[发明专利]压电元件及电子设备

说明书

本发明提供能够抑制压电膜产生裂缝的压电元件及电子设备。压电元件具备：压电元件主体，是第一电极层、设于第一电极层的压电体层及设于压电体层的第二电极层的层叠体；以及金属层，隔着绝缘层而设于第二电极层，压电体层在从第一电极层、压电体层及第二电极层的层叠方向观察的俯视观察下，从与压电元件主体的外周缘重叠的第二电极层的外周缘的重叠部的至少一部分的内侧向外侧延伸设置，金属层和绝缘层在俯视观察下，从重叠部的至少一部分的内侧向外侧延伸设置，与比第二电极层的外周缘更靠外侧的压电体层重叠。

技术领域

本发明涉及压电元件、压电致动器、超声波探头、超声波装置、电子设备、液体喷射头及液体喷射装置。

背景技术

以往，已知一种具备振动膜和设于振动膜上的压电元件的超声波换能器(例如专利文献1)。

在如专利文献1所记载的超声波换能器中，压电元件构成为层叠下电极、压电膜及上电极。在层叠方向上，该下电极、压电膜及上电极重叠的区域是通过对电极间施加电压而变形的区域(以下，也称作“能动部”)。例如，上述超声波换能器利用与对电极间施加的电压对应的能动部的变形来使振动膜振动，从而发送超声波。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-195494号公报

这里，在专利文献1所记载的压电元件中，当驱动时，应力集中于在从层叠方向观察的俯视观察下能动部与能动部以外的部分(非能动部)的边界位置。在该边界位置中的被上电极覆盖的位置处，利用上电极的弹性缓和能动部与非能动部之间的应力。

另一方面，在以跨边界位置中的与上电极的端缘重叠的位置的方式设置压电膜的情况下，由于压电膜的对应于非能动部的位置未被上电极覆盖，因此担心由于上述应力集中，压电膜在边界位置处产生裂缝。另外，在水渗入压电膜所产生的裂缝的情况下，担心由于下电极和上电极之间通电，压电膜烧坏，压电元件的性能下降。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供作为能够抑制压电膜产生裂缝的应用例和实施方式的压电元件、压电致动器、超声波探头、超声波装置、电子设备、液体喷射头及液体喷射装置。

本发明的一应用例的压电元件，其特征在于，具备：压电元件主体，由第一电极层、压电体层及第二电极层依次层叠而成；以及金属层，隔着绝缘层而设于所述第二电极层，所述压电体层具有延伸设置部，在从所述第一电极层、所述压电体层和所述第二电极层的层叠方向观察的俯视观察下，从所述压电元件主体向比所述第二电极层的外周缘更靠外侧延伸设置，所述金属层和所述绝缘层设置为在所述俯视观察下从所述压电元件主体的所述第二电极层遍及所述延伸设置部。

在本应用例中，压电元件具备：压电元件主体，由第一电极层、压电体层及第二电极层依次层叠而成；以及金属层，隔着绝缘层而设于第二电极层。其中，压电体层具有延伸设置部，在沿层叠方向的俯视观察下，所述延伸设置部从压电元件主体向比第二电极层的外周缘更靠外侧延伸设置。也就是说，第二电极的外周缘具有与压电元件主体重叠的叠置部。并且，压电体层以跨该叠置部的方式而设置。

这里，在延伸设置部上未设置第二电极层。因而，在驱动压电元件主体时，如上述那样，应力容易集中于在俯视观察下与压电体层的叠置部重叠的位置。对此，在本应用例中，金属层和绝缘层设置为在俯视观察下从压电元件主体的第二电极层遍及延伸设置部。即，金属层以在俯视观察下跨叠置部的方式配置。在这样的构成中，利用金属层的弹性，能够缓和压电体层的应力，能够抑制上述裂缝的产生。

另外，通过在与叠置部重叠的位置设置金属层，能够提高耐水性。由此，在叠置部，能够抑制因第二电极层的外周缘与第一电极层通电而压电体层出现烧坏的情况，能够抑制压电元件主体的性能下降。

在本应用例的压电元件中，优选地，所述金属层使用Pt、Ir、Ti、Zr、Au、Ni、NiCr、TiW中的至少一种形成。