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KR101188331B1 - 압전 소자 - Google Patents

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KR101188331B1
KR101188331B1 KR1020110001334A KR20110001334A KR101188331B1 KR 101188331 B1 KR101188331 B1 KR 101188331B1 KR 1020110001334 A KR1020110001334 A KR 1020110001334A KR 20110001334 A KR20110001334 A KR 20110001334A KR 101188331 B1 KR101188331 B1 KR 101188331B1
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piezoelectric
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최병열
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주식회사 이노칩테크놀로지
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Abstract

본 발명은 압전 소자에 관한 것으로, 복수의 압전층과 내부 전극층이 교대로 적층되며 일 방향으로 분극이 형성된 압전체와, 압전체의 상부 및 하부이 적어도 일측에 형성되며 압전체의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층을 포함하고, 압전체는 압전 전하 계수와 압전 전압 계수가 서로 다른 제 1 및 제 2 압전층이 복수 적층되고, 그 사이에 내부 전극층이 형성된다.

Description

압전 소자{Piezoelectric Element}
본 발명은 압전 소자에 관한 것으로, 특히 발생되는 전류 및 전압을 조절할 수 있는 적층형 압전 소자에 관한 것이다.
압전 소자(Piezoelectric Element)는 그에 가해지는 기계적 에너지와 전기적 에너지를 서로 간에 변환시킬 수 있는 소자이다. 즉, 압전 소자는 외부로부터 물리적인 힘을 받아 변형이 생기면 전기적 에너지가 발생하고, 반대로 외부로부터 전기적 에너지에 따라 물리적 변형이 발생하는 소자이다. 이러한 압전 소자의 특성을 이용하여 다양한 분야에서 이용할 수 있다. 특히, 압전 소자에 전기를 인가하여 물리적 변형을 일으키는 액추에이터(actuator)로 이용할 수 있고, 반대로 물리적으로 변형시켜 전기적 에너지가 발생하도록 하는 제너레이터(generator)로 이용할 수 있다.
일반적으로 압전 소자는 복수의 압전층과 내부 전극층이 반복적으로 적층된 압전체의 표면에 외부 전극이 형성되고, 압전체의 상부 및 하부에 각각 커버층이 형성된 적층 구조를 갖는다. 압전층으로는 대표적으로 Pb(Zr,Ti)O3(이하, PZT라 함)계의 산화물을 이용한다. 이러한 압전 소자는 압전 전하 계수(piezoelectric charge sensor constant)와 압전 전압 계수(piezoelectric voltage constant)에 의해 압전 특성을 가늠할 수 있다. 압전 전하 계수 및 압전 전압 계수는 일정한 기계적 힘을 가했을 때 발생하는 전하량 및 전계의 크기를 각각 의미한다. 일반적으로 압전 전하 계수 및 압전 전압 계수가 큰 경우 동일한 기계적 힘에서 높은 전류 및 전압이 발생하므로 압전 특성이 우수한 것이라 할 수 있다.
그런데, 압전 소자는 전류 및 전압의 어느 하나를 보다 크게 발생시킬 수는 있으나, 압전 소자 하나로부터 원하는 전류 및 전압을 동시에 발생시키는 것이 어렵다. 즉, 종래의 적층형 압전 소자는 용도에 따른 출력을 제어하기 어렵다. 예를 들어, 전류를 증가시키기 위해서는 압전층의 두께를 얇게 하고 적층 수를 증가시켜야 하는데, 이렇게 하면 전압이 낮아지는 문제가 있다. 또한, 전압을 증가시키기 위해서는 압전층의 두께를 두껍게 해야 하는데, 이렇게 하면 압전 소자 전체의 두께가 두꺼워지게 된다.
한편, 압전 소자의 두께는 압전체 및 커버층에 의해 결정되지만, 출력은 압전체에 의해서만 발생되므로 압전 소자의 단위 부피당 출력이 제한될 수 밖에 없다.
본 발명은 압전 전압 계수가 큰 원료와 압전 전하 계수가 큰 원료를 교대로 적층하여 압전층을 형성함으로써 기계적 힘에 따라 전류 및 전압이 동시에 발생되는 압전 소자를 제공한다.
본 발명은 압전 전압 계수가 큰 원료와 압전 전하 계수가 큰 원료의 두께, 적층 수 등을 조절하여 압전층을 형성함으로써 기계적 힘에 따라 발생되는 전류 및 전압을 조절할 수 있는 압전 소자를 제공한다.
본 발명은 압전체 상부 및 하부에 마련되는 커버층을 통해서도 전류 및 전압이 발생되도록 함으로써 단위 부피당 출력을 증가시킬 수 있는 압전 소자를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 압전 소자는 복수의 압전층과 내부 전극층이 교대로 적층되며 일 방향으로 분극이 형성된 압전체; 및 상기 압전체의 상부 및 하부의 적어도 일측에 형성되며, 상기 압전체의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층을 포함한다.
상기 압전체의 대향되는 두 측면에 형성된 제 1 외부 전극; 및 상기 커버층의 대향되는 두 측면에 형성된 제 2 외부 전극을 더 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 외부 전극은 동일 측면에 형성된다.
상기 압전체는 압전 전하 계수와 압전 전압 계수가 서로 다른 제 1 및 제 2 압전층이 복수 적층되고, 그 사이에 상기 내부 전극층이 적층된다.
상기 압전층은 압전 물질에 산화물 첨가제가 첨가되어 상기 압전 전압 계수를 높게 한다.
상기 제 1 및 제 2 압전층은 서로 다른 두께로 적층 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 압전층은 서로 다른 적층 수로 적층 형성된다.
본 발명의 압전 소자는 압전 전하 계수 및 압전 전압 계수가 다른 제 1 압전층 및 제 2 압전층이 적층되어 압전체가 형성되어 두께 방향으로 분극이 형성되고, 압전체의 상부 및 하부에 압전체의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층이 형성된다. 따라서, 하나의 압전체로부터 전류 및 전압을 동시에 발생시킬 수 있고, 제 1 및 제 2 압전층의 두께 및 적층 수 등을 조절하여 전류 및 전압을 조절할 수 있다. 또한, 커버층으로부터 전하 및 전압을 발생시킬 수 있어 단위 체적당 출력을 증가시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 개략 사시도 및 압전체의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 분극 방향을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 압전체의 단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 압전체의 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 압전 소자의 커버층에 분극이 형성된 경우 압력 방향에 따른 출력 전압의 시뮬레이션 결과.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 압전체의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전체 및 커버층의 분극 방향을 도시한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자는 복수의 압전층(110)과 내부 전극층(120)이 교대로 적층되며 두께 방향으로 분극이 형성된 압전체(100)와, 압전체(100)의 상부 및 하부에 각각 형성되며 압전체(100)의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층(200)과, 압전체(100)의 적어도 일 측면에 형성된 제 1 외부 전극(300)과, 커버층(200)의 적어도 일 측면에 형성된 제 2 외부 전극(400)을 포함한다.
압전체(100)는 복수의 압전층(110)과 내부 전극층(120)이 교대로 적층된다. 또한, 압전층(110)은 압전 특성이 다른 제 1 압전층(112)과 제 2 압전층(114)이 교대로 적층되고, 내부 전극층(120)은 인출 방향이 다른 제 1 내부 전극층(122)과 제 2 내부 전극층(124)이 교대로 적층된다. 즉, 예를 들어 제 1 압전층(112), 제 1 내부 전극층(122), 제 2 압전층(114) 및 제 2 내부 전극층(124)이 교대로 적층되어 압전체(100)가 제작될 수 있다. 여기서, 제 1 압전층(112)은 압전 전압 계수가 제 2 압전층(114)보다 높은 압전 재료로 형성되고, 제 2 압전층(114)은 압전 전하 계수가 제 1 압전층(112)보다 높은 압전 재료로 형성될 수 있다. 물론, 제 1 압전층(112)은 압전 전하 계수가 제 2 압전층(114)보다 높은 압전 재료로 형성되고, 제 2 압전층(114)은 압전 전압 계수가 제 1 압전층(112)보다 높은 압전 재료로 형성될 수도 있다. 즉, 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)은 압전 전압 계수 및 압전 전하 계수가 다른 물질로 형성된다. 압전 전하 계수는 [수학식 1]로 나타낼 수 있고, 압전 전압 계수는 [수학식 2]로 나타낼 수 있는데, 이들로부터 알 수 있는 바와 같이 압전 전하 계수가 높으면 압전 전압 계수가 높게 된다.
Figure 112011001021943-pat00001
Figure 112011001021943-pat00002
여기서, k33은 전기기계 결합 계수이고, ε3 T는 정전 용량이며, S33 E는 탄성 용량이다. 또한, 정전 용량은 전극 면적에 비례하고, 두께에 반비례한다.
이러한 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)은 일반식 ABO3으로 표현되는 페로브스카이트형 구조를 가지는 압전 재료를 이용하여 형성될 수 있는데, PZT, (Na0 .5K0 .5)NbO3(이하, NKN이라 함), {Lix(K0 .5Na0 .5)1-x}NbO3(이하, LKN이라 함) 계열의 압전 재료를 이용할 수 있다. 이러한 압전 재료에 예를 들어 산화물을 첨가함으로써 압전 특성을 변화시킬 수 있는데, 상기 압전 재료에 Fe2O3, MnO2, V2O5 또는 ZnO의 산화물 첨가제를 첨가하여 압전 전압 계수를 높일 수 있다. 즉, 압전 재료는 압전 전압 계수와 압전 전하 계수의 압전 특성을 모두 가지는데, 예를 들어 산화물 첨가제를 첨가함으로써 압전 전압 계수를 압전 전하 계수보다 높게 할 수 있다. 따라서, 산화물 첨가제를 첨가한 압전 재료는 상대적으로 압전 전압 계수가 높아지고, 산화물 첨가제를 첨가하지 않은 압전 재료는 상대적으로 압전 전하 계수가 높아질 수 있다. 따라서, 산화물 첨가제를 첨가한 압전 재료와 산화물 첨가제를 첨가하지 않은 압전 재료를 교대로 적층하여 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)이 적층된 압전층(110)을 제조할 수 있다.
한편, 내부 전극층(120)은 인출 방향이 다른 제 1 내부 전극층(122)과 제 2 내부 전극층(124)이 교대로 적층된다. 제 1 내부 전극층(122)은 일 방향으로 연장되고 인출되어 일 측의 제 1 외부 전극(300a)과 연결되고, 제 2 내부 전극층(124)은 제 1 내부 전극층(122)과 대향되는 타 방향으로 연장되고 인출되어 타 측의 제 1 외부 전극(300b)과 연결된다. 즉, 복수의 제 1 내부 전극층(122)과 복수의 제 2 내부 전극층(124)이 교대로 적층되고, 복수의 제 1 내부 전극층(122)은 제 1 외부 전극(300)의 일 측과 연결되고 복수의 제 2 내부 전극층(124)은 제 2 외부 전극(300)의 타 측과 연결된다. 이러한 제 1 및 제 2 내부 전극층(124)을 통해 전계가 인가되어 압전체(100)는 두께 방향, 즉 수직 방향으로 분극이 형성된다. 즉, 압전체(100)는 제 1 및 제 2 내부 전극층(122, 124)이 적층된 방향으로 분극이 형성된다. 이는 제 1 외부 전극(300)을 통해 예를 들어 제 1 내부 전극층(122) 및 제 2 내부 전극층(124)에 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)의 두께에 따라 예를 들어 수십 V 내지 수백 V의 전압이 인가되고, 그에 따라 내부 전극층(120) 사이의 압전층(110)에 분극이 형성되기 때문에 압전층(110)은 도 3에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 분극이 형성된다. 한편, 내부 전극층(120)은 Ag 또는 Ag-Pd 합금을 이용하여 형성할 수 있다.
커버층(200)은 압전체(100)의 상부 및 하부에 각각 형성되며, 단일층으로 형성된다. 또한, 커버층(200)의 일 측면 및 이와 대향되는 타 측면에는 제 2 외부 전극(400)이 형성된다. 즉, 제 2 외부 전극(400)은 제 1 외부 전극(300)과 동일 측면에 형성될 수 있다. 이러한 커버층(200)은 압전체(100)의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된다. 즉, 커버층(200)의 일 측면 및 타 측면에 형성된 제 2 외부 전극(400)에 커버층(200)의 너비에 따라 예를 들어 수 kV의 전압이 인가되고, 그에 따라 커버층(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 서로 대향되는 제 2 외부 전극(400)의 방향으로 분극이 형성된다. 따라서, 압전체(100)가 두께 방향, 즉 수직 방향으로 분극이 형성되고, 커버층(200)은 이와 직교하는 수평 방향으로 분극이 형성된다. 또한, 커버층(200)은 압전 전하 계수가 높은 원료 또는 압전 전압 계수가 높은 원료로 제작할 수 있다. 따라서, 커버층(200)은 전류 또는 전압을 발생시킬 수 있다. 그리고, 커버층(200)은 단일 원료를 이용하여 단일층으로 제작되며, 커버층(200)의 두께는 하나의 압전층(110)보다 두껍고 압전체(100)의 두께보다 얇게 제작될 수 있다.
제 1 외부 전극(300)은 압전체(100)의 일 측면 및 이와 대향되는 타 측면에 마련되고, 제 1 및 제 2 내부 전극(122, 124)와 각각 연결된다. 제 1 외부 전극(300)은 압전체(100)에 분극을 형성하기 위한 전계를 인가하기 위해 이용되고, 압전체(100)로부터 발생되는 전하 또는 전압을 출력하기 위해 이용된다. 이러한 제 1 외부 전극(300)은 Ag 또는 Ag-Pb 합금을 이용하여 형성할 수 있다.
제 2 외부 전극(400)은 커버층(200)의 일 측면 및 이와 대향되는 타 측면에 형성된다. 즉, 제 2 외부 전극(400)은 제 1 외부 전극(300)과 동일 측면에 형성된다. 제 2 외부 전극(400)은 커버층(200)에 분극을 형성하기 위한 전계를 인가하기 위해 이용되고, 커버층(200)으로부터 발생되는 전하 또는 전압을 출력하기 위해 이용된다. 제 2 외부 전극(400)은 제 1 외부 전극(300)과 마찬가지로 Ag-Pb 합금 또는 Ag를 이용하여 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 압전체의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 압전체의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자는 압전체(100)의 제 1 압전층(112)과 제 2 압전층(114)의 두께를 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어 압전 전압 계수가 높은 원료로 형성된 제 1 압전층(112)이 압전 전하 계수가 높은 원료로 형성된 제 2 압전층(114)보다 두껍게 형성할 경우 압전체(100)는 전압이 높게 발생될 수 있다. 반대의 경우로써, 제 1 압전층(112)을 압전 전하 계수가 높은 원료로 형성하고 제 2 압전층(114)을 압전 전압 계수가 높은 원료로 형성하고, 제 1 압전층(112)이 제 2 압전층(114)보다 두껍게 형성하면 압전체(100)는 전류가 높게 발생될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자는 압전체(100)의 제 1 압전층(112)과 제 2 압전층(114)의 적층 수를 다르게 형성할 수 있다. 예를 들어 압전 전압 계수가 높은 원료로 형성된 제 1 압전층(112)이 압전 전하 계수가 높은 원료로 형성된 제 2 압전층(114)보다 적층 수가 많게 형성되는 경우 압전체(100)는 전압이 높게 발생될 수 있다. 반대의 경우로서, 제 1 압전층(112)을 압전 전하 계수가 높은 원료로 형성하고 제 2 압전층(114)을 압전 전압 계수가 높은 원료로 형성하고, 제 1 압전층(112)이 제 2 압전층(114)보다 적층 수가 많게 형성하면 압전체(100)는 전류가 높게 발생될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자는 압전체(100)가 압전 전하 계수 및 압전 전압 계수가 다른 제 1 압전층(112) 및 제 2 압전층(114)이 적층되어 형성되어 두께 방향으로 분극이 형성되고, 압전체(100)의 상부 및 하부에 압전체(100)의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층(200)이 형성된다. 따라서, 압전체(100)로부터 발생되는 전하 및 전압을 조절할 수 있어 압전 소자로부터 발생되는 전류 및 전압을 조절할 수 있다. 또한, 커버층(200)으로부터 전하 및 전압을 발생시킬 수 있어 단위 체적당 출력을 증가시킬 수 있다. 즉, 수평 방향으로 분극이 형성되고 분극 방향으로 외부 전극(400)이 형성된 커버층(200)에 분극 방향과 동일한 방향, 즉 측면 방향으로 압력이 가해질 경우의 도 6의 시뮬레이션 결과에 도시된 바와 같이 약 30.1V의 전압이 출력된다. 또한, 분극 방향과 수직한 방향, 즉 상부 방향으로 압력이 가해질 경우 도 7의 시뮬레이션 결과에 도시된 바와 같은 약 9.9V의 전압이 발생된다. 이렇게 분극이 형성된 커버층(200)에 분극 방향으로 동일한 방향으로 압력이 가해질 경우 분극 방향과 수직한 방향으로 압력이 가해질 경우보다 높은 전압이 출력된다. 이렇게 커버층(200)에 분극을 형성하면 압력 방향에 따라 다르지만 전압이 출력된다. 그러나, 커버층(200)에 분극을 형성하지 않으면 전압이 출력되지 않는다. 따라서, 커버층(200)에 분극을 형성하는 본 발명은 커버층(200)에 분극을 형성하지 않는 종래의 경우에 비해 출력 전압을 크게 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 제조 방법을 도 8을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 본 실시 예는 PZT 계열의 원료를 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
단계 S110 : 우선, Pb3O4, TiO2, ZrO2의 원료 물질과 Fe2O3, MnO2, V2O5 또는 ZnO 등의 산화물 첨가제를 준비한다. 그리고, Pb3O4, TiO2, ZrO2의 원료 물질을 소정의 비율로 혼합하여 분쇄한 후 하소(calcining)함으로써 제 1 압전 세라믹스를 얻는다. 또한, Pb3O4, TiO2, ZrO2의 원료 물질과 Fe2O3, MnO2, V2O5 또는 ZnO 등의 산화물 첨가제를 소정의 비율로 혼합하여 분쇄한 후 하소함으로써 제 2 압전 세라믹스를 얻는다. 이 제 1 및 제 2 압전 세라믹스를 바인더나 가소제와 혼합 반죽하여 닥터 블레이드법에 의해 제 1 및 제 2 압전 세라믹 그린 시트, 즉 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)을 얻는다. 즉, 제 1 압전층(112)은 Pb3O4, TiO2, ZrO2의 원료 물질로 제작하고, 제 2 압전층(114)은 Pb3O4, TiO2, ZrO2의 원료 물질에 Fe2O3, MnO2, V2O5 또는 ZnO 등의 산화물 첨가제를 첨가하여 제작한다. 이렇게 하면 제 1 압전층(112)은 압전 전하 계수가 높고, 제 2 압전층(114)은 압전 전압 계수가 높게 된다. 또한, 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)보다 두께가 두꺼운 제 3 압전 세라믹 그린 시트, 즉 커버층(200)을 제작한다. 커버층(200)은 원료 물질만으로 제작하거나, 원료 물질에 산화물 첨가제를 첨가하여 제작할 수 있다. 따라서, 커버층(200)은 압전 전하 계수 또는 압전 전압 계수가 높게 될 수 있다.
단계 S120 : 또한, Ag 분말을 이용하거나, Ag-Pd 합금 분말을 이용한 내부전극용 도전성 페이스트를 제작한다. 제 1 및 제 2 압전층(112, 114) 상에 도전성 페이스트를 인쇄하여 내부 전극 패턴, 즉 제 1 및 제 2 내부 전극층(122, 124)을 형성한다. 이때, 내부 전극층(122, 124)은 일 방향으로 인출되어 일 측면에서 노출되고 타 방향으로는 노출되지 않도록 형성한다.
단계 S130 : 그 후, 제 1 및 제 2 내부 전극층(122, 124)이 형성된 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)을 소정의 순서로 적층하여 압전체(100)를 제작한다. 즉, 제 1 내부 전극층(122)이 형성된 제 1 압전층(112)과 제 2 내부 전극층(124)이 형성된 제 2 압전층(114)를 적층하여 압전체(100)를 제작한다. 이때, 제 1 및 제 2 내부 전극층(122, 124)이 서로 다른 방향, 즉 대향되는 두 방향으로 노출되도록 제 1 및 제 2 압전체(112, 114)를 적층한다.
단계 140 : 이어서, 압전체(100)의 상부와 하부의 양쪽에 커버층(200)을 적층한 후 950～1000℃의 소성 온도로 5～10시간 정도 소성 처리한다.
단계 150 : 상대적으로 고전압이 인가되는 커버층(200)의 서로 대향되는 두 측면에 Ag 또는 Ag-Pd 합금을 이용한 도전성 페이스트를 도포하여 외부 전극(400)을 형성한다. 그리고, 외부 전극(400)을 통해 수 kV의 전압을 인가하여 커버층(200)에 분극을 실시한 후, 외부 전극(400)을 제거한다. 여기서, 커버층(200)에 분극을 형성하기 위한 전압은 커버층(200)의 너비에 따라 달라질 수 있다.
단계 160 : 이어서, 압전체(100)의 서로 대향되는 두 측면에 Ag 또는 Ag-Pd 합금을 이용한 도전성 페이스트를 도포하여 외부 전극(300)을 형성한다. 그리고, 외부 전극(300)을 통해 수십 V 내지 수백 V의 전압을 인가하여 압전체(100)에 분극을 실시하고, 외부 전극(400)을 형성하여 외부 전극(300)과 연결한다. 여기서, 압전체(100)에 분극을 형성기 위한 전압은 제 1 및 제 2 압전층(112, 114)의 두께에 따라 달라질 수 있다. 다음으로, 상온에서 24시간 이상 또는 약 200℃에서 6시간 이상 에이징(aging)을 실시하여 소자의 전기적 특성을 안정화시키는 것이 바람직하다. 이에 따라 적층형 압전소자가 제조된다.
한편, 상기 실시 예에서는 압전층(100) 및 커버층(200)에 분극을 각각 형성한 후 적층 및 소성하여 압전 소자를 제조하였으나, 압전층(100) 및 커버층(200)을 적층하여 소성한 후 압전층(100) 및 커버층(300)에 분극을 형성할 수 있다. 이를 위해 상대적으로 고전압이 인가되는 커버층(300)에 먼저 전극을 형성하여 분극을 실시한 후, 전극을 제거한 다음, 상대적으로 저전압이 인가되는 압전층(100)에 전극을 형성하여 분극을 실시하고, 커버층(300)에 전극을 다시 형성하여 연결할 수도 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허청구범위에 의해서 이해되어야 한다.
100 : 압전체 110 : 압전층
120 : 내부 전극층 200 : 커버층
300 : 제 1 외부 전극 400 : 제 2 외부 전극

Claims (7)

  1. 복수의 압전층과 내부 전극층이 교대로 적층되며 일 방향으로 분극이 형성된 압전체; 및
    상기 압전체의 상부 및 하부의 적어도 일측에 형성되며, 상기 압전체의 분극 방향과 직교하는 방향으로 분극이 형성된 커버층을 포함하는 압전 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압전체의 대향되는 두 측면에 형성된 제 1 외부 전극; 및
    상기 커버층의 대향되는 두 측면에 형성된 제 2 외부 전극을 더 포함하는 압전 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 외부 전극은 동일 측면에 형성되는 압전 소자.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압전체는 압전 전하 계수와 압전 전압 계수가 서로 다른 제 1 및 제 2 압전층이 복수 적층되고, 그 사이에 상기 내부 전극층이 적층된 압전 소자.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압전층의 어느 하나는 압전 물질에 산화물 첨가제가 첨가되어 상기 압전 전압 계수를 높게 하는 압전 소자.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압전층은 서로 다른 두께로 적층 형성된 압전 소자.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압전층은 서로 다른 적층 수로 적층 형성된 압전 소자.
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