CN117044238A

CN117044238A - 压电薄膜

Info

Publication number: CN117044238A
Application number: CN202280023915.7A
Authority: CN
Inventors: 成林美里
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2023-11-10
Also published as: KR20230147697A; US20240023451A1; WO2022209854A1; JPWO2022209854A1; TW202240945A

Abstract

本发明提供一种即使重复弯曲拉伸也可以抑制声压降低的耐久性高的压电薄膜。所述压电薄膜，其具有由在包含高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体组成的压电体层及形成于压电体层的两面的电极层，在压电体层的至少一个表面具有多个深度1μm以上的凹部，凹部的数密度为100～1000个/mm²，表面的峰度Rku为2.9～25。

Description

压电薄膜

技术领域

本发明涉及一种压电薄膜。

背景技术

随着液晶显示器或有机电致发光(EL)显示器等显示器的薄型化，也对这些薄型显示器中所使用的扬声器要求轻量化·薄型化。此外，在具有挠性的柔性显示器中，为了在不损害轻量性和挠性的状态下将柔性显示器一体化，还要求具有挠性。作为这种轻量·薄型并具有挠性的扬声器，可考虑采用具有响应施加电压而伸缩的性质的片状压电薄膜。

并且，还考虑到通过在具有挠性的振动板上粘贴具有挠性的激发器来设为具有挠性的扬声器。激发器是指，通过与各种物品接触的状态安装而使物品振动以发出声音的激子。

作为具有这种挠性的片状的压电薄膜或者激发器，提出使用在基质中包含压电体粒子的复合压电体。

例如，在专利文献1中记载有压电薄膜，其具有在常温下由具有粘弹性的高分子材料组成的粘弹性基质中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体、形成于高分子复合压电体的两面的薄膜电极及形成于薄膜电极的表面的保护层。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-014063号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在此，根据本发明人的研究，可知若反复压电薄膜的弯曲拉伸，则存在导致声压降低的耐久性的问题，其中，所述压电薄膜具有在由高分子材料组成的基质中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体及形成于高分子复合压电体的两面的电极层。

本发明的课题在于解决这种以往技术的问题，并提供一种即使重复弯曲拉伸也可以抑制声压降低的耐久性高的压电薄膜。

用于解决技术课题的手段

为了解决这些问题，本发明具有以下结构。

[1]一种压电薄膜，其具有：压电体层，由在包含高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及电极层，形成于压电体层的两面，

在压电体层的至少一个表面具有多个深度1μm以上的凹部，

凹部的数密度为100～1000个/mm²，

表面的峰度Rku为2.9～25。

[2]根据[1]所述的压电薄膜，其中，

压电体粒子的平均粒径为0.5μm～5μm。

[3]根据[1]或[2]所述的压电薄膜，其中，

压电体层的表面的表面粗糙度Ra为10nm～200nm。

[4]根据[1]至[3]中任一项所述的压电薄膜，其中，

压电体层包括压电体层本体及中间层。

发明效果

根据这种本发明，能够提供一种即使重复弯曲拉伸也可以抑制声压降低的耐久性高的压电薄膜。

附图说明

图1是概念性地表示本发明的压电薄膜的例的图。

图2是概念性地表示压电体层的表面形状的局部放大图。

图3是用于说明峰度Rku的概念图。

图4是用于说明峰度Rku的概念图。

图5是用于说明弯曲压电薄膜时的应力的状态的图。

图6是概念性地表示以往压电体层的表面形状的局部放大图。

图7是概念性地表示Rku大时的压电体层的表面形状的局部放大图。

图8是概念性地表示Rku小时的压电体层的表面形状的局部放大图。

图9是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。

图10是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。

图11是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。

图12是用于说明压电薄膜的制作方法的一例的概念图。

图13是概念性地表示具有本发明的压电薄膜的压电元件的一例的图。

图14是概念性地表示具有本发明的压电薄膜的压电元件的另一例的图。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的压电薄膜进行详细说明。

以下所记载的构成要件的说明是根据本发明的代表性实施方式而完成的，但本发明并不限定于这种实施方式。

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。

[压电薄膜]

本发明的压电薄膜具有：

压电体层，由在包含高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及电极层，形成于压电体层的两面，

在压电体层的至少一个表面具有多个深度1μm以上的凹部，

凹部的数密度为100～1000个/mm²，

表面的峰度Rku为2.9～25。

图1中概念性地表示本发明的压电薄膜的一例。

如图1所示，压电薄膜10具有：压电体层20，具有压电性的片状物；第1电极层24，层叠于压电体层20中的其中一个表面；第1保护层28，层叠于第1电极层24上；第2电极层26，层叠于压电体层20的另一个表面；及第2保护层30，层叠于第2电极层26上。

压电体层20是由在含有高分子材料的基质34中含有压电体粒子36的高分子复合压电体构成的层。并且，第1电极层24及第2电极层26为本发明中的电极层。

如后所述，作为优选的方式，压电薄膜10(压电体层20)在厚度方向上被极化。

作为一例，在扬声器、麦克风及吉他等乐器中所使用的拾音器等各种声波器件(音频设备)中，这种压电薄膜10用于根据电信号的振动产生(再生)声音，或将声音产生的振动转换为电信号。

并且，除此以外，压电薄膜也能够用于压敏传感器及发电元件等中。

或者，压电薄膜也能够作为通过与各种物品接触的状态安装而使物品振动以发出声音的激子(激发器)来利用。

在压电薄膜10中，第2电极层26与第1电极层24形成电极对。即，压电薄膜10具有如下结构：以电极对即第1电极层24及第2电极层26夹持压电体层20的两面，并且由第1保护层28及第2保护层30夹持该层叠体而成。

如此，在压电薄膜10中，由第1电极层24及第2电极层26夹持的区域根据所施加的电压而伸缩。

另外，第1电极层24及第1保护层28以及第2电极层26及第2保护层30根据压电体层20的极化方向而标注名称。因此，第1电极层24与第2电极层26以及第1保护层28与第2保护层30具有基本上相同的结构。

并且，压电薄膜10可以具有除了这些层以外还覆盖例如侧面等的压电体层20露出的区域以防止短路等的绝缘层等。

关于这种压电薄膜10，若对第1电极层24及第2电极层26施加电压，则根据所施加的电压而压电体粒子36向极化方向伸缩。其结果，压电薄膜10(压电体层20)向厚度方向收缩。同时，由于帕松比的关系，压电薄膜10也沿面内方向伸缩。该伸缩为0.01～0.1％左右。另外，在面内方向上，沿所有方向各向同性地伸缩。

压电体层20的厚度优选为10～300μm左右。因此，厚度方向的伸缩最大也就0.3μm左右而非常小。

与此相对，压电薄膜10即压电体层20在面方向上具有明显大于厚度的尺寸。因此，例如，若压电薄膜10的长度为20cm，则通过施加电压，压电薄膜10最大伸缩0.2mm左右

并且，若对压电薄膜10施加压力，则通过压电体粒子36的作用而产生电力。

通过利用这一点，如上所述，压电薄膜10能够用于扬声器、麦克风及压敏传感器等各种用途中。

在此，本发明中，压电薄膜10在压电体层20中的至少一个表面、即压电体层20与电极层的接触面具有多个深度1μm以上的凹部，该凹部的数密度为100～1000个/mm²，并且该表面的峰度Rku为2.9～25。

图2是从压电薄膜10省略第2保护层30及第2电极层26的图示的图。如图2所示，压电体层20的表面以既定的数密度具有微细的凹部21，因凹凸而引起的粗糙度曲线中的峰度Rku为-2.9～25。

峰度Rku表示通过均方根高度(Zq)的四次方进行无因次的基准长度中的Z(x)的四次方平均。峰度Rku表示表面的尖度，在“Rku＝3”的情况下，呈正态分布。如图3所示，“Rku＞3”表示在表面有很多尖锐的凹凸，如图4所示，“Rku＜3”表示在表面尖锐的凹凸少且表面平坦。

如上所述，可知若反复压电薄膜的弯曲拉伸，则存在导致声压降低的耐久性的问题，其中，所述压电薄膜具有在由高分子材料组成的基质中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体及形成于高分子复合压电体的两面的电极层。

根据本发明人的研究，如图5所示，在弯曲压电薄膜时，对从厚度方向的中央成为弯曲的内侧的区域施加压缩应力，对从中央成为外侧的区域施加拉伸应力。可知压电体层因该压缩应力和拉伸应力而受到破坏，导致声压降低。

具体而言，关于压缩应力，如图6所示的先前压电薄膜，在压电体层的表面平坦的情况下，若对压电体层的表面附近的区域施加压缩应力，则压电体粒子彼此接触而导致压电体粒子的结晶破坏，可能无法获得适当的压电特性。认为因此而声压降低。

与此相对，如图2所示的本发明的压电薄膜，通过在压电体层的表面具有凹部，即使对压电体层的表面附近的区域施加压缩应力，也具有多个深度1μm以上的凹部，从而能够吸收压缩应力，能够防止压电体层破坏，获得适当的压电特性。因此，能够抑制声压的降低。

并且，关于拉伸应力，即使在压电体层的表面具有凹部的情况下，如图7所示，若凹部尖锐，即峰度Rku过大，则对压电体层的表面附近的区域施加拉伸应力时，在凹部的前端部分产生应力集中，导致压电体层破坏。因此，认为无法获得适当的压电特性，并且声压降低。

与此相对，如图8所示，若凹部为圆形，即峰度Rku小，则即使对压电体层的表面附近的区域施加拉伸应力时，也可以抑制在凹部的前端部分产生应力集中，并且能够防止压电体层破坏。因此，获得适当的压电特性，并且能够抑制声压的降低。另一方面，若峰度Rku过小，则压电体层的填充率降低，因此无法获得充分的压电特性，导致声压降低。

从以上的观点考虑，本发明的压电薄膜在压电体层20中的至少一个表面具有多个深度1μm以上的凹部，该凹部的数密度为100～1000个/mm²，并且该表面的峰度Rku为2.9～25。通过本发明的压电薄膜在压电体层的表面具有大量的凹部，能够吸收弯曲压电薄膜时的压缩应力，并且，将该表面的峰度Rku设为2.9以上，从而能够抑制受到拉伸应力时的应力集中。因此，能够制成能够防止因压电薄膜的弯曲拉伸的重复而引起的压电体层的破坏并且防止声压的降低耐久性高的压电薄膜。并且，通过将峰度Rku设为25以下，确保压电体层的填充率，获得充分的压电特性，从而能够制成声压高(转换效率高)的压电薄膜。

从能够更提高耐久性并且获得高的声压的观点考虑，峰度Rku优选为3～22，更优选为4～20，进一步优选为4.5～10。

关于峰度Rku，使压电体层的与电极层接触的表面表露出，测定压电体层的表面粗糙度的轮廓数据，按照JISB0601：2013来求出。

具体而言，例如首先在15～25℃下对保护层滴加5mol/L的NaOH水溶液来溶解。此时，电极层的一部分可以溶解，但静放于压电体层直至不接触NaOH水溶液的时间。静放的NaOH水溶液用纯水清洗，用0.01mol/L～0.1mol/L的氯化铁水溶液溶解露出的电极层。氯化铁水溶液的溶解不超过露出压电体层后5分钟。暴露的压电体层进行纯水清洗，在30℃以下下进行干燥。

接着，通过Bruker Corporation制，非接触三维表面形状粗糙度计，以白色LED光源(绿色过滤器)，物镜10倍，内部透镜0.55倍，CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)：1280×960pixel，VSI/VXI，观察视场825.7μm×619.3μm，剖面采样0.645μm，测定压电体层的表面粗糙度的轮廓后，以0设为平均，进行圆筒、倾斜校正后，用高斯过程回归进行拟合，求出面粗糙度，计算Rku。在10个观察视场中分别测定Rku，求出平均值。

在此，就在施加压缩应力时吸收压缩应力的观点而言，凹部的数密度优选为大。另一方面，若凹部的数密度过大，则压电体层的填充率变低，存在无法获得充分的声压的虞。从以上的观点考虑，深度1μm以上的凹部的数密度优选为150～800个/mm²，更优选为200～600个/mm²，进一步优选为300～400个/mm²。

关于凹部的数密度，与上述的峰度Rku的测定同样地溶解保护层及电极层，通过非接触三维表面形状粗糙度计测定表露出的压电体层的表面，进行倾斜校正后，用高斯过程回归进行拟合，从求出的面粗糙度计算。

并且，从能够更提高耐久性的观点考虑，压电体层的至少一个表面粗糙度Ra优选为10nm～200nm，更优选为30nm～240nm，进一步优选为65nm～230nm。

关于表面粗糙度Ra，与上述的峰度Rku的测定同样地溶解保护层及电极层，通过非接触三维表面形状粗糙度计测定表露出的压电体层的表面，进行倾斜校正后，用高斯过程回归进行拟合，求出面粗糙度，计算Ra。在10个观察视场中分别测定Ra，求出平均值。

在此，在图1所示的例中，压电体层可以由在含有高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体的单层组成，但并不限定于此，压电体层也可以为包括压电体层本体及中间层的结构。

压电体层本体为由在含有高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成的层。

中间层为除了由高分子复合压电体构成的层以外的层，例如可例示粘接压电体层本体和电极层的粘接层、包括与压电体层本体的平均粒径不同的压电体粒子的层等。作为粘接层，例如，能够使用与压电体层的基质相同的材料或者类似的材料。或者，作为粘接层，也可以使用能够用作后述的基质的材料。包括与压电体层本体的平均粒径不同的压电体粒子的层，例如，作为平均粒径比压电体层本体小的压电体粒子的层，形成于作为中间层的压电体层本体上，从而填埋压电体层本体的表面的凹凸，能够更提高压电体粒子的填充度。

在具有中间层的情况下，例如，压电薄膜具有依次层叠了第1保护层、第1电极层、压电体层本体、中间层、第2电极层及第2保护层的结构。

在设置中间层的情况下，中间层的表面以100～1000个/mm²具有深度1μm以上的凹部，峰度Rku为-2.9～25即可。

＜压电体层(压电体层本体)＞

压电体层为由在包含高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成的层，并且为显示通过施加电压而伸缩的压电效果的层。

在压电薄膜10中，作为优选方式，压电体层20为由高分子复合压电体构成的层，该高分子复合压电体为将压电体粒子36分散于由在常温下具有粘弹性的高分子材料组成的基质34中而成。另外，在本说明书中，“常温”是指0～50℃左右的温度范围。

本发明的压电薄膜10优选地使用于柔性显示器用扬声器等、具有柔性的扬声器等。其中，使用于具有柔性的扬声器的高分子复合压电体(压电体层20)优选为具备以下要件的压电体。因此，作为具备以下要件的材料，优选使用在常温下具有粘弹性的高分子材料。

(i)挠性

例如，以作为便携式如报纸或杂志之类的文件感觉缓慢弯曲的状态进行把持的情况下，从外部不断受到数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坚硬，则存在产生其相对程度的较大的弯曲应力而在高分子基质与压电体粒子的界面产生龟裂，最终导致破坏的顾虑。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向外部扩散，则能够缓和应力。因此，要求高分子复合压电体的损耗角正切适度大。

(ii)音质

扬声器以20Hz～20kHz的音频频带的频率振动压电体粒子，并通过其振动能量使高分子复合压电体(压电薄膜)整体一体地振动以再生声音。因此，为了提高振动能的传递效率，要求高分子复合压电体具有适当的硬度。并且，若扬声器的频率特性平滑，则随着曲率的变化而最低共振频率变化时的音质的变化量也减小。因此，要求高分子复合压电体的损耗角正切适当大。

综上所述，要求高分子复合压电体对于20Hz～20kHz的振动表现坚硬，而对于数Hz以下的振动表现柔软。并且，要求相对于20kHz以下的所有频率的振动，高分子复合压电体的损耗角正切适当大。

通常，高分子固体具有粘弹性缓和机构，伴随温度上升或频率下降，观察到大规模的分子运动作为储存弹性模量(杨氏模量)的下降(缓和)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(Micro Brownian)运动引起的缓和被称作主分散，可观察到非常大的缓和现象。该主分散产生的温度为玻璃化转变点(Tg)，粘弹性缓和机构最明显的显现。

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，实现对于20Hz～20kHz的振动较硬地动作，对于数Hz以下的慢振动较软地动作的高分子复合压电体。尤其，在适当地表达该显现等方面，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。

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，使用在常温即0～50℃下，基于动态粘弹性试验而得的频率1Hz中的损耗角正切Tanδ的极大值为0.5以上的高分子材料。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缓和，能够期待高挠性。

并且，在常温下具有粘弹性的高分子材料优选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100MPa以上，在50℃下为10MPa以下。由此，能够减小高分子复合压电体通过外力而被缓慢弯曲时产生的弯曲力矩的同时，能够对于20Hz～20kHz的音响振动表现坚硬。

并且，在常温下具有粘弹性的高分子材料中，若在25℃下相对介电常数为10以上，则更优选。由此，对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需要更高的电场，因此能够期待较大的变形量。然而，另一方面，若考虑确保良好的耐湿性等，则高分子材料也优选相对介电常数在25℃下为10个以下。

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，作为这种高分子材料，也可以适当地使用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。另外，这些高分子材料可以仅使用1种，也可以并用(混合)使用多种。

使用这些在常温下具有粘弹性的高分子材料的基质34根据需要可以并用多种高分子材料。即，以调节介电特性或机械特性等为目的，向基质34加入氰乙基化PVA等粘弹性材料，根据需要也可以添加其他介电性高分子材料。

作为一例，作为能够添加的介电性高分子材料，例示出聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物及聚偏氟乙烯-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、氰乙基羟基普鲁兰多糖、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、氰乙基普鲁兰多糖、氰乙基聚羟基亚甲基、氰乙基缩水甘油普鲁兰多糖、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橡胶等合成橡胶等。其中，可优选地利用具有氰乙基的高分子材料。

并且，在压电体层20的基质34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聚合物并不限定于1种，也可以添加多种。

并且，以调节玻璃化转变点Tg为目的，除了介电性聚合物以外，也可以向基质34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、尿素树脂、三聚氰胺树脂、醇酸树脂及云母等热固性树脂。进而，以提高粘结性为目的，也可以添加松香酯、松香、萜烯类、萜烯酚及石油树脂等增粘剂。

在压电体层20的基质34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，但是优选以在基质34中所占比例计为30质量％以下。由此，在不损害基质34中的粘弹性缓和机构便能够表达所添加的高分子材料的特性，因此在高介电率化、耐热性的提高、与压电体粒子36及电极层的密合性提高等方面能够获得优选的结果。

压电体层20为在这种基质34中包含压电体粒子36的高分子复合压电体。

压电体粒子36为由具有钙钛矿型或纤锌矿型的晶体结构的陶瓷粒子组成的粒子。作为构成压电体粒子36的陶瓷粒子，例如可例示钛酸锆酸铅(PZT)、钛酸锆酸铅镧(PLZT)、钛酸钡(BaTiO₃)、氧化锌(ZnO)及钛酸钡与铁酸铋(BiFe₃)的固溶体(BFBT)等。这些压电体粒子36可以仅使用1种，也可以并用(混合)多种。

这种压电体粒子36的粒径没有限制，根据压电薄膜10的尺寸及压电薄膜10的用途等适当进行选择即可。压电体粒子36的粒径优选为0.5～5μm。通过将压电体粒子36的粒径设在该范围内，在压电薄膜10能够兼具高压电特性和柔性等方面能够获得优选的结果。

在此，在图1所示的例中，压电体粒子36图示为球状，但压电体粒子36并不限定于完全的球体，具有各种形状。例如，如图3所示，为具有角的形状。关于压电体粒子36的形状，在压电体层的厚度方向的剖面中所观察的压电体粒子的圆度优选为0.65～0.92。圆度由4π×(面积)÷(周长)²表示，表示形状的复杂程度。在正圆的情况下为1，形状越复杂，数值越小。

另外，在图1中，压电体层20中的压电体粒子36均匀且具有有序性地分散于基质34中，但是本发明并不限制于此。即，压电体层20中的压电体粒子36优选均匀地被分散，但也可以不规则地分散于基质34中。

在压电薄膜10中，压电体层20中的基质34与压电体粒子36的量比并无限制，只要根据压电薄膜10的面方向上的大小及厚度、压电薄膜10的用途以及对压电薄膜10所要求的特性等而适当地设定即可。压电体层20中的压电体粒子36的体积分率优选为30～80％，更优选为50％以上，因此，进一步优选设为50～80％。通过将基质34与压电体粒子36的量比设在上述范围内，在能够兼顾高压电特性和柔性等方面能够获得优选的结果。

在以上的压电薄膜10中，作为优选方式，压电体层20为将压电体粒子分散于粘弹性基质中而成的高分子复合压电体层，该粘弹性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，作为压电体层，能够利用公知的压电元件中所使用的包含高分子材料的基质中分散压电体粒子而成的高分子复合压电体。

压电体层20的厚度并无特别限定，只要根据压电薄膜10的用途及对压电薄膜10所要求的特性等而适当地设定即可。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10以相同量伸缩而所需的电压(电位差)变大。压电体层20的厚度优选为10～300μm，更优选为20～200μm，进一步优选为30～150μm。通过将压电体层20的厚度设在上述范围内，在兼顾刚性的确保和适当的柔软性等方面能够获得优选的结果。

＜保护层＞

在压电薄膜10中，第1保护层28及第2保护层30涂覆第2电极层26及第1电极层24的同时，起到对压电体层20赋予适当的刚性和机械强度的作用。即，在压电薄膜10中，由基质34和压电体粒子36组成的压电体层20对于缓慢弯曲变形显示出非常优异的挠性，但有时根据用途而刚性或机械强度不足。压电薄膜10中设置第1保护层28及第2保护层30以弥补该情况。

第1保护层28及第2保护层30并无限制，能够利用各种片状物，作为一例，优选地例示出各种树脂薄膜。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)、聚苯硫醚(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)及环状烯烃类树脂等组成的树脂薄膜被优选地利用。

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的厚度基本上相同，但是也可以不同。其中，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，除了要求机械强度或作为片状物的良好的操作性的情况以外，第1保护层28及第2保护层30越薄越有利。

在压电薄膜10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。

例如，在压电体层20的厚度为50μm且第1保护层28及第2保护层30由PET组成的情况下，第1保护层28及第2保护层30的厚度优选为100μm以下，更优选为50μm以下，进一步优选为25μm以下。

＜电极层＞

在压电薄膜10中，在压电体层20与第1保护层28之间形成第1电极层24，在压电体层20与第2保护层30之间形成第2电极层26。为了对压电体层20(压电薄膜10)施加电压而设置第1电极层24及第2电极层26。

在本发明中，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、铬及钼等的金属、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，铜、铝、金、银、铂及氧化铟锡作为第1电极层24及第2电极层26的材料而优选地例示。

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，能够利用各种真空蒸镀、离子辅助蒸镀及溅射等气相沉积法(真空成膜法)、基于电镀形成的膜、或者粘贴由上述材料所形成的箔的方法等公知的方法。

其中，根据能够确保压电薄膜10的挠性等理由，作为第1电极层24及第2电极层26，尤其可优选地利用通过真空蒸镀所成膜的铜及铝等薄膜。其中，尤其适合使用基于真空蒸镀的铜薄膜。

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的厚度基本上相同，但是也可以不同。

其中，与前述的第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，从挠性及压电特性的观点考虑，第1电极层24及第2电极层26越薄越有利。即，第1电极层24及第2电极层26优选为薄膜电极。

第1电极层24及第2电极层26的厚度比保护层薄，优选为0.05μm～10μm，更优选为0.05μm～5μm，进一步优选为0.08μm～3μm，尤其优选为0.1μm～2μm。

其中，在压电薄膜10中，若第1电极层24及第2电极层26的厚度与杨氏模量之积低于第1保护层28及第2保护层30的厚度与杨氏模量之积，则不会严重损害挠性，因此优选。

例如，第1保护层28及第2保护层30由PET(杨氏模量：约6.2GPa)组成、第1电极层24及第2电极层26由铜(杨氏模量：约130GPa)组成的组合的情况下，若设为第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的厚度优选为1.2μm以下，更优选为0.3μm以下，其中优选设为0.1μm以下。

如上所述，压电薄膜10优选具有如下结构：通过第1电极层24及第2电极层26夹持在包含在常温下具有粘弹性的高分子材料的基质34中分散压电体粒子36而成的压电体层20，进而由第1保护层28及第2保护层30夹持该层叠体而成。

这种压电薄膜10优选在常温下具有基于动态粘弹性测定而得的频率1Hz中的损耗角正切(Tanδ)的极大值，更优选在常温下具有成为0.1以上的极大值。由此，即使压电薄膜10从外部受到数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。

压电薄膜10优选基于动态粘弹性测定而得的频率在1Hz的储存弹性模量(E’)在0℃下为10～30GPa，在50℃下为1～10GPa。另外，关于该条件，压电体层20也相同。由此，压电薄膜10能够在储存弹性模量(E’)下具有较大的频率分散。即，能够对于20Hz～20kHz的振动较硬地动作，对于数Hz以下的振动较柔软地显现。

并且，压电薄膜10优选厚度与基于动态粘弹性测定而得的频率在1Hz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。另外，关于该条件，压电体层20也相同。由此，压电薄膜10在不损害挠性及声学特性的范围内能够具备适当的刚性和机械强度。

进而，压电薄膜10优选根据动态粘弹性测定所获得的主曲线中，在25℃下频率在1kHz的损耗角正切(Tanδ)为0.05以上。另外，关于该条件，压电体层20也相同。由此，使用了压电薄膜10的扬声器的频率特性变得平滑，也可以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。

另外，在本发明中，压电薄膜10及压电体层20等的储存弹性模量(杨氏模量)及损耗角正切通过公知的方法进行测定即可。作为一例，使用Seiko Instruments Inc.制(SIINano Technology Co.,Ltd.制)的动态粘弹性测定装置DMS6100进行测定即可。

作为测定条件，作为一例，分别例示出如下：测定频率为0.1Hz～20Hz(0.1Hz、0.2Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz、5Hz、10Hz及20Hz)、测定温度为-50～150℃、升温速度为2℃/分钟(氮气氛中)、样品尺寸为40mm×10mm(包括夹板区域)、夹头间距为20mm。

以下，参考图9～图12，对压电薄膜10的制造方法的一例进行说明。

首先，如图9所示，准备在第1保护层28上形成有第1电极层24的片状物10a。该片状物10a可以通过真空蒸镀、溅射及电镀等，在第1保护层28的表面上形成铜薄膜等作为第1电极层24来进行制作。

在第1保护层28非常薄且操作性差时等，根据需要可以使用附隔板(伪支撑体)的第1保护层28。另外，作为隔板，能够使用厚度25μm～100μm的PET等。在热压接第2电极层26及第2保护层30后且在第1保护层28层叠任何部件前，去除隔板即可。

另一方面，在有机溶剂中溶解成为基质的材料的高分子材料，进而添加PZT粒子等压电体粒子36，并进行搅拌以制备分散而成的涂料。

作为除了上述物质以外的有机溶剂没有限制，能够利用各种有机溶剂。

准备片状物10a且制备了涂料后，将该涂料铸造(casting)(涂布)于片状物10a上，蒸发并干燥有机溶剂。由此，如图10所示，制作在第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10b。

该涂料的铸造方法并无限制，能够利用所有的斜板式涂布机(slide coater)及刮刀(doctor knife)等公知的方法(涂布装置)。

如上所述，在压电薄膜10中，除了氰乙基化PVA等粘弹性材料以外，也可以向基质34中添加介电性高分子材料。

在向基质34中添加这些高分子材料时，只要可以溶解要添加于上述涂料中的高分子材料即可。

接着，对所形成的层叠体10b的压电体层20实施压延处理，使压电体层20的表面形状成为所期望的形状。

具体而言，如图11所示，在压电体层20的表面载置压延处理用薄膜80，用辊从压延处理用薄膜80上边按压，将压延处理用薄膜80的表面的凹凸形状转印于压电体层20的表面。即，压延处理用薄膜80使用以100～1000个/mm²的数密度具有高度1μm以上的凸部，转印后的压电体层20的表面的峰度Rku为2.9～25者即可。

通过该压延处理，形成在表面具有多个深度1μm以上的凹部，凹部的数密度为100～1000个/mm²，峰度Rku为2.9～25的压电体层20的表面。

作为压延处理用薄膜80，能够使用PET薄膜、聚丙烯、聚氯乙烯等树脂薄膜、铜箔、铝箔等金属箔等。并且，作为使压延处理用薄膜80的表面形状设为所期望的形状的方法，能够使用压延处理用薄膜本身的前压延处理、基于研磨纸的加工等。

并且，形成层叠体10b后，压延处理后优选为进行压电体层20的极化处理(polling)。

压电体层20的极化处理的方法没有限制，能够利用公知的方法。

以此方式进行层叠体10b的压电体层20的极化处理，另一方面，准备在第2保护层30上形成了第2电极层26的片状物10c。该片状物10c可以通过真空蒸镀、溅射及电镀等在第2保护层30的表面形成铜薄膜等作为第2电极层26来制作。

接着，如图12所示，使第2电极层26朝向压电体层20，将片状物10c层叠于结束了压电体层20的极化处理的层叠体10b上。

进而，使第2保护层30及第1保护层28夹持该层叠体10b与片状物10c的层叠体，并通过热压机装置或加热辊对等热压接，来制作压电薄膜10。并且，在热压接后也可以裁切成所期望的形状。

另外，即使不是片状，也能够一边使用网状即片材以长的状态卷绕而成的形式来输送，一边进行至此为止的工序。层叠体10b和片状物10c均能够以网状如上述那样进行热压接。在该情况下，压电薄膜10在该时点制作成网状。

此外，在使层叠体10b与片状物10c贴合时，也可以设置粘接层。例如，可以在片状物10c的第2电极层26的面设置粘接层。最优选的粘接层为与基质34相同的材料。可以将相同的原材料涂布于压电体层20上，也能够涂布于第2电极层26的面上并使其贴合。

即使在设置粘接层的情况下，粘接层的表面也成为具有上述的层叠体10b的压电体层(压电体层本体)20的表面性状的粗糙度，因此在具有粘接层的情况下，粘接层的表面的凹部的数密度、峰度Rku在上述范围内。

另外，作为将压电体层的表面的凹部的数密度、峰度Rku调整在上述范围内的方法，并不限定于上述，能够使用在压延处理时未使用压延处理用薄膜而直接使辊与压电体层接触而转印辊的的表面形状的方法、在涂布涂料时形成图案的方法、调整成为压电体层的涂膜的干燥条件的方法、调整压电体层的厚度的方法、调整成为压电体层的涂料的粘度、浓度的方法等。也可以组合多个这种方法来调整凹部的数密度及峰度Rku。

作为在涂布涂料时形成图案的方法，可举出在滑动式涂布机上附带凹凸且在干燥前的涂布液(涂膜)上附带凹凸的方法、在滑动式涂布机输送后立即转印凹凸形状的方法、用具有凹凸形状的治具进行抓取的方法等。

并且，通过因成为压电体层的涂膜中的厚度方向的温度差而引起的对流，能够调整凹部的数密度及峰度Rku。具体而言，在干燥涂膜时，对涂膜的表面吹风及/或将片状物10a载置于热板上，沿成为压电体层20的涂膜的厚度方向设置温度差，从而产生涂膜内部的涂料移动到表面侧的对流，形成的压电体层的表面的粗糙度发生变化。

并且，此时，通过适当调整成为压电体层的涂膜的厚度、粘度等，能够调整形成于成为压电体层的涂膜的表面的凹凸并且调整凹部的数密度及峰度Rku。

另外，在上述的制作方法中，将其中一个电极层(片状物)与压电体层进行热压接，但并无限定于此，也可以在制伪支撑体上制作压电体层后，分别在压电体层的两面热压接片状物来制作压电薄膜。在该情况下，在压电体层的两面，表面的凹部的数密度及峰度Rku优选在上述的范围内。

其中，由PVDF(PolyVinylidene DiFluoride：聚偏氟乙烯)等高分子材料组成的通常的压电薄膜在压电特性中具有面内各向异性，施加了电压时的面方向的伸缩量有各向异性。

与此相对，本发明的压电薄膜所具有的由在包含高分子材料的基质中包含压电体粒子的高分子复合压电体组成的压电体层在压电特性中不具有面内各向异性，在面内方向的所有方向上各向同性地伸缩。根据在二维上各向同性地伸缩的这种压电薄膜10，与仅向一个方向大幅度伸缩的PVDF等通常的压电薄膜相比，能够以较大力振动，并能够发出更大且优美的声音。

并且，例如，也能够通过将本发明的压电薄膜粘贴至具有挠性的有机电激发光显示器及具有挠性的液晶显示器等具有挠性的显示器件，从而能够用作显示器件的扬声器。

并且，例如，在将压电薄膜10使用于扬声器的情况下，也可以用作通过薄膜状的压电薄膜10本身的振动而产生声音的扬声器。或者，压电薄膜10也可以用作粘贴于振动板并通过压电薄膜10的振动而使振动板振动而产生声音的激发器。

并且，本发明的压电薄膜10通过设为层叠了多张的层叠压电元件而作为使振动板等被震动体振动的压电振动元件也良好地发挥作用。

作为一例，如图13所示，可以设为将层叠有压电薄膜10的层叠压电元件50粘贴于振动板12，并且通过压电薄膜10的层叠体使振动板12振动而输出声音的扬声器。即，在该情况下，使压电薄膜10的层叠体作为通过使振动板12振动来输出声音的所谓的激发器而发挥作用。

通过在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50上施加驱动电压而各个压电薄膜10沿面方向伸缩，通过各压电薄膜10的伸缩而压电薄膜10的层叠体整体沿面方向伸缩。通过层叠压电元件50的面方向上的伸缩而被粘贴有层叠体的振动板12弯曲，其结果，振动板12沿厚度方向振动。通过该厚度方向的振动，振动板12发出声音。振动板12根据施加到压电薄膜10的驱动电压的大小而振动，并发出与施加到压电薄膜10的驱动电压对应的声音。因此，此时，压电薄膜10本身不输出声音。

即使每1张的压电薄膜10的刚性低且拉伸力小，但通过层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50的刚性变高，作为层叠体整体，拉伸力变大。其结果，关于层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50，即使振动板具有某种程度的刚性，也能够以较大的力使振动板12充分地弯曲，在厚度方向上使振动板12充分地振动，从而使振动板12发出声音。

在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50中，压电薄膜10的层叠张数并无限制，例如，只要根据所振动的振动板12的刚性适当地设定可获得充分的振动量的张数即可。另外，只要具有充分的拉伸力，则也能够将1张的压电薄膜10用作相同的激发器(压电振动元件)。

用层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50来振动的振动板12也并无限制，能够利用各种片状物(板状物、薄膜)。作为一例，例示出由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等组成的树脂薄膜、由发泡聚苯乙烯等组成的发泡塑料、硬纸板材料等纸材料、玻璃板及木材等。另外，只要能够充分弯曲，则作为振动板，可以使用有机电致发光显示器及液晶显示器等显示器件等各种设备(器件)。

关于层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50，优选用粘贴层19(粘贴剂)粘贴相邻的压电薄膜10彼此。并且，层叠压电元件50与振动板12也优选用粘贴层16粘贴。

粘贴层并无限制，能够利用各种能够粘贴成为对象的物质彼此的粘贴层。因此，粘贴层可以为由粘结剂组成的层，也可以为由粘接剂组成的层。优选使用在粘贴后可以获得固体且坚硬的粘贴层的由粘接剂组成的粘接层。关于以上的点，将后述的长形压电薄膜10折叠而成的层叠体也相同。

在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50中，所层叠的各压电薄膜10的极化方向并无限制。另外，本发明的压电薄膜10优选沿厚度方向极化。在此所述的压电薄膜10的极化方向是指厚度方向的极化方向。因此，在层叠压电元件50中，极化方向可以在所有的压电薄膜10中为相同方向，也可以存在极化方向不同的压电薄膜。

在层叠了压电薄膜10的层叠压电元件50中，优选在相邻的压电薄膜10彼此以极化方向彼此相反的方式层叠压电薄膜10。在压电薄膜10中，对压电体层20施加电压的极性设为与压电体层20的极化方向对应。因此，极化方向从第2电极层26朝向第1电极层24的情况下，从第1电极层24朝向第2电极层26的情况下，在所层叠的所有的压电薄膜10中，将第2电极层26的极性及第1电极层24的极性设为相同极性。因此，通过在相邻的压电薄膜10彼此间，将极化方向设为彼此相反，从而即使相邻的压电薄膜10的电极层彼此接触，也由于所接触的电极层的极性相同，因此不会导致短路(short)。

如图14所示，层叠有压电薄膜10的层叠压电元件也可以是通过折叠1次以上(优选为多次)压电薄膜10L，层叠多个压电薄膜10的结构。将压电薄膜10折叠而层叠的层叠压电元件56具有如下优点。

在层叠了多张切片状的压电薄膜10的层叠体中，每1张压电薄膜中，需要将第2电极层26及第1电极层24连接到驱动电源中。与此相对，在将长形压电薄膜10L折叠而层叠的结构中，能够仅由一张长形压电薄膜10L来构成层叠压电元件56。因此，在将长形压电薄膜10L折叠而层叠的结构中，仅需1个用于施加驱动电压的电源，进而仅需要1处从压电薄膜10L引出电极。进而，在将长形压电薄膜10L折叠而层叠的结构中，必然地，在相邻的压电薄膜彼此中，极化方向成为彼此反向。

另外，关于这种在由高分子复合压电体组成的压电层的两面层叠有设置了电极层及保护层的压电薄膜的层叠压电元件，记载于国际公开第2020/095812号及国际公开第2020/179353号等中。

以上，对本发明的压电薄膜进行了详细说明，但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，可以进行各种改进或变更，这是理所当然的。

实施例

以下，列举本发明的具体的实施例，对本发明进行更详细说明。另外，本发明并不限定于该实施例，只要不脱离本发明的宗旨，则能够适当地变更以下实施例中示出的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等。

[实施例1]

准备了在厚度为4μm的PET薄膜上，溅射厚度为100nm的铜薄膜而形成的片状物10a及10c。即，在本例中，第1电极层24及第2电极层26为厚度为100nm的铜薄膜，第1保护层28及第2保护层30成为厚度为4μm的PET薄膜。

将铜薄膜溅射于PET薄膜上时的气压设为0.4Pa，基材温度(PET薄膜的温度)设为120℃。

另外，在工艺过程中，为了获得良好的操作性，在PET薄膜上使用附有厚度为50μm的隔板(伪支撑体PET)的物质，在片状物10c的热压接之后，去除了各保护层的隔板。

首先，以下述的组成比，将氰乙基化PVA(CR-V Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)溶解于甲基乙基酮(MEK)。然后，向该溶液以下述的组成比添加PZT粒子，并且通过螺旋桨混合器(转速2000rpm)进行分散，从而制备了用于形成压电体层20的涂料。

·PZT粒子·············300质量份

·氰乙基化PVA···········15质量份

·MEK···············85质量份

另外，PZT粒子使用了在1000～1200℃下烧结市售的PZT原料粉后，以使其成为平均粒径5μm的方式进行压碎及分级处理的粒子。

使用滑动式涂布机在预先准备的片状物10a的第1电极层24(铜薄膜)上涂布了预先制备的用于形成压电体层20的涂料。另外，以干燥后的涂膜的膜厚成为20μm的方式涂布了涂料。

接着，将在片状物10a上涂布了涂料的物质载置于120℃的热板上，对涂膜进行了加热干燥。由此，使MEK蒸发，形成了层叠体10b。

接着，在所形成的压电体层20的表面载置压延处理用薄膜80，使用辊进行了压延处理。

另外，如下测定了压延处理用薄膜80的高度1μm的凸部的数密度及峰度Rku。

通过Bruker Corporation制的非接触三维表面形状的粗糙度计，以白色LED光源(绿色过滤器)，物镜10倍，内部透镜0.55倍，CCD：1280×960pixel，VSI/VXI，观察视场825.7μm×619.3μm，剖面采样0.645μm的条件下，测定压延处理用薄膜80的表面粗糙度的轮廓后，以0设为平均，进行圆筒、倾斜校正后，用高斯过程回归进行拟合，求出面粗糙度，计算了高度1μm的凸部的数密度及峰度Rku。分别在10个观察视场测定凸部的数密度及Rku求出了平均值。将测定结果示于表1中。

接着，在层叠体10b上，将第2电极层26(铜薄膜侧)侧朝向压电体层20而层叠片状物10c，在120℃下进行了热压接。

由此，制作了依次具有第1保护层28、第1电极层24、压电体层20、第2电极层26及第2保护层30的压电薄膜10。

在所制作的压电薄膜10的第2保护层30上滴加温度15～25℃、5mol/L的NaOH水溶液来溶解。此时，即使第2电极层26的一部分溶解，静放于压电体层20直至不接触NaOH水溶液的时间。在溶解第2保护层30后，用纯水进行了清洗。接着，用0.01mol/L的氯化铁水溶液溶解露出的第2电极层26。氯化铁水溶液的溶解不超过露出压电体层20后5分钟。将暴露的压电体层20进行纯水清洗，在30℃以下进行了干燥。

接着，通过Bruker Corporation制非接触三维表面形状粗糙度计，以白色LED光源(绿色过滤器)，物镜10倍，内部透镜0.55倍，CCD：1280×960pixel，VSI/VXI，观察视场825.7μm×619.3μm，剖面采样0.645μm的条件下，测定露出的压电体层20的表面后，以0设为平均，进行圆筒、倾斜校正，用高斯过程回归进行拟合，求出面粗糙度，计算了凹部的数密度、Rku及Ra。分别在10个观察视场测定凹部的数密度、Rku及Ra求出了平均值。将测定结果示于表1中。

如下测定了压电体层20中的压电体粒子36的粒径。

从压电薄膜中剪切样品，为了从剖面观察，沿厚度方向切削。例如在LeicaBiosystem公司制造的RM2265上安装Drukker公司制造的宽度为8mm的histo刀刃，并且速度设为控制器的刻度1、啮合量设为0.25～1μm来进行切削。

接着，使用剖面加工的样品，基于SEM(扫描电子显微镜(Scanning ElectronMicroscope))来观察剖面。作为SEM，例如，能够使用Hitachi High-TechnologiesCorporation制造的S4800。并且，样品可以进行导电处理。例如，样品通过铂蒸镀来进行导电处理，工作距离设为2.8mm即可。

观察时在SE(secondary-electron：二次电子)图像中，设定SE检测器时设定为上(U)、+BSE L.A.100。条件设为加速电压：2kV、探针电流：高，通过焦点调节和像散调节而产生最清晰的图像，在压电薄膜成为画面整体的状态下执行自动亮度调节(自动设定亮度：0、对比度：0)。

拍摄倍率设为第1电极层及第2电极层收容于1个画面，并且两个电极之间的宽度为画面的一半以上。并且，此时，2张电极层可以在图像下部成为水平来进行拍摄。

将通过以上方式获得的图像进行2值化。具体而言，首先使用图像解析软件WinROOF，将原始的摄像数据的浓度范围线性转换为0(暗)至255(亮)的灰度范围，并且进行对比度强调。接着，在不包含第1电极层及第2电极层的范围内，以矩形的形状选择压电体层以使选择面积成为最大，将浓度范围为110～255灰度的部分进行2值化。

压电体粒子的平均粒径使用通过上述方法进行了2值化的图像来求出各压电体粒子的当量圆直径，计算其平均值。对于平均粒径也进行剖面的N5视场测定，对于各测定视场求出平均粒径并设为压电薄膜中的压电体粒子的平均粒径。

将测定结果示于表1中。

[实施例2]

将分散于成为压电体层的涂料的PZT粒子的平均粒径设为5.75μm，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。通过与上述相同的方法测定了制作的压电薄膜的压电体层的Rku及Ra、以及压电体粒子的粒径。

[实施例3]

作为压延处理用薄膜80，使用了具有如下述的凸部的数密度及峰度Rku者，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。

该压延处理用薄膜80的凸部的数密度及峰度Rku如表1所示。

[比较例1～5]

作为压延处理用薄膜80，使用了分别不同的树脂薄膜，除此以外，以与实施例1相同的方式制作了压电薄膜。

各压延处理用薄膜80的凸部的数密度及峰度Rku如表1所示。

[评价]

首先，从制作的压电薄膜剪切φ150mm的圆形试验片。以覆盖内径138mm、深度9mm的塑料制的圆形的外壳的开口面的方式固定该试验片，将外壳内部的压力维持在1.02气压。由此，如隐形眼镜那样使压电薄膜弯曲成凸型制成压电扬声器。

通过功率放大器将1kHz的正玄波作为输入信号输入到制作的压电扬声器中，用置于距扬声器的中心50cm的距离的麦克风测定了声压(初期声压)。

接着，将制作的压电薄膜从张开角180°弯曲至90°，重复100次返回180°的动作后，与上述相同地将压电薄膜组装于压电扬声器，测定了声压(弯曲耐久试验后的声压)。

将结果示于表1中。

[表1]

由表1可知，与比较例相比，本发明的压电元件的对初期声压的耐久试验后的声压的差较小，对弯曲拉伸的耐久性较高。

比较例1中，认为凹部的数密度过大并且峰度Rku过小，因此压电体层的填充率变低，初期声压变低。

比较例2中，认为峰度Rku过大并且在凹部的前端部分产生应力集中而破坏压电体层，因此耐久试验后的声压降低。

比较例3中，认为峰度Rku过小，压电体层的填充率变低，初期声压变低。

比较例4中，认为凹部的数密度过小，因此在对压电体层施加压缩应力时，破坏压电体粒子，因此耐久试验后的声压降低。

比较例5中，认为凹部的数密度过大，因此压电体层的填充率变低，初期声压变低。

由实施例1与实施例2的对比可知，压电体粒子的粒径优选为0.5μm～5μm。

并且，由实施例1与实施例3的对比可知，压电体层的表面粗糙度Ra为10nm～200nm。

从以上结果可知，本发明的效果明显。

产业上的可利用性

关于本发明的压电薄膜，例如，能够优选地用作声波传感器、超声波传感器、压敏传感器、触觉传感器、应变传感器及振动传感器等各种传感器(尤其，适用于裂缝检测等基础结构点检或异物混入检测等制造现场检测中有用)、麦克风、拾音器、扬声器及激发器等声波器件(作为具体的用途，例示出杂讯消除器(使用于车、电车、飞机、机器人等)、人造声带、害虫/有害动物侵入防止用的蜂鸣器、家具、壁纸、照片、头盔、护目镜、头靠、标牌、机器人等)、适用于汽车、智能手机、智能手表、游戏机等而使用的触觉介面、超声波探头及水中受波器等超声波换能器、防止水滴附着、输送、搅拌、分散、研磨等而使用的致动器、容器、乘坐物、建筑物、滑雪板及球拍等运动器材中使用的减振材料(阻尼器)，以及适用于道路、地板、床垫、椅子、鞋子、轮胎、车轮及电脑键盘等而使用的振动发电装置。

符号说明

10、10L-压电薄膜，10a、10c-片状物，10b-层叠体，12-振动板，16、19-粘贴层，20-压电体层，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-基质，36-压电体粒子，50、56-层叠压电元件，58-芯棒。

Claims

1.一种压电薄膜，其具有：

压电体层，由在包含高分子材料的基质中含有压电体粒子的高分子复合压电体构成；及

电极层，形成于所述压电体层的两面，

在所述压电体层的至少一个表面具有多个深度1μm以上的凹部，

所述凹部的数密度为100～1000个/mm²，

所述表面的峰度Rku为2.9～25。

2.根据权利要求1所述的压电薄膜，其中，

所述压电体粒子的平均粒径为0.5μm～5μm。

3.根据权利要求1或2所述的压电薄膜，其中，

所述压电体层的所述表面的表面粗糙度Ra为10nm～200nm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电薄膜，其中，

所述压电体层包括压电体层本体及中间层。