压电振动体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及使用了由聚乳酸构成的取向膜层的压电振动体。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中，公开了使透明压电膜扬声器弯曲地设置于便携式电话的显示面而从广的范围输出声音来提高从扬声器的听取性能的技术。而且，具体地公开的是，提出了如下方法:通过在施加电荷时示出相反方向的伸缩举动的所谓的双压电晶片元件(bimorph)构造来层叠长方形的PVDF (聚偏氟乙稀)的膜的厚度方向的一个表层侧和另一个表层侧并且固定该2个短边，通过使膜弯曲的振动来发出声音。
[0003]此外，在专利文献2中，提出了如下的压电扬声器:在高分子压电片材在沿着主面的方向上设置有效电极部分，分割该有效电极部分，以在相邻的有效电极部分在该压电片材的厚度方向上产生的电场矢量彼此为相反方向的方式施加电荷，由此，即使固定四边形的压电片材的4边，压电片材也能够弯曲来输出声音。此外，作为构成压电片材的高分子，提出了作为手性(chiral)高分子的L-聚乳酸。
[0004]进而，本发明者们在专利文献3、专利文献4中提出了能够通过层叠由聚L-乳酸、聚D-乳酸构成的层来使位移的力变大。
[0005]可是，为了将压电体粘贴于振动板来发出声音，存在通过压电体的伸缩位移来使振动板产生弯曲而以弯曲振动发出声音的方式、以及通过压电体在面内进行伸缩来使贴合的振动板产生面内振动而利用其共振发出声音的方式。然后，与PZT等压电陶瓷相比，由高分子构成的压电体的压电率低，其力也弱，因此，不适于使硬的振动板共振，而如上述的专利文献I和2那样，使用了利用压电体的弯曲振动的方式。
[0006]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本特开2003-244792号公报；
专利文献2:国际公开2009/50236号小册子；
专利文献3:日本特开2011-243606号公报；
专利文献4:日本特开2011-153023号公报。
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种能够在电压施加时有效地发出声波而瞬时地显现被称为触觉(haptics)感的振动的压电振动体。
[0008]用于解决课题的方案
本发明是，一种压电振动体，包括交替地层叠有由聚乳酸构成的取向膜层和导电层的压电层叠体、以及把持其两端部的把持具，(i)压电层叠体以如下方式进行层叠:隔着取向膜层相邻的导电层的一个短路到负极，另一个短路到正极，在流动电流时，被各导电层所夹持的取向膜层的伸缩方向为相同方向，(ii)压电层叠体具有与取向膜层的面方向平行的2个平行表面、以及被这些平行表面所夹持并且彼此平行的2个端面A和B，(iii)所述把持的两端部分别包含端面A和端面B，并且，通过把持具向端面A与B之间的压电层叠体施加应力。
[0009]此外，本发明的压电振动体的优选的方式是具备如下的至少任一个的压电振动体:压电层叠体的形状为带状的压电振动体、把持两端部的把持具被固定于振动板而通过把持具向压电层叠体施加的应力为伸张应力的压电振动体1、所述端面A和B位于压电层叠体的长尺寸方向的两端的压电振动体1、通过把持具向压电层叠体施加的应力为压缩应力的压电振动体2、此外，位于两端部的把持具的位置被固定的压电振动体2或位于两端部的把持具的位置配合压电层叠体的伸缩而可动的压电振动体2、以及端面A和B位于与压电层叠体的长尺寸方向平行的两端的压电振动体2、压电层叠体的取向膜层的层数为3以上的压电振动体、各取向膜层的厚度分别为25 μπι以下的压电振动体、各取向膜层为从包括由将聚L-乳酸作为主要成分的树脂L构成的取向膜层L以及由将聚D-乳酸作为主要成分的树脂D构成的取向膜层D的组中选择的至少I种的压电振动体、压电层叠体的最大伸缩方向为与端面A和B平行或正交的方向的压电振动体、导电层的表面电阻系数为I X 14 Ω / 口以下的压电振动体、以及被用于压电扬声器或信号输入装置的压电振动体。
[0010]发明效果
在本发明的压电振动体中，将取向膜层隔着导电层层叠多个并且以在施加电荷时各取向膜层的伸缩为相同方向的方式进行层叠来形成压电层叠体，并且，通过处于压电层叠体的两端部的把持具向压电层叠体施加应力。其结果是，本发明的压电振动体能够高效地将压电层叠体的振动变为声波来作为被称为触觉感的振动进行传递。
【附图说明】
[0011]图1是在本发明中使用的带导电层膜层A (5)和带导电层膜层B (6)的一个例子的立体图。
[0012]图2是层叠多个在本发明中使用的带导电层膜层A (5)和带导电层膜层B (6)时的立体图。
[0013]图3是通过图2的层叠得到的压电层叠体的立体图。
[0014]图4是示出图3的压电层叠体的每一个的面的概略图。
[0015]图5是对图3的压电层叠体赋予电极(10)时的立体图。
[0016]图6是从y方向观察图5的压电层叠体时的平面图。
[0017]图7是示出在长方形的取向膜层流动电流时的变形的平面图。
[0018]图8是示出在长方形的取向膜层流动电流时的变形的另一平面图。
[0019]图9是示出在长方形的取向膜层流动电流时的变形的另一平面图。
[0020]图10是示出在本发明中所使用的压电层叠体的另一优选方式的立体图。
[0021]图11是示出在本发明中所使用的压电层叠体的另一优选方式的立体图。
[0022]图12是示出在本发明中所使用的压电层叠体的另一优选方式的立体图。
[0023]图13是示出在本发明中所使用的压电层叠体的另一优选方式的立体图。
[0024]图14是从正面观察本发明的压电振动体的平面图。
[0025]图15是从上方观察本发明的压电振动体的平面图。
[0026]图16是从正面观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0027]图17是从上方观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0028]图18是从正面观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0029]图19是从上方观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0030]图20是从正面观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0031]图21是从上方观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0032]图22是从正面观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0033]图23是从上方观察本发明的压电振动体的另一优选方式的平面图。
[0034]图24是示出压电层叠体的把持方法的例子。
[0035]图25是示出压电层叠体的把持方法的例子。
[0036]图26是示出压电层叠体的把持方法的例子。
[0037]图27是示出压电层叠体的把持方法的例子。
【具体实施方式】
[0038]首先，使用图来对本发明中的压电层叠体和本发明的压电振动体进行说明。
[0039]图1是在本发明中使用的带导电层膜层A和带导电层膜层B的一个例子的立体图。图1中的附图标记I是取向膜层A、附图标记2是取向膜层B、附图标记3是导电层A、附图标记4是导电层B、附图标记5是在左侧具有没有导电层的富余(margin)的带导电层膜层A、附图标记6是在右侧具有没有导电层的富余的带导电层膜层B。
[0040]图2是层叠多个在本发明中使用的带导电层膜层A和带导电层膜层B时的立体图。在图2中示出了交替地并且以导电层交替地存在于一个端且不存在于另一个端的方式层叠在图1中示出的带导电层膜层A和带导电层膜层B。
[0041]图3是通过图2的层叠得到的压电层叠体(附图标记11)的立体图。导电层和取向膜层交替地并且以隔着取向膜层相邻的导电层的一个能够短路到负极而另一个能够短路到正极的方式进行层叠。通过采用这样的层叠，从而能够对相邻的取向膜层在其厚度方向上施加相反的电荷。因此，被各导电层所夹持的取向膜层需要以在流动电流时伸缩方向成为相同方向的方式进行层叠。当在压电层叠体的一部分存在伸缩方向不同的树脂时，变为压电特性抵消的状况，破坏使振动板共振的效果。像这样，关于使压电层叠体中的取向膜层的伸缩方向一致的方法，虽然不特别限制，但是，如后述那样，使取向膜层A为由聚L乳酸构成的膜层并且使取向膜层B为由聚D乳酸构成的膜层是简便而高效的。
[0042]图4是示出图3的压电层叠体的每一个的面的概略图。图4中的附图标记7为位于压电层叠体的层叠方向并且与取向膜层的面方向平行的2个面，在本发明中以下称为压电层叠体的平行表面。而且，该平行表面为在以往的压电扬声器中粘贴于振动板来赋予振动的面。图4中的附图标记8和9为被上述平面表面所夹持的面，在本发明中以下称为端面。此外，在该端面中，附图标记8为与压电层叠体的长尺寸方向平行的端面，附图标记9为不与压电层叠体的长尺寸方向平行的端面。而且，将相对的端面分别称为端面A和端面Bo因此，在图4中，在端面A为由附图标记8所示的面的情况下，以下，底面称为端面B。
[0043]图5是对图3的压电层叠体(11)赋予电极(10)时的立体图。附图标记10为用于短路到例如阴极(或正极)的电极。关于这样的电极，只要能够在不使相邻的导电层短路的情况下交替地短路到正极和阴极，则不进行限制，例如可举出后述的银浆料等。当然，也可以在不赋予电极的情况下在每一个导电层直接设置导线。
[0044]图6是从y方向观察图5的压电层叠体时的平面图。相邻的导电层交替地短路到每一个电极。再有，如图6所示，在将压电层叠体中的取向膜层的数量设为η时，导电层的层数为η+1是优选的。通过这样做，从而能够在压电层叠体中的取向膜层的全部流动电流来显现压电特性。
[0045]可是，使用图7~图9来说明在由作为螺旋(helical)手性的高分子的聚乳酸构成的取向膜层流动电流时的主取向方向和由压电造成的变形的关系。图7~9是示出在长方形的取向膜层流动电流时的变形的平面图。图7~图9中的a是取向膜层的主取向方向，简而言之，是延伸最多的方向。而且，在由聚乳酸构成的取向膜层的厚度方向上流动电流的情况下，从实线的长方形产生由虚线所示的平行四边形那样的剪切(shear)变形。而且，附图标记b示出该膜面内的面内位移最大的方向，在由聚乳酸构成的取向膜中，由该附图标记b所示的方向相对于由附图标记a所示的方向倾斜45°。再有，为了今后的说明，在将取向膜层裁剪为长方形的情况下，有时用取向膜层的长尺寸方向与主取向轴形成的角度而称为0°切(cut)、45°切、90°切。附带地，图7是0°切，图8是45°切，图9是90°切。
[0046]再有，本发明中的压电层叠体不限定于上述的图1~图6所示的压电层叠体，作为其他的优选方式，在图10~图13中示出其一个例子。
[0047]在图10~图13中，从上到下存在5个图，从上起第一个和第二个图是相当于上述图1的图，从上起第三个图是相当于上述图2的图，从上起第四个图是相当于上述图3的图，从上起第五个图相当于上述图5。而且，图10是使用在右上角具有富余的带导电层膜层A和在右下角具有富余的带导电层膜层B的情况下的图，图11是使用在右下角具有富余的