WO2020261822A1

WO2020261822A1 - 圧電フィルム

Info

Publication number: WO2020261822A1
Application number: PCT/JP2020/019872
Authority: WO
Inventors: 崇裕岩本
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2020-12-30
Also published as: JPWO2020261822A1; TWI836088B; CN114008804A; US20220115579A1; EP3993073A4; TW202101793A; JP7355819B2; KR20220007694A; EP3993073A1

Abstract

高い放熱性を有し、かつ、入力動作電圧に対して十分な音圧が得られる電気音響変換フィルム等を実現できる圧電フィルム（10）の提供を課題とする。高分子材料を含むマトリックス（24）中に圧電体粒子（26）を含む高分子複合圧電体（12）と、高分子複合圧電体の両面に積層された電極層（14, 16）と、少なくとも一方の電極層の表面に積層された保護層（18, 20）とを有し、断面を走査型電子顕微鏡で観察した際に、少なくとも一方の電極層が保護層に向かう複数の凸部（30）を有し、凸部の数が、断面における視野８５μｍあたり２～４０個であることにより、課題を解決する。

Description

圧電フィルム

　本発明は、電気音響変換フィルム等に用いられる圧電フィルムに関する。

　液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなど、ディスプレイの薄型化および軽量化に対応して、これらの薄型ディスプレイに用いられるスピーカーにも薄型化および軽量化が要求されている。また、プラスチック等の可撓性基板を用いたフレキシブルディスプレイの開発に対応して、これに用いられるスピーカーにも可撓性が要求されている。

　従来のスピーカーの形状は、漏斗状のいわゆるコーン型や、球面状のドーム型等が一般的である。しかしながら、このようなスピーカーを上述の薄型のディスプレイに内蔵しようとすると、十分に薄型化を図ることができず、また、軽量性や可撓性を損なう虞れがある。また、スピーカーを外付けにした場合、持ち運び等が面倒である。

　そこで、薄型で、軽量性や可撓性を損なうことなく薄型のディスプレイやフレキシブルディスプレイに一体化可能なスピーカーとして、シート状で可撓性を有し、印加電圧に応答して伸縮する性質を有する圧電フィルムを用いることが提案されている。

　例えば、本件出願人は、シート状で、可撓性を有し、かつ、高音質な音を安定して再生することができる圧電フィルムとして、特許文献１に開示される圧電フィルム（電気音響変換フィルム）を提案している。
　特許文献１に開示される圧電フィルムは、常温で粘弾性を有する高分子材料からなる粘弾性マトリックス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体を挟むように設けられた電極層とを有するものである。特許文献１に記載される圧電フィルムは、好ましい態様として、薄膜電極の表面に形成された保護層を有する。
　また、特許文献１に開示される圧電フィルムは、電極層との接触面において、高分子複合圧電体における圧電体粒子の面積分率が５０％以下である。

特開２０１４－２１２３０７号公報

　このような圧電フィルムは、例えば、屈曲した状態で維持することで、圧電スピーカーとして機能する。すなわち、圧電フィルムを屈曲状態で維持し、電極層に駆動電圧を印加することで、圧電体粒子の伸縮によって高分子複合圧電体が伸縮し、この伸縮を吸収するために振動する。圧電フィルムは、この振動によって空気を振動させて、電気信号を音に変換している。

　ここで、圧電フィルムは、振動することで発熱する。そのため、圧電フィルムは、高い熱電変換性能のみならず、良好な放熱性を有するのが好ましい。
　しかしながら、従来の圧電フィルムの放熱性は十分ではなく、高い放熱性を有する圧電フィルムの実現が望まれている。

　発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、例えば電気音響変換フィルムとして圧電スピーカーに利用した場合に、入力動作電圧に対して十分な音圧が得られ、かつ、放熱性も良好な圧電スピーカーを実現できる、圧電フィルムを提供することにある。

　この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

　［１］　高分子材料を含むマトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体と、高分子複合圧電体の両面に設けられた電極層と、少なくとも一方の電極層の表面に設けられた保護層とを有し、
　断面を走査型電子顕微鏡で観察した際に、少なくとも一方の電極層が、保護層に向かう複数の凸部を有し、凸部の数が、断面における電極層の長さ方向の走査型電子顕微鏡の視野８５μｍあたり、２～４０個であることを特徴とする圧電フィルム。
　［２］　保護層と電極層との界面における凸部の高さが２５０ｎｍ以下である、［１］に記載の圧電フィルム。
　［３］　保護層と電極層との界面における凸部の大きさが２４００ｎｍ以下である、［１］または［２］に記載の圧電フィルム。
　［４］　両方の電極層の表面に保護層を有する、［１］～［３］のいずれかに記載の圧電フィルム。
　［５］　厚さ方向に分極されている、［１］～［４］のいずれかに記載の圧電フィルム。
　［６］　圧電特性に面内異方性を有さない、［１］～［５］のいずれかに記載の圧電フィルム。
　［７］　高分子材料がシアノエチル基を有する、［１］～［６］のいずれかに記載の圧電フィルム。
　［８］　高分子材料がシアノエチル化ポリビニルアルコールである、［７］に記載の圧電フィルム。
　［９］　圧電体粒子が、ペロブスカイト型またはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである、［１］～［８］のいずれかに記載の圧電フィルム。

　このような本発明によれば、例えば電気音響変換フィルムとして圧電スピーカーに利用した場合に、入力動作電圧に対して十分な音圧（音量）が得られ、かつ、放熱性も良好な圧電フィルムが得られる。

図１は、本発明の圧電フィルムの一例を概念的に示す断面図である。図２は、図１に示す圧電フィルムの下部電極近傍を概念的に示す図である。図３は、圧電フィルムの凸部の大きさおよび高さの測定方法を説明するための概念図である。図４は、圧電フィルムの凸部の大きさおよび高さの測定方法を説明するための概念図である。図５は、圧電フィルムの凸部の大きさおよび高さの測定方法を説明するための概念図である。図６は、圧電フィルムの凸部の大きさおよび高さの測定方法を説明するための概念図である。図７は、図１に示す圧電フィルムの製造方法を説明するための概念図である。図８は、図１に示す圧電フィルムの製造方法を説明するための概念図である。図９は、図１に示す圧電フィルムの製造方法を説明するための概念図である。図１０は、図１に示す圧電フィルムの製造方法を説明するための概念図である。図１１は、図１に示す圧電フィルムを用いる圧電スピーカーの一例を概念的に示す図である。図１２は、音圧の測定方法を説明するための概念図である。

　以下、本発明の圧電フィルムについて、添付の図面に示される好適実施態様を基に、詳細に説明する。
　以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に制限されるものではない。
　なお、本明細書において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
　また、以下に示す図は、いずれも、本発明を説明するための概念的な図であって、各層の厚さ、圧電体粒子の大きさ、および、構成部材の大きさ等は、実際の物とは異なる。

　本発明の圧電フィルムは、高分子複合圧電体の両面に電極層を有し、少なくとも一方の電極層の表面に、保護層を有するものである。高分子複合圧電体とは、高分子材料を含むマトリックス中に圧電体粒子を含むものである。また、本発明の圧電フィルムは、好ましくは、両方の電極層の表面に、保護層を有する。
　このような本発明の圧電フィルムは、厚さ方向の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）で観察した際に、少なくとも一方の電極層が、保護層に向かう複数の凸部を有する。また、本発明の圧電フィルムは、少なくとも一方の電極層は、ＳＥＭで観察する断面において、電極層の長さ方向のＳＥＭの視野（観察視野）８５μｍあたり、この凸部を、２～４０個、有する。

　なお、以下の説明では、特に断りが無い場合には、『断面』とは、圧電フィルムの厚さ方向の断面を示す。圧電フィルムの厚さ方向とは、各層の積層方向である。

　本発明の圧電フィルムは、一例として、電気音響変換フィルムとして用いられるものである。具体的には、本発明の圧電フィルムは、圧電スピーカー、マイクロフォンおよび音声センサー等の電気音響変換器の振動板として用いられる。
　電気音響変換器は、圧電フィルムへの電圧印加によって、圧電フィルムが面方向に伸長すると、この伸長分を吸収するために、圧電フィルムが、上方（音の放射方向）に移動する。逆に、圧電フィルムへの電圧印加によって、圧電フィルムが面内方向に収縮すると、この収縮分を吸収するために、圧電フィルムが、下方に移動する。
　電気音響変換器は、この圧電フィルムの伸縮の繰り返しによる振動により、振動（音）と電気信号とを変換するものである。電気音響変換器は、圧電フィルムに電気信号を入力して電気信号に応じた振動により音を再生し、また、音波を受けることによる圧電フィルムの振動を電気信号に変換する。圧電フィルムは、振動による触感付与、および、振動による物体の輸送等にも利用可能である。
　具体的には、圧電フィルムの用途としては、フルレンジスピーカー、ツイーター、スコーカー、ウーハーなどのスピーカー、ヘッドホン用スピーカー、ノイズキャンセラー、マイクロフォン、および、ギター等の楽器に用いられるピックアップ（楽器用センサー）などの各種の音響デバイスが挙げられる。また、本発明の圧電フィルムは非磁性体であるため、ノイズキャンセラーのなかでもＭＲＩ用ノイズキャンセラーとして好適に用いることが可能である。
　また、本発明の圧電フィルムを利用する電気音響変換器は薄く、軽く、曲がるため、帽子、マフラーおよび衣服といったウエアラブル製品、テレビおよびデジタルサイネージなどの薄型ディスプレイ、ならびに、音響機器等としての機能を有する建築物、自動車の天井、カーテン、傘、壁紙、窓およびベッドなどに好適に利用される。

　図１に、本発明の圧電フィルムの一例を断面図で概念的に示す。
　図１に示す圧電フィルム１０は、圧電体層１２と、圧電体層１２の一方の面に積層される上部薄膜電極１４と、上部薄膜電極１４に積層される上部保護層１８と、圧電体層１２の他方の面に積層される下部薄膜電極１６と、下部薄膜電極１６に積層される下部保護層２０と、を有する。

　圧電フィルム１０において、圧電体層１２は、図１に概念的に示すように、高分子材料を含む高分子マトリックス２４中に、圧電体粒子２６を含むものである。すなわち、圧電体層１２は、本発明の圧電フィルムにおける高分子複合圧電体である。

　ここで、高分子複合圧電体（圧電体層１２）は、次の用件を具備したものであるのが好ましい。なお、本発明において、常温とは、０～５０℃である。
　（ｉ）　可撓性
　例えば、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持する場合、絶えず外部から、数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けることになる。この時、高分子複合圧電体が硬いと、その分大きな曲げ応力が発生し、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生し、やがて破壊に繋がる恐れがある。従って、高分子複合圧電体には適度な柔らかさが求められる。また、歪みエネルギーを熱として外部へ拡散できれば応力を緩和することができる。従って、高分子複合圧電体の損失正接が適度に大きいことが求められる。
　（ii）　音質
　スピーカーは、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数で圧電体粒子を振動させ、その振動エネルギーによって振動板（高分子複合圧電体）全体が一体となって振動することで音が再生される。従って、振動エネルギーの伝達効率を高めるために高分子複合圧電体には適度な硬さが求められる。また、スピーカーの周波数特性が平滑であれば、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ₀が変化した際の音質の変化量も小さくなる。従って、高分子複合圧電体の損失正接は適度に大きいことが求められる。

　スピーカー用振動板の最低共振周波数f₀は、下記式で与えられるのは周知である。ここで、ｓは振動系のスチフネス、ｍは質量である。

　このとき、圧電フィルムの湾曲程度すなわち湾曲部の曲率半径が大きくなるほど機械的なスチフネスｓが下がるため、最低共振周波数ｆ₀は小さくなる。すなわち、圧電フィルムの曲率半径によってスピーカーの音質（音量、周波数特性）が変わることになる。

　以上をまとめると、高分子複合圧電体は、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことが求められる。また、高分子複合圧電体の損失正接は、２０ｋＨｚ以下の全ての周波数の振動に対して、適度に大きいことが求められる。

　一般に、高分子固体は粘弾性緩和機構を有しており、温度上昇あるいは周波数の低下と共に大きなスケールの分子運動が貯蔵弾性率（ヤング率）の低下（緩和）あるいは損失弾性率の極大（吸収）として観測される。その中でも、非晶質領域の分子鎖のミクロブラウン運動によって引き起こされる緩和は、主分散と呼ばれ、非常に大きな緩和現象が見られる。この主分散が起きる温度がガラス転移点（Ｔｇ）であり、最も粘弾性緩和機構が顕著に現れる。
　高分子複合圧電体（圧電体層１２）において、ガラス転移点が常温にある高分子材料、言い換えると、常温で粘弾性を有する高分子材料をマトリックスに用いることで、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の遅い振動に対しては柔らかく振舞う高分子複合圧電体が実現する。特に、この振舞いが好適に発現する等の点で、周波数１Ｈｚでのガラス転移温度が常温にある高分子材料を、高分子複合圧電体のマトリックスに用いるのが好ましい。

　高分子材料は、常温において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上であるのが好ましい。
　これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に、最大曲げモーメント部における高分子マトリックス／圧電体粒子界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。

　また、高分子材料は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１００ＭＰａ以上、５０℃において１０ＭＰａ以下であるのが好ましい。
　これにより、高分子複合圧電体が外力によってゆっくりと曲げられた際に発生する曲げモーメントが低減できると同時に、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚの音響振動に対しては硬く振る舞うことができる。

　また、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以上であると、より好適である。これにより、高分子複合圧電体に電圧を印加した際に、高分子マトリックス中の圧電体粒子にはより高い電界が掛かるため、大きな変形量が期待できる。
　しかしながら、その反面、良好な耐湿性の確保等を考慮すると、高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以下であるのも、好適である。

　このような条件を満たす高分子材料としては、シアノエチル化ポリビニルアルコール（シアノエチル化ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニリデンクロライドコアクリロニトリル、ポリスチレン－ビニルポリイソプレンブロック共重合体、ポリビニルメチルケトン、および、ポリブチルメタクリレート等が好適に例示される。
　また、これらの高分子材料としては、ハイブラー５１２７（クラレ社製）などの市販品も、好適に利用可能である。

　高分子マトリックス２４を構成する高分子材料としては、シアノエチル基を有する高分子材料を用いるのが好ましく、シアノエチル化ＰＶＡを用いるのが特に好ましい。すなわち、本発明の圧電フィルム１０において、圧電体層１２は、高分子マトリックス２４として、シアノエチル基を有する高分子材料を用いるのが好ましく、シアノエチル化ＰＶＡを用いるのが特に好ましい。
　以下の説明では、シアノエチル化ＰＶＡを代表とする上述の高分子材料を、まとめて『常温で粘弾性を有する高分子材料』とも言う。

　なお、これらの常温で粘弾性を有する高分子材料は、１種のみを用いてもよく、複数種を併用（混合）して用いてもよい。

　本発明の圧電フィルム１０において、圧電体層１２の高分子マトリックス２４には、必要に応じて、複数の高分子材料を併用してもよい。
　すなわち、高分子複合圧電体を構成する高分子マトリックス２４には、誘電特性や機械的特性の調節等を目的として、上述した常温で粘弾性を有する高分子材料に加え、必要に応じて、その他の誘電性高分子材料を添加しても良い。

　添加可能な誘電性高分子材料としては、一例として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体およびポリフッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体等のフッ素系高分子、シアン化ビニリデン－酢酸ビニル共重合体、シアノエチルセルロース、シアノエチルヒドロキシサッカロース、シアノエチルヒドロキシセルロース、シアノエチルヒドロキシプルラン、シアノエチルメタクリレート、シアノエチルアクリレート、シアノエチルヒドロキシエチルセルロース、シアノエチルアミロース、シアノエチルヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルジヒドロキシプロピルセルロース、シアノエチルヒドロキシプロピルアミロース、シアノエチルポリアクリルアミド、シアノエチルポリアクリレート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリヒドロキシメチレン、シアノエチルグリシドールプルラン、シアノエチルサッカロースおよびシアノエチルソルビトール等のシアノ基またはシアノエチル基を有するポリマー、ならびに、ニトリルゴムおよびクロロプレンゴム等の合成ゴム等が例示される。
　中でも、シアノエチル基を有する高分子材料は、好適に利用される。
　また、圧電体層１２の高分子マトリックス２４において、これらの誘電性高分子材料は、１種に制限はされず、複数種を添加してもよい。

　また、誘電性高分子材料以外にも、高分子マトリックス２４のガラス転移点Ｔｇを調節する目的で、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリブテンおよびイソブチレン等の熱可塑性樹脂、ならびに、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂およびマイカ等の熱硬化性樹脂等を添加しても良い。
　さらに、粘着性を向上する目的で、ロジンエステル、ロジン、テルペン、テルペンフェノール、および、石油樹脂等の粘着付与剤を添加しても良い。

　圧電体層１２の高分子マトリックス２４において、常温で粘弾性を有する高分子材料以外の高分子材料を添加する際の添加量には制限はないが、高分子マトリックス２４に占める割合で３０質量％以下とするのが好ましい。
　これにより、高分子マトリックス２４における粘弾性緩和機構を損なうことなく、添加する高分子材料の特性を発現できるため、高誘電率化、耐熱性の向上、圧電体粒子２６や電極層との密着性向上等の点で好ましい結果を得ることができる。

　圧電体層１２（高分子複合圧電体）は、このような高分子マトリックスに、圧電体粒子２６を含むものである。
　圧電体粒子２６は、好ましくは、ペロブスカイト型またはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである。
　圧電体粒子２６を構成するセラミックス粒子としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、および、チタン酸バリウムとビスマスフェライト（ＢｉＦｅ₃）との固溶体（ＢＦＢＴ）等が例示される。

　圧電体粒子２６の粒径は、圧電フィルム１０のサイズや用途に応じて、適宜、選択すれば良い。圧電体粒子２６の粒径は、１～１０μｍが好ましい。
　圧電体粒子２６の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。

　圧電フィルム１０において、圧電体層１２中における高分子マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比は、圧電フィルム１０の面方向の大きさや厚さ、圧電フィルム１０の用途、圧電フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
　圧電体層１２中における圧電体粒子２６の体積分率は、３０～８０％が好ましく、５０～８０％がより好ましい。
　高分子マトリックス２４と圧電体粒子２６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。

　また、圧電フィルム１０において、圧電体層１２の厚さには制限はなく、圧電フィルム１０のサイズ、圧電フィルム１０の用途、圧電フィルム１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
　圧電体層１２の厚さは、８～３００μｍが好ましく、８～２００μｍがより好ましく、１０～１５０μｍがさらに好ましく、特に１５～１００μｍが好ましい。
　圧電体層１２の厚さを、上記範囲とすることにより、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。

　圧電体層１２は、厚さ方向に分極処理（ポーリング）されているのが好ましい。分極処理に関しては、後に詳述する。

　図１に示す圧電フィルム１０は、このような圧電体層１２の一面に、下部薄膜電極１６を有し、下部薄膜電極１６の上に好ましい態様として下部保護層２０を有し、圧電体層１２の他方の面に、上部薄膜電極１４を有し、上部薄膜電極１４の上に好ましい態様として上部保護層１８を有してなる構成を有する。圧電フィルム１０では、上部薄膜電極１４と下部薄膜電極１６とが電極対を形成する。
　言い換えれば、本発明の圧電フィルム１０は、圧電体層１２の両面を電極対、すなわち、上部薄膜電極１４および下部薄膜電極１６で挟持し、好ましくは、さらに、上部保護層１８および下部保護層２０で挟持してなる構成を有する。
　このように、上部薄膜電極１４および下部薄膜電極１６で挾持された領域は、印加された電圧に応じて駆動される。

　なお、本発明において、下部薄膜電極１６および下部保護層２０、ならびに、上部薄膜電極１４および上部保護層１８における上部および下部とは、本発明の圧電フィルム１０を説明するために、便宜的に図面に合わせて名称を付しているものである。
　従って、本発明の圧電フィルム１０における上部および下部には、技術的な意味は無く、また、実際の使用状態とは無関係である。

　本発明の圧電フィルム１０は、これらの層に加えて、例えば、薄膜電極と圧電体層１２とを貼着するための貼着層、および、薄膜電極と保護層とを貼着するための貼着層を有してもよい。
　貼着剤は、接着剤でも粘着剤でもよい。また、貼着剤は、圧電体層１２から圧電体粒子２６を除いた高分子材料すなわち高分子マトリックス２４と同じ材料も、好適に利用可能である。なお、貼着層は、上部薄膜電極１４側および下部薄膜電極１６側の両方に有してもよく、上部薄膜電極１４側および下部薄膜電極１６側の一方のみに有してもよい。

　さらに、圧電フィルム１０は、これらの層に加え、上部薄膜電極１４および下部薄膜電極１６からの電極の引出しを行う電極引出し部、ならびに、圧電体層１２が露出する領域を覆って、ショート等を防止する絶縁層等を有していてもよい。
　電極引出し部としては、薄膜電極および保護層が、圧電体層の面方向外部に、凸状に突出する部位を設けても良いし、あるいは、保護層の一部を除去して孔部を形成して、この孔部に銀ペースト等の導電材料を挿入して導電材料と薄膜電極とを電気的に導通して、電極引出し部としてもよい。
　なお、各薄膜電極において、電極引出し部は１つには制限されず、２以上の電極引出し部を有していてもよい。特に、保護層の一部を除去して孔部に導電材料を挿入して電極引出し部とする構成の場合には、より確実に通電を確保するために、電極引出し部を３以上有するのが好ましい。

　圧電フィルム１０において、上部保護層１８および下部保護層２０は、上部薄膜電極１４および下部薄膜電極１６を被覆すると共に、圧電体層１２に適度な剛性と機械的強度を付与する役目を担っている。すなわち、本発明の圧電フィルム１０において、高分子マトリックス２４と圧電体粒子２６とを含む圧電体層１２は、ゆっくりとした曲げ変形に対しては、非常に優れた可撓性を示す一方で、用途によっては、剛性や機械的強度が不足する場合がある。圧電フィルム１０は、それを補うために上部保護層１８および下部保護層２０が設けられる。
　下部保護層２０と上部保護層１８とは、配置位置が異なるのみで、構成は同じである。従って、以下の説明においては、下部保護層２０および上部保護層１８を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、保護層ともいう。

　なお、図示例の圧電フィルム１０は、より好ましい態様として、両方の薄膜電極に積層して、下部保護層２０および上部保護層１８を有する。しかしながら、本発明はこれに制限はされず、下部保護層２０および上部保護層１８の一方のみを有する構成でもよい。

　保護層には、制限はなく、各種のシート状物が利用可能であり、一例として、各種の樹脂フィルムが好適に例示される。中でも、優れた機械的特性および耐熱性を有するなどの理由により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、および、環状オレフィン系樹脂等からなる樹脂フィルムが好適に利用される。

　保護層の厚さにも、制限は無い。また、上部保護層１８および下部保護層２０の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
　保護層の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれる。そのため、機械的強度やシート状物としての良好なハンドリング性が要求される場合を除けば、保護層は、薄いほど有利である。

　本発明者の検討によれば、上部保護層１８および下部保護層２０の厚さが、それぞれ、圧電体層１２の厚さの２倍以下であれば、剛性の確保と適度な柔軟性との両立等の点で好ましい結果を得ることができる。
　例えば、圧電体層１２の厚さが５０μｍで下部保護層２０および上部保護層１８がＰＥＴからなる場合、下部保護層２０および上部保護層１８の厚さはそれぞれ、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましく、中でも２５μｍ以下が好ましい。

　圧電フィルム１０において、圧電体層１２と上部保護層１８との間には上部薄膜電極１４が、圧電体層１２と下部保護層２０との間には下部薄膜電極１６が、それぞれ形成される。以下の説明では、上部薄膜電極１４を上部電極１４、下部薄膜電極１６を下部電極１６、ともいう。
　上部電極１４および下部電極１６は、圧電フィルム１０（圧電体層１２）に電界を印加するために設けられる。
　なお、下部電極１６および上部電極１４は、基本的に同じものである。従って、以下の説明においては、下部電極１６および上部電極１４を区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、薄膜電極ともいう。

　本発明の圧電フィルムにおいて、薄膜電極の形成材料には制限はなく、各種の導電体が利用可能である。具体的には、炭素、パラジウム、鉄、錫、アルミニウム、ニッケル、白金、金、銀、銅、クロム、モリブデン、これらの合金、酸化インジウムスズ、および、ＰＥＤＯＴ／ＰＰＳ（ポリエチレンジオキシチオフェン－ポリスチレンスルホン酸）などの導電性高分子等が例示される。
　中でも、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズは、好適に例示される。その中でも、導電性、コストおよび可撓性等の観点から銅がより好ましい。

　また、薄膜電極の形成方法にも制限はなく、真空蒸着やスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）による成膜、めっきによる成膜、上記材料で形成された箔を貼着する方法、および、塗布する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。

　中でも特に、圧電フィルム１０の可撓性が確保できる等の理由で、真空蒸着によって成膜された銅やアルミニウムの薄膜は、薄膜電極として、好適に利用される。その中でも特に、真空蒸着による銅の薄膜は、好適に利用される。

　上部電極１４および下部電極１６の厚さには、制限はない。また、上部電極１４および下部電極１６の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。
　ここで、上述した保護層と同様に、薄膜電極の剛性が高過ぎると、圧電体層１２の伸縮を拘束するばかりか、可撓性も損なわれる。そのため、薄膜電極は、電気抵抗が高くなり過ぎない範囲であれば、薄いほど有利である。

　本発明の圧電フィルム１０では、薄膜電極の厚さとヤング率との積が、保護層の厚さとヤング率との積を下回れば、可撓性を大きく損なうことがないため、好適である。
　例えば、保護層がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、薄膜電極が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、保護層の厚さが２５μｍだとすると、薄膜電極の厚さは、１．２μｍ以下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましく、中でも０．１μｍ以下が好ましい。

　上述のように、圧電フィルム１０は、高分子材料を含む高分子マトリックス２４に圧電体粒子２６を含む圧電体層１２を、上部電極１４および下部電極１６で挟持し、さらに、上部保護層１８および下部保護層２０を挟持してなる構成を有する。
　このような圧電フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）が０．１以上となる極大値が常温に存在するのが好ましい。
　これにより、圧電フィルム１０が外部から数Ｈｚ以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けたとしても、歪みエネルギーを効果的に熱として外部へ拡散できるため、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生するのを防ぐことができる。

　圧電フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０℃において１０～３０ＧＰａ、５０℃において１～１０ＧＰａであるのが好ましい。
　これにより、常温で圧電フィルム１０が貯蔵弾性率（Ｅ’）に大きな周波数分散を有することができる。すなわち、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚの振動に対しては硬く、数Ｈｚ以下の振動に対しては柔らかく振る舞うことができる。

　また、圧電フィルム１０は、厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率（Ｅ’）との積が、０℃において１．０×１０⁶～２．０×１０⁶Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０⁵～１．０×１０⁶Ｎ／ｍであるのが好ましい。
　これにより、圧電フィルム１０が可撓性および音響特性を損なわない範囲で、適度な剛性と機械的強度を備えることができる。

　さらに、圧電フィルム１０は、動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおいて、２５℃、周波数１ｋＨｚにおける損失正接（Ｔａｎδ）が、０．０５以上であるのが好ましい。
　これにより、圧電フィルム１０を用いたスピーカーの周波数特性が平滑になり、スピーカー（圧電フィルム１０）の曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ₀が変化した際の音質の変化量も小さくできる。

　上述のように、本発明の圧電フィルムは、断面をＳＥＭで観察した際に、上部電極および下部電極の少なくとも一方が、隣接する保護層に向かう複数の凸部を有する。また、本発明の圧電フィルムは、上部電極および下部電極の少なくとも一方は、ＳＥＭで観察する断面において、ＳＥＭ画像の電極層（上部電極１４および下部電極１６）の長さ方向の視野８５μｍあたり、この凸部を、２～４０個、有する。
　図示例の圧電フィルム１０は、下部電極１６が、ＳＥＭで観察する断面において、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたり、下部保護層２０に向かう凸部を２～４０個、有する。なお、図示例の圧電フィルム１０において、上部電極１４は、圧電体層１２の厚さの変動などに起因するウネリのような大きな凹凸は有しても、上部保護層１８に向かって突出するような凸部は有さず、基本的に平面状である。

　図２に、圧電フィルム１０の断面を部分的に拡大した状態を概念的に示す。
　図２は、下部電極１６の近傍を概念的に示す図である。なお、図２では、図１と上下方向が逆になっている。すなわち、図２では、図中、上から、下部保護層２０、下部電極１６および圧電体層１２の順番となっている。

　図２に示すように、下部電極１６は、圧電体層１２の圧電体粒子２６に起因して、下部保護層２０側に突出して凸状となっている隆起部である凸部３０を有する。従って、下部電極１６の凸部３０の位置では、凸部３０に対応して下部保護層２０が凹む凹部（凹状）となっている。
　すなわち、圧電フィルム１０においては、下部電極１６側では、他の圧電体粒子２６よりも下部保護層２０側に突出する圧電体粒子２６による押圧によって形成された、下部電極１６の隆起部である凸部３０と、凸部３０に対応する下部保護層２０の凹部とが、同じ位置に存在する。

　このような下部電極１６（電極層）の凸部３０は、圧電フィルム１０の断面を、ＳＥＭで観察することで観察および確認できる。なお、上述のように、断面とは、圧電フィルム１０の厚さ方向の断面である。
　なお、ＳＥＭで観察する圧電フィルム１０の切断は、公知の方法で行えばよい。一例として、イオンミリング法（イオンミリング装置）による切断が好適に例示される。
　また、圧電フィルム１０の切断および後述するＳＥＭでの観察は、必要に応じて、圧電フィルム１０を接着剤によって支持体に接着して行ってもよい。支持体としては、厚さ数～数十μｍの表面が平滑なシート状物が好ましく例示される。支持体の形成材料には、制限はないが、一例として、金属、ガラスおよび樹脂等が好適に例示される。接着剤にも制限はなく、圧電フィルム１０の表面に影響がないものであれば、公知の各種の接着剤が利用可能である。接着剤の厚さとしては、１０～数十μｍ程度が例示される。
　また、圧電フィルム１０の断面をＳＥＭで観察する際には、必要に応じて、例えばＯｓコート（オスミウムコート）など、ＳＥＭによる試料の観察において行われている、公知の導電処理を行ってもよい。

　図３に、凸部３０（下部電極１６の隆起部）の一例を概念的に示す。なお、図３および後述する図４～図６においては、図面を簡略化して説明を明確に行うために、圧電体層１２における圧電体粒子２６は省略する。

　本発明の圧電フィルム１０においては、図２および図３に示すように、基本的に、下部電極１６の凸部３０は、圧電体粒子２６による押圧によって、下部電極１６の平坦部から下部保護層２０側に隆起して形成される。すなわち、図２および図３における平坦部の表面が、本来の下部電極１６の表面である。なお、下部電極１６の表面とは、下部電極１６の下部保護層２０側の表面である。
　具体的には、下部電極１６の凸部３０は、圧電フィルム１０の断面において、電極層の長さ方向に向かって、下部電極１６の平坦部の或る位置から隆起して、下部保護層２０側に向かって上昇し、或る位置で頂点となって圧電体層１２側に向かって下降を開始し、再度、下部電極１６の平坦部なる。
　なお、電極層の長さ方向とは、圧電フィルム１０の断面における上部電極１４および下部電極１６の長さ方向であり、すなわち、図中の横方向である。電極層の長さ方向は、圧電フィルムの主面（最大面）の面方向と一致する。

　図３に示すように、圧電フィルム１０の断面において、下部電極１６と下部保護層２０との界面で、電極層の長さ方向に下部電極１６の表面が下部保護層２０に向けて隆起を開始した位置を、基準点Ｐとする。さらに、この基準点Ｐを結ぶ線（一点鎖線）を基準線Ｗとする。本発明の圧電フィルム１０においては、この基準線Ｗの長さを、凸部３０の大きさとする。
　また、基準線Ｗから垂線ｔを立てて、基準線Ｗから下部電極１６の表面までの長さが最も長い垂線ｔの長さを、凸部３０の高さとする。

　なお、本発明の圧電フィルム１０においては、凸部３０は、必ずしも本来の下部電極１６の表面から隆起したものではない場合も有る。
　例えば、凸部３０同士の距離が近い場合には、図４に概念的に示すように、凸部３０が本来の下部電極１６の表面から隆起せずに、凸部３０間で下部電極１６の高さが一定である平坦部となり、この平坦部から隣接する凸部３０が隆起する場合も有る。
　この場合には、図４に示すように、下部電極１６の高さが一定となった平坦部からの隆起点を基準点Ｐとして、基準点Ｐを結んで基準線Ｗおよび垂線ｔを設定して、凸部３０の大きさ、および、凸部３０の高さを測定すればよい。
　なお、下部電極１６の高さが一定になる、すなわち、下部電極１６の平坦部とは、下部電極１６と、圧電フィルム１０の下部電極１６とは逆側の主面すなわち上部保護層１８の表面との距離が、一定になっていることを示す。

　さらに、凸部３０同士の距離が、さらに近い場合には、図５に概念的に示すように、電極層の長さ方向において、圧電体層１２に向かって降下した下部電極１６の表面が、凸部３０間で平坦にならずに、下部保護層２０に向かって隆起して上昇する場合も有る。
　この場合には、図５に示すように、下部電極１６の表面が降下から上昇に転じた点、すなわち下部電極１６の表面の底部を基準点Ｐとして、基準点Ｐを結んで基準線Ｗおよび垂線ｔを設定して、凸部３０の大きさ、および、凸部３０の高さを測定すればよい。

　なお、隣接する凸部３０の間隔によっては、凸部３０の形状が、図４に示すように凸部３０の間で下部電極１６が平坦になった後に、再度、圧電体層１２に向かって降下する、いわゆる肩部（ショルダー）を有するような形状となる場合も有る。
　この場合には、肩部も凸部３０の一部と見なして、電極層の長さ方向において、下部電極１６が下部保護層２０に向かって上昇（隆起）を開始する位置を基準点Ｐとして、図４および図５に示す例と同様に、凸部３０の大きさ、および、凸部３０の高さを測定すればよい。

　後述するが、下部電極１６の凸部３０は、一例として、圧電フィルム１０の製造時に、圧電体層１２にカレンダ処理を、複数回、施すことで形成できる。すなわち、圧電体層１２に複数回のカレンダ処理を行うことにより、圧電体粒子２６が下部電極１６を強く押圧し、その結果、下部電極１６に凸部３０を形成できる。そのため、圧電フィルム１０の断面では、図６に概念的に示すように、凸部３０において、下部電極１６が破断してしまう場合がある。
　この際において、破断部（破断位置）における下部電極１６の段差が大きい場合には、図６に示すように、破断部を基準点Ｐとして、基準点Ｐを結んで基準線Ｗおよび垂線ｔを設定して、凸部３０の大きさ、および、凸部３０の高さを測定すればよい。
　なお、圧電フィルム１０において、破断部における下部電極１６の段差が大きいとは、具体的には、破断部において、下部電極１６の厚さ方向の段差が１００ｎｍ以上である場合を示す。従って、破断部の厚さ方向の段差の大きさが１００ｎｍ未満である場合には、下部電極１６は破断していないと見なして、上述の例と同様に、基準線Ｗを設定して、凸部３０の大きさ、および、凸部３０の高さを測定すればよい。

　このような凸部３０の高さおよび大きさの測定は、例えば、ＳＥＭによって圧電フィルム１０の断面を撮像し、４００００倍の拡大率で画像を解析することで行えばよい。

　本発明においては、上述のように、他の圧電体粒子２６よりも下部保護層２０側に突出する圧電体粒子２６による押圧で形成された、下部保護層２０の凹部と同位置に存在する、下部保護層２０に向かう下部電極１６（電極層）の隆起部を、凸部３０とする。
　好ましくは、下部保護層２０に向かう下部電極１６の隆起部のうち、上述のようにして測定した高さが２０ｎｍ以上の隆起部を、凸部３０とする。

　本発明の圧電フィルム１０は、下部電極１６が、このような凸部３０を、断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたり、２～４０個有する。上述のように、断面とは圧電フィルム１０の厚さ方向の断面であり、電極層の長さ方向とは、断面ＳＥＭ画像における上部電極１４および下部電極１６の長さ方向である。電極層の長さ方向は、図１～図６中の横方向である。本発明の圧電フィルム１０は、好ましくは、高さが２０ｎｍ以上の凸部３０を、断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたり、２～４０個有する。
　なお、本発明においては、このようなＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の計数を、圧電フィルム１０の断面において、ＳＥＭ画像における任意の電極層の長さ方向の視野８５μｍで行えばよい。この凸部３０の計数を行う際におけるＳＥＭの観察倍率は、例えば、１５００倍とすればよい。なお、凸部３０の高さおよび大きさ等を測定する場合には、前述のように、倍率を例えば４００００倍にする。
　圧電フィルム１０の断面の観察は、１５００倍で断面ＳＥＭ画像を撮像して凸部３０の計数を行い、その後、凸部３０の箇所を４００００倍に拡大して、高さ等の測定を行ってもよく、あるいは、１５００倍で断面ＳＥＭ画像を撮像して凸部３０の計数を行い、その後、凸部３０の箇所の断面ＳＥＭ画像を４００００倍で撮像して、高さ等の測定を行ってもよい。
　本発明では、このような圧電フィルム１０の断面における、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の計数を、圧電フィルム１０の任意の１０断面で行う。さらに、１０断面における凸部３０の数の平均値を算出し、この平均値を、圧電フィルム１０の断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の数とする。

　本発明の圧電フィルム１０は、このような構成を有することにより、電気音響変換フィルムとして圧電スピーカーに利用した場合に、入力動作電圧に対して十分な音圧が得られ、かつ、放熱性も良好な圧電スピーカーを実現できる、

　上述のように、圧電体層（高分子複合圧電体）を電極層で挟持し、さらに保護層を積層した圧電フィルムは、駆動電圧の印加によって振動することで出力すると共に、振動によって発熱する。
　従って、圧電フィルムは、高い熱電変換性能のみならず、良好な放熱性を有するのが好ましい。しかしながら、従来の圧電フィルムの放熱性は十分とは言えない。

　これに対して、本発明の圧電フィルム１０は、断面において、下部電極１６が、下部保護層２０に向かう凸部３０を、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたり、２～４０個有する。
　本発明の圧電フィルム１０は、このような構成を有することにより、圧電体層１２および圧電体層１２に密着する下部電極１６（電極層）の表面積を増加できる。しかも、下部電極１６は、通常、銅などの金属で形成されるので、熱伝導性が高い。その結果、本発明の圧電フィルム１０は、放熱性が高く、連続的に振動して音声を出力しても、温度の上昇を抑制できる。
　また、後述するが、下部電極１６の凸部３０は、一例として、圧電フィルム１０の製造に工程において、圧電体層１２に複数回のカレンダ処理を施すことで形成できる。すなわち、下部電極１６が複数の凸部３０を有する本発明の圧電フィルム１０は、圧電体層１２における圧電体粒子２６の密度（体積分率）が高い。その結果、本発明の圧電フィルム１０は、入力動作電圧に対して十分な音圧を得ることができる。

　本発明の圧電フィルム１０において、断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の数が２個未満では、凸部３０を有する効果を十分に得ることができず、十分な放熱性が得られない、入力動作電圧に対して十分な音圧が得られない等の不都合が生じる。
　圧電フィルム１０は、薄膜電極等に欠陥を有すると、駆動を行うにしたがって白色の欠陥部が生じる。断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の数が４０個を超えると、この白色の欠陥部が多くなり、外観等の点で不利になる。
　断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の数は、２～３５個が好ましく、２～３０個がより好ましく、２～２５個がさらに好ましい。

　凸部３０の高さは２５０ｎｍ以下が好ましく、２２０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下がさらに好ましい。
　凸部３０の高さを２５０ｎｍ以下とすることにより、上述した白色の欠陥部の発生を抑制できる等の点で好ましい。
　凸部３０の高さは、上述のように２０ｎｍ以上が好ましいが、より良好な放熱性が得られる等の点で、１００ｎｍ以上がより好ましく、１３０ｎｍ以上がさらに好ましく、１５０ｎｍ以上が特に好ましい。

　凸部３０の大きさ、すなわち、基準線Ｗの長さにも、制限はないが、２４００ｎｍ以下が好ましく、２０００ｎｍ以下がより好ましく、１５００ｎｍ以下がさらに好ましい。
　凸部３０の大きさを２４００ｎｍ以下とすることにより、上述した白色の欠陥部の発生を抑制できる等の点で好ましい。
　良好な放熱性が得られる等の点で、凸部３０の大きさは、１０００ｎｍ以上が好ましく、１２００ｎｍ以上がより好ましく、１３００ｎｍ以上がさらに好ましい。

　図示例の圧電フィルム１０は、下部電極１６のみが凸部３０を有しているが、本発明は、これに制限はされない。すなわち、本発明の圧電フィルムは、下部電極１６および上部電極１４の、両方が、凸部３０を有してもよい。
　なお、上述のとおり、本発明の圧電フィルム１０においては、上部電極１４および下部電極１６等における上部および下部とは、本発明の圧電フィルム１０を説明するために、図面に合わせて便宜的に称しているだけである。すなわち、本発明の圧電フィルム１０において上部および下部には、技術的な意味は無く、また、実際の使用状態とは、無関係である。従って、本発明の圧電フィルムは、上部電極のみが凸部３０を有し、下部電極は凸部を有さない構成でもよいが、この場合でも、実質的な構成は図示例の圧電フィルムと同様であり、また、作用効果も同じである。

　図７～図１０に、圧電フィルム１０の製造方法の一例を概念的に示す。

　まず、図７に概念的に示すように、下部保護層２０の表面に下部電極１６が形成されたシート状物３４を準備する。
　さらに、図１０に概念的に示す、上部保護層１８の表面に上部電極１４が形成されたシート状物３８を準備する。

　シート状物３４は、下部保護層２０の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって下部薄膜電極１６として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。同様に、シート状物３８は、上部保護層１８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって上部薄膜電極１４として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
　あるいは、保護層の上に銅薄膜等が形成された市販品のシート状物を、シート状物３４および／またはシート状物３８として利用してもよい。
　シート状物３４およびシート状物３８は、同じものでもよく、異なるものでもよい。

　なお、保護層が非常に薄く、ハンドリング性が悪い時などは、必要に応じて、セパレータ（仮支持体）付きの保護層を用いても良い。なお、セパレータとしては、厚さ２５～１００μｍのＰＥＴ等を用いることができる。セパレータは、薄膜電極および保護層の熱圧着後、取り除けばよい。

　次いで、図８に概念的に示すように、シート状物３４の下部電極１６上に、圧電体層１２となる塗料（塗布組成物）を塗布した後、硬化して圧電体層１２を形成して、シート状物３４と圧電体層１２とを積層した積層体３６を作製する。

　まず、有機溶媒に、上述した高分子材料を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子２６を添加し、攪拌して塗料を調製する。
　有機溶媒には制限はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン、および、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
　シート状物３４を準備し、かつ、塗料を調製したら、この塗料をシート状物３４にキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥する。これにより、図８に示すように、下部保護層２０の上に下部電極１６を有し、下部電極１６の上に圧電体層１２を積層してなる積層体３６を作製する。

　塗料のキャスティング方法には制限はなく、バーコータ、スライドコータおよびドクターナイフ等の公知の方法（塗布装置）が、全て、利用可能である。
　あるいは高分子材料が加熱溶融可能な物であれば、高分子材料を加熱溶融して、これに圧電体粒子２６を添加してなる溶融物を作製し、押し出し成形等によって、図７に示すシート状物３４の上にシート状に押し出し、冷却することにより、図８に示すような、積層体３６を作製してもよい。

　なお、上述のように、圧電フィルム１０において、高分子マトリックス２４には、常温で粘弾性を有する高分子材料以外にも、ＰＶＤＦ等の高分子圧電材料を添加しても良い。
　高分子マトリックス２４に、これらの高分子圧電材料を添加する際には、上記塗料に添加する高分子圧電材料を溶解すればよい。あるいは、加熱溶融した常温で粘弾性を有する高分子材料に、添加する高分子圧電材料を添加して加熱溶融すればよい。

　圧電体層１２を形成したら、図９に概念的に示すように、圧電体層１２に、加熱ローラ３７によって、下部電極１６とは逆側からカレンダ処理を行う。
　通常の圧電フィルムの製造では、カレンダ処理は、１回である。これに対して、本発明の圧電フィルム１０を製造する際には、カレンダ処理を、複数回、行う。
　周知のように、カレンダ処理とは、加熱プレスや加熱ローラ等によって、被処理面を加熱しつつ押圧して、平坦化等を施す処理ある。
　ここで、下部電極１６とは逆側から、複数回のカレンダ処理を行うことにより、圧電体粒子２６によって下部電極１６を押圧して、下部保護層２０に向かう凸部３０を下部電極１６に形成できる。また、複数回のカレンダ処理を行うことで、圧電体層１２を構成する高分子マトリックス２４を加熱かつ押圧して、圧電体層１２における圧電体粒子２６の密度（体積分率）を向上できる。その結果、本発明の圧電フィルム１０は、入力動作電圧に対して、高い音圧が得られる。

　カレンダ処理の温度や圧力等の条件は、圧電体層１２の高分子マトリックス２４の材料、塗料に添加した圧電体粒子２６の量等に応じて、適宜、決定すればよい。
　また、カレンダ処理の回数は、複数回であればよいが、３回以上が好ましい。カレンダ処理を、３回以上、行うことで、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０のを、好適に２個以上にできる。
　カレンダ処理の回数には上限は無いが、５０回以下が好ましい。カレンダ処理の回数を５０回以下とすることにより、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたりの凸部３０の数が４０個を超えることを、好適に防止できる。

　なお、カレンダ処理は、後述する圧電体層１２の分極処理より先に行うのが好ましい。
　カレンダ処理を行うと、多くの圧電体粒子２６が、圧電体層１２に押し込まれる。その際に、回転を伴って押し込まれる圧電体粒子２６も存在する。そのため、分極処理を行った後に、カレンダ処理を行うと、分極方向が本来の膜厚方向から傾いた圧電体粒子２６が発生し、圧電フィルム１０の圧電特性が低下してしまう。また、このような不都合は、後述する熱圧着によるシート状物３８の熱圧着時にも生じる。
　これに対し、カレンダ処理を行った後に、分極処理を行うことにより、このような圧電体粒子２６の回転に起因する圧電特性の低下を防止できる。また、一度、カレンダ処理を行っているので、後述する熱圧着によるシート状物３８の熱圧着時にも、圧電体粒子２６の回転は生じにくい。

　次いで、下部保護層２０の上に下部電極１６を有し、下部電極１６の上に圧電体層１２を形成してなる積層体３６の圧電体層１２に、分極処理（ポーリング）を行う。圧電体層１２の分極処理は、カレンダ処理の前に行ってもよいが、カレンダ処理を行った後に行うのが好ましいのは、上述の通りである。
　圧電体層１２の分極処理の方法には制限はなく、公知の方法が利用可能である。例えば、分極処理を行う対象に、直接、直流電界を印加する、電界ポーリングが例示される。なお、電界ポーリングを行う場合には、分極処理の前に、上部電極１４を形成して、上部電極１４および下部電極１６を利用して、電界ポーリング処理を行ってもよい。
　また、本発明の圧電フィルム１０を製造する際には、分極処理は、圧電体層１２（高分子複合圧電体）の面方向ではなく、厚さ方向に分極を行う。

　次いで、図１０に示すように、分極処理を行った積層体３６の圧電体層１２側に、先に準備したシート状物３８を、上部電極１４を圧電体層１２に向けて積層する。
　さらに、この積層体を、下部保護層２０および上部保護層１８を挟持するようにして、加熱プレス装置および加熱ローラ等を用いて熱圧着して、積層体３６とシート状物３８とを貼り合わせ、図１に示すような、本発明の圧電フィルム１０を作製する。
　あるいは、積層体３６とシート状物３８とを、接着剤を用いて貼り合わせて、好ましくは、さらに圧着して、本発明の圧電フィルム１０を作製してもよい。

　このようにして作製される本発明の圧電フィルム１０は、面方向ではなく厚さ方向に分極されており、かつ、分極処理後に延伸処理をしなくても大きな圧電特性が得られる。そのため、本発明の圧電フィルム１０は、圧電特性に面内異方性がなく、駆動電圧を印加すると、面内方向では全方向に等方的に伸縮する。

　このような本発明の圧電フィルム１０の製造は、カットシート状のシート状物３４およびシート状物３８等を用いて行っても良いが、好ましくは、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　Ｒｏｌｌ）を利用する。以下の説明では、ロール・トゥ・ロールを『ＲｔｏＲ』ともいう。
　周知のように、ＲｔｏＲとは、長尺な原材料を巻回してなるロールから、原材料を引き出して、長手方向に搬送しつつ、成膜や表面処理等の各種の処理を行い、処理済の原材料を、再度、ロール状に巻回する製造方法である。

　ＲｔｏＲによって、上述した製造方法で圧電フィルム１０を製造する際には、長尺なシート状物３４を巻回してなる第１のロール、および、長尺なシート状物３８を巻回してなる第２のロールを用いる。
　第１のロールおよび第２のロールは、同じものでよい。

　この第１のロールからシート状物３４を引き出して、長手方向に搬送しつつ、シート状物３４の下部電極１６上に、高分子材料および圧電体粒子２６を含有する塗料を塗布し、加熱等によって乾燥して、下部電極１６上に圧電体層１２を形成して、シート状物３４と圧電体層１２とを積層した積層体３６を作製する。
　次いで、カレンダ処理を行う。ここで、ＲｔｏＲによって圧電フィルム１０を製造する際には、積層体３６の搬送方向に複数個の加熱ローラ３７を配置し、積層体３６を搬送しつつ、各加熱ローラ３７によってカレンダ処理を行うことで、圧電体層１２に複数回のカレンダ処理を行えばよい。
　次いで、圧電体層１２の分極処理を行う。ここで、ＲｔｏＲによって圧電フィルム１０を製造する際には、積層体３６を搬送しつつ、積層体３６の搬送方向と直交する方向に延在して配置した電極によって、圧電体層１２の分極処理を行う。なお、この分極処置の前に、カレンダ処理を行ってもよいのは、上述したとおりである。また、圧電体層１２の分極処理は、圧電体層１２の厚さ方向に行う。
　次いで、第２のロールからシート状物３８を引き出し、シート状物３８および積層体３６を搬送しつつ、貼り合わせローラ等を用いる公知の方法で上部薄膜電極１４を圧電体層１２に向けて、積層体３６の上にシート状物３８を積層する。
　その後、加熱ローラ対によって積層体３６およびシート状物３８を挟持搬送することで熱圧着して、本発明の圧電フィルム１０を完成し、この圧電フィルム１０を、ロール状に巻回する。

　なお、以上の例は、ＲｔｏＲによって、シート状物（積層体）を、１回だけ、長手方向に搬送して、本発明の圧電フィルム１０を作製しているが、これに制限はされない。
　例えば、上述した積層体を形成し、分極処理を行った後に、一度、ロール状に、この積層体３６を巻回した積層体ロールとする。次いで、この積層体ロールから積層体３６を引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のように、シート状物３８の積層および熱圧着を行って、圧電フィルム１０を作製し、この圧電フィルム１０を、ロール状に巻回してもよい。

　図１１に、本発明の圧電フィルム１０を利用する、平板型の圧電スピーカーの一例の概念図を示す。
　この圧電スピーカー４０は、本発明の圧電フィルム１０を、電気信号を振動エネルギーに変換する振動板として用いる、平板型の圧電スピーカーである。なお、圧電スピーカー４０は、マイクロフォンおよびセンサー等として使用することも可能である。

　圧電スピーカー４０は、圧電フィルム１０と、ケース４２と、粘弾性支持体４６と、枠体４８とを有して構成される。
　ケース４２は、プラスチック等で形成される、一面が開放する薄い筐体である。筐体の形状としては、直方体状、立方体状、および、円筒状とが例示される。
　また、枠体４８は、中央にケース４２の開放面と同形状の貫通孔を有する、ケース４２の開放面側に係合する枠材である。
　粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、圧電フィルム１０を支持すると共に、圧電フィルムのどの場所でも一定の機械的バイアスを与えることによって、圧電フィルム１０の伸縮運動を無駄なく前後運動（フィルムの面に垂直な方向の運動）に変換させるためのものである。一例として、羊毛のフェルトおよびＰＥＴ等を含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、ならびに、グラスウール等が例示される。

　圧電スピーカー４０は、ケース４２の中に粘弾性支持体４６を収容して、圧電フィルム１０によってケース４２および粘弾性支持体４６を覆い、圧電フィルム１０の周辺を枠体４８によってケース４２の上端面に押圧した状態で、枠体４８をケース４２に固定して、構成される。

　ここで、圧電スピーカー４０においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４２の内面の高さよりも厚い。
　そのため、圧電スピーカー４０では、粘弾性支持体４６の周辺部では、粘弾性支持体４６が圧電フィルム１０によって下方に押圧されて厚さが薄くなった状態で、保持される。また、同じく粘弾性支持体４６の周辺部において、圧電フィルム１０の曲率が急激に変動し、圧電フィルム１０に、粘弾性支持体４６の周辺に向かって低くなる立上がり部が形成される。さらに、圧電フィルム１０の中央領域は四角柱状の粘弾性支持体４６に押圧されて、（略）平面状になっている。

　圧電スピーカー４０は、下部電極１６および上部電極１４への駆動電圧の印加によって、圧電フィルム１０が面内方向に伸長すると、この伸長分を吸収するために、粘弾性支持体４６の作用によって、圧電フィルム１０の立上がり部が、立ち上がる方向に角度を変える。その結果、平面状の部分を有する圧電フィルム１０は、上方に移動する。
　逆に、下部電極１６および上部電極１４への駆動電圧の印加によって、圧電フィルム１０が面内方向に収縮すると、この収縮分を吸収するために、圧電フィルム１０の立上がり部が、倒れる方向（平面に近くなる方向）に角度を変える。その結果、平面状の部分を有する圧電フィルム１０は、下方に移動する。
　圧電スピーカー４０は、この圧電フィルム１０の振動によって、音を発生する。

　なお、本発明の圧電フィルム１０において、伸縮運動から振動への変換は、圧電フィルム１０を湾曲させた状態で保持することでも達成できる。
　従って、本発明の圧電フィルム１０は、図１１に示すような剛性を有する平板状の圧電スピーカー４０ではなく、単に湾曲状態で保持することでも、可撓性を有する圧電スピーカーとして機能させることができる。

　このような本発明の圧電フィルム１０を利用する圧電スピーカーは、良好な可撓性を生かして、例えば丸めて、または、折り畳んで、カバン等に収容することが可能である。そのため、本発明の圧電フィルム１０によれば、ある程度の大きさであっても、容易に持ち運び可能な圧電スピーカーを実現できる。
　また、上述のように、本発明の圧電フィルム１０は、柔軟性および可撓性に優れ、しかも、面内に圧電特性の異方性が無い。そのため、本発明の圧電フィルム１０は、どの方向に屈曲させても音質の変化が少なく、しかも、曲率の変化に対する音質変化も少ない。従って、本発明の圧電フィルム１０を利用する圧電スピーカーは、設置場所の自由度が高く、また、上述したように、様々な物品に取り付けることが可能である。例えば、本発明の圧電フィルム１０を、湾曲状態で洋服など衣料品およびカバンなどの携帯品等に装着することで、いわゆるウエアラブルなスピーカーを実現できる。

　さらに、上述したように、本発明の圧電フィルムを、可撓性を有する有機ＥＬ表示デバイスおよび可撓性を有する液晶表示デバイス等の可撓性を有する表示デバイスに貼着することで、表示デバイスのスピーカーとして用いることも可能である。

　上述したように、本発明の圧電フィルム１０は、電圧の印加によって面方向に伸縮し、この面方向の伸縮によって厚さ方向に好適に振動するので、例えば圧電スピーカー等に利用した際に、高い音圧の音を出力できる、良好な音響特性を発現する。
　このような良好な音響特性すなわち圧電による高い伸縮性能を発現する本発明の圧電フィルム１０は、複数枚を積層することにより、振動板等の被振動体を振動させる圧電振動素子としても、良好に作用する。本発明の圧電フィルム１０は、放熱性が良好であるので、積層して圧電振動子とした際にも、自身の発熱を防止でき、したがって、振動板の加熱を防止できる。
　なお、圧電フィルム１０を積層する際には、短絡（ショート）の可能性が無ければ、圧電フィルムは上部保護層１８および／または下部保護層２０を有さなくてもよい。または、上部保護層１８および／または下部保護層２０を有さない圧電フィルムを、絶縁層を介して積層してもよい。

　一例として、圧電フィルム１０の積層体を振動板に貼着して、圧電フィルム１０の積層体によって振動板を振動させて音を出力するスピーカーとしてもよい。すなわち、この場合には、圧電フィルム１０の積層体を、振動板を振動させることで音を出力する、いわゆるエキサイターとして作用させる。
　積層した圧電フィルム１０に駆動電圧を印加することで、個々の圧電フィルム１０が面方向に伸縮し、各圧電フィルム１０の伸縮によって、圧電フィルム１０の積層体全体が面方向に伸縮する。圧電フィルム１０の積層体の面方向の伸縮によって、積層体が貼着された振動板が撓み、その結果、振動板が、厚さ方向に振動する。この厚さ方向の振動によって、振動板は、音を発生する。振動板は、圧電フィルム１０に印加した駆動電圧の大きさに応じて振動して、圧電フィルム１０に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。
　従って、この際には、圧電フィルム１０自身は、音を出力しない。

　１枚毎の圧電フィルム１０の剛性が低く、伸縮力は小さくても、圧電フィルム１０を積層することにより、剛性が高くなり、積層体全体としての伸縮力は大きくなる。その結果、圧電フィルム１０の積層体は、振動板がある程度の剛性を有するものであっても、大きな力で振動板を十分に撓ませて、厚さ方向に振動板を十分に振動させて、振動板に音を発生させることができる。

　圧電フィルム１０の積層体において、圧電フィルム１０の積層枚数には、制限はなく、例えば振動させる振動板の剛性等に応じて、十分な振動量が得られる枚数を、適宜、設定すればよい。
　なお、十分な伸縮力を有するものであれば、１枚の本発明の圧電フィルム１０を、同様のエキサイター（圧電振動素子）として用いることも可能である。

　本発明の圧電フィルム１０の積層体で振動させる振動板にも、制限はなく、各種のシート状物（板状物、フィルム）が利用可能である。
　一例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等からなる樹脂フィルム、発泡ポリスチレン等からなる発泡プラスチック、段ボール材等の紙材、ガラス板、および、木材等が例示される。さらに、十分に撓ませることができるものであれば、振動板として、表示デバイス等の機器を用いてもよい。

　圧電フィルム１０の積層体は、隣接する圧電フィルム同士を、貼着層（貼着剤）で貼着するのが好ましい。また、圧電フィルム１０の積層体と振動板も、貼着層で貼着するのが好ましい。
　貼着層には制限はなく、貼着対象となる物同士を貼着できるものが、各種、利用可能である。従って、貼着層は、粘着剤からなるものでも接着剤からなるものでもよい。好ましくは、貼着後に固体で硬い貼着層が得られる、接着剤からなる接着剤層を用いる。
　以上の点に関しては、後述する長尺な圧電フィルム１０を折り返してなる積層体でも、同様である。

　圧電フィルム１０の積層体において、積層する各圧電フィルム１０の分極方向には、制限はない。なお、上述のように、本発明の圧電フィルム１０の分極方向とは、厚さ方向の分極方向である。
　従って、圧電フィルム１０の積層体において、分極方向は、全ての圧電フィルム１０で同方向であってもよく、分極方向が異なる圧電フィルムが存在してもよい。

　ここで、圧電フィルム１０の積層体においては、隣接する圧電フィルム１０同士で、分極方向が互いに逆になるように、圧電フィルム１０を積層するのが好ましい。
　圧電フィルム１０において、圧電体層１２に印加する電圧の極性は、分極方向に応じたものとなる。従って、分極方向が上部電極１４から下部電極１６に向かう場合でも、下部電極１６から上部電極１４に向かう場合でも、積層される全ての圧電フィルム１０において、上部電極１４の極性および下部電極１６の極性を、同極性にする。
　従って、隣接する圧電フィルム１０同士で、分極方向を互いに逆にすることで、隣接する圧電フィルム１０の薄膜電極同士が接触しても、接触する薄膜電極は同極性であるので、ショート（短絡）する恐れがない。

　圧電フィルム１０の積層体は、長尺な圧電フィルム１０を、１回以上、好ましくは複数回、折り返すことで、複数の圧電フィルム１０を積層する構成としてもよい。
　長尺な圧電フィルム１０を折り返して積層した構成は、以下のような利点を有する。
　すなわち、カットシート状の圧電フィルム１０を、複数枚、積層した積層体では、１枚の圧電フィルム毎に、上部電極１４および下部電極１６を、駆動電源に接続する必要がある。これに対して、長尺な圧電フィルム１０を折り返して積層した構成では、一枚の長尺な圧電フィルム１０のみで積層体を構成できる。また、長尺な圧電フィルム１０を折り返して積層した構成では、駆動電圧を印加するための電源が１個で済み、さらに、圧電フィルム１０からの電極の引き出しも、１か所でよい。
　さらに、長尺な圧電フィルム１０を折り返して積層した構成では、必然的に、隣接する圧電フィルム１０同士で、分極方向が互いに逆になる。

　以上、本発明の圧電フィルムについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に制限はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

　以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。なお、本発明はこの実施例に制限されるものでなく、以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。

　［実施例１］
　図７～図１０に示す方法で、圧電フィルムを作製した。
　まず、下記の組成比で、シアノエチル化ＰＶＡ（信越化学工業社製　ＣＲ－Ｖ）をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解した。その後、この溶液に、圧電体粒子としてＰＺＴ粒子を下記の組成比で添加して、プロペラミキサー（回転数２０００ｒｐｍ）で攪拌して、圧電体層を形成するための塗料を調製した。
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・３０質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・７０質量部
　なお、ＰＺＴ粒子は、主成分となるＰｂ酸化物、Ｚｒ酸化物およびＴｉ酸化物の粉末を、Ｐｂ＝１モルに対し、Ｚｒ＝０．５２モル、Ｔｉ＝０．４８モルとなるように、ボールミルで湿式混合してなる混合粉を、８００℃で５時間、焼成した後、解砕処理したものを用いた。

　一方、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムに、厚さ０．１μｍの銅薄膜を真空蒸着してなるシート状物を用意した。すなわち、本例においては、上部電極および下部電極は、厚さ０．１ｍの銅蒸着薄膜であり、上部保護層および下部保護層は、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
　シート状物の下部電極（銅蒸着薄膜）の上に、スライドコータを用いて、先に調製した圧電体層を形成するための塗料を塗布した。なお、塗料は、乾燥後の塗膜の膜厚が４０μｍになるように、塗布した。
　次いで、シート状物に塗料を塗布した物を、１２０℃のホットプレート上で加熱乾燥することでＤＭＦを蒸発させた。これにより、ＰＥＴ製の下部保護層の上に銅製の下部薄膜電極を有し、その上に、厚さが４０μｍの圧電体層を形成してなる積層体を作製した。

　次いで、作製した積層体の圧電体層の上面（下部電極と逆側の表面）に、図９に示すように、加熱ローラを用いて、３回のカレンダ処理を行った。
　カレンダ処理は、加熱ローラの温度を７０℃、加熱ローラの押圧力を０．３ＭＰａ、加熱ローラの移動速度を０．６ｍ／ｍｉｎ、として行った。

　カレンダ処理を行った圧電体層を、厚さ方向に分極処理した。

　分極処理を行った積層体の上に、上部電極（銅薄膜側）を圧電体層に向けてシート状物を積層した。
　次いで、積層体とシート状物との積層体を、ラミネータ装置を用いて、温度１２０℃で熱圧着することで、圧電体層と上部電極とを貼着して接着して、図１に示すような圧電フィルムを作製した。

　作製した圧電フィルムを、接着剤によって、厚さ５μｍの平坦な樹脂フィルム製の支持体に貼着した。
　次いで、圧電フィルムと支持体との積層体を、断面イオンミリング装置（日立ハイテクノロジーズ社製、ＩＭ４０００ＰＬＵＳ）で切断した。

　なお、断面イオンミリング装置による切断の際に、積層体の断面の任意の位置に対して、電極層の長さ方向に約１０００μｍ、断面加工を施した。
　さらに、積層体の断面に、約２ｎｍのＯｓコートを施した。

　積層体の断面加工を施した領域をＳＥＭ（日本電子社製、ＳＭ－０９０１０）で撮像して、撮像した断面ＳＥＭ画像中で任意に選択した電極層の長さ方向の視野８５μｍの領域において、下部電極の凸部を計数した。なお、ＳＥＭの観察は、加速電圧２．０ｋＶ、反射電子組成像を取得する条件とし、下部電極および下部保護層が１画面に入るように、１５００倍の倍率で行った。
　凸部の計数は、圧電フィルムの任意の１０断面で行い、１０断面で計数した凸部の数の平均値を、作製した圧電フィルムにおける、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍ当たりにおける下部電極の凸部の数とした。
　その結果、下部電極の凸部の数は、３個であった。

　さらに、各凸部について、断面ＳＥＭ画像を４００００倍に拡大して、上述の方法によって凸部の基準線および垂線を設定し、凸部の大きさ、および、高さを測定した。
　その結果、最も大きい凸部の大きさ（大きさの最大値）は１０００ｎｍ、最も高い凸部の高さ（高さの最大値）は１００ｎｍであった。
　また、高さが２０ｎｍ以上の凸部の数は、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍ当たり、２個であった。なお、高さが２０ｎｍ以上の凸部の数も、先に凸部の数を計数した１０断面の電極層の長さ方向の視野８５μｍにおける平均値である。

　［実施例２～４および比較例１～３］
　カレンダ処理の回数を１０回（実施例２）、２０回（実施例３）、４０回（実施例４）、０回（比較例１）、１回（比較例２）、および、５０回（比較例３）とした以外は、実施例１と同様に、圧電フィルムを作製した。
　作製した圧電フィルムについて、実施例１と同様に、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍ当たりの凸部の数を計数し、さらに、凸部の大きさ、および、高さを測定して、最も大きい凸部の大きさ、最も高い凸部の高さ、および、ＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍ当たりの高さが２０ｎｍ以上の凸部の数を測定した。

　［圧電スピーカーの作製、および、音圧の測定］
　作製した圧電フィルムを用いて、図１１に示す圧電スピーカーを作製した。
　まず、作製した圧電フィルムから、２１０×３００ｍｍ（Ａ４サイズ）の矩形試験片を切り出した。切り出した圧電フィルムを、図１１に示すように、予め粘弾性支持体としてグラスウールを収納した２１０×３００ｍｍのケース上に載せた後、周辺部を枠体で押さえて、圧電フィルムに適度な張力と曲率を与えることで、図１１に示すような圧電スピーカーを作製した。
　なお、ケースの深さは９ｍｍとし、グラスウールの密度は３２ｋｇ／ｍ³で、組立前の厚さは２５ｍｍとした。

　作製した圧電スピーカーに、入力信号として１ｋＨｚのサイン波をパワーアンプを通して入力し、図１２に示すように、スピーカーの中心から５０ｃｍ離れた距離に置かれたマイクロフォン５０で音圧を測定した。なお、音圧の測定値は、比較例２を基準（Ｒｅｆ）として、比較例２との差分で示している。

　［放熱性試験］
　作製した圧電スピーカーを、５分間、所定のボリュームで駆動して、圧電フィルムの温度をサーモグラフィーで測定した。
　５分間の圧電スピーカーの駆動中、圧電フィルムの温度が一度も３０℃以上にならなかった場合を『ＯＫ』、一瞬でも圧電フィルムの温度が３０℃以上になった場合を『ＮＧ』、と評価した。

　［耐久性試験］
　作製した圧電スピーカーから１ｍ離れた場所における平均音圧が８０ｄＢとなる駆動電圧を、１０００時間、圧電フィルムに印加して、圧電スピーカーを駆動した。
　その後、圧電フィルムの表面を目視で観察して、白色の欠陥部の有無を確認した。
　白色の欠陥部が認められなかった場合を『無し』、１つでも白色の欠陥部が認められた場合を『有り』、と評価した。
　結果を下記の表に示す。

　表に示されるように、下部電極が、断面におけるＳＥＭ画像の電極層の長さ方向の視野８５μｍあたり、２～４０個の凸部を有する本発明の圧電フィルムを用いた圧電スピーカーは、高い音圧が得られ、また放熱性および耐熱性も良好である。
　これに対して、下部電極が凸部を有さない比較例１、および、下部電極の凸部の数が本発明の範囲未満である比較例２は、耐久性には問題は無いが、放熱性が低い。また、下部電極の凸部の数が本発明の範囲を超える比較例３は、放熱性は高いものの、耐熱性試験で白色の欠陥部が生じている。加えて、比較例は、本発明品に比して、音圧も低い。
　なお、カレンダ処理を行わない比較例１に関しては、上部電極側も、同様にＳＥＭでの観察を行って、凸部の有無を確認した。その結果、比較例１は、下部電極のみならず、上部電極にも、上部保護層に向かう凸部は確認されなかった。
　以上の結果より、本発明の効果は、明らかである。

　１０　圧電フィルム
　１２　圧電体層
　１４　上部（薄膜）電極
　１６　下部（薄膜）電極
　１８　上部保護層
　２０　下部保護層
　２４　高分子マトリックス
　２６　圧電体粒子
　３０　凸部
　３４，３８　シート状物
　３６　積層体
　３７　加熱ローラ
　４０　圧電スピーカー
　４２　ケース
　４６　粘弾性支持体
　４８　枠体
　５０　マイクロフォン

Claims

　高分子材料を含むマトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体と、前記高分子複合圧電体の両面に設けられた電極層と、少なくとも一方の前記電極層の表面に設けられた保護層とを有し、
　断面を走査型電子顕微鏡で観察した際に、少なくとも一方の電極層が、前記保護層に向かう複数の凸部を有し、前記凸部の数が、前記断面における前記電極層の長さ方向の走査型電子顕微鏡の視野８５μｍあたり、２～４０個であることを特徴とする圧電フィルム。
　前記保護層と前記電極層との界面における前記凸部の高さが２５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の圧電フィルム。
　前記保護層と前記電極層との界面における前記凸部の大きさが２４００ｎｍ以下である、請求項１または２に記載の圧電フィルム。
　両方の電極層の表面に前記保護層を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の圧電フィルム。
　厚さ方向に分極されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の圧電フィルム。
　圧電特性に面内異方性を有さない、請求項１～５のいずれか１項に記載の圧電フィルム。
　前記高分子材料がシアノエチル基を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の圧電フィルム。
　前記高分子材料がシアノエチル化ポリビニルアルコールである、請求項７に記載の圧電フィルム。
　前記圧電体粒子が、ペロブスカイト型またはウルツ鉱型の結晶構造を有するセラミックス粒子からなるものである、請求項１～８のいずれか１項に記載の圧電フィルム。