[发明专利]压电元件

说明书

技术领域

本发明涉及促动器、各种传感器以及发电等所使用的压电元件。

背景技术

压电元件用于电能与机械能之间的能量转换，广泛用于促动器、各种传感器中。并且，近年来，也研究了在发电中的应用。

一般所知的压电元件多使用了陶瓷电介体，并且普遍使用以高温进行了烧结的类型。在专利文献1（以往例1）中，公开了如图11所示那样的掺入电介体粉体并加固并且以高温进行了烧结的类型的压电元件800。图11是示意性地表示以往例1的压电元件800的剖视图。以往例1的压电元件800如图11所示那样、基材801中使用例如氧化锆，上下导电层（第1导电层810、第2导电层830）中使用例如铟-锡-氧化物，压电体层（电介体层）820中使用例如钛酸铅、钛酸锆酸铅，并以450（℃）至800（℃）这一高温进行热处理而制作的。在如以往例1那样的压电元件800中，利用了烧制并烧固了的电介体，所以在如要求可挠性的各种传感器、发电中所利用的用途中，几乎无法使用。

因此，在专利文献2（以往例2）中，提出了如图12所示那样的具有弹性的电介质性橡胶层叠体900。图12是说明以往例2的电介质性橡胶层叠体900的图，图12（a）是示意性地表示电介质性橡胶层叠体900的剖视图，图12（b）是驻极体处理（极化处理）的概念图，图12（c）是表示驻极体处理装置990的结构的模式图。电介质性橡胶层叠体900如图12（a）所示那样、为以将电介质性橡胶层920夹入的方式设置有电极层（910，930）的三层构造。并且，电介质性橡胶层920如图12（b）所示那样、在异戊二烯橡胶等基底橡胶925中分散并混合了钛酸锆酸铅等电介质性填充物929，并实施了使电介质性填充物929的自发极化的朝向一致的驻极体处理（极化处理）。

该驻极体处理（极化处理）使用如图12（c）所示的驻极体处理装置990来进行，用铜片（971，972）夹着电介质性橡胶层叠体900或者电介质性橡胶层920（单侧隔着绝缘薄膜951），并且用绝缘薄膜（952，953）夹着并设置于加热板980。而且，用加热板980将电介质性橡胶层叠体900或者电介质性橡胶层920加热熔融，同时加以直流的1～10（kV/mm）的高电压，使电介质性橡胶层叠体900或者电介质性橡胶层920完全硬化并结束。由此，通过对电介质性橡胶层920进行驻极体处理（极化处理），由此即使不实施伸张处理（プレストレイン）等，电介质性橡胶层叠体900也作为以比以往低的电压工作的促动器而发挥功能并且也能够期待具有足够的输出的发电功能。

专利文献1：日本特开2011-151285号公报

专利文献2：日本特开2008-53527号公报

然而，在如以往例2那样的结构中，为了进行驻极体处理（极化处理），有如下难处：必须使用特别的驻极体处理装置990，并且必须一边以铜片（971，972）夹着并控制粘度低的电介质性橡胶层叠体900或者电介质性橡胶层920一边进行驻极体处理（极化处理）。并且，使用了热硬化型的基底橡胶925，所以有必须与驻极体处理（极化处理）同时使之交联并进行硬化这一困难。特别是在使用了居里点较低的钛酸钡作为压电体（电介体）的情况下（钛酸钡的居里点一般被记载为120（℃）～135（℃）），同时进行在小于居里点的温度下进行的驻极体处理（极化处理）和在远高于居里点的温度下进行的硬化几乎是不可能实现的。

发明内容

本发明解决上述的课题，目的在于提供能够容易地进行极化处理的压电元件。

为了解决该课题，本发明的技术方案1涉及的压电元件的特征在于，具备：层叠于可挠性基材的第1电极层；层叠于上述第1电极层的压电层；以及层叠于上述压电层的第2电极层，在该压电元件中，上述压电层由含有钛酸钡粒体的热可塑性树脂形成，上述热可塑性树脂的软化点比上述钛酸钡粒体的居里点低。

另外，本发明的技术方案2涉及的压电元件的特征在于，上述第2电极层由含有导电性的碳或银的酚醛树脂形成。

另外，本发明的技术方案3以及4涉及的压电元件的特征在于，上述钛酸钡粒体的上述居里点为132（℃）以上135（℃）以下。

另外，本发明的技术方案5涉及的压电元件的特征在于，上述钛酸钡粒体的粒径为400～500（nm）。

另外，本发明的技术方案6以及7涉及的压电元件的特征在于，上述软化点为80（℃）以上。

另外，本发明的技术方案8至11涉及的压电元件的特征在于，上述热可塑性树脂为非晶性聚酯树脂或聚氨酯树脂。

发明的效果