WO2020261954A1

WO2020261954A1 - 電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器

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Publication number: WO2020261954A1
Application number: PCT/JP2020/022465
Authority: WO
Inventors: 順平石田
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Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2020-12-30
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Abstract

高温環境下での使用時に圧電変換効率が低下することを抑制できる電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器を提供する。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、および、高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムであって、電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である。

Description

電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器

　本発明は、電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器に関する。

　液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなど、ディスプレイの薄型化に対応して、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軽量化・薄型化が要求されている。さらに、可撓性を有するフレキシブルディスプレイにおいて、軽量性や可撓性を損なうことなくフレキシブルディスプレイに一体化するために、可撓性も要求されている。このような軽量・薄型で可撓性を有するスピーカーとして、印加電圧に応答して伸縮する性質を有するシート状の電気音響変換フィルムを採用することが考えられている。

　このような可撓性を有するシート状の電気音響変換フィルムとして、マトリックス中に圧電体粒子を含む複合圧電体を用いることが提案されている。

　例えば、特許文献１には、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、高分子複合圧電体の両面に形成された薄膜電極と、薄膜電極の表面に形成された保護層とを有する電気音響変換フィルムが記載されている。

　また、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ている。エキサイターとは、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励起子である。
　例えば、特許文献２には、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等の可撓性を有するディスプレイと、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：Poly VinyliDene Fluoride）等の圧電膜を電極で挟持した可撓性を有するスピーカーとを一体化してなるフレキシブルディスプレイが記載されている。この可撓性を有するスピーカーは、ＰＶＤＦを励起子（エキサイター）とし、ディスプレイを振動板として音を出力するエキサイター型スピーカーと位置付けることが可能である。

特開２０１４－０１４０６３号公報特開２００８－２９４４９３号公報

　ここで、本発明者の検討によれば、マトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体を用いた電気音響変換フィルムをスピーカーとして用いた場合に、高温環境下で使用すると、高分子複合圧電体の高分子の熱膨張によって、圧電体粒子間の距離が広がり、圧電体粒子の変形が高分子複合圧電体内に伝わりにくくなって、音圧が低下するという問題があることがわかった。

　また、可撓性を有する振動板にエキサイターを貼着して、可撓性を有するスピーカーとする場合に、エキサイターとして、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を有する電気音響変換フィルムを用いることが考えられる。しかしながら、この場合にも、高温環境下で使用すると、高分子複合圧電体の高分子の熱膨張によって、圧電体粒子間の距離が広がり、圧電体粒子の変形が高分子複合圧電体内に伝わりにくくなって、音圧が低下するという問題があることがわかった。

　本発明の課題は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、高温環境下での使用時に圧電変換効率が低下することを抑制できる電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器を提供することにある。

　上述した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、および、高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムであって、
　電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換フィルム。
　［２］　電極層の、高分子複合圧電体側の面とは反対側の面に積層された保護層を有する［１］に記載の電気音響変換フィルム。
　［３］　高分子複合圧電体が厚さ方向に分極されたものである［１］または［２］に記載の電気音響変換フィルム。
　［４］　高分子複合圧電体が圧電特性に面内異方性を有さない［１］～［３］のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
　［５］　高分子材料が常温で粘弾性を有する［１］～［４］のいずれかに記載の電気音響変換フィルム。
　［６］　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、および、高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムと、電気音響変換フィルムに積層される振動板と、を有する電気音響変換器であって、
　電気音響変換器の熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換器。
　［７］　電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差の絶対値が、０ｐｐｍ／℃～８０ｐｐｍ／℃である［６］に記載の電気音響変換器。
　［８］　電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である［６］または［７］に記載の電気音響変換器。
　［９］　電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）が０．０３以上である［６］～［８］のいずれかに記載の電気音響変換器。
　［１０］　電気音響変換フィルムは、電極層の、高分子複合圧電体側の面とは反対側の面に積層された保護層を有する［６］～［９］のいずれかに記載の電気音響変換器。

　本発明によれば、高温環境下での使用時に圧電変換効率が低下することを抑制できる電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器が提供される。

本発明の電気音響変換フィルムの一例の概念図である。電気音響変換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。電気音響変換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。電気音響変換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１に示す電気音響変換フィルムを用いる圧電スピーカーの一例の概念図である。電気音響変換フィルムを用いる電気音響変換器の一例の概念図である。電気音響変換フィルムを積層した積層圧電素子を用いる電気音響変換器の一例の概念図である。積層圧電素子の別の例の概念図である。積層圧電素子の別の例の概念図である。

　以下、本発明の電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器について、添付の図面に示される好適実施例を基に、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。
　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。

［電気音響変換フィルム］
　本発明の電気音響変換フィルムは、
　高分子材料を含むマトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体、および、高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムであって、
　電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換フィルムである。

　図１に、本発明の電気音響変換フィルムの一例を断面図によって概念的に示す。
　図１に示すように、電気音響変換フィルム１０は、圧電性を有するシート状物である圧電体層２０と、圧電体層２０の一方の面に積層される下部電極２４と、下部電極２４に積層される下部保護層２８と、圧電体層２０の他方の面に積層される上部電極２６と、上部電極２６に積層される上部保護層３０とを有する。
　圧電体層２０は、高分子材料を含むマトリックス３４中に、圧電体粒子３６を含むものである。すなわち、圧電体層２０は、本発明における高分子複合圧電体である。また、下部電極２４および上部電極２６は、本発明における電極層である。また、下部保護層２８および上部保護層３０は、本発明における保護層である。
　後述するが、電気音響変換フィルム１０（圧電体層２０）は、好ましい態様として、厚さ方向に分極されている。

　このような電気音響変換フィルム１０は、一例として、スピーカー、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などの各種の音響デバイス（音響機器）において、電気信号に応じた振動による音の発生（再生）や、音による振動を電気信号に変換するために利用される。
　また、電気音響変換フィルムは、これ以外にも、感圧センサおよび発電素子等にも利用可能である。

〔圧電体層〕
　圧電体層２０は、本発明における高分子複合圧電体であり、高分子材料を含むマトリックス３４に、圧電体粒子３６を含むものである。

　圧電体層２０を構成する高分子複合圧電体のマトリックス３４（マトリックス兼バインダ）の材料として、常温で粘弾性を有する高分子材料を用いるのが好ましい。
　本発明の電気音響変換フィルム１０は、フレキシブルディスプレイ用のスピーカーなど、フレキシブル性を有するスピーカー等に好適に用いられる。ここで、フレキシブル性を有するスピーカーに用いられる高分子複合圧電体（圧電体層２０）は、次の用件を具備したものであるのが好ましい。従って、以下の要件を具備する材料として、常温で粘弾性を有する高分子材料を用いるのが好ましい。
　なお、本明細書において、「常温」とは、０～５０℃程度の温度域を指す。

　（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、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高分子複合圧電体（電気音響変換フィルム）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。

　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とも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２０）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、すなわち、０～５０℃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。

　常温で粘弾性を有する高分子材料としては、誘電性を有するものであれば、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、高分子材料は、常温、すなわち、０℃～５０℃において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接の極大値が、０．５以上である高分子材料を用いる。
　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マトリックスと圧電体粒子との界面の応力集中が緩和され、良好な可撓性が得られる。

　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、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。なかでも、高分子材料としては、シアノエチル基を有する材料を用いることが好ましく、シアノエチル化ＰＶＡを用いるのが特に好ましい。
　なお、これらの高分子材料は、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。

　このような高分子材料を用いるマトリックス３４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、マトリックス３４には、誘電特性や機械的特性の調節等を目的として、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、ニトリルゴムや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２０のマトリックス３４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する高分子材料に加えて添加される誘電性高分子材料は、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。

　また、マトリックス３４には、誘電性高分子材料以外にも、ガラス転移点を調節する目的で、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２０のマトリックス３４において、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性を有する高分子材料以外の材料を添加する際の添加量には、特に限定は無いが、マトリックス３４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、マトリックス３４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３６および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２０は、このようなマトリックス３４に、圧電体粒子３６を含む、高分子複合圧電体である。
　圧電体粒子３６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３６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。
　これらの圧電体粒子３６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。

　このような圧電体粒子３６の粒径には制限はなく、高分子複合圧電体（電気音響変換フィルム１０）のサイズおよび用途等に応じて、適宜、選択すれば良い。
　圧電体粒子３６の粒径は、１～１０μｍが好ましい。圧電体粒子３６の粒径をこの範囲とすることにより、高分子複合圧電体（電気音響変換フィルム１０）が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。

　なお、図１においては、圧電体層２０中の圧電体粒子３６は、マトリックス３４中に、均一かつ規則性を持って分散されているが、本発明は、これに制限はされない。
　すなわち、圧電体層２０中の圧電体粒子３６は、好ましくは均一に分散されていれば、マトリックス３４中に不規則に分散されていてもよい。

　圧電体層２０（高分子複合圧電体）において、圧電体層２０中におけるマトリックス３４と圧電体粒子３６との量比には、制限はなく、圧電体層２０の面方向の大きさおよび厚さ、高分子複合圧電体の用途、ならびに、高分子複合圧電体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２０中における圧電体粒子３６の体積分率は、３０～８０％が好ましく、５０％以上がより好ましく、従って、５０～８０％とするのが、さらに好ましい。
　マトリックス３４と圧電体粒子３６との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性と可撓性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。

　圧電体層２０の厚さには制限はなく、高分子複合圧電体の用途、および、高分子複合圧電体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２０が厚いほど、いわゆるシート状物のコシの強さなどの剛性等の点では有利であるが、同じ量だけ圧電体層２０を伸縮させるために必要な電圧（電位差）は大きくなる。
　圧電体層２０の厚さは、１０～３００μｍが好ましく、２０～２００μｍがより好ましく、３０～１５０μｍがさらに好ましい。
　圧電体層２０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。

〔電極層および保護層〕
　図１に示すように、図示例の電気音響変換フィルム１０は、圧電体層２０の一面に、下部電極２４を有し、その表面に下部保護層２８を有し、圧電体層２０の他方の面に、上部電極２６を有し、その表面に上部保護層３０を有してなる構成を有する。ここで、上部電極２６と下部電極２４とが電極対を形成する。
　なお、電気音響変換フィルム１０は、これらの層に加えて、例えば、上部電極２６、および、下部電極２４からの電極の引出しを行う電極引出し部を有し、電極引き出し部が電源に接続される。また、電気音響変換フィルム１０は、圧電体層２０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。

　すなわち、電気音響変換フィルム１０は、圧電体層２０の両面を電極対、すなわち、上部電極２６および下部電極２４で挟持し、この積層体を、下部保護層２８および上部保護層３０で挟持してなる構成を有する。
　このように、電気音響変換フィルム１０において、上部電極２６および下部電極２４で挾持された領域は、印加された電圧に応じて伸縮される。

　電気音響変換フィルム１０において、下部保護層２８および上部保護層３０は、必須の構成要件ではなく、好ましい態様として設けられるものである。
　下部保護層２８および上部保護層３０は、上部電極２６および下部電極２４を被覆すると共に、圧電体層２０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、電気音響変換フィルム１０において、マトリックス３４と圧電体粒子３６とからなる圧電体層２０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。電気音響変換フィルム１０は、それを補うために下部保護層２８および上部保護層３０が設けられる。

　下部保護層２８および上部保護層３０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。

　下部保護層２８および上部保護層３０の厚さにも、制限はない。また、下部保護層２８および上部保護層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、下部保護層２８および上部保護層３０の剛性が高過ぎると、圧電体層２０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、下部保護層２８および上部保護層３０は、薄いほど有利である。

　電気音響変換フィルム１０においては、下部保護層２８および上部保護層３０の厚さが、圧電体層２０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２０の厚さが５０μｍで下部保護層２８および上部保護層３０がＰＥＴからなる場合、下部保護層２８および上部保護層３０の厚さは、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。

　電気音響変換フィルム１０において、圧電体層２０と下部保護層２８との間には下部電極２４が、圧電体層２０と上部保護層３０との間には上部電極２６が、それぞれ形成される。
　下部電極２４および上部電極２６は、圧電体層２０に駆動電圧を印加するために設けられる。

　本発明において、下部電極２４および上部電極２６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、チタン、クロムおよびモリブデン等、これらの合金、これらの金属および合金の積層体および複合体、ならびに、酸化インジウムスズ等が例示される。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、下部電極２４および上部電極２６として好適に例示される。

　また、下部電極２４および上部電極２６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）、めっきによる成膜、ならびに、上記材料で形成された箔を貼着する方法等、公知の方法が、各種、利用可能である。

　中でも特に、電気音響変換フィルム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およびアルミニウム等の薄膜は、下部電極２４および上部電極２６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。
　下部電極２４および上部電極２６の厚さには、制限はない。また、下部電極２４および上部電極２６の厚さは、基本的に同じであるが、異なってもよい。

　ここで、前述の下部保護層２８および上部保護層３０と同様に、下部電極２４および上部電極２６の剛性が高過ぎると、圧電体層２０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、下部電極２４および上部電極２６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。すなわち、下部電極２４および上部電極２６は、薄膜電極であるのが好ましい。

　電気音響変換フィルム１０においては、下部電極２４および上部電極２６の厚さと、ヤング率との積が、下部保護層２８および上部保護層３０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、下部保護層２８および上部保護層３０がＰＥＴ（ヤング率：約６．２ＧＰａ）で、下部電極２４および上部電極２６が銅（ヤング率：約１３０ＧＰａ）からなる組み合わせの場合、下部保護層２８および上部保護層３０の厚さが２５μｍだとすると、下部電極２４および上部電極２６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。

　電気音響変換フィルム１０は、動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの損失正接（Ｔａｎδ）の極大値が常温に存在するのが好ましく、０．１以上となる極大値が常温に存在するのがより好ましい。
　これにより、電気音響変換フィルム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、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。

　電気音響変換フィルム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℃で１０ＧＰａ～３０ＧＰａ、５０℃で１ＧＰａ～１０ＧＰａであるのが好ましい。なお、この条件に関しては、圧電体層２０も同様である。
　これにより、電気音響変換フィルム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、電気音響変換フィルム１０は、厚さと動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの貯蔵弾性率との積が、０℃において１．０×１０⁵～２．０×１０⁶（１．０Ｅ＋０５～２．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍ、５０℃において１．０×１０⁵～１．０×１０⁶（１．０Ｅ＋０５～１．０Ｅ＋０６）Ｎ／ｍ、であるのが好ましい。なお、この条件に関しては、圧電体層２０も同様である。
　これにより、電気音響変換フィルム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、電気音響変換フィルム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における損失正接が、０．０５以上であるのが好ましい。なお、この条件に関しては、圧電体層２０も同様である。
　これにより、電気音響変換フィルム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を小さくできる。

　なお、本発明において、電気音響変換フィルム１０および圧電体層２０等の貯蔵弾性率（ヤング率）および損失正接は、公知の方法で測定すればよい。一例として、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製（ＳＩＩナノテクノロジー社製）の動的粘弾性測定装置ＤＭＳ６１００を用いて測定すればよい。
　測定条件としては、一例として、測定周波数は０．１Ｈｚ～２０Ｈｚ（０．１Ｈｚ、０．２Ｈｚ、０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、２Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚおよび２０Ｈｚ）が、測定温度は－５０～１５０℃が、昇温速度は２℃／分（窒素雰囲気中）が、サンプルサイズは４０ｍｍ×１０ｍｍ（クランプ領域込み）が、チャック間距離は２０ｍｍが、それぞれ、例示される。

　ここで、本発明の電気音響変換フィルムは、熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である。

　前述のとおり、本発明者の検討によれば、マトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体を用いた電気音響変換フィルムをスピーカーとして用いた場合に、高温環境下で使用すると、音圧が低下するという問題があることがわかった。
　この点について、さらに検討を行ったところ、高分子複合圧電体の温度が高くなると、マトリックスである高分子材料が熱によって膨張し、それにより、マトリックス中に含まれている圧電体粒子間の距離が広がることがわかった。
　前述のとおり、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を用いる電気音響変換フィルムでは、高分子複合圧電体の両面に積層される電極層に電圧を印加することで高分子複合圧電体中の圧電体粒子を変形（振動）させて、この圧電体粒子の変形がマトリックスに伝達することで、電気音響変換フィルム全体が変形（振動）している。
　ここで、マトリックス中に含まれている圧電体粒子間の距離が広がると、電気音響変換フィルムの電極に電圧を印加した際の、圧電体粒子の変形がマトリックスに伝わりにくくなり、圧電変換効率が低下してしまう。
　そのため、高温環境下では、電気音響変換フィルムの圧電変換効率が低下するため、電気音響変換フィルムをスピーカーとして用いた場合に音圧が低下する。

　これに対して、本発明の電気音響変換フィルムでは、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃とすることで、高温環境下で、高分子複合圧電体のマトリックスが膨張することを抑制して、マトリックス中に含まれている圧電体粒子間の距離が広がることを抑制する。これにより、圧電体粒子を変形（振動）が、より好適にマトリックスに伝達するため、電気音響変換フィルムの圧電変換効率が低下することを抑制できる。

　また、電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃未満の場合には、すなわち、電気音響変換フィルムの熱膨張係数が低すぎると、圧電体層が脆くなり破壊されてしまうおそれがある。この点で、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃以上とする。

　高温環境下での電気音響変換フィルムの圧電変換効率の低下をより好適に抑制できる、圧電体層の破壊を抑制できる等の観点から、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃であるのが好ましく、１６ｐｐｍ／℃～７０ｐｐｍ／℃であるのがより好ましく、１８ｐｐｍ／℃～５５ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。

　ここで、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は、例えば、熱機械分析装置（ＴＭＡ　ＮＥＴＺＳＣＨ社製　ＴＭＡ４０００ＳＥ）を用いた熱機械特性測定によって求められる。測定条件は、例えば、サンプルサイズは、５ｍｍ×２０ｍｍ、チャック間距離は１５ｍｍ、チャック部分の長さは上下ともに２．５±０．５ｍｍとし、－２０℃～６０℃の範囲で５℃／ｍｉｎで温度を変え、その際のチャック距離の変位量を計測する。また、荷重についてはサンプルに３ｇの一定加重をかけて計測する。続いて－２０℃～６０℃の変位量のデータの近似直線の傾きを求め温度１℃変化あたりの変位量を求める。さらに、その傾きをサンプルセット時のチャンキング間距離である１５ｍｍで割ることで、熱膨張係数を算出することができる。

　電気音響変換フィルムの熱膨張係数を上記範囲とする方法としては、電気音響変換フィルムの作製の際に、圧電体層（高分子複合圧電体）となる塗料を塗布乾燥し、後述の分極処理を行い、上部電極層（および上部保護層）を積層した後に、加熱してエージング処理を行う方法がある。エージング処理としては、マトリックスの材料等にもよるが、温度４０℃～７０℃で、１２時間～７２時間の条件で行えばよい。なお、エージング処理は、上部電極層（および上部保護層）を積層する前、あるいは、分極処理を行う前に実施してもよい。
　エージング処理を行うことで、高分子複合圧電体のマトリックスである高分子材料の絡み合いが進み強固にかつ安定したものとなり、エージング処理を行わないものに比べて熱膨張係数が小さくなる。

　あるいは、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を上記範囲とする方法としては、圧電体層（高分子複合圧電体）となる塗料を塗布乾燥した後に、さらに、真空乾燥を行う方法がある。真空乾燥を行って、圧電体層中に残存する空隙（空気）を抜くことで、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を小さくすることができる。
　真空乾燥は、温度２５℃～４０℃、圧力１０Ｐa～５０Ｐａ、４８時間～１４４時間の条件で行えばよい。

　あるいは、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を上記範囲とする方法としては、高分子複合圧電体中における圧電体粒子の比率を高くする方法がある。圧電体粒子に比べて、マトリックスとなる高分子材料の熱膨張係数は高いので、圧電体粒子の比率を高くし、マトリックス（高分子材料）の比率を低くすることで、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を低くすることができる。
　このような観点から、高分子複合圧電体中における圧電体粒子の比率は、３０～８０％とするのが好ましく、５０～８０％とするのがより好ましい。

　本発明の電気音響変換フィルムの湿度膨張係数については、温度２５℃の環境下で、1～３０ｐｐｍ／％ＲＨとするのが好ましく、３～２０ｐｐｍ／％ＲＨとするのがより好ましい。また、温度６０℃の環境下で、３～４０ｐｐｍ／％ＲＨとするのが好ましく、５～３０ｐｐｍ／％ＲＨとするのがより好ましい。湿度膨張係数をこのような範囲とすることで、高湿環境下での音圧低下を抑制することができる。

　以下、図２～図４を参照して、電気音響変換フィルム１０の製造方法の一例を説明する。

　まず、図２に示すように、下部保護層２８の上に下部電極２４が形成されたシート状物１０ａを準備する。このシート状物１０ａは、下部保護層２８の表面に、真空蒸着、スパッタリング、および、めっき等によって、下部電極２４として銅薄膜等を形成して作製すればよい。
　下部保護層２８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）付きの下部保護層２８を用いても良い。なお、セパレータとしては、厚さ２５μｍ～１００μｍのＰＥＴ等を用いることができる。セパレータは、上部電極２６および上部保護層３０を熱圧着した後、下部保護層２８に何らかの部材を積層する前に、取り除けばよい。

　一方で、有機溶媒に、マトリックスの材料となる高分子材料を溶解し、さらに、ＰＺＴ粒子等の圧電体粒子３６を添加し、攪拌して分散してなる塗料を調製する。
　上記物質以外の有機溶媒としては制限はなく各種の有機溶媒が利用可能である。

　なお、前述のとおり、高分子複合圧電体中における圧電体粒子の比率によって、電気音響変換フィルムの熱膨張係数が変化するため、高分子複合圧電体中における圧電体粒子の比率が所望の比率となるように、塗料を調製すればよい。

　シート状物１０ａを準備し、かつ、塗料を調製したら、この塗料をシート状物１０ａ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３に示すように、下部保護層２８の上に下部電極２４を有し、下部電極２４の上に圧電体層２０を形成してなる積層体１０ｂを作製する。なお、下部電極２４とは、圧電体層２０を塗布する際の基材側の電極を差し、積層体における上下の位置関係を示すものではない。

　ここで、前述のとおり、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を低くするために、塗料を塗布乾燥した後に、さらに、真空乾燥を行ってもよい。真空乾燥を行って圧電体層中に残存する空隙（空気）を抜くことで、作製する電気音響変換フィルムの熱膨張係数を小さくすることができる。

　この塗料のキャスティング方法には制限はなく、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。

　上述したように、電気音響変換フィルム１０において、マトリックス３４には、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外にも、誘電性の高分子材料を添加しても良い。
　マトリックス３４に、これらの高分子材料を添加する際には、上述した塗料に添加する高分子材料を溶解すればよい。

　下部保護層２８の上に下部電極２４を有し、下部電極２４の上に圧電体層２０を形成してなる積層体１０ｂを作製したら、好ましくは、圧電体層２０の分極処理（ポーリング）を行う。

　圧電体層２０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。
　なお、この分極処理の前に、圧電体層２０の表面を加熱ローラ等を用いて平滑化する、カレンダー処理を施してもよい。このカレンダー処理を施すことで、後述する熱圧着工程がスムーズに行える。

　このようにして積層体１０ｂの圧電体層２０の分極処理を行う一方で、上部保護層３０の上に上部電極２６が形成されたシート状物１０ｃを、準備する。このシート状物１０ｃは、上部保護層３０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電極２６として銅薄膜等を形成して、作製すればよい。
　次いで、図４に示すように、上部電極２６を圧電体層２０に向けて、シート状物１０ｃを、圧電体層２０の分極処理を終了した積層体１０ｂに積層する。
　さらに、この積層体１０ｂとシート状物１０ｃとの積層体を、上部保護層３０と下部保護層２８とを挟持するようにして、加熱プレス装置や加熱ローラ対等で熱圧着する。

　ここで、前述のとおり、積層体１０ｂとシート状物１０ｃとを熱圧着した後に、好ましくは、加熱してエージング処理を行う。エージング処理を行うことで、電気音響変換フィルムの熱膨張係数を低くすることができる。

　以上の工程によって、電気音響変換フィルム１０が作製される。作製された電気音響変換フィルム１０は、各種用途に合わせて、所望の形状に裁断されてもよい。

　後述する積層圧電素子１４は、このような本発明の電気音響変換フィルム１０を積層して、好ましい態様として貼着層１９で貼着した構成を有する。図７に示す積層圧電素子１４は、好ましい態様として、圧電体層２０に付した矢印で示すように、隣接する電気音響変換フィルム１０における分極方向が互いに逆である。

　圧電セラミックスを積層した一般的な積層セラミック圧電素子は、圧電セラミックスの積層体を作製した後に分極処理を行う。各圧電層の界面には共通電極しか存在せず、そのため、各圧電層の分極方向は積層方向で交互になる。

　これに対して、本発明の電気音響変換フィルム１０を用いる積層圧電素子は、積層前の電気音響変換フィルム１０の状態で分極処理を行うことができる。電気音響変換フィルム１０は、好ましくは、上部電極２６および上部保護層３０を積層する前に、圧電体層２０の分極処理を行う。
　従って、本発明の電気音響変換フィルムを用いる積層圧電素子は、分極処理済の電気音響変換フィルム１０を積層して作製できる。好ましくは、分極処理を施した長尺な電気音響変換フィルム（大面積の電気音響変換フィルム）を作製し、切断して個々の電気音響変換フィルム１０とした後に、電気音響変換フィルム１０を積層して積層圧電素子１４とする。
　そのため、本発明の電気音響変換フィルムを用いる積層圧電素子は、隣接する電気音響変換フィルム１０における分極方向を、図９に示す積層圧電素子６０のように積層方向で揃えることもできるし、図７に示す積層圧電素子１４のように、交互にもできる。

　また、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の高分子材料からなる一般的な電気音響変換フィルムは、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、一般的な電気音響変換フィルムは、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、本発明の電気音響変換フィルムが有する、マトリックス３４中に圧電体粒子３６を含む高分子複合圧電体は、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、本発明において高分子複合圧電体は、圧電特性に面内異方性がなく、後述するように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電気音響変換フィルム１０の製造は、カットシート状のシート状物を用いて製造を行っても良いが、好ましくは、ロール・トゥ・ロール（Ｒｏｌｌ　ｔｏ　Ｒｏｌｌ　以下、ＲｔｏＲともいう）を利用する。
　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、前述の製造方法で電気音響変換フィルム１０を製造する際には、長尺な下部保護層２８の上に下部電極２４が形成されたシート状物１０ａを巻回してなる第１のロール、および、長尺な上部保護層３０の上に上部電極２６が形成されたシート状物１０ｃ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、全く、同じものでよい。

　このロールから、シート状物１０ａを引き出して、長手方向に搬送しつつ、マトリックス３４および圧電体粒子３６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２４の上に圧電体層２０を形成し、前述の積層体１０ｂとする。
　次いで、圧電体層２０の分極処理を行う。ここで、ＲｔｏＲによって電気音響変換フィルム１０を製造する際には、圧電体層２０の分極処理を行う。なお、この分極処置の前に、カレンダー処理を行ってもよいのは、前述のとおりである。
　次いで、第２のロールからシート状物１０ｃを引き出し、このシート状物１０ｃおよび積層体を搬送しつつ、貼り合わせローラ等を用いる公知の方法で、前述のように、上部電極２６を圧電体層２０に向けて、積層体１０ｂの上にシート状物１０ｃを積層する。
　その後、加熱ローラ対によって、積層した積層体１０ｂとシート状物１０ｃとを挟持搬送することで熱圧着して、本発明の電気音響変換フィルム１０を完成し、この電気音響変換フィルム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、本発明の電気音響変換フィルム１０を作製しているが、これに限定はされない。
　例えば、上述した積層体１０ｂ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を引き出して、長手方向に搬送しつつ、前述のように、上部保護層３０の上に上部電極２６が形成されたシート状物の積層を行って、電気音響変換フィルム１０を完成し、この電気音響変換フィルム１０を、ロール状に巻回してもよい。

　このような電気音響変換フィルム１０は、下部電極２４および上部電極２６に電圧を印加すると、印加した電圧に応じて圧電体粒子３６が分極方向に伸縮する。その結果、電気音響変換フィルム１０（圧電体層２０）が厚さ方向に収縮する。同時に、ポアゾン比の関係で、電気音響変換フィルム１０は、面内方向にも伸縮する。この伸縮は、０．０１～０．１％程度である。なお、面内方向では全方向に等方的に伸縮するのは、上述のとおりである。
　上述したように、圧電体層２０の厚さは、好ましくは１０～３００μｍ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、電気音響変換フィルム１０すなわち圧電体層２０は、面方向には、厚さよりもはるかに大きなサイズを有する。従って、例えば、電気音響変換フィルム１０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、電気音響変換フィルム１０は伸縮する。
　また、電気音響変換フィルム１０に圧力を加えると、圧電体粒子３６の作用によって、電力を発生する。
　これを利用することで、電気音響変換フィルム１０は、上述のように、スピーカー、マイクロフォン、および、感圧センサ等の各種の用途に利用可能である。

［圧電スピーカー］
　図５に、本発明の電気音響変換フィルム１０を有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４５は、本発明の電気音響変換フィルム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４５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４５は、電気音響変換フィルム１０と、ケース４３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４３は、プラスチック等で形成される、一面が開放する薄い正四角筒状の筐体である。
　また、枠体４８は、中央に貫通孔を有する、ケース４３の上端面（開放面側）と同様の形状を有する板材である。
　粘弾性支持体４６は、適度な粘性と弾性を有し、電気音響変換フィルム１０を支持すると共に、電気音響変換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、電気音響変換フィルム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、レーヨンやＰＥＴを含んだ羊毛のフェルトなどの不織布、グラスウール等が例示される。

　圧電スピーカー４５は、ケース４３の中に粘弾性支持体４６を収容して、電気音響変換フィルム１０によってケース４３および粘弾性支持体４６を覆い、電気音響変換フィルム１０の周辺を枠体４８によってケース４３の上端面に押圧した状態で、枠体４８をケース４３に固定して、構成される。

　ここで、圧電スピーカー４５においては、粘弾性支持体４６は、高さ（厚さ）がケース４３の内面の高さよりも厚い、四角柱状である。
　そのため、圧電スピーカー４５では、粘弾性支持体４６の周辺部では、粘弾性支持体４６が電気音響変換フィルム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、電気音響変換フィルム１０の曲率が急激に変動し、電気音響変換フィルム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４５ａが形成される。さらに、電気音響変換フィルム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４５は、下部電極２４および上部電極２６への駆動電圧の印加によって、電気音響変換フィルム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、電気音響変換フィルム１０の立上がり部４５ａ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電気音響変換フィルム１０は、上方に移動する。
　逆に、下部電極２４および上部電極２６への駆動電圧の印加によって、電気音響変換フィルム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、電気音響変換フィルム１０の立上がり部４５ａ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電気音響変換フィルム１０は、下方に移動する。
　圧電スピーカー４５は、この電気音響変換フィルム１０の振動によって、音を発生する。

　なお、本発明の電気音響変換フィルム１０において、伸縮運動から振動への変換は、電気音響変換フィルム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、本発明の電気音響変換フィルム１０は、このような圧電スピーカー４５ではなく単に湾曲状態で保持することでも、可撓性を有するスピーカーとして機能させることができる。

［電気音響変換器］
　本発明の電気音響変換器は、
　高分子材料を含むマトリックス中に圧電体粒子を含む高分子複合圧電体、および、高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムと、電気音響変換フィルムに積層される振動板と、を有する電気音響変換器であって、
　電気音響変換器の熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換器である。

　図６に、本発明の電気音響変換フィルムを有する、本発明の電気音響変換器の一例を概念的に示す。
　図６に示す電気音響変換器５１は、電気音響変換フィルム１０と、振動板１２とを有する。電気音響変換フィルム１０は、上述した本発明の電気音響変換フィルムである。
　電気音響変換器５１において、電気音響変換フィルム１０と振動板１２とは、貼着層１６によって貼着されている。
　電気音響変換器５１の電気音響変換フィルム１０には、駆動電圧を印加するための電源ＰＳが接続されている。

　図６では、電気音響変換フィルム１０は、下部保護層２８および上部保護層３０を有している。しかしながら、図６に示す電気音響変換器５１において、電気音響変換フィルム１０が、下部保護層２８および／または上部保護層３０を有さない構成であってもよい。一例として、図６に示す例において、下部保護層２８のみを有し、振動板１２側の保護層（上部保護層３０）を有さない構成であってもよい。

　このような電気音響変換器５１は、電気音響変換フィルム１０に駆動電圧を印加することで、電気音響変換フィルム１０が面方向に伸縮し、この電気音響変換フィルム１０の伸縮によって、振動板１２が撓み、その結果、振動板１２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１２は、音を発生する。振動板１２は、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧の大きさに応じて振動して、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。
　すなわち、この電気音響変換器５１は、電気音響変換フィルム１０をエキサイターとして用いるスピーカーである。

　電気音響変換器５１において、振動板１２は、好ましい態様として、可撓性を有するものである。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。
　振動板１２は、好ましくは可撓性を有し、後述する電気音響変換フィルム１０（あるいは後述する積層圧電素子１４）との関係を満たすものであれば、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）、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等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等からなる発泡プラスチック、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、電気音響変換器５１では、可撓性を有するものであれば、振動板１２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表示デバイス等も好適に利用可能である。

　図６に示す電気音響変換器５１においては、好ましい態様として、このような振動板１２と、電気音響変換フィルム１０とは、貼着層１６によって貼着されている。

　貼着層１６は、振動板１２と電気音響変換フィルム１０とを貼着可能であれば、公知のものが、各種、利用可能である。
　従って、貼着層１６は、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる、接着剤からなる層でも、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、粘着剤からなる層でも、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。
　ここで、電気音響変換器５１では、電気音響変換フィルム１０を伸縮させることで、振動板１２を撓ませ振動させて、音を発生させる。従って、電気音響変換器５１では、電気音響変換フィルム１０の伸縮が、直接的に振動板１２に伝達されるのが好ましい。振動板１２と電気音響変換フィルム１０との間に、振動を緩和するような粘性を有する物質が存在すると、振動板１２への電気音響変換フィルム１０の伸縮のエネルギーの伝達効率が低くなってしまい、電気音響変換器５１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１６は、粘着剤からなる粘着剤層よりも、固体で硬い貼着層１６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１６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。

　貼着層１６の厚さには、制限はなく、貼着層１６の材料に応じて、十分な貼着力（接着力、粘着力）が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
　ここで、電気音響変換器５１においては、貼着層１６が薄い方が、振動板１２に伝達する電気音響変換フィルム１０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１６が厚く剛性が高いと、電気音響変換フィルム１０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１６は、薄い方が好ましい。具体的には、貼着層１６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。

　なお、電気音響変換器５１において、貼着層１６は、好ましい態様として設けられるものであり、必須の構成要素ではない。
　従って、電気音響変換器５１は、貼着層１６を有さず、公知の圧着手段、締結手段、および、固定手段等を用いて、振動板１２と電気音響変換フィルム１０とを固定してもよい。例えば、電気音響変換フィルム１０が矩形である場合には、四隅をボルトナットのような部材で締結して電気音響変換器を構成してもよく、または、四隅と中心部とをボルトナットのような部材で締結して電気音響変換器を構成してもよい。
　しかしながら、この場合には、電源ＰＳから駆動電圧を印加した際に、振動板１２に対して電気音響変換フィルム１０が独立して伸縮してしまい、場合によっては、電気音響変換フィルム１０のみが撓んで、電気音響変換フィルム１０の伸縮が振動板１２に伝わらない。このように、振動板１２に対して電気音響変換フィルム１０が独立して伸縮した場合には、電気音響変換フィルム１０による振動板１２の振動効率が低下してしまい、振動板１２を十分に振動させられなくなってしまう可能性がある。
　この点を考慮すると、振動板１２と電気音響変換フィルム１０とは、図６に示すように、貼着層１６で貼着するのが好ましい。

　電気音響変換器５１において、電気音響変換フィルム１０の下部電極２４および上部電極２６には、電気音響変換フィルム１０を伸縮させる駆動電圧を印加すなわち駆動電力を供給する、電源ＰＳが接続される。
　電源ＰＳには、制限はなく、直流電源でも交流電源でもよい。また、駆動電圧も、電気音響変換フィルム１０の圧電体層２０の厚さおよび形成材料等に応じて、電気音響変換フィルム１０を適正に駆動できる駆動電圧を、適宜、設定すればよい。

　下部電極２４および上部電極２６から電極の引き出し方法には、制限はなく、公知の各種の方法が利用可能である。
　一例として、下部電極２４および上部電極２６に銅箔等の導電体を接続して外部に電極を引き出す方法、および、レーザ等によって下部保護層２８および上部保護層３０に貫通孔を形成して、この貫通孔に導電性材料を充填して外部に電極を引き出す方法、等が例示される。
　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。

　上述したように、圧電体層２０は、マトリックス３４に圧電体粒子３６を含むものである。また、圧電体層２０を厚さ方向で挟むように、下部電極２４および上部電極２６が設けられる。
　このような圧電体層２０を有する電気音響変換フィルム１０の下部電極２４および上部電極２６に電圧を印加すると、印加した電圧に応じて圧電体粒子３６が分極方向に伸縮する。その結果、電気音響変換フィルム１０（圧電体層２０）が厚さ方向に収縮する。同時に、ポアゾン比の関係で、電気音響変換フィルム１０は、面内方向にも伸縮する。
　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２０の厚さは、好ましくは１０～３００μｍ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、電気音響変換フィルム１０すなわち圧電体層２０は、面方向には、厚さよりもはるかに大きなサイズを有する。従って、例えば、電気音響変換フィルム１０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、電気音響変換フィルム１０は伸縮する。

　振動板１２は、貼着層１６によって電気音響変換フィルム１０に貼着されている。従って、電気音響変換フィルム１０の伸縮によって、振動板１２は撓み、その結果、振動板１２は、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１２は、音を発生する。すなわち、振動板１２は、電気音響変換フィルム１０に印加した電圧（駆動電圧）の大きさに応じて振動して、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。

　上述したように、ＰＶＤＦ等の高分子材料からなる一般的な電気音響変換フィルムは、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、図６に示す電気音響変換器５１において、電気音響変換フィルム１０は、圧電特性に面内異方性がなく、面内方向では全方向に等方的に伸縮する。すなわち、図６に示す電気音響変換器５１において、電気音響変換フィルム１０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電気音響変換フィルム１０によれば、一方向にしか大きく伸縮しないＰＶＤＦ等の一般的な電気音響変換フィルムを積層した場合に比べ、大きな力で振動板１２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。

　なお、図６においては、電気音響変換フィルム１０の面方向の大きさと振動板１２の面方向の大きさは略同じとしたが、これに限定はされない。例えば、電気音響変換フィルム１０の面方向の大きさが、振動板１２の面方向の大きさよりも小さくてもよい。

　ここで、本発明の電気音響変換器は、電気音響変換器の熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である。

　前述の電気音響変換フィルムの場合と同様に、電気音響変換フィルムと振動板とを有する電気音響変換器においても、高温環境下で使用すると、音圧が低下するという問題があることがわかった。すなわち、電気音響変換器においても、高温環境下で、高分子複合圧電体のマトリックスが膨張することでマトリックス中に分散されている圧電体粒子間の距離が広がり、圧電体粒子の変形がマトリックスに伝わりにくくなり、圧電変換効率が低下してしまうという問題があることが分かった。

　これに対して、本発明の電気音響変換器では、電気音響変換器の熱膨張係数を１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃とすることで、高温環境下で、高分子複合圧電体のマトリックスが膨張することを抑制して、マトリックス中に分散されている圧電体粒子間の距離が広がることを抑制する。これにより、圧電体粒子を変形（振動）が、より好適にマトリックスに伝達するため、電気音響変換器の圧電変換効率が低下することを抑制できる。

　高温環境下での電気音響変換器の圧電変換効率の低下をより好適に抑制できる、圧電体層の破壊を抑制できる等の観点から、電気音響変換器の熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃であるのが好ましく、１６ｐｐｍ／℃～７０ｐｐｍ／℃であるのがより好ましく、１８ｐｐｍ／℃～５５ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。

　ここで、電気音響変換器の熱膨張係数は、電気音響変換フィルムと振動板とが積層された位置でサンプルを切り出して、電気音響変換フィルムの場合と同様の方法で測定すればよい。

　電気音響変換器の熱膨張係数を上記範囲とする方法としては、熱膨張係数が低い電気音響変換フィルムと熱膨張係数が低い振動板を用いる方法がある。
　具体的には、電気音響変換フィルムとしては、熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃の範囲である電気音響変換フィルムを用いることが好ましい。すなわち、上述した本発明の電気音響変換フィルムを用いることが好ましい。

　さらに、振動板としては、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）等の熱膨張係数が低い振動板を用いることが好ましい。
　また、振動板の表面に酸化ケイ素膜および酸化アルミニウム膜等の熱膨張係数の低い無機膜等を形成して、振動板の熱膨張係数を低くしてもよい。
　また、これらの振動板を部品の一部として使用した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表示デバイス等を振動板として使用もよい。

　なお、本発明の電気音響変換器において、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃の範囲外であってもよいが、電気音響変換器の熱膨張係数を上記範囲とするために、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃の範囲であることが好ましい。

　ここで、本発明の電気音響変換器において、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差の絶対値が、０ｐｐｍ／℃～８０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。

　電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差の絶対値（以下、熱膨張係数の差ともいう）が大きいと、高温環境下で使用した際に、電気音響変換フィルムの熱膨張と振動板と熱膨張の挙動に差異が生じ、電気音響変換フィルムと振動板との界面に内部応力が発生して界面で剥離が生じてしまうおそれがある。電気音響変換フィルムと振動板とが剥離してしまうと、電気音響変換フィルムの振動が振動板に伝わりにくくなってしまうため、音響性能（圧電変換効率）が低下するおそれがある。特に、温度変化を繰り返した場合に、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差が大きいと、電気音響変換フィルムと振動板との界面で剥離が生じやすくなる。

　これに対して、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差を、０ｐｐｍ／℃～８０ｐｐｍ／℃とすることで、高温環境下で、あるいは、温度変化の繰り返しによって、電気音響変換フィルムと振動板とが剥離することを抑制して、圧電変換効率が低下することを抑制することができる。

　電気音響変換フィルムと振動板との剥離を抑制できる観点から、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差は、０ｐｐｍ／℃～８０ｐｐｍ／℃であるのが好ましく、０ｐｐｍ／℃～５０ｐｐｍ／℃であるのがより好ましく、０ｐｐｍ／℃～３０ｐｐｍ／℃であるのがさらに好ましい。

　電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差は、電気音響変換器から、電気音響変換フィルムおよび振動板をそれぞれ取り出して、上述の方法でそれぞれの熱膨張係数を測定して求めればよい。

　また、本発明の電気音響変換器において、電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）が０．０３以上であることが好ましい。
　電気音響変換フィルムの周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）を０．０３以上とすることで、高温環境下で、電気音響変換フィルムが粘性を有するものとなるため、高温環境下で、あるいは、温度変化の繰り返しによって、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、振動板の熱膨張係数との差に起因して発生する応力をこの粘性によって緩和して、電気音響変換フィルムと振動板との剥離を抑制することができる。

　電気音響変換フィルムと振動板との剥離を抑制できる観点から、電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）は、０．０３以上であるのが好ましく、０．０４以上であるのがより好ましく、０．０７以上であるのがさらに好ましい。

　図６に示す電気音響変換器５１においては、電気音響変換フィルム１０を１枚有する構成としたがこれに限定はされない。
　図７に、本発明の電気音響変換フィルム１０を有する電気音響変換器の一例を概念的に示す。
　図７に示す電気音響変換器５０は、積層圧電素子１４と、振動板１２とを有する。積層圧電素子１４は、本発明の電気音響変換フィルムを複数層、積層したものである。図７に示す例では、積層圧電素子１４は、上述した本発明の電気音響変換フィルム１０を、３層、積層したものである。
　電気音響変換器５０において、積層圧電素子１４と振動板１２とは、貼着層１６によって貼着されている。
　電気音響変換器５０の積層圧電素子１４を構成する電気音響変換フィルム１０には、駆動電圧を印加するための電源ＰＳが接続されている。

　なお、図７は、電気音響変換フィルム１０に代えて、積層圧電素子１４を有する以外は、図６と同様の構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し、以下の説明では異なる部位を主に行う。

　図面を簡略化するために、図７では、下部保護層２８および上部保護層３０を省略している。しかしながら、図７に示す積層圧電素子１４は、好ましい態様として、全ての電気音響変換フィルム１０が、下部保護層２８および上部保護層３０の両方を有している。
　なお、積層圧電素子は、これに制限はされず、保護層を有する電気音響変換フィルムと、有さない電気音響変換フィルムとが混在してもよい。さらに、電気音響変換フィルムが保護層を有する場合には、電気音響変換フィルムは、下部保護層２８のみを有してもよく、上部保護層３０のみを有してもよい。一例として、図７に示すような３層構成の積層圧電素子１４であれば、図中最上層の電気音響変換フィルムが上部保護層３０のみを有し、真ん中の電気音響変換フィルムが保護層を有さず、最下層の電気音響変換フィルムが下部保護層２８のみを有するような構成でもよい。
　この点に関しては、後述する図８に示す積層圧電素子５６および図９に示す積層圧電素子６０も、同様である。

　後に詳述するが、このような電気音響変換器５０は、積層圧電素子１４の電気音響変換フィルム１０に駆動電圧を印加することで、電気音響変換フィルム１０が面方向に伸縮し、この電気音響変換フィルム１０の伸縮によって、積層圧電素子１４が面方向に伸縮する。
　この積層圧電素子１４の面方向の伸縮によって、振動板１２が撓み、その結果、振動板１２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１２は、音を発生する。振動板１２は、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧の大きさに応じて振動して、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。
　すなわち、この電気音響変換器５０は、積層圧電素子１４をエキサイターとして用いるスピーカーである。

　図７に示す電気音響変換器５０において、積層圧電素子１４は、電気音響変換フィルム１０を３枚積層して、隣接する電気音響変換フィルム１０を、貼着層１９で貼着した構成を有する。各電気音響変換フィルム１０には、電気音響変換フィルム１０を伸縮させる駆動電圧を印加する電源ＰＳが接続される。
　なお、図７に示す積層圧電素子１４は、電気音響変換フィルム１０を、３層、積層したものであるが、本発明は、これに制限はされない。すなわち、積層圧電素子は、電気音響変換フィルム１０を複数層、積層したものであれば、電気音響変換フィルム１０の積層数は、２層でもよく、あるいは、４層以上であってもよい。この点に関しては、後述する図８に示す積層圧電素子５６および図９に示す積層圧電素子６０も、同様である。

　本発明においては、このように、電気音響変換フィルム１０を複数、積層した積層圧電素子１４を用いる電気音響変換器５０においても、電気音響変換器の熱膨張係数を１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃とする。これにより、電気音響変換器の圧電変換効率が低下することを抑制できる。

　なお、電気音響変換フィルムを複数、積層した積層圧電素子を用いる電気音響変換器の熱膨張係数は、複数の電気音響変換フィルム（積層圧電素子）と振動板とが積層された位置でサンプルを切り出して、電気音響変換フィルムの場合と同様の方法で測定すればよい。

　図７に示す積層圧電素子１４は、好ましい態様として、隣接する電気音響変換フィルム１０の分極方向を互いに逆にして、複数層（図７に示す例は３層）の電気音響変換フィルム１０を積層し、隣接する電気音響変換フィルム１０を貼着層１９で貼着した構成を有する。

　貼着層１９は、隣接する電気音響変換フィルム１０を貼着可能であれば、公知のものが、各種、利用可能である。
　従って、貼着層１９は、上述した、接着剤からなる層でも、粘着剤からなる層でも、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。
　ここで、積層圧電素子１４は、積層した複数枚の電気音響変換フィルム１０を伸縮させることで、振動板１２を振動させて、音を発生させる。従って、積層圧電素子１４は、各電気音響変換フィルム１０の伸縮が、直接的に伝達されるのが好ましい。電気音響変換フィルム１０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、電気音響変換フィルム１０の伸縮のエネルギーの伝達効率が低くなってしまい、積層圧電素子１４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１９は、粘着剤からなる粘着剤層よりも、固体で硬い貼着層１９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１９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。

　貼着層１９の厚さには制限はなく、貼着層１９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、図７に示す積層圧電素子１４は、貼着層１９が薄い方が、電気音響変換フィルム１０の伸縮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１９が厚く剛性が高いと、電気音響変換フィルム１０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１９は、圧電体層２０よりも薄いのが好ましい。すなわち、積層圧電素子１４において、貼着層１９は、硬く、薄いのが好ましい。具体的には、貼着層１９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。
　なお、後述するが、図７に示す積層圧電素子１４は、隣接する電気音響変換フィルムの分極方向が互いに逆であり、隣接する電気音響変換フィルム１０同士がショートする恐れが無いので、貼着層１９を薄くできる。

　図７に示す積層圧電素子１４においては、貼着層１９のバネ定数（厚さ×ヤング率）が高いと、電気音響変換フィルム１０の伸縮を拘束する可能性がある。従って、貼着層１９のバネ定数は電気音響変換フィルム１０のバネ定数と同等か、それ以下であるのが好ましい。
　具体的には、貼着層１９の厚さと、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２．０×１０⁶Ｎ／ｍ以下、５０℃において１．０×１０⁶Ｎ／ｍ以下であるのが好ましい。
　また、貼着層の動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚでの内部損失が、粘着剤からなる貼着層１９の場合には２５℃において１．０以下、接着剤からなる貼着層１９の場合には２５℃において０．１以下であるのが好ましい。

　なお、電気音響変換器５０を構成する積層圧電素子１４において、貼着層１９は、好ましい態様として設けられるものであり、必須の構成要素ではない。
　従って、電気音響変換器を構成する積層圧電素子は、貼着層１９を有さず、公知の圧着手段、締結手段、および、固定手段等を用いて、電気音響変換フィルム１０を積層して、密着させて、積層圧電素子を構成してもよい。例えば、電気音響変換フィルム１０が矩形である場合には、四隅をボルトナット等で締結して積層圧電素子を構成してもよく、または、四隅と中心部とをボルトナット等で締結して積層圧電素子を構成してもよい。あるいは、電気音響変換フィルム１０を積層した後、周辺部（端面）に粘着テープを貼着することで、積層した電気音響変換フィルム１０を固定して、積層圧電素子を構成してもよい。
　しかしながら、この場合には、電源ＰＳから駆動電圧を印加した際に、個々の電気音響変換フィルム１０が独立して伸縮してしまい、場合によっては、各電気音響変換フィルム１０各層が逆方向に撓んで空隙ができてしまう。このように、個々の電気音響変換フィルム１０が独立して伸縮した場合には、積層圧電素子としての駆動効率が低下してしまい、積層圧電素子全体としての伸縮が小さくなって、当接した振動板等を十分に振動させられなくなってしまう可能性がある。特に、各電気音響変換フィルム１０各層が逆方向に撓んで空隙ができてしまった場合には、積層圧電素子としての駆動効率の低下は大きい。
　この点を考慮すると、積層圧電素子は、図７に示す積層圧電素子１４のように、隣接する電気音響変換フィルム１０同士を貼着する貼着層１９を有するのが好ましい。

　後述するが、図７において、積層圧電素子１４は、隣接する電気音響変換フィルム１０の分極方向が逆である。そのため、隣接する電気音響変換フィルム１０では、下部電極２４同士および上部電極２６同士が対面する。従って、電源ＰＳは、交流電源でも直流電源でも、対面する電極には、常に同じ極性の電力を供給する。例えば、図７に示す積層圧電素子１４では、図中最下層の電気音響変換フィルム１０の上部電極２６と、２層目（真ん中）の電気音響変換フィルム１０の上部電極２６とには、常に同じ極性の電力が供給され、２層目の電気音響変換フィルム１０の下部電極２４と、図中最上層の電気音響変換フィルム１０の下部電極２４とには、常に同じ極性の電力が供給される。

　前述のとおり、電気音響変換フィルム１０の下部電極２４および上部電極２６に電圧を印加すると、印加した電圧に応じて圧電体粒子３６が分極方向に伸縮する。その結果、電気音響変換フィルム１０（圧電体層２０）が厚さ方向に収縮する。同時に、ポアゾン比の関係で、電気音響変換フィルム１０は、面内方向にも伸縮する。
　積層圧電素子１４は、電気音響変換フィルム１０を積層して貼着したものである。従って、電気音響変換フィルム１０が伸縮すれば、積層圧電素子１４も伸縮する。
　振動板１２は、貼着層１６によって積層圧電素子１４に貼着されている。従って、積層圧電素子１４の伸縮によって、振動板１２は撓み、その結果、振動板１２は、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１２は、音を発生する。すなわち、振動板１２は、電気音響変換フィルム１０に印加した電圧（駆動電圧）の大きさに応じて振動して、電気音響変換フィルム１０に印加した駆動電圧に応じた音を発生する。

　図７に示す積層圧電素子１４は、電気音響変換フィルム１０を、複数枚、積層したものである。積層圧電素子１４は、好ましい態様として、さらに、隣接する電気音響変換フィルム１０同士を、貼着層１９で貼着している。
　そのため、１枚毎の電気音響変換フィルム１０の剛性が低く、伸縮力は小さくても、電気音響変換フィルム１０を積層することにより、剛性が高くなり、積層圧電素子１４としての伸縮力は大きくなる。その結果、積層圧電素子１４は、振動板１２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１２を十分に撓ませて、厚さ方向に振動板１２を十分に振動させて、振動板１２に音を発生させることができる。
　また、圧電体層２０が厚い方が、電気音響変換フィルム１０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、積層圧電素子１４において、好ましい圧電体層２０の厚さは、最大でも３００μｍ程度であるので、個々の電気音響変換フィルム１０に印加する電圧が小さくても、十分に、電気音響変換フィルム１０を伸縮させることが可能である。

　ここで、電気音響変換器５０においては、積層圧電素子１４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１２の厚さとヤング率との積の、０．１～３倍であるのが好ましい。

　上述したように、本発明の電気音響変換フィルム１０は、良好な可撓性を有するものであり、この電気音響変換フィルム１０を積層した積層圧電素子１４も、良好な可撓性を有する。
　一方、振動板１２は、ある程度の剛性を有するものである。このような振動板１２に剛性の高い積層圧電素子１４が組み合わされると、硬く、曲げにくくなり、電気音響変換器５０の可撓性の点で不利である。
　これに対して、電気音響変換器は、好ましくは、積層圧電素子１４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１２の厚さとヤング率との積の、３倍以下である。すなわち、積層圧電素子１４は、ゆっくりとした動きに対しては、バネ定数が、振動板１２の３倍以下であるのが好ましい。
　このような構成を有することにより、電気音響変換器は、折り曲げる、および、丸める等の外力によるゆっくりした動きに対しては、柔らかく振舞うことができ、すなわち、ゆっくりとした動きに対して、良好な可撓性を発現する。
　電気音響変換器において、積層圧電素子１４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は、振動板１２の厚さとヤング率との積の、２倍以下であるのがより好ましく、１倍以下であるのがさらに好ましく、０．３倍以下であるのが特に好ましい。

　他方、積層圧電素子１４に利用される材料、好ましい積層圧電素子１４の構成等を考慮すると、積層圧電素子１４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は、振動板１２の厚さとヤング率との積の、０．１倍以上であるのが好ましい。

　電気音響変換器は、積層圧電素子１４の厚さと動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおける周波数１ｋＨｚ、２５℃での貯蔵弾性率との積が、振動板１２の厚さとヤング率との積の、０．３～１０倍であるのが好ましい。すなわち、積層圧電素子１４は、駆動された状態の早い動きでは、バネ定数が、振動板１２の０．３～１０倍であるのが好ましい。

　上述したように、電気音響変換器は、積層圧電素子１４の面方向の伸縮によって振動板１２を振動させることにより、音を発生する。従って、積層圧電素子１４は、オーディオ帯域の周波数（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）では、振動板１２に対して、ある程度の剛性（硬さ、コシ）を有するのが好ましい。
　電気音響変換器は、積層圧電素子１４の厚さと動的粘弾性測定から得られたマスターカーブにおける周波数１ｋＨｚ、２５℃での貯蔵弾性率との積を、振動板１２の厚さとヤング率との積の、好ましくは０．３倍以上、より好ましくは０．５倍以上、さらに好ましくは１倍以上とする。すなわち、積層圧電素子１４は、早い動きに対しては、バネ定数が、振動板１２の０．３倍以上であるのが好ましく、０．５倍以上であるのがより好ましく、１倍以上であるのがさらに好ましい。
　これにより、オーディオ帯域の周波数において、振動板１２に対する積層圧電素子１４の剛性を十分に確保して、電気音響変換器が、高いエネルギー効率で、高い音圧の音を出力できる。

　他方、積層圧電素子１４に利用可能な材料、好ましい積層圧電素子１４の構成等を考慮すると、積層圧電素子１４の厚さと動的粘弾性測定による周波数１ｋＨｚ、２５℃での貯蔵弾性率との積は、振動板１２の厚さとヤング率との積の、１０倍以下であるのが好ましい。

　上述した厚さと貯蔵弾性率との積に関しては、積層圧電素子１４に変えて、電気音響変換フィルム１０を用いて電気音響変換器を構成する場合（図６のような構成の場合）にも、同様である。

　図７に示す電気音響変換器５０は、好ましい態様として、上述したように、積層圧電素子１４は、隣接する電気音響変換フィルム１０の圧電体層２０の分極方向が、互いに逆である。
　電気音響変換フィルム１０において、圧電体層２０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、印加する電圧の極性は、図７に矢印で示す分極方向において、矢印が向かう方向側（矢印の下流側）の電極の極性と、逆側（矢印の上流側）の電極の極性とは、全ての電気音響変換フィルム１０で一致させる。
　図７に示す例においては、分極方向を示す矢印が向かう方向側の電極を下部電極２４、逆側の電極を上部電極２６として、全ての電気音響変換フィルム１０において、上部電極２６と下部電極２４との極性を同極性にする。
　従って、隣接する電気音響変換フィルム１０の圧電体層２０の分極方向が、互いに逆である積層圧電素子１４においては、隣接する電気音響変換フィルム１０では、一方の面で上部電極２６同士が対面し、他方の面で下部電極同士が対面する。そのため、積層圧電素子１４では、隣接する電気音響変換フィルム１０の電極同士が接触しても、ショート（短絡）する恐れがない。

　上述したように、積層圧電素子１４を良好なエネルギー効率で伸縮するためには、貼着層１９が圧電体層２０の伸縮を妨害しないように、貼着層１９を薄くするのが好ましい。
　これに対して、隣接する電気音響変換フィルム１０の電極同士が接触しても、ショートする恐れが無い図７に示す積層圧電素子１４では、貼着層１９が無くてもよく、好ましい態様として貼着層１９を有する場合でも、必要な貼着力が得られれば、貼着層１９を極めて薄くできる。
　そのため、高いエネルギー効率で積層圧電素子１４を伸縮させることができる。

　なお、上述したように、電気音響変換フィルム１０においては、厚さ方向の圧電体層２０の伸縮の絶対量は非常に小さく、電気音響変換フィルム１０の伸縮は、実質的に、面方向のみとなる。
　従って、積層される電気音響変換フィルム１０の分極方向が逆であっても、下部電極２４および上部電極２６に印加する電圧の極性さえ正しければ、全ての電気音響変換フィルム１０は同じ方向に伸縮する。

　なお、積層圧電素子１４において、電気音響変換フィルム１０の分極方向は、ｄ３３メーター等で検出すれば良い。
　または、上述した分極の処理条件から、電気音響変換フィルム１０の分極方向を知見してもよい。

　図７に示す積層圧電素子１４は、好ましくは、上述したように、長尺（大面積）の電気音響変換フィルムを作製し、長尺な電気音響変換フィルムを切断して、個々の電気音響変換フィルム１０とする。従って、この場合は、積層圧電素子１４を構成する複数枚の電気音響変換フィルム１０は、全て同じものである。
　しかしながら、本発明は、これに制限はされない。すなわち、電気音響変換器において、圧電積層体は、例えば、下部保護層２８および上部保護層３０を有する電気音響変換フィルムと有さない電気音響変換フィルムなど、異なる層構成の電気音響変換フィルムを積層した構成、および、圧電体層２０の厚さが異なる電気音響変換フィルムを積層した構成等、各種の構成が利用可能である。

　図７に示す電気音響変換器５０において、積層圧電素子１４は、複数枚の電気音響変換フィルム１０を、隣接する電気音響変換フィルム同士で分極方向を逆にして積層して、好ましい態様として、隣接する電気音響変換フィルム１０を貼着層１９で貼着したものである。
　本発明の積層圧電素子は、これに制限はされず、各種の構成が利用可能である。

　図８に、その一例を示す。なお、図８に示す積層圧電素子５６は、上述した積層圧電素子１４と同じ部材を、複数、用いるので、同じ部材には同じ符号を付し、説明は、異なる部位を主に行う。
　図８に示す積層圧電素子５６は、本発明における積層圧電素子のより好ましい態様であり、長尺な電気音響変換フィルム１０Ｌを、長手方向に、１回以上、好ましくは複数回、折り返すことにより、電気音響変換フィルム１０Ｌを複数層、積層したものである。また、上述した図７等に示す積層圧電素子１４と同様、図８に示される積層圧電素子５６も、好ましい態様として、折り返しによって積層された電気音響変換フィルム１０Ｌを、貼着層１９によって貼着している。
　厚さ方向に分極された長尺な１枚の電気音響変換フィルム１０Ｌを、折り返して積層することで、積層方向に隣接（対面）する電気音響変換フィルム１０Ｌの分極方向は、図８中に矢印で示すように、逆方向になる。

　この構成によれば、一枚の長尺な電気音響変換フィルム１０Ｌのみで積層圧電素子５６を構成でき、また、駆動電圧を印加するための電源ＰＳが１個で済み、さらに、電気音響変換フィルム１０Ｌからの電極の引き出しも、１か所でよい。
　そのため、図８に示す積層圧電素子５６によれば、部品点数を低減し、かつ、構成を簡略化して、圧電素子（モジュール）としての信頼性を向上し、さらに、コストダウンを図ることができる。

　図８に示す積層圧電素子５６のように、長尺な電気音響変換フィルム１０Ｌを折り返した積層圧電素子５６では、電気音響変換フィルム１０Ｌの折り返し部に、電気音響変換フィルム１０Ｌに当接して芯棒５８を挿入するのが好ましい。
　上述したように、電気音響変換フィルム１０Ｌの下部電極２４および上部電極２６は、金属の蒸着膜等で形成される。金属の蒸着膜は、鋭角で折り曲げられると、ヒビ（クラック）等が入りやすく、電極が断線してしまう可能性がある。すなわち、図８に示す積層圧電素子５６では、屈曲部の内側において、電極にヒビ等が入り易い。
　これに対して、長尺な電気音響変換フィルム１０Ｌを折り返した積層圧電素子５６において、電気音響変換フィルム１０Ｌの折り返し部に芯棒５８を挿入することにより、下部電極２４および上部電極２６が折り曲げられることを防止して、断線が生じることを好適に防止できる。

　本発明において、積層圧電素子は、導電性を有する貼着層１９を用いてもよい。特に、図８に示すような、長尺な１枚の電気音響変換フィルム１０Ｌを、折り返して積層した積層圧電素子５６では、導電性を有する貼着層１９は、好ましく利用される。
　図７および図８に示すような、隣接する電気音響変換フィルム１０の分極方向が逆である積層圧電素子においては、積層される電気音響変換フィルム１０において、対面する電極には、同じ極性の電力が供給される。従って、対面する電極間で短絡が生じることは無い。
　一方で、上述したように、電気音響変換フィルム１０Ｌを、折り返して積層した積層圧電素子５６は、鋭角的に折り返される屈曲部の内側において、電極の断線が生じやすい。
　従って、導電性を有する貼着層１９によって、積層した電気音響変換フィルム１０Ｌを貼着することにより、屈曲部の内側において電極の断線が生じても、貼着層１９によって導通を確保できるので、断線を防止して、積層圧電素子５６の信頼性を大幅に向上できる。

　ここで、積層圧電素子５６を構成する電気音響変換フィルム１０Ｌは、好ましくは、図１に示すように、下部電極２４および上部電極２６に対面して積層体を挟持するように、下部保護層２８および上部保護層３０を有する。
　この場合には、導電性を有する貼着層１９を用いても、導電性を確保できない。そのため、電気音響変換フィルム１０Ｌが保護層を有する場合には、積層される電気音響変換フィルム１０Ｌの下部電極２４同士および上部電極２６同士が対面する領域において、下部保護層２８および上部保護層３０に貫通孔を設けて、下部電極２４および上部電極２６と、導電性を有する貼着層１９とを接触させればよい。好ましくは、下部保護層２８および上部保護層３０に形成した貫通孔を銀ペーストまたは導電性の貼着剤で塞ぎ、その上で、導電性を有する貼着層１９で隣接する電気音響変換フィルム１０Ｌを貼着する。

　下部保護層２８および上部保護層３０の貫通孔は、レーザ加工、ならびに、溶剤エッチングおよび機械研磨などによる保護層の除去等によって形成すればよい。
　下部保護層２８および上部保護層３０の貫通孔は、好ましくは電気音響変換フィルム１０Ｌの屈曲部以外で、積層される電気音響変換フィルム１０Ｌの下部電極２４同士および上部電極２６同士が対面する領域に１か所でもよく、複数個所でもよい。または、下部保護層２８および上部保護層３０の貫通孔は、下部保護層２８および上部保護層３０の全面に、規則的または、不規則に形成してもよい。
　導電性を有する貼着層１９には、制限はなく、公知のものが、各種、利用可能である。

　以上の積層圧電素子は、積層された電気音響変換フィルム１０の分極方向が、隣接する電気音響変換フィルム１０で逆方向であるが、本発明は、これに制限はされない。
　すなわち、本発明において、電気音響変換フィルム１０を積層した積層圧電素子は、図９に示す積層圧電素子６０のように、圧電体層２０の分極方向が、全て同方向であってもよい。
　ただし、図９に示すように、積層する電気音響変換フィルム１０の分極方向が、全て同方向である積層圧電素子６０では、隣接する電気音響変換フィルム１０同士では、下部電極２４と上部電極２６とが対面する。そのため、貼着層１９を十分に厚くしないと、貼着層１９の面方向の外側の端部において、隣接する電気音響変換フィルム１０の下部電極２４と上部電極２６とが接触して、ショートしてしまう恐れがある。
　そのため、図９に示すように、積層する電気音響変換フィルム１０の分極方向が、全て同方向である積層圧電素子６０では、貼着層１９を薄くすることができず、図７および図８に示す積層圧電素子に対して、エネルギー効率の点で、不利である。

　以上、本発明の電気音響変換フィルムおよび電気音響変換器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、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明についてより詳細に説明する。

　［実施例１－１］
　＜塗料の調製＞
　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、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）で分散させて、圧電体層を形成するための塗料を調製した。

　（塗料）
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・・・・・１０質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・７０質量部
　なお、ＰＺＴ粒子は、市販のＰＺＴ原料粉を１０００～１２００℃で焼結した後、これを平均粒径５μｍになるように解砕および分級処理したものを用いた。

　＜塗料の塗布＞
　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、薄膜電極は、厚さ０．１μｍの銅蒸着薄膜であり、保護層は厚さ４μｍのＰＥＴフィルムとなる。
　このシート状物の薄膜電極（銅蒸着薄膜）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。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。

　＜塗料の乾燥＞
　次いで、シート状物の上に塗料を塗布した物を、１００℃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製の保護層の上に銅製の薄膜電極を有し、その上に、厚さが４０μｍの圧電体層（高分子複合圧電体）を形成してなる積層体を作製した。

　＜分極処理＞
　次に、この積層体の圧電体層を、分極処理した。

　＜シート状物の積層＞
　分極処理を行った積層体の上に、薄膜電極（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圧電体層と薄膜電極とを１２０℃で熱圧着した。

　＜エージング処理＞
　次いで、熱圧着後の積層体を７５℃で、７２時間熱処理を行った。
　以上の工程によって、電気音響変換フィルムを作製した。

　＜電気音響変換フィルムの熱膨張係数の測定＞
　熱機械分析装置（ＴＭＡ　ＮＥＴＺＳＣＨ社製　ＴＭＡ４０００ＳＥ）を用い、熱機械特性測定を実施した。サンプルサイズは５ｍｍ×２０ｍｍ、チャック間距離は１５ｍｍ、チャック部分の長さは上下ともに２．５±０．５ｍｍとなるようにした。
　サンプルを取り付けた後、－２０℃～６０℃の範囲で５℃／ｍｉｎで温度を変え、その際のチャック距離の変位量を計測した。また、荷重についてはサンプルに３ｇの一定加重をかけて計測した。
　続いて、－２０℃～６０℃の変位量のデータの近似直線の傾きを求め温度１℃変化あたりの変位量を求めた。さらに、その傾きをサンプルセット時のチャンキング間距離である１５ｍｍで割ることで、熱膨張係数を算出した。
　測定の結果、熱膨張係数は、１２ｐｐｍ／℃であった。

　［実施例１－２］
　圧電体層となる塗料の組成比を以下のようにした以外は実施例１－１と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　（塗料）
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・・・・・１５質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・７０質量部

　［実施例１－３］
　圧電体層となる塗料の組成比を以下のようにした以外は実施例１－１と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　（塗料）
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・・・・・３０質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・７０質量部

　［実施例１－４］
　熱圧着後の積層体のエージング処理の条件を６５℃で、７２時間の熱処理に変更した以外は、実施例１－３と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　［実施例１－５］
　熱圧着後の積層体のエージング処理の条件を５５℃で、７２時間の熱処理に変更した以外は、実施例１－３と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　［比較例１－１］
　圧電体層となる塗料の組成比を以下のようにした以外は実施例１－１と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　（塗料）
・ＰＺＴ粒子・・・・・・・・・・・・・・・３００質量部
・シアノエチル化ＰＶＡ・・・・・・・・・・・・５質量部
・ＤＭＦ・・・・・・・・・・・・・・・・・・７０質量部

　［比較例１－２］
　熱圧着後の積層体のエージング処理を行わなかった以外は、実施例１－３と同様にして電気音響変換フィルムを作製した。

　［評価］
　作製した電気音響変換フィルムの温度による音圧の変化を以下のようにして評価した。

　まず、作製した電気音響変換フィルムから、φ１５０ｍｍの円形試験片を切り出した。この試験片を、内径１３８ｍｍ、深さ９ｍｍのプラスチック製の丸形のケースの開口面を覆うように固定して、ケース内部の圧力を、１．０２気圧に維持した。これにより、変換フィルムをコンタクトレンズのように凸型に撓ませて圧電スピーカーとした。

　作製した圧電スピーカーを２５℃の環境に２４時間放置した。その後、２５℃で、圧電スピーカーの音圧レベル－周波数特性を、定電流型パワーアンプを用いたサイン波スイープ測定によって５０Ｈｚ～２０ｋＨｚの範囲で測定し、１ｋＨｚの音圧を求めた。なお、計測用マイクロフォンは、圧電スピーカーの中心の真上１０ｃｍの位置に配置した。

　次に、圧電スピーカーを６０℃の環境に２４時間放置した。その後、６０℃の環境で、上記と同様にして、圧電スピーカーの音圧レベル－周波数特性を測定し、１ｋＨｚの音圧を求めた。

　上記で求めた、２５℃の環境での音圧と６０℃の環境での音圧との差を算出した。音圧差が５ｄＢ未満であれば合格、５ｄＢ以上であれば不合格である。
　結果を表１に示す。

　表１から、本発明の実施例１－１～１－５は、比較例に比べて２５℃の環境における音圧と６０℃の環境における音圧との差が小さいことがわかる。すなわち、本発明の電気音響変換フィルムは、高温環境下において圧電変換効率が低下することを抑制できることがわかる。
　比較例１－１は圧電体層が脆く、高温環境下で圧電体層内の空隙が膨張したことによる損傷があり、音圧が著しく低下してしまった。
　また、比較例１－２は、高温環境下で圧電体層内の圧電体粒子間の間隔が広がって音圧が低下してしまった。
　また、実施例１－１～１－５の対比から、電気音響変換フィルムの熱膨張係数は１６ｐｐｍ／℃～７０ｐｐｍ／℃が好ましいことがわかる。

　［実施例２－１］
　厚さ２００μｍのＰＥＴフィルムの両面に酸化珪素膜が３０μｍ蒸着されたシートをＡ４サイズにカットし、振動板として準備した。
　実施例２で作製した電気音響変換フィルムを５ｃｍ×１０ｃｍにカットし、片面側全面に厚さ１０μｍの両面テープを貼り付け、Ａ４サイズの振動板の中央部に貼り付けた。次いでＡ４サイズ振動板の両方の短辺をプラスチック棒に固定し、電気音響変換器を作製した。

　＜電気音響変換器の熱膨張係数の測定＞
　熱機械分析装置（ＴＭＡ　ＮＥＴＺＳＣＨ社製　ＴＭＡ４０００ＳＥ）を用い、熱機械特性測定を実施した。サンプルサイズは５ｍｍ×２０ｍｍとし、電気音響変換フィルムと振動板が貼り合わさって同一面積含まれる部分を前記サイズとなるよう切り出した。チャック間距離は１５ｍｍ、チャック部分の長さは上下ともに２．５±０．５mmとなるようにした。
　つぎに－２０℃～６０℃の範囲で５℃／ｍｉｎで温度を変え、その際のチャック距離の変位量を計測した。また、荷重についてはサンプルに３ｇの一定加重をかけて計測した。
　続いて－２０℃～６０℃の変位量のデータの近似直線の傾きを求め温度１℃変化あたりの変位量を求めた。さらに、その傾きをサンプルセット時のチャンキング間距離である１５ｍｍで割ることで、熱膨張係数を算出した。
　測定の結果、熱膨張係数は、２１ｐｐｍ／℃であった。

　＜電気音響変換フィルムと振動板の熱膨張係数の差の測定＞
　作製した電気音響変換器から以下のようにして、振動板を削りとり、電気音響変換フィルムを取り出し、５ｍｍ×２０ｍｍのサンプルサイズにカットした。
　電気音響変換器から振動板を削り取るため、はじめに電気音響変換器面内にある振動板のみの部分の厚みを東京精密製ミニコムにより測定した。面内の測定位置は振動板のみの部分の面積が平均±１０％の範囲で同一となるように均等に１０区画に分割し、各区画の中でｎ＝５回ずつランダムな位置で厚み測定を行って、１０区画×ｎ＝５の５０点の厚みを平均して振動板の代表厚みを求めた。次いで電気音響変換フィルムが張り付けてある部分の電気音響変換器の厚みを５ｍｍ以上の間隔をあけてｎ＝５点測定を行い、電気音響変換器の平均厚みを求めた。
　次いでフライス盤上に電気音響変換器をフジコピアン製フィックスフィルムを使用して固定した。次いでフライス盤での振動板切削を行い、２０ｍｍ×６０ｍｍの面積の振動板が除去された電気音響変換フィルムを取り出した。電気音響変換器から振動板が除去され、電気音響変換フィルムが取り出せたか否かの確認は、フライス切削されて残った電気音響変換フィルムを含む層の厚みが（「上記で求めた電気音響変換器の厚み」－「上記で求めた振動板の厚み」）±５μｍの範囲に入るか否かで行った。残った電気音響変換フィルムを含む層の厚みは面内を５ｍｍ以上の間隔をあけてｎ＝５点測定を行い平均厚みとした。ここでの電気音響変換フィルムは上記で定義した厚み範囲となっていれば、わずかに振動板の残留物や、振動板と電気音響変換フィルムを接着する両面テープが残留していてもよい。

　振動板は、電気音響変換フィルムが接着されていない部分であってかつ、電気音響変換フィルム接着部分近傍４ｃｍ以内の振動板を５ｍｍ×２０ｍｍのサンプルサイズにカットした。
　これらのサンプルで上記と同様の熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いた熱機械特性測定を行うことで、それぞれの熱膨張係数を求め、電気音響変換フィルムと振動板の熱膨張係数の差の絶対値を求めた。
　測定の結果、電気音響変換フィルムと振動板の熱膨張係数の差は、０ｐｐｍ／℃であった。

　＜電気音響変換フィルムの動的粘弾性特性の測定＞
　作製した電気音響変換器から、以下のようにして振動板を削りとり、電気音響変換フィルムを取り出した。
　電気音響変換機から振動板を削り取るため、はじめに電気音響変換器面内にある振動板のみの部分の厚みを東京精密製ミニコムにより測定した。面内の測定位置は振動板のみの部分の面積が平均±１０％の範囲で同一となるように均等に１０区画に分割し、各区画の中でｎ＝５回ずつランダムな位置で厚み測定を行って、１０区画×ｎ＝５の５０点の厚みを平均して振動板の代表厚みを求めた。次いで電気音響変換フィルムが張り付けてある部分の電気音響変換器の厚みを５ｍｍ以上の間隔をあけてｎ＝５点測定を行い、電気音響変換器の平均厚みを求めた。
　次いでフライス盤上に電気音響変換器をフジコピアン製フィックスフィルムを使用して固定した。次いでフライス盤での振動板切削を行い、２０ｍｍ×６０ｍｍの面積の振動板が除去された電気音響変換フィルムを取り出した。電気音響変換器から振動板が除去され、電気音響変換フィルムが取り出せたか否かの確認は、フライス切削されて残った電気音響変換フィルムを含む層の厚みが（「上記で求めた電気音響変換器の厚み」－「上記で求めた振動板の厚み」）±５μｍの範囲に入るか否かで行った。残った電気音響変換フィルムを含む層の厚みは面内を５ｍｍ以上の間隔をあけてｎ＝５点測定を行い平均厚みとした。ここでの電気音響変換フィルムは上記で定義した厚み範囲となっていれば、わずかに振動板の残留物や、振動板と電気音響変換フィルムを接着する両面テープが残留していてもよい。

　動的粘弾性試験機（ＳＩＩナノテクノロジー　ＤＭＳ６１００粘弾性スペクトロメーター）を使用して動的粘弾性を測定した。サンプル面積は１０ｍｍ×４０ｍｍとし、測定条件は、測定温度範囲：－２０℃～１００℃、昇温速度：２℃／ｍｉｎ、測定周波数：１．０Ｈｚ、測定モード：引っ張り測定として、サンプルの動的粘弾性（損失正接Ｔａｎδ）の測定を行った。
　測定の結果から、電気音響変換フィルムの、周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）は０．０４であった。

　［実施例２－２］
　実施例１－３で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－３］
　実施例１－５で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－４］
　振動板として厚さ３００μｍのＰＥＴフィルムを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。なお、この振動板は、酸化珪素膜を有さないＰＥＴフィルムである。

　［実施例２－５］
　実施例１－３で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－４と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－６］
　実施例１－５で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－４と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－７］
　振動板として厚さ３００μｍのポリカーボネートフィルムを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－８］
　実施例１－３で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－７と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－９］
　実施例１－５で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－７と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－１０］
　シアノエチル化ＰＶＡに代えて、シアノエチル化プルラン（信越化学工業株式会社製）を用いた以外は、実施例１－５と同様にして作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－９と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［実施例２－１１］
　振動板として厚さ３００μｍのポリエチレンフィルムを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［比較例２－１］
　比較例１－１で作製した電気音響変換フィルムを用い、振動板として１００μｍのＰＥＴフィルムの両面に５０μｍの酸化ケイ素膜を蒸着したものを用いた以外は実施例２－１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［比較例２－２］
　比較例１－１で作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は実施例２－１１と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［比較例２－２］
　シアノエチル化ＰＶＡに代えて、シアノエチル化プルラン（信越化学工業株式会社製）を用いた以外は、比較例１－１と同様にして作製した電気音響変換フィルムを用いた以外は比較例２－２と同様にして電気音響変換器を作製した。

　［評価］
　＜高温環境下での音圧の変化＞
　作製した電気音響変換器の温度による音圧の変化を以下のようにして評価した。
　作製した電気音響変換器を２５℃の環境に２４時間放置した。その後、２５℃で、電気音響変換器の音圧レベル－周波数特性を、定電流型パワーアンプを用いたサイン波スイープ測定によって５０Ｈｚ～２０ｋＨｚの範囲で測定し、１ｋＨｚの音圧を求めた。なお、計測用マイクロフォンは、電気音響変換フィルムが貼り付けてある中心の真上１０ｃｍの位置に配置した。

　次に、電気音響変換器を６０℃の環境に２４時間放置した。その後、６０℃の環境で、上記と同様にして、電気音響変換器の音圧レベル－周波数特性を測定し、１ｋＨｚの音圧を求めた。

　上記で求めた、２５℃の環境での音圧と６０℃の環境での音圧との差を算出した。音圧差が５ｄＢ未満であれば合格、５ｄＢ以上であれば不合格である。

　＜温度サイクル試験前後の音圧の変化＞
　作製した電気音響変換器を２５℃から６０℃まで５℃／ｍｉｎで昇温させ、次いで６０℃から２５℃まで５℃／ｍｉｎで冷却し、１回の温度サイクル試験をおこなった。この温度サイクル試験を５０サイクル連続で繰り返し、サイクル終了後の電気音響変換器を２５℃環境に２４時間慣らした後に２５℃での音圧の評価を行った。音圧の評価方法は上記と同様の音圧レベル－周波数特性の測定から１ｋＨｚの音圧を求めた。
　次いで、サイクル試験前の２５℃における音圧と、サイクル試験後の音圧とを比較した。
　結果を表２に示す。

　表２から、本発明の実施例２－１～２－１１は、比較例に比べて２５℃の環境における音圧と６０℃の環境における音圧との差が小さいことがわかる。すなわち、本発明の電気音響変換器は、高温環境下において圧電変換効率が低下することを抑制できることがわかる。
　比較例２－１は圧電体層が脆く、高温環境下で圧電体層内の空隙が膨張したことによる損傷があり、音圧が著しく低下してしまった。
　また、比較例２－２、比較例２－３は、高温環境下で圧電体層内の圧電体粒子間の間隔が広がって音圧が低下してしまった。

　また、実施例２－１～２－１１の対比から、電気音響変換器の熱膨張係数は１６ｐｐｍ／℃～７０ｐｐｍ／℃が好ましいことがわかる。
　また、実施例２－１～２－３の対比、実施例２－４～２－６の対比、実施例２－７～２－９の対比、実施例２－１０および２－１１の対比等から、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と振動板の熱膨張係数の差は小さいほど、高温環境下での音圧低下が小さく、また、温度サイクル試験前後での音圧の低下が小さいことがわかる。特に、電気音響変換フィルムの熱膨張係数と振動板の熱膨張係数の差が８０ｐｐｍ／℃超である実施例２－１１は、熱膨張係数の差が大きいため、電気音響変換フィルムと振動板との間で部分的に剥がれが生じて音圧が低下した。
　また、実施例２－９および実施例２－１０の対比から、電気音響変換フィルムの、周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）は０．０３以上が好ましいことがわかる。
　以上から本発明の効果は明らかである。

　スピーカーおよびマイクロフォン等の音響機器、ならびに、感圧センサなど、各種の用途に好適に利用可能である。

　１０，１０Ｌ　電気音響変換フィルム
　１０ａ、１０ｃ　シート状物
　１０ｂ　積層体
　１２　振動板
　１４，５６，６０　積層圧電素子
　１６，１９　貼着層
　２０　圧電体層
　２０ａ　上面
　２４　下部電極
　２６　上部電極
　２８　下部保護層
　３０　上部保護層
　３４　マトリックス
　３６　圧電体粒子
　４３　ケース
　４５　圧電スピーカー
　４５ａ　立上がり部
　４６　粘弾性支持体
　４８　枠体
　５０、５１　電気音響変換器
　５８　芯棒
　ＰＳ　電源
　ｇ　間隔

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、および、前記高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムであって、
　前記電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換フィルム。
　前記電極層の、前記高分子複合圧電体側の面とは反対側の面に積層された保護層を有する請求項１に記載の電気音響変換フィルム。
　前記高分子複合圧電体が厚さ方向に分極されたものである請求項１または２に記載の電気音響変換フィルム。
　前記高分子複合圧電体が圧電特性に面内異方性を有さない請求項１～３のいずれか一項に記載の電気音響変換フィルム。
　前記高分子材料が常温で粘弾性を有する請求項１～４のいずれか一項に記載の電気音響変換フィルム。
　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、および、前記高分子複合圧電体の両面に形成される電極層を有する電気音響変換フィルムと、前記電気音響変換フィルムに積層される振動板と、を有する電気音響変換器であって、
　前記電気音響変換器の熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である電気音響変換器。
　前記電気音響変換フィルムの熱膨張係数と、前記振動板の熱膨張係数との差の絶対値が、０ｐｐｍ／℃～８０ｐｐｍ／℃である請求項６に記載の電気音響変換器。
　前記電気音響変換フィルムの熱膨張係数が１２ｐｐｍ／℃～１００ｐｐｍ／℃である請求項６または７に記載の電気音響変換器。
　前記電気音響変換フィルムの動的粘弾性測定による周波数１Ｈｚ、６０℃における損失正接（Ｔａｎδ）が０．０３以上である請求項６～８のいずれか一項に記載の電気音響変換器。
　前記電気音響変換フィルムは、前記電極層の、前記高分子複合圧電体側の面とは反対側の面に積層された保護層を有する請求項６～９のいずれか一項に記載の電気音響変換器。