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层叠压电元件的制作方法

2022-06-22 20:47:35 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种用于激励器等的层叠压电元件。


背景技术:

2.通过与各种物品接触并安装来使物品振动并发出声音的所谓激励器(激子)被利用于各种用途。
3.例如,若在办公室,则进行演示及电话会议等时,能够通过在会议用桌子、白板及屏幕等中安装激励器来代替扬声器发出声音。若为汽车等车辆,则能够通过在控制台、a柱及顶篷等中安装激励器来发出提示音、警告音及音乐等。并且,在如混合动力汽车及电动汽车那样不发出引擎声的汽车的情况下,能够通过在保险杆等中安装激励器而从保险杆等发出车辆接近通知声。
4.作为在这些激励器中产生振动的可变元件,已知有线圈与磁铁的组合以及偏心马达及线性共振马达等的振动马达等。
5.这些可变元件难以薄型化。尤其,振动马达存在如下难点,即,为了增加振动力而需要增加质量体且难以进行用于调节振动程度的频率调制而响应速度慢等。
6.作为能够解决这些课题的可变元件,可以考虑如专利文献1中所表示的使用以电极层夹持压电体层而成的压电薄膜且将压电薄膜层叠多层而成的层叠压电元件。
7.压电薄膜自身的刚性低,但是通过层叠压电薄膜而能够提高元件整体的刚性。另外,压电薄膜的层叠体中,即使不增加驱动电压也能够确保高的电场强度,因此非常地优选。
8.以往技术文献
9.专利文献
10.专利文献1:日本特开2015-15283号公报


技术实现要素:

11.发明要解决的技术课题
12.如专利文献1所示,压电薄膜(压电单元)具有以第1电极层及第2电极层夹持由螺旋手性高分子等高分子材料构成的压电体层(压电薄膜)的结构。专利文献1中所记载的层叠压电元件经由绝缘层层叠有多层这些压电薄膜。
13.并且,构成压电薄膜的压电体层及电极层非常薄。例如,在专利文献1中,作为压电体层的优选的厚度例示有20~80μm,作为电极层的优选的厚度例示有10~1000nm。
14.因此,为了确保压电薄膜的强度,也可以考虑在压电体层与电极层的层叠体的两面设置由聚对苯二甲酸乙二酯等绝缘性材料构成的薄膜来作为保护层。
15.通过设置这些保护层,能够确保压电薄膜的强度,并且在进行层叠时也无需在压电薄膜之间插入的绝缘层。
16.也如专利文献1所记载,在层叠多片压电薄膜而成的层叠压电元件中,需要将每个
压电薄膜连接于驱动压电薄膜的电源装置等外部装置。
17.然而,层叠有多片压电薄膜的层叠压电元件中,简单地连接各压电薄膜的电极层和外部装置的方法是未知的。
18.本发明的目的在于解决这些以往技术的问题点,提供一种在层叠2个以上压电薄膜而成的层叠压电元件中能够简单地连接各压电薄膜的电极层和外部装置的层叠压电元件。
19.用于解决技术课题的手段
20.为了实现这些目的,本发明具有以下结构。
21.[1]一种层叠压电元件,其层叠有2个以上压电薄膜,其特征在于,
[0022]
压电薄膜具有压电体层、层叠有第1电极层及绝缘性第1保护层的第1层叠片、层叠有第2电极层及绝缘性第2保护层的第2层叠片,且压电体层位于使第1电极层和第2电极层相面对的第1层叠片与第2层叠片之间,
[0023]
第1层叠片具有从压电体层突出的第1突出部,第2层叠片具有从压电体层突出的第2突出部,
[0024]
第1突出部中,以从第1电极层的表面到达第1保护层的表面的方式,具备导电性的第1引出配线的一端连接于第1电极层的表面且另一端贴附于第1保护层,第2突出部中,以从第2电极层的表面到达第2保护层的表面的方式,具备导电性的第2引出配线的一端连接于第2电极层的表面且另一端贴附于第2保护层,
[0025]
2个以上压电薄膜中,第1电极层全部为相同极性的电极,并且,第2电极层全部为相同极性的电极,通过使第1引出配线接触来连接第1电极层彼此,通过使第2引出配线接触来连接第2电极层彼此。
[0026]
[2]根据[1]所述的层叠压电元件,其中,
[0027]
从压电薄膜的层叠体的法线方向观察所层叠的2个以上压电薄膜时,第1引出配线重叠,并且第2引出配线重叠。
[0028]
[3]根据[1]或[2]所述的层叠压电元件,其具有贴附相邻的压电薄膜的贴附层。
[0029]
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的层叠压电元件,其中,
[0030]
第1引出配线及第2引出配线为层叠有导电性贴附层及导电层的层叠体,
[0031]
第1引出配线中,导电性贴附层贴附于第1电极层的表面及第1保护层的表面,第2引出配线中,导电性贴附层贴附于第2电极层的表面及第2保护层的表面。
[0032]
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的层叠压电元件,其中,
[0033]
压电薄膜的压电特性无面内各向异性。
[0034]
[6]根据[1]至[5]中任一项所述的层叠压电元件,其中,
[0035]
压电体层为具有高分子材料及压电体粒子的高分子复合压电体。
[0036]
[7]根据[6]所述的层叠压电元件,其中,
[0037]
高分子材料具有氰乙基。
[0038]
[8]根据[7]所述的层叠压电元件,其中,
[0039]
高分子材料为氰乙基化聚乙烯醇。
[0040]
发明效果
[0041]
根据这些本发明,在层叠2个以上压电薄膜而成的层叠压电元件中能够简单地连
接各压电薄膜的电极层和外部装置。
附图说明
[0042]
图1是示意地表示本发明的层叠压电元件的一例的图。
[0043]
图2是示意地表示构成图1所示的层叠压电元件的压电薄膜的一例的立体图。
[0044]
图3是示意地表示压电薄膜的一例的图。
[0045]
图4是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。
[0046]
图5是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。
[0047]
图6是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。
[0048]
图7是压电薄膜的一例的局部放大图。
[0049]
图8是图7的变形例。
[0050]
图9是图7的另一变形例。
[0051]
图10是压电薄膜的另一例的局部放大图。
[0052]
图11是示意地表示本发明的层叠压电元件与外部装置的连接方法的一例的图。
[0053]
图12是示意地表示使用本发明的层叠压电元件的电声转换器的一例的图。
具体实施方式
[0054]
以下,根据附图所示的优选实施方式,对本发明的层叠压电元件进行详细说明。
[0055]
以下所记载的构成要件的说明有时基于本发明的代表性实施方式来进行,但本发明并不限定于这些实施方式。
[0056]
并且,以下所示的图均是用于说明本发明的概念性图。因此,各构成部件的厚度、大小、形状及位置关系等与实际部件不同。
[0057]
另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指包含记载于“~”的前后的数值作为下限值及上限值的范围。
[0058]
图1中,示意地表示本发明的层叠压电元件的一例。
[0059]
图1所示的层叠压电元件10具有如下结构,即,层叠3片压电薄膜12并利用贴附层14贴附了相邻的压电薄膜12。另外,为了明确地示出结构,对贴附层14附加阴影线。
[0060]
图1所示的层叠压电元件10为层叠了3层压电薄膜12而成,本发明并不限制于此。即,若本发明的层叠压电元件为层叠多层压电薄膜12而成,则压电薄膜12的层叠数可以为2层或者也可以为4层以上。
[0061]
图2中示出压电薄膜12的局部示意立体图。
[0062]
压电薄膜12为矩形状片状物(薄膜、板状物),并且具有第1层叠片16、第2层叠片18及作为具有压电性的片状物的压电体层20。第1层叠片16为层叠有第1电极层24及第1保护层28的层叠体。另一方面,第2层叠片18为层叠有第2电极层26及第2保护层30的层叠体。
[0063]
压电薄膜12具有在使第1电极层24与第2电极层26相对的状态下用第1层叠片16及第2层叠片18夹持压电体层20的结构。即,压电薄膜12具有如下结构:在压电体层20的其中一个表面具有第1电极层24,在另一表面具有第2电极层26,用第1保护层28及第2保护层30夹持用电极层夹持压电体层20的层叠体。
[0064]
层叠有3层压电薄膜12的本发明的层叠压电元件10中,各压电薄膜12的第1电极层
24为相同极性的电极。因此,各压电薄膜12的第2电极层26也为与第1电极层24相反极性的相同极性的电极。
[0065]
另外,本发明中,第1层叠片16及第2层叠片18以及第1电极层24及第2电极层26等中的第1及第2是为了说明本发明的层叠压电元件的压电薄膜12而方便起见标注。
[0066]
即,本发明的压电薄膜12中的第1及第2中没有技术性含义。
[0067]
如图2所示,第1层叠片16具有从压电体层20突出的第1突出部16a。因此,在第1突出部16a中,在下面侧露出第1电极层24。如后述的图7所示,在该第1突出部16a中,以从图中下方的第1电极层24的表面到达图中上方的第1保护层28的表面的方式,贴附帯状的第1引出配线34。
[0068]
另一方面,第2层叠片18具有从压电体层20突出的第2突出部18a。因此,在第2突出部18a中,在上面侧露出第2电极层26。如后述的图7所示,在该第2突出部18a中,以从图中上方的第2电极层26的表面到达图中下方的第2保护层30的表面的方式,贴附帯状的第2引出配线36。
[0069]
另外,为了明确地示出压电薄膜12的结构,在图1中,用虚线表示第1引出配线34及第2引出配线36,在图2中,省略第1引出配线34及第2引出配线36。
[0070]
作为一例,第1突出部16a及第2突出部18a形成于矩形(长方形)压电薄膜12的短边侧的同一端面。即,图1是朝向具有突出部的短边侧而观察压电薄膜12的图。
[0071]
另外,构成本发明的层叠压电元件的压电薄膜12中,第1层叠片16的第1突出部16a及第2层叠片18的第2突出部18a并不限定于设置于压电薄膜的同一端面,能够利用各种形成位置。例如,可以在矩形压电薄膜的其中一个短边的端面形成第1层叠片16的第1突出部16a,在矩形压电薄膜的另一短边的端面形成第2层叠片18的第2突出部18a。或者,可以在矩形压电薄膜的其中一个短边的端面形成第1层叠片16的第1突出部16a,在矩形压电薄膜的长边的端面形成第2层叠片18的第2突出部18a。
[0072]
并且,压电薄膜即层叠压电元件的形状也不限于矩形,能够利用各种形状。作为压电薄膜的形状,除了矩形以外,还可例示正方形、圆形及椭圆形等。
[0073]
另外,在此所说的压电薄膜的形状是指压电薄膜的主表面的形状。主表面是指片状物(薄膜、板状物、层)的最大面。
[0074]
图3是通过剖视图示意地表示压电薄膜12的一例。
[0075]
如上述,压电薄膜12具有用第1层叠片16及第2层叠片18夹持压电体层20的结构。由此,压电薄膜12成为具有层叠于压电体层20的其中一个表面的第1电极层24、层叠于第1电极层24上的第1保护层28、层叠于压电体层20的另一表面的第2电极层26及层叠于第2电极层26上的第2保护层30的结构。
[0076]
另外,图3中省略第1层叠片16的第1突出部16a及第2层叠片18的第2突出部18a。关于这一点,图4~图6也相同。
[0077]
在压电薄膜12中,作为优选方式,如图3中示意地表示,压电体层20为由高分子复合压电体构成,该高分子复合压电体为将压电体粒子42分散于由在常温下具有粘弹性的高分子材料构成的高分子基质40中而成。另外,在本说明书中,“常温”是指0~50℃左右的温度范围。
[0078]
其中,高分子复合压电体(压电体层20)优选为具备以下条件。
[0079]
(i)挠性
[0080]
例如,作为便携式,如报纸或杂志那样以文档感觉轻轻弯曲的状态把持时,不断地从外部受到数hz以下的比较缓慢且较大的弯曲变形。此时,若高分子复合压电体硬,则产生其相应的大的弯曲应力,在高分子基质与压电体粒子的界面产生龟裂,结果有可能会导致破坏。因此,要求高分子复合压电体具有适当的柔软性。并且,若能够将应变能作为热量向外部扩散,则能够松弛应力。因此,要求高分子复合压电体的损耗正切适当大。
[0081]
综上所述,要求用作激励器的柔性的高分子复合压电体相对于20hz~20khz的振动展现硬性,相对于数hz以下的振动展现柔软性。并且,要求高分子复合压电体的损耗正切相对于20khz以下的所有频率的振动适当的大。
[0082]
进而,优选通过配合所粘贴的对象材料的刚性来层叠,能够简便地调节弹簧常数,此时,贴附层14越薄,越能够提高能量效率。作为一例,粘贴的对象材料可例示振动板。并且,刚性换言之为硬度、刚度及弹簧常数等。
[0083]
通常,高分子固体具有粘弹性松弛机构,伴随温度上升或频率下降,大规模的分子运动被观测为储存弹性模量(杨氏模量)的下降(松弛)或损失弹性模量的极大(吸收)。其中,通过非晶质区域的分子链的微布朗运动引起的松弛称为主分散,可观察到非常大的松弛现象。引起该主分散的温度为玻璃化转变点(tg),最显著地显现粘弹性松弛机构。
[0084]
在高分子复合压电体(压电体层20)中,通过将玻璃化转变点在常温下的高分子材料,换言之,在常温下具有粘弹性的高分子材料用于基质中,实现相对于20hz~20khz的振动展现硬性,相对于数hz以下的慢振动展现柔软性的高分子复合压电体。尤其,在优选地发现该动作等方面,优选将频率1hz中的玻璃化转变点在常温即0~50℃下的高分子材料用于高分子复合压电体的基质中。
[0085]
作为在常温下具有粘弹性的高分子材料,能够利用公知的各种材料。优选为,在常温即0~50℃下,使用基于动态粘弹性试验而得的频率1hz中的损耗正切tanδ的极大值有0.5以上的高分子材料。
[0086]
由此,高分子复合压电体通过外力而被缓慢弯曲时,最大弯曲力矩部中的高分子基质与压电体粒子的界面的应力集中得到松弛,能够期待高挠性。
[0087]
并且,在常温下具有粘弹性的高分子材料优选如下,即,基于动态粘弹性测定而得频率1hz中的储存弹性模量(e’)在0℃下为100mpa以上,在50℃下为10mpa以下。
[0088]
由此,能够减小在高分子复合压电体通过外力缓慢地弯曲时产生的弯曲力矩,同时能够相对于20hz~20khz的音响振动展现硬性。
[0089]
并且,若在常温下具有粘弹性的高分子材料的相对介电常数在25℃下为10以上,则为更较。由此,向高分子复合压电体施加电压时,对高分子基质中的压电体粒子施加更高的电场,因此能够期待较大的变形量。
[0090]
然而,另一方面,若考虑确保良好的耐湿性等,则高分子材料的相对介电常数在25℃下为10以下也优选。
[0091]
作为满足这些条件的在常温下具有粘弹性的高分子材料,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-乙烯基聚异戊二烯嵌段共聚物、聚乙烯基甲基酮及聚甲基丙烯酸丁酯等。并且,作为这些高分子材料,也能够适当地使用hybrar5127(kuraray co.,ltd制)等市售品。其中,作为高分子材料,优选使用具有
氰乙基的材料,尤其优选使用氰乙基化pva。
[0092]
另外,这些高分子材料可以仅使用1种,也可以同时使用(混合)多种。
[0093]
使用这些在常温下具有粘弹性的高分子材料的高分子基质40根据需要可以同时使用多种高分子材料。
[0094]
即,高分子基质40中,以调节介电特性或机械特性等为目的,除了氰乙基化pva等在常温下具有粘弹性的高分子材料以外,根据需要也可以添加其他介电性高分子材料。
[0095]
作为能够添加的介电性高分子材料,作为一例,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-乙酸乙烯酯共聚物、氰乙基纤维素、氰乙基羟基蔗糖、氰乙基羟基纤维素、氰乙基羟基直链淀粉、甲基丙烯酸氰乙酯、丙烯酸氰乙酯、氰乙基羟乙基纤维素、氰乙基直链淀粉、氰乙基羟丙基纤维素、氰乙基二羟丙基纤维素、氰乙基羟丙基直链淀粉、氰乙基聚丙烯酰胺、氰乙基聚丙烯酸乙酯、氰乙基直链淀粉、氰乙基聚羟基亚甲基、氰乙基缩水甘油直链淀粉、氰乙基蔗糖及氰乙基山梨糖醇等具有氰基或氰乙基的聚合物以及腈橡胶或氯丁二烯橡胶等合成橡胶等。
[0096]
其中,优选使用具有氰乙基的高分子材料。
[0097]
并且,压电体层20的高分子基质40中,除了氰乙基化pva等在常温下具有粘弹性的材料以外所添加的介电性高分子并不限定于1种,也可以添加多种。
[0098]
并且,高分子基质40中,除了介电性高分子以外,以调节玻璃化转变点tg为目的,也可以添加氯乙烯树脂、聚乙烯、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树脂、聚丁烯及异丁烯等热塑性树脂以及酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及云母等热固性树脂等。
[0099]
此外,以提高粘合性为目的,可以添加松香酯、松香、萜烯、萜烯酚及石油树脂等增粘剂。
[0100]
在压电体层20的高分子基质40中,添加除了氰乙基化pva等具有粘弹性的高分子材料以外的材料时的添加量并无特别限定,但是以在高分子基质40中所占比例计优选为30质量%以下。
[0101]
由此,不损害高分子基质40中的粘弹性松弛机构就能够显现所添加的高分子材料的特性,因此在高介电常数、耐热性的提高、压电体粒子42及电极层的密合性提高等方面能够获得优选的结果。
[0102]
压电体粒子42为由具有钙钛矿型或纤锌矿型的晶体结构的陶瓷粒子构成。
[0103]
作为构成压电体粒子42的陶瓷粒子,例如例示出锆钛酸铅(pzt)、锆钛酸铅镧(plzt)、钛酸钡(batio3)、氧化锌(zno)及钛酸钡与铁酸铋(bife3)的固体溶液(bfbt)等。
[0104]
这些压电体粒子42的粒径并无限制,根据压电薄膜12的尺寸及层叠压电元件10的用途等适当进行选择即可。压电体粒子42的粒径优选1~10μm。
[0105]
通过将压电体粒子42的粒径设在该范围内,在压电薄膜12能够兼顾高压电特性和可挠性等方面能够获得优选的结果。
[0106]
另外,在图3中,压电体层20中的压电体粒子42均匀且有规则地分散于高分子基质40中,但本发明并不限于此。
[0107]
即,只要压电体层20中的压电体粒子42优选为均匀地分散,也可以不规则地分散于高分子基质40中。
[0108]
在压电薄膜12中,压电体层20中的高分子基质40与压电体粒子42的量比并无限制,根据压电薄膜12的面方向的大小及厚度、层叠压电元件10的用途以及压电薄膜12中所要求的特性等可以适当进行设定。
[0109]
压电体层20中的压电体粒子42的体积分率优选30~80%,更优选50%以上。因此,压电体层20中的压电体粒子42的体积分率进一步优选设为50~80%。
[0110]
通过将高分子基质40与压电体粒子42的量比设在上述范围,在能够兼顾高压电特性和可挠性等方面能够获得优选的结果。
[0111]
在以上的压电薄膜12中,作为优选方式,压电体层20为将压电体粒子分散于高分子基质中而成的高分子复合压电体层,该高分子基质包含在常温下具有粘弹性的高分子材料。然而,本发明并不限制于此,作为压电薄膜的压电体层,能够利用公知的压电元件中所使用的公知的各种压电体层。
[0112]
作为一例,可例示由聚偏二氟乙烯(pvdf)及偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物的上述的介电性高分子材料构成的压电体层以及由pzt、plzt、钛酸钡、氧化锌及bfbt等上述的压电体构成的压电体层等。
[0113]
在压电薄膜12中,压电体层20的厚度并无特别限定,根据层叠压电元件10的用途、层叠压电元件10中的压电薄膜的层叠数、压电薄膜12中所要求的特性等可以适当进行设定。
[0114]
压电体层20越厚,在所谓片状物的刚度等刚性等方面越有利,但是为了使压电薄膜12以相同量伸缩而所需的电压(电位差)变大。
[0115]
压电体层20的厚度优选10~300μm,更优选20~200μm,进一步优选30~150μm。
[0116]
通过将压电体层20的厚度设在上述范围内,在兼顾刚性的确保与适当的柔软性等方面能够获得优选的结果。
[0117]
压电体层20优选在厚度方向上被极化处理(poling)。关于极化处理,将在后面进行详细叙述。
[0118]
另外,本发明中所使用的压电薄膜12中,压电体层20形成为如上述的由如氰乙基化pva在常温下具有粘弹性的高分子材料构成的高分子基质40,并不限定于包含压电体粒子42的高分子复合压电体。
[0119]
即,本发明的压电薄膜12中,压电体层能够利用各种公知的压电体层。
[0120]
作为一例,在上述的聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物及偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物等包含介电性高分子材料的基质中也能够利用包含相同的压电体粒子42的高分子复合压电体、由聚偏二氟乙烯构成的压电体层、由除了聚偏二氟乙烯以外的氟树脂构成的压电体层以及层叠由聚l乳酸构成的薄膜及由聚d乳酸构成的薄膜而成的压电体层等。
[0121]
然而,如上述,从能够相对于20hz~20khz的振动展现硬性,并且相对于数hz以下的缓慢振动展现柔软性而获得优异的音响特性的挠性优异等观点考虑,上述的如氰基乙基化pva的由常温下具有粘弹性的高分子材料构成的高分子基质40中优选地利用包含压电体粒子42的高分子复合压电体。
[0122]
如图3所示,图示例的压电薄膜12具有如下结构:在这些压电体层20的一表面具有第1电极层24,在其上具有第1保护层28,在压电体层20的另一表面具有第2电极层26,在其
上具有第2保护层30而成。在此,第2电极层26及第1电极层24形成电极对。
[0123]
如上述,这些压电薄膜12通过由层叠有第1电极层24及第1保护层28的第1层叠片16以及层叠有第2电极层26及第2保护层30的第2层叠片18使电极层相面对且夹持压电体层20来形成。
[0124]
另外,压电薄膜12可以具有包覆压电体层20露出的区域来防止短路等的绝缘层等。
[0125]
即,压电薄膜12具有如下结构:用电极对即第2电极层26及第1电极层24夹持压电体层20的两面,用第1保护层28及第2保护层30夹持该层叠体而成。
[0126]
如此,压电薄膜12中,用第2电极层26及第1电极层24夹持的区域根据所施加的电压而伸缩。
[0127]
压电薄膜12中,第1保护层28及第2保护层30包覆第2电极层26及第1电极层24,并且起到对压电体层20赋予适当的刚性及机械强度的作用。即,在压电薄膜12中,由高分子基质40和压电体粒子42构成的压电体层20对于缓慢弯曲变形显示出非常优异的挠性,但是根据用途存在刚性或机械强度不足的情况。压电薄膜12为了弥补其不足而设置第1保护层28及第2保护层30。
[0128]
第1保护层28及第2保护层30并无限制,只要为绝缘性,则能够利用各种片状物。作为一例,可优选地例示各种树脂薄膜。
[0129]
其中,根据具有优异的机械特性及耐热性等理由,由聚对苯二甲酸乙二酯(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)、聚醚酰亚胺(pei)、聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、三乙酰纤维素(tac)及环状烯烃系树脂等构成的树脂薄膜被优选地利用。
[0130]
第1保护层28及第2保护层30的厚度也并无限制。并且,第1保护层28及第2保护层30的厚度基本相同,但是也可以不同。
[0131]
在此,若第1保护层28及第2保护层30的刚性过高,则不仅限制压电体层20的伸缩,也会损害挠性。因此,去除要求机械强度或作为片状物的良好的操作性的情况,第1保护层28及第2保护层30越薄越有利。
[0132]
在压电薄膜12中,若第1保护层28及第2保护层30的厚度为压电体层20的厚度的2倍以下,则在兼顾刚性的确保与适当的柔软性等方面能够获得优选的结果。
[0133]
例如,压电体层20的厚度为50μm且第1保护层28及第2保护层30由pet构成的情况下,第1保护层28及第2保护层30的厚度优选100μm以下,更优选50μm以下,进一步优选25μm以下。
[0134]
压电薄膜12中,第1电极层24位于压电体层20与第1保护层28之间,第2电极层26位于压电体层20与第2保护层30之间。在以下说明中,将第1电极层24称为第1电极层24,将第2电极层26称为第2电极层26。
[0135]
第1电极层24及第2电极层26为了对压电体层20(压电薄膜12)施加电压而设置。
[0136]
本发明中,第1电极层24及第2电极层26的形成材料并无限制,能够利用各种导电体。具体而言,例示出碳、钯、铁、锡、铝、镍、铂、金、银、铜、钛、铬及钼等金属、这些合金、这些金属及合金的层叠体及复合体以及氧化铟锡等。其中,作为第1电极层24及第2电极层26可优选地例示铜、铝、金、银、铂及氧化铟锡。
[0137]
并且,第1电极层24及第2电极层26的形成方法也并无限制,能够利用各种基于真空蒸镀及溅射等气相沉积法(真空成膜法)或镀覆而形成的膜或者贴附由上述材料所形成的箔的方法等公知的方法。
[0138]
即,作为一例,通过真空蒸镀等在第1保护层28上形成第1电极层24,由此制作第1层叠片16。同样地,作为一例,通过真空蒸镀等在第2保护层30上形成第2电极层26,由此制作第2层叠片18。
[0139]
其中尤其,根据能够确保压电薄膜12的挠性等理由,作为第1电极层24及第2电极层26优选地利用通过真空蒸镀所成膜的铜及铝等薄膜。其中,尤其可优选地利用通过真空蒸镀形成的铜的薄膜。
[0140]
第1电极层24及第2电极层26的厚度并无限制。并且,第1电极层24及第2电极层26的厚度基本相同,但是也可以不同。
[0141]
其中,与上述的第1保护层28及第2保护层30同样地,若第1电极层24及第2电极层26的刚性过高,则不仅限制压电体层20的伸缩,也会损害挠性。因此,只要在电阻不会变的过高的范围内,则第1电极层24及第2电极层26越薄越有利。
[0142]
压电薄膜12中,只要第1电极层24及第2电极层26的厚度与杨氏模量的积低于第1保护层28及第2保护层30的厚度与杨氏模量的积,则不会严重损害挠性,因此优选。
[0143]
例如,第1保护层28及第2保护层30由pet(杨氏模量:约6.2gpa)构成且第1电极层24及第2电极层26由铜(杨氏模量:约130gpa)构成的组合的情况下,若第1保护层28及第2保护层30的厚度为25μm,则第1电极层24及第2电极层26的厚度优选1.2μm以下,更优选0.3μm以下,其中优选设为0.1μm以下。
[0144]
如上述,压电薄膜12优选为具有如下结构:用层叠有第1电极层24及第1保护层28的第1层叠片16以及层叠有第2电极层26及第2保护层30的第2层叠片18夹持将压电体粒子42分散于包含在常温下具有粘弹性的高分子材料的高分子基质40而成的压电体层20。
[0145]
这些压电薄膜12优选在常温下具有基于动态粘弹性测定而得的频率1hz中的损耗正切(tanδ)的极大值,更优选在常温下具有成为0.1以上的极大值。
[0146]
由此,即使压电薄膜12从外部不断受到数hz以下的相对缓慢且较大的弯曲变形,也能够将应变能有效地作为热而扩散到外部,因此能够防止在高分子基质与压电体粒子的界面产生龟裂。
[0147]
压电薄膜12优选如下,即,基于动态粘弹性测定而得的频率1hz中的储存弹性模量(e’)在0℃下为10~30gpa,在50℃下为1~10gpa。
[0148]
由此,在常温下压电薄膜12在储存弹性模量(e’)中能够具有较大的频率分散。即,能够相对于20hz~20khz的振动展现硬性,相对于数hz以下的振动展现柔软性。
[0149]
并且,压电薄膜12优选如下,即,厚度与基于动态粘弹性测定而得的频率1hz中的储存弹性模量(e’)的积在0℃下为1.0
×
106~2.0
×
106n/m,在50℃下为1.0
×
105~1.0
×
106n/m。
[0150]
由此,压电薄膜12在不损害挠性及音响特性的范围内能够具备适当的刚性和机械强度。
[0151]
进而,压电薄膜12优选如下,即,根据动态粘弹性测定所获得的主曲线中,在25℃下频率1khz中的损耗正切(tanδ)为0.05以上。
[0152]
由此,使用了压电薄膜12的扬声器的频率特性变得平滑,也能够减小随着扬声器的曲率的变化而最低共振频率f0随之变化时的音质的变化量。
[0153]
以下,参考图4~图6的概念图,对本发明的层叠压电元件中所使用的压电薄膜12的制造方法的一例进行说明。
[0154]
首先,如图4所示,准备在第2保护层30上形成有第2电极层26的第2层叠片18。通过真空蒸镀、溅射及镀覆等在第1保护层28的表面形成铜薄膜等而作为第1电极层24来制作该第2层叠片18即可。
[0155]
当第2保护层30非常薄而操作性等差时,根据需要可以使用带有隔板(临时支撑体)的第2保护层30。另外,作为隔板,能够使用厚度25~100μm的pet等。在热压接第2电极层26及第2保护层30之后且在第2保护层30层叠任何部件之前去除隔板即可。
[0156]
接着,如图5所示,在第2层叠片18的第2电极层26上形成压电体层20,制作层叠有第2层叠片18及压电体层20的层叠体12a。
[0157]
压电体层20通过公知的方法形成即可。
[0158]
例如,只要是图3所示的在高分子基质40分散有压电体粒子42的压电体层,则作为一例可如下制作。
[0159]
首先,制备如下涂料:将氰乙基化pva等在常温下具有粘弹性的高分子材料溶解于有机溶剂,进而添加pzt粒子等压电体粒子42并进行搅拌,由此在高分子材料中分散压电体粒子42而成。
[0160]
有机溶剂并无限制,能够利用二甲基甲酰胺(dmf)、甲基乙基酮及环己酮等各种有机溶剂。
[0161]
准备第2层叠片18,并且制备涂料之后,将该涂料浇铸(涂布)于第2层叠片18的第2电极层26,并且使有机溶剂蒸发而进行干燥。由此,如图5所示,制作在第2保护层30上具有第2电极层26,并且在第2电极层26上形成压电体层20而成的层叠体12a。
[0162]
该涂料的浇铸方法并无特别限定,能够利用所有的斜板式涂布机(slide coater)及涂层刀(doctor knife)等公知的涂布方法(涂布装置)。
[0163]
另外,只要高分子材料为如氰乙基化pva那样能够加热熔融的物质,则制作加热熔融高分子材料且向其添加并分散压电体粒子42而成的熔融物,通过挤压成型等,在图4所示的第2层叠片18上挤压成薄片状且进行冷却,由此可以制作如图5所示的在第1保护层28上具有第1电极层24,并且在第1电极层24上形成压电体层20而成的层叠体12a。
[0164]
如上述,压电薄膜12中,高分子基质40中除了氰乙基化pva等在常温下具有粘弹性的高分子材料以外,也可以添加pvdf等介电性高分子材料。
[0165]
向高分子基质40添加这些介电性高分子材料时,溶解添加于上述的涂料的介电性高分子材料即可。或者,如上述,向加热熔融的在常温下具有粘弹性的高分子材料中添加介电性高分子材料,并且进行加热熔融即可。
[0166]
形成压电体层20之后,根据需要,也可以进行压延处理。压延处理可以为1次,也可以进行多次。
[0167]
众所周知,压延处理是指通过热压机或加热辊等对被处理面进行加热的同时进行挤压来实施平坦化等的处理。
[0168]
接着,对在第2保护层30上具有第2电极层26,并且在第2电极层26上形成压电体层
20而成的层叠体12a的压电体层20进行极化处理(poling)。压电体层20的极化处理可以在压延处理之前进行,但是优选进行压延处理之后进行。
[0169]
压电体层20的极化处理的方法并无限制,能够利用公知的方法。例如,可例示直接对进行极化处理的对象施加直流电场的电场极化。另外,进行电场极化的情况下,也可以在极化处理之前形成第1电极层24,并且利用第1电极层24及第2电极层26进行电场极化处理。
[0170]
并且,制造本发明的层叠压电元件10中所使用的压电薄膜12时,极化处理优选在厚度方向而不是在压电体层20的面方向上进行极化。
[0171]
另一方面,准备在第1保护层28上形成有第1电极层24的第1层叠片16。
[0172]
与第2层叠片18同样地,通过真空蒸镀、溅射、镀覆等在第1保护层28的表面形成铜薄膜等而作为第1电极层24来制作该第1层叠片16即可。
[0173]
接着,如图6所示,将第1电极层24朝向压电体层20来将第1层叠片16层叠于结束了压电体层20的极化处理的层叠体12a。
[0174]
进而,以夹持第1保护层28及第2保护层30的方式,用热压机装置或加热辊对等热压接该层叠体12a与第1层叠片16的层叠体来制作压电薄膜12。
[0175]
在此,如图2所示,压电薄膜12中,第1层叠片16具有从压电体层20突出的第1突出部16a,第2层叠片18具有从压电体层20突出的第2突出部18a。
[0176]
具有这些突出部的压电薄膜12能够通过各种方法来制作。
[0177]
作为一例,可例示如下方法:准备形成有第2突出部18a的第2层叠片及形成有第1突出部16a的第1层叠片16,在除了第2层叠片18的第2突出部18a以外的位置如上述那样形成压电体层20,在其上层叠第1层叠片16,从而制作层叠片具有突出部的压电薄膜12。
[0178]
作为另一方法,也能够利用如下方法:制作矩形压电薄膜之后,切断成具有第1突出部16a及第2突出部18a的形状,去除与第1突出部16a的位置对应的压电体层20及第2层叠片18,并且去除与第2突出部18a的位置对应的压电体层20及第1层叠片16,由此制作层叠片具有突出部的压电薄膜12。
[0179]
压电体层20的去除通过基于剥离的去除、基于溶剂的溶解等根据压电体层20的形成材料的公知的方法进行即可。层叠片的去除通过基于剥离的去除、切断等根据层叠片的形成材料的公知的方法进行即可。
[0180]
压电薄膜12中,从压电薄膜12的法线方向观察时,第1层叠片16的第1突出部16a及第2层叠片18的第2突出部18a优选分开。压电薄膜12的法线方向是指与压电薄膜12的主表面正交的方向。
[0181]
换言之,从与压电薄膜12的主表面正交的方向观察时,第1层叠片16的第1突出部16a及第2层叠片18的第2突出部18a优选看不出重复。
[0182]
如上述,第1层叠片16的第1突出部16a露出第1电极层24,第2层叠片18的第2突出部18a露出第2电极层26。此外,第1电极层24和第2电极层26彼此面对。此外,压电体层20的优选的厚度为10~300μm且非常薄。
[0183]
因此,若第1突出部16a及第2突出部18a在面方向上重复,则突出部因重力及外力等而弯曲,有可能突出部的第1电极层24及第2电极层26接触而导致短路(short)。
[0184]
相对于此,通过第1突出部16a及第2突出部18a在面方向上分开,能够适当地防止突出部彼此的电极层因接触而引起的短路。
[0185]
如上述,在第1层叠片16的第1突出部16a上贴附第1引出配线34。另一方面,在第2层叠片18的第2突出部18a上贴附第2引出配线36。
[0186]
图7中示意地表示压电薄膜12的突出部附近。
[0187]
第1引出配线34及第2引出配线36均为导电性贴附层50与导电层52的层叠体。
[0188]
作为优选的一例,第1引出配线34及第2引出配线36为长条的矩形部件即帯状部件。另外,第1引出配线34及第2引出配线36并不限制于帯状部件,可以为线材,或者也可以为排列或捆绑多个线材的部件。
[0189]
第1引出配线34中,将其中一个端部的导电性贴附层50贴附于第1突出部16a的第1电极层24,并且在图中上方折叠,将另一个端部的导电性贴附层50贴附于第1突出部16a的第1保护层28,由此贴附于第1突出部16a。因此,成为折叠的外侧的第1引出配线34的导电层52与第1电极层24电连接。
[0190]
第2引出配线36中,将其中一个端部的导电性贴附层50贴附于第2突出部18a的第2电极层26,并且在图中下方折叠,将另一个端部的导电性贴附层50贴附于第2突出部18a的第2保护层30,由此贴附于第2突出部18a。因此,成为折叠的外侧的第2引出配线36的导电层52与第2电极层26电连接。
[0191]
第1引出配线34及第2引出配线36中,导电性贴附层50并无限制,能够利用各种具有公知的导电性的贴附层。另外,导电性贴附层50可以为由后述的粘结剂构成的层,也可以为由粘合剂构成的层,还可以为由具有两者的特性的材料构成的层。
[0192]
作为导电性贴附层50,作为一例能够利用在粘合剂中分散金属粒子而成的粘合片、导电性铜箔粘合带及导电性铝箔粘合带等公知的导电性粘合片以及公知的粘结片等。
[0193]
导电性贴附层50也能够适当地利用市售品。
[0194]
导电性贴附层50的厚度也并无限制,根据形成材料等适当设定可获得充分的挠性、导电性及贴附力的厚度即可。
[0195]
导电性贴附层50的厚度优选5~500μm,更优选15~300μm,进一步优选20~100μm。
[0196]
第1引出配线34及第2引出配线36中,导电层52也并无限制,能够利用各种由公知的导电性材料构成。
[0197]
作为导电层52,可例示在上述的电极层中例示的由各种材料构成的片状物、层及线材等。
[0198]
导电层52的厚度也并无限制,根据形成材料等适当设定可获得充分的挠性及导电性的厚度即可。
[0199]
导电层52的厚度优选10~750μm,更优选20~500μm,进一步优选30~300μm。
[0200]
第1引出配线34及第2引出配线36的制作方法并无限制。
[0201]
作为一例,可例示如下方法:通过导电性贴附层50所具有的贴附力在导电性贴附层50上贴附导电层52,由此制作第1引出配线34及第2引出配线36。
[0202]
可以与上述的第1电极层24等的形成方法相同地,在一表面成为贴附面的导电性贴附层50的非贴附面上形成导电层52,由此制作第1引出配线34及第2引出配线36。
[0203]
可以在一表面成为贴附面的导电性贴附层50的非贴附面上用导电性粘结剂贴附导电层52,由此制作第1引出配线34及第2引出配线36。
[0204]
另外,第1引出配线34及第2引出配线36并不限于导电性贴附层50与导电层52的层
叠体。
[0205]
例如,第1引出配线34和/或第2引出配线36如在粘合剂中分散金属粒子等而成型的导电性粘合片那样可以为1层片状物。并且,仅通过导电层52形成第1引出配线34和/或第2引出配线36,通过导电性浆料等贴附引出配线的一端及突出部的电极层来电连接,也可以通过贴附剂(粘结剂、粘合剂)来贴附引出配线的另一端及突出部的保护层。
[0206]
第1引出配线34及第2引出配线36的长度也并无限制。
[0207]
关于第1引出配线34及第2引出配线36的长度,层叠2个以上压电薄膜12时,如后述的图11所示,根据压电薄膜12的厚度、压电薄膜的层叠数、各压电薄膜12的第1层叠片16的第1突出部16a的位置及各压电薄膜12的第2层叠片18的第2突出部18a的位置等适当设定所有压电薄膜12的第1引出配线34彼此及第2引出配线36彼此能够接触的长度即可。
[0208]
第1引出配线34及第2引出配线36的长度通过产品的大小及所使用的环境等而不同,因此并无限制,但是若考虑产品的厚度及硬度,则优选5mm以上,更优选20~100mm,若考虑电阻值的增加或易用性,则进一步优选30~50mm。另外,该长度为未折叠第1引出配线34及第2引出配线36的状态下的长度。
[0209]
第1引出配线34及第2引出配线36根据需要如图8中示意地表示那样可以贴附导电性贴附层50彼此。
[0210]
并且,第1引出配线34及第2引出配线36根据需要如图9中示意地表示那样可以在所折叠的引出配线之间夹持成为芯的芯材c。芯材c的形成材料并无限制,作为一例,可例示pet、pc、聚甲醛(pom)、ps、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、pi及pp等。芯材c的厚度也并无限制,根据第1引出配线34及第2引出配线36的长度等适当设定即可。
[0211]
如上述,第1层叠片16及第2层叠片18非常薄。因此,若第1层叠片16的第1突出部16a因自重及外力等而弯曲,则第1突出部16a的第1电极层24与第2电极层26接触而有可能短路。同样地,第2层叠片18的第2突出部18a的第2电极层26也与第1电极层24接触而有可能短路。
[0212]
为了消除该不便,如图10中例示第1层叠片16侧而表示,在与第1层叠片16的第1突出部16a对应的位置例如优选以从第1层叠片16与压电体层20之间朝向第2层叠片18方式设置绝缘片46。通过具有这些绝缘片46,第1层叠片16的第1突出部16a弯曲,能够防止第1突出部16a的第1电极层24与第2电极层26接触而短路。关于这一点,第2层叠片18的第2突出部18a也相同。
[0213]
绝缘片46可以设置成仅与第1层叠片16的第1突出部16a对应,也可以设置成仅与第2层叠片18的第2突出部18a对应,也可以设置成与第1突出部16a及第2突出部18a这两者对应。
[0214]
绝缘片46的长度并无限制,根据压电薄膜12的厚度等适当设定即可。
[0215]
例示第1层叠片16来进行说明时,绝缘片46中,若将从压电体层20突出的部分的长度设为l1,将压电体层20与第2层叠片18的厚度的总计设为l2,则优选设为满足“l1>l2”的长度。
[0216]
如图1所示,本发明的层叠压电元件是层叠有多层这些压电薄膜12的元件。图示例的层叠压电元件10层叠有3片压电薄膜12。
[0217]
这些层叠压电元件如专利文献1所示那样,为了在每个压电薄膜中连接驱动用外
部电源等外部装置,需要在电极层连接配线。然而,层叠有压电薄膜的层叠压电元件中,各压电薄膜的电极层上简单地连接配线的方法是未知的。
[0218]
在此,层叠有压电薄膜的层叠压电元件中,各压电薄膜向电极层的配线优选总括连接于每个相同极性的电极层。
[0219]
然而,若在压电体层20的两侧层叠使电极层相面对设置有具有第1电极层24及第1保护层28的第1层叠片16以及具有第2电极层26及第2保护层30的第2层叠片18的压电薄膜12,则保护层存在于同极的电极层之间,因此对相同极性的电极层总括而连接配线变得很难。
[0220]
相对于此,本发明的层叠压电元件10中,压电薄膜12的第1层叠片16具有第1突出部16a。进而,压电薄膜12具有将一端的导电性贴附层50贴附于第1突出部16a的第1电极层24来进行折叠,并且将另一端的导电性贴附层50贴附于第1突出部16a的第1保护层28的作为导电性贴附层50与导电层52的层叠体的帯状的第1引出配线34。
[0221]
并且,压电薄膜12的第2层叠片18具有第2突出部18a。进而,压电薄膜12具有将一端的导电性贴附层50贴附于第2突出部18a的第2电极层26来进行折叠,并且将另一端的导电性贴附层50贴附于第2突出部18a的第2保护层30的作为导电性贴附层50与导电层52的层叠体的帯状的第2引出配线36。
[0222]
此外,本发明的层叠压电元件10中,各压电薄膜12的第1电极层24为相同极性。因此,各压电薄膜12的第2电极层26也为与第1电极层24相反极性的相同极性。
[0223]
如上述,成为折叠的外侧的第1引出配线34的导电层52与第1电极层24电连接。同样地,成为折叠的外侧的第2引出配线36的导电层52与第2电极层26电连接。
[0224]
因此,本发明的层叠压电元件10中,如图11中示意地表示,层叠有多个(图示例中为3片)压电薄膜12之后,接触所有的压电薄膜12的第1引出配线34而进行总括,由此能够将来自所有的压电薄膜12的第1电极层24的配线总括为1个。同样地,层叠有压电薄膜12之后,接触所有的压电薄膜12的第2引出配线36而进行总括,由此能够将来自所有的压电薄膜12的第2电极层26的配线总括为1个。
[0225]
因此,将任一个第1引出配线34及任一个第2引出配线36连接于电源,由此能够在构成层叠压电元件10的所有的压电薄膜12连接电源等外部装置。即,根据本发明,层叠有2个以上压电薄膜12的层叠压电元件10中,能够在所有的压电薄膜12简单地连接电源等外部装置。
[0226]
但是,在本发明的层叠压电元件10中,各压电薄膜12并列连接于电源。因此,能够均匀地进行所有的压电薄膜12的驱动,例如用作后述的激励器时,能够进行高效率的电声转换。
[0227]
本发明的层叠压电元件10中,从法线方向观察时,可以视为各压电薄膜12的第1引出配线34分开,也可以视为至少一部重复。即,本发明的层叠压电元件10中,各压电薄膜12的第1引出配线34可以在面方向上分开,也可以在面方向上重复至少一部分。
[0228]
层叠压电元件10的法线方向是指与层叠压电元件10的主表面正交的方向。层叠压电元件10的面方向是指层叠压电体10的主表面的面方向。并且,层叠压电元件10的主表面即是指压电薄膜12的层叠体的主表面。
[0229]
本发明的层叠压电元件10中,从法线方向观察时,优选视为各压电薄膜12的第1引
出配线34的一部分重复,更优选以面积率计,视为各压电薄膜12的第1引出配线34的30%以上重复,进一步优选视为各压电薄膜12的第1引出配线34的50%以上重复,尤其优选视为所有的压电薄膜12的第1引出配线34完全重复。
[0230]
换言之,本发明的层叠压电元件10优选具有各压电薄膜12的第1引出配线34在面方向上重复的部分,更优选具有各压电薄膜12的第1引出配线34的30%以上在面方向上重复的部分,进一步优选具有各压电薄膜12的第1引出配线34的50%以上在面方向上重复的部分,尤其优选各压电薄膜12的第1引出配线34在面方向上完全重复。
[0231]
关于这一点,第2引出配线36也相同。
[0232]
通过具有这些结构,只层叠有压电薄膜12,例如因自重所有的压电薄膜12的第1引出配线34彼此及第2引出配线36彼此接触。
[0233]
本发明的层叠压电元件10中,也可以粘结所接触的第1引出配线34彼此及所接触的第2引出配线36彼此。
[0234]
粘结方法并无限制,能够利用各种能够维持各引出配线彼此的导电性的粘结方法。
[0235]
作为一例,可例示使用金属浆料的方法、使用导电性粘结剂的方法及使用粘结带的方法等。
[0236]
作为金属浆料,可例示将银、铜及金等金属粒子分散于由环氧树脂、聚酰亚胺等热固性树脂构成的粘合剂而成的金属浆料、将相同的金属粒子分散于由丙烯酸树脂等在室温左右下固化的树脂构成的粘合剂而成的金属浆料以及通过络合物金属由金属单体热固化的金属浆料等。
[0237]
如图1所示,作为优选的方式,图示例的层叠压电元件10具有如下结构:层叠多层压电薄膜12,用贴附层14贴附相邻的压电薄膜12。在图示例中,具有如下结构:层叠3层压电薄膜12,用贴附层14贴附相邻的压电薄膜12。
[0238]
在本发明中,若能够贴附相邻的压电薄膜12,则能够利用各种公知的贴附层14。
[0239]
因此,贴附层14可以为由贴合时具有流动性而之后变成固态的粘结剂构成的层,也可以为由贴合时为凝胶状(橡胶状)的柔软的固态而之后也保持凝胶状的状态的粘合剂构成的层,还可以为由具有粘结剂与粘合剂这两者的特征的材料构成的层。
[0240]
其中,关于本发明的层叠压电元件10,通过使所层叠的多片压电薄膜12伸缩,例如如后述使振动板56振动而发出声音。因此,本发明的层叠压电元件10优选直接传递各压电薄膜12的伸缩。若在压电薄膜12之间存在如松弛振动的具有粘性的物质,则会导致压电薄膜12的伸缩能量的传递效率变低而导致层叠压电元件10的驱动效率降低。
[0241]
若考虑到这一点,则相比由粘合剂构成的粘合剂层,贴附层14优选为由可获得固态且较硬的贴附层14的粘结剂构成的粘结剂层。作为更优选的贴附层14,具体而言,可优选地例示出由聚酯系粘结剂及苯乙烯
·
丁二烯橡胶(sbr)系粘结剂等热塑性类型的粘结剂构成的贴附层。
[0242]
粘结与粘合不同,在要求高粘结温度时有用。并且,热塑性类型的粘结剂兼备“相对低温、短时间及强粘结”,因此优选。
[0243]
在本发明的层叠压电元件10中,贴附层14的厚度并无限制,根据贴附层14的形成材料,可以适当设定能够显示出充分的贴附力(粘结力、粘合力)的厚度。
[0244]
其中,关于本发明的层叠压电元件10,贴附层14越薄越提高压电体层20的伸缩能量(振动能量)的传递效果,能够提高能量效率。并且,若贴附层14厚且刚性高,则有可能会限制压电薄膜12的伸缩。
[0245]
若考虑到这一点,则贴附层14优选比压电体层20薄。即,在本发明的层叠压电元件10中,贴附层14优选硬且薄。
[0246]
具体而言,关于贴附层14的厚度,贴附后的厚度优选0.1~100μm,更优选10~75μm,进一步优选25~50μm。
[0247]
另外,在本发明的层叠压电元件中,贴附层14为作为优选方式设置,并不是必要的构成要件。
[0248]
因此,本发明的层叠压电元件不具有贴附层14,可以使用公知的压接部件、紧固部件及固定部件等,层叠构成层叠压电元件的压电薄膜12并使其密接来构成层叠压电元件。
[0249]
然而,在该结构中,从电源施加驱动电压时,各个压电薄膜12独立而伸缩。该结果,在该结构中,导致作为层叠压电元件的驱动效率降低而作为层叠压电元件整体的伸缩变小,有可能导致无法充分地振动所抵接的振动板等。尤其,若各压电薄膜12向相反的方向弯曲而导致形成空隙,则作为层叠压电元件整体的伸缩变得非常小。
[0250]
若考虑到这一点,如图示例的层叠压电元件10,本发明的层叠压电元件优选具有贴附相邻的压电薄膜12彼此的贴附层14。
[0251]
作为一例,如图12中示意地表示,这些本发明的层叠压电元件10可以用作用于通过贴附层58粘结于振动板56而从振动板56发出声音的激励器。
[0252]
在使用本发明的层叠压电元件的电声转换器中,贴附层叠压电元件10与振动板56的贴附层58并无限制,能够利用公知的各种粘合剂及粘结剂。作为一例,例示出与上述的贴附层14相同的结构。
[0253]
在使用本发明的层叠压电元件的电声转换器中,振动板56也并无限制,能够利用各种物品。
[0254]
作为振动板56,作为一例,例示出树脂制的板及玻璃板等板材、看板等广告
·
通知介质、桌子、白板及投影用屏幕等办公室设备及家具、有机电致发光元件(oled(organic light emitting diode))显示器及液晶显示器等显示元件、控制台、a柱、顶篷及保险杆等汽车等车辆的部件以及住宅的墙壁等建材等。
[0255]
以上,对本发明的层叠压电元件进行了详细说明,但是本发明并不限定于上述例,在不脱离本发明的宗旨的范围内,当然可以进行各种改良和变更。
[0256]
产业上的可利用性
[0257]
作为与各种部件抵接而使其发出声音的激励器等能够优选地利用。
[0258]
符号说明
[0259]
10-层叠压电元件,12-压电薄膜,12a-层叠体,14、58-贴附层,16-第1层叠片,16a-第1突出部,18-第2层叠片,18a-第2突出部,24-第1电极层,26-第2电极层,28-第1保护层,30-第2保护层,34-第1引出配线,36-第2引出配线,40-高分子基质,42-压电体粒子,46-绝缘片,50-导电性贴附层,52-导电层,56-振动板。
再多了解一些

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