JP7116388B2 - 積層圧電素子、圧電振動装置、及び電子機器 - Google Patents
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Description
上記セラミック素体は、圧電セラミックスで形成され、長手方向に対向する一対の端面と、上記長手方向に直交する厚さ方向に対向する一対の主面と、を有する。
上記一対の外部電極は、上記一対の端面を覆っている。
上記複数の内部電極は、上記セラミック素体の内部に上記長手方向に直交する厚さ方向に沿って積層され、上記一対の外部電極に対して上記厚さ方向に沿って交互に接続されている。
上記表面電極は、上記一対の主面にそれぞれ設けられ、上記厚さ方向に隣接する上記内部電極とは異なる上記外部電極に接続されている。
上記一対の外部電極は、上記表面電極よりもポア率が高い。
この積層圧電素子では、一対の外部電極における電極としての機能を損なうことなく、効果的に大きい変形量を確保可能である。
この構成では、一対の外部電極が一対の主面に沿って延出しているため、一対の外部電極と表面電極との特に良好な接続が得られる。また、一対の外部電極は、ポーラスな導電体からなるため、柔軟性を有する。このため、一対の外部電極が一対の主面に沿って延出していても、積層圧電素子の変形が妨げられにくい。
上記振動板は、上記積層圧電素子に対して上記厚さ方向に対向する。
上記接着層は、上記積層圧電素子と上記振動板との間に配置されている。
上記パネルは、上記積層圧電素子が上記厚さ方向に対向した状態で接着されている。
上記筐体は、上記パネルを保持する。
図1~3は、本発明の一実施形態に係る積層圧電素子10の基本構成を模式的に示す図である。図1は、積層圧電素子10の斜視図である。図2は、積層圧電素子10の図1のA-A'線に沿った断面図である。図3は、積層圧電素子10の図1のB-B'線に沿った断面図である。
積層圧電素子10の外部電極14,15は、ポーラスな導電体からなる。この一方で、表面電極16,17は、XY平面に沿った連続性を確保するために、外部電極14,15よりもポアPの量が少ない導電体からなる。つまり、外部電極14,15を構成する導電体は、表面電極16,17を構成する導電体よりもポーラスである。
図5は、積層圧電素子10の製造方法を示すフローチャートである。図6,7は、積層圧電素子10の製造過程を示す図である。以下、積層圧電素子10の製造方法について、図5に沿って、図6,7を適宜参照しながら説明する。
ステップS01では、セラミック素体11を作製する。ステップS01では、まず、図6に示すセラミックシート101,102,103,104を準備する。セラミックシート101,102,103,104は、圧電セラミックスを主成分とする圧電体グリーンシートである。
ステップS02では、ステップS01で得られたセラミック素体11に外部電極14,15を形成することにより、図1~3に示す積層圧電素子10を作製する。ステップS02では、例えば、セラミック素体11の端面11a,11bに塗布した導電性ペーストを焼き付けることにより外部電極14,15を形成することができる。
ステップS03では、積層圧電素子10に分極処理を行う。具体的に、分極処理では、積層圧電素子10にZ軸方向の直流高電界を加えることにより、セラミック層18を構成する圧電セラミックスの自発分極の向きを揃える。これにより、圧電セラミックスに圧電活性が付与され、積層圧電素子10がその機能を発揮可能となる。
積層圧電素子10は、圧電横効果によってX軸方向に動作する圧電アクチュエータとして広く利用可能である。積層圧電素子10の用途の一例として、振動を発生させる圧電振動装置が挙げられる。以下、積層圧電素子10を用いて構成されたユニモルフ型の圧電振動装置20について説明する。
図9A,9Bは、積層圧電素子10を用いた電子機器30を模式的に示す図である。図9Aは、電子機器30の平面図である。図9Bは、電子機器30の図9AのC-C'線に沿った断面図である。電子機器30は、一般的にスマートフォンと呼ばれる多機能型の携帯通信端末として構成される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。以下、その一例として、上記実施形態の変形例に係る積層圧電素子10について説明する。
11…セラミック素体
11a,11b…端面
11c,11d…側面
11e,11f…主面
12,13…内部電極
14,15…外部電極
16,17…表面電極
18…セラミック層
20…圧電振動装置
21…振動板
22…接着層
30…電子機器
31…筐体
32…パネル
P…ポア
Claims (5)
- 圧電セラミックスで形成され、長手方向に対向する一対の端面と、前記長手方向に直交する厚さ方向に対向する一対の主面と、を有するセラミック素体と、
前記一対の端面を覆う一対の外部電極と、
前記セラミック素体の内部に前記厚さ方向に沿って積層され、前記一対の外部電極に対して前記厚さ方向に沿って交互に接続された複数の内部電極と、
前記一対の主面にそれぞれ設けられ、前記厚さ方向に隣接する前記内部電極とは異なる前記外部電極に接続された表面電極と、
を具備し、
前記一対の外部電極及び前記表面電極はいずれもポーラスな導電体で構成され、
前記一対の外部電極は、前記表面電極よりもポア率が高い
積層圧電素子。 - 請求項1に記載の積層圧電素子であって、
前記一対の外部電極のポア率は、5%以上15%以下である
積層圧電素子。 - 請求項1又は2に記載の積層圧電素子であって、
前記一対の外部電極は、前記一対の端面から前記一対の主面に沿って延出する
積層圧電素子。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の積層圧電素子と、
前記積層圧電素子に対して前記厚さ方向に対向する振動板と、
前記積層圧電素子と前記振動板との間に配置された接着層と、
を具備する圧電振動装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の積層圧電素子と、
前記積層圧電素子が前記厚さ方向に対向した状態で接着されたパネルと、
前記パネルを保持する筐体と、
を具備する電子機器。
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