(57)【要約】      （修正有）【課題】高分子マトリクス中に圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体であって、高い圧電特性を有し、スピーカやマイクロフォン等に利用される電気音響変換フィルムなどに用いられる高分子複合圧電体を提供する。【解決手段】高分子材料からなるマトリックス１２中に、圧電体粒子１４を分散してなる構成を有し、圧電体粒子１４がジルコン酸チタン酸鉛であり、かつ、１つの圧電体粒子１４の中に、正方晶と菱面体晶とが混在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料からなるマトリックス中に、圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体であって、
前記圧電体粒子が、一般式Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3で示されるジルコン酸チタン酸鉛を主成分とするものであり、かつ、１つの前記圧電体粒子の中に、正方晶と菱面体晶とが混在していることを特徴とする高分子複合圧電体。
【請求項２】
エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した前記圧電体粒子の組成において、１つの前記圧電体粒子の中に、前記一般式のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる領域が混在している請求項１に記載の高分子複合圧電体。
【請求項３】
全ての前記圧電体粒子の前記一般式のｘの平均が０．５２±０．１０である請求項１または２に記載の高分子複合圧電体。
【請求項４】
前記圧電体粒子が多結晶体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【請求項５】
エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した前記圧電体粒子の組成において、前記多結晶体を構成する一次粒子の前記一般式のｘが０．３〜０．７であり、かつ、１つの前記圧電体粒子の中に、このｘが互いに異なる一次粒子が混在している請求項４に記載の高分子複合圧電体。
【請求項６】
エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した前記圧電体粒子の組成において、１つの前記圧電体粒子の中に、前記一般式のｘが、全ての圧電体粒子の平均＋０．１以上の領域と、全ての圧電体粒子の平均−０．１以下の領域とが混在している請求項１〜５のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【請求項７】
レーザ散乱粒度測定装置で計測した前記圧電体粒子の粒子径において、メジアン径（Ｄ50）が２〜５μｍである請求項１〜６のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【請求項８】
レーザ散乱粒度測定装置で計測した前記圧電体粒子の粒子径において、粒子径が１０μｍ以上の圧電体粒子が、全圧電体粒子の５〜３０ｖｏｌ％である請求項１〜７のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【請求項９】
レーザ散乱粒度測定装置で計測した前記圧電体粒子の粒子径において、粒子径が１０μｍ以下の圧電体粒子が、全圧電体粒子の１０ｖｏｌ％以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【請求項１０】
前記高分子マトリクスが、常温で粘弾性を有する高分子材料からなるものである請求項１〜９のいずれか１項に記載の高分子複合圧電体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピーカやマイクロフォン等に利用される電気音響変換フィルムなどに用いられる高分子複合圧電体に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬディスプレイなど、プラスチック等の可撓性基板を用いたフレキシブルディスプレイの開発が進められている。
このようなフレキシブルディスプレイを、テレビジョン受像機等のように画像と共に音声を再生する画像表示装置兼音声発生装置として使用する場合、音声を発生するための音響装置であるスピーカが必要である。
ここで、従来のスピーカ形状としては、漏斗状のいわゆるコーン型や、球面状のドーム型等が一般的である。しかしながら、これらのスピーカを上述のフレキシブルディスプレイに内蔵しようとすると、フレキシブルディスプレイの長所である軽量性や可撓性を損なう虞れがある。また、スピーカを外付けにした場合、持ち運び等が面倒であり、曲面状の壁に設置することが難しくなり美観を損ねる虞れもある。
【０００３】
このような中、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可能なスピーカとして、シート状で可撓性を有する圧電フィルムを採用することが、例えば、特許文献１に開示されている。
圧電フィルムとは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：Poly VinyliDene Fluoride）の一軸延伸フィルムを高電圧で分極処理したもので、印加電圧に応答して伸縮する性質を有している。
【０００４】
ここで、圧電フィルムからなるスピーカを一体化した、平面視形状が長方形のフレキシブルディスプレイを、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し、画面表示を縦横切り替えて使用する場合、画像表示面は縦方向のみならず横方向にも湾曲できることが好ましい。
ところが、一軸延伸されたＰＶＤＦからなる圧電フィルムは、その圧電特性に面内異方性があるため、同じ曲率でも曲げる方向によって音質が大きく異なってしまう。
【０００５】
これに対して、圧電特性に面内異方性がない、シート状で可撓性を有する圧電材料としては、高分子マトリックス中に圧電体粒子を分散させた高分子複合圧電体が挙げられる。
例えば、非特許文献１には、圧電体であるＰＺＴセラミックスの粉末を溶媒流延または熱間混練によりＰＶＤＦと混合させた高分子複合圧電体によって、ＰＶＤＦのしなやかさとＰＺＴセラミックスの高い圧電特性とを両立した高分子複合圧電体が開示されている。
【０００６】
ここで、このような高分子複合圧電体では、圧電特性、すなわち伝達効率を高めるためには、マトリックスに対する圧電体粒子の割合を増やすのが好ましい。しかしながら、高分子複烏合圧電体においては、マトリックスに対する圧電体粒子の量が多くなると、硬く、かつ、脆くなるという問題が有る。
この問題を解決する方法として、非特許文献２には、非特許文献１に記載される高分子複合圧電体において、ＰＶＤＦにフッ素ゴムを添加することで、可撓性を維持させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９４４９３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】北山豊樹、昭和４６年電子情報通信学会総合全国大会講演論文集、３６６（１９７１）
【非特許文献２】白井誠一、野村博昭、大賀寿郎、山田武、大口信樹、電子情報通信学会技術研究報告、２４、１５（１９８０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献１および非特許文献２にも示されるように、高分子複合圧電体の圧電体粒子としては、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）粒子が利用されている。
ＰＺＴは、一般式Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3で示される組成を有する、良好な圧電特性を有する圧電材料である。
【００１０】
このようなＰＺＴ粒子は、通常、原料となる酸化鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末および酸化チタン粉末とを混合して、焼成することで作製される（ＰＺＴセラミックス（圧電セラミックス））。また、ＰＺＴ粒子は、高い圧電特性を得るために、通常、最終的に１１００〜１２００℃程度で３〜５時間焼成され、焼結体とされる。
【００１１】
また、ＰＺＴのようなペロブスカイト構造をとる強誘電体では、組成を相転移境界（ＭＰＢ（モルフォトロピック相境界））組成とすることで、高い圧電特性が得られることが知られている。ＰＺＴのＭＰＢ組成は、前述の一般式のｘが０．５２（すなわち、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3）付近の組成である。
焼成によるセラミックス粒子の製造では、得られる粒子のＺｒとＴｉとの組成比は、原料粉の組成（いわゆる仕込み組成）と、ほぼ一致する。従って、ＭＰＢ組成のＰＺＴ粒子は、焼結体の原料粉末において、酸化ジルコニウム粉末と酸化チタン粉末とが０．５２：０．４８のモル比になるように仕込むことで、作製できる。
【００１２】
焼結されたＭＰＢ組成のＰＺＴ粒子を用いることにより、良好な圧電特性を有する高分子複合圧電体を得ることができる。
しかしながら、近年の高分子複合圧電体の圧電特性に対する要求は、ますます、厳しくなっており、より高い圧電特性を有する高分子複合圧電体の出現が望まれている。
【００１３】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、高分子マトリックスに圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体であって、圧電体粒子としてＰＺＴ粒子を用い、より高い圧電特性を発現する高分子複合圧電体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような問題を解決するために、本発明の高分子複合圧電体は、高分子材料からなるマトリックス中に、圧電体粒子を分散してなる高分子複合圧電体であって、圧電体粒子が、一般式Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3で示されるジルコン酸チタン酸鉛を主成分とするものであり、かつ、１つの圧電体粒子の中に、正方晶と菱面体晶とが混在していることを特徴とする高分子複合圧電体を提供する。
【００１５】
このような本発明の高分子複合圧電体において、エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した圧電体粒子の組成において、１つの圧電体粒子の中に、一般式のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる領域が混在しているのが好ましい。
また、全ての圧電体粒子の一般式のｘの平均が０．５２±０．１０であるのが好ましい。
また、圧電体粒子が多結晶体であるのが好ましい。
また、エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した圧電体粒子の組成において、多結晶体を構成する一次粒子の一般式のｘが０．３〜０．７であり、かつ、１つの圧電体粒子の中に、このｘが互いに異なる一次粒子が混在しているのが好ましい。
また、エネルギ分散型Ｘ線分析によって測定した圧電体粒子の組成において、１つの圧電体粒子の中に、一般式のｘが、全ての圧電体粒子の平均＋０．１以上の領域と、全ての圧電体粒子の平均−０．１以下の領域とが混在しているのが好ましい。
また、レーザ散乱粒度測定装置で計測した圧電体粒子の粒子径において、メジアン径（Ｄ50）が２〜５μｍであるのが好ましい。
また、レーザ散乱粒度測定装置で計測した圧電体粒子の粒子径において、粒子径が１０μｍ以上の圧電体粒子が、全圧電体粒子の５〜３０ｖｏｌ％であるのが好ましい。
また、レーザ散乱粒度測定装置で計測した圧電体粒子の粒子径において、粒子径が１０μｍ以下の圧電体粒子が、全圧電体粒子の１０ｖｏｌ％以下であるのが好ましい。
さらに、高分子マトリクスが、常温で粘弾性を有する高分子材料からなるものであるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
このような本発明の高分子複合圧電体は、従来の焼結したＰＺＴ粒子を用いる高分子複合圧電体に比して、より高い圧電特性が得られる。
また、本発明の高分子複合圧電体によれば、ＰＺＴ粒子の製造工程を大幅に簡略化できるので、高分子複合圧電体のコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の高分子複合圧電体の一例を概念的に示す図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の高分子複合圧電体を利用する電気音響変換フィルムの一例を概念的に示す図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の高分子複合圧電体に用いられる圧電体粒子の組成を示すグラフ、（Ｂ）は、ＰＺＴ焼結体の組成を示すグラフである。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施例におけるＸＲＤパターンである。
【図５】１０μｍ以上の粒子の割合と圧電特性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の高分子複合圧電体について、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。
【００１９】
図１に、本発明の高分子複合圧電体の一例を概念的に示す。
図１に示すように、本発明の高分子複合圧電体１０（以下、複合圧電体１０とも言う）は、高分子材料からなるマトリックス１２中に、圧電体粒子１４を分散してなる構成を有する。
【００２０】
なお、図１には、圧電体粒子１４が、マトリックス１２中に規則性を持って分散されているが、本発明は、これに限定はされない。
すなわち、本発明の複合圧電体１０において、マトリックス１２中の圧電体粒子１４は、好ましくは均一に分散されていれば、マトリックス１２中に規則的に分散されていても、不規則に分散されていてもよい。
【００２１】
本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４はＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）の粒子（ＰＺＴを主成分とする粒子）である。
周知のように、ＰＺＴは、一般式Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3で示されるものである（以下、この一般式Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3を、一般式［Ｉ］とも言う）。
なお、この一般式［Ｉ］において、ｘ＜１である。また、この一般式［Ｉ］において、ｘは、ジルコンとチタンとの元素比（モル比）であり、すなわち、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）である。
【００２２】
ここで、本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４は、１つの粒子の中に、正方晶(Tetragonal)と菱面体晶(Rhombohedral)とが混在している。
本発明の複合圧電体１０は、このような圧電体粒子１４を用いることにより、従来のＰＺＴ焼結体を粉砕したものを圧電体粒子として用いる高分子複合圧電体に比して、良好な圧電特性を有する。
【００２３】
前述のように、ＰＺＴを圧電体粒子として用いる従来の高分子複合圧電体では、１１００〜１２００℃程度の高温で１〜１０時間程度の焼成工程を経て作製された、ＰＺＴ焼結体を粉砕したものを用いている。通常の圧電セラミックスの場合は、高い圧電特性を得るためには緻密さが非常に重要であるため、１０００℃以上の高温での熱処理を行うことで、緻密な焼結体を得ているが、この緻密化プロセスには必ず原子の長距離拡散が伴うため、焼成前は粒子間で組成が不均一であっても、緻密な焼結体になった段階では、ほぼ均一な組成を有するＰＺＴ焼結体となっている。
このため、後に実施例でも示すが、組成が一般式［Ｉ］のｘが０．５２（すなわち、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3）である、相転移境界（ＭＰＢ  モルフォトロピック相境界）組成からなるＰＺＴ焼結体は、正方晶と菱面体晶が混在するという予想に反し、正方晶単相になることが報告されている（K.Kakegawa,J.Mohri,T.Takahashi,H.Yamamura and S.Shirasaki: Solid State Commun.24,769(1977)）。
従って、このようなＰＺＴ焼結体を粉砕して得られる粉も、正方晶単相になる。
【００２４】
これに対して、本発明の複合圧電体１０は、圧電体粒子１４として、１つの粒子の中に、正方晶と菱面体晶とが混在しているＰＺＴ粒子を用いる。
そのため、本発明の複合圧電体１０は、圧電体粒子１４の中に正方晶と菱面体晶との相転移境界が存在する。相転移境界は、電界に対して非常に柔軟であり、圧電特性の向上に大きく寄与する。すなわち、圧電体粒子１４が、粒子内に相転移境界を有することにより、非常に高い圧電特性を発現する。
後に実施例でも示すが、本発明の複合圧電体１０は、このような圧電体粒子１４を用いることにより、従来のＰＺＴ焼結体を圧電体粒子として用いる高分子複合圧電体に比して、良好な圧電特性を有する。
【００２５】
このような、１つの圧電体粒子１４の中に、正方晶と菱面体晶とが混在する圧電体粒子１４は、ＰＺＴ粒子内に異なる組成を有する領域を混在させることで、実現できる。
具体的には、本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子（ＰＺＴ粒子）１４は、エネルギ分散型Ｘ線分析（以下、ＥＤＸとも言う）を行った際に、１つの粒子内に、一般式［Ｉ］（Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3）のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる組成の領域が混在する。言い換えれば、本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４は、ＥＤＸで分析した際に、１つの圧電体粒子１４内に、一般式［Ｉ］のｘが０．３〜０．７の範囲で、かつ、ｘが互いに異なるＰＺＴが混在している。
【００２６】
周知のように、ＰＺＴは、ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ3）とチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）との固溶体である。ここで、ＰＺＴにおいては、ジルコン酸鉛が多い領域（ｘが０．５２以上の領域  以下、Ｚｒが多い領域とも言う）は、正方晶になり、チタンが多い領域（ｘが０．５２未満の領域  以下、Ｔｉが多い領域とも言う）は、菱面体晶になる。
従って、ＰＺＴからなる１つの圧電体粒子１４の中に、Ｚｒが多い領域と、Ｔｉが多い領域とが混在することにより、１つの圧電体粒子１４の中に、正方晶である領域と菱面体晶である領域とを混在させることができる。
言い換えれば、１つの圧電体粒子１４内において、ＺｒとＴｉとの組成をバラつかせて、Ｚｒが多い領域とＴｉが多い領域とを不連続に隣接させることにより、１つの圧電体粒子１４の中に、正方晶である領域と菱面体晶である領域とを混在させて、相転移境界を導入できる。
【００２７】
本発明の複合圧電体１０の圧電体粒子１４は、個々の粒子内に組成のバラツキを有し、かつ、各粒子間でも組成のバラツキを有するが、圧電体粒子１４の全体の組成を見た際には、前記一般式［Ｉ］におけるｘが０．５２±０．１０であるのが好ましい。すなわち、本発明の複合圧電体１０においては、全ての圧電体粒子１４のｘを平均すると、０．５２±０．１０となるのが好ましい。
特に、本発明の複合圧電体１０においては、圧電体粒子１４の全体の組成を見た際に、一般式［Ｉ］におけるｘが０．５２±０．０５であるのが、より好ましく、中でも、ｘが０．５２であるのが好ましい。
【００２８】
本発明の複合圧電体１０においては、圧電体粒子１４の全体の組成を見た際に、ｘが０．５２±０．１０であることにより、圧電体粒子１４の全体の組成を相転移境界の組成に近づけることができ、高い圧電特性を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明の複合圧電体１０に用いる圧電体粒子１４は、好ましくは、後述するように、酸化鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末および酸化チタン粉末とを混合して、７００〜８００℃程度で３〜６時間、焼成することで作製する。
このような焼成による圧電体粒子１４の製造では、若干のＰｂの蒸発が生じる場合は有るが、ＺｒとＴｉに関しては、得られる圧電体粒子１４全体の組成比は、最初に混合した各粉末の量と、ほぼ一致する。すなわち、圧電体粒子１４全体のＺｒおよびＴｉの組成比は、いわゆる仕込み組成に、ほぼ一致する。
従って、目的とする圧電体粒子１４全体の組成に応じて、圧電体粒子１４を作製するための仕込み組成を設定することにより、圧電体粒子１４全体の組成を、目的とする組成にできる。
【００３０】
本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４は、ＥＤＸで分析した際に、１つの粒子の中に、一般式［Ｉ］のｘが、全ての圧電体粒子１４の平均のｘ（圧電体粒子１４全体の組成）に対して，＋０．１以上の組成の領域と、−０．１以下の組成の領域とが、混在するのが好ましい。
このような構成を有することにより、圧電体粒子１４の粒子内における組成のバラツキを大きくして、Ｚｒが多い領域とＴｉが多い領域とを混在させることができ、より確実かつ好適に、１つの圧電体粒子１４の中に、正方晶と菱面体晶とを混在させて、より圧電特性の高い複合圧電体１０を得ることができる。
【００３１】
本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４は、各種の形態の物が利用可能である。すなわち、本発明において、圧電体粒子１４は、例えば、多結晶体でもよく、単結晶体でもよく、中心部と外郭部とを有するいわゆるコアシェル構造でもよい。
中でも、焼成によって、高い生産性で、かつ、安価に作製できるので、圧電体粒子１４は、多結晶体であるのが好ましい。
【００３２】
また、圧電体粒子１４が多結晶体である場合には、多結晶体を構成する一次粒子をＥＤＸで分析した際に、一次粒子は、前記一般式［Ｉ］のｘが０．３〜０．７である組成を有するのが好ましい。また、圧電体粒子１４が多結晶体である場合には、１つの圧電体粒子１４の中に、互いにｘが異なる組成の一次粒子が混在しているのが好ましい。
これにより、より確実かつ好適に、１つの圧電体粒子１４の中に、Ｚｒが多い領域とＴｉが多い領域とを混在させて、正方晶と菱面体晶とを混在させることができ、より、圧電特性の高い複合圧電体１０を得ることができる。
【００３３】
このような圧電体粒子１４の粒子径は、複合圧電体１０のサイズや用途に応じて、適宜、選択すれば良い．
ここで、本発明者の検討によれば、圧電体粒子１４の粒子径は、レーザ散乱粒度測定装置で測定した粒子径が１〜３０μｍであるのが好ましい。
圧電体粒子１４の粒径を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００３４】
また、本発明の複合圧電体１０において、圧電体粒子１４は、レーザ散乱粒度測定装置で測定した粒子径において、メジアン径（Ｄ50）が２〜５μｍであるのが好ましい。
圧電体粒子１４のメジアン径を２〜５μｍとすることにより、溶媒にマトリックス１２を溶解し、さらに圧電体粒子１４を分散してなる塗料を用いる溶媒塗布法などの、量産に適した製造法を用いても、均一かつ緻密な複合圧電体１０を作製できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００３５】
また、圧電体粒子１４は、レーザ散乱粒度測定装置で測定した粒子径において、粒子径が１０μｍ以上の粒子が、全粒子の５〜３０ｖｏｌ％、含まれるのが好ましい。
圧電体粒子１４の中に、１０μｍ以上の粒子が５ｖｏｌ％以上、含まれることにより、複合圧電体１０の内部における振動エネルギの伝達効率を高くして、より高い圧電特性を得ることができる。
一方、複合圧電体１０において、高い圧電特性を得るためには、複合圧電体１０における圧電体粒子１４の体積分率を、ある程度、高くする必要が有る。１０μｍ以上の粒子の量を３０ｖｏｌ％以下とすることにより、大きな粒子の間に小さい粒子を充填して、複合圧電体１０における圧電体粒子１４の体積分率を高くできる。
ただし、小さい粒子といっても、いわゆるサイズ効果によって、圧電性が発現しなくなる程に小さい粒子は好ましくない。具体的には、圧電体粒子１４は、レーザ散乱粒度測定装置で測定した粒子径において、粒子径が１μｍ以下の粒子が含まれる割合が、全粒子の１０ｖｏｌ％以下であるのが好ましい。
【００３６】
このような圧電体粒子１４は、一例として、焼成によって作製できる。
具体的には、目的とする圧電体粒子１４の全体の組成に応じた量比で、酸化鉛粉末、酸化ジルコニウム粉末および酸化チタン粉末とを混合して原料粉を調製する。なお、圧電体粒子１４の全体の組成は、この原料粉の組成（仕込み組成）に、ほぼ一致するのは、前述の通りである。
【００３７】
次いで、この原料粉を坩堝等に入れて、７００〜８００℃程度で、３〜６時間、焼成する。
この温度の焼成では、原子の長距離拡散は十分に行われず、ＰＺＴの固相反応は、終了していない（ＰＺＴは焼結体にはならない）。そのため、この焼成で得られた圧電体粒子１４（ＰＺＴ粒子）は、多結晶体で、かつ、１つの粒子内に、Ｚｒが多い領域とＴｉが多い領域とが混在する。これにより、１つの粒子内に、正方晶と菱面体晶とが混在する圧電体粒子１４を得ることができる。
【００３８】
焼成を終了したら、必要に応じて、作製した圧電体粒子１４を解砕する。
解砕は、公知の方法で行えばよい。しかしながら、圧電体粒子１４を解砕し過ぎると、前述のような、１０μｍ以上の粒子が５〜３０ｖｏｌ％の圧電体粒子１４が得られない。
【００３９】
好ましい解砕方法として、圧電体粒子１４を篩（メッシュ）の上に載せ、上部から圧力を掛けて篩を通過させることにより、圧電体粒子１４を解砕する方法が例示される。
この際におけるメッシュサイズは、目的とする粒子径に応じて、適宜、選択すればよい。本発明者の検討によれば、１０μｍ以上の粒子が５〜３０ｖｏｌ％の圧電体粒子１４が好適に得られる等の点で、メッシュサイズは、２８〜３８μｍ程度が好ましい。
【００４０】
また、解砕をボールミルで行ってもよいが、ボールミルで解砕を行うと、解砕を行うに従って、粒子径が１０μｍを超える圧電体粒子１４が減少すると同時に、粒子径が１μｍ以下の微細粉が増加する。従って、ボールミルで解砕を行う場合には、０．５時間以下程度の短時間にするのが好ましい。
以上の説明より明らかなように、この圧電体粒子１４の製造方法は、従来から高分子複合圧電体で用いられているＰＺＴ焼結体の製造方法で必要な、１０００℃以上の高温での焼成や、手間と時間がかかる強固に焼結したＰＺＴ焼結体の解砕工程（粉砕工程）が不要である。すなわち、本発明の複合圧電体１０によれば、圧電体粒子の１４の製造工程を大幅に簡略化でき、高性能で、しかも、低コストな複合圧電体１０を得られる。
【００４１】
本発明の複合圧電体１０において、マトリックス（高分子マトリックス）１２は、公知の高分子複合圧電体に利用されている高分子材料が、各種、利用可能である。
具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、シアノエチル化プルラン、ナイロン等が例示される。
【００４２】
中でも、本発明の複合圧電体１０において、マトリックス１２は、常温で粘弾性を有する高分子材料からなるマトリックス１２は、特に、好適に利用される。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。
【００４３】
本発明の複合圧電体１０は、例えば、図２（Ａ）に概念的に示すように、両面に電極層１８を設け、あるいは、図２（Ｂ）に概念的に示すように、さらに、電極層１８の表面に保護層２０を設けて、電気音響変換フィルムとされて、フレキシブルディスプレイ用のスピーカなど、フレキシブル性を有するスピーカ等に好適に用いられる。
なお、電極層１８の形成材料としては、銅、アルミニウム、金、銀、白金、および、酸化インジウムスズ等が例示される。また、保護層２０の形成材料としては、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）、および、環状オレフィン系樹脂が好適に利用される。また、保護層２０が非常に薄く、取り扱い性が悪い場合には、必要に応じて、セパレータ付きの保護層２０を用いてもよい。
【００４４】
ここで、フレキシブル性を有するスピーカに用いられる複合圧電体１０は、次の要件を具備したものであるのが好ましい。
（ｉ）  可撓性
例えば、携帯用として新聞や雑誌のように書類感覚で緩く撓めた状態で把持する場合、絶えず外部から、数Hz以下の比較的ゆっくりとした、大きな曲げ変形を受けることになる。この時、高分子複合圧電体が硬いと、その分大きな曲げ応力が発生し、高分子マトリックスと圧電体粒子との界面で亀裂が発生し、やがて破壊に繋がる恐れがある。従って、高分子複合圧電体には適度な柔らかさが求められる。また、歪みエネルギーを熱として外部へ拡散できれば応力を緩和することができる。従って、高分子複合圧電体の損失正接が適度に大きいことが求められる。
（ii）  音質
スピーカは、２０〜２０ｋＨｚのオーディオ帯域の周波数で圧電体粒子を振動させ、その振動エネルギーによって振動板（高分子複合圧電体）全体が一体となって振動することで音が再生される。従って、振動エネルギーの伝達効率を高めるために高分子複合圧電体には適度な硬さが求められる。また、スピーカの周波数特性が平滑であれば、曲率の変化に伴い最低共振周波数ｆ０が変化した際の音質の変化量も小さくなる。従って、高分子複合圧電体の損失正接は適度に大きいことが求められる。
【００４５】
以上をまとめると、フレキシブル性を有するスピーカに用いる複合圧電体１０は、２０〜２０ｋＨｚ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、複合圧電体１０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。
【００４６】
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。
複合圧電体１０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１２に用いることで、２０〜２０ｋＨｚ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複合圧電体１０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にある高分子材料を、複合圧電体１０のマトリックス１２に用いるのが好ましい。
【００４７】
常温で粘弾性を有する高分子材料としては、公知の各種のものが利用可能である。好ましくは、常温において、動的粘弾性試験による周波数１Ｈｚにおける損失正接Ｔａｎδの極大値が、０．５以上有る高分子材料を用いる。
これにより、複合圧電体１０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１２／圧電体粒子１４界面の応力集中が緩和され、高い可撓性が期待できる。
【００４８】
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以下であることが好ましい。
これにより、複合圧電体１０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、２０〜２０ｋＨｚの音響振動に対しては硬く振る舞うことができる。
【００４９】
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１２中の圧電体粒子１４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場合には、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。
【００５０】
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、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。
【００５１】
このような常温で粘弾性を有する高分子材料を用いるマトリックス１２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１２には、誘電特性や機械特性の調整等を目的として、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料に加え、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。
【００５２】
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及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及びシアノエチルソルビトール等のシアノ基あるいはシアノエチル基を有するポリマー、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。
なお、複合圧電体１０のマトリックス１２において、シアノエチル化ＰＶＡ等の常温で粘弾性を有する材料に加えて添加される誘電性ポリマーは、１種に限定はされず、複数種を添加してもよい。
また、誘電性高分子材料以外にも、ガラス転移点（Ｔｇ）を調節する目的で、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリブテン、イソブチレン、等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、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、石油樹脂、等の粘着付与剤を添加しても良い。
【００５３】
複合圧電体１０のマトリックス１２において、シアノエチル化ＰＶＡ等の粘弾性材料以外のポリマー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１２に占める割合で３０重量％以下とするのが好ましい。
これにより、マトリックス１２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１４や電極層との密着性向上等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００５４】
本発明の複合圧電体１０において、マトリックス１２と圧電体粒子１４との量比は、複合圧電体１０のサイズ（面方向の大きさ）や厚さ、複合圧電体１０の用途、複合圧電体１０に要求される特性等に応じて、適宜、設定すればよい。
ここで、本発明者の検討によれば、複合圧電体１０中における圧電体粒子１４の体積分率は、３０〜７０％が好ましく、特に、５０％以上とするのが好ましく、従って、５０〜７０％とするのが、より好ましい。
マトリックス１２と圧電体粒子１４との量比を上記範囲とすることにより、高い圧電特性とフレキシビリティとを両立できる等の点で好ましい結果を得ることができる。
【００５５】
複合圧電体１０は、公知の高分子複合圧電体と同様の方法で作製できる。
すなわち、有機溶媒に、マトリックス１２となる高分子材料を溶解し、さらに、この溶液に圧電体粒子１４を添加して、拡散し、高分子材料および有機溶媒に、圧電体粒子１４を分散してなる塗料を調製する。
有機溶媒には、特に限定はなく、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等の各種の有機溶媒が利用可能である。
【００５６】
このようにして塗料を調製したら、塗料をシート状物にキャスティング（塗布）して、有機溶媒を蒸発して乾燥して、複合圧電体１０とする。ここで、このシート状物としては、前述の電極層１８や、電極層１８と保護層２０との積層体を用いてもよい。
この塗料のキャスティング方法には、特に、限定はなく、スライドコータや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。
【００５７】
このようにして複合圧電体１０を作製したら、好ましくは、複合圧電体１０の分極処理（ポーリング）を行う。複合圧電体１０の分極処理は、公知の方法が利用可能である。
また、分極処理の前に、複合圧電体１０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。
【００５８】
好ましい分極処理の方法として、以下の方法が例示される。
すなわち、複合圧電体１０を導電性を有するシートの上に載置し（あるいは、複合圧電体１０の一面に電極層１８を設け）し、ワイヤー状などの一方向に延在するコロナ電極を用い、導電性シートとコロナ電極とに直流電源を接続する。
その上で、複合圧電体１０を、加熱手段によって、例えば、温度１００℃に加熱保持した状態で、直流電源から導電性シートとコロナ電極との間に、数ｋＶ、例えば、６ｋＶの直流電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。
この状態から、所定の間隔を維持して、複合圧電体１０の上面に沿って、延在方向と直交する方向にコロナ電極を移動（走査）して、複合圧電体１０の分極処理を行う。
【００５９】
このような複合圧電体１０は、例えば、前述のように、両面に電極層１８（あるいはさらに保護層２０）を設けられ、スピーカ、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、電気音響変換フィルムとして利用される。
【００６０】
以上、本発明の高分子複合圧電体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。
【実施例】
【００６１】
以下、本発明の具体的な実施例を挙げ、本発明の高分子複合圧電体について、より詳細に説明する。
【００６２】
［実施例１］
出発原料として、主成分となるＰｂの酸化物、Ｚｒの酸化物およびＴｉ酸化物の粉末をボールミルで１２時間、湿式混合した。このとき、各酸化物の量は、Ｐｂ＝１モルに対し、Ｚｒ＝０．５２モル、Ｔｉ＝０．４８モルとした。
この原料混合粉を、坩堝に投入して、８００℃で５時間、焼成を行い、ＰＺＴ粒子（以下、原料粒子とも言う）を作製した。
作製した原料粒子の粒度分布を、レーザー散乱粒度測定装置（日機装社製  Microtrac MT3300）を用いて測定した。その結果、メジアン径（Ｄ50）は４．２μｍ、１μｍ以下の粒子の割合（Ｖ<1μm）は５．９ｖｏｌ％、１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）は２２．０ｖｏｌ％であった。
また、比表面積計（マウンテック社製  Macsorb HM Model-1201）を用いたＢＥＴ（Brunauer-Emmett-Teller）法によって、原料粒子の比表面積を測定したところ、０．４１０ｍ2／ｇであった。
さらに、Ｘ線ディフラクトメーター（Rigaku製  Rint Ultima III）を用いたＸ線回折法（ＸＲＤ）による４４°付近のＸＲＤパターンから、結晶性の目安となる半値幅（２００）を求めたところ、０．２７であった。
【００６３】
原料粒子をメッシュサイズが３０μｍの篩に乗せて、上から圧力を掛けることで、篩を通過させて解砕して、圧電体粒子１４を作製した。
この圧電体粒子１４について、先と同様にして粒度分布および比表面積を測定した。その結果、メジアン径（Ｄ50）は３．４μｍ、１μｍ以下の粒子の割合（Ｖ<1μm）は７．０ｖｏｌ％、１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）は１３．３ｖｏｌ％、比表面積は０．４９６ｍ2／ｇであった。
また、任意に選択した５個の圧電体粒子１４について、１つの粒子につき約１０箇所で、組成を走査透過電子顕微鏡（日立ハイテクノロジーズ製  ＨＤ−２３００）とエネルギー分散型Ｘ線（ＥＤＸ）分析装置（Thermo Electron製  Noran System  Ｓｉｘ３００）を用いて測定した。その結果、いずれの粒子も、一般式［Ｉ］のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる領域が混在していた。
図３（Ａ）に、任意に選択した１つの粒子の組成を示す。なお、横軸は、任意に設定した測定箇所の番号である。
【００６４】
作製した圧電体粒子を３００質量部、シアノエチル化ポリビニルアルコール（信越化学工業製ＣＲ−Ｖ）を３０質量部、および、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を７０質量部を混合して、プロペラミキサー（回転数２０００  ｒｐｍ）で混練して、複合圧電体１０を作製するための塗料を調製した。
スライドコータを用いて、この塗料を、厚さ３００μｍのアルミニウム板の上に塗布した。塗布厚は、乾燥塗膜の膜厚が４０μｍとなるようにした。
次いで、１２０℃のホットプレート上で１時間、加熱することで、ＤＭＦを蒸発させて塗料を乾燥し、アルミニウム板の上に、厚さ４０μｍの複合圧電体１０を作製した。
【００６５】
ワイヤー状のコロナ電極とアルミニウム板とに直流電源を接続し、コロナ電極とアルミニウム板との間に６ｋＶの直流電圧を印加させつつ、コロナ電極によって複合圧電体１０の上を走査することにより、複合圧電体１０の分極処理を行った。
なお、分極処理は、コロナ電極を複合圧電体１０との間隔を３ｍｍに保ち、５ｍｍ／ｓｅｃの走査速度で、コロナ電極を２往復することで行った。また、分極処理中は、複合圧電体１０を９０℃に加熱した。
【００６６】
分極前後の複合圧電体１０について、圧電体粒子１４の結晶構造をＸ線ディフラクトメーター（Rigaku製  Rint Ultima III）を用いたＸ線回折法（ＸＲＤ）による４４°付近のＸＲＤパターンを、図４（Ａ）に示す。
図４（Ａ）に示すように、４３．５°付近の正方晶のピーク（Tetra.002）と４５°付近の正方晶のピーク（Tetra.200）との間の、菱面体晶のピーク（Rhomb.200）が認められた。従って、先のＥＤＸによる組成分析によって得られた１つの粒子内のＺｒ／Ｔｉ比の組成バラツキに対応して、１つの圧電体粒子１４の中に正方晶と菱面体晶とが混在していることが確認できた。
また、この４４°付近のＸＲＤパターンから、結晶性の目安となる半値幅（２００）を求めたところ、０．２７であった。
【００６７】
分極処理を行った複合圧電体１０の表面に、真空蒸着によって、直径１５ｍｍ、厚さ０．５μｍのアルミニウム電極を形成した。
さらに、複合圧電体１０の圧電特性（圧電定数）d33を、d33メーター（PIEZO TEST社製  PM-300）を用いて測定した。圧電特性d33の測定は、周波数１１０Ｈｚ、クランピングフォース１０Ｎ、ダイナミックフォース０．２５Ｎの条件で行った。
その結果、複合圧電体１０の圧電特性d33は、９０ｐＣ／Ｎであった。
以上の結果を、下記表に示す。
【００６８】
［実施例２］
篩による原料粒子の解砕に先立ち、ボールミルを用いて０．５時間の解砕を行った以外は、実施例１と同様にして圧電体粒子１４を作製した。すなわち、本例では、ボールミルでの０．５時間の解砕を行い、その後、篩による解砕を行っている。
得られた圧電体粒子１４の粒度分布および比表面積を、実施例１と同様に測定した。その結果、メジアン径（Ｄ50）は３．０μｍ、１μｍ以下の粒子の割合（Ｖ<1μm）は９．２ｖｏｌ％、１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）は７．６ｖｏｌ％、比表面積は０．５１１ｍ2／ｇであった。
また、実施例１と同様に、任意に選択した５個の圧電体粒子１４について、１つの粒子につき約１０箇所で組成をＥＤＸによって測定した。その結果、いずれの粒子も、一般式［Ｉ］のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる領域が混在していた。
【００６９】
次いで、実施例１と同様にして、アルミニウム板上に複合圧電体１０を形成して、分極処理を行った。
分極前後の圧電体粒子１４について、実施例１と同様に測定した４４°付近のＸＲＤパターンを、図４（Ｂ）に示す。
図４（Ｂ）に示すように、４３．５°付近の正方晶のピーク（Tetra.002）と４５°付近の正方晶のピーク（Tetra.200）との間の、菱面体晶のピーク（Rhomb.200）が認められ、ＥＤＸによる組成分析の測定結果に対応して、１つの圧電体粒子１４の中に正方晶と菱面体晶とが混在していることが確認できた。
また、この４４°付近のＸＲＤパターンから、結晶性の目安となる半値幅（２００）を求めたところ、０．２８であった。
【００７０】
さらに、実施例１と同様にして、アルミニウム電極を形成して、複合圧電体１０の圧電特性を測定した。
その結果、複合圧電体の圧電特性d33は、８３ｐＣ／Ｎであった。
以上の結果を、下記表に併記する。
【００７１】
［実施例３］
篩による原料粒子の解砕に先立ち、ボールミルを用いて１時間の解砕を行った以外は、実施例１と同様にして圧電体粒子１４を作製した。すなわち、本例では、ボールミルでの１時間の解砕を行い、その後、篩による解砕を行っている。
得られた圧電体粒子１４の粒度分布および比表面積を、実施例１と同様に測定した。その結果、メジアン径（Ｄ50）は２．３μｍ、１μｍ以下の粒子の割合（Ｖ<1μm）は１１．２ｖｏｌ％、１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）は０．０ｖｏｌ％、比表面積は０．６１４ｍ2／ｇであった。
また、実施例１と同様に、任意に選択した５個の圧電体粒子１４について、１つの粒子につき約１０箇所で組成をＥＤＸによって測定した。その結果、いずれの粒子も、一般式［Ｉ］のｘが０．３〜０．７で、かつ、このｘが互いに異なる領域が混在していた。
【００７２】
次いで、実施例１と同様にして、アルミニウム板上に複合圧電体１０を形成して、分極処理を行った。
分極前後の圧電体粒子１４について、実施例１と同様に測定した４４°付近のＸＲＤパターンを、図４（Ｃ）に示す。
図４（Ｃ）に示すように、４３．５°付近の正方晶のピーク（Tetra.002）と４５°付近の正方晶のピーク（Tetra.200）との間の、菱面体晶のピーク（Rhomb.200）が認められ、ＥＤＸによる組成分析の測定結果に対応して、１つの圧電体粒子１４の中に正方晶と菱面体晶とが混在していることが確認できた。
また、この４４°付近のＸＲＤパターンから、結晶性の目安となる半値幅（２００）を求めたところ、０．２９であった。
【００７３】
さらに、実施例１と同様にして、アルミニウム電極を形成して、複合圧電体１０の圧電特性を測定した。
その結果、複合圧電体１０の圧電特性d33は、７２ｐＣ／Ｎであった。
以上の結果を、下記表に併記する。
【００７４】
［比較例］
実施例１と同様の原料粉末をボールミルによって１２時間、解砕した。
次いで、１００ＭＰａの一軸加圧成型によって直径２５ｍｍ、厚さ５ｍｍの円筒状に成型した。この成型品を１１００℃で３時間、焼成することで、緻密な焼結体を得た。
この焼結体をボールミルによって４８時間、湿式粉砕し、平均粒径１μｍ程度の粉末を得た。この粉末を、再度、１０００℃で焼成した。
さらに、実施例１と同様に篩による解砕を行って、ＰＺＴ粒子（ＰＺＴの焼結体粒子）を作製した。
作製したＰＺＴ粒子の粒度分布および比表面積を、実施例１と同様に測定した。その結果、メジアン径（Ｄ50）は７．８μｍ、１μｍ以下の粒子の割合（Ｖ<1μm）は３．７ｖｏｌ％、１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）は３６．２ｖｏｌ％、比表面積は０．３１０ｍ2／ｇであった。
また、実施例１と同様に、任意に選択した５個の圧電体粒子１４について、１つの粒子につき約１０箇所で組成を測定した。その結果、いずれの粒子も、全ての測定位置で一般式［Ｉ］のｘが０．５２近傍であった。
図３（Ｂ）に、任意に選択した１つの粒子の組成を示す。なお、横軸は、任意に設定した測定箇所の番号である。
【００７５】
次いで、実施例１と同様にして、アルミニウム板上に、このＰＺＴ粒子を用いる高分子複合圧電体を形成して、分極処理を行った。
分極前後のＰＺＴ粒子について、実施例１と同様に測定した４４°付近のＸＲＤパターンを、図４（Ｄ）に示す。
図４（Ｄ）に示すように、このＰＺＴ粒子のＸＲＤパターンには、４３．５°付近の正方晶のピーク（Tetra.002）と４５°付近の正方晶のピーク（Tetra.200）のみが認められ、菱面体晶のピーク（Rhomb.200）は、認められなかった。これにより、このＰＺＴ粒子は正方晶の単相であることが確認された。
また、この４４°付近のＸＲＤパターンから、結晶性の目安となる半値幅（２００）を求めたところ、０．２４であった。従って、このＰＺＴ粒子は、実施例１〜３の圧電体粒子１４に比べて高い結晶性を有していると言える。
【００７６】
さらに、実施例１と同様にして、アルミニウム電極を形成して、高分子複合圧電体の圧電特性を測定した。
その結果、高分子複合圧電体の圧電特性d33は、６７ｐＣ／Ｎであった。
以上の結果を、下記表に併記する。
【００７７】
【表１】
2014199888.tif 000003
【００７８】
以上のように、１つの粒子の中に正方晶と菱面体晶とが混在する圧電体粒子１４を用いた本発明の複合圧電体１０は、いずれも、圧電体粒子として正方晶単相のＰＺＴ焼結体を用いる従来（比較例）の高分子複合圧電体より低い結晶性にも関わらす、高い圧電特性を有していることが分かる。
また、図４に示すように、本発明の複合圧電体１０の圧電体粒子１４は、いずれも、分極処理の前後で４３．５°付近の正方晶のピーク（Tetra.002）と４５°付近の正方晶のピーク（Tetra.200）の高さが逆転している。このことは、正方晶ＰＺＴにおける９０°ドメインモーションが生じ易いことを示している。９０°ドメインモーションが発生し易い材料は、高い圧電特性を有することが知られており、この点からも、本発明の複合圧電体１０が高い圧電特性を有することが分かる。
一方、実施例１〜３の違いは、原料粉末の解砕方法の違いであるが、表１を見ると、結晶性には殆ど差が無いことが分かる。また、解砕時に発生した粒子径１μｍ以下の粒子の割合にも殆ど差が無いことも分かる。このことから、実施例１〜３における圧電特性の違いは、粒子径が１０μｍ以上の粒子の割合に起因すると考えられる。
そこで、粒子径が１０μｍ以上の粒子の割合（Ｖ>10μm）と圧電特性（ｄ33）との関係をプロットしたのが図５である。この図から、圧電体粒子１４が粒子径１０μｍ以上の粒子を５ｖｏｌ％以上含むことにより、８０ｐＣ／Ｎ以上の高い圧電特性が得られることが分かる。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。
【符号の説明】
【００７９】
１０  （高分子）複合圧電体
１２  マトリックス
１４  圧電体粒子
１８  電極層
２０  保護層
【図１】
2014199888.tif 000004
【図２】
2014199888.tif 000005
【図３】
2014199888.tif 000006
【図４】
2014199888.tif 000007
【図５】
2014199888.tif 000008