WO2023053931A1 - 圧電素子および圧電スピーカー - Google Patents

Abstract

圧電フィルムを積層した圧電素子であって、圧電スピーカーにエキサイターとして用いられた際に、圧電スピーカーの好適な巻取りを可能にする圧電素子、および、この圧電素子を用いる圧電スピーカーの提供を課題とする。圧電フィルムを、複数層、積層して、隣接する圧電フィルムを貼着層で貼着してなる圧電素子であって、２０×５０ｍｍに切断して、２０ｍｍの辺に１００ｇの錘をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒に掛けて吊るした際における、丸棒下端部における圧電素子の距離が、９．５ｍｍ以下であることにより、課題を解決する。

Description

圧電素子および圧電スピーカー

　本発明は、圧電素子、および、この圧電素子を用いる圧電スピーカーに関する。

　各種の物品に接触して取り付けることで、物品を振動させて音を出す、いわゆるエキサイター（励起子）が、各種の用途に利用されている。
　例えば、オフィスであれば、プレゼンテーションおよび電話会議等の際に、会議用テーブル、ホワイトボードおよびスクリーン等にエキサイターを取り付けることで、スピーカーの代わりに音声を出力することができる。自動車等の車両であれば、コンソール、Ａピラーおよび天井等にエキサイターを取り付けることで、ガイド音、警告音および音楽等を鳴らすことができる。また、ハイブリット車および電気自動車のように、エンジン音が出ない自動車の場合には、バンパー等にエキサイターを取り付けることで、バンパー等から車両接近通報音を出すことができる。

　このようなエキサイターにおいて振動を生じる可変素子としては、コイルとマグネットとの組み合わせ、ならびに、偏心モータおよび線形共振モータ等の振動モータ等が知られている。
　これらの可変素子は、薄型化が困難である。特に、振動モータは、振動力を増加するためには質量体を大きくする必要がある、振動の程度を調節するための周波数変調が難しく応答速度が遅い等の難点がある。

　一方、近年では、例えば、可撓性を有するディスプレイに対応する要求等に応じて、スピーカーにも、可撓性が要求されている。しかしながら、このようなエキサイターと振動板とからなる構成では、可撓性を有するスピーカーへの対応は困難である。

　可撓性を有する振動板に、可撓性を有するエキサイターを貼着することで、可撓性を有するスピーカーとすることも考えられる。
　例えば、特許文献１には、振動板とエキサイターとを有するスピーカーとして、エキサイターの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接が、０～５０℃の温度範囲内に極大値を有し、極大値が０．０８以上であり、さらに、エキサイターの厚さと、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚ、２５℃での貯蔵弾性率との積が、振動板の厚さとヤング率との積の、３倍以下であるスピーカー（電気音響変換器）が記載されている。
　特許文献１では、このスピーカーに好適にエキサイターとして、圧電体層の両面に電極層を設け、電極層を覆うように保護層を有する圧電フィルムを、複数層、積層して接着した積層圧電素子が例示されている。また、好適な圧電フィルムとして、圧電体層が、高分子材料を含むマトリックス中に、圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体である、圧電フィルムが例示されている。

　圧電フィルムを積層した積層圧電素子は、圧電フィルムに通電することにより、圧電フィルムが面方向に伸縮する。そのため、この積層圧電素子をエキサイターとして振動板に貼着することにより、積層された圧電フィルムの伸縮運動によって、振動板が撓んで板面と直交する方向に振動し、振動板が音声を出力する圧電スピーカーを実現できる。

国際公開第２０２０／１７９３５３号

　特許文献１に記載される、エキサイターとして用いられる積層圧電素子は、非常に良好な可撓性を有する。特に、圧電フィルム、中でも、圧電体層として高分子複合圧電体を用いる圧電フィルムを積層した積層圧電素子は、特に良好な可撓性を有する。
　そのため、特許文献１に記載される圧電スピーカーは、良好な可撓性を有する振動板を用いることにより、屈曲、湾曲および折り畳み等のみならず、巻取りが可能な圧電スピーカーを実現できる。

　可撓性を有する振動板に積層圧電素子を貼着してなる圧電スピーカーの巻取り方法としては、例えば、振動板の端部に巻取り芯を設け、この巻取り芯を動力で回転して、圧電スピーカーを巻き取る方法が例示される。
　また、このような圧電スピーカーの巻取りは、より小径の巻取り芯に、小さな力で、適切に巻き取れるのが好ましい。

　しかしながら、従来の積層圧電素子では、十分に可撓性が高い振動板を用いた場合でも、例えば巻取り芯の径によっては、巻き取った圧電スピーカーの巻き戻り、および／または、巻き戻りの予兆となる巻取り層間の間隙等が生じてしまい、十分に良好な巻取りを行うことができない場合もある。

　本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、圧電フィルムを積層した圧電素子であって、例えば巻取り可能な振動板を用いる圧電スピーカーの振動板にエキサイターとして貼着された際に、圧電スピーカーを好適に巻き取ることを可能にする圧電素子、および、この圧電素子を用いる圧電スピーカーを提供することにある。

　このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を有する。
　［１］　圧電フィルムを、複数層、積層して、積層されて隣接する圧電フィルムを貼着層で貼着してなる圧電素子であって、
　２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に１００ｇの錘をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒に掛けて吊るした際に、丸棒の下端部の位置における水平方向の距離が、９．５ｍｍ以下である、圧電素子。
　［２］　隣接する圧電フィルムを貼着する貼着層の厚さが１０μｍ以下である、［１］に記載の圧電素子。
　［３］　圧電フィルムが、圧電体層と、圧電体層の両面に設けられた電極層と、電極層を覆って設けられた保護層と、を有する、［１］または［２］に記載の圧電素子。
　［４］　圧電体層の厚さが４５μｍ以上である、［３］に記載の圧電素子。
　［５］　圧電体層が、高分子材料中に圧電体粒子を有する高分子複合圧電体である、［３］または［４］に記載の圧電素子。
　［６］　高分子材料が、シアノエチル基を有する、［５］に記載の圧電素子。
　［７］　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、［６］に記載の圧電素子。
　［８］　１枚の圧電フィルムを折り返すことにより、複数層の圧電フィルムを積層したものである、［１］～［７］のいずれかに記載の圧電素子。
　［９］　［１］～［８］のいずれかに記載の圧電素子を、可撓性を有する振動板に貼着してなる、圧電スピーカー。
　［１０］　振動板が表示デバイスである、［９］に記載の圧電スピーカー。

　このような本発明によれば、圧電フィルムを積層した圧電素子において、巻取り可能な振動板を用いる圧電スピーカーの振動板にエキサイターとして貼着された際に、圧電スピーカーを好適に巻き取ることを可能にできる。

図１は、本発明の圧電素子の一例を概念的に示す図である。 図２は、本発明の圧電素子の別の例を概念的に示す図である。 図３は、本発明の圧電素子に用いられる圧電フィルムの一例を概念的に示す図である。 図４は、圧電フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。 図５は、圧電フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。 図６は、圧電フィルムの作製方法の一例を説明するための概念図である。 図７は、本発明の圧電素子を説明するための概念図である。 図８は、本発明の圧電素子の別の例を概念的に示す図である。 図９は、本発明の圧電スピーカーの一例を概念的に示す図である。

　以下、本発明の圧電素子および圧電スピーカーについて、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限定されるものではない。
　また、以下に示す図は、本発明の圧電素子および圧電スピーカーを説明するための概念的な図である。従って、各部材および各部位の大きさ、厚さ、形状、ならびに、位置関係等は、実際の物とは異なる。

　本発明において、「～」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。
　さらに、本発明において、電極層および保護層等に付している第１および第２とは、基本的に同じである２つの部材を区別し、本発明の圧電素子および圧電スピーカーを説明するために、便宜的に付しているものである。従って、これらの部材における第１および第２には、技術的な意味は無く、また、実際の使用状態および互いの位置関係等とは、無関係である。

　図１に、本発明の圧電素子の一例を概念的に示す。
　図１に示す圧電素子１０は、可撓性を有する圧電フィルム１２を、複数回、蛇腹状に折り返すことによって、圧電フィルム１２を、複数層、積層したものである。圧電フィルム１２は、圧電体層２６の一面に第１電極層２８を、他方の面に第２電極層３０を有し、第１電極層２８の表面に第１保護層３２を、第２電極層３０の表面に第２保護層３４を、それぞれ、設けたものである。
　また、圧電素子１０においては、折り返しによって積層された隣接する圧電フィルム１２は、貼着層２０によって貼着されている。

　後に詳述するが、本発明の圧電素子（積層圧電素子）は、２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に１００ｇの錘をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒に掛けて吊るした際に、丸棒の下端部の位置における水平方向の圧電素子の距離が、９．５ｍｍ以下である。
　本発明の圧電素子１０は、このような構成を有することにより、例えば、可撓性を有する振動板を用いる圧電スピーカーの振動板にエキサイターとして貼着された場合に、小径の巻取り芯で圧電スピーカーを巻き取った際にも、巻き取った圧電スピーカーの巻き戻り、および、巻き取った圧電スピーカーの巻き戻しの予兆となる巻取り層間の隙間等が生じることを防止できる。
　この点に関しては、後に詳述する。

　図示例の圧電素子１０は、矩形（長方形）の圧電フィルム１２を、等間隔で、４回、折り返すことにより、５層の圧電フィルム１２を積層したものである。

　なお、本発明の圧電素子１０において、矩形の圧電フィルム１２を折り返す場合には、圧電フィルム１２の折り返しによって形成される折り返し線は、圧電素子１０の平面形状において、長手方向に一致しても、短手方向に一致してもよい。なお、圧電素子１０の平面形状とは、圧電素子１０を圧電フィルム１２の積層方向に見た際の形状である。
　以下の説明では、圧電フィルム１２の折り返しによって形成される折り返し線、すなわち、折り返し部の端部の外側の頂部の線を、便宜的に『稜線』ともいう。
　例えば、２５×２０ｃｍの矩形の圧電フィルムを、５ｃｍ間隔で２５ｃｍの方向に４回折り返せば、５層の圧電フィルムを積層した、平面形状が５×２０ｃｍの矩形で、稜線が長手方向の２０ｃｍに一致する圧電素子が得られる（図９参照）。また、１００×５ｃｍの矩形の圧電フィルムを、２０ｃｍ間隔で１００ｃｍの方向に４回折り返せば、５層の圧電フィルムを積層した、平面形状が同じ５×２０ｃｍの矩形で、稜線が短手方向の５ｃｍに一致する圧電素子が得られる。

　なお、図１に示す圧電素子１０は、好ましい態様として、矩形の圧電フィルム１２を折り返すことで作製された、平面形状が矩形のものである。しかしながら、本発明の圧電素子において、圧電フィルム１２の形状は、矩形に制限はされず、各種の形状が利用可能である。
　一例して、円形、角丸長方形（長円形）、楕円形、および、六角形等の多角形等が例示される。

　上述のように、圧電素子１０は、圧電フィルム１２を、複数回、折り返して積層したものである。図示例の圧電素子１０は、圧電フィルム１２を４回、折り返すことで、５層の圧電フィルム１２を積層している。また、積層されて隣接する圧電フィルム１２を、貼着層２０によって貼着している。
　本発明の圧電素子１０は、このように複数の圧電フィルム１２を積層し、隣接する圧電フィルム１２を貼着することにより、１枚の圧電フィルムを用いた場合に比して、圧電素子としての伸縮力を大きくできる。その結果、例えば後述する振動板を、大きな力で撓ませ、高い音圧の音声を出力することが可能になる。

　なお、本発明の圧電素子は、一枚の圧電フィルム１２を、折り返すことで積層して、隣接する圧電フィルム１２を、貼着層２０によって貼着した構成に制限はされない。
　すなわち、本発明の圧電素子（積層圧電素子）は、図２に概念的に示すように、カットシート状（枚葉紙状）の圧電フィルム１２を、複数枚、積層して、隣接する圧電フィルム１２を、貼着層２０によって貼着した構成であってもよい。

　図示例の圧電素子１０のように、１枚の圧電フィルム１２を折り返すことで、圧電フィルム１２を積層した構成は、複数枚の圧電フィルム１２を積層しているにも関わらず、圧電素子１０すなわち圧電フィルム１２を駆動するための電極の引き出しを、後述する各電極層につき１か所にすることができる。その結果、１枚の圧電フィルム１２を折り返して積層した圧電素子１０は、構成、および、電極の引き回しを簡易化でき、さらに、生産性にも優れる。
　また、この圧電素子１０は、一枚の圧電フィルム１２を折り返して積層するので、積層によって隣接する圧電フィルム同士が対面する電極層は、同極性になる。その結果、この圧電素子１０は、電極層同士が接触しても、ショートが生じない点でも、有利である。

　本発明の圧電素子１０において、圧電素子１０における圧電フィルム１２の積層数は、図示例の５層に制限はされない。すなわち、本発明の圧電素子１０は、圧電フィルム１２を３回以下、折り返した４層以下の圧電フィルム１２を積層したものでもよく、あるいは、圧電フィルム１２を５回以上、折り返した、６層以上の圧電フィルム１２を積層したものでもよい。
　本発明の圧電素子において、圧電フィルム１２の積層数には、制限はないが、２～１０層が好ましく、３～７層がより好ましく、４～６層がさらに好ましい。
　この点に関しては、図２に示すカットシート状の圧電フィルム１２を積層する構成でも、同様である。

　本発明の圧電素子１０においては、圧電フィルム１２の積層数が多い方が圧電素子としての出力が大きくなり、例えば圧電スピーカーのエキサイターとして用いた際に、高い音圧の出力が可能になる。その反面、積層数が少ない方が、例えば、後述する圧電スピーカーの巻取りには、有利である。
　従って、本発明の圧電素子１０における圧電フィルム１２の積層数は、貼着される振動板のコシの強さ、貼着される振動板の大きさ、振動板への貼着位置、圧電フィルム１２のコシの強さ、圧電素子１０の圧電フィルム面方向のサイズ、圧電素子１０に要求される出力（パワー）、要求される巻取り性、巻取り芯の径、巻取りに用いる動力の大きさ、および、要求される厚さの制約等に応じて、適宜、設定すればよい。

　圧電素子１０では折り返しによって積層された圧電フィルム１２において、積層方向に隣接する圧電フィルム１２同士は、貼着層２０によって貼着されている。
　積層方向に隣接する圧電フィルム１２を貼着層２０によって貼着することにより、各圧電フィルム１２の伸縮を直接的に伝達することができ、圧電フィルム１２を積層した積層体として、無駄なく駆動することが可能になる。

　本発明において、貼着層２０は、隣接する圧電フィルム１２を貼着可能であれば、公知の貼着剤（貼着材）が、各種、利用可能である。
　従って、貼着層２０は、接着剤（接着材）からなる層でも、粘着剤（粘着材）からなる層でも、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。なお、接着剤とは、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる貼着剤である。また、粘着剤とは、貼り合わせる際にゲル状（ゴム状）の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しない貼着剤である。
　また、貼着層２０は、液体等の流動性を有する貼着剤を塗布して形成するものでも、シート状の貼着剤を用いて形成するものでもよい。

　ここで、圧電素子１０は、一例としてエキサイターとして用いられる。すなわち、圧電素子１０は、積層した複数枚の圧電フィルム１２を伸縮させることで、自身が伸縮し、例えば後述するように振動板６２を撓ませ、振動させて、音を発生させる。従って、圧電素子１０では、積層された各圧電フィルム１２の伸縮が、直接的に伝達されるのが好ましい。圧電フィルム１２の間に、振動を緩和するような粘性を有する物質が存在すると、圧電フィルム１２の伸縮のエネルギーの伝達効率が低くなってしまい、圧電素子１０の駆動効率が低下してしまう。
　この点を考慮すると、貼着層２０は、粘着剤からなる粘着剤層よりも、固体で硬い貼着層２０が得られる、接着剤からなる接着剤層であるのが好ましい。より好ましい貼着層２０としては、具体的には、ポリエステル系接着剤およびスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系接着剤等の熱可塑タイプの接着剤からなる貼着層が好適に例示される。
　接着は、粘着とは異なり、高い接着温度を求める際に有用である。また、熱可塑タイプの接着剤は『比較的低温、短時間、および、強接着』を兼ね備えており、好適である。

　圧電素子１０において、貼着層２０の厚さには制限はなく、貼着層２０の形成材料に応じて、十分な貼着力を発現できる厚さを、適宜、設定すればよい。
　ここで、圧電素子１０は、貼着層２０が薄い方が、圧電体層２６の伸縮エネルギー（振動エネルギー）の伝達効果を高くして、エネルギー効率を高くできる。また、貼着層２０が厚く剛性が高いと、圧電フィルム１２の伸縮を拘束する可能性もある。
　この点を考慮すると、貼着層２０は、圧電体層２６よりも薄いのが好ましい。すなわち、圧電素子１０において、貼着層２０は、硬く、薄いのが好ましい。具体的には、貼着層２０の厚さは、貼着後の厚さで０．１～５０μｍが好ましく、０．１～３０μｍがより好ましく、０．１～１０μｍがさらに好ましい。
　特に、後述する図７に示す距離Ｄ（水平方向距離Ｄ）を好適に９．５ｍｍ以下にできる点で、貼着層２０の厚さは、貼着後の厚さで１０μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。

　本発明の圧電素子において、圧電フィルム１２は、曲げ伸ばし可能な可撓性を有するものであれば、公知の圧電フィルム１２が、各種、利用可能である。
　なお、本発明において、可撓性を有するとは、一般的な解釈における可撓性を有すると同義であり、曲げること、および、撓めることが可能であることを示し、具体的には、破壊および損傷を生じることなく、曲げ伸ばしができることを示す。

　本発明の圧電素子１０において、圧電フィルム１２は、好ましい態様として、圧電体層２６の両面に設けられた電極層と、電極層を覆って設けられる保護層とを有する。
　図３に、圧電フィルム１２の一例を断面図で概念的に示す。図３等においては、図面を簡略化して構成を明確に示すために、ハッチングは省略する。
　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、圧電フィルムの積層方向である。

　図３に示すように、図示例の圧電フィルム１２は、圧電体層２６と、圧電体層２６の一方の面に積層される第１電極層２８と、第１電極層２８に積層される第１保護層３２と、圧電体層２６の他方の面に積層される第２電極層３０と、第２電極層３０に積層される第２保護層３４と、を有する。

　上述のように、本発明の圧電素子１０は、１枚の圧電フィルム１２を折り返すことで、圧電フィルム１２を積層している。
　そのため、複数枚の圧電フィルム１２を積層しているにも関わらず、圧電素子１０すなわち圧電フィルム１２を駆動するための電極の引き出しを、後述する各電極層につき１か所にすることができる。その結果、圧電素子１０の構成、および、電極の引き回しを簡易化でき、さらに、生産性にも優れる。また、一枚の圧電フィルム１２を折り返して積層するので、積層によって隣接する圧電フィルム同士が対面する電極層は、同極性になるので、電極層同士が接触しても、ショートは生じない。

　圧電フィルム１２において、圧電体層２６は、公知の圧電体層が、各種、利用可能である。
　圧電フィルム１２において、圧電体層２６は、図３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３８中に、圧電体粒子４０を含む、高分子複合圧電体であるのが好ましい。

　ここで、高分子複合圧電体（圧電体層２６）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２６）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でのガラス転移点Ｔｇ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。

　高分子マトリックス３８となる高分子材料は、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、高分子マトリックス３８となる高分子材料は、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、高分子マトリックス３８となる高分子材料は、比誘電率が２５℃において１０以上で有ると、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かかるため、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３８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、圧電フィルム１２において、圧電体層２６は、高分子マトリックス３８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。

　圧電フィルム１２において、圧電体層２６の高分子マトリックス３８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３８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２６の高分子マトリックス３８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３８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２６の高分子マトリックス３８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３８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３８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４０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２６となる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４０を含むものである。圧電体粒子４０は、高分子マトリックスに分散されており、好ましくは、均一（略均一）に分散される。
　圧電体粒子４０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４０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酸鉛（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４０の粒径は、圧電フィルム１２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４０の粒径は、１～１０μｍが好ましい。
　圧電体粒子４０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１２において、圧電体層２６中における高分子マトリックス３８と圧電体粒子４０との量比は、圧電フィルム１２の面方向の大きさや厚さ、圧電フィルム１２の用途、圧電フィルム１２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２６中における圧電体粒子４０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３８と圧電体粒子４０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１２において、圧電体層２６の厚さには制限はなく、圧電フィルム１２のサイズ、圧電フィルム１２の用途、圧電フィルム１２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２６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２６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。

　さらに、圧電体層２６の厚さは、４５μｍ以上であるのが好ましい。より好ましくは、上述の範囲内において、圧電体層２６の厚さを４５μｍ以上とする。
　圧電体層２６の厚さを４５μｍ以上とすることにより、高出力（伸縮力が強い）の圧電素子１０を安定して得られる、圧電フィルム１２の積層数を減らして圧電素子を薄型化できる、圧電素子駆動時の消費電力を抑制できる等の点で好ましい。
　この点に関しては、圧電体層２６が高分子複合圧電体ではない場合も、同様である。しかしながら、圧電体層２６が高分子複合圧電体である場合には、圧電体層２６の厚さを４５μｍ以上とすることで、上述した利点を得ると共に、圧電フィルム１２の十分な可撓性も確保できる点で、さらに好ましい。

　圧電体層２６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。

　なお、圧電フィルム１２において、圧電体層２６は、上述したような、シアノエチル化ＰＶＡのような常温で粘弾性を有する高分子材料からなる高分子マトリックス３８に、圧電体粒子４０を含む高分子複合圧電体に制限はされない。
　すなわち、圧電フィルム１２において、圧電体層は、公知の圧電体層が、各種、利用可能である。

　一例として、上述した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およびフッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体等の誘電性高分子材料を含むマトリックスに同様の圧電体粒子４０を含む高分子複合圧電体、ポリフッ化ビニリデンからなる圧電体層、ポリフッ化ビニリデン以外のフッ素樹脂からなる圧電体層、および、ポリＬ乳酸からなるフィルムとポリＤ乳酸からなるフィルムとを積層した圧電体層等も利用可能である。
　しかしながら、上述のように、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ことができ、優れた音響特性が得られる、可撓性に優れる等の点で、上述したシアノエチル化ＰＶＡのような常温で粘弾性を有する高分子材料からなる高分子マトリックス３８に、圧電体粒子４０を含む高分子複合圧電体が、好適に利用される。

　図３に示す圧電フィルム１２は、このような圧電体層２６の一面に、第２電極層３０を有し、第２電極層３０の表面に第２保護層３４を有し、圧電体層２６の他方の面に、第１電極層２８を有し、第１電極層２８の表面に第１保護層３２を有してなる構成を有する。圧電フィルム１２では、第１電極層２８と第２電極層３０とが電極対を形成する。
　言い換えれば、圧電フィルム１２を構成する積層フィルムは、圧電体層２６の両面を電極対、すなわち、第１電極層２８および第２電極層３０で挟持し、さらに、第１保護層３２および第２保護層３４で挟持してなる構成を有する。
　このように、第１電極層２８および第２電極層３０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。

　圧電フィルム１２は、これらの層に加えて、例えば、電極層と圧電体層２６とを貼着するための貼着層、および、電極層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２６から圧電体粒子４０を除いた高分子材料すなわち高分子マトリックス３８と同じ材料も、好適に利用可能である。なお、貼着層は、第１電極層２８側および第２電極層３０側の両方に有してもよく、第１電極層２８側および第２電極層３０側の一方のみに有してもよい。

　圧電フィルム１２において、第１保護層３２および第２保護層３４は、第１電極層２８および第２電極層３０を被覆すると共に、圧電体層２６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、圧電フィルム１２において、高分子マトリックス３８と圧電体粒子４０とを含む圧電体層２６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１２は、それを補うために第１保護層３２および第２保護層３４が設けられる。
　第１保護層３２と第２保護層３４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、第１保護層３２および第２保護層３４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。

　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、第１保護層３２および第２保護層３４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２６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。

　第１保護層３２および第２保護層３４の厚さが、それぞれ、圧電体層２６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られる。
　例えば、圧電体層２６の厚さが５０μｍで第１保護層３２および第２保護層３４がＰＥＴからなる場合、第１保護層３２および第２保護層３４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、２５μｍ以下がさらに好ましい。

　なお、本発明において、第１保護層３２および第２保護層３４は、好ましい態様として用いられるものであり、必須の構成要件ではない。従って、圧電フィルム１２は、第１保護層３２のみを有するものでも、第２保護層３４のみを有するものでも、保護層を有さないものでもよい。
　しかしながら、圧電フィルム１２の機械的強度、電極層の保護性等を考慮すると、圧電フィルムは、少なくとも１層の保護層を有するのが好ましく、図示例のように、両電極層を覆うように、２層の保護層を有するのがより好ましい。

　圧電フィルム１２において、圧電体層２６と第１保護層３２との間には第１電極層２８が、圧電体層２６と第２保護層３４との間には第２電極層３０が、それぞれ設けられる。第１電極層２８および第２電極層３０は、圧電体層２６に電圧を印加するためのものである。電極層から圧電体層２６への電圧の印加によって、圧電フィルム１２が伸縮する。

　第１電極層２８および第２電極層３０は、位置が異なる以外は、基本的に同じものである。従って、以下の説明においては、第１電極層２８と第２電極層３０とを区別する必要がない場合には、両部材をまとめて、電極層ともいう。

　圧電フィルムにおいて、電極層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、電極層の形成方法にも制限はなく、真空蒸着およびスパッタリング等の気相堆積法（真空成膜法）やめっきによる成膜や、上記材料で形成された箔を貼着する方法、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１２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、電極層として、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。

　第１電極層２８および第２電極層３０の厚さには、制限はない。また、第１電極層２８および第２電極層３０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、電極層の剛性が高過ぎると、圧電体層２６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、電極層は、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。

　圧電フィルム１２では、電極層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、第１保護層３２および第２保護層３４がＰＥＴで、第１電極層２８および第２電極層３０が銅である場合を例示する。この際においては、ＰＥＴのヤング率が約６．２ＧＰａで、銅のヤング率が約１３０ＧＰａである。従って、保護層の厚さが２５μｍだとすると、電極層の厚さは、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以下とするのが好ましい。

　圧電フィルム１２は、圧電体層２６を第１電極層２８および第２電極層３０で挟持し、さらに、この積層体を第１保護層３２および第２保護層３４で挟持した構成を有する。
　このような圧電フィルム１２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１２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１２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１２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１２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１２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１２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。

　以下、図４～図６を参照して、圧電フィルム１２の製造方法の一例を説明する。
　まず、図４に概念的に示す、第２保護層３４の表面に第２電極層３０が形成されたシート状物４２ｂを準備する。さらに、図６に概念的に示す、第１保護層３２の表面に第１電極層２８が形成されたシート状物４２ａを準備する。

　シート状物４２ｂは、第２保護層３４の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって第２電極層３０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４２ａは、第１保護層３２の表面に、真空蒸着、スパッタリング、めっき等によって第１電極層２８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をシート状物を、シート状物４２ｂおよび／またはシート状物４２ａとして利用してもよい。
　シート状物４２ｂおよびシート状物４２ａは、同じものでも、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、電極層および保護層の熱圧着後、取り除けばよい。

　次いで、図５に概念的に示すように、シート状物４２ｂの第２電極層３０上に、圧電体層２６を形成して、シート状物４２ｂと圧電体層２６とを積層した積層体４６を作製する。

　圧電体層２６は、圧電体層２６に応じた公知の方法で形成すればよい。
　例えば、図３に示す、高分子マトリックス３８に圧電体粒子４０を分散してなる圧電体層（高分子複合圧電体層）であれば、一例として、以下のように作製する。
　まず、有機溶媒に、上述したシアノエチル化ＰＶＡ等の高分子材料を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子４０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４２ｂを準備し、かつ、塗料を調製したら、この塗料をシート状物４２ｂ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５に示すように、第２保護層３４の上に第２電極層３０を有し、第２電極層３０の上に圧電体層２６を積層してなる積層体４６を作製する。

　塗料のキャスティング方法には制限はなく、バーコーター、スライドコーター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４０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４に示すシート状物４２ｂの上にシート状に押し出し、冷却することにより、図５に示すような、積層体４６を作製してもよい。

　なお、上述のように、圧電体層２６において、高分子マトリックス３８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３８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２６を形成したら、必要に応じて、カレンダー処理を行ってもよい。カレンダー処理は、１回でもよく、複数回、行ってもよい。
　周知のように、カレンダー処理とは、加熱プレス、加熱ローラおよび加熱ローラ対等によって、被処理面を加熱しつつ押圧して、平坦化等を施す処理である。

　また、第２保護層３４の上に第２電極層３０を有し、第２電極層３０の上に圧電体層２６を形成してなる積層体４６の圧電体層２６に、分極処理（ポーリング）を行う。
　圧電体層２６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、第１電極層２８を形成して、第１電極層２８および第２電極層３０を利用して、電界ポーリング処理を行ってもよい。
　また、圧電フィルム１２を製造する際には、分極処理は、圧電体層２６の面方向ではなく、厚さ方向に分極を行うのが好ましい。

　次いで、図６に概念的に示すように、積層体４６の圧電体層２６側に、先に準備したシート状物４２ａを、第１電極層２８を圧電体層２６に向けて積層する。
　さらに、この積層体を、第１保護層３２および第２保護層３４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４６とシート状物４２ａとを貼り合わせる。
　これにより、圧電体層２６、圧電体層２６の両面に設けられる第１電極層２８および第２電極層３０、ならびに、電極層の表面に形成される第１保護層３２および第２保護層３４からなる圧電フィルム１２を作製する。

　このように作製される圧電フィルム１２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、圧電フィルム１２は、圧電特性に面内異方性がなく、駆動電圧を印加すると、面方向では全方向に等方的に伸縮する。

　上述のように、圧電素子１０は、圧電フィルム１２を折り返すことによって、複数層を積層し、かつ、積層されて隣接する圧電フィルム１２同士を、貼着層２０によって貼着してなるものである。あるいは、図２に示すように、カットシート状の圧電フィルム１２を、複数枚、積層して、積層されて隣接する圧電フィルム１２同士を、貼着層２０によって貼着してなるものである。

　ここで、本発明の圧電素子１０は、図７に概念的に示すように、２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に１００ｇの錘５４をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒５２に掛けて吊るした際における、丸棒５２の下端部の位置における水平方向の圧電素子１０の距離Ｄが、９．５ｍｍ以下である。
　本発明の圧電素子１０は、このような構成を有することにより、例えば、振動板と、振動板に貼着されるエキサイターとを有する圧電スピーカーにおいて、可撓性を有し巻取り可能な振動板にエキサイターとして貼着された場合に、巻き戻り、および／または、巻き戻りの予兆となる巻取り層間の間隙等を生じることなく、適正に巻き取ることが可能な圧電スピーカーを実現できる。

　上述のように、可撓性を有する振動板に、可撓性を有するエキサイターを貼着することで、可撓性を有するスピーカーが実現可能である。
　圧電フィルム１２を積層して貼着層２０で貼着した圧電素子（積層圧電素子）１０、特に圧電体層として高分子複合圧電体を用いる圧電フィルム１２を積層した圧電素子１０は、非常に良好な可撓性を有する。そのため、巻取り可能な振動板を用いることで、巻取りが可能な圧電スピーカーを実現できる。

　巻取り可能な圧電スピーカーの巻取り方法としては、例えば、振動板の端部に巻取り芯を設け、この巻取り芯を動力で回転して、振動板および積層圧電素子を巻き取る方法が例示される。
　また、このような圧電スピーカーの巻取りは、より小径の巻取り芯に、小さな力で、適切に巻き取れるのが好ましい。

　しかしながら、従来の圧電素子を用いた巻取り可能な圧電スピーカーでは、十分に可撓性が高い振動板を用いた場合でも、例えば巻取り芯の径によっては、巻き取った圧電スピーカーの巻き戻り、および／または、巻き戻りの予兆となる巻取り層間の間隙等が生じてしまい、十分に良好な巻取りを行うことができない場合もある。以下の説明では、圧電スピーカーの巻き戻り、および／または、巻取り層間に間隙が生じることを、便宜的に『巻姿の乱れ』ともいう。
　すなわち、振動板が十分な可撓性を有し、巻姿の乱れを生じることなく巻き取れる場合であっても、振動板と圧電素子との貼着部では、振動板のコシの強さに加え、圧電素子のコシの強さが重畳される。そのため、この部分では、圧電スピーカーの巻取りに抵抗し、また、巻き取った圧電スピーカーを基の状態に戻そうとする力が強くなってしまう。その結果、例えば圧電スピーカーの巻取り芯が小径である場合などには、好適な圧電スピーカーの巻取りをことができず、圧電スピーカーの巻姿が乱れてしまう。

　これに対して、本発明の圧電素子１０は、図７に示すように、２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に１００ｇの錘５４をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒５２に掛けて吊るした際における、丸棒５２の下端部の位置における水平方向の圧電素子１０の距離Ｄが、９．５ｍｍ以下である。
　以下の説明では、この距離Ｄを、便宜的に『水平方向距離Ｄ』ともいう。
　このような本発明の圧電素子１０は、巻取り径が小さい場合であっても、小さい力で、巻姿の乱れを生じない好適な巻取りが可能である。そのため、本発明の圧電素子１０によれば、例えば、巻取り可能な振動板にエキサイターとして貼着された場合に、巻姿の乱れを生じることがなく、好適な巻取りが可能な圧電スピーカーを実現できる。

　本発明の圧電素子１０において、水平方向距離Ｄの測定は、測定対象となる圧電素子１０を、温度が２３±３℃、湿度が６５±２０％ＲＨの環境下に２４時間以上放置した後、その環境下において行う。
　なお、この環境下での放置は、測定対象となる圧電素子１０を２０×５０ｍｍに切断した後に行う。また、圧電素子１０の切断は、２０×５０ｍｍに切断した圧電素子が、圧電フィルム１２の折り返し部（稜線）を含まないように行う。さらに、錘５４の取り付けのタイミングには、制限はないが、この環境下での放置を行った後、この環境下において行うのが好ましい。
　また、水平方向距離Ｄの測定は、錘５４を付けた圧電素子１０を丸棒５２に掛けて吊るした後、１０～６０秒経過した時点で行う。
　錘５４を付けた圧電素子１０は、２つの錘５４の位置が鉛直方向に同じ高さになるように、丸棒５２に掛けて吊るす。すなわち、水平方向距離Ｄの測定は、２つの錘５４の鉛直方向の高さが等しい状態で行う。言い換えれば、水平方向距離Ｄの測定は、丸棒５２によって、吊るした圧電素子１０の５０ｃｍの方向を二等分した状態で、行う。

　上述のように、本発明の圧電素子１０は、図７に示すように、２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に重さが１００ｇの錘５４をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒５２に掛けて吊るした際における、丸棒５２の下端部の位置における水平方向の圧電素子１０の距離Ｄ（水平方向距離Ｄ）が、９．５ｍｍ以下である。従って、切断した圧電素子１０において、２０ｍｍの辺は、図７の紙面に垂直な方向であり、５０ｍｍの辺が、図７に逆Ｕ字状に示される辺である。
　錘５４の取り付け位置は、２０ｃｍの辺、すなわち、長手方向（５０ｃｍの方向）の端部であれば、どの位置でもよいが、好ましくは、２０ｃｍの辺の中央に取り付ける。
　錘５４は、貼着剤および粘着テープ等を用いて圧電素子１０の２０ｃｍの辺に、直接、貼着してもよく、あるいは、フック、紐およびテープ等の吊り下げ部材を用いて、錘５４を、圧電素子１０の２０ｃｍの辺から吊り下げるようにしてもよい。
　ただし、フック等の吊り下げ部材の重量も、丸棒５２の下端部の位置における水平方向の圧電素子１０の距離Ｄの値に影響を及ぼす為、吊り下げ部材は２ｇ以下の部材を用いるのが好ましい。または、錘５４と吊り下げ部材との合計の重さを１００ｇとしてもよい。すなわち、錘５４が吊り下げ部材を含んでもよい。
　なお、錘５４を圧電素子の２０ｃｍの辺から吊り下げる場合には、フック等の吊り下げ部材と圧電素子１０との係合位置は、吊り下げ方向に応じて、可能な限り２０ｃｍの辺の近傍、すなわち、切断した圧電素子１０の長手方向の端部近傍とする。

　本発明の圧電素子１０は、水平方向距離Ｄが９．５ｍｍ以下である。
　水平方向距離Ｄが９．５ｍｍを超えると、例えば巻取り芯の径が小さい場合に、圧電素子を巻き取った際の巻姿に乱れを生じる。そのため、水平方向距離Ｄが９．５ｍｍを超える圧電素子を、例えば巻取り可能な振動板に貼着して、巻取り可能な圧電スピーカーを作製した場合には、巻取り芯の径によっては、圧電スピーカーの巻姿に乱れを生じる。
　本発明の圧電素子１０において、水平方向距離Ｄは、９．５ｍｍ以下であればよいが、短い方が好ましい。本発明の圧電素子１０において、水平方向距離Ｄは、８．５ｍｍ以下が好ましい。なお、水平方向距離Ｄの最短は、５ｍｍである。

　本発明の圧電素子１０において、水平方向距離Ｄは、各種の方法で制御が利用可能である。
　一例として、圧電フィルム１２の積層数、貼着層２０の形成材料（市販品の種類）、貼着層２０の厚さ、圧電体層２６の形成材料、圧電体層２６の厚さ、電極層の形成材料、および、電極層の厚さ等の１つ以上を、適宜、調節、および／または、選択することで、圧電素子１０の水平方向距離Ｄを制御できる。また、圧電フィルム１２が保護層を有する場合には、上記したものに加えて、保護層の形成材料および保護層の厚さも、水平方向距離Ｄの制御手段として利用可能である。
　なお、前述のように、圧電体層２６の厚さは４５μｍ以上が好ましい。すなわち、圧電体層２４の厚さを４５μｍ以上とすることにより、高出力すなわち伸縮力が強く、かつ、巻取り芯の径が小さい場合でも巻き姿が良好な圧電素子１０を得られる。

　本発明の圧電素子１０は、第１電極層２８および第２電極層３０に駆動電圧を印加することで、圧電体層２６を伸縮する。そのためには、第１電極層２８および第２電極層３０と外部電源などの外部の装置とを電気的に接続する必要がある。
　第１電極層２８および第２電極層３０と、外部の装置とを接続する方法は、公知の各種の方法が利用可能である。

　一例として、図８に概念的に示すように、圧電フィルム１２を、一方の端部で延長して、圧電フィルム１２が積層している領域から突出する突出部１２ａを設ける。その上で、この突出部１２ａに、外部の装置と電気的に接続するための引出配線を設ける方法が例示される。
　なお、本発明において、突出部とは、具体的には、平面形状において、すなわち積層方向から見た際に、他の圧電フィルム１２とは重複しない単層となっている領域を示す。

　なお、図８は、図１に示す１枚の圧電フィルム１２を折り返して積層した圧電素子１０を例示しているが、図２に示す、カットシート状の圧電フィルム１２を積層した構成でも、個々の圧電フィルム１２に対して、同様に、外部装置と接続するための引出配線を設ければよい。

　図８に示すように、圧電素子１０の突出部１２ａには、電源装置等の外部装置と電気的に接続するための第１引出配線７２および第２引出配線７４が接続されている。
　第１引出配線７２は、第１電極層２８から電気的に引き出される配線であり、第２引出配線７４は、第２電極層３０から電気的に引き出される配線である。以下の説明では、第１引出配線７２と第２引出配線７４とを区別する必要が無い場合には、単に引出配線とも言う。

　本発明の圧電素子１０において、電極層と引出配線との接続方法、すなわち引出方法には、制限はなく、各種の方法が利用可能である。
　一例として、保護層に貫通孔を形成し、貫通孔を埋めるように銀ペースト等の金属ペーストで形成した電極接続部材を設け、この電極接続部材に引出配線を設ける方法が例示される。
　別の方法として、電極層と圧電体層との間、または、電極層と保護層との間に、棒状またはシート状の引出し用の電極を設け、この引出し用の電極に引出配線を接続する方法が例示される。あるいは、引出配線を、直接、電極層と圧電体層との間、または、電極層と保護層との間に挿入して、引出配線を電極層に接続してもよい。
　別の方法として、保護層および電極層の一部を面方向に圧電体層から突出させ、突出した電極層に、引出配線を接続する方法が例示される。なお、引出配線と電極層との接続は、銀ペースト等の金属ペーストを用いる方法、半田を用いる方法、導電性の接着剤を用いる方法等の公知の方法で行えばよい。
　好適な電極の引き出し方法として、特開２０１４－２０９７２４号公報に記載される方法、および、特開２０１６－０１５３５４号公報に記載される方法等が例示される。

　また、圧電素子１０において、圧電フィルム１２の端部を延長するのではなく、国際公開第２０２０／０９５８１２号の図１８に示されるように、圧電フィルム１２の稜線の方向すなわち折り返し方向と直交する方向に、圧電フィルムから突出する出島のような突出部を設け、此処に外部の装置を接続するための引出し配線を設けてもよい。
　さらに、本発明の圧電素子では、必要に応じて、これらの突出部を、複数、併用してもよい。

　本発明の圧電素子１０は、後述するように、各種の用途に利用可能である。中でも、本発明の圧電素子１０は、振動板を振動させることで音声を出力させるエキサイターとして、好適に利用される。

　図９に、本発明の圧電スピーカーの一例を概念的に示す。
　本発明の圧電スピーカーは、本発明の圧電素子１０を振動板に貼着して、振動板を振動させて音声を出力させる、エキサイターとして用いるものである。
　図９に示すように、圧電スピーカー６０は、貼着層６８によって、振動板６２に圧電素子１０を貼着したものである。なお、本発明の圧電スピーカーにおいて、１枚の振動板６２に貼着する圧電素子の数は、１つに制限はされず、複数の圧電素子１０を１枚の振動板６２に貼着してもよい。また、例えば、２つの圧電素子１０を１枚の振動板６２に設け、各圧電素子１０に異なる駆動電圧を印加することで、１枚の振動板６２で例えばステレオ音声の出力を行うようにしてもよい。

　本発明の圧電スピーカー６０において、振動板６２には、制限はなく、エキサイターによる振動によって音声を出力する振動板として作用するものであれば、各種のシート状物が利用可能である。

　本発明の圧電スピーカー６０において、振動板６２としては、一例として、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などからなる樹脂フィルム、発泡ポリスチレン、発泡スチレンおよび発泡ポリエチレンなどからなる発泡プラスチックシート、ならびに、波状にした板紙の片面または両面に他の板紙をはりつけてなる各種の段ボール材等が例示される。
　また、本発明の圧電スピーカー６０は、振動板６２として、有機エレクトロルミネセンス（ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、マイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ、および、無機エレクトロルミネセンスディスプレイなどの各種の表示デバイス等も好適に利用可能である。
　さらに、本発明の圧電スピーカー６０は、振動板６２として、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ノートパソコンなどのパーソナルコンピュータ、および、スマートウォッチなどのウェアラブルデバイス等の電子デバイスも好適に利用可能である。
　これ以外にも、本発明の圧電スピーカーは、振動板６２として、ステンレス、アルミニウム、銅およびニッケルなどの各種の金属、ならびに、各種の合金などからなる薄膜金属も好適に利用可能である。

　振動板６２が表示デバイスおよび電子デバイス等である場合を含め、振動板６２は、可撓性を有するものであるのが好ましく、巻取りが可能であるのが、より好ましい。本発明の圧電スピーカーにおいては、表示デバイスは、振動板６２として好適に利用され、中でも、可撓性を有する表示デバイスは好適であり、中でも特に巻取り可能な表示デバイスは好適である。
　なお、本発明において、巻取りが可能であるとは、上述した『可撓性を有する』と同様、一般的な解釈における巻取りが可能と同義であり、丸めて巻き取ることが可能であることを示し、具体的には、破壊および損傷を生じることなく、巻取りを行い、かつ、巻き取った物を巻き戻して平板状にできることを示す。

　振動板およびエキサイターとしての圧電素子を用いる圧電スピーカーにおいては、巻取り可能な振動板６２および巻取り可能な圧電素子を用いることにより、巻取り可能な圧電スピーカーを実現できる。巻取り可能な圧電スピーカーは、例えば、振動板の端部に巻取り芯を固定して、この巻取り芯を、モーター等の動力を用い、または、手動で回転することによって、巻き取る。
　ここで、本発明の圧電スピーカー６０は、上述のように、２０×５０ｍｍに切断して、１００ｇの錘５４を付けて半径が２．５ｍｍの丸棒５２に掛けて吊るした際における水平方向距離Ｄが９．５ｍｍ以下である、本発明の圧電素子１０を、エキサイターとして用いる。上述のように、本発明の圧電素子１０は、小径の巻取り芯であっても、巻姿の乱れを生じることなく、好適に巻き取ることが可能である。
　そのため、本発明の圧電スピーカー６０は、例えば巻取り芯が小径の場合であっても、巻姿の乱れを生じることなく、好適に巻き取ることが可能である。

　本発明の圧電スピーカー６０において、振動板６２と圧電素子１０とを貼着する貼着層６８には、制限はなく、振動板６２と圧電素子１０（圧電フィルム１２）とを貼着可能であれば、各種の貼着剤が利用可能である。
　本発明の圧電スピーカー６０において、振動板６２と圧電素子１０とを貼着する貼着層６８は、上述した隣接する圧電フィルム１２を貼着する貼着層２０と同様のものが、各種、利用可能である。また、好ましい貼着層６８も、同様である。

　本発明の圧電スピーカー６０において、貼着層６８の厚さには制限はなく、貼着層６８の形成材料に応じて、十分な貼着力を発現できる厚さを、適宜、設定すればよい。
　ここで、本発明の圧電スピーカー６０では、貼着層６８は、薄い方が、圧電フィルム１２の伸縮エネルギー（振動エネルギー）の伝達効果を高くして、エネルギー効率を高くできる。また、貼着層が厚く剛性が高いと圧電素子１０の伸縮を拘束する可能性もある。
　この点を考慮すると、振動板６２と圧電素子１０とを貼着する貼着層６８の厚さは、貼着後の厚さで１０～１０００μｍが好ましく、３０～５００μｍがより好ましく、５０～３００μｍがさらに好ましい。

　上述のように、本発明の圧電素子１０において、圧電フィルム１２は、圧電体層２６を第１電極層２８および第２電極層３０で挟持したものである。
　好ましくは、圧電体層２６は、高分子マトリックス３８中に、圧電体粒子４０を分散したものである。

　このような圧電体層２６を有する圧電フィルム１２の第２電極層３０および第１電極層２８に電圧を印加すると、印加した電圧に応じて圧電体粒子４０が分極方向に伸縮する。その結果、圧電フィルム１２（圧電体層２６）が厚さ方向に収縮する。同時に、ポアゾン比の関係で、圧電フィルム１２は、面方向にも伸縮する。
　この伸縮は、０．０１～０．１％程度である。
　上述したように、圧電体層２６の厚さは、好ましくは８～３００μｍ程度である。従って、厚さ方向の伸縮は、最大でも０．３μｍ程度と非常に小さい。
　これに対して、圧電フィルム１２すなわち圧電体層２６は、面方向には、厚さよりも遥かに大きなサイズを有する。従って、例えば、圧電フィルム１２の長さが２０ｃｍであれば、電圧の印加によって、最大で０．２ｍｍ程度、圧電フィルム１２は伸縮する。

　上述したように、圧電素子１０は、折り返すことによって、圧電フィルム１２を、５層、積層したものである。また、圧電素子１０は、貼着層６８によって振動板６２に貼着される。
　圧電フィルム１２の伸縮によって、圧電素子１０も同方向に伸縮する。この圧電素子１０の伸縮によって、振動板６２は撓み、その結果、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６２は、音を発生する。すなわち、振動板６２は、圧電フィルム１２に印加した電圧（駆動電圧）の大きさに応じて振動して、圧電フィルム１２に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。

　ここで、ＰＶＤＦ等の高分子材料からなる一般的な圧電フィルムは、分極処理後に一軸方向に延伸処理することで、延伸方向に対して分子鎖が配向し、結果として延伸方向に大きな圧電特性が得られることが知られている。そのため、一般的な圧電フィルムは、圧電特性に面内異方性を有し、電圧を印加された場合の面方向の伸縮量に異方性がある。
　これに対して、圧電素子１０において、図３に示す高分子マトリックス３８中に圧電体粒子４０を分散してなる高分子複合圧電体からなる圧電フィルム１２は、分極処理後に延伸処理をせずとも大きな圧電特性が得られるため、圧電特性に面内異方性がなく、面方向では全方向に等方的に伸縮する。すなわち、図示例の圧電素子１０において、圧電素子１０を構成する図３に示す圧電フィルム１２は、等方的に二次元的に伸縮する。このような等方的に二次元的に伸縮する圧電フィルム１２を積層した圧電素子１０によれば、一方向にしか大きく伸縮しないＰＶＤＦ等の一般的な圧電フィルムを積層した場合に比べ、大きな力で振動板６２を振動することができ、より大きく、かつ、美しい音を発生できる。

　上述したように、図示例の圧電素子１０は、このような圧電フィルム１２を、５層、積層したものである。図示例の圧電素子１０は、さらに、隣接する圧電フィルム１２同士を、貼着層２０で貼着している。
　そのため、１枚毎の圧電フィルム１２の剛性が低く、伸縮力は小さくても、圧電フィルム１２を積層することにより、剛性が高くなり、圧電素子１０としての伸縮力は大きくなる。その結果、圧電素子１０は、振動板６２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６２を十分に撓ませて、厚さ方向に振動板６２を十分に振動させて、振動板６２に音を発生させることができる。
　また、圧電体層２６が厚い方が、圧電フィルム１２の伸縮力は大きくなるが、その分、同じ量、伸縮させるのに必要な駆動電圧は大きくなる。ここで、上述したように、圧電素子１０において、好ましい圧電体層２６の厚さは、最大でも３００μｍ程度であるので、個々の圧電フィルム１２に印加する電圧が小さくても、十分に、圧電フィルム１２を伸縮させることが可能である。

　このような本発明の圧電素子は、上述のような圧電スピーカー以外にも、例えば、各種のセンサー、音響デバイス、ハプティクス、超音波トランスデューサー、アクチュエータ、制振材（ダンパー）、および、振動発電装置等、各種の用途に好適に利用される。
　具体的には、本発明の圧電素子を用いるセンサーとしては、音波センサー、超音波センサー、圧力センサー、触覚センサー、歪みセンサー、および、振動センサー等が例示される。本発明の圧電フィルムおよび積層圧電素子を用いるセンサーは、特に、ひび検知等のインフラ点検、および、異物混入検知など、製造現場における検査に有用である。
　本発明の圧電素子を用いる音響デバイスとしては、上述のような圧電スピーカー（エキサイター）以外にも、マイクロフォン、ピックアップ、ならびに、公知の各種のスピーカーおよびエキサイター等が例示される。本発明の圧電素子を用いる音響デバイスの具体的な用途としては、車、電車、飛行機およびロボット等に使用されるノイズキャンセラー、人工声帯、害虫・害獣侵入防止用ブザー、ならびに、音声出力機能を有する家具、壁紙、写真、ヘルメット、ゴーグル、ヘッドレスト、サイネージおよびロボットなどが例示される。
　本発明の圧電素子を用いるハプティクスの適用例としては、自動車、スマートフォン、スマートウォッチ、および、ゲーム機等が例示される。
　本発明の圧電素子を用いる超音波トランスデューサーとしては、超音波探触子、および、ハイドロホン等が例示される。
　本発明の圧電素子を用いるアクチュエータの用途としては、水滴付着防止、輸送、攪拌、分散、および、研磨等が例示される。
　本発明の圧電素子を用いる制振材の適用例としては、容器、乗り物、建物、ならびに、スキーおよびラケット等のスポーツ用具などが例示される。
　さらに、本発明の圧電素子を用いる振動発電装置の適用例としては、道路、床、マットレス、椅子、靴、タイヤ、車輪、および、パソコンキーボード等が例示される。

　以上、本発明の圧電素子および圧電スピーカーについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、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、本発明の具体的な実施例を挙げ、本発明について、より詳細に説明する。

　［圧電フィルムの作製］
　図４～図６に示す方法で、図３に示すような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（ＣＲ－Ｖ、信越化学工業社製）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、２枚、用意した。すなわち、本例においては、第１電極層および第２電極層は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、第１保護層および第２保護層は、厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
　１枚のシート状物の銅薄膜（第２電極層）の上に、スライドコーターを用いて、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。
　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製の第２保護層の上に銅製の第２電極層を有し、その上に、厚さが５０μｍの圧電体層（高分子複合圧電体層）を有する積層体を作製した。

　作製した圧電体層（積層体）に、加熱ローラ対を用いてカレンダー処理を施した。加熱ローラ対の温度は１００℃とした。
　カレンダー処理を行った後、作製した圧電体層を、厚さ方向に分極処理した。

　もう一枚のシート状物を、銅薄膜（第１電極層）を圧電体層に向けて、積層体に積層した。
　次いで、積層体とシート状物との積層体を、加熱ローラ対を用いて、温度１２０℃で熱圧着することで、圧電体層と第１電極層とを接着して、図３に示すような圧電フィルムを作製した。

　［実施例１］
　作製した圧電フィルムを２０×２５ｃｍの矩形に切断した。
　この圧電フィルムを、貼着層を設けて、圧電フィルムを折り返し、ローラで押圧して貼着することを、２５ｃｍの方向に５ｃｍ間隔で、４回、繰り返した。これにより、圧電フィルムを、５層、積層し、かつ、隣接して積層された圧電フィルムを貼着してなる、平面形状が２０×５ｃｍの図１に示すような圧電素子を作製した。従って、圧電素子は、長さが２０ｃｍの辺が、稜線（折り返し線）となる。
　貼着層は、日榮新化社製のＮＥ－ＮＣＰ３（厚さ３μｍ）を用いた。

　［実施例２］
　貼着層をＴＥＳＡ社製の６８５４８（厚さ１０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を作製した。

　［比較例１］
　貼着層を日東電工社製の５６０３（厚さ３０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を作製した。
　［比較例２］
　貼着層を日東電工社製の５９１９ＭＬ（厚さ５０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を作製した。
　［比較例３］
　貼着層をトーヨーケム社製のＴＳＵ００４１ＳＩ（厚さ２５μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を作製した。
　［比較例４］
　貼着層を日東電工社製のＦＢ－ＭＬ４－５０Ｓ（厚さ５０μｍ）に変更した以外は、実施例１と同様に圧電素子を作製した。

　［巻取り性の評価］
　作製した５×２０ｃｍの圧電素子の一方の５ｃｍの辺の全域にわたるように、直径２０ｍｍの丸棒を貼着した。この丸棒を手で回すことにより、丸棒を巻取り芯として、５×２０ｃｍの圧電素子を巻き取った。
　巻き取った圧電素子に関して、巻取り性（巻姿の乱れ）を以下の基準で評価した。
　Ａ：巻き戻りが発生せず、かつ、巻き戻りの予兆となる層間の隙間もない。
　Ｂ：巻き戻り、および、巻き戻りの予兆となる層間の隙間の、少なくとも一方が発生した。

　［水平方向距離Ｄの測定］
　作製した５×２０ｃｍの圧電素子を、２０×５０ｍｍに切断した。切断は、鋏を用いて行った。また、上述のように、切断は、２０×５０ｍｍに切断した圧電素子が、圧電フィルムの折り返し部（稜線）を含まないように行った。
　切断した２０×５０ｍｍの圧電素子を、温度が２３℃、湿度が６５％ＲＨの環境に、２７時間保管した。
　その後、この環境下において、切断した圧電素子の２０ｃｍの辺の中心に、重さ１００ｇの錘を取り付けた。錘の取り付けは、セロハンテープによって行った。
　さらに、この環境下において、鉛直方向に２つの錘の位置が等しくなるように、半径５ｍｍの金属製の丸棒に圧電素子を掛けて吊り下げた。
　吊り下げを開始した後、１５秒、経過した時点で、鋼尺を用いて、丸棒の下端部の位置における水平方向距離Ｄを測定した。
　結果を下記の表に示す。

　表に示されるように、水平方向距離Ｄが９．５ｍｍ以下である本発明の圧電素子は、２０ｍｍの丸棒に巻き取った際に、巻き戻り、および、巻き戻りの予兆となる層間の隙間が発生することがなく、すなわち、巻姿の乱れが無い。従って、この圧電素子を巻取り可能な振動板に貼着することにより、巻き戻り、および、巻き戻りの予兆となる層間の隙間を発生することなく巻取りが可能な圧電スピーカーを得られる。
　これに対して、水平方向距離Ｄが９．５ｍｍを超える比較例の圧電素子は、２０ｍｍの丸棒に巻き取った際に、巻き戻り、および、巻き戻りの予兆となる層間の隙間の少なくとも一方が発生し、すなわち、巻姿が乱れている。従って、この圧電素子を巻取り可能な振動板に貼着して圧電スピーカーとした場合には、圧電スピーカーを巻き取った際に、巻き戻り、および／または、巻き戻りの予兆となる層間の隙間が発生する可能性がある。
　以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

　圧電スピーカー等として、各種の用途に好適に利用可能である。

　１０　圧電素子
　１２　圧電フィルム
　２０，６８　貼着層
　２６　圧電体層
　２８　第１電極層
　３０　第２電極層
　３２　第１保護層
　３４　第２保護層
　３８　高分子マトリックス
　４０　圧電体粒子
　４２ａ，４２ｂ　シート状物
　４６　積層体
　５２　丸棒
　５４　錘
　６０　圧電スピーカー
　６２　振動板
　７２　第１引出配線
　７４　第２引出配線
　Ｍ　最厚部

Claims (10)

1. 　圧電フィルムを、複数層、積層して、積層されて隣接する前記圧電フィルムを貼着層で貼着してなる圧電素子であって、
   　２０×５０ｍｍに切断して、両方の２０ｍｍの辺に１００ｇの錘をつけ、半径２．５ｍｍの丸棒に掛けて吊るした際に、前記丸棒の下端部の位置における水平方向の距離が、９．５ｍｍ以下である、圧電素子。
2. 　隣接する前記圧電フィルムを貼着する貼着層の厚さが１０μｍ以下である、請求項１に記載の圧電素子。
3. 　前記圧電フィルムが、圧電体層と、前記圧電体層の両面に設けられた電極層と、前記電極層を覆って設けられた保護層と、を有する、請求項１に記載の圧電素子。
4. 　前記圧電体層の厚さが４５μｍ以上である、請求項３に記載の圧電素子。
5. 　前記圧電体層が、高分子材料中に圧電体粒子を有する高分子複合圧電体である、請求項３に記載の圧電素子。
6. 　前記高分子材料が、シアノエチル基を有する、請求項５に記載の圧電素子。
7. 　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６に記載の圧電素子。
8. 　１枚の前記圧電フィルムを折り返すことにより、複数層の前記圧電フィルムを積層したものである、請求項１に記載の圧電素子。
9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載の圧電素子を、可撓性を有する振動板に貼着してなる、圧電スピーカー。
10. 　前記振動板が表示デバイスである、請求項９に記載の圧電スピーカー。

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