特許 6015781 圧電素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6015781

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】圧電素子

(51)【国際特許分類】

   H01L 41/083 20060101AFI20161013BHJP

   H01L 41/047 20060101ALI20161013BHJP

   H01L 41/293 20130101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   H01L41/083

   H01L41/047

   H01L41/293

【請求項の数】1

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-886(P2015-886)

(22)【出願日】2015年1月6日

(62)【分割の表示】特願2013-207299(P2013-207299)の分割

【原出願日】2013年10月2日

(65)【公開番号】特開2015-92616(P2015-92616A)

(43)【公開日】2015年5月14日

【審査請求日】2015年1月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】小林 信夫

(72)【発明者】

【氏名】茂谷 龍太

【審査官】 上田 智志

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５７−１２６１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３２７９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２４８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５１９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５９５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３５６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ４１／０４７，４１／０８３，４１／０９，

４１／２９３，４１／２９７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧電素体と、
前記圧電素体上に形成されており、複数のチオール基を有する化合物の単分子膜と、
前記単分子膜上に形成されていると共にＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる、前記圧電素体に電界を印加するための電極と、を備え、
複数のチオール基を有する前記化合物は、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）、トリスメチルプロパンメルカプトアセテート、ぺンタエリスリオールテトラキスメルカプトアセテート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオネート）、又はトリス［２−（メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレートであり、
前記圧電素体は、略直方体形状を呈しており、互いに対向する一対の端面と、互いに対向する一対の第一側面と、互いに対向する一対の第二側面と、を有し、
前記圧電素体内には、前記一対の第一側面が対向する方向に間隔を有して対向するように内部電極が配置されており、
前記単分子膜は、前記圧電素体の前記一対の端面上及び前記一対の第一側面上に形成されていることを特徴とする圧電素子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電素子及び圧電素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

圧電素子として、圧電素体と、圧電素体上に形成されていると共にＡｕからなる、圧電素体に電界を印加するための電極と、を備えるものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−１７７４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、電極がＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる場合、電極と圧電素体との密着性が低く、電極が圧電素体から剥がれるという問題点が生じる懼れがある。

【0005】

電極が、圧電素体上に形成されていると共にＣｒ又はＣｒ合金からなる第一電極膜と、第一電極膜上に形成されていると共にＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる第二電極膜と、を含むことにより、電極と圧電素体との密着性を高めることができる。しかしながら、この場合には、Ｃｒ又はＣｒ合金を含む第一電極膜の硬度が高く、また、当該第一電極膜の形成により圧電素体に大きな圧縮応力が生じるため、電極が圧電素体の変位を阻害し、圧電素子の変位量が小さくなるという問題点が生じる懼れがある。

【0006】

本発明は、電極と圧電素体との接続強度が高く、且つ、変位量を増大させることが可能な圧電素子及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る圧電素子は、圧電素体と、圧電素体上に形成されており、チオール基を有する化合物を含む膜と、当該膜上に形成されていると共にＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる、圧電素体に電界を印加するための電極と、を備えることを特徴とする。

【0008】

本発明に係る圧電素子では、チオール基を有する化合物は、チオール基により圧電素体に化学吸着され、上記膜と圧電素体とが密着する。チオール基を有する化合物は、チオール基により電極に化学的に強く結合され、上記膜と電極とが密着する。圧電素体と電極とは、チオール基を有する化合物を含む膜を介して接続されるため、電極と圧電素体との接続強度が高い。本発明では、電極がＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなることから、電極の硬度は比較的低く、また、電極の形成による生じる応力は比較的小さい。したがって、電極が圧電素体の変位を阻害するのを抑制し、圧電素子の変位量が増大する。

【0009】

上記膜は、複数のチオール基を有する化合物の単分子膜であってもよい。この場合、電極と圧電素体との接続強度をより一層高めることができる。

【0010】

本発明に係る圧電素子の製造方法は、圧電素体と、圧電素体に電界を印加するための電極と、を備える圧電素子の製造方法であって、圧電素体に、チオール基を有する化合物を含む膜を形成し、膜に、Ａｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる電極を形成することを特徴とする。

【0011】

本発明に係る圧電素子の製造方法では、チオール基を有する化合物を含む膜が圧電素体に形成されると、チオール基を有する化合物が、チオール基により圧電素体に化学吸着される。これにより、上記膜と圧電素体とが密着する。上記膜に電極が形成されると、チオール基を有する化合物が、チオール基により電極に化学的に強く結合される。これにより、上記膜と電極とが密着する。圧電素体と電極とは、チオール基を有する化合物を含む膜を介して接続されるため、電極と圧電素体との接続強度が高い。本発明では、電極がＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなることから、電極の硬度は比較的低く、また、電極の形成による生じる応力は比較的小さい。したがって、電極が圧電素体の変位を阻害するのを抑制し、圧電素子の変位量が増大する。

【0012】

上記膜の形成は、チオール基を有する化合物を含む処理液を接触させることにより行ってもよい。この場合には、チオール基を有する化合物を含む膜を、簡易且つ確実に形成することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、電極と圧電素体との密着性が高く、且つ、変位量を増大させることが可能な圧電素子及び圧電素子の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る圧電素子を示す斜視図である。

【図2】本実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。

【図3】本実施形態の変形例に係る圧電素子を示す斜視図である。

【図4】本実施形態の変形例に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。

【図5】本実施形態の変形例に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。

【図6】実施例及び比較例に係る圧電素子における圧電歪定数を示す図表である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

【0016】

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係る圧電素子１の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る圧電素子を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。

【0017】

圧電素子１は、図１に示されるように、圧電素体３と、膜５と、一対の電極７，８と、を備えている。圧電素子１は、例えば、磁気ディスクを備えたディスク装置などに適用される。すなわち、デュアル・アクチュエータ方式のディスク装置において、ボイスコイルモータ以外の第二のアクチュエータとして、圧電素子１が用いられる。

【0018】

圧電素体３は、互いに対向する一対の主面３ａ，３ｂと、一対の主面３ａ，３ｂを連結するように一対の主面３ａ，３ｂの対向方向に延びる側面３ｃと、を有している。本実施形態では、圧電素体３は、直方体形状を呈していることから、すなわち、平面形状が矩形を呈している。したがって、圧電素体３は、４つの側面３ｃを有している。圧電素体３の厚みは、たとえば、３０〜２００μｍに設定される。

【0019】

圧電素体３は、圧電セラミック材料からなる。圧電セラミック材料としては、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、ＰＴ（ＰｂＴｉＯ_３）、ＰＬＺＴ［（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ_３］、又はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）などが挙げられる。

【0020】

膜５は、圧電素体３の各主面３ａ，３ｂ上に形成されており、チオール基（−ＳＨ）を有する化合物（以下、「チオール化合物」と称する）を含む。すなわち、膜５は、各主面３ａ，３ｂにチオール化合物を定着させた層であり、いわゆるチオール処理膜である。チオール化合物は、チオール基により圧電素体３に化学吸着されるため、膜５と圧電素体３とが密着する。本実施形態では、膜５は、各主面３ａ，３ｂ全体を覆うように形成されており、側面３ｃには膜５が形成されていない。膜５の厚みは、たとえば、０．１〜１００ｎｍに設定される。

【0021】

チオール化合物は、一分子内に、末端基としてチオール基を少なくとも一つ有する化合物である。チオール化合物は、一分子内に、複数のチオール基を有する化合物であることが好ましい。チオール化合物が、複数のチオール基を有する化合物であると、膜５は、当該チオール化合物の単分子膜として構成される。圧電素子１を製造する過程において、後述するように電極膜をスパッタリング法又は蒸着法などにより形成する場合、チオール化合物は、真空下に曝される。このため、チオール化合物は、蒸気圧が低いものが好ましい。

【0022】

チオール化合物として、たとえば、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）、トリスメチルプロパンメルカプトアセテート、ペンタエリスリオールテトラキスメルカプトアセテート、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、ジペンタエリスリトールヘキサキス（３−メルカプトプロピオネート）、又はトリス［２−（メルカプトプロピオニルオキシ）エチル］イソシアヌレートなどが用いられる。

【0023】

各電極７，８は、膜５上に形成されており膜５全体を覆っている。側面３ｃは、電極７，８で覆われていない。各電極７，８は、圧電素体３に電界を印加するための電極として機能する。電極７，８は、Ａｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる。電極７，８は、たとえば、スパッタリング法や蒸着法などにより形成することができる。膜５を構成するチオール化合物は、チオール基により電極７，８に化学的に強く結合され、膜５と電極７，８とが密着する。すなわち、圧電素体３と電極７，８とは、膜５を介して接続される。電極７，８の厚みは、たとえば、２０〜３００ｎｍに設定される。

【0024】

圧電素体３の側面３ｃは、樹脂（不図示）で覆われていてもよい。この場合、樹脂は、電極７に接するように、側面３ｃ全体を覆うように配置されていることが好ましい。樹脂の材料には、エポキシ樹脂などが用いられる。

【0025】

ここで、圧電素子１の製造方法について説明する。

【0026】

まず、圧電基板を用意する。圧電基板は、圧電セラミック材料からなる板状の部材である。圧電基板は、個片化された状態の複数の圧電素体３が繋がった状態である。すなわち、圧電基板は、各主面３ａ，３ｂに対応する一対の主面を有する。圧電基板は、複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより得られる。圧電基板は、圧電セラミック材料からなるバルク状の焼結体を研磨することによっても得られる。

【0027】

次に、圧電基板上に、チオール化合物を含む膜を形成する。チオール化合物を含む膜は、圧電基板の外表面にチオール化合物を吸着させることにより形成される。たとえば、チオール化合物を含む処理液を圧電基板に接触させることにより、圧電基板の外表面にチオール化合物を吸着させ、チオール化合物を含む膜を形成する。チオール化合物を含む膜は、少なくとも圧電基板の各主面を覆うように形成されればよい。膜の形成が、チオール化合物を含む処理液を接触させることにより行われることにより、チオール化合物を含む膜を、簡易且つ確実に形成することができる。

【0028】

処理液は、チオール化合物を水又は有機溶剤（たとえば、エタノール又はアセトンなど）に溶解することにより得られる。圧電基板への処理液の接触は、浸漬法又はスプレー法などが用いられる。処理液は、少なくとも圧電基板の各主面に接触すればよい。圧電基板にチオール化合物を直接吸着させることにより、チオール化合物を含む膜を形成してもよい。過剰に吸着したチオール化合物は、圧電基板に過剰に吸着すると、圧電素体３と電極７との接続性が低下する懼れがある。したがって、洗浄により過剰なチオール化合物を除去することが好ましい。

【0029】

次に、圧電基板の各主面に対して、電極膜を形成する。電極膜は、主面に形成された、チオール化合物を含む膜上に形成される。電極膜は、Ａｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなる。電極膜は、スパッタリング法や蒸着法などにより形成される。チオール化合物は、チオール基により圧電基板に化学吸着され、圧電基板に形成された上記膜と圧電基板とが密着する。チオール化合物は、チオール基により電極膜に化学的に強く結合され、圧電基板に形成された上記膜と電極膜とが密着する。すなわち、圧電基板と電極膜とは、圧電基板に形成された上記膜を介して接続される。

【0030】

以上の過程により、圧電基板、チオール化合物を含む膜、及び電極膜を備える圧電素子基板が得られる。その後、圧電基板の分極処理を実施した後、圧電素子基板を切断する。これにより、圧電素子基板が個片化されて、圧電素子１が得られる。このとき、圧電基板の各主面に形成されている、チオール化合物を含む膜が、膜５となり、電極膜が、電極７，８となる。

【0031】

圧電素子１は、図３〜図５に示されるように、電極７に接続される内部電極１５，１７を備えていてもよい。圧電素子１は、圧電素体１３と、膜５と、一対の電極７，８と、を備えている。図３は、本実施形態の変形例に係る圧電素子を示す斜視図である。図４及び図５は、本実施形態の変形例に係る圧電素子の断面構成を説明する図である。

【0032】

圧電素体１３は、略直方体形状を呈している。圧電素体１３は、互いに対向する一対の端面１３ａと、互いに対向する一対の第一側面１３ｂと、互いに対向する一対の第二側面１３ｃと、を有している。圧電素体１３の長手方向は、一対の端面１３ａの対向方向である。一対の第一側面１３ｂは、一対の端面１３ａを連結するように一対の端面１３ａの対向方向に延びている。一対の第一側面１３ｂは、一対の第二側面１３ｃの対向方向にも延びている。一対の第二側面１３ｃは、一対の端面１３ａを連結するように一対の端面１３ａの対向方向に延びている。一対の第二側面１３ｃは、一対の第一側面１３ｂの対向方向にも延びている。圧電素体１３の第二側面１３ｃは、上述した側面３ｃと同様に、樹脂（不図示）で覆われていてもよい。

【0033】

圧電素体１３は、一対の第一側面１３ｂの対向方向に複数の圧電体層が積層されて構成されている。圧電素体１３では、複数の圧電体層の積層方向（以下、単に「積層方向」と称する。）が一対の第一側面１３ｂの対向方向と一致する。各圧電体層は、たとえば、上述した圧電セラミック材料を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の圧電素体１３では、各圧電体層は、各圧電体層の間の境界が視認できない程度に一体化されている。

【0034】

圧電素子１は、内部電極１５と、内部電極１７と、を備えている。各内部電極１５，１７は、たとえば、平面視で、略矩形形状を呈している。各内部電極１５，１７は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（たとえば、Ｎｉ、Ｐｔ、又はＰｄなど）からなる。各内部電極１５，１７は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。

【0035】

内部電極１５と内部電極１７とは、一対の第一側面１３ｂの対向方向において異なる位置（層）に配置されている。すなわち、内部電極１５と内部電極１７とは、圧電素体１３内において、一対の第一側面１３ｂの対向方向に間隔を有して対向するように配置されている。内部電極１５は、一端が一方の端面１３ａに露出している。内部電極１７は、一端が他方の端面１３ａに露出している。

【0036】

膜５は、圧電素体１３の、一対の端面１３ａ上及び一対の第一側面１３ｂ上に形成されている。ここでは、膜５は、各端面１３ａ全体及び各第一側面１３ｂ全体を覆うように形成されており、各第二側面１３ｃには膜５が形成されていない。

【0037】

電極７は、第一電極部分７ａと、第二電極部分７ｂと、第三電極部分７ｃと、を有している。第一電極部分７ａは、一方の端面１３ａに配置されている。第二電極部分７ｂは、一方の第一側面１３ｂに配置されている。第三電極部分７ｃは、他方の第一側面１３ｂに配置されている。電極７の第一〜第三電極部分７ａ，７ｂ，７ｃは、圧電素体１３上に一体的に形成されている。第一電極部分７ａは、膜５を介して、一方の端面１３ａに露出する内部電極１５の端をすべて覆うように配置されている。内部電極１５は、一方の端面１３ａにおいて、第一電極部分７ａに膜５を介して接続される。膜５自体は絶縁性を有するものの、単分子膜といったように厚みが極めて薄いことから、トンネル効果により電子が膜５を通り抜ける。これにより、電極７（第一電極部分７ａ）は、内部電極１５に電気的に接続される。

【0038】

電極８は、第一電極部分８ａと、第二電極部分８ｂと、を有している。第一電極部分８ａは、他方の端面１３ａに配置されている。第二電極部分８ｂは、一方の第一側面１３ｂに配置されている。電極８の第一及び第二電極部分８ａ，８ｂは、圧電素体１３上に一体的に形成されている。第一電極部分８ａは、膜５を介して、他方の端面１３ａに露出する内部電極１７の端をすべて覆うように配置されている。内部電極１７は、他方の端面１３ａにおいて、第一電極部分８ａに膜５を介して接続される。上述したように、トンネル効果により電子が膜５を通り抜けるため、電極８（第一電極部分８ａ）は、内部電極１７に電気的に接続される。

【0039】

各電極７，８は、内部電極１５，１７を介して、圧電素体３に電界を印加するための電極としても機能する。図３〜図５に示された圧電素子１では、圧電素体１３における、第二電極部分８ｂと内部電極１５とで挟まれた領域、内部電極１５と内部電極１７とで挟まれた領域、及び、第三電極部分７ｃと内部電極１７とで挟まれた領域が、活性領域となり、電界が印加された際に変位する。

【0040】

図３〜図５に示された圧電素子１では、各端面１３ａに膜５が形成されていなくてもよい。また、電極７，８（第一電極部分７ａ，８ａ）と内部電極１５，１７とが直接接続されるように、各端面１３ａおける内部電極１５，１７の端が露出する領域のみに膜５が形成されていなくてもよい。

【0041】

本実施形態に係る圧電素子１において、電極と圧電素体との接続強度が高く、且つ、変位量が増大することを確認するために、実施例に係る圧電素子と比較例に係る圧電素子とで試験を行った。以下、試験及び試験結果を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0042】

（実施例１）
複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。作製した圧電基板を、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）の１％エタノール溶液に３０分間浸漬した後、エタノールで洗浄する。圧電基板の各主面に対し、スパッタリング法により、Ａｕからなり且つ厚みが３００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断する。これにより、図１及び図２に示された構成を備える圧電素子を得る。

【0043】

（実施例２）
Ｐｔを含む導電性ペーストにより電極パターンが形成された複数のセラミックグリーンシート及び電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製した後、圧電基板を短冊状に切断する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。短冊状の圧電基板を、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）の１％エタノール溶液に３０分間浸漬した後、エタノールで洗浄する。圧電基板の各主面及び各端面に対し、スパッタリング法により、Ａｕからなり且つ厚みが３００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断する。これにより、図３〜図５に示された構成を備える圧電素子を得る。

【0044】

（実施例３）
複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。作製した圧電基板を、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）の１％エタノール溶液に３０分間浸漬した後、エタノールで洗浄する。圧電基板の各主面に対し、スパッタリング法により、Ｎｉからなり且つ厚みが３００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断する。これにより、図１及び図２に示された構成を備える圧電素子を得る。

【0045】

（実施例４）
複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。作製した圧電基板を、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトブチレート）の１％エタノール溶液に３０分間浸漬した後、エタノールで洗浄する。圧電基板の各主面に対し、スパッタリング法により、Ｐｔからなり且つ厚みが３００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断する。これにより、図１及び図２に示された構成を備える圧電素子を得る。

【0046】

（比較例１）
複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。圧電基板の各主面上に、スパッタリング法により、Ｃｒからなり且つ厚みが１００ｎｍである下地電極膜を形成する。下地電極膜上に、スパッタリング法により、Ａｕからなり且つ厚みが２００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断し、圧電素子を得る。

【0047】

（比較例２）
Ｐｔを含む導電性ペーストにより電極パターンが形成されている複数のセラミックグリーンシート及び電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製した後、圧電基板を短冊状に切断する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。短冊状の圧電基板の各主面及び各端面上に、スパッタリング法により、Ｃｒからなり且つ厚みが１００ｎｍである下地電極膜を形成する。下地電極膜上に、スパッタリング法により、Ａｕからなり且つ厚みが２００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断し、圧電素子を得る。

【0048】

（比較例３）
複数のセラミックグリーンシートからなる積層体を焼成することにより、厚みが５０μｍである圧電基板を作製する。圧電セラミック材料として、ＰＺＴを用いた。圧電基板の各主面上に、スパッタリング法により、Ａｕからなり且つ厚みが３００ｎｍである電極膜を形成する。分極処理の後、圧電基板を、平面視で１ｍｍ×０．３ｍｍのサイズの個品に切断し、圧電素子を得る。

【0049】

（試験）
実施例１〜４及び比較例１〜３に係る各圧電素子に±１５Ｖ（１０ｋＨｚ）の電圧を印加し、レーザードップラー振動計を用いて素子の変位量を測定した。得られた変位量と印加した電圧とにより圧電歪定数（ｎｍ／Ｖ）を算出した。試験結果を、図６に示す。

【0050】

図６に示されるように、実施例１、３、及び４に係る圧電素子の圧電歪定数は、９ｎｍ／Ｖであるのに対し、比較例１に係る圧電素子の圧電歪定数は、７ｎｍ／Ｖであった。したがって、実施例１、３、及び４に係る圧電素子は、比較例１に係る圧電素子に比して、変位量が増大することが確認された。比較例３に係る圧電素子では、電極に剥離が生じたため、変位量を測定することができなかった。実施例２に係る圧電素子の圧電歪定数は、１６ｎｍ／Ｖであるのに対し、比較例１に係る圧電素子の圧電歪定数は、１３ｎｍ／Ｖであった。したがって、実施例２に係る圧電素子も、比較例２に係る圧電素子に比して、変位量が増大することが確認された。

【0051】

Ｐｔからなる電極には、Ａｕ又はＮｉからなる電極同様に、チオール化合物がチオール基により化学的に強く結合する。したがって、実施例４が実施例３と同様の作用効果を奏したと考察される。

【0052】

以上のように、上述した圧電素子１では、圧電素体３，１３と電極７，８とは、チオール化合物を含む膜５を介して接続されるため、電極７，８と圧電素体３，１３との接続強度が高い。圧電素子１では、電極７，８がＡｕ、Ｎｉ、又はＰｔからなることから、電極７，８の硬度は比較的低く、また、電極７，８の形成による生じる応力は比較的小さい。したがって、電極７，８が圧電素体３，１３の変位を阻害するのを抑制し、圧電素子１の変位量が増大する。

【0053】

膜５は、複数のチオール基を有する化合物の単分子膜である場合、電極７，８と圧電素体３，１３との接続強度をより一層高めることができる。チオール化合物は、一分子内に、チオール基を一つ有する化合物であってもよい。しかしながら、この場合、電極７，８と圧電素体３，１３との接続強度が低下する懼れがあり、チオール化合物は、複数のチオール基を有する化合物であることが好ましい。

【0054】

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【0055】

たとえば、圧電素子１（圧電素体３，１３）の平面形状は、上述した矩形に限定されず、圧電素子１を適用する箇所にあわせて、円形又は六角形など、適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0056】

１…圧電素子、３，１３…圧電素体、５…チオール基を有する化合物を含む膜、７，８…電極。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】