JP5556857B2 - 積層型圧電素子 - Google Patents

Description

本発明は、積層型圧電素子に関する。さらに詳しくは、焦電効果に起因する特性劣化を防止し得る積層型圧電素子に関する。

圧電素子は、圧電効果および逆圧電効果を利用し、機械的な変位と電気的な変位とを相互に変換する素子である。このような圧電素子は、例えば、圧電セラミックスを成形・焼成して素子本体を得た後、これに電極を形成し、さらに分極処理を施すことによって製造される。

圧電素子により得られる機械的変位は比較的微小であるため、圧電素子は、たとえば精密かつ正確な制御が要求されるアクチュエータとして好適に利用される。より具体的には、レンズ駆動用、ＨＤＤのヘッド駆動用、インクジェットプリンタのヘッド駆動用、燃料噴射弁駆動用等の用途が挙げられる。

このような圧電素子は、例えば携帯用電子機器等に用いられた場合、周囲の環境変化により、温度変化に曝されることになる。

このような温度変化に曝されることが想定される場合、圧電素子には、焦電効果による分極度の劣化という問題が発生する。特に温度が低下する過程において、圧電素子には、焦電効果による電荷によって分極処理時とは逆方向の電圧が印加されるため、その電圧が大きすぎる場合には、圧電素子の分極度を低下させてしまうおそれがある。このようにして低下した分極度は、温度が再度上昇する過程で回復することはほとんど望めないために、温度変化が繰り返されるたびに分極度が徐々に低下し、最終的には所望の変位が得られなくなるというような、圧電素子の特性劣化を引き起こしてしまう問題があった。

このような問題に対処するため、特許文献１には、積層型圧電素子において、その側面に露出している内部電極をマイグレーション防止用外装材で覆い、さらに該外装材に導電性粒子を分散させる技術が記載されている。

また、特許文献１には、導電性粒子を分散させた外装材により、焦電効果による分極度の低下を抑制できることが記載されている。

国際公開第２００７／０５２５９９号

しかしながら、導電粒子を含有する従来技術の外装材には、導電性粒子の凝集などにより局所的に抵抗値の低い部分が形成され、該部分を通じて内部電極間に短絡を生じる恐れがあるという問題があった。特に、内部電極間の距離（圧電体層の厚み）が小さくなるほど、この問題が顕著になってしまう。

さらに、マイグレーションの防止と分極度低下の抑制を１つの外装材によって達成しようとする従来技術では、外装材が前記した両方の機能を果たすことを求められるために、その構成材料の選択や配合比の調整等が難しく、また外装材の抵抗値の調整が困難であるという問題があった。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、焦電効果に起因する特性劣化の抑制を確実に実現することができ、しかも、圧電体層の薄層化が容易で生産性に優れた積層型圧電素子を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る積層型圧電素子は、第１内部電極と第２内部電極とが圧電体層を積層方向に挟んで対向する圧電活性領域と、前記圧電体層が前記積層方向の一方のみで前記第１内部電極又は前記第２内部電極と接しているか又は前記第１内部電極同士若しくは前記第２内部電極同士が前記圧電体層を前記積層方向に挟んで対向する圧電不活性領域と、を有する両電極露出面を有する素子本体と、
前記両電極露出面における前記圧電活性領域を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層によって前記圧電活性領域に対して隔てられており、前記圧電不活性領域における少なくとも一部の前記第１内部電極と、前記圧電不活性領域における少なくとも一部の前記第２内部電極とを接続するように前記両電極露出面に配置されており、前記圧電体層より電気抵抗値が低い抵抗層と、
前記第１内部電極に対して電気的に接続された第１外部電極と、
前記第２内部電極に対して電気的に接続された第２外部電極と、を有する。

本発明に係る積層型圧電素子は、両電極露出面における圧電活性領域は絶縁層で被覆してマイグレーションを防止し、さらに、圧電不活性領域に露出する第１内部電極と第２内部電極を抵抗層によって接続して焦電効果による分極度の低下を防止することができる。また、抵抗層は、絶縁層によって圧電活性領域に対して隔てられているため、抵抗層内における導電性粒子の不均一さによって内部電極間に短絡を発生させることを防止できる。

したがって、本発明に係る積層型圧電素子は、圧電活性領域における第１内部電極と第２内部電極との距離を小さくすることが可能であり、小型化に対して有利である。また、抵抗層内の不均一さをある程度大きく許容できるため、製造が容易である。また、さらに、抵抗層は、両電極露出面内で第１内部電極と第２内部電極を接続すれば足りるので、例えば素子本体部における複数の面に跨って抵抗層を形成する必要があるような態様よりも、製造が容易である。なお、絶縁層は、マイグレーションの防止のみを行えれば足りるので、本発明に係る積層型圧電素子は、確実かつ安価にマイグレーション防止効果を得られる。

また、例えば、前記素子本体は、前記両電極露出面を前記積層方向に直交する方向に挟んで互いに反対方向を向く第１の面と第２の面とを有しても良く、
前記第１の面には前記第１外部電極が配置されていても良く、
前記第２の面には前記第２外部電極が配置されていても良い。

両電極露出面を挟んで両側の面に、それぞれ第１外部電極と第２外部電極を配置する積層型圧電素子は、積層パターンを単純化することができ、製造が容易である。

また、例えば、前記抵抗層は、前記第１外部電極及び前記第２外部電極に接続していても良い。

抵抗層は、両電極露出面における第１内部電極と第２内部電極を接続するだけでなく、第１外部電極及び第２外部電極にも接続することにより、より確実に焦電効果による分極度低下を防止することができる。

また、例えば、前記絶縁層は、前記圧電不活性領域を被覆する拡張部を有しても良く、前記拡張部には、前記圧電不活性領域における前記第１内部電極及び前記第２内部電極の少なくとも一部を露出させるための切り欠きが形成されていても良い。

絶縁層は、抵抗層が配置される位置を除けば、圧電不活性領域を被覆してもよく、絶縁層によって圧電不活性領域を被覆することにより、第１内部電極及び第２内部電極を保護できる。

また、例えば、前記抵抗層は、前記両電極露出面における前記積層方向の中央部に配置されていても良い。

抵抗層の形状は、特に限定されないが、例えば積層方向の中央部に配置すれば、積層型圧電素子を実装した際に、積層型圧電素子の両端部付近に配置される他の部品と抵抗層が接触することを回避できる。

また、例えば、前記抵抗層は、前記両電極露出面において、前記絶縁層の少なくとも一部を前記積層方向に挟むように、２箇所以上に分割して配置されていても良い。

抵抗層は、２箇所以上に分割して配置することも可能であり、例えば積層型圧電素子の両端部付近に分割して配置することにより、積層型圧電素子を実装した際に、積層型圧電素子の中央部付近に配置される他の部品と抵抗層が接触することを回避できる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図であり、特に抵抗層を強調して表示したものである。 図２は、本発明の第１実施形態に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図であり、特に絶縁層を強調して表示したものである。 図３は、図１におけるIII−III線に沿って切断した概略断面図である。 図４は、図１におけるIV−IV線に沿って切断した概略断面図である。 図５は、図１におけるV−V線に沿って切断した概略断面図である。 図６は、両電極露出面における圧電活性部と圧電不活性部を表示した平面図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図であり、特に抵抗層を強調して表示したものである。 図８は、本発明の第２実施形態に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図であり、特に絶縁層を強調して表示したものである。 図９は、本発明の第３実施形態に係る積層型圧電素子の絶縁層及び抵抗層の形状を表示した平面図である。 図１０は、圧電体層及び抵抗層の電気抵抗値を説明した概念的な回路図である。 図１１は、第１実施形態の変形例に係る積層型圧電素子を示す概略斜視図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

第１実施形態
図１に示すように、第１実施形態に係る積層型圧電素子１０は、略直方体形状であり、素子本体１１と、第１外部電極１５と、第２外部電極１６と、絶縁層１７と、抵抗層１８とを有する。素子本体１１は、積層型圧電素子１０より若干小さい略直方体形状を有しており、第１外部電極１５、第２外部電極１６、絶縁層１７及び抵抗層１８は、素子本体１１の第１側面１１ａ〜第４側面１１ｄに形成されている。

素子本体１１は、圧電体層１２と、第１内部電極１３と、第２内部電極１４とが、積層方向Ｚに沿って積層された内部構造を有する。図３及び図４に示すように、素子本体１１の中央部では、第１内部電極１３と第２内部電極１４とが、圧電体層１２を挟んで交互に積層されている。第１内部電極１３と第２内部電極１４とは、積層方向Ｚに垂直な方向に沿って、互いに略平行に延在しているが、図３に示すように、第１内部電極１３は素子本体１１の第２側面１１ｂの手前で途切れており、第２内部電極１４は第２側面１１ｂとは反対方向を向く第１側面１１ａの手前で途切れている。

図３に示すように、第２内部電極１４が露出せず、第１内部電極１３のみが露出している第１側面１１ａには、第１外部電極１５が配置されている。第１外部電極１５と第１内部電極１３は、電気的かつ物理的に接続されており、第１外部電極１５と第１内部電極１３は、共に導電材料で構成されているため、基本的に略同電位となる。

これに対して、第１内部電極１３が露出せず、第２内部電極１４のみが露出している第２側面１１ｂには、第２外部電極１６が配置されている。第２外部電極１６と第２内部電極１４は、電気的かつ物理的に接続されており、第２外部電極１６と第２内部電極１４は、共に導電材料で構成されているため、基本的に略同電位となる。

第１内部電極１３及び第２内部電極１４を構成する導電材としては、たとえば、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔ等の貴金属およびこれらの合金（Ａｇ−Ｐｄなど）、あるいはＣｕ、Ｎｉ等の卑金属およびこれらの合金などが挙げられるが、特に限定されない。第１外部電極１５及び第２外部電極１６を構成する導電材料も特に限定されず、内部電極を構成する導電材と同様の材料を用いることができる。なお、さらに、第１外部電極１５及び第２外部電極１６の外側には、上記各種金属のメッキ層やスパッタ層が形成してあってもよい。

図３に示すように、素子本体１１の中央部には、第１内部電極１３と第２内部電極１４とが圧電体層１２を挟んで対向する圧電活性部１９ａが形成されている。圧電活性部１９ａの圧電体層１２には、互いに極性の異なる第１内部電極１３と第２内部電極１４を介して電圧が印加され、機械的な変位を生じる。

これに対して、圧電不活性部１９ｂは、圧電活性部１９ａの周辺に形成されている。圧電不活性部１９ｂは、圧電体層１２が積層方向Ｚの一方のみで第１内部電極１３又は第２内部電極１４と接している部分と、第１内部電極１３同士若しくは前記第２内部電極１４同士が圧電体層１２を積層方向Ｚに挟んで対向する部分を含む。圧電不活性部１９ｂは、第１内部電極１３と第２内部電極１４によっては、積極的に電圧を印加されない部分である。

圧電活性部１９ａにおける圧電体層１２の厚みは、特に制限されないが、本実施形態では、好ましくは５〜５０μｍ程度である。ただし、素子本体１１の両端部にある圧電不活性部１９ｂでは、圧電体層１２の厚みは、圧電活性部１９ａにおける厚みより厚い。また、圧電体層１２の材質は、圧電効果あるいは逆圧電効果を示す材料であれば、特に制限されず、たとえば、ＰｂＺｒ_ｘＴｉ_１−ｘＯ_３、ＢａＴｉＯ_３などが挙げられる。また、特性向上等のための成分が含有されていてもよく、その含有量は、所望の特性に応じて適宜決定すればよい。

図１に示すように、積層方向Ｚに沿って延在する素子本体１１の側面のうち、第１側面１１ａには第１内部電極１３のみが露出しており、第２側面１１ｂには第２内部電極１４のみが露出しているが、第１側面１１ａと第２側面１１ｂとを接続する第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄには、第１内部電極１３と第２内部電極１４の両方が露出しており、両電極露出面となっている。

図６は、素子本体１１の第３側面１１ｃを表した平面概念図である。図６に示すように、第３側面１１ｃは、圧電活性領域２０と圧電不活性領域２２とを有する。図６において、圧電活性領域２０は、一点鎖線の枠５０の内側に相当し、点線で表されている。圧電活性領域２０では、第１内部電極１３と第２内部電極１４とが圧電体層１２を積層方向Ｚに挟んで対向している。圧電活性領域２０は、図３で説明した圧電活性部１９ａが第３側面１１ｃに露出している部分であり、第１内部電極１３及び第２内部電極１４によって電圧を印加され、機械的な変位を生じる部分である。

図６において、圧電不活性領域２２は、一点鎖線の枠５０の外側に相当し、実線で表されている。圧電不活性領域２２では、圧電体層１２が積層方向Ｚの一方のみで第１内部電極１３又は第２内部電極１４と接しているか、又は第１内部電極１３同士若しくは前記第２内部電極１４同士が圧電体層１２を積層方向Ｚに挟んで対向している。圧電不活性領域２２は、図３で説明した圧電不活性部１９ｂが第３側面１１ｃに露出している部分であり、第１内部電極１３と第２内部電極１４によっては、積極的に電圧を印加されない部分である。なお、第４側面１１ｄも、圧電活性領域と圧電不活性領域を有するが、図６に示す第３側面１１ｃと同様であるため、説明を省略する。

図１及び図２に示すように、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄには、絶縁層１７が配置されている。図２では、積層型圧電素子１０における絶縁層１７を、網掛で強調して示している。絶縁層１７は、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄの圧電活性領域２０（図６参照）を被覆している。ただし、絶縁層１７は、第３側面１１ｃのうち、圧電不活性領域２２の少なくとも一部を被覆していない。

また、図２及び断面図である図４に示すように、絶縁層１７は、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄの上端部から下端部まで連続しているが、絶縁層１７の形状はこれに限定されず、例えば、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄの上下端部付近にある圧電不活性領域２２（図６参照）は、絶縁層１７によって被覆されていなくても良い。

絶縁層１７の材質は、絶縁性が高く、水分の浸入を防止し、内部電極間のマイグレーションを防止できる材料であれば特に制限されない。具体的な材料としては、樹脂、ガラスなどが挙げられる。また、絶縁層１７の電気抵抗値は、絶縁性を確保できれば特に制限されないが、本実施形態では、１０^９Ω以上であることが好ましい。絶縁層１７の厚みは特に制限されないが、たとえば１〜２０μｍ程度である。

図１に示すように、素子本体１１の第３側面１１ｃには、絶縁層１７に加えて、抵抗層１８が配置されている。図１では、積層型圧電素子１０における抵抗層１８を、網掛で強調して示している。

図１及び断面図である図４に示すように、抵抗層１８は、第３側面１１ｃの圧電活性領域２０（図６参照）に対しては、絶縁層１７によって隔てられている。また、図１及び断面図である図５に示すように、抵抗層１８は、第３側面１１ｃの圧電不活性領域２２（図６参照）における少なくとも一部の第１内部電極１３及び圧電不活性領域２２における少なくとも一部の第２内部電極１４と接触している。したがって、図１に示すように、抵抗層１８は、第１内部電極１３と第２内部電極１４とを電気的かつ物理的に接続している。

抵抗層１８は、積層方向Ｚに垂直な方向に沿って伸びる帯状の形状を有しているが、抵抗層１８の形状は、これに限定されるものではない。また、図５及び図６に示すように、積層型圧電素子１０では、抵抗層１８は第３側面１１ｃのみに配置されているが、抵抗層１８は、第４側面１１ｄに備えられていても良く、また、第３側面１１ｃと第４側面１１ｄの両方に備えられても良い。

積層型圧電素子１０の抵抗層１８は、圧電体層１２より電気抵抗値が低い。図１０に示すように、積層型圧電素子１０の２つの極性の電極は、電気的には、圧電体層１２によって構成される抵抗Ｒ１と、抵抗層１８によって構成される抵抗Ｒ２とによって、並列に接続されていると考えることができる。抵抗層１８に対応する抵抗Ｒ２の電気抵抗値は、圧電体層１２に対応する抵抗Ｒ１の電気抵抗値より低く、例えば、圧電体層１２（抵抗Ｒ１）の電気抵抗値（Ω）が１０^９オーダーである場合、抵抗層１８（抵抗Ｒ２）の電気抵抗値（Ω）を１０^６オーダーとすることができる。

抵抗層１８の電気抵抗値は、圧電体層１２（抵抗Ｒ１）に応じて適宜設定すれば良いが、焦電効果によって生じる電荷を適切に移動させるために、例えば圧電体層１２（抵抗Ｒ１）の電気抵抗値の１００分の１程度以下とすることが好ましい。また、抵抗層１８の電気抵抗値の下限値は、特に限定されないが、圧電活性部１９ａが所望の機械的変位を発生するように、少なくとも１０^４Ω程度とすることが好ましい。ここで、抵抗層１８の電気抵抗値は、抵抗層１８の電気抵抗率、抵抗層１８の厚み又は抵抗層１８の数、抵抗層１８の平面形状等によって調整することができる。なお、抵抗層１８の厚みは特に制限されないが、たとえば１〜２０μｍ程度とすることができる。

抵抗層１８の材質は、圧電体層１２より低い電気抵抗値を得ることができ、抵抗Ｒ２が焦電効果により生じる電荷を適切に放電する機能を達成できれば、特に制限されない。具体的な材料としては、所定の抵抗値を有する樹脂、カーボン等の導電性粒子を含む絶縁性樹脂、金属酸化物などが挙げられる。また、圧電体層１２の材料に導電性粒子等を含有させ、抵抗率を圧電体層１２より低くした材料も、抵抗層１８の材質として好ましい。なお、抵抗層１８の電気抵抗値は、マイグレーションを防止する絶縁層１７の電気抵抗値より低いことが好ましい。

積層型圧電素子１０の製造方法は特に限定されないが、積層型圧電素子１０は、例えば以下のような方法で製造することができる。

まず、焼成後に素子本体１１となる積層体を製造する。積層体の製造工程では、焼成後に圧電体層１２となるグリーンシートと、焼成後に第１内部電極１３となる内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートと、焼成後に第２内部電極１４となる内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートとを準備する。

内部電極ペースト膜が印刷される前のグリーンシートと、圧電体層１２となるグリーンシートは、たとえば以下のような方法で製造される。まず、圧電体層１２を構成する材料の原料を湿式混合等の手段によって均一に混合した後、乾燥させる。次に、適切に選定された焼成条件で仮焼成し、仮焼粉を湿式粉砕する。そして、粉砕された仮焼粉末にバインダを加えてスラリー化する。次に、スラリーをドクターブレード法またはスクリーン印刷法等の手段によってシート化し、その後に乾燥させてグリーンシートを得る。なお、圧電体層１２を構成する材料の原料には、不可避的不純物が含まれていてもよい。

次に、導電材を含む内部電極ペーストを、印刷法等の手段により、グリーンシートの上に塗布することで、所定パターンの内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートが得られる。

次に、準備した各グリーンシートを、所定の順序で積層する。すなわち、素子本体１１の中央部となる部分では、焼成後に第１内部電極１３となる内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートと、焼成後に第２内部電極１４となる内部電極ペースト膜が形成されたグリーンシートとを交互に積層する。また、焼成後に素子本体１１の両端部となる部分では、焼成後に圧電体層１２となるグリーンシートのみを積層する。

さらに、積層後に圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の必要な工程を経た後、焼成後に素子本体１１となる積層体を得る。次に、得られた積層体を所定条件で焼成して焼結体を得た後、焼結体における第１側面１１ａ及び第２側面１１ｂに相当する部分に第１外部電極１５および第２外部電極１６を形成し、この電極に直流電圧を印加して圧電体層１２の分極処理を行う。これにより、第１側面１１ａ及び第２側面１１ｂに外部電極１５，１６が形成されており、第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄが露出した状態の素子本体１１が得られる（図１参照）。

なお、積層体の焼成前または後に、図１に示すような個片に切断する工程が行われる。また、得られた素子本体１１にバレル研磨を行って、素子本体１１の角部および稜線部をＲ面加工しておくことも好ましい。

次に、素子本体１１の第３側面１１ｃ及び第４側面１１ｄに絶縁性樹脂を塗布して、図３に示すような絶縁層１７を形成し、圧電活性領域２０を被覆する。最後に、絶縁層１７が形成された第３側面１１ｃに、抵抗層１８を形成する。抵抗層１８は、導電性粒子を含む絶縁性樹脂を塗布して形成する。なお、絶縁層１７及び抵抗層１８は、絶縁フィルム又は抵抗フィルムの貼付や、スパッタ等の薄膜形成法によって形成しても良い。このような工程を経て、図１に示すような積層型圧電素子１０が製造される。

図１及び図２等に示す積層型圧電素子１０は、両電極露出面である第３側面１１ｃにおける圧電活性領域２０は絶縁層１７で被覆してマイグレーションを防止し、さらに、圧電不活性領域２２に露出する第１内部電極１３と第２内部電極１４を抵抗層１８によって接続して焦電効果による分極度の低下を防止することができる。また、抵抗層１８は、絶縁層１７によって圧電活性領域２０に対して隔てられているため、抵抗層１８内における電気抵抗率等の不均一さによって内部電極間に短絡を発生させることを防止できる。

また、積層型圧電素子１０は、抵抗層１８が圧電活性領域２０に接触していないため、圧電活性領域２０における第１内部電極１３と第２内部電極１４との距離を小さくすることが可能であり、圧電体層１２の薄層化および積層型圧電素子１０の小型化に対して有利である。また、抵抗層１８内における電気抵抗率の不均一さを許容できる範囲が広い点でも、製造が容易である。

また、さらに、抵抗層１８は、第３側面１１ｃ内の圧電不活性領域２２に露出する第１内部電極１３と第２内部電極１４を接続すれば足りる。したがって、積層型圧電素子１０は、素子本体１１の稜線部等において、抵抗層１８の厚さが薄く成りすぎたり、抵抗層１８が途切れたりすることを懸念しないでよいため、例えば素子本体１１における複数の面に跨る抵抗層を形成する態様よりも、製造が容易である。また、抵抗層１８と、第１内部電極１３及び第２内部電極１４との接続箇所を複数形成することが可能であるため、抵抗層１８は確実に第１内部電極１３と第２内部電極１４を接続し、分極度の低下の防止効果を、確実に奏することができる。

なお、絶縁層１７は、マイグレーションの防止効果を奏すれば足りるので、中途半端に導電性を持たせる必要はない。したがって、積層型圧電素子１０は、確実かつ安価にマイグレーション防止効果を得られる。

図１１は、第１実施形態の変形例に係る積層型圧電素子１０ａの概略図である。図１１に示すように、積層型圧電素子１０ａの抵抗層１８ａは、第１外部電極１５と第２外部電極１６が形成されている側面に回り込み、第１外部電極１５及び第２外部電極１６に接続しても良い。絶縁層１７ａは、積層方向の上下面まで連続しておらず、積層方向の上下面から隙間ｗを空けて配置されている。図６で説明したように、隙間ｗが形成されている領域は圧電不活性領域２２であるため、絶縁層１７ａをこのような配置としてもマイグレーション防止の観点からは問題ない。また、製造時のバラツキ等により、絶縁層１７ａが積層型圧電素子１０ａの上下面にはみ出すなどして、積層型圧電素子１０ａの上下面に他の部材を取り付ける際に邪魔になることを防止することができるため、積層型圧電素子１０ａは、上下面に対して他の部材を好適に固定することができる。

第２実施形態
図７及び図８は、本発明の第２実施形態に係る積層型圧電素子３０を示す概略斜視図であり、積層型圧電素子１０（第１実施形態）の図１及び図２に相当する。図７及び図８に示す積層型圧電素子３０は、絶縁層３７及び抵抗層３８の形状が異なる他は、積層型圧電素子１０と同様であるため、重複部分については説明を省略する。

図８に示すように、積層型圧電素子１０の絶縁層３７は、第３側面１１ｃにおける圧電活性領域２０を被覆しているだけでなく、圧電不活性領域２２（図６参照）の一部を被覆する拡張部３７ａを有する。拡張部３７ａには、圧電不活性領域２２における第１内部電極１３及び第２内部電極１４の少なくとも一部を露出するための切り欠き３７ｂが形成されている。切り欠き３７ｂは、抵抗層３８が第１内部電極１３及び第２内部電極１４に接続することを可能にする形状であれば特に限定されず、例えば貫通孔も、この場合における切り欠き３７ｂに含まれる。

図７に示すように、抵抗層３８は、絶縁層３７に形成された２つの切り欠き３７ｂを介して、第３側面１１ｃに露出している第１内部電極１３と第２内部電極１４を接続する。また、抵抗層３８は、第１外部電極１５が形成されている第１側面１１ａ及び第２外部電極１６が形成されている第２側面１１ｂにも回り込むように形成されており、第１外部電極１５及び第２外部電極１６に接続している。

積層型圧電素子３０は、図１に示す積層型圧電素子１０と同様の効果を奏する。また、積層型圧電素子３０は、両電極露出面である第３側面１１ｃにおける第１内部電極１３と第２内部電極１４を接続するだけでなく、第１外部電極１５及び第２外部電極１６にも接続することにより、両極間を確実に接続して、特性の製造バラツキを抑制することができる。また、圧電不活性領域２２を被覆する拡張部３７ａは、第１内部電極１３及び第２内部電極１４の積層型圧電素子３０表面への露出を防止し、第１内部電極１３及び第２内部電極１４を保護できる。

第３実施形態
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る積層型圧電素子４０を示す平面図であり、素子本体１１の第３側面１１ｃを正面から見た図である。図９（ａ）では、薄い網掛けによって絶縁層４７を強調して表すとともに、抵抗層４８の図示を省略している。積層型圧電素子４０の絶縁層４７は、積層型圧電素子３０の絶縁層３７（図８参照）と同様に、圧電不活性領域２２を被覆する拡張部４７ａを有する。拡張部４７ａの四隅には、切り欠き４７ｂが形成されている。切り欠き４７ｂによって、圧電不活性領域２２（図６参照）における第１内部電極１３及び第２内部電極１４の一部が、絶縁層４７から露出している。

図９（ｂ）は、図９（ａ）に重ねて抵抗層４８を図示したものであり、抵抗層４８は濃い網掛けで強調して表示している。抵抗層４８は、絶縁層４７に形成された４箇所の切り欠き４７ｂを介して、第３側面１１ｃに露出している第１内部電極１３と第２内部電極１４を接続する。抵抗層４８は、絶縁層４７の少なくとも一部を積層方向Ｚに挟むように、２箇所に分離して配置されている。

積層型圧電素子４０は、絶縁層４７及び抵抗層４８の形状及び配置が異なることを除き、第３実施形態に係る積層圧電素子３０と同様であり、積層圧電素子３０と同様の効果を奏する。

第１〜第３実施形態で説明したように、積層型圧電素子における絶縁層及び抵抗層の形状、分割数等は、積層型圧電素子の周辺に配置される部材等に応じて適宜変更することが可能であり、そのような変形例も、本発明の技術的範囲に含まれる。

１０，３０，４０…積層型圧電素子
１１…素子本体
１１ａ…第１側面
１１ｂ…第２側面
１１ｃ…第３側面
１１ｄ…第４側面
１２…圧電体層
１３…第１内部電極
１４…第２内部電極
１５…第１外部電極
１６…第２外部電極
１７，３７，４７…絶縁層
１８，３８，４８…抵抗層
１９ａ…圧電活性部
２０…圧電活性領域
２２…圧電不活性領域
３７ａ，４７ａ…拡張部
３７ｂ，４７ｂ…切り欠き
Ｒ１，Ｒ２…抵抗
Ｚ…積層方向

Claims (6)

1. 第１内部電極と第２内部電極とが圧電体層を積層方向に挟んで対向する圧電活性領域と、前記圧電体層が前記積層方向の一方のみで前記第１内部電極又は前記第２内部電極と接しているか又は前記第１内部電極同士若しくは前記第２内部電極同士が前記圧電体層を前記積層方向に挟んで対向する圧電不活性領域と、を有する両電極露出面を有する素子本体と、
   前記両電極露出面における前記圧電活性領域を被覆する絶縁層と、
   前記絶縁層によって前記圧電活性領域に対して隔てられており、前記圧電不活性領域における少なくとも一部の前記第１内部電極と、前記圧電不活性領域における少なくとも一部の前記第２内部電極とを接続するように前記両電極露出面に配置されており、前記圧電体層より電気抵抗値が低い抵抗層と、
   前記第１内部電極に対して電気的に接続された第１外部電極と、
   前記第２内部電極に対して電気的に接続された第２外部電極と、を有する積層型圧電素子。
2. 前記素子本体は、前記両電極露出面を前記積層方向に直交する方向に挟んで互いに反対方向を向く第１の面と第２の面とを有し、
   前記第１の面には前記第１外部電極が配置されており、
   前記第２の面には前記第２外部電極が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の積層型圧電素子。
3. 前記抵抗層は、前記第１外部電極及び前記第２外部電極に接続していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層型圧電素子。
4. 前記絶縁層は、前記圧電不活性領域を被覆する拡張部を有しており、前記拡張部には、前記圧電不活性領域における前記第１内部電極及び前記第２内部電極の少なくとも一部を露出させるための切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の積層型圧電素子。
5. 前記抵抗層は、前記両電極露出面における前記積層方向の中央部に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の積層型圧電素子。
6. 前記抵抗層は、前記両電極露出面において、前記絶縁層の少なくとも一部を前記積層方向に挟むように、２箇所以上に分割して配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の積層型圧電素子。

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