TW202245302A - 壓電膜 - Google Patents

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田原朋子
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Abstract

本發明提供一種具有高壓電性能之壓電膜。前述壓電膜具有：壓電體層，由在含有高分子材料之基質中含有壓電體粒子之高分子複合壓電體構成；及電極層，形成於壓電體層的兩面，壓電體粒子為含有鋯鈦酸鉛之粒子，在壓電體層的厚度方向的截面中，Pb/（Pb+Zr）為90%以上之區域的面積與鋯鈦酸鉛粒子的面積之比率為0.2～4%。

Description

壓電膜
本發明係關於一種壓電膜。
應對液晶顯示器或有機EL顯示器等、顯示器的薄型化，對用於該等薄型顯示器之揚聲器亦要求輕量化及薄型化。此外，在具有撓性之撓性顯示器中，為了在不損害輕量性或撓性的情況下與撓性顯示器一體化，還要求撓性。作為這樣的輕量及薄型且具有撓性之揚聲器，考慮採用具有與施加電壓相應而伸縮之性質之片狀壓電膜。
又，還可以考慮藉由在具有撓性之振動板貼附具有撓性之激發器來使其成為具有撓性之揚聲器。激發器係指藉由與各種物品接觸來安裝振動物品發出聲音之激勵器。
作為這樣的具有撓性之片狀壓電膜或者激發器，提出有使用基質中含有壓電體粒子之複合壓電體。
例如，在專利文獻1中記載有電聲轉換膜，其具有：高分子複合壓電體，在常溫下由具有黏彈性之高分子材料構成之黏彈性基質中分散有壓電體粒子；及電極層，設置成夾緊該高分子複合壓電體，電聲轉換膜與電極層的接觸面中的壓電體粒子的面積分率為50%以下。
[專利文獻1]日本特開2014-212307號公報
在這樣的壓電膜中，要求更加提高電能與機械能的轉換效率、亦即壓電性能。
本發明的課題在於解決這樣的以往技術的問題點，並提供一種具有高壓電性能之壓電膜。
為了解決這樣的課題，本發明具有以下構成。 [1]一種壓電膜，其具有： 壓電體層，由在含有高分子材料之基質中含有壓電體粒子之高分子複合壓電體構成；及 電極層，形成於壓電體層的兩面， 壓電體粒子為含有鋯鈦酸鉛之粒子，在壓電體層的厚度方向的截面中，Pb/（Pb+Zr）為90%以上之區域的面積與鋯鈦酸鉛粒子的面積之比率為0.2～4%。 [2]如[1]所述之壓電膜，其中 壓電體粒子中所含有之鋯鈦酸鉛由通式Pb（Zr XTi 1-X）O 3表示，X為0.52±0.1。 [3]如[1]或[2]所述之壓電膜，其中 壓電體粒子的平均粒徑為1μm～10μm。 [4]如[1]至[3]之任一項所述之壓電膜，其中 高分子材料具有氰乙基。 [5]如[1]至[4]之任一項所述之壓電膜，其中 高分子材料含有氰乙基化聚乙烯醇。 [6]如[1]至[5]之任一項所述之壓電膜，其中 壓電體層在厚度方向上被分極。 [發明效果]
依據這樣的本發明，能夠提供一種具有高壓電性能之壓電膜。
以下，依據圖式所示之較佳實施態樣，對本發明的壓電膜進行詳細說明。
以下所記載之構成要件的說明係依據本發明的代表性的實施態樣而完成者，但是本發明並不限定於該種實施態樣。 再者，在本說明書中，用“～”來表示之數值範圍係指將記載於“～”前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。
[壓電膜] 本發明的壓電膜，其具有： 壓電體層，由在含有高分子材料之基質中含有壓電體粒子之高分子複合壓電體構成；及 電極層，形成於壓電體層的兩面， 壓電體粒子為含有鋯鈦酸鉛之粒子，在壓電體層的厚度方向的截面中，Pb/（Pb+Zr）為90%以上之區域的面積與鋯鈦酸鉛粒子的面積之比率為0.2～4%。
圖1示意地表示本發明的壓電膜的一例。 如圖1所示，壓電膜10具有：壓電體層20，具有壓電性之片狀物；第1電極層24，積層於壓電體層20中的其中一個表面；第1保護層28，積層於第1電極層24上；第2電極層26，積層於壓電體層20的另一個表面；及第2保護層30，積層於第2電極層26上。 壓電體層20係由在含有高分子材料之基質34中含有壓電體粒子36之高分子複合壓電體構成者。又，第1電極層24及第2電極層26為本發明中的電極層。 雖在後面進行敘述，作為較佳之態樣，壓電膜10（壓電體層20）在厚度方向上極化。
作為一例，這樣的壓電膜10可以被利用於如下：在揚聲器、麥克風及吉他等樂器中所使用之拾音器等各種音響器件（音響設備）中，基於與電訊號對應之振動之聲音的產生（再生）或用於將基於聲音之振動轉換成電訊號。 又，除此以外，壓電膜亦能夠利用於感壓感測器及發電元件等。 或者，壓電膜亦能夠用作藉由與各種物品基礎並安裝來使物品振動並發出聲音之激勵器（激發器）。
壓電膜10中，第2電極層26與第1電極層24形成電極對。亦即，壓電膜10具有如下結構：藉由電極對亦即第1電極層24及第2電極層26夾持壓電體層20的兩面，藉由第1保護層28及第2保護層30夾持該積層體而成。
如此，壓電膜10中，用第1電極層24及第2電極層26夾持之區域依據所施加之電壓而伸縮。
再者，第1電極層24及第1保護層28以及第2電極層26及第2保護層30係依據壓電體層20的分極方向標註名稱者。因此，第1電極層24與第2電極層26以及第1保護層28與第2保護層30具有基本相同的構成。
又，壓電膜10除了該等層以外，例如可以具有包覆側面等的壓電體層20露出之區域來防止短路等之絕緣層等。
若對具有該等壓電膜10的第1電極層24及第2電極層26施加電壓，則壓電體粒子36依據所施加之電壓在分極方向上伸縮。其結果，壓電膜10（壓電體層20）在厚度方向上收縮。同時，因帕松比的關係，壓電膜10亦在面內方向上伸縮。該伸縮為0.01～0.1%左右。再者，在面內方向上，沿所有方向各向同性地伸縮。
壓電體層20的厚度較佳為10～300μm左右。因此，厚度方向的伸縮最大亦就0.3μm左右而非常小。 相對於此，壓電膜10亦即壓電體層20在面方向上具有比厚度稍大的尺寸。因此，例如，若壓電膜10的長度為20cm，則壓電膜10藉由電壓的施加最大亦就伸縮0.2mm左右。 又，若對壓電膜10施加壓力，則藉由壓電體粒子36的作用產生電力。 藉由利用該點，壓電膜10如上所述能夠用於揚聲器、麥克風及壓力感測器等各種用途。
在此，在本發明中，壓電體粒子36為含有鋯鈦酸鉛（PZT）之粒子，壓電膜10在厚度方向的截面中，Pb/（Pb+Zr）為90%以上之區域的面積與鋯鈦酸鉛粒子36整體的面積之比率為0.2～4%。
圖2係放大表示壓電體層20的厚度方向的截面之示意圖。如圖2所示，在壓電體層20的截面上觀察時，觀察到大量的壓電體粒子36。該壓電體粒子36的一部分中，鉛相對於鉛與氧化鋯的合計之比Pb/（Pb+Zr）為90%以上的區域（以下，亦稱為高Pb區域）36b，高Pb區域36b的面積與鋯鈦酸鉛粒子36整體的面積之比率為0.2～4%。如圖2所示，亦有1個壓電體粒子的整體由該高Pb區域36b構成之情況，亦有1個壓電體粒子的一部分由該高Pb區域36b構成之情況。
如前述，在具有由高分子材料構成之基質中分散壓電體粒子而成之高分子複合壓電體、及形成於高分子複合壓電體的兩面之電極層之壓電膜中，要求更提高電能與機械能的轉換效率、亦即壓電性能。
相對於此，本發明人等進行探討之結果可知，作為壓電體粒子，為了獲得更高壓電性能，較佳地使用鋯鈦酸鉛，但是在將鋯鈦酸鉛用作壓電體粒子之情況下，鋯鈦酸鉛粒子36的一部分成為Pb/（Pb+Zr）為90%以上的高Pb區域36b該高Pb區域36b相對於鋯鈦酸鉛粒子36整體之面積比率依據製作壓電體粒子時的條件而變化，若相對於鋯鈦酸鉛粒子36整體之高Pb區域36b的面積比率（以下，亦稱為高Pb比率）低，則更加提高壓電性能。
因此，本發明的壓電膜在壓電體層的厚度方向的截面，將相對於鋯鈦酸鉛粒子36整體的面積之Pb/（Pb+Zr）為90%以上之高Pb區域36b的面積的比率設為0.2～4%，藉此能夠製成電能與機械能的轉換效率跟高且具有高壓電性能之壓電膜。
如下測量相對於鋯鈦酸鉛粒子36整體之、Pb/（Pb+Zr）為90%以上之高Pb區域36b的比率（高Pb比率）。
首先，將壓電膜黏貼於支撐體，在另一表面賦予包覆層。包覆層為數μm～數十μm的表面平滑的膜，使用金屬、玻璃及樹脂等。在確認在試樣表面密接有包覆層之後，藉由截面離子銑削裝置（例如，Hitachi High-Tech Corporation製IM4000PLUS）實施約500μm左右的寬度的截面加工。依據需要實施試樣的導電處理。
使用完成截面加工之試樣，實施基於EDS（能量分散型X射線分析（Energy dispersive X-ray spectroscopy））之組成分析，獲取元素映射（原子數濃度的定量圖）圖像。此時的定量圖像的解析度設為元素映射像的1/2。同時，還獲取SEM（掃描電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope））觀察圖像。基於EDS之組成分析及基於SEM之攝像中的加速電壓為5kV，SEM圖像觀察時使用BSE檢測器（後方散射電子檢測器）及SE檢測器（二次電子檢測器），獲取混合圖像。例如，EDS分析時能夠使用Bruker AXS公司製QUANTAX FlatQUAD型EDS，又，SEM觀察時能夠使用Hitachi High-Tech Corporation製SU8220型SEM。
攝像倍率設為1500倍，每1視場設為約45μm×60μm左右，獲取連續之5張圖像。此時，在350μm寬度內拍攝5張。攝像區域設為640×480pixel。獲取同一視場的SEM及映射的圖像並且進行文本保存。
由獲取之SEM圖像，藉由ImageJ僅提取粒子的圖像，算出Pb/（Pb+Zr）比率成為90%以上之區域的面積比率。
具體而言，將以文本形式保存之SEM圖像import（讀入）到ImageJ，切除壓電層的不包含電極之區域，並施加Gaussian Blur（模糊）。測量Mean gray value（平均亮度）及Standard deviation（標準偏差），在Subtract（減法）中輸入Mean gray value，在Divide（除法）中輸入Standard deviation，藉此將圖像整體的Gray value（亮度值）成為平均0、標準偏差1來規格化。在同一圖像上打開Threshold（臨界值）。勾選Dark Background，在選擇亮度高者（將低亮度部分作為背景）進行勾選，選擇Otsu進行應用並且二值化，藉此獲取粒子圖像。將所獲得之圖像保存於文本文件中。
將獲取上述SEM圖像及同一視場的EDS映射之鉛Pb與氧化鋯Zr的映射資料轉換成文本文件，藉由ImageJ進行Gaussian Blur處理，並且以文本文件進行保存。
讀入SEM圖像、EDS映射的文本文件，針對與SEM圖像的粒子對應之像素，排除Pb=5atm%以下的像素，分別算出Pb/（Pb+Zr）×100%。
針對算出之Pb/（Pb+Zr），作成直方圖，算出成為90%以上之區域的面積比率。
在此，從獲得更高壓電性能、製造成本等的觀點考慮，相對於鋯鈦酸鉛粒子36整體之Pb/（Pb+Zr）為90%以上之高Pb區域36b的面積比率（高Pb比率）為0.2～3.5%為較佳，0.2～3%為更佳。
又，從獲得更高壓電性能之觀點考慮，鋯鈦酸鉛粒子36整體中所包含之鋯鈦酸鉛由通式Pb（Zr XTi 1-X）O 3表示且X為0.52±0.1為較佳。
壓電體粒子36中所包含之鋯鈦酸鉛的組成如下求出：剝離保護層及電極層，從壓電體層切出壓電體粒子，將壓電體粒子進行灰化之後進行基於ICP（Inductively coupled plasma）發光分光分析之定量分析測量。
＜壓電體層＞ 壓電體層為由在含有高分子材料之基質中含有壓電體粒子之高分子複合壓電體構成之層，並且為顯示藉由施加電壓來進行伸縮之壓電效果之層。
在壓電膜10中，作為較佳的態樣，壓電體層20係由在由在常溫下具有黏彈性之高分子材料構成之基質34中分散壓電體粒子36而成之高分子複合壓電體構成者。再者，在本說明書中，“常溫”是指0～50℃左右的溫度範圍。
本發明的壓電膜10可較佳地用於柔性顯示器用揚聲器等、具有柔性之揚聲器等。在此，用於具有柔性之揚聲器之高分子複合壓電體（壓電體層20）為具備以下要件者為較佳。因此，作為具備以下要件之材料，使用在常溫下具有黏彈性之高分子材料為較佳。
（i）撓性 例如，作為可攜式，如報紙或雜誌那樣文檔以輕輕彎曲之狀態把持時，不斷地從外部受到數Hz以下的比較緩慢且較大的彎曲變形。此時，若高分子複合壓電體硬，則產生其相應的大的彎曲應力，在高分子基質與壓電體粒子的界面產生龜裂，結果有可能會導致破壞。因此，要求高分子複合壓電體具有適當的柔軟性。又，若能夠將應變能作為熱量向外部擴散，則能夠緩解應力。因此，要求高分子複合壓電體的損耗正切適度大。
（ii）音質 揚聲器中，使壓電體粒子以20Hz～20kHz的音頻頻帶的頻率振動，藉由其振動能，整個高分子複合壓電體（壓電膜）成為一體而進行振動，藉此播放聲音。因此，為了提高振動能的傳遞效率，要求高分子複合壓電體具有適當的硬度。又，若揚聲器的頻率特性平滑，則最低共振頻率隨著曲率的變化而變化時的音質的變化量亦變小。因此，要求高分子複合壓電體的損耗正切適度大。
綜上所述，要求高分子複合壓電體相對於20Hz～20kHz的振動展現硬性，而相對於數Hz以下的振動展現柔軟性。又，要求高分子複合壓電體的損耗正切相對於20kHz以下的所有頻率的振動適度大。
通常，高分子固體具有黏彈性鬆弛機構，伴隨溫度上升或頻率下降，大規模的分子運動被觀測為儲存彈性係數（楊氏模量）的下降（鬆弛）或損失彈性係數的極大（吸收）。其中，藉由非晶區的分子鏈的微布朗運動引起之鬆弛稱為主分散，可以看到非常大的鬆弛現象。引起該主分散之溫度為玻璃轉移點（Tg），最顯著地顯現黏彈性鬆弛機構。
在高分子複合壓電體（壓電體層20）中，藉由將玻璃轉移點在常溫下之高分子材料，換言之，在常溫下具有黏彈性之高分子材料用於基質中，實現相對於20Hz～20kHz的振動展現硬性，相對於數Hz以下的慢振動展現柔軟性之高分子複合壓電體。尤其，從較佳地發現該動作等方面考慮，將頻率在1Hz的玻璃轉移點在常溫亦即0～50℃下之高分子材料用於高分子複合壓電體的基質中為較佳。
作為在常溫下具有黏彈性之高分子材料，能夠利用公知的各種者。較佳為，在常溫亦即0～50℃下，使用基於動態黏彈性試驗而得之頻率在1Hz的損耗正切Tanδ的極大值有0.5以上之高分子材料。藉此，在高分子複合壓電體藉由外力而被緩慢彎曲時，最大彎曲力矩部中之高分子基質與壓電體粒子的界面的應力集中得到鬆弛，能夠期待高撓性。
又，在常溫下具有黏彈性之高分子材料如下為較佳，亦即，基於動態黏彈性測量而得頻率在1Hz的儲存彈性係數（E’）在0℃下為100MPa以上，在50℃下為10MPa以下。藉此，能夠減小在高分子複合壓電體藉由外力緩慢地彎曲時產生之彎曲力矩，同時能夠相對於20Hz～20kHz的音響振動展現硬性。
又，在常溫下具有黏彈性之高分子材料中，若在25℃下相對介電常數為10以上，則為更佳。藉此，向高分子複合壓電體施加電壓時，對高分子基質中的壓電體粒子施加更高的電場，因此能夠期待較大的變形量。然而，另一方面，若考慮良好的耐濕性的確保等，則高分子材料在25℃下相對介電常數為10以下亦較佳。
作為滿足該等條件之在常溫下具有黏彈性之高分子材料，例示出氰乙基化聚乙烯醇（氰乙基化PVA）、聚乙酸乙烯酯、聚偏二氯乙烯丙烯腈、聚苯乙烯-乙烯基聚異戊二烯封端共聚物、聚乙烯基甲基酮及聚甲基丙烯酸丁酯等。又，作為該等高分子材料，亦能夠適當地使用HYBRAR5127（KURARAY CO.,LTD製）等市售品。其中，作為高分子材料，使用具有氰乙基之材料為較佳，使用氰乙基化PVA為特佳。再者，該等高分子材料可以僅使用1種，亦可以併用（混合）複數種進行使用。
使用該等在常溫下具有黏彈性之高分子材料之基質34依據需要可以併用複數種高分子材料。亦即，在基質34中，以調節介電特性或機械特性等為目的，除了氰乙基化PVA等黏彈性材料以外，依據需要亦可以添加其他介電性高分子材料。
作為可添加的介電性高分子材料，作為一例，可例示聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物及聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物等氟類高分子、亞乙烯基二氰-乙酸乙烯酯共聚物、氰乙基纖維素、氰乙基羥基蔗糖、氰乙基羥基纖維素、氰乙基羥基支鏈澱粉、甲基丙烯酸氰乙酯、丙烯酸氰乙酯、氰乙基羥乙基纖維素、氰乙基直鏈澱粉、氰乙基羥丙基纖維素、氰乙基二羥丙基纖維素、氰乙基羥丙基直鏈澱粉、氰乙基聚丙烯醯胺、氰乙基聚丙烯酸酯、氰乙基支鏈澱粉、氰乙基聚羥基亞甲基、氰乙基縮水甘油支鏈澱粉、氰乙基蔗糖及氰乙基山梨糖醇等具有氰基或氰乙基之聚合物以及丁腈橡膠及氯丁二烯橡膠等合成橡膠等。其中，具有氰乙基之高分子材料較佳地被利用。
又，壓電體層20的基質34中，除了氰乙基化PVA等在常溫下具有黏彈性之材料以外所添加之介電性聚合物並不限定於1種，亦可以添加複數種。
又，除了介電性聚合物以外，以調節玻璃轉移點Tg為目的，在基質34中亦可以添加氯乙烯樹脂、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固性樹脂。此外，以提高黏著性為目的，可以添加鬆香酯、鬆香、萜烯、萜烯酚及石油樹脂等增黏劑。
在壓電體層20的基質34中，對添加除了氰乙基化PVA等具有黏彈性之高分子材料以外的材料時的添加量並無特別限定，但是以在基質34中所佔比例設為30質量%以下為較佳。藉此，不損害基質34中之黏彈性緩解機構便能夠顯現所添加之高分子材料的特性，因此在高介電率化、耐熱性的提高、與壓電體粒子36及電極層的密接性提高等方面能夠獲得較佳之結果。
壓電體層20為在這樣的基質34包含壓電體粒子36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結晶結構之陶瓷粒子構成者。如前述，在本發明中，作為構成壓電體粒子36之陶瓷粒子，使用鋯鈦酸鉛（PZT）。又，作為壓電體粒子36，可以具有由鋯鈦酸鉛鈦酸鑭（PLZT）、鈦酸鋇（BaTiO 3）、氧化鋅（ZnO）及鈦酸鋇與鉍鐵氧體（BiFe 3）的固溶體（BFBT）等其他材料構成之壓電體粒子。
該等壓電體粒子36的粒徑並無限制，依據壓電膜10的尺寸及壓電膜10的用途等適當進行選擇即可。壓電體粒子36的粒徑為1～10μm為較佳。藉由將壓電體粒子36的粒徑設在該範圍內，在壓電膜10能夠兼具高壓電特性和撓性等方面能夠獲得較佳之結果。
在此，在圖1所示之例中，壓電體粒子36圖示為球狀，但是壓電體粒子36並不限定於完全的球體，具有各種形狀。例如，如圖2所示，可以為具有角之形狀。
又，在圖1中，壓電體層20中的壓電體粒子36均勻且有規則地分散於基質34中，但是本發明並不限定於此。亦即，如圖2所示，若壓電體層20中的壓電體粒子36較佳為均勻地分散，則亦可以不規則地分散於基質34中。
又，圖1中，壓電體粒子36的粒徑均勻地圖示，但是本發明並不限於此。亦即，如圖2所示，壓電體層20中的壓電體粒子36的粒徑可以為不均勻。
在壓電膜10中，壓電體層20中之基質34與壓電體粒子36的量比並無限制，依據壓電膜10的面方向的大小及厚度、壓電膜10的用途以及壓電膜10中所要求之特性等可以適當進行設定。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的量比設在上述範圍，在能夠兼具高壓電特性和可撓性等方面能夠獲得較佳的結果。
在以上的壓電膜10中，作為較佳態樣，壓電體層20為將壓電體粒子分散於高分子基質中而成之黏彈性複合壓電體層，該高分子基質包含在常溫下具有黏彈性之高分子材料。然而，本發明並不限於此，作為壓電體層，能夠利用公知的壓電元件中所使用之在含有高分子材料之基質中分散壓電體粒子而成之高分子複合壓電體。
壓電體層20的厚度並無特別限定，依據壓電膜10的用途及壓電膜10中所要求之特性等，適當設定即可。壓電體層20愈厚，在所謂片狀物的剛度等剛性等方面愈有利，但是為了使壓電膜10以相同量伸縮而所需之電壓（電位差）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的厚度設在上述範圍內，在兼具剛性的確保與適當之柔軟性等方面能夠獲得較佳之結果。
＜保護層＞ 壓電膜10中，第1保護層28及第2保護層30被覆第2電極層26及第1電極層24，並且起到對壓電體層20賦予適當的剛性及機械強度之作用。亦即，在壓電膜10中，由基質34及壓電體粒子36構成之壓電體層20對與緩慢彎曲變形顯示出非常優異之撓性，但是依據用途存在剛性或機械強度不足之情況。壓電膜10為了彌補其不足而設置第1保護層28及第2保護層30。
第1保護層28及第2保護層30並無限制，能夠利用各種片狀物，作為一例，較佳地例示各種樹脂薄膜。其中，藉由具有優異的機械特性及耐熱性等原因，可較佳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）、三乙醯纖維素（TAC）及環狀烯烴系樹脂等組成之樹脂薄膜。
第1保護層28及第2保護層30的厚度亦並無限制。又，第1保護層28及第2保護層30的厚度基本相同，但是亦可以不同。在此，若第1保護層28及第2保護層30的剛性過高，則不僅限制壓電體層20的伸縮，亦會損害撓性。因此，去除要求機械強度或作為片狀物的良好之操作性之情況，第1保護層28及第2保護層30愈薄愈有利。
在壓電膜10中，若第1保護層28及第2保護層30的厚度為壓電體層20的厚度的2倍以下，則在兼具剛性的確保與適當之柔軟性等方面能夠獲得較佳之結果。 例如，壓電體層20的厚度為50μm且第1保護層28及第2保護層30由PET構成之情況下，第1保護層28及第2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。
＜電極層＞ 在壓電膜10中，在壓電體層20與第1保護層28之間形成第1電極層24，在壓電體層20與第2保護層30之間形成第2電極層26。第1電極層24及第2電極層26為了對壓電體層20（壓電膜10）施加電壓而設置。
本發明中，第1電極層24及第2電極層26的形成材料並無限制，能夠利用各種導電體。具體而言，例示出碳、鈀、鐵、錫、鋁、鎳、鉑、金、銀、銅、鈦、鉻及鉬等金屬、該等合金、該等金屬及合金的積層體及複合體以及氧化銦錫等。其中，作為第1電極層24及第2電極層26的材料可較佳地例示銅、鋁、金、銀、鉑及氧化銦錫。
又，第1電極層24及第2電極層26的形成方法亦並無限制，能夠利用各種基於真空蒸鍍、離子輔助蒸鍍及濺射等氣相沈積法（真空成膜法）、鍍覆而形成之膜或者貼附由上述材料所形成之箔之方法等公知的方法。
其中尤其，依據能夠確保壓電膜10的撓性等理由，作為第1電極層24及第2電極層26較佳地利用藉由真空蒸鍍所成膜之銅及鋁等薄膜。其中，尤其可較佳地利用藉由真空蒸鍍形成之銅的薄膜。
第1電極層24及第2電極層26的厚度並無限制。又，第1電極層24及第2電極層26的厚度基本相同，但是亦可以不同。
其中，與前述第1保護層28及第2保護層30同樣地，若第1電極層24及第2電極層26的剛性過高，則不僅限制壓電體層20的伸縮，亦會損害撓性。因此，從撓性及壓電特性的觀點考慮，第1電極層24及第2電極層26愈薄愈有利。亦即，第1電極層24及第2電極層26為薄膜電極為較佳。
第1電極層24及第2電極層26的厚度比保護層薄，0.05μm～10μm為較佳，0.05μm～5μm為更佳，0.08μm～3μm為進一步較佳，0.1μm～2μm為特佳。
在此，在壓電膜10中，只要第1電極層24及第2電極層26的厚度與楊氏模量之積低於第1保護層28及第2保護層30的厚度與楊氏模量之積，則不會嚴重損害撓性，因此為較佳。
例如，第1保護層28及第2保護層30由PET（楊氏模量：約6.2GPa）構成且第1電極層24及第2電極層26由銅（楊氏模量：約130GPa）構成之組合的情況下，若第1保護層28及第2保護層30的厚度為25μm，則第1電極層24及第2電極層26的厚度為1.2μm以下為較佳，0.3μm以下為更佳，其中設為0.1μm以下為較佳。
如上所述，壓電膜10具有如下構成為較佳：藉由第1電極層24及第2電極層26夾持在包含在常溫下具有黏彈性之高分子材料之基質34中分散壓電體粒子36而成之壓電體層20，進而藉由第1保護層28及第2保護層30夾持該積層體而成。
該等壓電膜10在常溫下具有基於動態黏彈性測量而得之頻率在1Hz的損耗正切（Tanδ）的極大值為較佳，在常溫下具有成為0.1以上之極大值為更佳。藉此，即使壓電膜10從外部不斷受到數Hz以下的相對緩慢且較大之彎曲變形，亦能夠將應變能有效地作為熱而擴散到外部，因此能夠防止在高分子基質與壓電體粒子的界面產生龜裂。
壓電膜10如下為較佳，亦即，基於動態黏彈性測量而得之頻率在1Hz的儲存彈性係數（E’）在0℃下為10～30GPa，在50℃下為1～10GPa。再者，關於該條件，壓電體層20亦相同。藉此，在壓電膜10在儲存彈性係數（E’）中能夠具有較大之頻率分散。亦即，能夠相對於20Hz～20kHz的振動展現硬性，相對於數Hz以下的振動展現柔軟性。
又，壓電膜10如下為較佳，亦即，厚度與基於動態黏彈性測量而得之頻率在1Hz的儲存彈性係數（E’）之積在0℃下為1.0×10 6～2.0×10 6N/m，在50℃下為1.0×10 5～1.0×10 6N/m。再者，關於該條件，壓電體層20亦相同。藉此，壓電膜10在不損害撓性及音響特性之範圍內能夠具備適當之剛性和機械強度。
進而，壓電膜10如下為較佳，亦即，依動態黏彈性測量所獲得之主曲線中，在25℃下頻率在1kHz的損耗正切（Tanδ）為0.05以上。再者，關於該條件，壓電體層20亦相同。藉此，使用了壓電膜10之揚聲器的頻率特性變得平滑，亦能夠減小隨著揚聲器的曲率的變化而最低共振頻率f 0隨之變化時的音質的變化量。
再者，在本發明中，壓電膜10及壓電體層20等的儲存彈性係數（楊氏模量）及損耗正切藉由公知的方法進行測量即可。作為一例，使用Seiko Instruments Inc.製（SII Nano Technology Co.,Ltd.製）的動態黏彈性測量裝置DMS6100進行測量即可。
作為測量條件，作為一例，測量頻率可例示0.1Hz～20Hz（0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz及20Hz），測量溫度可例示-50～150℃，升溫速度可例示2℃/分鐘（氮氣環境中），樣品尺寸可例示40mm×10mm（包含夾持面積），夾頭間距離可例示20mm。
以下，參閱圖3～圖5，對壓電膜10之製造方法的一例進行說明。
首先，如圖3所示，準備在第1保護層28上形成有第1電極層24之片狀物10a。藉由真空蒸鍍、濺鍍及鍍覆等在第1保護層28的表面形成銅薄膜等而作為第1電極層24來製作該片狀物10a即可。 在第1保護層28非常薄而操作性等差時，依據需要可以使用帶有隔板（臨時支撐體）的第1保護層28。再者，作為隔板，能夠使用厚度25μm～100μm的PET等。在熱壓接第2電極層26及第2保護層30之後且在第1保護層28積層任何構件之前去除隔板即可。
另一方面，製作壓電體粒子36。 首先，作為起始原料，以與壓電體粒子的整體的組成相對應之量比混合成為主成分之Pb的氧化物、Zr的氧化物及Ti氧化物的粉末，製備原料粉。再者，壓電體粒子的整體的組成及去除高Pb區域之壓電體粒子的組成與該原料粉的組成大致一致。
使用球磨等藉由濕式混合進行原料粉的製備，藉此形成混合粒子。乾燥之後，將該混合粒子放入坩堝等中進行煅燒。混合粒子的平均粒徑能夠藉由濕式混合時間及球磨的轉速等來調整。
在本發明中，適當調整該混合粒子的平均粒徑、煅燒溫度及煅燒溫度等，藉此調整相對於鋯鈦酸鉛粒子之高Pb區域的比例。
具體而言，若混合粒子的平均粒徑過大，則高Pb區域的比例容易增加，另一方面，若混合粒子的平均粒徑過小，則壓電特性降低。從該等觀點考慮，混合粒子的平均粒徑為1μm～10μm為較佳，1.2μm～8μm為更佳，1.5μm～6μm為進一步較佳。
關於煅燒前的混合粒子的平均粒徑，藉由雷射散射粒度測量裝置等作為體積平均直徑MV值求出即可。
又，若煅燒溫度過低，則各成分的混合不充分，高Pb區域的比例容易增加，另一方面，若煅燒溫度過高，則導致燒結塊粒徑變得過大。從該觀點考慮，煅燒溫度為600℃～1200℃為較佳，700℃～1150℃為更佳，700℃～1100℃為更佳。
又，若煅燒時間過短，則各成分的混合不充分，高Pb區域的比例容易增加，另一方面，若煅燒時間過長，則導致燒結塊粒徑變得過大。從該觀點考慮，煅燒溫度為1小時～200小時為較佳，2小時～170小時為更佳，2小時～150小時為更佳。
結束煅燒之後，依據需要，粉碎製作之壓電體粒子。關於粉碎，藉由用球磨進行之方法、載置於網格上並且從上部施加壓力來通過網格之方法等公知的方法進行即可。
接著，調整成為壓電體層之塗料。在有機溶劑中，溶解成為基質的材料之高分子材料，進而添加壓電體粒子36，並進行攪拌以製備分散而成之塗料。 作為除了上述物質以外的有機溶劑並無限制，能夠利用各種有機溶劑。
當準備片狀物10a且製備了塗料時，將該塗料澆鑄（casting）（塗佈）於片狀物10a上，蒸發並乾燥有機溶劑。藉此，如圖4所示，製作在第1保護層28上具有第1電極層24，並且在第1電極層24上形成壓電體層20而成之積層體10b。
該塗料的澆鑄方法並無限制，能夠利用所有滑動式塗佈機及刮刀等公知的方法（塗佈裝置）。
如上述，在壓電膜10中，基質34中除了氰乙基化PVA等黏彈性材料以外，亦可以添加介電性高分子材料。 向基質34中添加該等高分子材料時，溶解添加到上述之塗料中之高分子材料即可。
製作在第1保護層28上具有第1電極層24並且在第1電極層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）為較佳。壓電體層20的極化處理的方法並無限制，能夠利用公知的方法。
再者，在該極化處理之前，亦可以實施使用加熱輥等使壓電體層20的表面平滑化之壓光處理。藉由實施該壓光處理，順利地進行後述之熱壓接步驟。
在如此進行積層體10b的壓電體層20的極化處理的同時，準備在第2保護層30上形成有第2電極層26之片狀物10c。藉由真空蒸鍍、濺鍍、鍍覆等在第2保護層30的表面形成銅薄膜等而作為第2電極層26來製作該片狀物10c即可。
接著，如圖5所示，將第2電極層26朝向壓電體層20來將片狀物10c積層於結束了壓電體層20的極化處理之積層體10b。 進而，以夾持第2保護層30及第1保護層28的方式，藉由熱壓機裝置或加熱輥對等熱壓接該積層體10b與片狀物10c的積層體來製作壓電膜10。又，在熱壓接之後亦可以裁切成所期望的形狀。
再者，到目前為止的步驟亦能夠與使用即使不是片狀亦可以為網狀亦即在片材長時間連接之狀態下捲繞者進行輸送的同時進行。積層體10b與片狀物10c均為網狀，亦能夠如上所述那樣進行熱壓接。在該情況下，壓電膜10在該時點製作成網狀。
此外，在貼合積層體10b與片狀物10c時，亦可以設置接著層。例如，亦可以在片狀物10c的第2電極層26的面上設置接著層。最佳的接著層為與基質34相同的材料。可以將相同的材料塗佈於壓電體層20上，亦可以塗佈於第2電極層26的面來進行貼合。
在此，由PVDF（PolyVinylidene DiFluoride，聚偏二氟乙烯）等高分子材料構成之通常的壓電膜在壓電特性上具有面內各向異性，以施加電壓時的面方向的伸縮量具有各向異性。
相對於此，本發明的壓電膜所具有之、由含有高分子材料之基質中包含壓電體粒子之高分子複合壓電體構成之壓電體層在壓電特性上不具有面內各向異性，在面內方向上向所有方向上各向同性地伸縮。依據該等各向同性二維地伸縮之壓電膜10，與只向一個方向上進行伸縮之PVDF等通常的壓電膜相比，能夠藉由較大的力振動，並且能夠產生更大且優美的聲音。
又，例如，藉由將本發明的壓電膜貼附於具有撓性之有機發光元件顯示器及具有撓性之液晶顯示器等具有撓性之顯示設備，亦能夠用作顯示設備的揚聲器。
又，例如，將壓電膜10用於揚聲器之情況下，亦可以用作藉由薄膜狀壓電膜10本身的振動產生聲音者。或者，壓電膜10與振動板黏接，亦可以用作藉由壓電膜10的振動使振動板振動而產生聲音之激發器。
又，藉由本發明的壓電膜10作為積層複數個之積層壓電元件，亦可以作為使振動板等被振動體振動之壓電振動元件良好地發揮作用。
作為一例，如圖6所示，可以設為將積層有壓電膜10之積層壓電元件50貼附於振動板12，並且藉由壓電膜10的積層體使振動板12振動而輸出聲音之揚聲器。亦即，在此情況下，將壓電膜10的積層體用作藉由使振動板12振動來輸出聲音之、所謂之激發器。
藉由對積層有壓電膜10之積層壓電元件50施加驅動電壓，各個壓電膜10沿面方向伸縮，藉由各壓電膜10的伸縮，壓電膜10的積層體整體沿面方向伸縮。藉由積層壓電元件50的面方向的伸縮，貼附有積層體之振動板12撓曲，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依據施加到壓電膜10之驅動電壓的大小來振動，並產生與施加到壓電膜10之驅動電壓相應之聲音。因此，此時，壓電膜10本身不輸出聲音。
即使每1片壓電膜10的剛性低、伸縮力小，積層有壓電膜10之積層壓電元件50的剛性亦變高，作為積層體整體的伸縮力亦變大。其結果，積層有壓電膜10之積層壓電元件50中，即使振動板具有一定程度的剛性，亦能夠以較大的力使振動板12充分撓曲，並使振動板12沿厚度方向充分振動，從而從振動板12上產生聲音。
積層有壓電膜10之積層壓電元件50中，壓電膜10的積層張數並無限制，例如依據振動之振動板12的剛性等適當地設定獲得充分的振動量之張數即可。再者，只要具有充分的伸縮力，則亦能夠將1張壓電膜10同樣地用作激發器（壓電振動元件）。
由積層有壓電膜10之積層壓電元件50振動之振動板12亦無限制，能夠利用各種片狀物（板狀物、薄膜）。作為一例，可例示由聚對酞酸乙二酯（PET）等組成之樹脂薄膜、由發泡聚苯乙烯等組成之發泡塑膠、瓦楞紙板材料等紙質材料、玻璃板及木材等。此外，只要能夠充分彎曲，作為振動板，亦可以使用有機發光元件顯示器及液晶顯示器等顯示器件等各種設備（器件）。
積層有壓電膜10之積層壓電元件50藉由貼附層19（貼附劑）貼附相鄰之壓電膜10彼此為較佳。又，積層壓電元件50和振動板12亦藉由貼附層16貼附為較佳。
貼附層並無限制，可利用各種能夠貼附成為貼附對象之物品彼此者。因此，貼附層可以由黏著劑組成，亦可以由接著劑組成。較佳為，使用貼附後可獲得固體且硬的貼附層之、由接著劑組成之接著層。關於以上方面，將後述長條的壓電膜10折疊而成之積層體亦相同。
在積層有壓電膜10之積層壓電元件50中，對積層之各壓電膜10的極化方向並無限制。再者，本發明的壓電膜10較佳為沿厚度方向分極。在此所說之壓電膜10的極化方向為厚度方向的極化方向。因此，積層壓電元件50中，極化方向在所有壓電膜10中可以為相同方向，亦可以存在極化方向不同之壓電膜。
在積層有壓電膜10之積層壓電元件50中，以相鄰之壓電膜10彼此的極化方向彼此相反之方式積層壓電膜10為較佳。在壓電膜10中，施加於壓電體層20之電壓的極性成為與壓電體層20的極化方向對應者。因此，無論是極化方向從第2電極層26朝向第1電極層24之情況下，還是從第1電極層24朝向第2電極層26之情況下，在所積層之所有壓電膜10中，將第2電極層26的極性及第1電極層24的極性設為相同極性。因此，藉由使相鄰之壓電膜10彼此的極化方向彼此相反，即使相鄰之壓電膜10的電極層彼此接觸，接觸之電極層為相同極性，因此不用擔心發生短路（Short）。
如圖7所示，積層有壓電膜10之積層壓電元件係藉由折疊1次以上（較佳為複數次）壓電膜10L，積層複數個壓電膜10之結構。將壓電膜10折疊而積層之積層壓電元件56具有如下優點。
在將切片狀的壓電膜10積層複數張而成之積層體中，需要對每1張壓薄膜，將第2電極層26及第1電極層24連接於驅動電源。相對於此，在將長條的壓電膜10L折疊而積層之結構中，能夠僅由1張長條的壓電膜10L構成積層壓電元件56。因此，在將長條的壓電膜10L折疊而積層之結構中，用於施加驅動電壓之電源為1個即可，此外，亦可以在一個位置從壓電膜10L引出電極。此外，在將長條的壓電膜10L折疊而積層之結構中，必需使相鄰之壓電膜彼此的極化方向彼此相反。
再者，關於這樣的、在由高分子複合壓電體構成之壓電層的兩面積層設置電極層及保護層之壓電膜之積層壓電元件，記載於國際公開第2020/095812號及國際公開第2020/179353號等中。
以上，對本發明的壓電膜進行了詳細說明，但是本發明並不限定於上述例，在不脫離本發明的宗旨之範圍內，當然可以進行各種改良和變更。 [實施例]
以下，舉出本發明的具體的實施例，對本發明進行更詳細的說明。再者，本發明不限定於該實施例，以下的實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等只要不脫離本發明的宗旨，則能夠適當地進行變更。
[實施例1] 準備了藉由濺鍍在厚度4μm的PET薄膜上形成厚度100nm的銅薄膜而成之片狀物10a及10c。亦即，在本例中，第1電極層24及第2電極層26為厚度100nm的銅薄膜，第1保護層28及第2保護層30成為厚度4μm的PET薄膜。 再者，在製程中，為了獲得良好的操作性，PET薄膜中使用附厚度50μm的隔板（臨時支撐體PET）者，在片狀物10c的熱壓接之後，除去各保護層的隔板。
另一方面，作為起始原料，藉由球磨機將成為主成分之Pb的氧化物、Zr的氧化物及Ti氧化物的粉末濕式混合於乙醇中12小時。此時，各氧化物的量相對於Pb=1莫耳設為Zr=0.52莫耳、Ti=0.48莫耳。此時，將球磨轉速設為60rpm。藉由該混合，形成了混合粒子。混合粒子的平均粒徑為1.5μm。
接著，在800℃下將所獲得之混合粒子煅燒了5小時。
接著，以下述的組成比，將氰乙基化PVA（CR-V，Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製）溶解於甲基乙基酮（MEK）。之後，向該溶液以下述的組成比添加在上述中獲得之壓電體粒子，並且藉由螺旋槳混合器（轉速2000rpm）進行分散，從而製備了用於形成壓電體層20之塗料。 ・PZT粒子・・・・・・・・・・・・・300質量份 ・氰乙基化PVA・・・・・・・・・・・15質量份 ・MEK・・・・・・・・・・・・・・・85質量份
使用滑動式塗佈機在預先準備之片狀物10a的第1電極層24（銅薄膜）上塗佈了預先製備之用於形成壓電體層20之塗料。再者，以乾燥後的塗膜的膜厚成為20μm的方式塗佈了塗料。
接著，在120℃的加熱板上載置將塗料塗佈於片狀物10a上之物質，加熱乾燥了塗膜。藉此，使MEK蒸發，形成了積層體10b。
接著，在積層體10b上，使第2電極層26（銅薄膜側）側朝向壓電體層20來積層片狀物10c，在120℃下進行了熱壓接。 從而，製作了依序具有第1保護層28、第1電極層24、壓電體層20、第2電極層26及第2保護層30之壓電膜10。
藉由上述方法求出製作之壓電膜10的壓電體層20中的相對於鋯鈦酸鉛粒子之、Pb/（Pb+Zr）為90%以上之高Pb區域的面積比率（高Pb比率）之結果，高Pb比率為4.0%。 又，剝離保護層及電極層，從壓電體層切出壓電體粒子，將壓電體粒子進行灰化之後進行基於ICP（Inductively coupled plasma）發光分光分析之定量分析測量來求出壓電體粒子36中所包含之鋯鈦酸鉛的組成，其結果，Zr/（Zr+Ti）=X為0.54。
[實施例2] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒時間設為10小時，除此以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為2.5%。
[實施例3] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒時間設為100小時，除此以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為1.0%。
[實施例4] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒時間設為200小時，除此以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為0.5%。
[實施例5] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒溫度設為1000℃，除此以外，以與實施例3相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為0.2%。
[實施例6] 將濕式混合成為壓電體粒子之原料粉時的球磨轉速設為20rpm，除此以外，以與實施例3相同的方式製作了壓電膜。混合粒子的平均粒徑為3.3μm。製作之壓電膜中的高Pb比率為2.5%。
[實施例7] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒溫度設為1000℃，除此以外，以與實施例6相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為1.0%。
[比較例1] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒時間設為2小時，除此以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為4.5%。
[比較例2] 將濕式混合成為壓電體粒子之原料粉時的球磨轉速設為20rpm，除此以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電膜。混合粒子的平均粒徑為3.3μm。製作之壓電膜中的高Pb比率為8.0%。
[比較例3] 將成為壓電體粒子之混合粒子的煅燒時間設為5小時，除此以外，以與實施例7相同的方式製作了壓電膜。製作之壓電膜中的高Pb比率為5.0%。
[評價] 首先，從製作之壓電膜切出210×300mm（A4尺寸）的矩形試驗片。將切出之壓電膜載置於具有收容玻璃棉之210×300mm的開口部之盒子上之後，藉由框體按壓周邊部，對壓電膜施加適當的張力及曲率，藉此製作了壓電揚聲器。再者，盒子的深度設為9mm，玻璃棉的密度設為32kg/m 3，組裝前的厚度設為25mm。
通過功率放大器將1kHz的正玄波作為輸入訊號輸入到製作之壓電揚聲器中，用置於距揚聲器的中心1m之距離之麥克風測量了聲壓。 將結果示於表1及圖8中。
[表1]
   濕式混合 混合粒子 煅燒 高Pb比率 % Zr/（Zr+Ti）=X 評價
時間 h 球磨的轉速 rpm 平均粒徑 μm 時間 h 溫度 ℃ 聲壓 dB
實施例1 12 60 1.5 5 800 4.0 0.54 82.5
實施例2 12 60 1.5 10 800 2.5 0.50 84.0
實施例3 12 60 1.5 100 800 1.0 0.52 85.5
實施例4 12 60 1.5 200 800 0.5 0.49 86.0
實施例5 12 60 1.5 100 1000 0.2 0.52 85.4
實施例6 12 20 3.3 100 800 2.5 0.53 85.5
實施例7 12 20 3.3 100 1000 1.0 0.50 85.0
比較例1 12 60 1.5 2 800 4.5 0.52 80.5
比較例2 12 20 3.3 5 800 8.0 0.54 78.0
比較例3 12 20 3.3 5 1000 5.0 0.49 81.0
由表1及圖8可知，本發明的壓電元件與比較例相比，聲壓高且壓電性能高。
由實施例1～4的對比可知，煅燒時間愈長，高Pb比變得愈低且聲壓變得愈高。 由實施例3與實施例5的對比可知，煅燒溫度愈高，高Pb比變得愈低且聲壓變得愈高。 由實施例3與實施例6以及實施例5與實施例7的對比可知，煅燒前的混合粒子的平均粒徑愈小，高Pb比變得愈低且聲壓變得愈高。 由以上的結果，本發明的效果較為明顯。 [產業上之可利用性]
本發明的壓電膜例如能夠較佳地用作音波感測器、超音波感測器、壓力感測器、觸覺感測器、應變感測器及振動感測器等各種感測器（尤其，對於裂紋檢測等的基礎設施檢查或雜質混入檢查等的製造現場檢查有用）、麥克風、拾音器、揚聲器及激發器等音響器件（作為具體的用途，可例示降噪器（用於汽車、電車、飛機、機器人等）、人工聲帶、防害蟲/害獸侵襲用蜂鳴器、家具、壁紙、照片、頭盔、護目鏡、枕頭、標牌、機器人等）、適用於汽車、智慧手機、智能手錶、遊戲等而使用之觸覺、超聲波探頭及水聽器等超音波換能器、防附著水滴、輸送、攪拌、分散、研磨等中所使用之致動器、容器、車輛、建築物、滑雪及球拍等運動用具中所使用之防震材料（減震器）以及適用於道路、地板、床墊、椅子、鞋子、輪胎、車輪及個人計算機鍵盤等而使用之振動發電裝置。
10,10L:壓電膜 10a,10c:片狀物 10b:積層體 12:振動板 16,19:貼附層 20:壓電體層 24:第1電極層 26:第2電極層 28:第1保護層 30:第2保護層 34:基質 36:壓電體粒子 36b:高Pb區域 50,56:積層壓電元件 58:芯棒
圖1係示意地表示本發明的壓電膜的例之圖。 圖2係壓電體層的截面的部分放大圖。 圖3係用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖4係用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖5係用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖6係示意地表示具有本發明的壓電膜之壓電元件的一例之圖。 圖7係示意地表示具有本發明的壓電膜之壓電元件的另一例之圖。 圖8係表示高Pb比率與聲壓的關係之圖表。
20:壓電體層
34:基質
36:壓電體粒子
36b:高Pb區域

Claims (6)

  1. 一種壓電膜，其具有： 壓電體層，由在含有高分子材料之基質中含有壓電體粒子之高分子複合壓電體構成；及 電極層，形成於前述壓電體層的兩面， 前述壓電體粒子為含有鋯鈦酸鉛之粒子，在前述壓電體層的厚度方向的截面中，Pb/（Pb+Zr）為90%以上之區域的面積與前述鋯鈦酸鉛粒子的面積之比率為0.2～4%。
  2. 如請求項1所述之壓電膜，其中 前述壓電體粒子中所含有之鋯鈦酸鉛由通式Pb（Zr XTi 1-X）O 3表示，X為0.52±0.1。
  3. 如請求項1或請求項2所述之壓電膜，其中 前述壓電體粒子的平均粒徑為1μm～10μm。
  4. 如請求項1或請求項2所述之壓電膜，其中 前述高分子材料具有氰乙基。
  5. 如請求項1或請求項2所述之壓電膜，其中 前述高分子材料含有氰乙基化聚乙烯醇。
  6. 如請求項1或請求項2所述之壓電膜，其中 前述壓電體層在厚度方向上被分極。
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