JP5958665B2 - Piezoelectric element and piezoelectric sensor - Google Patents
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Description
本発明は、圧電素子および圧電センサに関する。 The present invention relates to a piezoelectric element and a piezoelectric sensor.
センサおよびアクチュエータ等に用いられる一般的な圧電素子の構造としては、圧電体層を2つの電極層で挟んだ構造が知られている。圧電素子では、圧電素子に加えられた応力等の物理的信号が電気的信号に変換されて(正圧電効果)、電極から出力されるか、あるいは、圧電素子に入力された電気的信号が物理的信号に変換される(逆圧電効果)。 As a structure of a general piezoelectric element used for a sensor, an actuator, or the like, a structure in which a piezoelectric layer is sandwiched between two electrode layers is known. In a piezoelectric element, a physical signal such as stress applied to the piezoelectric element is converted into an electrical signal (positive piezoelectric effect) and output from an electrode, or an electrical signal input to the piezoelectric element is physically Is converted into a target signal (inverse piezoelectric effect).
近年、電子機器の小型化に伴い、センサ等の圧電素子も小型化、軽量化が求められている。この要求に応えるものとして、フィルム状の基材に薄膜化した圧電体(圧電フィルム)を用いた圧電素子の開発が進められている。特に人体に使用する圧電センサなどに用いられる圧電素子は、体動に合わせて追従する必要があるため、薄型化およびフレキシブル化が求められる。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, piezoelectric elements such as sensors are also required to be smaller and lighter. In response to this demand, development of a piezoelectric element using a piezoelectric body (piezoelectric film) thinned on a film-like base material is in progress. In particular, a piezoelectric element used for a piezoelectric sensor or the like used for a human body needs to follow the body movement, and therefore needs to be thin and flexible.
このような圧電素子では、圧電体の薄膜化に伴い、電極層間の絶縁性が低下し、短絡の可能性が大きくなっていた。このような短絡の発生を防止するために、圧電体と電極層との間に絶縁性の短絡防止膜を介在させる提案がなされている。 In such a piezoelectric element, as the piezoelectric material is made thinner, the insulation between the electrode layers is lowered, and the possibility of a short circuit is increased. In order to prevent the occurrence of such a short circuit, proposals have been made to interpose an insulating short circuit prevention film between the piezoelectric body and the electrode layer.
さらに、例えば、特許文献1(特開2006−66901号公報)では、支持体としての絶縁性基板、電極層、圧電体層および電極層がこの順で積層されてなる従来の圧電素子に代えて、電極層、絶縁性基板、圧電体層および電極層をこの順で積層し、その積層体を幅方向に沿って折り返して重ねることにより、別途に短絡防止膜を形成することなく、短絡の発生を防止できる圧電素子の構成が開示されている。 Furthermore, for example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-66901), instead of a conventional piezoelectric element in which an insulating substrate as a support, an electrode layer, a piezoelectric layer, and an electrode layer are laminated in this order. The electrode layer, the insulating substrate, the piezoelectric layer, and the electrode layer are laminated in this order, and the laminated body is folded back and stacked along the width direction, thereby generating a short circuit without forming a separate short-circuit prevention film. A configuration of a piezoelectric element that can prevent the above is disclosed.
しかし、圧電フィルムで得られた信号を検出装置へ送る場合、送信ケーブルやケーブルとセンサとの間の接続部分において信号へノイズが混入する場合もあるが、センサ内部において信号へノイズが混入する場合もある。センサ内部において混入したノイズはそのまま検出装置に伝達されてしまい、正確な信号を送信する上で障害となる。特許文献1の圧電素子では、内側の電極層が外側の電極層に覆われており、外側の電極層がノイズに対するシールドとして働くが、内側の電極層は圧電体の幅方向の端部において露出しているため、この端部から信号にノイズが混入して信号の精度を低下させる虞があった。
However, when the signal obtained with the piezoelectric film is sent to the detection device, noise may be mixed into the signal at the connection part between the transmission cable and the cable and the sensor, but noise is mixed into the signal inside the sensor. There is also. Noise mixed inside the sensor is directly transmitted to the detection device, which is an obstacle to transmitting an accurate signal. In the piezoelectric element of
そこで、本発明は、薄型化およびフレキシブル化の要求に応えつつ、部品点数や組立工数を削減できる圧電素子であって、出力信号へのノイズの混入が抑制され、高精度の信号を出力することのできる圧電素子、および、それを用いた圧電センサを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is a piezoelectric element that can reduce the number of parts and the number of assembly steps while meeting the demands for thinning and flexibility, and can suppress the mixing of noise into the output signal and output a highly accurate signal. An object of the present invention is to provide a piezoelectric element that can be used, and a piezoelectric sensor using the same.
本発明は、圧電膜と絶縁性フィルムとを積層してなる圧電体層と、
前記圧電体層の一方の主面に設けられた内部電極層と、
前記圧電体層の他方の主面に設けられた外部電極層とを含む積層体を備え、
前記積層体は、前記内部電極層が内側となるように、少なくとも1つの折り曲げ線に沿って折り曲げられており、
前記内部電極層の前記外部電極層で覆われていない部分の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記外部電極層と電気的に接続された導電性部材をさらに備える、圧電素子である。The present invention includes a piezoelectric layer formed by laminating a piezoelectric film and an insulating film;
An internal electrode layer provided on one main surface of the piezoelectric layer;
A laminate including an external electrode layer provided on the other main surface of the piezoelectric layer;
The laminate is folded along at least one fold line so that the internal electrode layer is on the inside,
The piezoelectric element further includes a conductive member provided so as to cover at least a part of a portion of the internal electrode layer that is not covered with the external electrode layer, and electrically connected to the external electrode layer.
前記折り曲げ線に沿って折り曲げられた前記積層体は、平面視したときの全体の形状が矩形であり、
前記矩形の1辺が前記折り曲げ線に対応し、
少なくとも前記矩形の他の3辺に対応する前記積層体の側面に前記導電性部材が設けられていることが好ましい。The laminate folded along the fold line has a rectangular shape when viewed in plan,
One side of the rectangle corresponds to the fold line,
It is preferable that the conductive member is provided on a side surface of the laminate corresponding to at least the other three sides of the rectangle.
前記絶縁性フィルムは、前記圧電膜、前記内部電極層および前記外部電極層の少なくともいずれかと重ならない端部の厚みが、該端部以外の部分よりも厚いことが好ましい。 The insulating film preferably has a thickness of an end portion that does not overlap at least one of the piezoelectric film, the internal electrode layer, and the external electrode layer, which is thicker than a portion other than the end portion.
前記内部電極層の端部の厚みが、該端部以外の部分よりも厚いことが好ましい。
前記外部電極層の端部の厚みが、該端部以外の部分よりも厚いことが好ましい。It is preferable that the thickness of the end portion of the internal electrode layer is thicker than the portion other than the end portion.
The thickness of the end portion of the external electrode layer is preferably thicker than the portion other than the end portion.
前記内部電極層はスリットを有し、該スリットに対応する前記折り曲げ線に沿って前記積層体が折り曲げられていることが好ましい。 It is preferable that the internal electrode layer has a slit, and the laminated body is bent along the bending line corresponding to the slit.
また、本発明は、上記の圧電素子を備える、圧電センサにも関する。 The present invention also relates to a piezoelectric sensor including the above-described piezoelectric element.
本発明によれば、薄型化およびフレキシブル化の要求に応えつつ、部品点数や組立工数を削減できる圧電素子であって、出力信号へのノイズの混入が抑制され、高精度の信号を出力することのできる圧電素子、および、それを用いた圧電センサを提供することができる。 According to the present invention, a piezoelectric element capable of reducing the number of parts and the number of assembling steps while meeting demands for thinning and flexibility, and can suppress the mixing of noise into an output signal and output a highly accurate signal. The piezoelectric element which can be manufactured, and a piezoelectric sensor using the same can be provided.
本発明の圧電素子は、圧電膜と絶縁性フィルムとを積層してなる圧電体層と、圧電体層の一方の主面に設けられた内部電極層と、圧電体層の他方の主面に設けられた外部電極層とを含む積層体を備えている。この積層体は、内部電極層が内側となるように、少なくとも1つの折り曲げ線に沿って折り曲げられている。なお、圧電体層の絶縁性フィルム側および圧電膜側のいずれに積層されていていてもよく、外部電極層は圧電体層の内部電極層の反対側に積層される。そして、折り曲げられた際に内側となるのが内部電極層であり、外側となるのが外部電極層である。 The piezoelectric element of the present invention includes a piezoelectric layer formed by laminating a piezoelectric film and an insulating film, an internal electrode layer provided on one main surface of the piezoelectric layer, and the other main surface of the piezoelectric layer. A laminate including the provided external electrode layer is provided. This laminated body is bent along at least one fold line so that the internal electrode layer is on the inner side. The piezoelectric layer may be laminated on either the insulating film side or the piezoelectric film side, and the external electrode layer is laminated on the opposite side of the piezoelectric layer from the internal electrode layer. When bent, the inner electrode layer is on the inner side, and the outer electrode layer is on the outer side.
本発明の圧電素子は、外部電極層と電気的に接続された導電性部材をさらに備え、該導電性部材が、内部電極層の外部電極層で覆われていない部分の少なくとも一部を覆うように設けられていることを特徴とする。 The piezoelectric element of the present invention further includes a conductive member electrically connected to the external electrode layer, and the conductive member covers at least a part of the portion of the internal electrode layer that is not covered by the external electrode layer. It is provided in.
この特徴により、薄型化およびフレキシブル化の要求に応えつつ、部品点数や組立工数を削減できる圧電素子において、圧電素子の出力信号へのノイズの混入が抑制され、高精度の信号を出力することが可能となる。 With this feature, in the piezoelectric element that can reduce the number of parts and assembly man-hours while meeting the demands for thinning and flexibility, noise can be suppressed from being output to the output signal of the piezoelectric element, and a highly accurate signal can be output. It becomes possible.
絶縁性フィルムは、絶縁性を有するフィルムであり、通常は可撓性を有するフィルムである。さらに、軽量で、取り扱い易いといった特徴を有する高分子を主成分とするフィルムであることが好ましい。絶縁性フィルムの主成分として用いられる高分子は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂であり、汎用材料としてポリオレフィン系樹脂であるポリエチレンテレフタレート(PET)を好適に用いることができる。なお、耐熱性、絶縁破壊強度、機械的強度に優れる点では、ポリイミド系樹脂が好ましい。 The insulating film is an insulating film, and is usually a flexible film. Furthermore, it is preferably a film mainly composed of a polymer having characteristics such as light weight and easy handling. The polymer used as the main component of the insulating film is not particularly limited, but is, for example, a polyolefin resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or a polyester resin, and is a polyolefin resin as a general-purpose material. Polyethylene terephthalate (PET) can be preferably used. In addition, a polyimide resin is preferable in terms of excellent heat resistance, dielectric breakdown strength, and mechanical strength.
圧電素子は、好ましくは薄型(フィルム状)の圧電素子である。圧電素子は、例えば、センサおよびアクチュエータ等に用いられるものである。センサとしては、例えば、変位信号、音声信号などの物理信号を計測するためのセンサが挙げられる。 The piezoelectric element is preferably a thin (film-like) piezoelectric element. The piezoelectric element is used for sensors and actuators, for example. Examples of the sensor include a sensor for measuring a physical signal such as a displacement signal and an audio signal.
圧電体層の構成材料は、圧電性を有する物質であれば特に限定されるものではないが、例えば、ウルツ鉱型構造を有する化合物やペロブスカイト構造(ABO3)を有する複合酸化物(ペロブスカイト系複合酸化物)を主成分とする材料を用いることができる。The constituent material of the piezoelectric layer is not particularly limited as long as it is a substance having piezoelectricity. For example, a compound having a wurtzite structure or a composite oxide having a perovskite structure (ABO 3 ) (perovskite composite) A material whose main component is an oxide) can be used.
ウルツ鉱型構造を有する化合物としては、例えば、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム、窒化インジウム、酸化ベリリウム、酸化亜鉛、硫化カドミウム、硫化亜鉛またはヨウ化銀が挙げられる。 Examples of the compound having a wurtzite structure include aluminum nitride (AlN), gallium nitride, indium nitride, beryllium oxide, zinc oxide, cadmium sulfide, zinc sulfide, or silver iodide.
ペロブスカイト系複合酸化物のペロブスカイト構造(ABO3)のAサイトとしては、例えば、Pb,Ba,Ca,Sr,La,LiおよびBiの中から選択される少なくとも1種の元素を採用することができる。ペロブスカイト構造(ABO3)のBサイトとしては、例えば、Ti,Zr,Zn,Ni,Mg,Co,W,Nb,Sb,TaおよびFeの中から選択される少なくとも1種の元素が採用される。As the A site of the perovskite structure (ABO 3 ) of the perovskite-based composite oxide, for example, at least one element selected from Pb, Ba, Ca, Sr, La, Li, and Bi can be adopted. . As the B site of the perovskite structure (ABO 3 ), for example, at least one element selected from Ti, Zr, Zn, Ni, Mg, Co, W, Nb, Sb, Ta and Fe is adopted. .
このようなペロブスカイト系複合酸化物の具体例としては、チタン酸ジルコン酸鉛[Pb(Zr,Ti)O3](PZTともいう)、ニオブ酸タンタル酸カリウム[K(Ta,Nb)O3]、チタン酸バリウム(BaTiO3)、(Pb,La)(Zr,Ti)O3[チタン酸鉛(PbTiO3)など]等が挙げられる。Specific examples of such perovskite complex oxides include lead zirconate titanate [Pb (Zr, Ti) O 3 ] (also referred to as PZT) and potassium tantalate niobate [K (Ta, Nb) O 3 ]. And barium titanate (BaTiO 3 ), (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 [lead titanate (PbTiO 3 ) and the like] and the like.
圧電体層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、レーザーアブレーション法、イオンプレーティング法、コーティング法や、CVD法、MOCVD法等の化学蒸着法が知られており、その中から好ましいものを適宜選択することができる。 As a method for forming the piezoelectric layer, for example, a sputtering method, a vacuum deposition method, a laser ablation method, an ion plating method, a coating method, a chemical vapor deposition method such as a CVD method, an MOCVD method, and the like are known. Preferred ones can be selected as appropriate.
圧電体層の膜厚は、好ましくは0.1〜100μmであり、より好ましくは0.5〜30μmである。すなわち、厚みが0.1μm未満では、例えばセンサやアクチュエータ等に用いた場合に十分な出力が得られにくく、逆に100μmを超えると柔軟性が乏しくなりクラックや剥離を引き起こす恐れがある。 The film thickness of the piezoelectric layer is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 0.5 to 30 μm. That is, when the thickness is less than 0.1 μm, it is difficult to obtain a sufficient output when used for, for example, a sensor or an actuator. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, the flexibility is poor and cracking or peeling may occur.
内部電極層および外部電極層の材料としては、例えば、Al,Ni,Pt,Au,Ag、Ti、CuまたはSn等の金属やこれらの合金から構成される導電材料、または、金属酸化物や金属窒化物を含む導電材料を用いることができる。なお、特に外部電極の材料は、絶縁体層および圧電体層との密着性が良く、生体適合性が良く(アレルギーが発症する危険性が少ない)、耐食性が高いといった理由から、Tiであることが好ましい。 As a material of the internal electrode layer and the external electrode layer, for example, a conductive material composed of a metal such as Al, Ni, Pt, Au, Ag, Ti, Cu or Sn, or an alloy thereof, or a metal oxide or metal A conductive material containing nitride can be used. In particular, the material of the external electrode is Ti because it has good adhesion to the insulator layer and the piezoelectric layer, good biocompatibility (low risk of developing allergies), and high corrosion resistance. Is preferred.
内部電極層および外部電極層の形成方法は特に限定されるものではなく、例えば、塗布処理、メッキ法またはスパッタリング法や、真空蒸着法等の物理蒸着法を用いることができる。 The formation method of the internal electrode layer and the external electrode layer is not particularly limited. For example, a physical vapor deposition method such as a coating process, a plating method, a sputtering method, or a vacuum vapor deposition method can be used.
導電性部材の材料としては、上述の内部電極層および外部電極層と同様の導電材料を用いることができるが、電気抵抗率が低い材料であることが好ましい。電気抵抗率が低い材料としては、特にCuを用いることが好ましい。 As a material for the conductive member, the same conductive material as that for the internal electrode layer and the external electrode layer described above can be used, but a material having a low electrical resistivity is preferable. As a material having a low electrical resistivity, it is particularly preferable to use Cu.
導電性部材の形状は、特に限定されないが、好ましくはフィルム状である。フィルム状の導電性部材の厚みは、好ましくは20〜100μmである。 The shape of the conductive member is not particularly limited, but is preferably a film shape. The thickness of the film-like conductive member is preferably 20 to 100 μm.
以下、本発明の圧電素子の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。 Hereinafter, embodiments of a piezoelectric element of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals represent the same or corresponding parts. In addition, dimensional relationships such as length, width, thickness, and depth are changed as appropriate for clarity and simplification of the drawings, and do not represent actual dimensional relationships.
(実施形態1)
図1は、実施形態1の圧電素子の構成を説明するための概略斜視図である。図2は、図1のA−A’断面での概略断面図であり、図3は、図1のB−B’断面での概略断面図である。また、図4は、図1に示す圧電素子を構成する積層体(折り曲げる前の状態)を説明するための概略断面図である。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the configuration of the piezoelectric element according to the first embodiment. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a laminated body (state before bending) constituting the piezoelectric element shown in FIG.
図1に示される圧電素子では、積層体100の側面を覆うよう導電性部材5,5a,5bが設けられている。このように、内部電極層の外部電極層で覆われていない部分(例えば、積層体の側面)の少なくとも一部が導電性部材5で覆われることにより、内部電極層における出力信号へノイズの混入が抑制され、高精度の信号を出力することができる。
In the piezoelectric element shown in FIG. 1,
なお、図1を参照して、導電性部材5aの上部には外部電極層用のケーブル62が接続されている。また、導電性部材5a、外部電極層32、圧電膜2および絶縁性フィルム1の上側の一部はカットされ、内部電極層31が露出した状態となっており、この部分に内部電極用のケーブル61が接続されている。ケーブル61,62は、半田、導電性接着剤などを用いて、それぞれ導電性部材5aおよび内部電極層31と電気的に接続することができる。
In addition, with reference to FIG. 1, the
図4を参照して、積層体100は、絶縁性フィルム1、および、絶縁性フィルム1の一方の主面に設けられた圧電膜2からなる圧電体層10と、圧電膜2(圧電体層10)の絶縁性フィルム1と反対側の表面に設けられた内部電極層31と、絶縁性フィルム1の他方の主面(圧電膜2と反対側の主面)に設けられた外部電極層32とから構成される。
Referring to FIG. 4,
内部電極層31にはスリット31bが幅方向に形成されており(図4)、このスリット31bを折り曲げ線として、内部電極層31が内側となるように、積層体100が折り曲げられる。これにより、折り曲げ加工を容易に行うことができ、折り曲げ部における内部電極層の破損や他の層(圧電体層、外部電極層)の破損も抑制される。
A
このようにして折り曲げられた積層体100に導電性部材5を設けることで、図2および図3に示されるような層構成を有する実施形態1の圧電素子を得ることができる。ここで、導電性部材5は外部電極層32と導電性接着剤などを用いて電気的に接続されている。また、内部電極層31同士が接触する部分は、導電性接着剤4によって接着されている。
By providing the
また、本実施形態のように、折り曲げた後の積層体100においては、外部電極層32が圧電体層10(圧電膜2)および内部電極層31を覆うような構造を有していることから、電磁的なシールド効果を有している。これに加えて、導電性部材5によって圧電素子の側面などのシールドがない部分が減少するため、さらにシールド性が高められ、外部の雑音(ノイズ)を遮断する効果がより顕著となり、圧電素子の電気特性をより向上させることができる。
Further, as in the present embodiment, in the
内部電極層および外部電極層は、どちらを出力側電極(圧電体層で発生した電圧を増幅するためのアンプ等へ接続される信号出力側の電極。通常は、陽極)または接地電極(接地電位に接続される電極。通常は陰極)としてもよいが、出力側電極のシールド性をより高めるために、内部電極層31を出力側電極とし、外部電極層32を接地電位に接続することが好ましい。
Either the internal electrode layer or the external electrode layer is the output side electrode (the electrode on the signal output side that is connected to an amplifier or the like for amplifying the voltage generated in the piezoelectric layer. Usually, the anode) or the ground electrode (the ground potential) In order to further improve the shielding performance of the output side electrode, it is preferable to connect the
さらに、積層体を幅方向に沿って折り返して重ねることにより、別途に短絡防止膜を形成することなく、短絡の発生を防止できる圧電素子を製造することができ、コスト面で有利である。 Further, by folding and stacking the laminated body along the width direction, it is possible to manufacture a piezoelectric element capable of preventing the occurrence of a short circuit without separately forming a short circuit prevention film, which is advantageous in terms of cost.
また、圧電素子の外周部の厚みが増すため、外力によるねじれに起因する破れなどが生じやすい外周部の剛性が向上するため、圧電素子の破損のリスクが低減される。 Further, since the thickness of the outer peripheral portion of the piezoelectric element is increased, the rigidity of the outer peripheral portion that is likely to be broken due to torsion due to an external force is improved, so that the risk of breakage of the piezoelectric element is reduced.
また、導電性部材5が外部電極層32と電気的に接続されていることにより、表裏の電極の抵抗値を下げる効果があるため、商用電源等のノイズの影響を受け難くなり、S/N比の大きなセンサを得ることができる。
Further, since the
また、圧電素子の外周部の剛性が高められるため、中央部分の各層を薄くでき、フレキシブル性が向上する。これにより、例えば、人体等へ貼着して使用される圧電センサに用いる場合は、圧電素子と人体等との密着性が良くなるため、センサの感度を向上させることができる。 In addition, since the rigidity of the outer peripheral portion of the piezoelectric element is increased, each layer in the central portion can be thinned, and flexibility is improved. Thereby, for example, when used for a piezoelectric sensor that is used by being attached to a human body or the like, the adhesion between the piezoelectric element and the human body or the like is improved, so that the sensitivity of the sensor can be improved.
なお、本実施形態では、内部電極層31が外部電極層32で覆われている側面(図2の右側)にも導電性部材5bを設けているが、この導電性部材5bは、圧電素子の外周部の剛性等を向上させるためのものであり、内部電極層31のシールドのためのものではないため、必ずしも設ける必要はない。すなわち、折り曲げ線に沿って折り曲げられた矩形状の積層体において、折り曲げ線に対応する1辺以外の3辺に対応する前記積層体の側面には、前記導電性部材5,5aが設けられていることが好ましい。
In the present embodiment, the
(実施形態2)
図5は、実施形態2の圧電素子の構成を説明するための概略断面図である。(a)は、折り曲げる前の積層体100の層構成を示す概略断面図であり、(b)が圧電素子の構成を示す概略断面図である。(Embodiment 2)
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the piezoelectric element of the second embodiment. (A) is a schematic sectional drawing which shows the layer structure of the
本実施形態は、絶縁性フィルム1は、圧電膜、内部電極層31および外部電極層32の少なくともいずれかと重ならない端部の厚みが、該端部以外の部分よりも厚い(すなわち、該絶縁性フィルム1の主面に垂直な方向の一方または両方に突出している)点で実施形態1と異なるが、それ以外の点は実施形態1と同様である。
In this embodiment, the insulating
本実施形態では、実施形態1よりもさらに圧電素子の外周部の剛性が高められるため、中央部分の各層を薄くでき、よりフレキシブル性が向上する。 In the present embodiment, since the rigidity of the outer peripheral portion of the piezoelectric element is further increased than in the first embodiment, each layer in the central portion can be made thinner, and the flexibility is further improved.
また、内部電極層31と、外部電極層32に接続された導電性部材5との間の絶縁性を高める効果も得られる。
Moreover, the effect of improving the insulation between the
(実施形態3)
図6は、実施形態3の圧電素子の構成を説明するための概略断面図である。(a)は、折り曲げる前の積層体100の層構成を示す概略断面図であり、(b)が圧電素子の構成を示す概略断面図である。(Embodiment 3)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the piezoelectric element of the third embodiment. (A) is a schematic sectional drawing which shows the layer structure of the
本実施形態は、外部電極層32の端部の32aの厚みが、該端部32a以外の部分よりも厚い点で実施形態1と異なるが、それ以外の点は実施形態1と同様である。
This embodiment is different from the first embodiment in that the thickness of the
本実施形態では、圧電素子の外周部の厚みがさらに増すため、外周部の剛性がさらに向上し、圧電素子の破損のリスクが低減される。 In this embodiment, since the thickness of the outer peripheral portion of the piezoelectric element is further increased, the rigidity of the outer peripheral portion is further improved, and the risk of breakage of the piezoelectric element is reduced.
(実施形態4)
図7は、実施形態4の圧電素子の構成を説明するための概略断面図である。(a)は、折り曲げる前の積層体100の層構成を示す概略断面図であり、(b)が圧電素子の構成を示す概略断面図である。(Embodiment 4)
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of the piezoelectric element according to the fourth embodiment. (A) is a schematic sectional drawing which shows the layer structure of the
本実施形態は、内部電極層31の端部31aの厚みが、該端部31a以外の部分よりも厚い点で実施形態1と異なるが、それ以外の点は実施形態1と同様である。
This embodiment is different from the first embodiment in that the thickness of the
実施形態1および3と同様の効果に加えて、外部電極層32と導電性部材5との接触が外部電極層32の幅方向の端部32aにおいて確実に行われ、接触不良等を抑制する効果も得ることができる。
In addition to the same effects as in the first and third embodiments, the contact between the
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 絶縁性フィルム、1a 端部、2 圧電膜、10 圧電体層、31 内部電極層、31a 端部、31b スリット、32 外部電極層、32a 端部、4 導電性接着剤、5,5a,5b 導電性部材、61,62 ケーブル、100 積層体。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧電体層の一方の主面に設けられた内部電極層と、
前記圧電体層の他方の主面に設けられた外部電極層とを含む積層体を備え、
前記積層体は、前記内部電極層が内側となるように、少なくとも1つの折り曲げ線に沿って折り曲げられており、
前記内部電極層の前記外部電極層で覆われていない部分の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記外部電極層と電気的に接続された導電性部材をさらに備え、
前記絶縁性フィルムは、前記圧電膜、前記内部電極層および前記外部電極層の少なくともいずれかと重ならない端部の厚みが、該端部以外の部分よりも厚い、圧電素子。 A piezoelectric layer formed by laminating a piezoelectric film and an insulating film;
An internal electrode layer provided on one main surface of the piezoelectric layer;
A laminate including an external electrode layer provided on the other main surface of the piezoelectric layer;
The laminate is folded along at least one fold line so that the internal electrode layer is on the inside,
A conductive member provided so as to cover at least part of the portion of the internal electrode layer not covered with the external electrode layer, and electrically connected to the external electrode layer ;
The insulating film is a piezoelectric element in which an end portion that does not overlap at least one of the piezoelectric film, the internal electrode layer, and the external electrode layer is thicker than a portion other than the end portion .
前記矩形の1辺が前記折り曲げ線に対応し、
少なくとも前記矩形の他の3辺に対応する前記積層体の側面に前記導電性部材が設けられている、請求項1に記載の圧電素子。 The laminate folded along the fold line has a rectangular shape when viewed in plan,
One side of the rectangle corresponds to the fold line,
The piezoelectric element according to claim 1, wherein the conductive member is provided on a side surface of the multilayer body corresponding to at least the other three sides of the rectangle.
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