TW202313325A - 壓電元件及電聲轉換器 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種壓電元件及電聲轉換器，在具有壓電膜之壓電元件中，即使以高電壓和/或高電流驅動亦能夠以不降低輸出之狀態抑制發熱。壓電元件具有：壓電膜，具有壓電體層、設置於壓電體層的兩面之電極層及設置於電極層上之保護層；及導熱構件，在至少一個保護層側經由黏著層黏貼，導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上，黏著層包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂。

Description

壓電元件及電聲轉換器

本發明係有關一種壓電元件及電聲轉換器。

壓電元件作為藉由與各種物品接觸並安裝來使物品振動並發出聲音之所謂激發器（激子）而被利用於各種用途。例如，能夠藉由在圖像顯示面板、屏幕等中安裝激發器以使該等振動來代替揚聲器發出聲音。

作為壓電元件，提出了使用由電極層及保護層夾持壓電體層之壓電膜。又，還提出了積層複數層壓電膜來用作壓電元件。 例如，在專利文獻1中，記載了一種積層壓電元件，其係將由2個薄膜電極夾持壓電體層之壓電膜積層複數層而成者、並且壓電膜係沿厚度方向極化者，並且相鄰之壓電膜的極化方向相反。

[專利文獻1]國際公開第2020/095812號

由電極層及保護層夾持了壓電體層之壓電膜若以高電壓和/或高電流驅動，則發熱，最壞的情況下，可能無法連續驅動。作為抑制發熱之機構，只要係減小壓電膜的尺寸、降低驅動電壓之積層了壓電膜之構成，則可以考慮到藉由減少積層數來降低靜電電容等機構，但導致產生音壓（輸出）同時降低之問題。

本發明的課題為解決這種先前技術的問題點，提供一種壓電元件及電聲轉換器，在具有壓電膜之壓電元件中，即使以高電壓和/或高電流驅動亦能夠以不降低輸出之狀態抑制發熱。

為了解決上述課題，本發明具有以下構成。 [1]一種壓電元件，其具有： 壓電膜，具有壓電體層、設置於壓電體層的兩面之電極層、以及設置於電極層上之保護層；及 導熱構件，在至少一個保護層側經由黏著層黏貼， 導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上， 黏著層包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂。 [2]如[1]所述之壓電元件，其中 黏著層包含丙烯酸系樹脂。 [3]如[1]或[2]所述之壓電元件，其中 將導熱構件與壓電膜黏貼之部位的面積為壓電膜的最外面的面積的10%以上。 [4]如[1]至[3]之任一項所述之壓電元件，其中 在壓電膜的面方向上，複數個導熱構件被分開地黏貼。 [5]如[1]至[4]之任一項所述之壓電元件，其中 導熱構件係無機材料與樹脂薄膜的積層體。 [6]如[1]至[5]之任一項所述之壓電元件，其具有複數層壓電膜。 [7]如[6]所述之壓電元件，其中 所積層之壓電膜中的1層具有比其他的壓電膜向面方向外伸之外伸部， 導熱構件被黏貼至外伸部。 [8]如[1]至[7]之任一項所述之壓電元件，其中 壓電體層係在包含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。 [9]一種電聲轉換器，其係將[1]至[8]之任一項所述之壓電元件黏附於振動板而成。 [10]如[9]所述之電聲轉換器，其中 導熱構件與振動板接觸。 [11]如[9]或[10]所述之電聲轉換器，其中 在壓電元件的與振動板的黏貼面的一部分設置有導熱構件， 在黏貼有導熱構件的面以外的區域具有黏貼壓電元件與振動板之黏貼層。 [發明效果]

依據本發明，能夠提供一種壓電元件及電聲轉換器，在具有壓電膜之壓電元件中，即使以高電壓和/或高電流驅動亦能夠以不降低輸出之狀態抑制發熱。

以下，關於本發明的壓電元件及電聲轉換器，基於所添加之圖式中示出之較佳實施例，進行詳細說明。

以下所記載之構成要素的說明有時基於本發明的代表性實施態樣來進行，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包含記載於“～”的前後之數值作為下限值及上限值之範圍。

[壓電元件及電聲轉換器] 本發明的壓電元件具有： 壓電膜，具有壓電體層、設置於壓電體層的兩面之電極層及設置於電極層上之保護層；及 導熱構件，在至少一個保護層側經由黏著層黏貼， 導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上， 黏著層包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂。

又，本發明的電聲轉換器係將上述壓電元件黏附到振動板而成之電聲轉換器。

圖1係示意性地表示具有本發明的壓電元件的一例之本發明的電聲轉換器之圖。

圖1中示出之電聲轉換器100a具有壓電元件50a、振動板102、將壓電元件50a黏附至振動板102之黏貼層104。 壓電元件50a具有3張壓電膜10、導熱構件52、將導熱構件52與壓電膜10進行黏貼之黏著層54。

關於壓電元件50a，積層有3張壓電膜10，在一個最表面側經由黏著層54而黏貼有導熱構件52。壓電元件50a在與導熱構件52相反的一側的最表面，隔著黏貼層104與振動板102黏貼。又，在圖1中示出之例子中，作為較佳態樣，導熱構件52在面方向的大小大於壓電膜10，包覆壓電膜10而端部與振動板102接觸。

壓電膜10具有壓電體層、設置於壓電體層的兩面之電極層及設置於電極層上之保護層。故，導熱構件52及振動板102分別黏貼於世壓電膜10的保護層。關於壓電膜10，在以下進行詳細敘述。 另外，省略圖示，但相鄰之壓電膜10彼此藉由黏貼層而黏貼。又，各壓電膜10中連接用於施加驅動電壓之電源。

在這種電聲轉換器100a中，藉由向壓電元件50a的壓電膜10施加驅動電壓而壓電膜10沿面方向伸縮，藉由該壓電膜10的伸縮而壓電元件50a沿面方向伸縮。 藉由該壓電元件50a在面方向的伸縮而振動板102彎曲，其結果，振動板102沿厚度方向振動。藉由該厚度方向的振動，振動板102發出聲音。振動板102依據施加到壓電膜10之驅動電壓的大小而振動，並發出與施加到壓電膜10之驅動電壓對應之聲音。 亦即，該電聲轉換器100a能夠用作將壓電元件50用作激發器之揚聲器。

另外，圖1所示之壓電元件50a為積層了3層壓電膜10而成者，但本發明並不限定於此。亦即，壓電元件可以係具有1層（1張）壓電膜10者，或者，亦可以係積層了複數層者。在積層複數層壓電膜10之情況下，壓電膜10的積層數可以為2層，或者，可以為4層以上。關於這一點，後述之圖2～4中示出之壓電元件亦相同。

圖1中示出之壓電元件50a中，作為較佳態樣，相鄰之壓電膜10的極化方向彼此相反。因此，在相鄰之壓電膜10中，第1電極層14彼此及第2電極層16彼此相對。故，電源無論是交流電源還是直流電源，亦總是對相對之電極供給相同極性的電力。故，在壓電元件50a中，在即使相鄰之壓電膜10的電極彼此接觸亦不會短路（short circuit）。

另外，在壓電元件50a中，利用d33計（Meter）等檢測壓電膜10的極化方向即可。或者，可以從後述之極化的處理條件中得知壓電膜10的極化方向。

其中，在本發明的壓電元件50a中，導熱構件52與黏著層54的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上，又，黏著層54係包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂者。

如上所述，由電極層及保護層夾持了壓電體層之壓電膜若以高電壓和/或高電流驅動，則發熱，若壓電膜的溫度變高，則最壞的情況下，可能無法連續驅動。作為抑制發熱之機構，只要係減小壓電膜的尺寸、降低驅動電壓之積層了壓電膜之構成，則可以考慮到藉由減少積層數來降低靜電電容等機構，但導致產生音壓同時降低之問題。

相對於此，本發明的壓電元件50a藉由向壓電膜10積層導熱構件52而將壓電膜10所產生之熱量傳遞到導熱構件52並散熱，從而能夠抑制壓電膜10的溫度變高。其中，壓電膜10與導熱構件52需要藉由黏著層等來黏貼，但若黏著層的導熱性低，則無法較佳地將熱量傳遞到導熱構件52。因此，在本發明中，藉由將導熱構件52與黏著層54的積層體的厚度方向上的導熱率設為0.3W/mK以上，從而能夠將壓電膜10所產生之熱量傳遞到導熱構件52而散熱。

其中，用作導熱構件52的材料之導熱性高的金屬等的材料通常具有高楊氏模量，因此若向壓電膜10黏貼導熱構件52，則約束壓電膜10而可能阻礙壓電膜10的振動。亦即，導致輸出降低，例如，導致將電聲轉換器用作揚聲器時的音壓降低。相對於此，在本發明中，作為黏著層54，藉由使用包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂者，在壓電元件50a的通常的使用溫度下，黏著層成為柔軟的層，能夠抑制壓電膜10的振動藉由導熱構件52而被阻礙。藉此，能夠抑制音壓等的輸出降低。

另外，從散熱性的觀點考慮，導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率為0.5W/mK以上為較佳。

導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率的測量方法為如下。 由於導熱率（W/（m·K））能夠作為熱擴散率（m ²/s）×比熱（J/（g·K））×密度（g/cm ³）而求出，因此使用樣品進行下述測量。

＜導熱率＞ 進行從壓電元件移除的導熱構件的熱擴散率的測量。在進行測量時，能夠使用ai-Phase Co., Ltd.製造之ai～phase 1u等。此時，在保持載荷為50g下進行。

＜比熱＞ 將導熱構件切出數mg、進行比熱測量時能夠使用TA Instruments公司製造之DSC Q2000等。在測量盤為鋁、標準試樣為藍寶石、升溫速度為1℃/分鐘下進行。

＜密度＞ 導熱構件的密度測量能夠使用Quantachrome instruments公司製造之比重計ULTRAPYC 1200e等。

又，從抑制輸出的降低之觀點考慮，黏著層包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂為較佳，包含玻璃轉移溫度為-20℃以下的樹脂為更佳。

黏著層中所包含之樹脂的玻璃轉移溫度的測量方法為如下。 使用DMA（動態黏彈性測量裝置、例如Seiko Instruments Inc.製造之DMS6100），在測量溫度範圍-50～120℃、測量頻率2Hz下，獲得各溫度的損耗係數Tanδ，將Tanδ成為峰值之溫度規定為Tg。重複測量3次，其平均最終設為Tg。又，在進行測量時，還能夠使用回轉型流變儀等。

其中，在圖1中示出之例子中，作為較佳態樣，導熱構件52具有在面方向的大小大於壓電膜10，包覆壓電膜10而端部與振動板102接觸之構成，但並不限定於此。導熱構件52可以係面方向的大小為壓電膜10的大小以下且在壓電膜10上積層之構成。由於藉由導熱構件52與振動板102接觸而壓電膜10發熱，並且將導熱構件52所傳遞之熱量傳遞到振動板102而以更廣的面積散熱，因此能夠更良好地抑制壓電膜10的溫度上升。

另外，在圖1中示出之例子中，設為導熱構件52與振動板102直接接觸之構成，但並不限定於此，導熱構件52與振動板102可以藉由黏著層等來黏貼。作為將導熱構件52與振動板102進行黏貼之黏著層並無特別限制，使用將壓電元件50a與導熱構件52進行黏貼之黏著層54相同的黏著層為較佳。

又，在圖1中示出之例子中，壓電元件50a設為經由黏貼層104而與振動板102黏貼之構成，但並不限定於此，亦可以設為藉由包覆壓電元件50a之片狀物而與振動板102連接之構成。又，導熱構件52可以連接至包覆壓電元件50a之片狀物。又，壓電元件50a經由黏貼層104而黏貼至振動板102，並且壓電元件50a可以被片狀物包覆。

又，在圖1中示出之例子中，導熱構件52設為黏貼至所積層之壓電膜10的最外面的一個整個面之構成，但並不限定於此。從散熱性的觀點考慮，黏貼有導熱構件52之面積相對於壓電膜10的最外面的總面積的比例大為較佳。另一方面，從抑制壓電膜10的振動藉由導熱構件52而被阻礙之觀點考慮，黏貼有導熱構件52之面積相對於壓電膜10的最表面的總面積的比例小為較佳。從該等的觀點考慮，將導熱構件52與壓電膜10進行黏貼之部位的面積為壓電膜的最外面的面積的10%以上為較佳，20%以上～50%以下為更佳，30%以上～40%以下為進一步較佳。另外，由於壓電膜10非常薄，因此只要黏貼了導熱構件52與壓電膜10之部位的面積相對於壓電膜10的兩個主面的總面積成為上述範圍即可。

又，在圖1中示出之例子中，設為具有1張導熱構件52之構成，但並不限定於此。亦可以設為複數個導熱構件沿壓電膜的面方向分開地黏貼之構成。 圖2係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。

圖2中示出之電聲轉換器100b具有壓電元件50b、振動板102、將壓電元件50b黏附至振動板102之黏貼層104。 壓電元件50b具有3張壓電膜10、3個導熱構件52a～52c、將導熱構件52a～52c與壓電膜10進行黏貼之黏著層54。

關於壓電元件50b，積層有3張壓電膜10，在一個最表面側經由黏貼層104而與振動板102黏貼。又，壓電元件50b的與振動板102相反的一側的最表面側，經由黏著層54而黏貼有導熱構件52a～52c。具體而言，在圖2中示出之例子中，具有3個導熱構件52a～52c，在壓電膜10的主面的面方向上，3個導熱構件52a～52c以既定的距離分開地配置。又，作為較佳態樣，導熱構件52a及52c的端部分別地與振動板102接觸。亦即，配置成導熱構件52a的一個端部與振動板102接觸，另一個端部被黏貼至壓電元件50b的與振動板102相反的一側的最表面的端部。又，導熱構件52c的一個端部係壓電元件50b的與振動板102相反的一側的最表面且被黏貼至黏貼有導熱構件52a之端部相反的一側的端部，另一個端部與振動板102接觸。又，導熱構件52b黏貼至壓電元件50b的與振動板102相反的一側的最表面的、導熱構件52a與導熱構件52c之間。換言之，在壓電元件50b中，導熱構件被分割為複數個而被黏貼至壓電膜10。

如此，藉由設為複數個導熱構件沿壓電膜的面方向分開地黏貼之構成，能夠增加與導熱構件黏貼之面積來抑制溫度上升的同時，更良好地抑制藉由導熱構件而壓電膜10的振動被阻礙。

另外，在圖2中示出之例子中，設為將3個導熱構件分開配置之構成，但並不限定於此，亦可以係將2個導熱構件分開地配置之構成，亦可以係將4個以上的導熱構件分開地配置之構成。1個導熱構件的大小越小，則越能夠抑制阻礙壓電膜的振動。

又，導熱構件之間的距離並無特別限制，0.1mm～5mm為較佳，0.5mm～2mm為更佳。如上所述，將導熱構件52和壓電膜10黏貼之部位的面積相對於壓電膜的最外面的面積的比例越大，則散熱性越高，越小則越能夠抑制振動的阻礙。從該等觀點考慮，以適當地調整導熱構件之間的距離以使導熱構件52與壓電膜10黏貼之部位的面積的比例在較佳範圍內。

又，在圖2中示出之例子中，黏著層54依據導熱構件52a～52c來分割。然而，並不限定於此，黏著層54可以係將複數個導熱構件與壓電膜10黏貼之1張的層。

又，壓電元件係具有複數個壓電膜之構成之情況下，在所積層之壓電膜中，1層具有比其他壓電膜向面方向外伸之外伸部，導熱構件可以設為黏貼至外伸部之構成。 圖3係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。

圖3中示出之電聲轉換器100c具有壓電元件50c、振動板102、將壓電元件50c黏附至振動板102之黏貼層104。 壓電元件50c具有3張壓電膜10、導熱構件52、將導熱構件52與壓電膜10進行黏貼之黏著層54。

如圖3所示，在壓電元件50c中，在3張的壓電膜10中，配置於離振動板102最遠的位置之壓電膜10的面方向的大小比其他壓電膜10的大，並且具有向面方向外伸之外伸部11。導熱構件52在該外伸部11的與振動板102對向之面經由黏著層54被黏貼。又，導熱構件52的與壓電膜10相反的一側的端部與振動板102接觸。

如此，在壓電元件具有複數個壓電膜之構成中，藉由設為在1個壓電膜上設置外伸部，在該外伸部黏貼導熱構件之構成，能夠薄化壓電元件的厚度。

在從壓電膜10的主面垂直之方向觀察時的外伸部11的面積相對於壓電膜10的積層部分的面積為10%～100%為較佳，20%～70%為更佳。

又，在圖1中示出之例子中，設為在壓電元件的與振動板黏貼之面相反的一側的面具有導熱構件之構成，但並不限定於此。例如，可以設為在壓電元件的與振動板的黏貼面的一部分設置有導熱構件，在除了黏貼導熱構件的面以外的區域具有黏貼壓電元件與振動板之黏貼層之構成。 圖4係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。

圖4中示出之電聲轉換器100d具有壓電元件50d、振動板102、將壓電元件50c黏附至振動板102之黏貼層104。 壓電元件50d具有3張壓電膜10、導熱構件52d、將導熱構件52d與壓電膜10進行黏貼之黏著層54d。

如圖4所示，導熱構件52d在被積層之壓電膜10的振動板102側的面（黏貼面）的端部經由黏著層54d來黏貼。在圖式例中，導熱構件52d係外周的大小及形狀與壓電膜10大致相同之框狀的構件。又，黏著層54d以與導熱構件52d對應地形成為框狀。導熱構件52d的與壓電膜10相反的一側的面與振動板102接觸。

在由框狀的導熱構件52d包圍之空間中，填充有黏貼壓電元件50d和振動板102之黏貼層104。亦即，導熱構件52d和黏貼層104配置於厚度方向的大致相同的位置。

如此，由於藉由在壓電元件50d的與振動板102的黏貼面的端部設置導熱構件52d，在比導熱構件52d靠內側形成黏貼壓電元件50d和振動板102之黏貼層104，導熱構件52d與黏貼層104配置於厚度方向的大致相同位置，因此能夠薄化電聲轉換器100d的厚度。

另外，與壓電膜10的主面垂直之方向觀察時的導熱構件52d的面積相對於壓電膜10的面積為20%～50%為較佳，30%～40%為更佳。

又，在圖4中示出之例子中，導熱構件52d設為框狀的構件，並且設為配置於壓電膜10的黏貼面的端部（邊緣部）的整個區域之構成，但並不限定於此，導熱構件只要係配置於壓電膜10的黏貼面的一部分之構成即可。

又，在圖1等中示出之例子中，壓電元件設為具有積層有複數張壓電膜之構成者，但並不限定於此，如圖5所示，壓電元件可以設為藉由折返1次以上長形壓電膜10L而具有積層有複數層壓電膜者。

將長形壓電膜10L折返而積層之構成具有如下優點。 亦即，在積層了複數張切割片狀的壓電膜10之情況下，每1張壓電膜中，需要將第1電極層14及第2電極層16連接到驅動電源中。相對於此，在將長形壓電膜10L折返而積層之構成中，能夠僅由1張長形壓電膜10L來構成積層體。又，在將長形壓電膜10L折返而積層之構成中，僅需1個用於施加驅動電壓之電源，進而僅需要1處從壓電膜10L引出電極。 進而，在將長形壓電膜10L折返而積層之構成中，必然地，在相鄰之壓電膜彼此中，極化方向成為彼此反向。

以下，對本發明的壓電元件及電聲轉換器的構成要素進行說明。另外，在以下說明中，在不需要區別之情況下，還將壓電元件50a～50d統稱為壓電元件50。同樣地，還將電聲轉換器100a～100d稱為電聲轉換器100。又，還將導熱構件52、52a～52d統稱為導熱構件52。

圖6中放大表示壓電膜10的一部分。 在圖6中示出之壓電膜10具有：壓電體層12，其係具有壓電性之片狀物；第2電極層16，積層於壓電體層12的一個面；第2保護層20，積層於第2電極層16的與壓電體層12相反的一側的面；第1電極層14，積層於壓電體層12的另一個面；第1保護層18，積層於第1電極層14的與壓電體層12相反的一側的面。亦即，在壓電膜10中，用電極層夾持壓電體層12，在電極層的與壓電體層未接觸之面上積層有保護層之構成。

在本發明中，壓電體層12能夠利用各種公知的壓電體層。 在本發明中，如圖6中示意性地表示那樣，壓電體層12係在包含高分子材料之基質24中包含壓電體粒子26之高分子複合壓電體為較佳。

作為構成壓電體層12之高分子複合壓電體的基質24（基質兼黏結劑）的材料，使用在常溫下具有黏彈性之高分子材料為較佳。另外，在本說明書中，“常溫”係指0～50℃左右的溫度範圍。

其中，高分子複合壓電體（壓電體層12）為具備以下用件者為較佳。 （i）撓性 例如，以作為可攜式如報紙或雜誌之類的文件感覺緩慢彎曲之狀態進行把持之情況下，從外部不斷受到數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堅硬，則有產生其相對程度之較大的彎曲應力而在高分子基質與壓電體粒子的界面產生龜裂，最終導致破壞之虞。故，對高分子複合壓電體要求適當的柔軟性。又，若能夠將應變能作為熱向外部擴散，則能夠緩和應力。故，要求高分子複合壓電體的損耗正切適當大。

綜上所述，要求用作激發器之撓性之高分子複合壓電體對於20Hz～20kHz的振動較硬地顯現，對於數Hz以下的振動較柔軟地動作。又，要求相對於20kHz以下的所有頻率的振動，高分子複合壓電體的損耗正切適當大。 進而，藉由配合所黏附之對象材料（振動板）的剛性（硬度、剛度、彈簧常數）來積層，能夠簡便地調節彈簧常數為較佳，此時，黏貼層104越薄，越能夠提高能量效率。

通常，高分子固體具有黏彈性緩和機構，並隨著溫度的上升或者頻率的下降，大規模的分子運動作為儲存彈性係數（楊氏模量）的下降（緩和）或者損失彈性係數的極大化（吸收）而被觀察到。其中，藉由非晶質區域的分子鏈的微布朗（Micro Brownian）運動引起之緩和被稱作主分散，可觀察到非常大之緩和現象。該主分散產生之溫度為玻璃轉移點（Tg），黏彈性緩和機構最明顯之顯現。 在高分子複合壓電體（壓電體層12）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，實現對於20Hz～20kHz的振動較硬地動作，對於數Hz以下的慢振動較軟地動作之高分子複合壓電體。尤其，在適當地顯示該顯現等方面，將頻率1Hz中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，使用在常溫亦即0～50℃下，基於動態黏彈性試驗而得之頻率1Hz中之損耗正切Tanδ的極大值為0.5以上之高分子材料。 藉此，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緩和，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之頻率1Hz中的儲存彈性係數（E’）在0℃下為100MPa以上，在50℃下為10MPa以下。 藉此，能夠減小高分子複合壓電體藉由外力而被緩慢彎曲時產生之彎曲力矩的同時，能夠對於20Hz～20kHz的音響振動表現堅硬。

又，若在常溫下具有黏彈性之高分子材料的相對介電常數在25℃下為10以上，則為更佳。藉此，對高分子複合壓電體施加電壓時，對基質中的壓電體粒子需要更高之電場，因此能夠期待較大之變形量。 然而，另一方面，若考慮確保良好的耐濕性等，則相對介電常數在25℃下，高分子材料為10個以下亦為較佳。

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-乙烯基聚異戊二烯嵌段共聚物、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，亦能夠較佳地利用Hibler 5127（KURARAY CO.,LTD製造）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。

作為在常溫下具有黏彈性之高分子材料，使用具有氰乙基之高分子材料為較佳，使用氰乙基化PVA為特佳。亦即，在本發明中，壓電體層12作為基質24而使用具有氰乙基之高分子材料為較佳，使用氰乙基化PVA為特佳。 在以下說明中，將以氰乙基化PVA為代表之上述高分子材料亦統稱為“在常溫下具有黏彈性之高分子材料”。

另外，該等在常溫下具有黏彈性之高分子材料可以僅使用1種，亦可以併用（混合）使用複數種。

使用該等在常溫下具有黏彈性之高分子材料之基質24依據需要可以併用複數種高分子材料。 亦即，以調節介電特性或機械特性等為目的，向基質24加入氰乙基化PVA等黏彈性材料，依據需要亦可以添加其他介電性高分子材料。

作為一例，作為能夠添加之介電性高分子材料，例示出聚偏二氟乙烯、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系高分子、偏二氰乙烯-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、氰乙基羥基富勒烯、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、氰乙基聚丙烯酸乙酯、氰乙基富勒烯、氰乙基聚羥基亞甲基、氰乙基縮水甘油富勒烯、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腈橡膠或氯丁二烯橡膠等合成橡膠等。 其中，可較佳地利用具有氰乙基之高分子材料。 又，在壓電體層12的基質24中，該等介電性高分子材料並不限於1種，亦可以添加複數種。

又，以調節玻璃轉移點Tg為目的，除了介電性高分子材料以外，亦可以向基質24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，亦可以添加松香酯、松香、萜烯類、萜烯酚及石油樹脂等黏著賦予劑。

在壓電體層12的基質24中，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24中所佔比例計為30質量%以下為較佳。 藉此，在不損害基質24中的黏彈性緩和機構便能夠發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26及電極層的密接性提高等方面能夠獲得較佳的結果。

壓電體層12係由在這種基質24中包含壓電體粒子26之高分子複合壓電體組成之層。壓電體粒子26分散於基質24中。壓電體粒子26均勻（大致均勻）地分散於基質24中為較佳。 壓電體粒子26係由具有鈣鈦礦型或纖鋅礦型的晶體結構之陶瓷粒子組成者。 作為構成壓電體粒子26之陶瓷粒子，例如例示出鋯鈦酸鉛（PZT）、鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）、鈦酸鋇（BaTiO ₃）、氧化鋅（ZnO）及鈦酸鋇與鐵酸鉍（BiFe ₃）的固體溶液（BFBT）等。

該等壓電體粒子26的粒徑並無限制，依據壓電膜10的尺寸及壓電元件50的用途等適當進行選擇即可。壓電體粒子26的粒徑為1～10μm為較佳。 藉由將壓電體粒子26的粒徑設在該範圍內，在壓電膜10能夠兼顧高壓電特性和撓性等方面能夠獲得較佳的結果。

另外，壓電體層12中的壓電體粒子26可以在基質24中均勻且規則地分散、若被均勻地分散，則可以在基質24中不規則地分散。

在壓電膜10中，壓電體層12中的基質24與壓電體粒子26的量比並無限制，只要依據壓電膜10的面方向上的大小及厚度、壓電元件50的用途以及對壓電元件50所要求之特性等而適當地設定即可。 壓電體層12中的壓電體粒子26的體積分率為30～80%為較佳，50%以上為更佳，故設為50～80%為進一步較佳。 藉由將基質24與壓電體粒子26的量比設在上述範圍內，在能夠兼顧高壓電特性和撓性等方面能夠獲得較佳的結果。

在壓電膜10中，壓電體層12的厚度並無特別限定，依據壓電元件50的用途、壓電元件50中之壓電膜的積層數、壓電膜10中所要求之特性等可以適當進行設定。 壓電體層12越厚，在所謂片狀物的剛度等剛性等方面越有利，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12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12的厚度設在上述範圍內，在兼顧剛性的確保和適當的柔軟性等方面能夠獲得較佳的結果。

又，壓電體層12沿厚度方向極化處理（polarization）為較佳。

另外，在本發明中，壓電體層12並不限於如上所述那樣，如氰乙基化PVA那樣由在常溫下具有黏彈性之高分子材料組成之基質24中包含壓電體粒子26之高分子複合壓電體。 亦即，在本發明的壓電膜10中，壓電體層能夠利用各種公知的壓電體層。

作為一例，在包含上述聚偏二氟乙烯、偏二氯乙烯-四氟乙烯共聚物及偏二氯乙烯-三氟乙烯共聚物等介電性高分子材料之基質中亦能夠利用包含相同的壓電體粒子26之高分子複合壓電體、由聚偏二氟乙烯組成之壓電體層、由除了聚偏二氟乙烯以外的氟樹脂組成之壓電體層及積層了由聚L乳酸組成之薄膜和由聚D乳酸組成之薄膜之壓電體層等。 然而，如上所述，從能夠在對於20Hz～20kHz的振動而言動作較硬，對於數Hz以下的較慢的振動而言動作較軟且可獲得優異的音響特性、撓性優異等觀點考慮，在上述之如氰乙基化PVA那樣由在常溫下具有黏彈性之高分子材料組成之基質24中，可較佳地利用包含壓電體粒子26之高分子複合壓電體。

如圖6所示，壓電膜10具有在這種壓電體層12的一個面具有第2電極層16、在其上具有第2保護層20、在壓電體層12的另一個面具有第1電極層14及在其上具有第1保護層18而成之構成。其中，第1電極層14和第2電極層16形成電極對。

亦即，壓電膜10具有以電極對亦即第2電極層16及第1電極層14夾持壓電體層12的兩面，並且以第2保護層20及第1保護層18夾持該積層體而成之構成。 如此，在壓電膜10中，以第2電極層16及第1電極層14夾持之區域依據所施加之電壓而伸縮。 另外，第2電極層16及第2保護層20、以及第1電極層14及第1保護層18係為了方便說明壓電膜10而附加者。故，本發明中的第1及第2並無技術上的意義，又，與實際的使用狀態無關。

在本發明中，壓電膜10除了該等層以外，例如，可以具有用於黏貼電極層及壓電體層12之黏貼層及用於黏貼電極層及保護層之黏貼層。 黏貼劑可以係接著劑亦可以係黏著劑。又，黏貼劑亦能夠較佳地利用與從壓電體層12去除了壓電體粒子26之高分子材料亦即基質24相同之材料。另外，黏貼層可以在第1電極層14側及第2電極層16側雙方具有，亦可以僅在第1電極層14側及第2電極層16側中的一方具有。

在壓電膜10中，第2保護層20及第1保護層18被覆第1電極層14及第2電極層16之同時，起到對壓電體層12賦予適當的剛性和機械的強度之作用。亦即，在壓電膜10中，由基質24和壓電體粒子26組成之壓電體層12對於緩慢彎曲變形顯示出非常優異的撓性，但有時依據用途而剛性或機械的強度不足。壓電膜10中設置第2保護層20及第1保護層18以彌補該情況。 第1保護層18與第2保護層20僅配置位置不同而構成相同。故，在以下說明中，在不需要區別第1保護層18及第2保護層20之情況下，將兩個構件亦統稱為保護層。

第2保護層20及第1保護層18並無限制，能夠利用各種片狀物，作為一例，較佳地例示出各種樹脂薄膜。 其中，依據具有優異的機械特性及耐熱性等理由，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（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被較佳地利用。

第2保護層20及第1保護層18的厚度亦並無限制。又，第2保護層20及第1保護層18的厚度基本上相同，但是亦可以不同。 其中，若第2保護層20及第1保護層18的剛性過高，則不僅限制壓電體層12的伸縮，亦會損害撓性。因此，除了要求機械的強度或作為片狀物的良好的操作性之情況以外，第2保護層20及第1保護層18越薄越有利。

在壓電膜10中，若第2保護層20及第1保護層18的厚度為壓電體層12的厚度的2倍以下，則在兼顧剛性的確保與適當的柔軟性等方面能夠獲得較佳的結果。 例如，在壓電體層12的厚度為50μm且第2保護層20及第1保護層18由PET組成之情況下，第2保護層20及第1保護層18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。

在壓電膜10中，在壓電體層12與第2保護層20之間形成第2電極層16，在壓電體層12與第1保護層18之間形成第1電極層14。為了對壓電體層12（壓電膜10）施加電壓而設置第2電極層16及第1電極層14。

第1電極層14與第2電極層16除了位置不同以外，基本相同。故，在以下說明中，在不需要區別第1電極層14與第2電極層16之情況下，兩個構件亦統稱為電極層。

在本發明中，第2電極層16及第1電極層14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、鉻及鉬等的金屬、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。或者，還例示出PEDOT/PPS（聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸）等導電性高分子。其中，銅、鋁、金、銀、鉑及氧化銦錫作為第2電極層16及第1電極層14而較佳地例示。其中，從導電性、成本及撓性等觀點考慮，銅為更佳。

又，第2電極層16及第1電極層14的形成方法亦並無限制，能夠利用各種基於真空蒸鍍及濺射等氣相沉積法（真空成膜法）、電鍍而形成之膜、以及黏貼由上述材料所形成之箔之方法等公知的方法。

其中，依據能夠確保壓電膜10的撓性等理由，作為第2電極層16及第1電極層14，尤其可較佳地利用藉由真空蒸鍍所成膜之銅及鋁等薄膜。其中，特別是較佳地利用基於真空蒸鍍而形成之銅的薄膜。

第2電極層16及第1電極層14的厚度並無限制。又，第2電極層16及第1電極層14的厚度基本上相同，但是亦可以不同。 其中，與前述的第2保護層20及第1保護層18同樣地，若第2電極層16及第1電極層14的剛性過高，則不僅限制壓電體層12的伸縮，亦會損害撓性。因此，若在電阻不會變得過高的範圍內，則第2電極層16及第1電極層14越薄越有利。

在壓電膜10中，若第2電極層16及第1電極層14的厚度與楊氏模量之積低於第2保護層20及第1保護層18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2保護層20及第1保護層18由PET（楊氏模量：約6.2GPa）組成且第2電極層16及第1電極層14由銅（楊氏模量：約130GPa）組成之組合的情況下，若設為第2保護層20及第1保護層18的厚度為25μm，則第2電極層16及第1電極層14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具有由第2電極層16及第1電極層14夾持在包含高分子材料之基質24中分散壓電體粒子26而成之壓電體層12，進而由第2保護層20及第1保護層18夾持該積層體而成之構成。 這種壓電膜10在常溫下具有基於動態黏彈性測量而得之頻率1Hz中的損耗正切（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從外部受到數Hz以下的比較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1Hz中的儲存彈性係數（E’）在0℃下為10～30GPa，在50℃下為1～10GPa。另外，關於該條件，亦與壓電體層12相同。 藉此，在常溫下壓電膜10在儲存彈性係數（E’）中能夠具有較大的頻率分散。亦即，能夠對於20Hz～20kHz的振動較硬地動作，對於數Hz以下的振動較柔軟地顯現。

又，壓電膜10為如下為較佳，亦即，厚度與基於動態黏彈性測量而得之頻率1Hz中的儲存彈性係數（E’）之積在0℃下為1.0×10 ⁵～2.0×10 ⁶N/m，在50℃下為1.0×10 ⁵～1.0×10 ⁶N/m。另外，關於該條件，亦與壓電體層12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的之剛性和機械的強度。

進而，壓電膜10為如下為較佳，亦即，從動態黏彈性測量所獲得之主曲線中，在25℃下頻率1kHz中之損耗正切（Tanδ）為0.05以上。關於該條件，亦與壓電體層12相同。 藉此，使用了壓電膜10之揚聲器的頻率特性變得平滑，能夠減小隨著揚聲器的曲率的變化而最低共振頻率f ₀變化時的音品的變化量。

另外，本發明中，壓電膜10及壓電體層12等的儲存彈性係數（楊氏模量）及損耗正切只要利用公知的方法進行測量即可。作為一例，使用SII Nano Technology Inc.製造之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，分別例示出如下：測量頻率為0.1Hz～20Hz（0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz及20Hz）、測量溫度為-50～150℃、升溫速度為2℃/分鐘（氮氣氛中）、樣品尺寸為40mm×10mm（包括夾板區域）、卡盤間距為20mm。

在壓電元件50中，在各壓電膜10的第2電極層16及第1電極層14上連接有施加使壓電膜10伸縮之驅動電壓亦即供給驅動電力之電源。 電源並無限制，可以為直流電源亦可以為交流電源。又，關於驅動電壓，亦依據壓電膜10的壓電體層12的厚度及形成材料等，將能夠正確地驅動壓電膜10之驅動電壓適當進行設定即可。

從第2電極層16及第1電極層14引出電極的方法並無限制，能夠利用公知的各種方法。 作為一例，例示出：向第2電極層16及第1電極層14連接銅箔等導電體而向外部引出電極之方法及藉由激光等而在第2保護層20及第1保護層18形成貫通孔並向該貫通孔填充導電性材料而向外部引出電極之方法等。 作為較佳的電極引出方法，例示出日本特開2014-209724號公報中所記載之方法及日本特開2016-015354號公報中所記載之方法等。

導熱構件52係傳遞壓電膜10所產生之熱量並進行散熱之構件。 作為導熱構件52，使用包括不鏽鋼、銅合金及鋁等的金屬材料、石墨以及陶瓷等導熱率高之無機材料之構件。

又，為了賦予絕緣性，導熱構件52可以具有在由上述無機材料組成之層上積層PET、聚酯、聚丙烯等的樹脂薄膜而得之構成。此時，導熱構件52可以係在金屬箔的一個表面積層有樹脂薄膜之構成，亦可以係在金屬箔的兩個表面積層有樹脂薄膜之構成。

作為導熱構件52的厚度，從難以阻礙壓電膜的振動之觀點考慮，薄為較佳。又，亦從散熱性的觀點考慮，薄為較佳。從該等觀點考慮，導熱構件52的厚度為0.1μm～1000μm為較佳，1μm～100μm為更佳，1μm～50μm為進一步較佳。

黏著層54係黏貼壓電膜10的保護層與導熱構件52者。故，黏著層54由能夠黏貼壓電膜10的保護層和導熱構件52之具有黏著性之材料組成。 其中，如上所述，黏著層54包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂。藉由包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂，黏著層54為0℃以上時，成為凝膠狀（橡膠狀）的柔軟狀態，能夠防止導熱構件52約束壓電膜10，並且能夠抑制阻礙壓電膜10的伸縮。

作為具有黏著性且玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂，例示出丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸異壬酯等丙烯酸系樹脂及矽酮、胺基甲酸酯橡膠等。

其中，在本發明中，導熱構件52與黏著層54的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上。為了確保這種導熱率，黏著層54可以含有由金屬等導熱性高的材料組成之填充劑。

作為黏著層54的厚度，從難以阻礙壓電膜的振動之觀點考慮，厚為較佳，從散熱性的觀點考慮，薄為較佳。從該等觀點考慮，黏著層54的厚度為1μm～500μm為較佳，5μm～300μm為更佳，10μm～200μm為進一步較佳。

在具有上述之壓電元件50之電聲轉換器100中，振動板102作為較佳態樣，係具有撓性者。另外，本發明中，具有撓性係指與一般解釋為具有撓性之含義相同，表示能夠彎曲及能夠繞曲，具體而言，在不發生破壞和損傷之狀態下，能夠彎曲和拉伸。 振動板102較佳為只要係具有撓性者，則並無限制，能夠利用各種片狀物（板狀物、薄膜）。 作為一例，例示出由聚對酞酸乙二酯（PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚苯硫（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、由發泡聚苯乙烯、發泡苯乙烯及發泡聚乙烯等組成之發泡塑膠、以及將波浪狀的紙板的單面或兩面黏貼在其他紙板而成之各種瓦楞紙材料等。 又，電聲轉換器100只要係具有撓性者，則作為振動板102，亦能夠適當地利用有機電致發光（OLED（Organic Light Emitting Diode））顯示器、液晶顯示器、微型LED（Light Emitting Diode：發光二極體）顯示器及無機電致發光二極體顯示器等顯示元件等。

在電聲轉換器100中，振動板102和壓電元件50藉由黏貼層104黏貼。

黏貼層104若能夠黏貼振動板102與壓電元件50，則能夠利用各種公知者。 因此，黏貼層104可以為由貼合時具有流動性而之後變成固態之接著劑組成之層，亦可以為由貼合時為凝膠狀（橡膠狀）的柔軟之固態而之後亦保持凝膠狀的狀態之黏著劑組成之層，還可以為由具有接著劑與黏著劑這兩者的特徵之材料組成之層。

其中，在電聲轉換器100中，藉由使壓電元件50伸縮而使振動板102彎曲並震動以產生聲音。故，在電聲轉換器100中，壓電元件50的伸縮直接傳達到振動板102為較佳。若在振動板102與壓電元件50之間存在如緩和振動之具有黏性之物質，則會導致降低壓電元件50向振動板102的伸縮能量的傳遞效率，並且導致降低電聲轉換器100的驅動效率。 若考慮到這一點，則黏貼層104係相比由黏著劑組成之黏著劑層，可獲得固態且較硬的黏貼層104之由接著劑組成之接著劑層為較佳。作為更佳的黏貼層104，具體而言，可例示出由聚酯系接著劑及苯乙烯·丁二烯橡膠（SBR）系接著劑等熱塑性類型的接著劑組成之黏貼層。 接著與黏著不同，在要求高接著溫度時有用。又，熱塑性類型的接著劑兼備“相對低溫、短時間及強接著”，因此為較佳。

黏貼層104的厚度並無限制，只要依據黏貼層104的材料而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，關於電聲轉換器100，黏貼層104越薄越提高傳遞到振動板102之壓電元件50的伸縮能量（振動能量）的傳遞效果，能夠提高能量效率。又，若黏貼層104厚且剛性高，則有可能會限制壓電元件50的伸縮。 若考慮到這一點，則黏貼層104薄為較佳。具體而言，黏貼層104的厚度係黏貼後的厚度為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100中，黏貼層104係作為較佳態樣而設置者，並不是必須的構成要素。 故，電聲轉換器100不具有黏貼層104，可以使用公知的壓接機構、緊固機構及固定機構等來固定振動板102與壓電元件50。例如，在俯視壓電元件50時之形狀為矩形之情況下，可以使用如螺栓及螺帽那樣的構件緊固四角而構成電聲轉換器，或者用如螺栓及螺帽那樣的構件緊固四角及中心部而構成電聲轉換器。

然而，此時，在由電源施加驅動電壓時，壓電元件50相對於振動板102獨立地伸縮，依據情況，僅壓電元件50彎曲而壓電元件50的伸縮無法被傳遞到振動板102。如此，在壓電元件50相對於振動板102而獨立地伸縮之情況下，基於壓電元件50的振動板102的振動效率降低。有可能導致無法使振動板102充分地振動。 若考慮到這一點，如圖1所示，由黏貼層104黏貼振動板102和壓電元件50為較佳。

其中，如上所述，壓電體層12係基質24中包含壓電體粒子26者。又，以在厚度方向上夾持壓電體層12之方式設置有第2電極層16及第1電極層14。 若對具有這種壓電體層12之壓電膜10的第2電極層16及第1電極層14施加電壓，則依據所施加之電壓而壓電體粒子26向極化方向伸縮。其結果，壓電膜10（壓電體層12）向厚度方向收縮。同時，由於帕松比的關係，壓電膜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12的厚度較佳為10～300μm左右。故，厚度方向的伸縮最大亦只是0.3μm左右為非常小。 相對於此，壓電膜10亦即壓電體層12在面方向上具有明顯大於厚度之尺寸。故，例如，若壓電膜10的長度為20cm，則藉由施加電壓，壓電膜10最大伸縮0.2mm左右。

振動板102藉由黏貼層104而被黏貼至壓電膜10。因此，藉由壓電膜10的伸縮，振動板102彎曲，其結果，振動板102向厚度方向振動。 藉由該厚度方向的振動，振動板102發出聲音。亦即，振動板102依據施加於壓電膜10之電壓（驅動電壓）的大小來進行振動，並依據施加於壓電膜10之驅動電壓來發出聲音。

又，藉由依據振動板102的彈簧常數來調整壓電膜10的質量，能夠提高音壓等級。若壓電膜10的質量大，則導致振動板102彎曲，因此有可能抑制驅動時的振動板102的振動。另一方面，若壓電膜10的質量小，則共振頻率變高，有可能抑制低頻率下的振動板102的振動。若考慮這些點，依據振動板102的彈簧常數來適當地調整壓電膜10的質量為較佳。

又，省略圖示，在壓電元件中，具有複數個壓電膜時，壓電膜彼此藉由黏貼層而被黏貼。 將壓電膜彼此進行黏貼之黏貼層若能夠黏貼相鄰之壓電膜10，則能夠利用各種公知者，能夠使用與將上述振動板和壓電元件進行黏貼之黏貼層104相同的材料。

以下，參閱圖7～圖10，對壓電膜10的製造方法的一例進行說明。

首先，如圖7所示，準備在第2保護層20的表面形成有第2電極層16之片狀物42。進而，準備在圖9中示意性地示出之第1保護層18的表面形成有第1電極層14之片狀物40。

片狀物42可以藉由真空蒸鍍、濺鍍及電鍍等在第2保護層20的表面形成銅薄膜等作為第2電極層16來製作。同樣地，可以藉由真空蒸鍍、濺鍍及電鍍等在第1保護層18的表面上形成銅薄膜等作為第1電極層14來製作片狀物40。 或者，可以將在保護層上形成銅薄膜等之市售品片狀物用作片狀物42和/或片狀物40。 片狀物42及片狀物40可以係相同者，亦可以係不同者。

另外，關於保護層非常薄，且操作性差時等，依據需要可以使用帶隔板（臨時支撐體）之保護層。另外，作為隔板，能夠使用厚度為25～100μm的PET等。只要在電極層及保護層的熱壓接之後去除隔板即可。

接著，如圖8所示，在片狀物42的第2電極層16上塗佈成為壓電體層12的塗料（塗佈組成物）之後，藉由硬化而形成壓電體層12。藉此，製作積層了片狀物42和壓電體層12之壓電積層體46。

壓電體層12的形成能夠依據形成壓電體層12之材料來利用各種方法。 作為一例，首先，將上述氰乙基化PVA等高分子材料溶解於有機溶劑中，進而添加PZT粒子等壓電體粒子26，並進行攪拌來製備塗料。 有機溶劑並無限制，能夠利用二甲基甲醯胺（DMF）、甲基乙基酮（MEK）及環己酮等各種有機溶劑。 在準備片狀物42並製備了塗料之後，將該塗料澆鑄（塗佈）於片狀物42上，蒸發並乾燥有機溶劑。藉此，如圖8所示，製作在第2保護層20上具有第2電極層16且在第2電極層16上積層壓電體層12而成之壓電積層體46。

塗料的澆鑄方法並無限制，能夠利用棒塗佈機、斜片式塗佈機（slidecoater）及塗層刀（doctorknife）等所有之公知的方法（塗佈裝置）。 或者，若高分子材料為能夠加熱熔融之物質，則可以藉由加熱熔融高分子材料而製作向其中添加壓電體粒子26而成之熔融物，並藉由擠出成形等而在圖7中示出之片狀物42上擠壓成薄片狀並進行冷卻，藉此製作如圖8所示之壓電積層體46。

另外，如上所述，在壓電體層12中，除了在常溫下具有黏彈性之高分子材料以外亦可以向基質24中添加PVDF等高分子壓電材料。 向基質24添加該等高分子壓電材料時，溶解添加於上述塗料之高分子壓電材料即可。或者，只要向經加熱熔融之在常溫下具有黏彈性之高分子材料中添加需添加之高分子壓電材料來進行加熱熔融即可。

在形成壓電體層12之後，可以依據必要進行壓延處理。壓延處理可以進行1次，亦可以進行複數次。 眾所周知，壓延處理係指藉由熱壓或加熱輥等來加熱被處理面的同時進行按壓以實施平坦化等之處理。

接著，對在第2保護層20上具有第2電極層16，並且在第2電極層16上形成壓電體層12而成之壓電積層體46的壓電體層12進行極化處理（polarization）。壓電體層12的極化處理可以在壓延處理之前進行，在進行了壓延處理之後進行為較佳。 壓電體層12的極化處理的方法並無限制，能夠利用公知的方法。例如，例示出對進行極化處理之對象直接施加直流電場之電場極化處理。另外，在進行電場極化處理之情況下，可以在極化處理之前形成第1電極層14，並且利用第1電極層14及第2電極層16來進行電場極化處理。 又，在本發明的壓電膜10中，極化處理不是向壓電體層12的面方向而是沿厚度方向進行極化為較佳。

接著，如圖9所示，在進行了極化處理之壓電積層體46的壓電體層12側，將之前準備之片狀物40使第1電極層14朝向壓電體層12積層。 進而，藉由以第1保護層18及第2保護層20夾持該積層體，並且使用熱壓裝置及加熱輥等進行熱壓接以使壓電積層體46與片狀物40貼合，製作如圖10所示的壓電膜10。 或者，使用接著劑使壓電積層體46與片狀物40貼合，較佳為進一步壓接來製作壓電膜10。

另外，該壓電膜10可以使用切割片狀的片狀物42及片狀物40等來製造，或者可以利用卷對卷（Roll to Roll）來製造。

所製作之壓電膜亦可以依據各種用途而切割成所希望的形狀。 藉由這種方式製作之壓電膜10僅沿面方向而且沿厚度方向極化，並且即使在極化處理後不進行拉伸處理亦可獲得較高的壓電特性。因此，壓電膜10在壓電特性中沒有面內各向異性，若施加驅動電壓，則在面方向的所有方向上，各向同性地伸縮。

以上，對本發明的壓電元件進行了詳細說明，但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，可以進行各種改進或變更，這是理所當然的。 [實施例]

以下，列舉本發明的具體的實施例，對本發明進行更詳細說明。另外，本發明並不限定於該實施例，只要不脫離本發明的宗旨，則能夠適當地變更以下實施例中示出之材料、使用量、比例、處理內容、處理步驟等。

[壓電膜的製作] 藉由上述之圖7～圖10中示出之方法而製作了如圖6中示出那樣的壓電膜。 首先，以下述組成比將氰乙基化PVA（CR-V Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造）溶解於二甲基甲醯胺（DMF）。然後，在該溶液中，以下述組成比添加PZT粒子作為壓電體粒子，用螺旋槳混合器（轉速2000rpm）攪拌，以製備用於形成壓電體層之塗料。 ·PZT粒子···········300質量份 ·氰乙基化PVA·······30質量份 ·DMF··············70質量份 另外，PZT粒子為使用了以1000～1200℃燒結了市售的PZT原料粉之後，以平均粒徑成為5μm之方式，將其進行粉碎及分級處理者。

另一方面，準備了在厚度為4μm的PET薄膜上真空蒸鍍厚度為0.3μm的銅薄膜而成之片狀物。亦即，在本例中，第1電極層及第2電極層係厚度為0.3μm的銅蒸鍍薄膜，第1保護層及第2保護層成為厚度為4μm的PET薄膜。 在片狀物的第2電極層（銅蒸鍍薄膜）上，使用斜片式塗佈機，塗佈了用於形成預先製備之壓電體層之塗料。另外，塗料以乾燥後的塗膜的膜厚成為50μm之方式進行了塗佈。 接著，藉由在120℃的加熱板上加熱並乾燥在片狀物上塗佈了塗料之物質而使DMF蒸發。藉此，在PET製第2保護層上具有銅製第2電極層，在其上製作了具有厚度為50μm的壓電體層（高分子複合壓電體層）之壓電積層體。

將所製作之壓電體層沿厚度方向進行了極化處理。

在進行了極化處理之壓電積層體上，將第1電極層（銅薄膜側）朝向壓電體層，在PET薄膜上積層了蒸鍍有同一薄膜之片狀物。 接著，藉由使用層壓裝置，以120℃的溫度將壓電積層體與片狀物的積層體進行熱壓接，從而藉由黏貼以接著壓電體層與第1電極層，製作了如圖10所示之壓電膜。

接著，將該壓電膜切出平面形狀為20cm×5cm的長方形。

[實施例1] 經由黏貼層（丙烯酸系黏著劑）積層了5張所切出之壓電膜。接著，在所積層之壓電膜的一個最外面，黏貼了切出20cm×5cm的長方形之熱磁帶（3M Company製造之9876-10），製作了壓電元件。該熱磁帶用聚合物薄膜被覆金屬箔，並且係具有丙烯酸系黏著層者。亦即，該熱磁帶係導熱構件與黏著層的積層體，導熱構件具有金屬箔和樹脂薄膜的積層體的構成。 該熱磁帶（導熱構件與黏著層的積層體）的厚度方向的導熱率為0.8W/mK。

接著，將所製作之壓電元件的與導熱構件相反的一側的面黏貼於振動板，製作了電聲轉換器。作為振動板，使用了大小為500mm×450mm、厚度為0.8mm、材質為鋁的板狀構件。作為將壓電元件和振動板進行黏貼之黏貼層，使用了丙烯酸系黏著劑。另外，導熱構件和振動板並未直接接觸。

[實施例2] 除了使用熱磁帶（3M Company製造之9876B-08）來代替熱磁帶（3M Company製造之9876-10）以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，製作了電聲轉換器。該熱磁帶用聚合物薄膜被覆金屬箔，並且係具有丙烯酸系黏著層者。亦即，該熱磁帶係導熱構件與黏著層的積層體，導熱構件具有金屬箔和樹脂薄膜的積層體的構成。該熱磁帶（導熱構件與黏著層的積層體）的厚度方向的導熱率為1.4W/mK。

[實施例3] 除了使用熱磁帶（Nitto Denko Corporation製造之TR-5310EX）來代替熱磁帶（3M Company製造之9876-10）以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，製作了電聲轉換器。該熱磁帶係具有聚酯薄膜及丙烯酸系黏著層者。該熱磁帶（導熱構件與黏著層的積層體）的厚度方向的導熱率為0.4W/mK。

[實施例4] 將熱磁帶切成20cm×10cm的長方形，黏貼至所積層之壓電膜的一個最外面的同時，配置成熱磁帶的兩端部與振動板接觸以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，並製作了電聲轉換器。

[實施例5] 除了將熱磁帶切成2張20cm×5cm的長方形，黏貼成與所積層之壓電膜的一個最外面分開5mm，並且配置成各熱磁帶的端部與振動板接觸以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電元件，並製作了電聲轉換器。黏貼了熱磁帶之部位的面積的比例成為壓電膜的最外面的面積的45%（一個表面的面積的90%）。

[實施例6] 除了將熱磁帶切成5cm×5cm的長方形，黏貼成在所積層之壓電膜的一個最外面所黏貼之部位的面積成為壓電膜的最外面的面積的5%，並且配置成熱磁帶的端部與振動板接觸以外，以與實施例1相同的方式製作了壓電元件，並製作了電聲轉換器。

[比較例1] 除了不黏貼熱磁帶以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，並製作了電聲轉換器。

[比較例2] 除了使用DU PONT-TORAY CO.,LTD.製造之kapton tape（註冊商標）來代替熱磁帶（3M Company製造之9876-10）以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，並製作了電聲轉換器。 該kapton tape的厚度方向的導熱率為0.16W/mK。

[比較例3] 除了使用TOAGOSEI CO., LTD.製造之Aron Alpha（註冊商標）將由不具有黏著層之PET薄膜和銅箔組成之導熱構件黏貼至壓電膜以外，以與實施例1相同的方式製作壓電元件，並製作了電聲轉換器。 Aron Alpha的玻璃轉移溫度為50℃以上。

[評價] 關於所製作之各實施例及比較例的電聲轉換器，評價了音壓及到達的溫度。

＜音壓＞ 藉由支撐振動板的短邊而直立設置了振動板。在振動板側，從壓電元件的中心離法線方向（與PET薄膜垂直之方向）1m的位置設置麥克風，藉由驅動壓電元件而測量了頻率1kHz下的音壓。 對壓電元件的輸入訊號設為20～20kHz的掃描正玄波（50Vrms）。

＜到達溫度＞ 將所製作之電聲轉換器連接到連續驅動試驗（50Vrms）中，藉由熱成像儀（Keysight Technologies公司製造之U5855A）測量了連續驅動30分鐘之後的壓電元件的到達溫度。測量環境溫度設為23℃。輸入訊號設為SN2訊號。SN2訊號係指，JEITA定義之雜訊訊號的標準，係將白雜訊訊號的高頻分量和低頻分量進行切割而得到之雜訊訊號。所施加之電壓的頻率設為20Hz～20kHz的區域。又，壓電元件的溫度測量位置設為顯示最高到達溫度之任意位置。 將結果示於表1中。另外，在表1中，貼附面積的項目係表示黏貼熱磁帶（導熱構件）之部位的面積相對於所積層之壓電膜的最外面的面積之比例之項目。又，連續性的項目係表示導熱構件是1張還是分割成2個以上的構成之項目。

[表1]

	導熱構件與黏著層	導熱構件	黏著層	評價
導熱率 W/mK	有無與振動板連接	貼附面積率	連續性	玻璃轉移溫度Tg ℃	音壓 dB	到達溫度 ℃
實施例1	0.8	無	50%	連續	未達0℃	80	42
實施例2	1.4	無	50%	連續	未達0℃	80	41
實施例3	0.4	無	50%	連續	未達0℃	80	43
實施例4	0.8	有	50%	連續	未達0℃	80	40
實施例5	0.8	有	45%	不連續	未達0℃	82	40
實施例6	0.8	有	5%	不連續	未達0℃	83	41
比較例1	無	-	-	-	-	85	51
比較例2	0.16	有	50%	連續	未達0℃	80	47
比較例3	0.8	有	50%	連續	50℃以上	75	43

從表1中可知本發明的實施例具有高音壓，並且到達溫度低。可知由於比較例1不具有導熱構件，因此到達溫度變高。可知由於比較例2中，導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向的導熱率低，因此到達溫度變高。可知由於比較例3中，黏著層的玻璃轉移溫度高，因此阻礙壓電膜的振動，音壓變低。

又，從實施例1～3的對比可知，導熱構件與黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率高為較佳。 又，從實施例1與實施例4的對比可知，導熱構件與振動板接觸為較佳。 又，從實施例4與實施例5的對比可知，由於藉由將導熱構件分割為複數個而能夠更良好地降低阻礙壓電膜的振動，因此為較佳。 由以上可知，本發明的效果明顯。 [產業上之可利用性]

關於本發明的壓電元件，例如，能夠較佳地用作聲波感測器、超聲波感測器、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，適用於裂縫檢測等基礎結構點檢或異物混入檢測等製造現場檢測中有用）、麥克風、拾音器、揚聲器及激發器等音響元件（作為具體的用途，例示出雜訊消除器（使用於車、通勤電聯車、飛機、機器人等）、人造聲帶、害蟲/有害動物侵入防止用之蜂鳴器、家具、壁紙、照片、頭盔、護目鏡、頭靠、標牌、機器人等）、適用於汽車、智慧型手機、智慧型手錶、遊戲機等而使用之觸覺介面、超聲波探頭及水中受波器等超聲波換能器、防止水滴附著、輸送、攪拌、分散、研磨等而使用之致動器、容器、乘坐物、建築物、滑雪板及球拍等運動器材中使用之減振材料（阻尼器），以及適用於道路、地板、床墊、椅子、鞋子、輪胎、車輪及電腦鍵盤等而使用之振動發電裝置。

10,10L:壓電膜 11:外伸部 14:第1電極層 16:第2電極層 18:第1保護層 20:第2保護層 24:基質 26:壓電體粒子 40:片狀物 42:片狀物 46:壓電積層體 50a,50b,50c,50d:壓電元件 52,52a,52b,52c,52d:導熱構件 54,54d:黏著層 100a,100b,100c,100d:電聲轉換器 102:振動板 104:黏貼層

圖1係示意性地表示具有本發明的壓電元件的一例之本發明的電聲轉換器之圖。 圖2係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。 圖3係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。 圖4係示意性地表示具有本發明的壓電元件的另一例之本發明的電聲轉換器之圖。 圖5係示意性地表示本發明的壓電元件所具有之壓電膜的另一例之圖。 圖6係示意性地示出本發明的壓電元件所具有之壓電膜的一例之剖面圖。 圖7係用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖8用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖9係用於說明壓電膜的製作方法的一例之示意圖。 圖10係示意性地表示實施例中使用之切割裝置之側面圖。

10:壓電膜

50a:壓電元件

52:導熱構件

54:黏著層

100a:電聲轉換器

102:振動板

104:黏貼層

Claims (11)

1. 一種壓電元件，其具有： 壓電膜，具有壓電體層、設置於前述壓電體層的兩面之電極層、以及設置於前述電極層上之保護層；及 導熱構件，在至少一個保護層側經由黏著層黏貼， 前述導熱構件與前述黏著層的積層體的厚度方向上的導熱率為0.3W/mK以上， 前述黏著層包含玻璃轉移溫度為0℃以下的樹脂。
2. 如請求項1所述之壓電元件，其中 前述黏著層包含丙烯酸系樹脂。
3. 如請求項1所述之壓電元件，其中 將前述導熱構件與前述壓電膜黏貼之部位的面積為前述壓電膜的最外面的面積的10%以上。
4. 如請求項1所述之壓電元件，其中 在前述壓電膜的面方向上，複數個前述導熱構件被分開地黏貼。
5. 如請求項1所述之壓電元件，其中 前述導熱構件係無機材料與樹脂薄膜的積層體。
6. 如請求項1所述之壓電元件，其具有複數層前述壓電膜。
7. 如請求項6所述之壓電元件，其中 所積層之前述壓電膜中的1層具有比其他的前述壓電膜向面方向外伸之外伸部， 前述導熱構件被黏貼至前述外伸部。
8. 如請求項1所述之壓電元件，其中 前述壓電體層係在包含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。
9. 一種電聲轉換器，其係將請求項1至請求項8之任一項所述之壓電元件黏附於振動板而成。
10. 如請求項9所述之電聲轉換器，其中 前述導熱構件與前述振動板接觸。
11. 如請求項9所述之電聲轉換器，其中 在前述壓電元件的與前述振動板的黏貼面的一部分設置有前述導熱構件， 在黏貼有前述導熱構件的面以外的區域具有黏貼前述壓電元件與前述振動板之黏貼層。

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