特開 2016-96252 圧電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-96252(P2016-96252A)

(43)【公開日】2016年5月26日

(54)【発明の名称】圧電素子

(51)【国際特許分類】

   H01L 41/053 20060101AFI20160422BHJP

   H01L 41/23 20130101ALI20160422BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20160422BHJP

   H01L 41/293 20130101ALI20160422BHJP

   H03H 9/17 20060101ALI20160422BHJP

   H02N 2/00 20060101ALI20160422BHJP

   H02N 2/18 20060101ALI20160422BHJP

【ＦＩ】

   H01L41/053

   H01L41/23

   H01L41/047

   H01L41/293

   H03H9/17 E

   H02N2/00 C

   H02N2/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-231753(P2014-231753)

(22)【出願日】2014年11月14日

(71)【出願人】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001863

【氏名又は名称】特許業務法人アテンダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徳久 泰一

【テーマコード（参考）】

5H680

5H681

5J108

【Ｆターム（参考）】

5H680AA19

5H680DD15

5H680DD24

5H680DD37

5H680DD82

5H680DD95

5H680DD98

5H680GG02

5H681AA19

5H681BB08

5H681DD15

5H681DD24

5H681DD37

5H681DD82

5H681DD95

5H681DD98

5H681GG02

5J108BB04

5J108CC04

5J108EE03

5J108EE05

5J108EE17

5J108JJ01

(57)【要約】

【課題】良好な状態で高密度実装が可能な圧電素子を提供する。
【解決手段】圧電素子本体２００の一方の側面から主面に亘り形成された第１外部電極３１０と、圧電素子本体２００の他方の側面から前記主面に亘り形成された第２外部電極３２０とを備え、圧電素子本体２００の主面には第１外部電極３１０及び第２外部電極３２０の対向領域において第１外部電極３１０及び第２外部電極３２０の一方又は双方の少なくとも一部を被覆する絶縁膜５０１，５０２が形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電体層と一つ又は複数の内部電極とを積層してなる圧電素子本体と、圧電素子本体の一方の側面から主面に亘り形成された第１外部電極と、圧電素子本体の他方の側面から前記主面に亘り形成された第２外部電極とを備え、内部電極は圧電素子本体の側面において第１外部電極及び第２外部電極の何れか一方に電気的に接続した圧電素子において、
圧電素子本体の主面には第１外部電極及び第２外部電極の対向領域において第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の少なくとも一部を被覆する絶縁膜が形成されている
ことを特徴とする圧電素子。

【請求項2】

圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、
前記絶縁膜は圧電素子本体の他方の主面に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の圧電素子。

【請求項3】

圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、
前記絶縁膜は圧電素子本体の前記一方の主面において第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の全面を被覆するように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の圧電素子。

【請求項4】

圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、
前記絶縁膜は圧電素子本体の双方の主面に形成され、且つ、圧電素子本体の一方の主面においては第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の全面を被覆するように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の圧電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電素子に関し、特にその電極構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、セラミックからなる圧電体層と内部電極とを積層した圧電素子が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものは、内部電極と圧電体層とを積層した圧電素子本体と、圧電素子本体の一方の側面から両主面に亘って形成された第１外部電極と、圧電素子本体の他方の側面に形成された第２外部電極とを備えている。この圧電素子は一対のリード線を第１外部電極及び第２外部電極に半田付けして使用される。ここで、第１外部電極に接続する一方のリード線は、圧電素子本体の主面又は側面の何れかを選択して半田付けできる。第２外部電極に接続する他方のリード線は、圧電素子本体の側面にのみ半田付けできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１６１２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、圧電素子の実装先となる各種電子機器の小型化・高密度化に伴い、圧電素子の実装密度や実装自由度の向上、また実装の容易性などが課題となっている。具体的な要望として、圧電素子本体の側面ではなく表面のみにリード線を半田付けしたいというものがある。このような課題を解決する方策としては、上記従来の圧電素子において圧電素子本体の側面のみに形成された第２外部電極を、圧電素子本体の表面にまで延長して形成することが挙げられる。しかしこの場合、圧電素子本体の表面には既に第１外部電極が形成されているので、第１外部電極と第２外部電極との間のクリアランスが小さくなってしまい、実装の際に電極間が短絡するおそれがある。これを解決するために、圧電素子本体の主面に形成された第１外部電極の形成面積を小さくすることにより電極間のクリアランスを十分に確保する方策が考えられる。しかし、圧電素子本体の主面に形成された第１外部電極は、内部電極との間の圧電効果に資するものである。このため、第１外部電極を小さくすることは変位量の減少を招くおそれがある。さらに第１外部電極と内部電極との間の変位領域と、内部電極間の変位領域が厚み方向で一致しなくなるので、圧電素子本体内に応力が生じ、クラック発生の原因となるおそれもある。さらに、この種の圧電素子は、圧電素子本体の一方の主面にシム板と呼ばれる振動板を付設して用いられることが一般的である。ここで、シム板は金属製の板状部材が用いられることが多い。このため、第１外部電極及び第２外部電極が形成された主面にシム板と呼ばれる振動板を付設した場合、振動板により電極間が短絡するおそれがある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好な状態で高密度実装が可能な圧電素子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本願発明は、圧電体層と一つ又は複数の内部電極とを積層してなる圧電素子本体と、圧電素子本体の一方の側面から主面に亘り形成された第１外部電極と、圧電素子本体の他方の側面から前記主面に亘り形成された第２外部電極とを備え、第１外部電極及び第２外部電極の少なくとも一方又は双方は圧電素子本体の側面において第１外部電極と第２外部電極が短絡しないように内部電極と電気的に接続した圧電素子において、圧電素子本体の主面には第１外部電極及び第２外部電極の対向領域において第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の少なくとも一部を被覆する絶縁膜が形成されていることを特徴とする。

【0007】

本発明によれば、圧電素子本体の主面に第１外部電極と第２外部電極が形成され、且つ、第１外部電極と第２外部電極とが対向する領域に絶縁膜が形成されているので、第１外部電極と第２外部電極の間の絶縁性を十分に確保することができ、結果として実装密度の向上を図ることができる。

【0008】

本発明の好適な態様の一例としては、圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、前記絶縁膜は圧電素子本体の他方の主面に形成されていることを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、振動板が付設されていない側の圧電素子本体の主面に第１外部電極と第２外部電極が形成されているので、該主面において一対のリード線の双方を半田付けすることができるなど、実装密度の向上や実装の容易性の向上が図れる。また、本発明では、第１外部電極と第２外部電極とが対向する領域に形成された絶縁膜により、第１外部電極の露出領域と第２外部電極の露出領域のクリアランスを十分に確保することができ、これによりリード線の半田付けなどの実装工程を容易に行うことができる。また、本発明では、第１外部電極と第２外部電極のクリアランスを大きく確保する必要がないので、大きな変位領域を確保することができる。

【0009】

本発明の好適な態様の他の例としては、圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、前記絶縁膜は圧電素子本体の前記一方の主面において第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の全面を被覆するように形成されていることを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、振動板が導電性を有する場合であっても、振動板を介して第１外部電極と第２外部電極が短絡することを絶縁膜により防止できるので、振動板の実装工程が容易となる。なお絶縁膜は、第１外部電極と第２外部電極の少なくとも一方の全面に形成すれば足りる。この場合、振動板をリード線等の接続端子として機能させることもできる。

【0010】

本発明の好適な態様の他の例としては、圧電素子本体の一方の主面に付設された振動板を備え、前記絶縁膜は圧電素子本体の双方の主面に形成され、且つ、圧電素子本体の一方の主面においては第１外部電極及び第２外部電極の一方又は双方の全面を被覆するように形成されていることを特徴とするものが挙げられる。本発明は、上記２つの態様の作用及び効果を得ることができる。

【発明の効果】

【0011】

以上のように本発明によれば、圧電素子本体の主面に第１外部電極と第２外部電極が形成され、且つ、第１外部電極と第２外部電極とが対向する領域に絶縁膜が形成されているので、第１外部電極と第２外部電極の間の絶縁性を十分に確保することができ、結果として実装密度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施の形態に係る圧電素子の断面図

【図2】第１の実施の形態の他の例に係る圧電素子の断面図

【図3】第２の実施の形態に係る圧電素子の断面図

【図4】第２の実施の形態の他の例に係る圧電素子の断面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

（第１の実施の形態）
本発明の一実施の形態に係る圧電素子について図面を参照して説明する。図１は圧電素子の断面図である。なお同図は、本発明の特徴を明瞭にすべく模式的に記載したものであり、必ずしも実物とは寸法比等が一致しない点に留意されたい。

【0014】

本実施の形態に係る圧電素子１は、図１に示すように、１つの圧電素子１００を、シム板と呼ばれる振動板１０の一方の主面に接着材２０により接着したものである。なお、このような圧電素子１００と振動板１０の組はユニモルフ型の圧電素子と呼ばれる。

【0015】

圧電素子１００は、略直方体形状の圧電素子本体２００と、圧電素子本体２００の一方の側面から両主面に亘って形成された第１外部電極３１０と、圧電素子本体２００の他方の側面から両主面に亘って形成された第２外部電極３２０とを備えている。

【0016】

圧電素子本体２００は、複数（本実施の形態では２つ）の圧電体層２０５と、一つ又は複数（本実施の形態では１つ）の内部電極２１０とを積層してなる。

【0017】

圧電体層２０５は、圧電セラミックなどの適宜の圧電材料により形成されている。本実施の形態では、圧電セラミックを用い、具体的にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）系セラミックを用いた。

【0018】

内部電極２１０は、圧電素子本体２００に複数設けられている場合には、交互に圧電素子本体２００の異なる側面に露出する。圧電素子本体２００に内部電極２１０が１つの場合には、圧電素子本体２００の一方の側面に露出する。内部電極２１０は、圧電素子本体２００の側面において第１外部電極３１０又は第２外部電極３２０と電気的に接続する。本実施の形態では、内部電極２１０は１つであり、第２外部電極３２０が形成されている圧電素子本体２００の側面に露出し、第２外部電極３２０と電気的に接続する。内部電極２１０は、圧電体層２０５を介して対向する他の内部電極２１０、又は、第１外部電極３１０或いは第２外部電極３２０であって圧電素子本体２００の主面に形成された部位と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。このため内部電極２１０は、第１外部電極３１０と第２外部電極３２０が短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。内部電極２１０は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｎｉ，Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属やこれらの合金により形成される。本実施の形態ではＡｇ−Ｐｄ合金を用いた。

【0019】

第１外部電極３１０は、圧電素子本体２００の一方の側面の全面に形成された側面部３１１と、振動板１０が付設されていない側の主面側に張り出した第１張出部３１２と、振動板１０が付設されている側の主面側に張り出した第２張出部３１３とを一体に形成してなる。本実施の形態では内部電極２１０が１つのみであるという関係上、側面部３１１は内部電極２１０とは接続されていない。第１張出部３１２及び第２張出部３１３は、圧電体層２０５を介して内部電極２１０と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。このため、第１張出部３１２及び第２張出部３１３は、第２外部電極３２０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。また、第１張出部３１２及び第２張出部３１３は、内部電極２１０との関係で変位領域が厚み方向で一致すると好ましい。変位領域と非変位領域との界面又はその近傍における応力の発生を軽減し、クラックの発生などを防止するためである。本実施の形態では、第１張出部３１２及び第２張出部３１３を、同一形状とした。第１外部電極３１０は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｎｉ，Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属やこれらの合金により形成される。本実施の形態ではＡｇ−Ｐｄ合金を用いた。

【0020】

第２外部電極３２０は、圧電素子本体２００の他方の側面の全面に形成された側面部３２１と、振動板１０が付設されていない側の主面側に張り出した第１張出部３２２と、振動板１０が付設されている側の主面側に張り出した第２張出部３２３とを一体に形成してなる。側面部３２１は、内部電極２１０と電気的に接続している。第１張出部３２２及び第２張出部３２３は、圧電体層２０５を介して内部電極２１０と対向しているものの、該内部電極２１０と各張出部３２２，３２３とは電気的に接続しているので、両者間では圧電効果による変位領域は形成しない。このため、圧電効果という観点からは、第１張出部３２２及び第２張出部３２３の大きさは不問である。しかし、圧電素子本体２０１からの剥離を防止する等の観点から、第１外部電極３１０の大きさに影響を与えず、且つ、第１外部電極３１０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。第２外部電極３２０は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｎｉ，Ｆｅ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属やこれらの合金により形成される。本実施の形態ではＡｇ−Ｐｄ合金を用いた。

【0021】

圧電素子本体２００の一方の主面であって振動板１０が付設されていない側の主面には、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２とが対向する領域に、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の何れか一方又は双方の一部を被覆する第１絶縁膜５０１が形成されている。本実施の形態では、第１絶縁膜５０１は第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の双方の一部と、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の間隙を被覆している。

【0022】

圧電素子本体２００の他方の主面であって振動板１０が付設されている側の主面には、第１外部電極３１０の第２張出部３１３と第２外部電極３２０の第２張出部３２３の何れか一方又は双方の全面を被覆する第２絶縁膜５０２が形成されている。ここで、第２絶縁膜５０２は、第１外部電極３１０又は第２外部電極３２０の全面ではなく、振動板１０と対向している部位である第２張出部３１３又は３２３の何れか一方又は双方の全面に形成されるものであり、側面部３１１，３２１には形成されない点に留意されたい。本実施の形態では、第２外部電極３２０の第２張出部３２３の全面に第２絶縁膜５０２が形成されている。

【0023】

第１及び第２絶縁膜５０１，５０２としては、高硬度且つ均一性が良好なものが好ましい。これは、特に振動体１０との接着面に形成される第２絶縁膜５０２について顕著である。すなわち、第２絶縁膜５０２として樹脂のような柔らかい材質を用いると圧電体の変位をロスしてしまい、振動源としての効果を最大限発揮できなくなるためであるとともに、第２絶縁膜５０２が均一な膜でないと、素子に局部的な応力を発生させることとなり、素子を壊してしまうおそれがあるためである。

【0024】

そこで第１及び第２絶縁膜５０１，５０２としては、Ａｌ_２Ｏ_３やＳｉＯ_２、ＳｎＯ_２基膜であるＳｎＯ_２−ＩｎＯ_２−ＺｎＯ−ＳｉＯ_２など、各種絶縁性の酸化膜を用いる。本実施の形態では、（４４．２）ＳｎＯ_２−ＩｎＯ_２−ＺｎＯ−ＳｉＯ_２膜を用いた。当該材料を選択するに至った理由について説明する。

【0025】

この（４４．２）ＳｎＯ_２−ＩｎＯ_２−ＺｎＯ−ＳｉＯ_２膜は、元来光ディスクの保護膜としての用途が一般的であり、絶縁性としての用途は一般的ではない。他方、ＳｉＯ_２は絶縁膜としての用途が知られているが、材質が不導体である。本実施の形態では、後述するように第１及び第２絶縁膜５０１，５０２をＤＣスパッタリングにより形成することを想定している。しかし、ＳｉＯ_２はＤＣスパッタができず、プラズマＣＶＤやＲＦスパッタを用いた膜生成となるために生成速度が非常に遅く、量産向きではない。また、ＩＴＯのように導電性を持たせることで、ＤＣスパッタとすることで膜の生成速度を向上できるが、これでは絶縁の用途から外れる。ターゲット材は導電性とし、反応性スパッタとして酸素量を増加させることで、ＤＣスパッタの膜生成速度と絶縁性を両立できるのが、この材料である。ここで、ターゲット材は導電性であるのに、できた膜が絶縁性であることがポイントとなる。これは、スパッタ時の酸素の量を最適とすることで、具現できている。また、ＩｎをＺｎで置き換えることで、ＩＴＯよりも安価にできている。スパッタ法で生成させるメリットとして、膜の密着性、均一性、ピンホールレスといった特徴があり、これらも圧電素子にとっては高効果となる。

【0026】

振動板１０は、４２アロイ，ステンレス鋼等の導電性材料、又は、液晶ポリマー，ＰＥＴ等の絶縁性材料で構成される。本実施の形態では、導電性材料である４２アロイを用いた。接着材２０は、圧電素子１００の主面の少なくとも一部に塗布される。接着材２０としては、各種一般的な物を用いることができるが、本実施の形態では、嫌気性ＵＶ硬化型接着剤を用いた。接着材２０は１０〜３０（μｍ）程度の厚さで塗布された後に加圧され、第１外部電極３１０が振動板１０と電気的に接続される。一方、第２外部電極３２０は第２絶縁膜５０２により振動板１０とは絶縁されている。

【0027】

次に、本実施の形態に係る圧電素子１００の製造方法について説明する。まず、圧電体層２０５に対応するセラミック圧電材料と、圧電素子本体２００の内層である内部電極２１０に対応する所定パターンの電極材料とを積層して積層体を得る。次に、この積層体を焼成する。次に、焼成した積層体を部品単位に裁断する。これにより内部電極２１０が側面に露出する。次に、スパッタリングなどの薄膜法により、第１外部電極３１０及び第２外部電極３２０を形成する。次に、ＤＣスパッタリングにより、第１及び第２絶縁膜５０１，５０２を形成する。最後に、分極処理を行うことで圧電素子１００が得られる。

【0028】

このように本実施の形態に係る圧電素子１００によれば、圧電素子本体２００の一方の主面に形成された第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２をリード線の半田付け箇所として用いることができる。これにより実装密度及び実装自由度が向上する。ここで第１外部電極３１０の第１張出部３１２の露出領域と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の露出領域との間隔は第１絶縁膜５０１により十分に確保されている。これにより両電極の短絡を防止することができ、リード線等の実装容易性も向上する。なお、第１外部電極３１０は振動板１０と導通している。このため、リード線等を第１外部電極３１０ではなく振動板１０に接続するようにしてもよい。

【0029】

また本実施の形態に係る圧電素子１００では、圧電素子本体２００の他方の主面に形成された第１外部電極３１０の第２張出部３１３と第２外部電極３２０の第２張出部３２３の何れか一方又は双方の全面に第２絶縁膜５０２が形成されるので、電極間が振動板１０により短絡することを防止できる。すなわち、圧電素子１００の取付先である振動板１０や接着材２０が導電性を有しているか否かを気にする必要がないので、使い勝手が向上する。

【0030】

また、圧電素子本体２００の一方の主面に形成された第１外部電極３１０の第１張出部３１２は、第２外部電極３２０の第１張出部３２２との間隔を確保するために形成面積を小さくしているわけではないので、変位領域を十分に確保することができる。さらに、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と内部電極３２０による変位領域と、他方の主面に形成された第１外部電極３１０の第２張出部３１３と内部電極３２０による変位領域とは厚み方向で一致している。これにより、変位領域と非変位領域との界面又はその近傍での応力の発生を軽減できるので、クラックの発生などを防止できる。

【0031】

なお、上記実施の形態では、第１絶縁膜５０１は第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の双方の一部を被覆しているが、何れか一方の一部のみを被覆するように構成してもよい。

【0032】

同様に、上記実施の形態では、第２絶縁膜５０２は第２外部電極３２０の第２張出部３２３の全面のみを被覆しているが、第１外部電極３１０の第２張出部３１３の全面のみを被覆してもよいし、第１外部電極３１０の第２張出部３１３及び第２外部電極３２０の第２張出部３２３の双方の全面を被覆してもよい。前者の場合、第２外部電極３２０と振動板１０が電気的に接続されるので、第２外部電極３２０ではなく振動板１０をリード線等の接続位置とすることができる。また、上記実施の形態では、第２絶縁膜５０２は第２外部電極３２０の第２張出部３２３の全面のみを被覆し、振動板１０を圧電素子本体１００に加圧接着することにより、第１外部電極１００と振動板１０とを導通状態にしているが、接着材２０の厚みや材料等を適宜選択することにより第１外部電極１００と振動板１０とを絶縁状態としてもよい。このような変形例は、前述したような、第１外部電極３１０の第２張出部３１３の全面を第２絶縁膜５０２で被覆した場合にも同様である。

【0033】

また、上記実施の形態では、振動板１０の一方の主面に１つの圧電素子１００を付設したユニモルフ型の圧電素子について説明したが、図２に示すように、振動板１０の両面に上記の圧電素子１００を付設してバイモルフ型の圧電素子を構成するようにしてもよい。なおこの場合、上下の素子で分極の特性が異なる点に留意されたい。

【0034】

（第２の実施の形態）
本発明の一実施の形態に係る圧電素子について図面を参照して説明する。図３は圧電素子の断面図である。なお同図は、本発明の特徴を明瞭にすべく模式的に記載したものであり、必ずしも実物とは寸法比等が一致しない点に留意されたい。

【0035】

本実施の形態に係る圧電素子が第１の実施の形態と異なる点は、圧電素子本体２００の層構造及び外部電極の構造にある。具体的には、第１の実施の形態では圧電体層２０５が偶数（２つ）の層構造であったが、本実施の形態では圧電体層２０５が奇数（３つ）の層構造になっている点が異なり、これに伴い外部電極の構造も異なる。その他の点については第１の実施の形態と同様なので、ここでは相違点のみを説明する。

【0036】

本実施の形態に係る圧電素子１０１の圧電素子本体２０１は、図３に示すように、複数（本実施の形態では３つ）の圧電体層２０５と、２つの内部電極２１１，２１２とを積層してなる。

【0037】

内部電極２１１，２１２は、交互に圧電素子本体２００の異なる側面に露出する。具体的には、一方の内部電極２１１は、圧電素子本体２００の一方の側面に露出し、第２外部電極３２０に電気的に接続する。他方の内部電極２１２は、圧電素子本体２００の他方の側面に露出し、第１外部電極３１０に電気的に接続する。一方の内部電極２１１は、圧電体層２０５を介して対向する他の内部電極２１２、及び、第１外部電極３１０であって圧電素子本体２００の主面に形成された部位と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。他方の内部電極２１２は、圧電体層２０５を介して対向する他の内部電極２１１、及び、第２外部電極３２０であって圧電素子本体２００の他方の主面に形成された部位と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。

【0038】

第１外部電極３１０は、圧電素子本体２００の一方の側面の全面に形成された側面部３１１と、振動板１０が付設されていない側の主面側に張り出した第１張出部３１２と、振動板１０が付設されている側の主面側に張り出した第２張出部３１３とを一体に形成してなる。側面部３１１は内部電極２１２と接続している。第１張出部３１２は、圧電体層２０５を介して内部電極２１１と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。このため、第１張出部３１２は、第２外部電極３２０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。一方、第２張出部３１３は、圧電体層２０５を介して内部電極２１２と対向しているものの、該内部電極２１２と第２張出部３１３とは電気的に接続しているので、両者間では圧電効果による変位領域は形成しない。このため、圧電効果という観点からは、第２張出部３１３の大きさは不問である。しかし、圧電素子本体２０１からの剥離を防止する等の観点から、第２外部電極３２０の大きさに影響を与えず、且つ、第２外部電極３２０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。

【0039】

第２外部電極３２０は、圧電素子本体２００の他方の側面の全面に形成された側面部３２１と、振動板１０が付設されていない側の主面側に張り出した第１張出部３２２と、振動板１０が付設されている側の主面側に張り出した第２張出部３２３とを一体に形成してなる。側面部３２１は内部電極２１１と接続している。第２張出部３２３は、圧電体層２０５を介して内部電極２１２と対向し、圧電効果による変位領域を形成する。このため、第２張出部３２３は、第１外部電極３１０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。一方、第１張出部３２２は、内部電極２１１と圧電体層２０５を介して対向しているものの、該内部電極２１１と第１張出部３２２とは電気的に接続しているので、両者間では圧電効果による変位領域は形成しない。このため、圧電効果という観点からは、第１張出部３２２の大きさは不問である。しかし、圧電素子本体２０１からの剥離を防止する等の観点から、第１外部電極３１０の大きさに影響を与えず、且つ、第１外部電極３１０と短絡しない範囲で大きく形成することが好ましい。

【0040】

本実施の形態に係る圧電素子１００では、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と内部電極２１１との間、内部電極２１１と内部電極２１２との間、内部電極２１２と第２外部電極３２０の第２張出部３２３との間は、圧電効果による変位領域となる。ここで各変位領域は、厚み方向に一致するように各部の寸法が規定されている。

【0041】

圧電素子本体２０１の一方の主面であって振動板１０が付設されていない側の主面には、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２とが対向する領域に、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の何れか一方又は双方の一部を被覆する第１絶縁膜５０１が形成されている。本実施の形態では、第１絶縁膜５０１は第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の双方の一部と、第１外部電極３１０の第１張出部３１２と第２外部電極３２０の第１張出部３２２の間隙を被覆している。

【0042】

圧電素子本体２０１の他方の主面であって振動板１０が付設されている側の主面には、第１外部電極３１０の第２張出部３１３と第２外部電極３２０の第２張出部３２３の何れか一方又は双方の全面を被覆する第２絶縁膜５０２が形成されている。本実施の形態では、第２外部電極３２０の第２張出部３２３の全面に第２絶縁膜５０２が形成されている。

【0043】

本実施の形態に係る圧電素子１０１によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。なお、本実施の形態に対しても第１の実施の形態と同様の変形例を適用できる。例えば、本実施の形態では、振動板１０の一方の主面に１つの圧電素子１０１を付設したユニモルフ型の圧電素子について説明したが、図４に示すように、振動板１０の両面に上記の圧電素子１０１を付設してバイモルフ型の圧電素子を構成するようにしてもよい。なおこの場合、上下の素子で分極の特性が異なる点に留意されたい。

【0044】

以上本発明の実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記第１の実施の形態では圧電体層２０５が２つ、第２の実施の形態では圧電体層２０５が３つのものを例示したが、さらに圧電体層２０５の層数を増やしても本発明を適用できる。

【符号の説明】

【0045】

１００，１０１…圧電素子、２００，２０１…圧電素子本体、２０５…圧電体層、２１０，２１１，２１２…内部電極、３１０…第１外部電極、３１１…側面部、３１２…第１張出部、３１３…第２張出部、３２０…第２外部電極、３２１…側面部、３２２…第１張出部、３２３…第２張出部、５０１…第１絶縁膜、５０２…第２絶縁膜、１０…振動板、２０…接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】