KR20130040244A - 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치 - Google Patents

진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130040244A
KR20130040244A KR1020137003851A KR20137003851A KR20130040244A KR 20130040244 A KR20130040244 A KR 20130040244A KR 1020137003851 A KR1020137003851 A KR 1020137003851A KR 20137003851 A KR20137003851 A KR 20137003851A KR 20130040244 A KR20130040244 A KR 20130040244A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezoelectric
power generation
vibration
converter
electrode
Prior art date
Application number
KR1020137003851A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101366734B1 (ko
Inventor
노리히로 야마우치
준야 오가와
도모아키 마쓰시마
고이치 아이자와
Original Assignee
파나소닉 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파나소닉 주식회사 filed Critical 파나소닉 주식회사
Publication of KR20130040244A publication Critical patent/KR20130040244A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101366734B1 publication Critical patent/KR101366734B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186—Vibration harvesters
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304—Beam type
    • H10N30/306—Cantilevers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Landscapes

  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

지지부와 상기 지지부에 요동 가능하게 지지된 캔틸레버부를 구비한 베이스 기판과, 캔틸레버부에 형성되고 상기 캔틸레버부의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부를 구비한 진동 발전 소자로서, 발전부는, 베이스 기판의 일 표면 측에서의 캔틸레버부와 중첩되는 부위에서 서로 병설된 제1 압전 변환부와 제2 압전 변환부를 포함하고, 제1 압전 변환부 및 제2 압전 변환부에 공통인 하부 전극이 전기적으로 접속된 공통 전극과, 제1 압전 변환부 및 제2 압전 변환부 각각의 상부 전극이 개별적으로 접속된 개별 전극을 가진다.

Description

진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치 {VIBRATION POWER GENERATING ELEMENT AND VIBRATION POWER GENERATING DEVICE USING SAME}
본 발명은 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치에 관한 것이다.
최근, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 디바이스의 일종으로서, 차의 진동이나 사람의 움직임에 의한 진동 등의 임의의 진동에 기인한 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 진동 발전 소자가 여러 곳에서 연구개발되고 있다.
이 종류의 진동 발전 소자로서, 예를 들면, 도 10a에 나타낸 바와 같이, Si로 이루어지는 베이스 기판(91)의 지지부(92a)에 일단부가 고정되고 타단부가 베이스 기판(91)과 공간을 두고 요동 가능하게 지지되는 캔틸레버부(휨부)(92b)와, 캔틸레버부(92b) 상에 형성되고 캔틸레버부(92b)의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부(93)를 구비한 것이 알려져 있다(예를 들면, Y.B.Jeon, et al, "MEMS powergenerator with transverse mode thin film PZT", Sensors and Actuators A 122, 16-22, 2005 참조).
도 10a에 나타낸 진동 발전 소자(910)에서는, 캔틸레버부(92b)가 SiO2나 Si3N4으로 이루어지는 박막(96)과, 이 박막(96) 상에 형성되고 발전부(93)로부터의 전하의 확산을 방지하는 확산 방지층(97)(여기서는, ZrO2)을 구비한 구성으로 되어 있다.
또한, 확산 방지층(97) 상의 발전부(93)는, PZT(Pb(Zr, Ti)O3)으로 이루어지는 압전층(95)과, 압전층(95)의 일표면 측에 형성된 Pt/Ti로 이루어지는 한 쌍의 전극(94a, 94b)으로 구성되어 있다. 그리고, 압전층(95)은 변형 방향과 전계 방향이 직교하는 d33 모드를 이용한 구성으로 하고 있고, 한 쌍의 전극(94a, 94b)은 평면에서 볼 때, 각각 빗 형상(comb shape)으로서, 미리 정해진(소정) 간격을 두고 서로 맞물리게 한 구조로 배치하고 있다(도 10b 참조). 또한, 진동 발전 소자(910)는 캔틸레버부(92b)의 타단부 측의 표면 상에, 캔틸레버부(92b)의 요동이 증대되도록 추부(錘部)(92c)가 설치되어 있다.
진동 발전 소자(910)는, 진동에 의해 캔틸레버부(92b)가 요동함으로써, 발전부(93)의 압전층(95)이 압전층(95)의 두께 방향과 수직인 직교 방향으로 분극(도 10a 중의 화살표 참조)되어, 발전한 전력을 한 쌍의 전극(94a, 94b)으로부터 외부에 출력할 수 있다.
그런데, 상기 문헌에 기재된 진동 발전 소자(910)는, 캔틸레버부(92b)의 요동에 의해 발전부(93)가 발전한다. 그러므로, 진동 발전 소자(910)의 한 쌍의 전극(94a, 94b)으로부터 출력되는 전력은, 캔틸레버부(92b)의 요동에 따라 극성이 반전하는 교류 전력을 발생하게 된다.
이에 대하여, 진동 발전 소자(910)의 한 쌍의 전극(94a, 94b)에 접속되는 부하는, 일반적으로, 소형 전자 부품이나 LSI 등의 직류 전력을 필요로 하는 것이 상정되어 있다. 그러므로, 상기 문헌에서는, 진동 발전 소자(910)로부터 출력되는 교류 전력을 직류 전력으로 만들 수 있도록, 전술한 진동 발전 소자(910)를 사용하여 도 10c에 나타낸 진동 발전 장치(920)를 구성하고 있다.
진동 발전 장치(920)는, 진동 발전 소자(910)의 출력을 단상 전파(全波) 정류 회로부(단상 브리지 정류 회로)인 정류기(D1)의 출력과 병렬로 커패시터(Cs)를 접속시키고 있다. 부하(RL)는 커패시터(Cs)의 양단 사이에 접속되어 있다. 이로써, 진동 발전 장치(920)는 진동 발전 소자(910)의 출력을 교류 전력에서 직류 전력으로 정류하여, 한 쌍의 전극(94a, 94b)에 접속되는 부하(RL) 측에 출력할 수 있다. 그리고, 도 10c의 진동 발전 장치(920)에서는, 진동 발전 소자(910)를, 교류 전원(Ip)와 교류 전원(Ip)에 병렬 접속된 커패시터(Cp)와 커패시터(Cp)에 병렬 접속된 저항(Rp)에 의한 등가 회로로 나타내고 있다.
그러나, 전술한 진동 발전 소자(910)로부터 인출되는 발생 전력은, 일반적으로 마이크로 와트 [μW] 정도로 작다. 진동 발전 장치(920)는 진동 발전 소자(910)로부터 출력된 전류를 단상 전파 정류 회로부인 정류기(D1)를 통해 정류하면, 정류기(D1)를 구성하는 다이오드의 pn 접합부에서의 전압 하강에 의한 손실이 크게 영향을 미친다. 특히, 도 10c에 나타낸 진동 발전 장치(920)에서는, 진동 발전 소자(910)의 출력을 교류 전력에서 직류 전력으로 정류할 때, 단상 전파 정류 회로부인 정류기(D1)의 2개의 다이오드를 통하여 진동 발전 소자(910)로부터의 전류가 출력되게 된다. 그러므로, 전술한 진동 발전 소자(910)를 사용한 진동 발전 장치(920)에서는, 발전 효율이 낮아진다는 문제가 있다.
진동 발전 소자(910)는, 더욱 소형이고 출력이 높은 것이 요구되고 있어, 단순히 진동 발전 소자(910)의 압전층(95)의 면적을 증대하여 출력을 향상시키는 구성으로 하는 것이 어렵다. 따라서, 전술한 진동 발전 소자(910)나 진동 발전 장치(920)의 구성만으로는 충분하지 않고, 한층 더 개량이 요구되고 있다.
그래서, 본 발명의 목적은, 출력 전력이 더욱 높고 소형화가 가능한 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 진동 발전 소자는, 지지부와 상기 지지부에 요동 가능하게 지지된 캔틸레버부를 구비한 베이스 기판과, 상기 캔틸레버부에 형성되고 상기 캔틸레버부의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부를 구비한 진동 발전 소자로서, 상기 발전부는, 상기 베이스 기판의 일표면 측에서의 상기 캔틸레버부와 중첩되는 부위에 있어서 서로 병설된 제1 압전 변환부와 제2 압전 변환부를 포함하고, 상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부는 각각, 상기 캔틸레버부 측의 하부 전극, 상기 하부 전극에서의 상기 캔틸레버부 측과는 반대 측에 형성된 압전층, 및 상기 압전층에서의 상기 하부 전극 측과는 반대 측에 형성된 상부 전극을 포함하고, 상기 베이스 기판의 상기 일표면 측에, 상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 어느 한쪽과 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 어느 한쪽이 전기적으로 접속된 공통 전극과, 상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부의 각각 다른 쪽의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극이 개별적으로 접속된 개별 전극을 포함한다. 따라서, 진동 발전 소자에는, 출력 전력이 더욱 높고 소형화가 가능해진다는 효과가 있다.
이 진동 발전 소자에 있어서, 상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극이 공간적으로 분리된 2개의 전극으로서 형성되고, 상기 제1 압전 변환부의 상기 하부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 하부 전극이 공통의 1개의 전극으로서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 진동 발전 소자에 있어서, 상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극이 공통의 1개의 전극으로서 형성되고, 상기 제1 압전 변환부의 상기 하부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 하부 전극이 공간적으로 분리된 2개의 전극으로서 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이 진동 발전 소자에 있어서, 상기 제1 압전 변환부와 상기 제2 압전 변환부는, 상기 캔틸레버부의 요동 방향에 있어서 변형량을 동일하게 하는 대칭인 위치에 배치되어 이루어지는 것이 바람직하다.
이 진동 발전 소자에 있어서, 상기 캔틸레버부는, 상기 지지부로부터 요동 가능하게 연장되도록 형성되고, 상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부는, 상기 캔틸레버부의 연장 방향에 대하여 수직 방향으로 병설되어 있는 것이 바람직하다.
이 진동 발전 소자에 있어서, 상기 제1 압전 변환부의 상기 압전층과 상기 제2 압전 변환부의 상기 압전층이, 공간적으로 분리되어 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 진동 발전 장치는, 상기 진동 발전 소자와, 상기 진동 발전 소자의 상기 공통 전극 및 상기 각 개별 전극으로부터 출력되는 2상 교류를 정류하는 2상 전파 정류 회로부를 구비한다. 따라서, 진동 발전 장치에는, 출력 전력이 더욱 높고 소형화가 가능해지는 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 기술한다. 본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하의 상세한 기술 및 첨부 도면과 관련하여 한층 잘 이해될 것이다.
도 1a는 실시예 1의 진동 발전 소자의 개략 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 X-X 개략 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 진동 발전 소자를 사용한 진동 발전 장치의 회로도이다.
도 3a는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 3b는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 3c는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 4a는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 4b는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 4c는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 5a는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 5b는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 5c는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 6a는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 6b는 실시예 1의 진동 발전 소자의 제조 방법을 설명하는 주요 단계도이다.
도 7a는 실시예 1의 다른 진동 발전 소자의 개략 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 X-X 개략 단면도이다.
도 8a는 실시예 2의 진동 발전 소자의 개략 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 X-X 개략 단면도이다.
도 9a는 실시예 2의 다른 진동 발전 소자의 개략 평면도이다.
도 9b는 도 9a의 X-X 개략 단면도이다.
도 10a는 종래의 진동 발전 소자의 단면도이다.
도 10b는 종래의 진동 발전 소자의 주요부 평면도이다.
도 10c는 종래의 진동 발전 소자를 사용한 진동 발전 장치의 회로도이다.
(실시예 1)
이하, 본 실시예의 진동 발전 소자에 대해 도 1a 및 도 1b를 사용하여 설명하고, 도 2를 사용하여 진동 발전 소자(10)를 사용한 진동 발전 장치(20)에 대하여 설명한다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이, 지지부(2a)와 지지부(2a)의 내측에 배치되고 지지부(2a)에 요동 가능하게 지지된 캔틸레버부(2b)를 구비한 베이스 기판(1)과, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에 있어서 캔틸레버부(2b)에 형성되고 캔틸레버부(2b)의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부(3)를 구비하고 있다.
특히, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 발전부(3)가, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에서의 캔틸레버부(2b)와 중첩되는 부위에 있어서 서로 병설된 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)를 가지고 있다. 또한, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)는 각각, 캔틸레버부(2b) 측의 하부 전극(4)과, 이 하부 전극(4)에서의 캔틸레버부(2b) 측과는 반대 측에 형성된 압전층(5)과, 이 압전층(5)에서의 하부 전극(4) 측과는 반대 측에 형성된 상부 전극(6a, 6b)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에, 제1 압전 변환부(3a)의 하부 전극과 제2 압전 변환부(3b)의 하부 전극을 공통으로 사용한 하부 전극(4)이 전기적으로 접속된 하부 전극용 패드인 공통 전극(8c)과, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b) 각각의 상부 전극(6a, 6b)이 개별적으로 접속된 상부 전극용 패드인 개별 전극(8a, 8b)을 가진다.
그리고, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에는, 각 상부 전극(6a, 6b)과 접속 배선(7a, 7b)을 통하여 각각 전기적으로 접속된 개별 전극(8a, 8b)이, 지지부(2a)에 대응하는 부위에 형성되어 있다. 마찬가지로, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에는, 하부 전극(4)과 접속 배선(7c)을 통하여 전기적으로 접속된 공통 전극(8c)이 지지부(2a)에 대응하는 부위에 형성되어 있다. 또한, 베이스 기판(1)은, 평면에서 볼 때, 캔틸레버부(2b)를 통하여, 지지부(2a)와 대향하는 측에 추부(2c)를 구비하고 있고, 추부(2c)가 관통 구멍(1d)을 통하여 지지부(2a)로부터 연장되는 C자형의 프레임부(2d)의 내측에 둘러싸여 배치되는 구성으로 하고 있다.
발전부(3)는 압전층(5)의 평면 사이즈가, 하부 전극(4)보다 작아지도록 설계하고 있다. 또한, 발전부(3)는, 상부 전극(6a, 6b)의 각 평면 사이즈가 각각 압전층(5)보다 작아지도록 설계되어 있다.
또한, 발전부(3)는, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측으로서, 베이스 기판(1)의 타표면(1a) 측에 설치된 오목부(1c)와 대향하도록 배치되어 있다. 여기서, 발전부(3)는, 평면에서 볼 때, 하부 전극(4)에서의 외주 에지의 내측에 압전층(5)이 위치하고, 이 압전층(5)에서의 외주 에지의 내측에 압전층(5)과 접하는 각 상부 전극(6a, 6b)을 병설하고 있다.
또한, 발전부(3)는, 상부 전극(6a, 6b) 측과 하부 전극(4) 측과의 단락을 방지하는 절연층(9)이, 하부 전극(4) 및 압전층(5) 각각의 주위부를 덮는 형태로 형성되어 있다. 절연층(9)은, 평면에서 볼 때, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에서 압전층(5)과 각 상부 전극(6a, 6b)과의 접하는 영역을 각각 규정하고 있다. 즉, 절연층(9)을 평면에서 볼 때의 형상은, 각 상부 전극(6a, 6b)의 주위부에 따른 프레임형으로 되어 있다. 이로써, 절연층(9)은 각 상부 전극(6a, 6b)과 각각 전기적으로 접속된 접속 배선(7a, 7b)과 하부 전극(4)과의 단락을 방지한다.
그리고, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서의 절연층(9)은, 실리콘 산화막에 의해 구성하고 있지만, 실리콘 산화막에 한정되지 않고, 실리콘 질화막에 의해 구성해도 되고, 단층막뿐 아니라 다층막 구조로 해도 된다. 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 캔틸레버부(2b)의 위쪽에 형성되는 절연층(9)이 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막에 의해 형성되어 있으므로, 절연층(9)을 각각 레지스트에 의해 형성한 경우와 비교하여 절연성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 베이스 기판(1)은, 일표면(1b) 측 및 타표면(1a) 측 각각에 실리콘 산화막으로 이루어지는 절연막(12e, 12a)을 형성하고 있고, 발전부(3)와 베이스 기판(1)이 일표면(1b) 측의 절연막(12e)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 발전부(3)가, 하부 전극(4)과 압전층(5)과 상부 전극(6a)으로 구성되는 제1 압전 변환부(3a)와, 하부 전극(4)과 압전층(5)과 상부 전극(6b)으로 구성되는 제2 압전 변환부(3b)에 의해 구성되어 있다. 그러므로, 캔틸레버부(2b)의 진동에 의해 발전부(3)의 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)가 각각 응력을 받아 별개로 발전한다. 즉, 제1 압전 변환부(3a)는 하부 전극(4)과 상부 전극(6a) 사이의 압전층(5)의 부위에 전하의 편향이 발생해 교류 전력이 발생한다. 동시에, 제2 압전 변환부(3b)는 하부 전극(4)과 상부 전극(6b) 사이의 압전층(5)의 부위에 전하의 편향이 발생해 교류 전력이 발생한다.
본 실시예에서의 진동 발전 소자(10)는, 압전층(5)의 압전 재료로서, 변형 방향과 전계 방향이 평행하게 되는 d31 모드를 이용한 PZT를 사용하고 있다. 그리고, 진동 발전 소자(10)의 압전층(5)은 압전 재료로 PZT에 한정되지 않고, 예를 들면, PZT-PMN(:Pb(Mn, Nb)O3), PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)이나 SBT(SrBi2Ta2O3) 등을 사용해도 된다.
또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 단결정 실리콘 기판(12b)과 단결정의 실리콘층(활성층)(12d) 사이에 실리콘 산화막으로 이루어지는 매립 산화막(12c)을 끼운 구조의 SOI(Silicon on Insulator) 기판을 사용하여 베이스 기판(1)을 형성하고 있다. 그리고, 베이스 기판(1)이 되는 SOI 기판으로서는 실리콘층(12d)의 표면이 (100)면인 것을 사용하고 있다.
또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 베이스 기판(1)으로서, SOI 기판을 사용하고 있으므로, 후술하는 제조 시에, SOI 기판의 매립 산화막(12c)을 캔틸레버부(2b) 형성 시의 에칭 스토퍼층으로서 이용할 수 있다. 이로써, 진동 발전 소자(10)는 캔틸레버부(2b)의 두께의 고정밀도화를 도모하는 동시에, 신뢰성의 향상 및 저비용화를 도모하는 것이 가능해진다. 그리고, 베이스 기판(1)은 SOI 기판에 한정되지 않고, 예를 들면, 단결정의 실리콘 기판 등을 사용해도 된다.
또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 하부 전극(4)을 Pt막에 의해 구성하고 있다. 또한, 각 상부 전극(6a, 6b)은 각각 Ti막과 Au막의 적층막에 의해 구성하고 있다. 진동 발전 소자(10)의 하부 전극(4) 및 상부 전극(6a, 6b)은, 이들의 재료나 층 구조를 특별히 한정하지 않고, 하부 전극(4) 및 상부 전극(6a, 6b) 각각을 단층 구조로 해도 되고 다층 구조로 해도 된다. 하부 전극(4)의 전극 재료로서는, 예를 들면, Au, Al, Ir나 In 등을 채용해도 되고, 각 상부 전극(6a, 6b)의 재료로서는, 예를 들면, Mo, Al나 Pt 등을 채용해도 된다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 하부 전극(4)의 두께를 100㎚, 압전층(5)의 두께를 600㎚, 상부 전극(6a, 6b)의 두께를 100㎚에 설정하고 있다. 그리고, 진동 발전 소자(10)의 하부 전극(4), 압전층(5)이나 상부 전극(6a, 6b)의 두께는, 전술한 두께에만 한정되지 않고 적절하게 설정하면 된다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 캔틸레버부(2b)의 평면에서 볼 때 형상이 직사각형상으로 되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 지지부(2a)로부터 떨어져 추부(2c)에 가까워질수록 폭 치수가 서서히 작아지는 사다리꼴 형상이라도 된다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 평면에서 볼 때, 하부 전극(4)의 외주 에지의 내측에 압전층(5)이 위치하고 있다. 그러므로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 하부 전극(4)과 압전층(5)이 거의 같은 평면 사이즈인 경우에 비하여, 접속 배선(7a, 7b)의 베이스가 되는 부분의 단차의 높이를 줄일 수 있다.
이로써, 진동 발전 장치(10)는 캔틸레버부(2b)의 요동에 따라 발전부(3)의 접속 배선(7a, 7b)에 단선이 발생할 우려를 감소시켜, 더욱 신뢰성이 높은 진동 발전 소자(10)로 할 수 있다.
또한, 진동 발전 소자(10)는, 하부 전극(4)과 각 상부 전극(6a, 6b)과의 단락을 각각 방지하는 절연층(9)이 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에 있어서 지지부(2a) 위까지 연장되어 있어도 된다. 즉, 상부 전극(6a, 6b)과 이 상부 전극(6a, 6b)에 전기적으로 접속되는 개별 전극(8a, 8b) 사이의 접속 배선(7a, 7b)의 모든 부위를 절연층(9) 상에 형성하고, 개별 전극(8a, 8b)을 절연층(9)의 평탄한 부위 상에 형성해도 된다(도시하지 않음). 이로써, 진동 발전 소자(10)는 접속 배선(7a, 7b)의 베이스가 되는 부분의 단차를 감소시킬 수 있고, 압전층(5)의 막 두께를 증대시키면서도 하부 전극(4)과 개별 전극(8a, 8b)을 전기적으로 접속하는 접속 배선(7a, 7b)의 단선(斷線) 가능성을 더욱 감소시킬 수 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 평면에서 볼 때, 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)가, 캔틸레버부(2b)의 요동 방향에 있어서 변형량을 동일하게 하는 대략 대칭인 위치에 배치되어 있다. 이로써, 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)로부터 각각 출력되는 전력을 거의 동등하게 하는 것이 가능해진다. 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)는, 캔틸레버부(2b)의 요동에 따라, 실질적으로 동일한 양의 전하가 발생하므로, 발전 효율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 평면에서 볼 때, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)는, 캔틸레버부(2b)가 지지부(2a)로부터 연장되는 연장 방향(도 1a의 우측 방향)에 대하여 수직 방향으로 병설되어 있다. 이로써, 효과적으로 전술한 발전 효율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)로 발전한 전력을 공통 전극(8c)과 개별 전극(8a)을 사용하여 출력시킬 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는 제2 압전 변환부(3b)로 발전한 전력을 공통 전극(8c)과 개별 전극(8b)을 사용하여 출력시킬 수 있다.
여기서, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 진동 발전 소자(10)의 공통 전극(8c) 및 각 개별 전극(8a, 8b)으로부터 출력되는 2상 교류를 정류하는 2상 전파 정류 회로부인 정류기(D2)에 접속시켜 진동 발전 장치(20)를 구성하고 있다. 진동 발전 장치(20)는 정류기(D2)의 양단 사이에 커패시터(Cs)를 접속시키고 있다. 또한, 진동 발전 장치(20)는, 진동 발전 장치(20)에 접속되는 도시하지 않은 부하에 따라, 커패시터(Cs)와 부하 사이에 DC/DC 변환부(21)를 설치하여 부하 측에 공급하는 전압을 적절하게 승압 또는 강압시키는 구성으로 하고 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)를 사용한 진동 발전 장치(20)에서는, 전술한 도 10c에 나타낸 진동 발전 장치(920)와는 상이하고, 진동 발전 소자(10)의 출력을 교류 전력에서 직류 전력으로 정류할 때, 정류기(D2)에서의 1개의 다이오드를 통하여 진동 발전 소자(10)로부터 전류가 출력되게 된다. 그러므로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)를 사용한 진동 발전 장치(20)는, 도 10c에 나타낸 진동 발전 장치(920)와 비교하여, 정류기에 있어 다이오드에서의 손실을 감소시킬 수 있으므로, 발전 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
이하, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)의 제조 방법에 대하여, 도 3a～3c, 도 4a～4c, 도 5a～5c, 및 도 6a, 도 6b를 참조하면서 설명한다. 각 도면에서의 제조 단계에서, 평면도를 위쪽에 도시하고 주요부의 개략 단면도를 아래쪽에 도시하고 있다.
먼저, 베이스 기판(1)이 되는 전술한 SOI 기판으로 이루어지는 소자 형성 기판(11)의 일표면 측 및 타표면 측 각각에 실리콘 산화막으로 이루어지는 절연막(12e, 12a)을 열산화법 등에 의해 형성하는 절연막 형성 단계(도 3a 참조)를 행한다. 이로써, 소자 형성 기판(11)을 사용하여 형성된 베이스 기판(1)에서는, 일표면(1b) 측에 절연막(12e)을 구비하고, 타표면(1a)에 절연막(12a)을 구비하게 된다. 그리고, SOI 기판으로 이루어지는 소자 형성 기판(11)은, 단결정 실리콘 기판(12b)과 단결정의 실리콘층(12d) 사이에 실리콘 산화막으로 이루어지는 매립 산화막(12c)을 끼운 구조로 하고 있다.
그 후, 소자 형성 기판(11)의 일표면 측의 전면(全面)에 하부 전극(4), 접속 배선(7c) 및 공통 전극(8c)의 기초가 되는 Pt층으로 이루어지는 제1 금속막(24)을, 예를 들면, 스퍼터법이나 CVD법 등에 의해 형성하는 제1 금속막 형성 단계를 행한다. 제1 금속막(24)은 Pt막에 한정되지 않고, 예를 들면, Al막이나 Al-Si막이라도 되고, Au막과 이 Au막과 절연막(12e) 사이에 개재시키는 밀착성 개선용의 밀착막으로서 Ti막을 구비한 구성으로 해도 된다. 여기서, 도시하지 않은 밀착막의 재료는 Ti에 한정되지 않고, 예를 들면, Cr, Nb, Zr, TiN이나 TaN 등을 사용해도 된다.
이어서, 소자 형성 기판(11)의 일표면 측의 전면(全面)에 압전 재료(예를 들면, PZT 등)로 이루어지는 압전층(5)의 기초가 되는 압전막(예를 들면, PZT막 등)(25)을, 예를 들면, 스퍼터법, CVD법, 졸겔법이나 전사법 등에 의해 형성하는 압전막 형성 단계를 행한다(도 3b 참조).
다음에, 압전막 형성 단계 후, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 압전막(25)을 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 압전막(25)의 일부로 이루어지는 압전층(5)을 형성하는 압전막 패터닝 단계를 행한다(도 3c 참조).
그리고, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 하부 전극(4) 상에 압전층(5)을 형성하고 있지만, 압전층(5)과 하부 전극(4) 사이에, 압전층(5)의 성막(成膜) 시의 베이스가 되는 시드층(seed layer)을 개재시킴으로써 압전층(5)의 결정성을 향상시켜도 된다. 시드층의 재료로서는, 예를 들면, 도전성 산화물 재료의 일종인 PLT(Pb, La)TiO3), PTO(PbTiO3)나 SRO(SrRuO3) 등을 들 수 있다.
또한, 소정 형상의 압전층(5)을 전사법으로 형성함으로써, 압전막 패터닝 단계를 생략할 수도 있다. 예를 들면, 미리, 도시하지 않은 압전막 형성용 기판의 일표면 상에 스퍼터법, CVD법이나 졸겔법 등을 사용하여 강유전체 박막으로 이루어지는 압전막을 성막시켜 둔다. 다음에, 압전막 형성용 기판의 압전막과 소자 형성 기판(11)에 전술한 제1 금속막 형성 단계에서 형성된 하부 전극(4)의 기초가 되는 금속막을 대향 배치시킨 상태에서, 투광성의 압전막 형성용 기판의 타표면 측으로부터 레이저광을 조사시킨다. 레이저광은, 압전막 형성용 기판과, 압전막과의 계면에서 흡수하도록 조사시킨다. 이로써, 압전막 형성용 기판으로부터 압전막의 일부가 박리된다. 또한, 박리된 압전막은, 소자 형성 기판(11)의 하부 전극(4)의 기초가 되는 금속막 측에 전사되어 압전층(5)이 된다. 레이저광의 조사하는 영역을 제어함으로써, 압전막을 평면에서 볼 때 나중에 하부 전극(4)이 되는 금속막 상에 하부 전극(4)의 외형보다 작은 형상으로 전사할 수 있다.
그리고, 압전막 형성용 기판은, 베이스 기판(1)보다 압전층(5)의 기초가 되는 압전막과의 격자상수 차가 작고, 격자 정합성이 좋은 기판을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 압전막의 재료로서 PZT를 사용한 경우, 압전막 형성용 기판으로서는, 단결정 MgO 기판이나 단결정 STO(SrTiO3) 기판 등을 사용할 수 있다. 또한, 압전막 형성용 기판으로부터 압전막의 일부를 전사시키는 레이저광은, 예를 들면, KrF 엑시머 레이저로부터 조사시킬 수 있다. 또한, 압전막 형성용 기판과, 압전막과의 사이에, 압전막의 결정 배향을 제어하기 위한 PLT, PTO나 SRO 등의 시드층을 설치해도 된다. 시드층은, 압전막의 일부를 박리할 때, 압전막의 전사 시에 레이저광을 흡수시켜 제거되는 희생층으로서 이용할 수도 있다. 압전막의 전사에 따라 압전막 형성용 기판의 불필요한 파편이 소자 형성 기판(11) 측에 부착된 경우에는, 적절히 에칭액(etchant)에 의해 제거해도 된다.
이와 같은 별도로 형성시킨 압전막을 전사하여 압전층을 형성하는 전사법을 이용함으로써, 진동 발전 소자(10)의 제조 시간을 단축시키는 것이 가능해진다. 즉, 전술한 금속막의 형성 후에 압전층(5)을 성막하여 진동 발전 소자(10)를 제조하는 방법과 비교하여, 압전막의 형성에 시간이 걸리는 압전막 형성 단계를 금속막과 압전층으로 별도로 병행하여 행할 수 있다.
다음에, 도 3c에 나타낸 압전층(5)을 형성한 후, 제1 금속막(24)을 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 소정의 형상으로 패터닝함으로써, 제1 금속막(24)의 일부로 이루어지는 하부 전극(4), 접속 배선(7c) 및 공통 전극(8c)을 각각 형성하는 금속막 패터닝 단계를 행한다(도 4a 참조). 본 실시예의 진동 발전 소자(10)의 제조 방법에서는, 하부 전극(4)과 함께 접속 배선(7c) 및 공통 전극(8c)을 동시에 형성하고 있다. 여기서, 하부 전극(4), 접속 배선(7c) 및 공통 전극(8c)은, 금속막 패터닝 단계에서 제1 금속막(24)을 패터닝함으로써, 모두를 동시에 형성하는 것뿐만 아니라, 하부 전극(4)만을 형성해도 된다.
이 경우, 하부 전극(4)을 형성한 후, 접속 배선(7c) 및 공통 전극(8c)을 별도로 형성하는 배선 형성 단계를 설치하면 된다. 마찬가지로, 접속 배선(7c)을 형성하는 접속 배선 형성 단계와, 공통 전극(8c)을 형성하는 공통 전극 형성 단계를 개별적으로 설치해도 된다. 그리고, 제1 금속막(24)의 에칭할 때는, 예를 들면, RIE법이나 이온 밀링법 등을 적절하게 채용할 수 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)의 제조 방법에서는, 도 4a의 금속막 패터닝 단계에서, 제1 금속막(24)의 가공에 의해, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)에 공통인 하부 전극(4)을 형성하고 있다.
금속막 패터닝 단계에 의해, 하부 전극(4), 접속 배선(7c), 및 공통 전극(8c)을 형성한 후, 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측에 절연층(9)을 형성하는 절연층 형성 단계를 행한다(도 4b를 참조). 절연층 형성 단계에서는, 압전층(5)이 형성된 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측에 레지스트막을 도포한 후, 이 레지스트막을 포토리소그래피 기술에 의해 패터닝한다. 이어서, 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측의 전면에 절연막을 CVD법 등에 의해 성막한 후, 레지스트막을 박리하는 리프트 오프법을 이용함으로써 절연층(9)을 형성하고 있다. 절연층 형성 단계에서는, 절연층(9)을 형성시키기 위해, 리프트 오프법을 이용하는 것에만 한정되지 않고 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여 패터닝하면 된다. 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측에는, 절연층(9)의 형성에 의해, 평면에서 볼 때 직사각형으로서 대략 동일 형상의 개구부(9a)가 2개 나란히 형성되게 된다(도 4b의 위쪽 참조).
다음에, 상부 전극(6a, 6b)을 형성하는 상부 전극 형성 단계는, 절연층(9)의 형성을 행한 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측에 레지스트막을 도포한 후, 이 레지스트막을 포토리소그래피 기술에 의해 패터닝한다. 이어서, 금속막을 증착하여, 레지스트막을 박리하는 리프트 오프법을 행함으로써, 상부 전극(6a, 6b)과 함께 접속 배선(7a, 7b) 및 개별 전극(8a, 8b)을 형성하는 상부 전극 형성 단계를 행한다(도 4c 참조). 그리고, 상부 전극(6a, 6b)은 EB 증착법이나 스퍼터법이나 CVD법 등의 박막 형성 기술, 포토리소그래피 기술, 에칭 기술을 이용하여 형성하는 상부 전극 형성 단계에 의해, 접속 배선(7a, 7b) 및 개별 전극(8a, 8b)과 동시에 형성시켜도 된다. 또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)의 제조 방법에서는, 상부 전극 형성 단계에서, 상부 전극(6a, 6b)과 함께 접속 배선(7a, 7b) 및 개별 전극(8a, 8b)을 형성하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 상부 전극 형성 단계와 배선 형성 단계를 별개로 행하도록 해도 된다. 또한, 배선 형성 단계는, 접속 배선(7a, 7b)을 형성하는 접속 배선 형성 단계와, 개별 전극(8a, 8b)을 형성하는 개별 전극 형성 단계를 따로 행해도 된다.
이어서, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술 등을 이용하여, 소자 형성 기판(11)을 가공함으로써, 지지부(2a) 및 캔틸레버부(2b)를 구비한 베이스 기판(1)을 형성하는 소자 형성 기판 가공 단계를 행한다. 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술 등을 이용하여, 소자 형성 기판(11)의 상기 일표면 측으로부터 지지부(2a), 캔틸레버부(2b) 및 추부(2c)가 되는 부위 이외의 절연막(12e)을 BHF 등에 의해 에칭한다. 이로써, 소자 형성 기판(11)의 실리콘층(12d)을 노출시키는 표면 절연막 제거 단계를 행한다(도 5a 참조).
다음에, RIE법에 의해, 소자 형성 기판(11)에서의 상기 일표면 측의 절연막(12e)을 제거한 부위의 실리콘층(12d)을 에칭에 의해 제거한다. 이로써, 매립 산화막(12c)을 노출시켜 관통 구멍(1d)의 일부가 되는 표면홈(12f)을 형성하는 표면홈 형성 단계를 행한다(도 5b 참조).
이어서, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술 등을 이용하고, 소자 형성 기판(11)의 상기 타표면 측으로부터 지지부(2a), 캔틸레버부(2b) 및 추부(2c)가 되는 부위 이외의 절연막(12a)을 BHF 등을 사용하여 에칭한다. 이로써, 절연막(12a)의 일부를 제거하여 단결정 실리콘 기판(12b)을 노출시킨다(도 5c 참조).
절연막(12a)의 일부를 제거한 후, 소자 형성 기판(11)의 상기 타표면 측으로부터 절연막(12a)을 제거한 부위를 Deep-RIE법에 의해, 매립 산화막(12c)에 도달하는 소정 깊이까지 소자 형성 기판(11)을 에칭한다. 이로써, 소자 형성 기판(11)에서의 타표면 측의 매립 산화막(12c)을 노출시켜, 관통 구멍(1d)의 일부가 되는 이면(裏面)홈을 형성하는 이면홈 형성 단계를 행한다(도 6a 참조). 이면홈 형성 단계는 이면홈을 형성하는 동시에 소자 형성 기판(11)의 타표면 측에 오목부(1c)를 형성하고 있다.
이어서, 매립 산화막(12c)의 불필요한 부분을 RIE법에 의한 에칭에 의해 제거하여, 표면 홈(12f)과 이면홈(12g)을 연통(連通)시킨 관통 구멍(1d)을 형성하는 산화막 에칭 단계를 행한다(도 6b 참조). 이로써, 캔틸레버부(2b)와 함께 추부(2c)가 형성된 진동 발전 소자(10)를 제조할 수 있다. 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 관통 구멍(1d)을 형성함으로써, 캔틸레버부(2b)를 통하여 지지부(2a)와 대향하는 측에 추부(2c)를 구비하고, 추부(2c)가 관통 구멍(1d)을 통하여 지지부(2a)로부터 연장되는 C자형의 프레임부(2d)의 내측에 둘러싸여 배치되는 구성이 된다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 캔틸레버부(2b)를 통하여 지지부(2a)와 대향하는 측에 추부(2c)를 구비하고 있으므로, 추부(2c)를 가지고 있지 않은 경우와 비교하여, 발전량을 증대시킬 수 있다. 그리고, 진동 발전 소자(10)는, 지지부(2a)에 요동 가능하게 지지하는 캔틸레버부(2b)를 구비하고 있으면 되고, 반드시 추부(2c)나 프레임부(2d)를 형성할 필요도 없다. 따라서, 진동 발전 소자(10)는, 캔틸레버부(2b)를 구비하고 있으면, 관통 구멍(1d)을 형성하는 산화막 에칭 단계를 생략할 수도 있다. 또한, 진동 발전 소자(10)는, 소자 형성 기판 가공 단계가 종료될 때까지를 웨이퍼 레벨로 행하고 나서, 각각의 진동 발전 소자(10)에 분할하는 다이싱(dicing) 단계를 행함으로써, 복수 개의 진동 발전 소자(10)를 우수한 양산성으로 형성할 수 있다.
그리고, 도 1a 및 1b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 기본적으로 베이스 기판(1)과 발전부(3)로 구성되어 있지만, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에 있어서 지지부(2a)나 프레임부(2d)에 고착시킨 도시하지 않은 제1 커버 기판과, 베이스 기판(1)외에 표면(1a) 측에 있어서 지지부(2a)나 프레임부(2d)에 고착시킨 도시하지 않은 제2 커버 기판을 설치해도 된다.
예를 들면, 제1 커버 기판은, 베이스 기판(1) 측의 일표면(1b)에, 캔틸레버부(2b) 및 추부(2c)가 요동하는 변위 공간을 베이스 기판(1)과의 사이에 형성하기 위한 오목부를 구비한 유리 기판이나 실리콘 기판을 이용하면 된다.
그리고, 제1 커버 기판은, 베이스 기판(1)의 공통 전극(8c), 개별 전극(8a, 8b) 각각에 접합되어 외부에 출력 가능한 연락용 전극을 적절하게 구비하면 된다.
또한, 제2 커버 기판은, 베이스 기판(1) 측의 타표면(1a)에, 캔틸레버부(2b) 및 추부(2c)가 요동하는 변위 공간을 베이스 기판(1)과의 사이에 형성하기 위한 오목부를 구비한 유리 기판이나 실리콘 기판을 이용하면 된다. 여기서, 베이스 기판(1)과 제1 및 제2 커버 기판은, 예를 들면, 상온 접합법, 에폭시 수지 등을 사용한 수지 접합법이나 양극(陽極) 접합법 등에 의해 접합함으로써 형성할 수 있다.
그리고, 제1 및 제2 커버 기판을 구비한 진동 발전 소자(10)를 제조하기 위해서는, 베이스 기판(1)을 형성한 후, 각각의 커버 기판을 접합하는 커버 접합 단계를 행하면 되고, 커버 접합 단계가 종료될 때까지를 웨이퍼 레벨로 행하고 나서, 다이싱 단계를 행함으로써 각각의 진동 발전 소자(10)에 분할하면 된다.
이상 설명한 본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 하부 전극(4)과 상부 전극(6a, 6b) 사이에 고전계를 인가함으로써, 강유전체 박막을 사용한 압전층(5)의 분극 처리를 행할 수 있다. 또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 강유전체 박막을 사용한 압전층(5) 내의 분극의 방향에 어긋남이 발생하였을 때에도, 분극 처리에 의해 압전층(5) 내의 분극의 방향을 정렬할 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 압전층(5)의 분극의 방향과 캔틸레버부(2b)의 요동 방향의 사이에 어긋남이 발생했을 때에도, 분극 처리에 의해 압전층(5)의 분극의 방향을 요동 방향으로 정렬할 수 있다. 그러므로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 압전층(5) 내의 분극의 방향이나, 압전층(5)의 분극의 방향과 캔틸레버부(2b)의 요동 방향의 사이에서 어긋남이 발생함으로써 발전 효율이 저하되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
특히, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 강유전 박막을 사용한 압전층(5)에 대하여, 하부 전극(4)과 상부 전극(6a, 6b) 사이에 고전계를 동시에 인가하는 분극 처리를 각각 행할 수 있다. 이로써, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)에서의 압전층(5)의 분극의 방향을, 발전부(3)의 두께 방향에 있어서 동일 방향으로 정렬하는 작업을 동시에 행하는 것이 가능해진다.
이와 같이 형성된 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)가 캔틸레버부(2b)와 중첩되는 부분에 있어서 서로 병설시켜 있으므로, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층과 제2 압전 변환부(3b)의 압전층을 공통의 압전층(5)으로서 동시에 형성하는 것이 가능해진다. 그러므로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층과 제2 압전 변환부(3b)의 압전층을 별도 독립하여 형성하는 진동 발전 소자(10)와 비교하여, 압전층(5)의 성막 시간을 줄일 수 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에서의 캔틸레버부(2b)에 중첩되는 부위에 있어서 서로 병설된 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)를 가지고, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)에 공통인 하부 전극(4)이 전기적으로 접속된 공통 전극(8c)과, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b) 각각의 상부 전극(6a, 6b)이 개별적으로 접속된 개별 전극(8a, 8b)을 가짐으로써, 출력 전력이 더욱 높고 소형화하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 도 1a 및 1b의 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)가, 공통의 하부 전극(4), 공통의 압전층(5) 및 공간적으로 분리된 개별 상부 전극(6a, 6b)을 사용하여 구성되어 있다. 여기서, 본 실시예의 다른 진동 발전 소자(10)로서, 도 7a 및 7b에 나타낸 바와 같이, 제1 압전 변환부(3a) 및 도시하지 않은 제2 압전 변환부를 각각, 개별의 하부 전극과, 공통의 압전층(5)과, 공통의 상부 전극(6f)으로 구성해도 된다. 이 경우, 제1 압전 변환부(3a)의 하부 전극(4d)과, 제2 압전 변환부의 도시하지 않은 하부 전극과는 공간적으로 분리되어 있다. 또한, 제1 압전 변환부(3a)는, 하부 전극(4d)이 접속 배선(7d)을 통하여 개별 전극(8d)과 전기적으로 접속되어 있다. 제2 압전 변환부는, 하부 전극(4d)과 공간적으로 분리된 도시하지 않은 하부 전극이 접속 배선(7e)을 통하여 개별 전극(8d)과 전기적으로 접속되어 있다. 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부에 공통으로 설치된 상부 전극(6f)은, 접속 배선(7f)을 통하여 공통 전극(8f)과 전기적으로 접속되어 있다.
이로써, 도 7a 및 7b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 도 1a 및 1b에 나타낸 진동 발전 소자(10)와 마찬가지로, 출력 전력이 더욱 높고 소형화하는 것이 가능하게 된다.
(실시예 2)
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 실시예 1의 진동 발전 소자(10)와 거의 동일하며, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)가 공통의 압전층(5)을 사용하는 대신에, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층(5a)과 제2 압전 변환부(3b)의 압전층(5b)을 공간적으로 분리된 별개의 것을 사용한 점이 상이하다. 그리고, 실시예 1과 동일한 구성 요소에는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 적절히 생략한다.
본 실시예의 도 8a 및 8b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 도 1a 및 1b와 마찬가지로, 지지부(2a)와 지지부(2a)의 내측에 배치되고 지지부(2a)에 요동 가능하게 지지된 캔틸레버부(2b)를 구비한 베이스 기판(1)과, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에 있어서 캔틸레버부(2b)에 형성되고 캔틸레버부(2b)의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부(3)를 구비하고 있다.
또한, 진동 발전 소자(10)는, 발전부(3)가 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에서의 캔틸레버부(2b)와 중첩되는 부위에 있어서 서로 병설된 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)를 가지고 있다. 특히, 본 실시예의 도 8a 및 8b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)가 각각, 캔틸레버부(2b) 측의 하부 전극(4)과, 이 하부 전극(4)에서의 캔틸레버부(2b) 측과는 반대 측에 형성된 압전층(5a, 5b)과, 이 압전층(5a, 5b)에서의 하부 전극(4) 측과는 반대 측에 형성된 상부 전극(6a, 6b)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)에 공통인 하부 전극(4)이 전기적으로 접속된 공통 전극(8d)과, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b) 각각의 상부 전극(6a, 6b)이 개별적으로 접속된 개별 전극(8a, 8b)을 가지고 있다.
그리고, 본 실시예의 도 8a 및 8b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층(5a)과, 이 압전층(5a)과 공간적으로 분리된 제2 압전 변환부(3b)의 압전층(5b)이 공통의 하부 전극(4) 상에 각각 형성되어 있다.
그리고, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에는, 하부 전극(4)과 접속 배선(7d)을 통하여 전기적으로 접속된 공통 전극(8d)이 지지부(2a)의 대응하는 부위에 형성되어 있다. 또한, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에는, 각 상부 전극(6a, 6b)과 접속 배선(7a, 7b)를 통하여 각각 전기적으로 접속된 개별 전극(8a, 8b)이 지지부(2a)의 대응하는 부위에 형성되어 있다.
그리고, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 상부 전극(6a, 6b)과 전기적으로 접속되는 접속 배선(7a, 7b)과 하부 전극(4)과의 단락을 방지하는 절연층을, 제1 압전 변환부(3a)에서의 압전층(5a)의 주위부를 각각 덮는 제1 절연층(9a)과, 제2 압전 변환부(3b)에서의 압전층(5b)의 주위부를 각각 덮는 제2 절연층(9b)으로 형성하고 있다. 각 절연층(9a, 9b)은, 평면에서 볼 때, 베이스 기판(1)의 일표면(1b) 측에서 압전층(5a, 5b)과 각 상부 전극(6a, 6b)과의 접하는 영역을 각각 규정하고 있다. 그리고, 제1 절연층(9a)과 제2 절연층(9b)은 반드시 별개로 형성할 필요도 없고 일체로 형성해도 된다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)에서는, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층(5a)과 제2 압전 변환부(3b)의 압전층(5b)이 공간적으로 분리되어 있으므로, 도 1a 및 1b에 나타낸 실시예 1의 진동 발전 소자(10)와 비교하여, 제1 압전 변환부(3a)에서의 상부 전극(6a)과, 상부 전극(6a)으로부터 공통의 압전층(5)을 통하여 제2 압전 변환부(3b)에서의 상부 전극(6b)과의 사이에 기생 용량이 발생하는 것을 억제할 수 있어, 발전 효율을 보다 향상시키는 것이 가능해진다.
그리고, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 반드시 하부 전극(4)을 공통으로 사용할 필요도 없고, 도 9a 및 9b에 나타낸 바와 같이, 발전부(3)가, 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)가 각각 개별적으로 공간적으로 분리되어 구비한 구성으로 해도 된다. 즉, 제1 압전 변환부(3a)의 하부 전극(4d), 압전층(5a) 및 상부 전극(6a)과, 제2 압전 변환부(3b)의 하부 전극(4e), 압전층(5b) 및 상부 전극(6b)이, 각각 개별적으로 공간적으로 분리된 구성으로 해도 된다.
그리고, 본 실시예의 도 9a 및 9b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)의 하부 전극(4d)으로부터 접속 배선(7d)을 통하여 접속된 전극을 개별 전극(8d)으로 하고 있다. 또한, 진동 발전 소자(10)는, 제2 압전 변환부(3a)의 상부 전극(6b)으로부터 접속 배선(7b)을 통하여 접속된 전극을 개별 전극(8b)으로 하고 있다. 그리고, 제1 압전 변환부(3a)의 상부 전극(6a)으로부터 접속 배선(7a)을 통하여 접속된 전극과, 제2 압전 변환부(3b)의 도시하지 않은 하부 전극으로부터 접속 배선(7e)을 통하여 접속된 전극을 직렬 접속시켜 공통 전극(8g)으로 사용하고 있다.
본 실시예의 도 8a 및 8b나 도 9a 및 9b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 모두 공간적으로 분리된 압전층(5a, 5b)을 사용하여 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)를 구성하고 있다. 이 경우, 각각의 압전층(5a, 5b)은, 반드시 같은 재료로 형성할 필요는 없다. 즉, 제1 압전 변환부(3a)로부터의 출력, 제2 압전 변환부(3b)로부터의 출력이 동등해지도록, 제1 압전층(5a) 및 제2 압전층(5b)의 면적, 두께나 재료를 적절하게 선택할 수도 있다. 또한, 진동 발전 소자(10)는, 캔틸레버부(2b)의 요동 방향에 대하여, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층(5a)과, 제2 압전 변환부(3b)의 압전층(5b)에서 분극의 극성을 역방향으로 할 수도 있다. 이와 같은 압전층(5a, 5b)은, 예를 들면, 실시예 1의 진동 발전 소자(10)에서의 도 3c의 압전막 패터닝 단계 시에, 포토리소그래피 기술 및 에칭 기술을 이용하여, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)마다 개별적으로 공간적으로 분리한 소정의 형상으로 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 압전층(5a, 5b)을 개별적으로 공간적으로 분리하여 형성한 후, 금속막을 에칭하여 공통의 하부 전극(4)을 형성할 수 있다. 또한, 압전층(5a, 5b)을 개별적으로 공간적으로 분리하여 형성한 후, 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b) 사이에 해당하는 금속막을 에칭하여 공간적으로 분리시킨 개별 하부 전극(4d, 4e)을 형성해도 된다.
또한, 전술한 전사법을 이용함으로써, 하부 전극(4, 4d, 4e) 상에 제1 압전 변환부(3a) 및 제2 압전 변환부(3b)마다 압전층(5a, 5b)을 개별적으로 공간적으로 분리하여 형성할 수도 있다.
본 실시예의 도 9a 및 9b에 나타낸 진동 발전 소자(10)에서는, 캔틸레버부(2b)의 요동 시에 하부 전극(4d, 4e) 및 상부 전극(6a, 6b)에 유기되는 전하를 역(逆) 극성으로 하고, 제1 압전 변환부(3a)와 제2 압전 변환부(3b)를 직렬로 접속하고 있다. 이로써, 진동 발전 소자(10)의 발전부(3)는, 제1 압전 변환부(3a)의 압전층(5a)이나 제2 압전 변환부(3b)의 압전층(5b) 각각의 전압과 비교하여, 각 압전층(5a, 5b)을 합한 두께가 되는 압전층이 존재하는 것과 동등한 높은 전압을 출력하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 하부 전극(4e, 4d)과 상부 전극(6a, 6b) 사이에 각각 상이한 극성의 고전계를 인가함으로써, 강유전체 박막을 사용한 압전층(5a, 5b)의 분극 처리를 제1 압전 변환부(3a), 제2 압전 변환부(3b)마다 행할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 강유전체 박막을 사용한 제1 압전 변환부(3a), 제2 압전 변환부(3b)의 각 압전층(5a, 5b) 내의 분극의 방향에 어긋남이 발생했을 때에도, 분극 처리에 의해 각 압전층(5a, 5b) 내의 분극의 방향을 정렬할 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 압전층(5a, 5b)의 분극의 방향과 캔틸레버부(2b)의 요동 방향 사이에 어긋남이 발생했을 때에도, 분극 처리에 의해 제1 압전 변환부(3a), 제2 압전 변환부(3b)의 각 압전층(5a, 5b)마다 압전층(5a, 5b)의 분극의 방향을 서로 역방향으로 요동 방향으로 정렬할 수 있다. 그러므로, 진동 발전 소자(10)는, 압전층(5a, 5b)에서의 분극의 방향과 캔틸레버부(2b)의 요동 방향의 사이에서 어긋남이 발생함으로써 발전 효율이 저하되는 것을 억제하는 것이 가능해진다.
본 실시예의 도 9a 및 9b에 나타낸 진동 발전 소자(10)는, 제1 압전 변환부(3a)로 발전한 전력을 공통 전극(8g)과 개별 전극(8d)을 사용하여 출력시킬 수 있다. 마찬가지로, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 제2 압전 변환부(3b)로 발전한 전력을 공통 전극(8g)와 개별 전극(8b)을 사용하여 출력시킬 수 있다. 이로써, 본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 부하에 공급하는 전력이 더욱 높고 소형화가 가능한 진동 발전 소자로 할 수 있다.
본 실시예의 진동 발전 소자(10)는, 실시예 1의 진동 발전 소자(10)와 동일하게 하여, 도 2에 나타낸 진동 발전 장치(20)를 구성할 수 있다.
본 발명을 몇몇 바람직한 실시예에 대하여 기술하였지만, 본 발명의 본래의 정신 및 범위, 즉 청구범위를 일탈하지 않고, 당업자에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (7)

  1. 지지부와 상기 지지부에 요동 가능하게 지지된 캔틸레버부를 구비한 베이스 기판과, 상기 캔틸레버부에 형성되고 상기 캔틸레버부의 진동에 따라 교류 전력을 발생하는 발전부를 구비한 진동 발전 소자로서,
    상기 발전부는, 상기 베이스 기판의 일표면 측에서의 상기 캔틸레버부와 중첩되는 부위에 있어서 서로 병설된 제1 압전 변환부와 제2 압전 변환부를 포함하고,
    상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부는 각각, 상기 캔틸레버부 측의 하부 전극, 상기 하부 전극에서의 상기 캔틸레버부 측과는 반대 측에 형성된 압전층, 및 상기 압전층에서의 상기 하부 전극 측과는 반대 측에 형성된 상부 전극을 포함하고,
    상기 베이스 기판의 상기 일표면 측에, 상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 어느 한쪽과 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극 중 어느 한쪽이 전기적으로 접속된 공통 전극과, 상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부의 각각 다른 쪽의 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극이 개별적으로 접속된 개별 전극을 포함하는,
    진동 발전 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극이 공간적으로 분리된 2개의 전극으로서 형성되고,
    상기 제1 압전 변환부의 상기 하부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 하부 전극이 공통의 1개의 전극으로서 형성되어 있는, 진동 발전 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전 변환부의 상기 상부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 상부 전극이 공통의 1개의 전극으로서 형성되고,
    상기 제1 압전 변환부의 상기 하부 전극과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 하부 전극이 공간적으로 분리된 2개의 전극으로서 형성되어 있는, 진동 발전 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전 변환부와 상기 제2 압전 변환부는, 상기 캔틸레버부의 요동 방향에 있어서 변형량을 동일하게 하는 대칭인 위치에 배치되어 이루어지는, 진동 발전 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 캔틸레버부는 상기 지지부로부터 요동 가능하게 연장되도록 형성되고,
    상기 제1 압전 변환부 및 상기 제2 압전 변환부는, 상기 캔틸레버부의 연장 방향에 대하여 수직 방향으로 병설되어 있는, 진동 발전 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 압전 변환부의 상기 압전층과, 상기 제2 압전 변환부의 상기 압전층이 공간적으로 분리되어 이루어지는, 진동 발전 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 진동 발전 소자와, 상기 진동 발전 소자의 상기 공통 전극 및 상기 각 개별 전극으로부터 출력되는 2상 교류를 정류하는 2상 전파 정류 회로부를 포함하는
    진동 발전 장치.
KR1020137003851A 2010-08-25 2011-08-23 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치 KR101366734B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2010-188630 2010-08-25
JP2010188630 2010-08-25
PCT/JP2011/068941 WO2012026453A1 (ja) 2010-08-25 2011-08-23 振動発電素子およびそれを用いた振動発電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130040244A true KR20130040244A (ko) 2013-04-23
KR101366734B1 KR101366734B1 (ko) 2014-02-24

Family

ID=45723447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137003851A KR101366734B1 (ko) 2010-08-25 2011-08-23 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130285507A1 (ko)
EP (1) EP2611024A4 (ko)
JP (1) JP5658757B2 (ko)
KR (1) KR101366734B1 (ko)
CN (1) CN103069708A (ko)
TW (1) TW201223116A (ko)
WO (1) WO2012026453A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5961868B2 (ja) * 2012-05-18 2016-08-02 国立研究開発法人産業技術総合研究所 振動発電素子
JP5529328B1 (ja) 2013-09-04 2014-06-25 株式会社トライフォース・マネジメント 発電素子
JP6719178B2 (ja) * 2015-05-22 2020-07-08 エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 圧電振動片の製造方法及び圧電振動子の製造方法
JP5887457B2 (ja) * 2015-10-29 2016-03-16 株式会社トライフォース・マネジメント 発電素子
KR101662672B1 (ko) * 2016-04-21 2016-10-06 주식회사 나라컨트롤 자가발전기능을 갖는 자율적응형 풍력발전수단이 구비된 공조시스템
WO2018020639A1 (ja) * 2016-07-28 2018-02-01 株式会社トライフォース・マネジメント 発電装置と発電素子
JP6088107B2 (ja) * 2016-09-16 2017-03-01 株式会社トライフォース・マネジメント 発電素子
CN110603726A (zh) * 2017-05-09 2019-12-20 松下知识产权经营株式会社 发电装置和使用该发电装置的传感器内置体
JP6538806B2 (ja) * 2017-11-27 2019-07-03 株式会社トライフォース・マネジメント 発電素子
JP6792249B2 (ja) * 2018-05-08 2020-11-25 国立大学法人 東京大学 振動発電装置
CN109546889B (zh) * 2018-11-28 2020-04-24 厦门大学 一种分时复用的压电式能量收集装置
JP7298225B2 (ja) * 2019-03-20 2023-06-27 セイコーエプソン株式会社 Ｍｅｍｓデバイス、及び電子機器
JP6844868B2 (ja) * 2019-06-05 2021-03-17 株式会社トライフォース・マネジメント 発電素子

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62236362A (ja) * 1986-04-07 1987-10-16 Nec Corp スイツチングレギユレ−タ回路
US7729768B2 (en) * 2005-03-25 2010-06-01 Proteus Biomedical, Inc. Implantable cardiac motion powered piezoelectric energy source
JP2009165212A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Panasonic Corp 圧電体を用いた発電素子およびそれを用いた発電装置
EP2109217A3 (en) * 2008-04-07 2013-05-15 Stichting IMEC Nederland System and method for resonance frequency tuning of resonant devices
JP2010136542A (ja) * 2008-12-05 2010-06-17 Seiko Epson Corp 圧電型発電機およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101366734B1 (ko) 2014-02-24
JP5658757B2 (ja) 2015-01-28
US20130285507A1 (en) 2013-10-31
CN103069708A (zh) 2013-04-24
EP2611024A4 (en) 2014-07-09
WO2012026453A1 (ja) 2012-03-01
EP2611024A1 (en) 2013-07-03
TW201223116A (en) 2012-06-01
JPWO2012026453A1 (ja) 2013-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101366734B1 (ko) 진동 발전 소자 및 이를 사용한 진동 발전 장치
JP5685719B2 (ja) 振動発電素子およびそれを用いた振動発電装置
KR101382516B1 (ko) 강유전체 디바이스
KR101366735B1 (ko) 발전 디바이스 및 그것을 사용한 발전 모듈
JP5399970B2 (ja) 強誘電体デバイスの製造方法
JP2013172523A (ja) 振動発電素子およびそれを用いた振動発電装置
JP6247501B2 (ja) 圧電型ｍｅｍｓスイッチを備えた集積回路装置の製造方法
JP2011091319A (ja) 発電デバイス
JP5627279B2 (ja) 振動発電デバイスおよびその製造方法
JP2015019434A (ja) 発電デバイス
US9331668B2 (en) Vibrator with a beam-shaped portion above a recess in a substrate, and oscillator using same
JP2013135596A (ja) 振動発電素子
JP2007173297A (ja) 圧電トランス及びその製造方法
JP2012160621A (ja) 発電デバイスおよびそれを用いた発電モジュール
JP2011091318A (ja) 発電デバイス
JP2012182187A (ja) 発電デバイス
JP6531909B2 (ja) 圧電駆動装置、モーター、ロボット及びポンプ
WO2014020786A1 (ja) 発電デバイス
JP2011125071A (ja) 発電デバイス
JP2015018830A (ja) 発電デバイス
JP2011091977A (ja) 発電デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee