[發明專利]壓電器件及壓電器件的制造方法

有效

• 申請號: 201380029287.4
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN104335376B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 谷本一洋;吉田光伸;清水正樹;西川茂雄;田實佳郎
• 申請（專利權）人: 三井化學株式會社;株式會社村田制作所
• 主分類號: H01L41/047
• 分類號: H01L41/047;C08G63/06;H01L41/083;H01L41/193;H01L41/293;H01L41/297;H01L41/45;C08L101/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 鐘晶,於毓楨

技術領域

本發明涉及壓電器件以及壓電器件的制造方法。

背景技術

作為壓電材料，以往，多數使用了作為陶瓷材料的PZT(PBZrO₃-PbTiO₃系固溶體)，但是PZT含有鉛，因此開始使用環境負荷低，而且富于柔軟性的高分子壓電材料。

現在已知的高分子壓電材料主要大致區分為以下2種。即，以尼龍11、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚脲等為代表的極化型高分子，與以聚偏二氟乙烯(β型)(PVDF)、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))(75/25)等為代表的強介電性高分子這2種。

然而，高分子壓電材料，在壓電性方面不及PZT，因而要求壓電性的提高。因此，從各種觀點考慮，嘗試提高高分子壓電材料的壓電性。

例如，作為強介電性高分子的PVDF、和P(VDF-TrFE)即使在高分子中也具有優異的壓電性，壓電常數d₃₁為20pC/N以上。由PVDF和P(VDF-TrFE)形成的膜材料，通過拉伸操作，使高分子鏈沿拉伸方向取向后，通過電暈放電等向膜的表里賦予異種電荷，從而在膜面垂直方向產生電場，使位于高分子鏈側鏈的包含氟的永久偶極沿電場方向平行地取向，賦予壓電性。然而，在極化了的膜表面，在消除取向的方向，易于附著空氣中的水、離子那樣的異種電荷，極化處理中一致了的永久偶極的取向緩和，存在壓電性經時地顯著降低等實用上的課題。

PVDF是在上述高分子壓電材料中壓電性最高的材料，但介電常數在高分子壓電材料中比較高，為13左右，因此將壓電d常數除以介電常數而得的值的壓電g常數(每單位應力的開路電壓)變小。此外，PVDF雖然從電向聲音的轉換效率良好，但是關于從聲音向電的轉換效率，期待改善。

近年來，除了上述的高分子壓電材料以外，還著眼于使用多肽、聚乳酸等具有光學活性的高分子。已知聚乳酸系高分子僅通過機械的拉伸操作而表現壓電性。

在具有光學活性的高分子中，聚乳酸那樣的高分子晶體的壓電性是由存在于螺旋軸方向的C＝O鍵的永久偶極引起的。特別是聚乳酸，側鏈相對于主鏈的體積分率小，單位體積的永久偶極的比例大，在具有螺旋手性的高分子中可以說是理想的高分子。

已知僅通過拉伸處理而表現壓電性的聚乳酸，不需要極化處理，且壓電系數經過數年也不減少。

如上所述，聚乳酸具有各種壓電特性，因此報告了使用各種聚乳酸的高分子壓電材料。

例如公開了，通過對聚乳酸的成型物進行拉伸處理，在常溫下，顯示10pC/N左右的壓電系數的高分子壓電材(例如，參照日本特開平5-152638號公報)。

此外也報告了，為了使聚乳酸晶體高取向，通過被稱為鍛造法的特殊取向方法而表現出18pC/N左右的高壓電性(例如，參照日本特開2005-213376號公報)。

發明內容

發明所要解決的課題

在使用上述日本特開平5-152638號公報和日本特開2005-213376號公報所示的壓電材料而制成壓電器件時，期望以高效率、易于形成電氣布線的方式配置電極。例如，為了高效率地配置電極，可以考慮在壓電材料的端面形成電極。本申請發明人發現，通過電極的配置，壓電材料的壓電常數d₁₄有大幅降低的可能性。

本發明是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供在高分子壓電材料的端面形成導電體時，高分子壓電材料的壓電常數d₁₄不會大幅降低的壓電器件、以及壓電器件的制造方法。

用于解決課題的方法

用于實現上述課題的具體方法如下。

<1>.一種壓電器件，其具有：

至少一層的膜狀高分子壓電材料，

在所述高分子壓電材料的主面設置的第1導電體，

在所述高分子壓電材料的與主面的所述第1導電體相反側的面設置的第2導電體，

設置于所述高分子壓電材料的寬度方向的一方的端面，并以與所述第1導電體導通且不與所述第2導電體接觸的方式配置的第1端面導電體，和

設置于所述高分子壓電材料的所述一方的端面以外的另一方的端面，并以與所述第2導電體導通且不與所述第1導電體和所述第1端面導電體接觸的方式配置的第2端面導電體。