CN112635648A

CN112635648A - 层叠型压电元件

Info

Publication number: CN112635648A
Application number: CN202011072052.1A
Authority: CN
Inventors: 石﨑诚; 平川昌治
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-04-09
Also published as: DE102020126404B4; DE102020126404A1; JP2021061336A; US20210104658A1

Abstract

本发明的层叠型压电元件具有：层叠体，其具有压电体层和层叠于压电体层的内部电极层，所述压电体层沿着包含相互交叉的第一轴和第二轴的平面而形成；以及外部电极，其与内部电极层电连接。而且，在内部电极层形成有与第一轴平行的第一切口和与第二轴平行的第二切口。

Description

层叠型压电元件

技术领域

本发明涉及层叠型压电元件。

背景技术

层叠型压电元件具有层叠有内部电极和压电体层的结构，与非层叠型的压电元件相比，能够增大每单位体积的位移量及驱动力。但是，在这样的层叠结构中，内部电极和压电体层存在热收缩行为上的差异，因此，在层叠体上容易产生翘曲及曲折等异常变形。另外，内部电极妨碍压电体层的收缩，由此，在层叠体的内部有可能产生裂缝等。

特别是，近年来，在用于触觉用途及扬声器用途等的层叠型压电元件中，要求元件本体的薄型化及宽幅化，在这种情况下，容易引起上述的层叠体的异常变形，且更难以抑制裂缝。

在专利文献1中，为了缓和内部电极对压电体层的动作妨碍，对内部电极形成导体缺陷的孔。但是，在专利文献1中公开的形成孔的技术中，扔不能充分地抑制层叠体的异常变形及裂缝的产生，且不能与元件本身的薄型化及宽幅化充分地对应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－287480

发明内容

[发明所要解决的技术问题]

本发明是鉴于这种实际情况而开发的，其目的在于，提供一种抑制层叠体的异常变形，并且降低在层叠体中所产生的裂缝的层叠型压电元件。

[用于解决技术问题的技术方案]

为了实现上述的目的，本发明的层叠型压电元件具有：

层叠体，其具有压电体层和层叠于所述压电体层的内部电极层，所述压电体层沿着包含相互交叉的第一轴和第二轴的平面而形成；和

外部电极，其与所述内部电极层电连接，

在所述内部电极层形成有与所述第一轴平行的第一切口和与所述第二轴平行的第二切口。

本发明者们进行了深入研究，其结果发现：通过在内部电极层形成与第一轴(X轴±45度以内)平行的第一切口和与第二轴(Y轴±45度以内)平行的第二切口这双方，与现有技术相比，能够更有效地缓和在内部电极层中所产生的收缩应力。其结果，本发明的层叠型压电元件能够在烧成工序中抑制层叠体的异常变形(翘曲及曲折等)，平面度得到提高。另外，根据本发明的层叠型压电元件，能够比现有技术进一步减少在层叠体中所产生的裂缝。

特别是，所述第一切口和所述第二切口包括外周侧第一切口部和外周侧第二切口部，它们形成于所述内部电极层的外周部。在此，内部电极层的外周部是指与内部电极图案的外周缘相接的部分，外周侧第一切口部和外周侧第二切口部在内部电极图案的外周缘向外开口。

在层叠型压电元件的内部电极层中，当通过脱粘合剂处理或烧成处理而施加热时，从容易施加热的内部电极层的外周缘侧朝向难以施加热的内侧产生收缩应力。在本发明的层叠型压电元件中，如前所述，通过在内部电极层的外周部形成外周侧第一切口部和外周侧第二切口部，更容易缓和热收缩引起的应力。其结果，能够更有效地抑制层叠体的异常变形及裂缝的产生。

另外，优选的是，所述外周侧第一切口部的短边方向的宽度和所述外周侧第二切口部的短边方向的宽度均在0.03mm以上且0.6mm以下的范围内。本发明的层叠型压电元件中，通过将外周侧切口的宽度控制在上述范围内，能够在维持压电特性的状态下，适当地抑制层叠体的异常变形。

另外，优选的是，所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部的总数为至少4个以上。本发明的层叠型压电元件中，通过形成多个外周侧第一切口部和外周侧第二切口部，层叠体的平面度倾向于进一步提高。

特别是，所述内部电极层的俯视图中的形状在所述平面上能够成为大致四边形，所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部优选形成于所述内部电极层的角部附近。

在层叠面(平面)为大致四边形的情况下，内部电极层中所产生的收缩应力特别容易对内部电极层的角部造成影响。因此，在现有技术中，特别是在层叠体的角部容易产生翘曲。在本发明的层叠型压电元件中，与现有技术不同的是，通过在角部附近形成外周侧第一切口部和外周侧第二切口部，能够进一步提高层叠体的平面度。

另外，优选的是，在所述内部电极层的角部、及所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部的角部形成有曲率半径为0.1mm以上的圆形。

在内部电极层中，在实施极化时施加直流电场时，电场容易集中于外周缘的角部附近。特别是，在压电体层中使用非铅系的材料的情况下，极化所需的额定电压变高，因此，在极化时，在内部电极层的角部容易产生短路。在本发明的层叠型压电元件中，通过在内部电极层的角部、及构成内部电极层的外周缘的一部分的外周侧切口的角部形成圆形，能够防止电场集中于角部。其结果，在本发明的层叠型压电元件中，能够增大极化率，进一步提高位移量。

另外，所述第一切口和所述第二切口可以包括内侧第一切口部和内侧第二切口部，优选在所述内部电极层的内侧形成有内侧切口图案，该内侧切口图案是组合至少2个以上的所述内侧第一切口部或所述内侧第二切口部而成。在此，内部电极层的内侧是指比内部电极图案的外周缘靠内侧，内侧切口图案包括在内部电极层的外周缘未开口的切口。

对于压电体层而言，经由内部电极层施加电压，从而产生机械的位移，但此时，内部电极层本身没有产生机械的位移。因此，有时内部电极层会妨碍压电体层的机械的位移。在本发明的层叠型压电元件中，通过在内部电极层形成外周侧切口和上述那样的内侧切口图案，能够降低内部电极层引起的位移妨碍。其结果，能够更有效地抑制层叠体中所产生的裂缝，并且，进一步提高层叠型压电元件的位移量。

特别是，所述内侧切口图案优选为将多个所述内侧第一切口部和多个所述内侧第二切口部组合成虚线格子状的图案。通过将内侧切口图案设为虚线格子状，进一步提高层叠型压电元件的位移量。

此外，在所述内侧切口图案中，所述内侧第一切口部的短边方向的宽度和所述内侧第二切口部的短边方向的宽度均优选为0.03～0.6mm的范围内。在本发明的层叠型压电元件中，通过将内侧切口的宽度控制在上述范围内，能够在维持压电特性的状态下，适当地抑制裂缝的产生。

另外，在本发明中，在所述层叠体中能够交替地层叠多个所述压电体层和多个所述内部电极层。该情况下，在与所述第一轴或所述第二轴正交的所述层叠体的任意的截面上，夹着所述压电体层而相邻的2个所述内部电极层的所述内侧切口图案优选在层叠方向上不重复地错开。通过采用上述的层叠结构，在本发明的层叠型压电元件中，进一步提高层叠体的平面度。

进一步，在所述层叠体具有多个所述压电体层和多个所述内部电极层的情况下，在与所述第一轴或所述第二轴正交的所述层叠体的任意的截面上，优选采用所述内部电极层的每1层的覆盖率从层叠方向的最下层到最上层逐渐增减的层叠结构。通过采用覆盖率这样逐渐增减的层叠结构，在本发明的层叠型压电元件中，能够将压电特性控制为期望的值。

另外，在上述的情况下，优选的是，在所述覆盖率成为最大值的内部电极层和所述覆盖率成为最小值的内部电极层之间，所述覆盖率的差在3.0％以上且15％以下的范围内。

本发明的层叠型压电元件能够用作电能和机械能的转换元件。例如，本发明的层叠型压电元件适用于驱动用促动器、触觉器件、压电蜂鸣器、压电发声器、超声波马达、扬声器等，特别是适宜用于触觉用途及压电扬声器用途中。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的层叠型压电元件的概略立体图。

图2是沿着图1中的II－II线切断的主要部分的截面图。

图3A是表示图1的层叠型压电元件中所含的内部电极图案的俯视图。

图3B是表示本发明的第二实施方式的内部电极图案的主要部分的放大俯视图。

图4是图1所示的层叠体的分解立体图。

图5A是表示本发明的第三实施方式的内部电极图案的俯视图。

图5B是表示本发明的第三实施方式的内部电极图案的俯视图。

图6是本发明的第三实施方式的层叠型压电元件的主要部分的截面图。

图7是本发明的第四实施方式的层叠型压电元件的主要部分的截面图。

图8A是表示实施例1的内部电极图案的俯视图。

图8B是表示实施例2的内部电极图案的俯视图。

图8C是表示实施例4的内部电极图案的俯视图。

图9A是表示比较例1的内部电极图案的俯视图。

图9B是表示比较例2的内部电极图案的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施方式对本发明进行详细的说明。

第一实施方式

如图1所示，本实施方式的压电器件1具有层叠型压电元件2和振动板30。层叠型压电元件2经由粘接层32粘贴于振动板30。

在压电器件1中，振动板30用于放大层叠型压电元件2的位移。例如，在将压电器件1应用于触觉用途的情况下，通过振动板30的振动得到触感反馈，在将压电器件1应用于压电蜂鸣器及压电扬声器等音响用途的情况下，通过振动板30的振动产生声音。

关于振动板30，只要由具有弹性的材质构成，就没有特别的限定，例如，可例示Ni、Ni－Fe合金、黄铜、不锈钢等金属材料。另外，关于振动板30的厚度及大小，只要根据压电器件1的用途而适当地决定，就没有特别的限定。例如，可以将振动板30的厚度设为0.1mm～0.5mm。关于振动板30的大小，在俯视图中，可以设为层叠型压电元件2的1倍～3倍左右。

如上所述，层叠型压电元件2经由粘接层32粘贴于振动板30。粘接层32例如由环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、丁缩醛树脂等接合材料构成。但是，粘接层32优选不包含导电性的填充剂而具有电绝缘性。通过使粘接层32具有电绝缘性，即使由金属构成振动板30，后述的第一外部电极6和第二外部电极8也不会短路。

另外，关于粘接层32的厚度，优选为10μm～1000μm。通过将粘接层32的厚度设为上述的范围，能够确保层叠型压电元件2和振动板30的密接性，也能够将从层叠型压电元件2产生的位移有效地传递到振动板30。

如图1所示，在本实施方式中，层叠型压电元件2由层叠体4和第一外部电极6及第二外部电极8构成。

层叠体4为大致长方体形状，具有与Z轴向大致垂直的表面4a及背面4b、与X轴向大致垂直的侧面4c、4d、与Y轴向大致垂直的侧面4e、4f。此外，在层叠体4的侧面4c～4f上，除了形成有外部电极6、8的部位以外，也可以形成绝缘性的保护层(省略图示)。在附图中，X轴、Y轴、Z轴相互大致垂直。

对于层叠体4的尺寸而言，例如，可以将X轴向的宽度设为3mm～1000mm，将Y轴向的宽度设为3mm～1000mm，将Z轴向的高度设为0.03mm～800mm。在本实施方式中，特别是优选将X轴向的宽度及Y轴向的宽度设为250mm以上，优选将高度设为300μm以下。

第一外部电极6具有沿着层叠体4的侧面4c而形成的第一侧面部6a和沿着层叠体4的表面4a而形成的第一表面部6b。第一侧面部6a和第一表面部6b均为大致矩形，在它们的交叉部相互连接。此外，第一侧面部6a和第一表面部6b虽然在附图上是分开表示的，但实际上形成为一体。

第二外部电极8也是以与第一外部电极6同样的方式构成。即，第二外部电极8具有沿着层叠体4的侧面4d而形成的第二侧面部8a和沿着层叠体4的表面4a而形成的第二表面部8b，第二侧面部8a和第二表面部8b在交叉部相互连接。此外，在层叠体4的表面4a上，第一表面部6b和第二表面部8b以相互分离的方式形成，并且电绝缘。另外，在层叠体4的背面4b，第一侧面部6a和第二侧面部8a通过其间隔着粘接层32而被电绝缘。

如图2所示，层叠体4具有将压电体层10和内部电极层16沿着层叠方向(Z轴向)交替地层叠的内部结构。内部电极层16以引出部16a在层叠体侧面4c或4d交替地露出的方式层叠，在该露出的引出部16a与第一外部电极6或第二外部电极8电连接。

在本实施方式中，层叠体4的中央部的压电体层10具有夹在内部电极层16中的压电活性部12。即，压电活性部12是指图2中的被虚线包围的区域，成为经由极性互不相同的第一外部电极6和第二外部电极8施加电压而产生机械的位移的部分。

关于压电体层10的材质，只要是显示压电效应或逆压电效应的材料，就没有特别的限定，例如，能够使用PbZr_xTi_1－xO₃(PZT)、BaTiO₃(BT)、BiNaTiO₃(BNT)、BiFeO₃(BFO)、(Bi₂O₂)²⁺(A_m－1B_mO_3m+1)^2－(BLSF)、(K，Na)NbO₃(KNN)等。特别是，优选使用无铅的材质。另外，为了提高特性等，也可以含有副成分，只要根据期望的特性而适当地决定其含量即可。

此外，关于压电体层10的厚度，没有特别的限定，但在本实施方式中，优选为0.5～100μm左右。另外，关于压电体层10的层叠数，只要为2层以上，则对其上限就没有特别的限定，但优选为3～20层左右。只要根据层叠型压电元件2的用途而适当地决定压电体层10的层叠数即可。

内部电极层16是由导电材料构成。作为导电材料，例如，可例举Ag、Pd、Au、Pt等贵金属及它们的合金(Ag－Pd等)、或Cu、Ni等贱金属及它们的合金等，没有特别的限定。此外，对于内部电极层16的厚度也没有特别的限定，但优选为0.5～2.0μm左右。另外，内部电极层16的层叠数是根据压电体层10的层叠数来决定。

第一外部电极6及第二外部电极8也是由导电材料构成，能够使用与构成内部电极的导电材料同样的材料。另外，也可以混合Ag及Cu等导电性金属粉和SiO₂等玻璃粉末，通过进行烧结处理而形成第一外部电极6及第二外部电极8。此外，在第一外部电极6及第二外部电极8的外侧，也可以进一步形成有包含上述各种金属的镀层及溅射层。

图3A是表示层叠体4中所含的内部电极图案26a的概略俯视图。在图3A的Z轴向的下方，沿着包含X轴和Y轴的平面存在压电体层10，压电体层10具有与层叠体4的侧面4c～4f(参照图1)对应的边4c1～4f1。而且，内部电极图案26a层叠于压电体层10的表面，俯视图中具有大致矩形的形状。

在图3A所示的内部电极图案26a中，内部电极层16的引出部16a在边4c1露出。另一方面，在除引出部16a以外的部位，内部电极层16的外周缘16b未在边4d1～4f1露出。即，在图3A所示的俯视图中，内部电极层16的面积(X1×X2)比压电体层10的面积(X0×Y0)小，在压电体层10的表面存在未被内部电极层16覆盖的非覆盖部14。

更具体而言，相对于压电体层10的X轴向的宽度X0，可以将内部电极层16的X轴向的宽度X1设为X0的0.95倍～0.999倍左右；相对于压电体层10的Y轴向的宽度Y0，可以将内部电极层16的Y轴向的宽度Y1设为Y0的0.95倍～0.999倍左右。通过将内部电极层16的面积控制在上述的范围，能够充分确保压电活性部12的区域，并且能够防止在层叠方向上相邻的内部电极层16彼此之间在边4d1～4f1发生短路。

在本实施方式中，在内部电极层16形成有与X轴大致平行的第一切口21和与Y轴大致平行的第二切口22。在此，切口是指在内部电极图案26a中不存在构成内部电极层16的导体的部位。即，在层叠状态下，在第一切口21和第二切口22处存在压电体层10。

另外，关于第一切口21和第二切口22，都需要形成至少1个以上。关于详细内容，将在后面进行说明。通过形成第一切口21及第二切口22这双方，能够提高层叠体4的平面度，并且，能够抑制层叠体4上所产生的裂缝。关于这些作用，通过对各切口21、22的形成部位及个数等进行设计，能够进一步提高所得到的效果。在第一实施方式中，对组合第一切口21和第二切口22形成外周侧切口图案20的情况进行详细的说明。

如图3A所示，在第一实施方式的内部电极图案26a中，在内部电极层16的外周部，形成有外周侧切口图案20。外周侧切口图案20具有与X轴大致平行的外周侧第一切口部21a和与Y轴大致平行的外周侧第二切口部22a。在此，内部电极层16的外周部是指与内部电极层16的外周缘16b相接的部分，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a在内部电极层16的外周缘16b向外开口。

特别是，在图3A中，外周侧切口图案20中所含的切口的总数为8个。如果进行分类的话，形成有4个外周侧第一切口部21a，形成有4个外周侧第二切口部22a。

另外，如图3A所示，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a均形成于内部电极层16的角部16c的附近。更具体而言，角部16c的附近是指图3A中由符号X3及Y3所表示的范围内。符号Y3表示从角部16c到外周侧第一切口部21a的距离，是指Y轴向上的外周侧第一切口部21a的形成位置。另一方面，符号X3表示从角部16c到外周侧第二切口部22a的距离，是指X轴向上的外周侧第二切口22a的形成位置。

在本实施方式中，相对于内部电极层16的Y轴向的宽度Y1，Y3优选为Y1的1/7～1/2左右的距离，更优选为Y1的1/7左右。另一方面，相对于内部电极层16的X轴向的宽度X1，X3优选为X1的1/7～1/2左右的距离，更优选为X1的1/7左右。在本实施方式中，优选为：在X3及Y3成为上述范围内的区域(即，角部16c的附近)，形成有外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a。

外周侧第一切口部21a的短边方向(Y轴向)的宽度Wa1可以设为0.01mm～0.8mm，优选为0.03mm～0.6mm。另外，相对于内部电极层16的X轴向的宽度X1，可以将外周侧第一切口部21a的长边方向(X轴向)的长度X2设为X1的1/10～1/7左右的长度(即，X2/X1为1/10～1/7左右)，优选为X1的1/8以下的长度。

关于外周侧第二切口部22a，只要是与外周侧第一切口部21a的尺寸同样的尺寸即可。即，可以将外周侧第二切口部22a的短边方向(X轴向)的宽度Wa2设为0.01mm～0.8mm，优选为0.03mm～0.6mm。另外，相对于内部电极层16的Y轴向的宽度Y1，可以将外周侧第二切口部22a的长边方向(Y轴向)的长度Y2设为Y1的1/10～1/7左右的长度(即Y2/Y1为1/10～1/7左右)，优选为Y1的1/8以下的长度。

此外，在设计各切口部(21a、22a)的尺寸后，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a优选被形成为在角部16c的附近相互不连结而成为分离的状态。即，在一个内部电极图案26a中，内部电极层16没有因外周侧第一切口部21a及外周侧第二切口部22a而分离，作为一个电极，优选一体地形成。通过连续地一体地形成内部电极层16，能够增大对压电效应的表达有效的电极面积，且能够实现良好的层叠型压电元件2的压电特性(特别是位移)。

图4是层叠体4的分解立体图。如图4所示，在层叠3层以上的压电体层10的情况下，将多个内部电极图案26a隔着压电体层10交替地层叠。

图4中，第二层的内部电极图案26a是以Z轴为中心使第一层的内部电极图案26a旋转180度的形态。即，在第二层的内部电极图案26a中，内部电极层16的引出部16a在边4d1露出。如图4所示，通过层叠多个压电体层10和内部电极图案26a，与非层叠型的压电元件相比，能够增大位移量及驱动力。

此外，在隔着压电体层10而相邻的2个内部电极图案26a中(例如第一层和第二层)，各图案26a中所含的外周侧切口图案20可以在层叠方向上重复，也可以在层叠方向上不重复而错位。

另外，在作为完成品的压电器件1的状态下，为了确认各内部电极层16的外周侧切口图案20的形态，只要通过扫描型电子显微镜(SEM)等观察层叠体4的截面即可。具体而言，关于外周侧第一切口部21a的形成部位和尺寸，能够通过沿着X轴以规定间隔对层叠体4的Y－Z截面进行SEM观察来推测。同地样，关于外周侧第二切口部22a的形成部位和尺寸，能够通过沿着Y轴以规定间隔对图2所示的层叠体4的X－Z截面进行SEM观察来推测。

但是，对于完成品中的外周侧切口图案20的确认方法不限定于上述的方法。例如，也可以是如下：即，仅切断层叠型压电元件2的角部附近，通过对切断的样品的X－Y截面进行SEM观察来推测。

接着，对本实施方式的压电器件1的制造方法进行说明。对于制造方法没有特别的限定，例如，可以通过以下所示的方法进行制造。

首先，对构成层叠型压电元件2的层叠体4的制造工序进行说明。在层叠体4的制造工序中，准备在烧成后成为压电体层10的陶瓷生片和在烧成后成为内部电极层16的导电性浆料。

关于陶瓷生片，例如，通过以下的方法进行制造。首先，通过湿式混合等手段均匀的混合构成压电体层10的材料的原料后，使其干燥。接着，在适当地选择的烧成条件下进行预烧，并对预烧粉进行湿式粉碎。接着，在粉碎的预烧粉末中添加粘合剂，进行浆料化。接着，将其浆料通过刮刀方法或丝网印刷法等手段进行薄片化，然后使其干燥，从而得到陶瓷生片。此外，构成压电体层10的材料的原料中也可以包含不可避免的杂质。

接着，将包含导电材料的电极用浆料通过印刷法等手段涂布在陶瓷生片上。此时，将电极用浆料以形成图3A所示的内部电极图案26a的方式涂布。对于图案化的方法没有特别的限定，可以采用公知的方法。由此，得到形成有规定的图案的内部电极浆料膜的生片。

接着，以规定的顺序层叠准备好的生片。即，如图4所示，改变内部电极图案26a的方向进行层叠。另外，在烧成后构成层叠体4的表面4a的Z轴的最上层，仅层叠陶瓷生片。

进一步，在层叠后施加压力进行压接，经过干燥工序及脱粘合剂工序等必要的工序后，进行用于得到层叠体4的烧成。在由Ag－Pd合金等贵金属构成内部电极层的情况下，烧成优选在炉内温度800～1200℃的大气压条件下进行。另外，在由Cu、Ni等贱金属构成内部电极层的情况下，烧成优选在氧分压为1×10^－7～1×10^－9MPa且炉内温度为800～1200℃的气氛下进行。

对于经过烧结工序而得到的层叠体4，通过溅射法及蒸镀法、电镀、或浸涂等的方法而形成第一外部电极6及第二外部电极8。从层叠体4的表面4a到侧面4c形成第一外部电极6，从层叠体4的表面4a到侧面4d形成第二外部电极8。此外，也可以在没有形成有外部电极6、8的层叠体4的侧面4d～4f上涂布绝缘性树脂，以形成绝缘层。由此，得到具有层叠体4、第一外部电极6、第二外部电极8的层叠型压电元件2。

接着，将得到的层叠型压电元件2粘贴于振动板30。在该工序中，首先，在振动板30的表面上涂布构成粘接层32的粘接材料，并将其薄薄地铺开。然后，通过按压等手段，将层叠型压电元件2向振动板按压使其紧密地粘接。此时，按压元件本身的力优选施加于层叠体4的中央部。

在粘贴振动板之前或之后，为了使压电体层10具有压电活性，对压电体层10实施极化处理。通过在80度～120度左右的绝缘油中对第一外部电极6及第二外部电极8施加1～10kV/mm的直流电场来进行极化。此外，施加的直流电场依赖于构成压电体层10的材质而定。经过这样的过程，得到图1所示的压电器件1。

此外，虽然上面说明的是用于得到1个层叠型压电元件2的顺序，但也可以使用在一片片材上形成有多个内部电极图案26a的生片。对于使用这样的片材而形成的集合层叠体，在烧成前或烧成后适当地进行切断，由此成为最终的图1所示的那样的元件的形状。

在本实施方式中，在内部电极层16形成有与X轴平行的第一切口21和与Y轴平行的第二切口22这双方。特别是在第一实施方式中，在内部电极层16的外周部，形成具有外周侧第一切口部21a(与第一切口21对应)和外周侧第二切口部22a(与第二切口22对应)的外周侧切口图案20。

根据上述的结构，在本实施方式的层叠型压电元件2中，能够抑制层叠体4在烧成工序中的异常变形(翘曲及曲折等)，提高平面度。另外，与现有技术相比，能够进一步降低层叠体4中所产生的裂缝。提及这样的变形抑制效果和裂缝抑制效果的理由是因为考虑到了例如以下所示的原因。

在层叠型压电元件2的层叠体4中，在前述的烧成工序中，压电体层10和内部电极层16会发生体积收缩。此时，压电体层10和内部电极层16之间的热收缩的行为不同。通常而言，内部电极层16的收缩率比压电体层10大，因此，在内部电极层16侧产生收缩应力，在压电体层10侧产生拉伸应力。发明人认为：由于这些在层叠体4的内部所产生的应力，从而在层叠体4上产生翘曲及曲折等的异常变形、或裂缝。当在层叠体4上产生异常变形及裂缝的话，将会妨碍层叠型压电元件2的位移，且不能得到充分的压电特性。

特别是，发明人认为：内部电极层16中所产生的应力从容易施加热的内部电极层16的外周侧朝向难以施加热的内侧产生。在本实施方式中，与该应力的方向性相对应地，沿着X轴向和Y轴向的两方向形成切口。因此，发明人认为：在本实施方式中，能够有效地缓和由于内部电极层16和压电体层10的收缩差所产生的应力。

另外，在本实施方式中，特别是在容易受到应力的影响的内部电极层16的外周部形成有外周侧切口图案20，因此，更容易缓和应力。因此，在本实施方式中，能够更有效地抑制层叠体的异常变形及裂缝的产生。另外，在本实施方式的层叠型压电元件2中，即使是在层叠体4的高度被薄型化为300μm以下的情况、及层叠体4的宽度被扩大为250mm以上的情况等下，也能够得到平面度良好的层叠体4，并且，能够充分抑制层叠体4中所产生的裂缝。

另外，在本实施方式中，如图3A所示，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a的总数优选为至少4个以上。这样，通过形成多个外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a，能够进一步提高层叠体4的平面度。

另外，在本实施方式中，外周侧第一切口部21a的短边方向的宽度Wa1和外周侧第二切口部22a的短边方向的宽度Wa2均优选为0.03mm以上、0.6mm以下的范围内。通过将外周侧切口(21a、22a)的宽度控制在上述范围内，能够在维持压电特性的状态下，适当地抑制层叠体4的异常变形。

进一步，在本实施方式中，能够将内部电极层16的俯视图中的形状设为大致矩形，该情况下，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a优选形成于内部电极层16的角部16c的附近。

在层叠面(平面)为大致矩形的情况下，内部电极层16中所产生的应力特别是容易对内部电极层16的角部16c造成影响。因此，在现有技术中，在层叠体4的角部容易产生翘曲。在本实施方式的层叠型压电元件2中，通过在角部16c的附近形成外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a，能够进一步提高层叠体4的平面度。

此外，在本实施方式中，通过形成具有上述的特征的外周侧切口图案20，能够扩大内部电极层16的有效电极面积。即，在图3A所示的平面中，能够缩小非覆盖部14的比率。

第二实施方式

以下，基于图3B，对本发明的第二实施方式进行说明。此外，关于第二实施方式与第一实施方式共同的结构，省略说明，并使用相同的符号。

图3B表示第二实施方式的内部电极图案26b，是放大了内部电极图案26b的主要部分的俯视图。与第一实施方式中的内部电极图案26a同样，内部电极图案26b在内部电极层16的外周部形成有具有外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a的外周侧切口图案20。特别是，外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a形成于内部电极层16的角部16c的附近。

如图3B所示，在第二实施方式中，具有如下特征：即，在内部电极层16的角部16c、外周侧第一切口部21a的角部21ac、以及外周侧第二切口部22a的角部22ac处形成圆形。该圆形在各个部位的曲率半径优选为0.1mm以上。

在内部电极层16中，在角部16c、21ac、22ac处，在极化时施加直流电场的情况下，电场容易集中。特别是，在压电体层10使用非铅系的材料的情况下，极化所需的额定电压变高，在极化时在角部16c、21ac、22ac容易发生短路。

在第二实施方式中，通过在内部电极层16的角部16c、及外周侧切口图案20的角部21ac、22ac形成具有规定的曲率半径的圆形，能够防止电场集中于上述的角部。因此，在第二实施方式中，在极化时，能够施加比现有技术更高的电压，或进一步提高绝缘油的温度，从而能够增大层叠型压电元件2的极化率。其结果，进一步提高层叠型压电元件2的位移量。

第三实施方式

以下，基于图5A、图5B、以及图6对本发明的第三实施方式进行说明。此外，关于第三实施方式与第一实施方式共同的结构，省略说明，并使用相同的符号。

第三实施方式的层叠型压电元件200包含图5A所示的内部电极图案26c1。与图3A所示的第一实施方式的内部电极图案26a同样，内部电极图案26c1在内部电极层16的外周部也形成有外周侧切口图案20。第三实施方式中的外周侧切口图案20的特征与第一实施方式是共通的。

在内部电极图案26c1中，除了外周侧切口图案20之外，在内部电极层16的内侧也形成有内侧切口图案24。内侧切口图案24可以包含与X轴平行的内侧第一切口部21b和与Y轴平行的内侧第二切口部22b。在此，内部电极层16的内侧是指比内部电极16的外周缘16b靠内侧，内侧切口图案24包含在外周缘16b未开口的切口(21b或22b)。

此外，关于内侧切口图案，只要组合至少两个内侧第一切口部21b、或内侧第二切口部22b而形成即可。例如，如图8C所示，也可以为仅组合内侧第二切口部22b(或仅组合内侧第一切口部21b)的切口图案(内侧切口图案24f)。

但是，更优选为，如图5A所示，组合多个内侧第一切口部21b和多个内侧第二切口部22b，来构成内侧切口图案24。特别是，在第三实施方式的图5A中，内侧切口图案24成为将多个内侧第一切口部21b和多个内侧第二切口部22b组合成虚线格子状的图案。

如上所述，在形成虚线格子状的内侧切口图案24的情况下，内侧切口图案24中所含的内侧第一切口部21b和内侧第二切口部22b优选均等地配置于内部电极层16的平面上。另外，在虚线格子状图案中，存在于最外侧的内侧第一切口部21b和内侧第二切口部22b也可以在内部电极层16的外周缘16b向外开口。

进一步，优选为：内侧第一切口部21b及内侧第二切口部22b在图5A所示的平面上以分别分离的状态存在，且相互未连结。换言之，在形成内侧切口图案24的情况下，图5A所示的内部电极层16优选没有因内侧第一切口部21b或内侧第二切口部22b而分离，而是一体地形成为一个电极。此外，只要内部电极层16是一体地连续地存在，则内侧切口图案24中所包含的切口部(内侧第一切口部21b及/或内侧第二切口部22b)也可以是以一部分连结的方式存在。

在图5A所示的虚线格子状的内侧切口图案24中，相对于内部电极层16的Y轴向的宽度Y1，可以将与X轴平行的虚线的间隔Y5设为Y1的1/8～1/2左右(即，Y5/Y1为1/8～1/2左右)，优选为Y1的1/6～1/3左右。即，构成虚线格子的与X轴平行的虚线的数量可以设为1根～8根，优选为2根～5根。与Y轴平行的虚线的间隔(X5、X5/X1)、及虚线的数量也可以以与上述同样的方式设置。另外，与X轴平行的虚线的数量和与Y轴平行的虚线的数量可以相同也可以不同。

另外，在内侧切口图案24中，内侧第一切口部21b的短边方向的宽度Wb1可以设为0.01mm～0.8mm，优选为0.03mm～0.6mm。与Wb1同样，内侧第二切口部22b的短边方向的宽度Wb2也可以设为0.01mm～0.8mm，优选为0.03mm～0.6mm。

进一步，在内侧切口图案24中，相对于内部电极层16的X轴向的宽度X1，可以将内侧第一切口部21b的长边方向的长度X4设为X1的1/10～1/7左右的长度(即，X4/X1为1/10～1/7左右)，优选为X1的1/8以下的长度。另一方面，相对于内部电极层16的Y轴向的宽度Y1，可以将内侧第二切口部22b的长边方向的长度Y4设为Y1的1/10～1/7左右的长度(即，Y4/Y1为1/10～1/7左右)，优选为Y1的1/8以下的长度。

图5B表示在图5A所示的内部电极图案26c1的Z轴向的上方进一步层叠压电体层10和内部电极图案26c2的状态。图5B中，由实线所示的内部电极图案26c2是以Z轴为中心使内部电极图案26c1旋转180度的形态。图5B中，由虚线表示位于Z轴向的下方的内部电极图案26c1。

而且，在内部电极图案26c2中，与内部电极图案26c1的情况相比，在X－Y平面上以不同的配置形成内侧切口图案24。因此，如图5B所示，在隔着压电体层10而相邻的2个内部电极层16中(即，内部电极图案26c1和26c2)，内侧切口图案24在层叠方向上没有重复而是错开。因此，在第三实施方式的层叠型压电元件200中，在Y轴向的大致中央位置观察X－Z截面时，具有图6所示的截面形态。

在图6所示的X－Z截面上，能够确认到：内侧切口图案24中所含的内侧第一切口部21b或内侧第二切口部22b是以内部电极层16中的中断部分呈现的。如图6所示，在相邻的2个内部电极层16中，内侧切口图案24的位置在层叠方向上没有重复而是错开。此外，在采用图5B所示的层叠结构的情况下，层叠型压电元件200的Y－Z截面(未图示)也成为与上述同样的截面形态。

此外，外周侧切口图案20可以在层叠方向上重复，也可以不重复而错开。

在第三实施方式的层叠型压电元件200中，在内部电极层16上不仅形成有外周侧切口图案20而且还形成有内侧切口图案24。由此，在层叠型压电元件200中，能够更有效地降低层叠体4中所产生的裂缝，并且进一步提高位移量。作为得到该效果的原因，例如，考虑以下所示的原因。

通过经由内部电极层16施加电压，由此，压电体层10上产生机械的位移，但此时，内部电极层16本身没有产生机械的位移。因此，有时内部电极层16会妨碍压电体层10的机械的位移。发明人认为：在第三实施方式中，通过在内部电极层16形成内侧切口图案24，能够降低由内部电极层16引起的位移妨碍。

特别是，如图5A所示，内侧切口图案24优选为将多个内侧第一切口部21b和多个内侧第二切口部22b组合成虚线格子状的图案。通过将内侧切口图案24设为虚线格子状，进一步提高层叠型压电元件200的位移量。

此外，在内侧切口图案24中，内侧第一切口部21b的短边方向的宽度Wb1和内侧第二切口部22b的短边方向的宽度Wb2均优选为0.03～0.6mm的范围内。在第三实施方式的层叠型压电元件200中，通过将内侧切口(21b、22b)的宽度控制在上述范围内，能够在维持压电特性的状态下，适当地控制裂缝的产生。

另外，在第三实施方式中，如图6所示，在层叠体4中能够交替地层叠多个压电体层10和多个内部电极层16。该情况下，在与X轴或Y轴正交的层叠体4的任意的截面上，夹着压电体层10相邻的2个内部电极层16的内侧切口图案24优选在层叠方向上不重复而错开。通过采用上述的层叠结构，在第三实施方式的层叠型压电元件200中，进一步提高层叠体4的平面度。

此外，在第三实施方式中，在内部电极层16形成有外周侧切口图案20，起到与第一实施方式同样的作用效果。

第四实施方式

以下，基于图7对本发明的第四实施方式进行说明。此外，关于第四实施方式与第一及第三实施方式共同的结构，省略说明，并使用相同的符号。

图7是第四实施方式的层叠型压电元件220的概略截面图。在层叠型压电元件220中，压电体层10和内部电极层16(160～165)交替地层叠而构成层叠体4。此外，图7中表示的是层叠6层内部电极层的结构，但该层叠数只不过为例示。第四实施方式中的层叠数不限定于图7的结构。

与第三实施方式同样，在第四实施方式中，在各内部电极层160～165形成有外周侧切口图案20和内侧切口图案240～245。但是，在各内部电极层160～165中，各内侧切口图案240～245中所包含的切口(内侧第一切口部21b及内侧第二切口部22b)的数量不同。与之相伴，在图7所示的X－Z截面上，在各内部电极层160～165中观测到的中断部分的数量不同。

换而言之，在第四实施方式的层叠型压电元件220中，内部电极层16的每1层的覆盖率从层叠方向的最下层(内部电极层160)到最上层(内部电极层165)逐渐增减。

在此，内部电极层16的覆盖率是表示切口(第一切口21及第二切口22，特别是内侧第一切口部21b及内侧第二切口部22b)的存在率的指标，具体而言，按照以下的顺序来计算。

通过SEM或光学显微镜等方法观察层叠体4的截面来计算覆盖率。此时，将层叠体4用与X轴或Y轴正交的面进行切断，并对其截面进行镜面抛光，从而制作观察用的试样。“与X轴或Y轴正交”是指可以是X－Z截面也可以是Y－Z截面，对于切断部位没有特别的限定。在此，作为例示，对于在图7所示的X－Z截面上计算最上层(内部电极层165)的覆盖率的情况进行说明。

首先，在抛光的截面上，测定从内部电极层165的端部到端部的长度，即图7中所示的宽度X1的长度。另外，测定内部电极层165中所包含的中断部分的长度L(图7中L＝X4)，算出其总和(ΣL)。另外，在此，中断部分相当于内部电极层16中所含的第一切口21或第二切口22。覆盖率用(X1－ΣL)/X1(％)表示。即，如果覆盖率的值小，则意味着在内部电极层165中切口的存在率多，相反，如果覆盖率的值大，则意味着在内部电极层165中切口的存在率少。

如上所述，在第四实施方式中，内部电极层16的每1层的覆盖率从层叠方向的最下层到最上层逐渐增减。“逐渐增减”是指覆盖率逐渐地变化，覆盖率可以在最下层侧成为最大值，相反，覆盖率也可以在最上层侧成为最大值。进一步，覆盖率也可以在中央部分的内部电极层成为最大值或最小值。

在第四实施方式中，通过使内部电极层16的每1层的覆盖率逐渐增减，能够将层叠型压电元件220的压电特性控制为期望的值。例如，为了进一步提高层叠型压电元件220的位移量，如图7所示，优选增大最下层侧的内部电极层160的覆盖率，缩小最上层侧的内部电极层165的覆盖率。

更具体而言，最下层侧的内部电极层160受到振动板30的限制，因此，从重视机械的强度的角度考虑，优选增大覆盖率。相反，在最上层侧的内部电极层165中，优选降低覆盖率，以缩小内部电极层165造成的位移妨碍的影响。因此，如图7所示，当以从最下层侧朝向最上层侧逐渐减小覆盖率的方式层叠内部电极层160～165时，能够进一步增大层叠型压电元件220的位移量。特别是，在将层叠型压电元件220用于压电扬声器的情况下，声压进一步得到提高。

另一方面，在扬声器用途中，在将最上层侧的内部电极层165的覆盖率设为最大的情况、及在将中央部的内部电极层162、163的覆盖率设为最大/最小的情况下，能够使音质发生变化。

此外，如上所述，在采用覆盖率逐渐增减的层叠结构的情况下，在覆盖率成为最大值的内部电极层16(图7的情况为160)中，能够将覆盖率设为100％。即，也可以不形成内侧切口图案24。

另外，在覆盖率成为最大值的内部电极层16(图7的情况为160)和覆盖率成为最小值的内部电极层16(图7的情况为165)之间，覆盖率的差优选为3.0％以上、15％以下的范围内。通过在该范围内使覆盖率增减，能够增大压电特性的变动。即，在图7所示的层叠结构的情况下，进一步提高位移量(声压进一步增大)。

以上，基于附图所示的实施方式对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，能够在本发明的范围内进行各种改变。例如，在上述的实施方式中，层叠型压电元件2、200、220在俯视图中具有大致矩形的形状，但不限定于此，也可以在俯视图中具有圆形或椭圆形、多边形、平行四边形等形状。对于振动板30也是同样的，振动板30在俯视图中的形状也可以为圆形或椭圆形、多边形等形状。另外，根据层叠型压电元件的用途，也可以不使用振动板30。

另外，在上述的实施方式中，在图3A所示的平面上，压电体层10具有没有被内部电极层16覆盖的非覆盖部14。在该非覆盖部14也可以形成与内部电极层16电绝缘的虚拟电极层。进一步，在上述的实施方式中，使内部电极层16的一部分在层叠体4的侧面露出，以形成引出部16a。也可以在层叠体4上形成通孔电极来代替该引出部。该情况下，一对外部电极6、8与通孔电极的位置对应地形成于层叠体4的表面4a或背面4b。

进一步，在上述的实施方式中，第一切口21与X轴平行，第二切口22与Y轴平行，但第一切口21和第二切口22的形成方向不限定于实施方式中所示的情况。只要第一切口21和第二切口22的形成方向为相互交叉的方向即可。具体而言，作为第一切口21的形成方向的第一方向能够在X轴±45度的范围进行变更。同样地，第二切口22的形成方向即第二方向能够在Y轴±45度的范围进行变更。例如，虚线格子状的内侧切口图案24也可以形成为从图5A所示的状态以Z轴为中心在45度以内旋转的形态。

另外，在图5A及图5B中，在内部电极层16中形成了外周侧切口图案20和内侧切口图案24双方，然而，也可以仅形成内侧切口图案24。

本发明的层叠型压电元件能够用作电能和机械能的转换元件。例如，本发明的层叠型压电元件能够应用于驱动用促动器、触觉器件、压电蜂鸣器、压电发声器、超声波马达、扬声器等，特别是，优选用于触觉用途及压电扬声器用途。

实施例

以下，基于更详细的实施例对本发明进行说明，但本发明不限定于这些实施例。

实验1

(实施例1)

在实施例1中，以图8A所示的内部电极图案26d形成内部电极层16，制作层叠型压电元件的样品。

如图8A所示，在内部电极图案26d中，分别形成有1个外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a，没有形成内侧切口图案24。另外，在内部电极图案26d中，各切口的形成部位不是内部电极层16的角部16c附近，外周侧第一切口部21a形成于Y轴向的大致中央位置，外周侧第二切口部22a形成于X轴向的大致中央位置。实施例1的层叠型压电元件样品的详细的制造方法如以下所示。

首先，以由PZT系陶瓷构成压电体层的方式，称量规定量的化学上纯粹的主要成分原料和副成分原料，通过球磨机进行湿式混合。混合后，在800℃～900℃下进行预烧，再次通过球磨机进行粉碎处理。在这样得到的预烧粉末中添加粘合剂进行浆料化。进一步，将该浆料通过丝网印刷法制成片材状，然后使其干燥得到陶瓷生片。

接着，通过印刷法将包含Ag－Pd合金作为主要成分的导电性浆料涂布于陶瓷生片上。此时，以在烧成后形成图8A所示的内部电极图案26d的方式，塗布导电性浆料并形成图案。

将这样得到的生片按规定的顺序层叠9层，得到生坯芯片。进一步，对该生坯芯片施加压力进行压接，在实施干燥处理及脱粘合剂处理后，进行烧成。此外，烧成是在炉内温度为900℃，在大气压条件下进行的。通过该工序得到实施例1的层叠体样品。

此外，实施例1中得到的层叠体样品为大致长方体形状，其尺寸为宽度(X0)30mm×深度(Y0)30mm×厚度0.1mm。另外，压电体层10的厚度平均为10μm，内部电极层16的厚度平均为1μm。进一步，在实施例1中，将外周侧切口21a、22a的短边方向的宽度设为约0.1mm。

对于这样制成的层叠体样品，形成一对外部电极6、8，然后实施极化处理，从而制作层叠型压电元件的样品。在实施例1中制作了1000个该层叠型压电元件样品，并进行了后述的评价。

平面度的测定

对于实施例1中得到的层叠体样品，为了评价异常变形的有无，测定了平面度。对于层叠体样品的平面度，使用CNC图像测定仪(尼康株式会社制、NEXIV VMZ－R6555)进行测定。更具体而言，基于对层叠体照射激光而得到的高度数据，制作最小二乘平面，计算将该最小二乘平面设为基准面时的最大高度和最小高度，由此来测定平面度。平面度以“最大高度－最小高度”来表达，平面度的值越小，意味着层叠体的异常变形越少。

此外，对一个实施例实施900次测定，得到其平均值，将其作为测定结果示于表1中。此外，将平面度为200μm以下设为合格与否的标准，将平面度为150μm以下判断为良好，将平面度为100μm以下判断为更良好。

裂缝的评价

对得到的层叠体样品通过FE－SEM观察截面，从而进行裂缝的评价。具体而言，按以下的顺序算出裂缝产生率。首先，从1000个层叠体试样中随意抽出100个试样，将它们用树脂固定，对任意的截面进行镜面抛光，从而得到SEM观察用的试样。而且，在对各试样观察截面时，计算有压电体层10中的裂纹及压电体层10和内部电极层16之间的剥离等的样品数，算出裂缝产生率。关于裂缝产生率，将10％以下判断为良好的范围，将5％以下判断为更良好的范围。

声压的测定

为了评价位移特性，对实施例1中得到的层叠型压电元件样品进行声压的测定。首先，作为进行声压的测定的上一阶段，使用协立化学产业株式会社制的WORLD ROCK 830作为粘接剂，在由Ni－Fe合金构成的振动板的表面上粘贴层叠型压电元件样品。振动板的规格为80mm×60mm，以在全部的样品上成为规定的量的方式控制粘接剂的涂布量。

而且，在声压的侧定中，首先，使用双面胶将压电元件粘在长220mm×宽220mm×厚度0.7mm的玻璃板的中央，将该玻璃板夹在固定用夹具中。此时，将从评价面到声压计的距离调整为100mm。然后，将函数发生器与压电元件连接，设定为正弦波的频率：100Hz～20kHz、输出电压：12Vp－p，对压电元件施加电压。对于此时产生的压电元件的振动，在声压麦克风中测定声压。将声压为73dB以上设为合格与否的基准，将80dB以上判断为良好，将90dB以上判断为更良好。

(实施例2)

在实施例2中，以图8B所示的内部电极图案26e形成内部电极层16，制作层叠型压电元件的样品。如图8B所示，在内部电极图案26d中，分别形成有2个外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a，没有形成内侧切口图案。

另外，在内部电极图案26d中，各切口21a、22a形成于靠向中央的位置而不是内部电极层16的角部16c附近。具体而言，以从角部16c起到形成位置的距离Y3成为Y1的约1/3的方式形成外周侧第一切口部21a。同样地，以从角部16c起到形成位置的距离X3成为X1的约1/3的方式形成外周侧第二切口部22a。

实施例2中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(实施例3)

在实施例3中，以图3A所示的内部电极图案26a形成内部电极层16，制作层叠型压电元件的样品。如第一实施方式中说明的那样，在内部电极图案26a中，分别形成有4个外周侧第一切口部21a和外周侧第二切口部22a。特别是，各切口21a、22a形成于内部电极层16的角部16c附近。此外，在实施例3中，没有形成内侧切口图案24。实施例3中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(实施例4)

在实施例4中，以图8C所示的内部电极图案26f形成内部电极16，制作层叠型压电元件的样品。在内部电极图案26f中，以与实施例3同样的形式形成外周侧切口图案20。除此以外，在内部电极图案26f中，在内部电极层16的中央部分形成有具有2个内侧第二切口部22b的内侧切口图案24f。此外，在实施例4中，内侧切口的短边方向的宽度约为0.1mm。实施例4中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(实施例5)

在实施例5中，以图5A所示的内部电极图案26c1形成内部电极16，并制作层叠型压电元件的样品。内部电极图案26c1的特征如第三实施方式中说明的那样，不仅形成有外周侧切口图案20而且还形成有虚线格子状的内侧切口图案24。但是，在实施例5的层叠体样品中，隔着压电体层10相邻的内侧切口图案24在层叠方向上有一部分重复。实施例5中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(实施例6)

在实施例6中，如图5B所示，以内部电极图案26c1及26c2形成内部电极16，制作层叠型压电元件的样品。特别是，在实施例6的层叠体样品中，隔着压电体层10相邻的内侧切口图案24在层叠方向上没有重复而错开(即具有图6的层叠结构)。实施例6中的上述以外的结构与实施例5相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(比较例1)

在比较例1中，以图9A所示的内部电极图案26g形成内部电极层16，制作层叠型压电元件的样品。如图9A所示，在内部电极图案26g中没有形成相当于外周侧切口图案20的切口。另外，在内部电极图案26g中，在内部电极层16的内侧形成有多个直径约0.1mm的圆形状的孔50。比较例1中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

(比较例2)

在比较例2中，以图9B所示的内部电极图案26h形成内部电极层16，制作层叠型压电元件的样品。如图9B所示，在内部电极图案26h中，仅在与X轴平行的方向上形成切口51。此外，内部电极图案26h的切口51的长边方向的长度为内部电极层16的宽度X1的1/2以上，从内部电极层16的外周部朝向内侧连续地形成。比较例2中的上述以外的结构与实施例1相同，进行同样的评价。将结果示于表1中。

【表1】

在比较例1及比较例2中，确认到了在层叠体样品上的翘曲及曲折等的异常变形，如表1所示，平面度的值为500μm左右，平面度差。另外，在比较例1及比较例2中，裂缝产生率也为10％以上，不满足基准值。进一步，随着异常变形及裂缝的产生，比较例1及比较例2的声压停留在73dB以下的低的水准。

在比较例1中，在容易受到内部应力的影响的内部电极层16的外周部没有形成切口，因此，认为不能充分地缓和应力。因此，如比较例1那样，在内部电极层16的内侧仅形成简单的孔50的情况下，不能期待平面度的提高。

另一方面，在比较例2中，长条形的切口51以与内部电极层16的外周缘16b相接的方式形成。但是，在比较例2的内部电极图案26h中，切口51仅在一方向上形成，因此，认为不能充分地缓和应力。因此，如比较例2那样，仅在一方向上形成切口51的情况下，不能期待平面度的提高。

与此相对，在本发明的实施例1～6中，全部的特性(平面度、裂缝产生率以及声压)均成为比比较例1及2更良好的结果，在全部的特性上满足基准值。从该结果能够确认到：通过沿着X轴向和Y轴向两方向形成切口，容易缓和应力，能够提高平面度并抑制裂缝的产生。

另外，表1中，对实施例1～3的结果进行比较的话，可知：通过增加外周侧切口图案20中所包含的切口的数量，平面度的值变小。特别是，实施例3的平面度成为最良好。从该结果，能够确认到：通过将外周侧切口(21a、22a)的总数设为至少4个以上，能够进一步提高平面度。另外，如实施例3那样，通过将外周侧切口(21a、22a)形成于角部16c的附近，能够进一步提高层叠体4的平面度。

另外，对实施例1～3与实施例4～6进行比较的话，可知：与实施例1～3相比，具有内侧切口图案的实施例4～6的裂缝产生率更低，且声压更大。从该结果，能够确认到：通过在内部电极层16形成外周侧切口图案和内侧切口图案这双方，能够更有效地降低层叠体4中所产生的裂缝，并且能够进一步增大层叠型压电元件的位移量。

进一步，当对实施例4～6进行比较的话，可知：具有虚线格子状的内侧切口图案的实施例5、6的声压比实施例4更大。特别是，在实施例6中，全部的特性(平面度、裂缝产生率、以及声压)都得到了提高。从该结果，能够确认到：通过将内侧切口图案设为虚线格子状，能够进一步增大层叠型压电元件的位移量。另外，确认到：如实施例6那样，通过使内侧切口图案在层叠方向上错开，进一步提高了层叠体4的平面度，还有助于裂缝抑制效果的提高及位移量的提高。

实验2

在实验2中，变更形成于内部电极层16的切口(21、22)的宽度，制作层叠型压电元件的样品，评价其特性。

(实施例11～15)

在实施例11～15中，与实验1的实施例3同样，在内部电极层16形成图3A所示的外周侧切口图案20。而且，在实施例11～15中，变更外周侧切口(21a、22a)的短边方向的宽度(Wa1、Wa2)，制作各实施例的层叠型压电元件样品。在实施例11～15中，上述以外的实验条件与实验1相同，进行同样的评价。将结果示于表2中。

(实施例21～25)

在实施例21～25中，与实验1的实施例6同样，在内部电极层16形成图5B所示的切口图案(20、24)。而且，在实施例21～25中，变更内侧切口(21b、22b)的短边方向的宽度(Wb1、Wb2)，制作各实施例的层叠型压电元件样品。此外，在各实施例中，内侧切口图案在相邻的内部电极层上，在层叠方向上错开。在实施例21～25中，上述以外的实验条件与实验1相同，进行同样的评价。将结果示于表3中。

【表2】

【表3】

如表3所示，对实施例11～15进行比较的话，可知：与切口宽度窄的实施例11相比，实施例12～15的平面度更为良好。另外，可知：与切口宽度宽的实施例15相比，实施例11～14的声压更大。从该结果，能够确认到：外周侧切口(21a、22a)的宽度优选控制在0.03mm～0.6mm的范围。

如表4所示，对实施例21～25进行比较的话，可知：与切口宽度窄的实施例21相比，实施例22～25的裂缝产生率进一步被降低。另外，可知：与切口宽度宽的实施例25相比，实施例21～24的声压更大。从该结果，能够确认到：内侧切口(21b、2b)的宽度优选控制在0.03mm～0.6mm的范围。

实验3

在实验3中，变更内部电极层16的覆盖率，制作层叠型压电元件的样品，评价其特性。

(实施例31～35)

在实施例31～35中，在制造层叠体样品时，层叠9层覆盖率不同(即切口数不同)的内部电极层，并制作层叠型压电元件的样品。特别是，在实施例31～35中，以覆盖率随着从最下层朝向最上层逐渐减少的方式层叠内部电极层。在各实施例31～35中，将测定最下层的覆盖率和最上层的覆盖率的结果示于表4中。此外，上述以外的实验条件与实验1的实施例6相同。关于实施例31～35，将声压的测定结果示于表4中。

【表4】

如表4所示，当比较实施例31～35时，能够确认到：特别是在实施例32～34中，其声压得到了提高。从该结果，能够确认到：通过在层叠方向上逐渐变更内部电极层的覆盖率，能够对压电特性造成影响。特别是，确认到：通过使覆盖率从最下层侧朝向最上层侧以规定的比率(3～15％)逐渐减少，能够实现声压的进一步提高。

实验4

(实施例41、42)

在实施例41中，与实验1的实施例6同样地制作层叠型压电元件的样品。另一方面，在实施例42中，在内部电极层16的外周缘16b，在角部(16c、21ac、22ac)形成曲率半径为0.1mm以上的圆形，并制作层叠型压电元件的样品。

另外，在实验4中，在实施例41和实施例42中改变极化时的条件，并制作样品。具体而言，在实施例41中，通过在90℃的绝缘油中施加3kV/mm的直流电场来实施极化处理。另一方面，在实施例42中，为了确认形成圆形的效果，在比实施例41更严格的条件下进行了极化处理。具体而言，在120℃的绝缘油中施加3kV/mm的直流电场来进行极化。

在实施例41和实施例42中，上述以外的实验条件是共通的。关于各实施例41、42，将声压的测定结果示于表5中。

【表5】

如表5所示，在实施例42中，虽然在比实施例41更严格的条件下进行了极化，但也没有产生短路不良。其结果，在实施例42中，比实施例41更能够提高声压。从该结果，确认到：通过在角部(16c、21ac、22ac)形成圆形，能够抑制在角部的电场集中。另外，确认到：通过抑制角部处的电场集中，能够增大压电体层10的极化率，能够进一步增大层叠型压电元件的位移量。

[符号说明]

1…压电器件

2，200，220…层叠型压电元件

4…层叠体

4a…层叠体表面

4b…层叠体背面

4c～4f…层叠体侧面

10…压电体层

12…压电活性部

14…非覆盖部

26a～26f…内部电极图案

16，160～165…内部电极层

16a…引出部

16b…外周缘

16c…角部

21…第一切口

21a…外周侧第一切口部

21b…内侧第一切口部

22…第二切口

22a…外周侧第二切口部

22b…内侧第二切口部

20…外周侧切口图案

24…内侧切口图案

6…第一外部电极

6a…第一侧面部

6b…第一表面部

8…第二外部电极

8a…第二侧面部

8b…第二表面部

30…振动板

32…粘接层。

Claims

1.一种层叠型压电元件，其中，

具有：

外部电极，其与所述内部电极层电连接，

2.根据权利要求1所述的层叠型压电元件，其中，

所述第一切口包括形成于所述内部电极层的外周部的外周侧第一切口部，

所述第二切口包括形成于所述内部电极层的外周部的外周侧第二切口部。

3.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，

所述外周侧第一切口部的短边方向的宽度和所述外周侧第二切口部的短边方向的宽度均在0.03mm以上且0.6mm以下的范围内。

4.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，

所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部在所述内部电极层的所述外周部形成于多个部位，

所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部的总数为至少4个以上。

5.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，

在所述平面上，所述内部电极层的俯视图中的形状为四边形，

所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部形成于所述内部电极层的角部附近。

6.根据权利要求2所述的层叠型压电元件，其中，

在所述内部电极层的角部、以及所述外周侧第一切口部和所述外周侧第二切口部的角部形成有曲率半径为0.1mm以上的圆形。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的层叠型压电元件，其中，

所述第一切口包括内侧第一切口部，

所述第二切口包括内侧第二切口部，

在所述内部电极层的内侧形成有内侧切口图案，该内侧切口图案是组合至少2个以上的所述内侧第一切口部或所述内侧第二切口部而成。

8.根据权利要求7所述的层叠型压电元件，其中，

所述内侧切口图案是将多个所述内侧第一切口部和多个所述内侧第二切口部组合成虚线格子状的图案。

9.根据权利要求7所述的层叠型压电元件，其中，

在所述内侧切口图案中，

所述内侧第一切口部的短边方向的宽度和所述内侧第二切口部的短边方向的宽度均为0.03～0.6mm。

10.根据权利要求7所述的层叠型压电元件，其中，

所述层叠体中交替地层叠有多个所述压电体层和多个所述内部电极层，

在与所述第一轴或所述第二轴正交的所述层叠体的任意的截面上，夹着所述压电体层而相邻的2个所述内部电极层的所述内侧切口图案在层叠方向上不重复而错开。

11.根据权利要求1～6中任一项所述的层叠型压电元件，其中，

在与所述第一轴或所述第二轴正交的所述层叠体的任意的截面上，所述内部电极层的每1层的覆盖率从层叠方向的最下层到最上层逐渐增减。

12.根据权利要求11所述的层叠型压电元件，其中，

在所述覆盖率成为最大值的内部电极层和所述覆盖率成为最小值的内部电极层之间，所述覆盖率的差在3.0％以上且15％以下的范围内。