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公開番号2025047880
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-03
出願番号2023156640
出願日2023-09-22
発明の名称圧電素子及びウェアラブルデバイス
出願人積水化学工業株式会社,国立大学法人東京大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10N 30/857 20230101AFI20250327BHJP()
要約【課題】圧電層の伸縮による電極の破断が生じず、耐久性に優れる圧電素子の提供。
【解決手段】一対の電極と、前記一対の電極の間に位置する圧電層と、を有し、前記電極は、液体金属の膜、又は多孔質基材に液体金属が含浸した含浸物である、圧電素子。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一対の電極と、前記一対の電極の間に位置する圧電層と、を有し、
前記電極は、液体金属の膜、又は多孔質基材に液体金属が含浸した含浸物である、圧電素子。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
更に、前記一対の電極の少なくとも一方の前記圧電層側とは反対側の表面に絶縁層を有する、請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記圧電層は、硬化性樹脂の硬化物を含む樹脂成形体である、請求項１に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記圧電層は、硬化性樹脂の硬化物である母材と、前記母材中に位置し、任意の方向に延びる１つ以上の誘電体粒子群と、を有する樹脂成形体であり、
前記誘電体粒子群は、前記任意の方向に配向した２つ以上の誘電体粒子からなり、
前記誘電体粒子群は、前記任意の方向で前記誘電体粒子同士が離間した領域ａを有し、
前記一対の電極は、前記誘電体粒子群における前記誘電体粒子の配向方向で対向している、請求項１に記載の圧電素子。
【請求項５】
請求項１～４のいずれか一項に記載の圧電素子を有する、ウェアラブルデバイス。
【請求項６】
可撓性の基材上に、請求項１～４のいずれか一項に記載の圧電素子と、ドライバＩＣと、ジャイロセンサと、加速度センサと、それらの動力源である蓄電池と、を有する、ウェアラブルデバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及びウェアラブルデバイスに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
使用者に対して、力、振動、動き等を与えて、皮膚感覚をフィードバックする、いわゆるハプティクス技術（触感技術）がある。ハプティクス技術では、アクチュエータを有するウェアラブルデバイスを介して、触感をフィードバックする。
【０００３】
アクチュエータとしては、例えば、シート状の誘電エラストマー層とその両面に設けられた電極とを備えたものが知られている（特許文献１、２）。かかるアクチュエータは、電極を介して電圧が印加されると、逆圧電効果により誘電エラストマー層が伸縮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－２２６２５８号公報
特開２０２０－５７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のアクチュエータ等の圧電素子は、誘電エラストマー層等の圧電層の伸縮時に電極に応力がかかり、伸縮が繰り返されると、又は伸縮が大きい場合には１度の伸縮でも、電極層が破断するおそれがある。
そこで、本発明は、圧電層の伸縮による電極の破断が生じず、耐久性に優れる圧電素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の態様を有する。
＜１＞
一対の電極と、前記一対の電極の間に位置する圧電層と、を有し、
前記電極は、液体金属の膜、又は多孔質基材に液体金属が含浸した含浸物である、圧電素子。
＜２＞
更に、前記一対の電極の少なくとも一方の前記圧電層側とは反対側の表面に絶縁層を有する、＜１＞に記載の圧電素子。
＜３＞
前記圧電層は、硬化性樹脂の硬化物を含む樹脂成形体である、＜１＞又は＜２＞に記載の圧電素子。
＜４＞
前記圧電層は、硬化性樹脂の硬化物である母材と、前記母材中に位置し、任意の方向に延びる１つ以上の誘電体粒子群と、を有する樹脂成形体であり、
前記誘電体粒子群は、前記任意の方向に配向した２つ以上の誘電体粒子からなり、
前記誘電体粒子群は、前記任意の方向で前記誘電体粒子同士が離間した領域ａを有し、
前記一対の電極は、前記誘電体粒子群における前記誘電体粒子の配向方向で対向している、＜１＞～＜３＞のいずれかに記載の圧電素子。
＜５＞
＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の圧電素子を有する、ウェアラブルデバイス。
＜６＞
可撓性の基材上に、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の圧電素子と、ドライバＩＣと、ジャイロセンサと、加速度センサと、それらの動力源である蓄電池と、を有する、ウェアラブルデバイス。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、圧電層の伸縮による電極層の破断が生じず、耐久性に優れる圧電素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係る圧電素子の平面図である。
図１に示す圧電素子のＩＩ－ＩＩ断面図である。
一実施形態に係る樹脂成形体の斜視図である。
図３に示す樹脂成形体における誘電体粒子群の側面図である。
図３に示す樹脂成形体の製造装置の一例を示す断面図である。
一実施形態に係る圧電素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書及び特許請求の範囲において、数値範囲を示す「～」は、その前後に記載した数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
【００１０】
（圧電素子）
本発明の圧電素子は、一対の電極と、前記一対の電極の間に位置する圧電層と、を有する。
圧電素子としては、アクチュエータ、振動子、スピーカ、センサ等を例示できる。
以下、本発明の圧電素子の一実施形態について、図１～２に示すアクチュエータ１０を例にして説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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