

Claims (14)

  1. 一種壓電薄膜，其特徵在於，係具有將壓電體粒子分散於包含高分子材料之基質中而成之高分子複合壓電體和形成於前述高分子複合壓電體的兩面之電極層， 基於動態黏彈性測定之頻率1Hz下的損耗正切在-80℃以上且小於0℃的溫度範圍內存在成為0.1以上的極大值，且在0℃下的值為0.05以上。
  2. 如請求項1所述之壓電薄膜，其係具有設置於前述電極層的表面之保護層。
  3. 如請求項1或請求項2所述之壓電薄膜，其係沿厚度方向被極化者。
  4. 如請求項1或請求項2所述之壓電薄膜，其係在壓電特性上不具有面內各向異性。
  5. 如請求項1或請求項2所述之壓電薄膜，其係具有用於連接前述電極層與外部的電源的引線。
  6. 一種積層壓電元件，其係將請求項1所述之壓電薄膜積層複數層而成。
  7. 如請求項6所述之積層壓電元件，其中 前述壓電薄膜係沿厚度方向被極化者，且相鄰之前述壓電薄膜的極化方向相反。
  8. 如請求項6或請求項7所述之積層壓電元件，其係藉由將前述壓電薄膜折疊1次以上而將前述壓電薄膜積層複數層者。
  9. 如請求項6或請求項7所述之積層壓電元件，其係具有用於黏貼相鄰之前述壓電薄膜之黏貼層。
  10. 一種電聲轉換器，其係具有振動板、與如請求項1所述之壓電薄膜。
  11. 一種電聲轉換器，其係具有振動板、與如請求項6所述之積層壓電元件。
  12. 如請求項10或請求項11所述之電聲轉換器，其中 前述壓電薄膜或前述積層壓電元件的厚度與基於動態黏彈性測定之頻率1Hz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為前述振動板的厚度與楊氏模數之乘積的0.1倍～3倍。
  13. 如請求項10或請求項11所述之電聲轉換器，其中 前述壓電薄膜或前述積層壓電元件的厚度與依據動態黏彈性測定獲得之主曲線上的頻率1kHz、25℃下的儲存彈性模數之乘積為前述振動板的厚度與楊氏模數之乘積的0.3倍～10倍。
  14. 如請求項10或請求項11所述之電聲轉換器，其係具有用於黏貼前述振動板與前述壓電薄膜或前述積層壓電元件之黏貼層。
TW109110615A 2019-03-28 2020-03-27 壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器 TW202042570A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-062359 2019-03-28
JP2019062359 2019-03-28
JP2019-152684 2019-08-23
JP2019152684 2019-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202042570A true TW202042570A (zh) 2020-11-16

Family

ID=72610593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109110615A TW202042570A (zh) 2019-03-28 2020-03-27 壓電薄膜、積層壓電元件及電聲轉換器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11778913B2 (zh)
JP (1) JP7137689B2 (zh)
KR (1) KR102600731B1 (zh)
CN (1) CN113632502B (zh)
TW (1) TW202042570A (zh)
WO (1) WO2020196807A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230088170A (ko) 2021-12-10 2023-06-19 엘티메탈 주식회사 압전소자 익사이터의 평가용 지그 및 이를 포함하는 압전소자 익사이터의 평가장치
KR20230088176A (ko) 2021-12-10 2023-06-19 엘티메탈 주식회사 압전 필름 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 압전 필름
WO2023149073A1 (ja) * 2022-02-04 2023-08-10 富士フイルム株式会社 圧電デバイス

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000338901A (ja) 1999-06-01 2000-12-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd フレキシブルディスプレイ基板の製造方法
AU2005290822B2 (en) * 2004-10-01 2010-05-27 Sekisui Chemical Co., Ltd. Thermoplastic resin sheet and layered product
KR101628584B1 (ko) * 2011-09-30 2016-06-08 후지필름 가부시키가이샤 전기 음향 변환 필름, 플렉시블 디스플레이, 성대 마이크로폰 및 악기용 센서
JP6005093B2 (ja) * 2013-03-28 2016-10-12 富士フイルム株式会社 電気音響変換フィルム、電気音響変換器、フレキシブルディスプレイおよびプロジェクター用スクリーン
WO2014157684A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 富士フイルム株式会社 スピーカシステム
JP6071932B2 (ja) * 2013-04-01 2017-02-01 富士フイルム株式会社 電気音響変換フィルム
JP5989910B2 (ja) * 2014-03-25 2016-09-07 京セラ株式会社 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器
WO2017002573A1 (ja) 2015-06-29 2017-01-05 富士フイルム株式会社 電気音響変換器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102600731B1 (ko) 2023-11-09
CN113632502B (zh) 2023-07-18
WO2020196807A1 (ja) 2020-10-01
JP7137689B2 (ja) 2022-09-14
US11778913B2 (en) 2023-10-03
CN113632502A (zh) 2021-11-09
KR20210129185A (ko) 2021-10-27
JPWO2020196807A1 (zh) 2020-10-01
US20220013709A1 (en) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9621997B2 (en) Electroacoustic transduction film
US11793078B2 (en) Piezoelectric film, laminated piezoelectric element, and electroacoustic transducer
JP7265625B2 (ja) 電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器
US11778913B2 (en) Piezoelectric film, laminated piezoelectric element, and electroacoustic transducer
US20210400395A1 (en) Electroacoustic transducer
CN114008804A (zh) 压电薄膜
TWI827851B (zh) 高分子複合壓電體及壓電薄膜
TW202205705A (zh) 壓電元件
CN115066760A (zh) 压电薄膜
JP7217807B2 (ja) 圧電フィルム
WO2023149073A1 (ja) 圧電デバイス
WO2023054019A1 (ja) 圧電フィルムおよび積層圧電素子
WO2023188966A1 (ja) 圧電フィルム、圧電素子、および、電気音響変換器
WO2023181699A1 (ja) 電気音響変換器
WO2022196353A1 (ja) 電気音響変換器