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CN101908834B - 压电驱动器以及压电驱动器的制造方法 - Google Patents

压电驱动器以及压电驱动器的制造方法 Download PDF

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CN101908834B CN2010101964881A CN201010196488A CN101908834B CN 101908834 B CN101908834 B CN 101908834B CN 2010101964881 A CN2010101964881 A CN 2010101964881A CN 201010196488 A CN201010196488 A CN 201010196488A CN 101908834 B CN101908834 B CN 101908834B
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Abstract

压电驱动器具备支撑基板、具有第1压电层叠体、第2压电层叠体以及位移部的主体部、第1弹性体层；第1弹性体层以连接第1压电层叠体的下面、第2压电层叠体的下面、第1压电层叠体的侧面、第2压电层叠体的侧面的方式被固定于主体部；第1弹性体层的第1～第4区域由第1～第4结合部而被固定于支撑基板的主面；非结合面未被固定于支撑基板(3)的主面。

Description

压电驱动器以及压电驱动器的制造方法
技术领域
本发明涉及压电驱动器以及压电驱动器的制造方法。
背景技术
在日本特开2002-134807号公报中记载有被使用于磁盘装置的磁头支撑机构。该磁头支撑机构具备拥有作为位移体的薄膜压电体元件(压电层叠体)的压电驱动器。通过由该压电驱动器来使磁头支撑机构的被固定于滑块保持基板的磁头发生微小位移，从而相对于磁盘可以高精度地定位磁头。
另外，在日本特开平4-313286号公报中记载有陶瓷驱动器(压电驱动器)。该陶瓷驱动器具备分别作为悬臂梁结构的作为配置于同一面上的位移体的一对压电双晶片(bimorph)(压电层叠体)、以及嵌合于一对压电双晶片的各自的前端部的连结体。由该一对压电双晶片，可以使连结体发生位移。
在日本特开2002-134807号公报所记载的压电驱动器中，作为位移体的薄膜压电体元件被粘结固定于作为为了使作为位移对象的磁头滑块为规定的状态而构成的构件的弯曲部分(flexure)。固定有作为位移对象的磁头滑块的滑块支撑板经由铰链部而被连接于弯曲部分。由此，将薄膜压电体元件的直线位移转换成以铰链部作为旋转中心的滑块支撑板的旋转位移。利用具有这样的压电驱动器以及弯曲部分的悬挂结构，可实现高精度的磁头定位。
然而，在日本特开2002-134807号公报所记载的压电驱动器中，薄膜压电体元件的位移经由多个传递结构而被传递到控制对象的磁头滑块。因此，在这样的压电驱动器中，驱动器整体的结构变得复杂，因而存在位移的传递效率降低且起因于这些传递结构的传递材料的特性以及尺寸的偏差而在控制对象的磁头滑块位移量上产生偏差的问题。
关于这一点，在日本特开平4-313286号公报所记载的压电驱动器中，作为位移体的一对压电双晶片作为悬臂梁结构而被支撑于基板，一对压电双晶片中除了固定于基板的部分之外的区域没有与阻碍位移的构件接触。即一对压电双晶片中除了固定于基板的基端部分之外，成为从基板分离的状态。而且，将一对压电双晶片直接固定于作为位移对象的连结体上。因此，压电驱动器的结构变得简单，且位移的传递效率变高。
如日本特开平4-313286号公报所记载的压电驱动器那样，作为位移体的压电层叠体作为悬臂梁结构而被支撑于基板，在该压电驱动器中，为了增大位移对象的位移量，有必要将压电层叠体制成较长的结构并增加从被支撑于压电层叠体的基板的基端部分直到位移体为止的长度。然而，在具有压电层叠体的一部分从基板分离的结构的压电驱动器中，如果如以上所述增加压电层叠体的长度，那么因为由基板得到的压电层叠体的支撑变得不够充分，所以压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移和压电层叠体以没有预期到的方式发生位移等，由于这些原因，难以使位移对象发生精密的位移难。因此，存在难以同时实现增大位移对象的位移量和使位移对象发生精密的位移这两者的问题。
发明内容
本发明有鉴于如上述那样的问题，以提供一种可以使结构简单且位移的传递效率高，同时可以增大位移对象的位移量并使位移对象发生精密的位移的压电驱动器、以及这样的压电驱动器的制造方法为目的。
为了解决上述问题，本发明所涉及的压电驱动器具备：支撑基板；主体部，其具有：包含第1上部电极层、第1下部电极层以及介于这两个电极层之间的第1压电体层的第1压电层叠体、包含第2上部电极层、第2下部电极层以及介于这两个电极层之间的第2压电体层的第2压电层叠体、以及可相对于支撑基板发生位移的位移部；以及第1弹性体层，主体部被设置于支撑基板的主面的上方，第1压电层叠体将与支撑基板的主面相交叉的方向作为层叠方向，并沿着与支撑基板的主面相平行的面内的第1假想线延伸，第2压电层叠体将与支撑基板的主面相交叉的方向作为层叠方向，并沿着与支撑基板的主面相平行的面内的第2假想线延伸，并且与第1压电层叠体相分离，位移部被固定于第1压电层叠体的前端部与第2压电层叠体的前端部之间，第1弹性体层以连接第1压电层叠体的与支撑基板相对的下面、第2压电层叠体的与支撑基板相对的下面、第1压电层叠体的侧面的至少一部分以及第2压电层叠体的侧面的至少一部分的方式被固定于主体部，第1弹性体层中被设置于第1压电层叠体的基端部的下面的第1区域由第1结合部而被固定于支撑基板的主面，第1弹性体层中被设置于第2压电层叠体的基端部的下面的第2区域由第2结合部而被固定于支撑基板的主面，第1弹性体层中被设置于第1压电层叠体的侧面的第3区域的至少一部分由第3结合部而被固定于支撑基板的主面，第1弹性体层中被设置于第2压电层叠体的侧面的第4区域的至少一部分由第4结合部而被固定于支撑基板的主面，第1弹性体层的与支撑基板相对的下面中除了与第1结合部、第2结合部、第3结合部以及第4结合部相接触的面以外的非结合面未被固定于支撑基板的主面，或者由弹性率较第1结合部、第2结合部、第3结合部以及第4结合部低的构件而被固定于支撑基板的主面。
在本发明所涉及的压电驱动器中，第1压电层叠体仅在其基端部经由第1弹性体层的第1区域并由第1结合部而被固定于支撑基板的主面；第2压电层叠体仅在其基端部经由第1弹性体层的第2区域并由第2结合部而被固定于支撑基板的主面；第1压电层叠体以及第2压电层叠体被固定于支撑基板的主面的上方。而且，在第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面固定有第1弹性体层；第1弹性体层的非结合面没有被固定于支撑基板的主面，或者由弹性率较第1结合部、第2结合部、第3结合部以及第4结合部低的构件而被固定于支撑基板的主面。由此，第1压电层叠体以及第2压电层叠体在其基端部以外的部分中，没有被固定于用于支撑的刚性高的构件上。再有，作为位移对象的位移部被直接固定于第1压电层叠体的前端部与第2压电层叠体的前端部之间。其结果，本发明所涉及的压电驱动器的结构简单且位移的传递效率变高。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，在非结合面与支撑基板的主面之间，能够形成有与非结合面相接触的空间缝隙。由此，进一步减少阻碍第1压电层叠体以及第2压电层叠体的位移的主要原因。其结果，在本发明所涉及的压电驱动器中，位移的传递效率进一步变高。
再有，本发明所涉及的压电驱动器具备连接第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面的第1弹性体层，该第1弹性体层在第1区域、第2区域、第3区域以及第4区域中，被固定于支撑基板的主面。由此，第1压电层叠体的前端部以及第2压电层叠体的前端部的下面和侧面由第1弹性体层而间接地被支撑在支撑基板的主面上。再有，第1弹性体层因为由弹性材料所构成，所以与第1压电层叠体的前端部以及第2压电层叠体的前端部的下面或者侧面由刚性高的构件而被直接支撑的情况相比较，难以阻碍第1压电层叠体以及第2压电层叠体的位移。因此，即使分别沿着第1假想线以及第2假想线而将第1压电层叠体以及第2压电层叠体的形状延长为较长，因为由支撑基板能够充分地支撑第1压电层叠体以及第2压电层叠体，所以也能够抑制第1压电层叠体以及第2压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移、以及在没有预期的状态下发生位移。其结果，本发明所涉及的压电驱动器可以同时实现增大作为位移对象的位移部的位移量以及使位移部发生精密的位移这两者。
根据以上所述，根据本发明所涉及的压电驱动器，可以使结构简单且位移的传递效率高，同时可以增大位移对象的位移量并使位移对象发生精密的位移。
再有，本发明所涉及的压电驱动器还具有第2弹性体层，该第2弹性体层以将第1弹性体层的上面中的第1结合部、第2结合部、第3结合部以及第4结合部的上方的区域，与第1压电层叠体的上面以及第2压电层叠体的上面连接的方式被固定于主体部。
由此，第1压电层叠体以及第2压电层叠体的上面由第2弹性体层而被间接地支撑在支撑基板的主面上。再有，第2弹性体层因为由弹性材料所构成，所以与第1压电层叠体以及第2压电层叠体的上面被直接支撑于支撑基板的情况相比较，难以阻碍第1压电层叠体以及第2压电层叠体的位移。因此，能够抑制第1压电层叠体以及第2压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移、以及在没有预期的状态下发生位移。其结果，可以进一步增大作为位移对象的位移部的位移量以及使位移部发生更加精密的位移。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，第1弹性体层能够由树脂构成，第2弹性体层能够由树脂构成。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，在与支撑基板的主面相平行的面内，第1假想线的至少一部分上的切线随着切点从第1假想线的对应于第1压电层叠体的基端部的端点侧向对应于第1压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与支撑基板的主面相交叉的方向作为旋转轴的旋转方向进行旋转，在与支撑基板的主面相平行的面内，第2假想线的至少一部分上的切线随着切点从第2假想线的对应于第2压电层叠体的基端部的端点侧向对应于第2压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与支撑基板的主面相交叉的方向作为旋转轴的旋转方向进行旋转。
由此，第1压电层叠体以及第2压电层叠体的至少一部分成为沿着以与支撑基板的主面相交叉的方向作为旋转轴的旋转方向曲线地弯曲并延伸的形状。因此，与制成以相同长度直线地延伸第1压电层叠体以及第2压电层叠体的形状的情况相比较，可以同等地保持位移体的位移量并使压电驱动器整体的形状小型化。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，第1压电层叠体以及第2压电层叠体，在第1压电层叠体沿着第1假想线进行延伸同时第2压电层叠体沿着第2假想线进行延伸之际，能够以沿着以与支撑基板的主面相交叉的方向作为旋转轴的第1旋转方向使位移部旋转的方式，分别被固定于位移部。
由此，可以在第1旋转方向上使位移部旋转。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，在与支撑基板的主面相平行的面内，第1假想线的至少对应于第1压电层叠体的前端部的部分上的切线能够随着切点从第1假想线的对应于第1压电层叠体的基端部的端点侧向对应于第1压电层叠体的前端部的端点侧移动，在上述第1旋转方向上进行旋转；在与支撑基板的主面相平行的面内，第2假想线的至少对应于第2压电层叠体的前端部的部分上的切线能够随着切点从第2假想线的对应于第2压电层叠体的基端部的端点侧向对应于第2压电层叠体的前端部的端点侧移动，在第1旋转方向上进行旋转。
由此，如果沿着第1假想线使第1压电层叠体进行伸缩，那么第1压电层叠体的前端部以沿着第1旋转方向的方式进行伸缩。同样，如果沿着第2假想线使第2压电层叠体进行伸缩，那么第2压电层叠体的前端部以沿着第1旋转方向的方式进行伸缩。其结果，使位移部旋转的时候的位移的传递效率变得更高。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，第1假想线的至少对应于第1压电层叠体的前端部的部分和第2假想线的至少对应于第2压电层叠体的前端部的部分，从垂直于支撑基板的主面的方向看，能够以相对于位移部内的点基本上点对称的方式配置。
由此，第1压电层叠体的前端部和第2压电层叠体的前端部相对于位移部内的上述点呈基本上点对称地进行伸缩。其结果，使位移部旋转的时候的位移的传递效率变得更高。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，位移部包含第3上部电极层、第3下部电极层以及第3压电体层；第1压电体层、第2压电体层以及第3压电体层能够被形成为一体；第1上部电极层、第2上部电极层以及第3上部电极层能够被形成为一体；第1下部电极层、第2下部电极层以及第3下部电极层能够被形成为一体。由此，能够使压电驱动器整体的结构简单。
再有，在本发明所涉及的压电驱动器中，在第2弹性体层上能够形成有第1狭缝结构和第2狭缝结构，该第1狭缝结构由在分别与第1假想线相交叉的方向上延伸并沿着第1假想线并列的多个狭缝构成，该第2狭缝结构由在分别与第2假想线相交叉的方向上延伸并沿着第2假想线并列的多个狭缝构成。
由此，第1压电层叠体沿着第1假想线变得容易伸缩，第2压电层叠体沿着第2假想线变得容易伸缩。其结果，可以进一步提高位移的传递效率。
另外，本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，具备以下工序：主体部形成工序，在临时基板上形成主体部，该主体部具有第1压电层叠体、第2压电层叠体和位移部，该第1压电层叠体包含第1上部电极层、第1下部电极层以及介于这两个电极层之间的第1压电体层，并沿着与临时基板的主面相平行的面内的第1假想线进行延伸，该第2压电层叠体包含第2上部电极层、第2下部电极层以及介于这两个电极层之间的第2压电体层，并沿着与临时基板的主面相平行的面内的第2假想线进行延伸，并且与第1压电层叠体相分离，该位移部被固定于第1压电层叠体的前端部与第2压电层叠体的前端部之间；第1弹性体层形成工序，以覆盖该主体部的方式将第1弹性体层形成于主体部上；结合层形成工序，形成具有图案的结合层，该图案覆盖第1弹性体层中被设置于第1压电层叠体的基端部上的第1区域、被设置于第2压电层叠体的基端部上的第2区域、被设置于第1压电层叠体的侧面的第3区域的至少一部分、以及被设置于第2压电层叠体的侧面的第4区域的至少一部分，并且使这些区域以外的第1弹性体层露出；支撑基板固定工序，通过将支撑基板固定于结合层上，从而将与该非结合面相接触的空间缝隙形成于第1弹性体层中未形成有结合层的非结合面与支撑基板的主面之间；以及临时基板除去工序，除去临时基板。
根据本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，在所获得的压电驱动器中，第1压电层叠体仅在其基端部经由第1弹性体层的第1区域并由第1结合部而被固定于支撑基板的主面；第2压电层叠体仅在其基端部经由第1弹性体层的第2区域并由第2结合部而被固定于支撑基板的主面；第1压电层叠体以及第2压电层叠体被固定于支撑基板的主面的上方。而且，在第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面上固定有第1弹性体层，在第1弹性体层的非结合面与支撑基板的所述主面之间形成有与非结合部相接触的空间缝隙。因此，第1压电层叠体以及第2压电层叠体在其基端部以外的部分，不与用于支撑的刚性高的构件相接触。再有，作为位移对象的位移部被直接固定于第1压电层叠体的前端部与第2压电层叠体的前端部之间。其结果，根据本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，可以获得结构简单且位移的传递效率高的压电驱动器。
再有，根据本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，所获得的压电驱动器具备连接第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面的第1弹性体层；该第1弹性体层在第1区域、第2区域、第3区域以及第4区域中被固定于支撑基板的主面。由此，第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面由第1弹性体层而被间接地支撑在支撑基板的主面上。再有，第1弹性体层因为由弹性材料构成，所以与第1压电层叠体以及第2压电层叠体的下面和侧面被直接支撑在支撑基板上的情况相比较，难以阻碍第1压电层叠体以及第2压电层叠体的位移。因此，即使分别沿着第1假想线以及第2假想线将第1压电层叠体以及第2压电层叠体的形状延长为较长，因为由支撑基板能够充分地支撑第1压电层叠体以及第2压电层叠体，所以也能够抑制第1压电层叠体以及第2压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移、以及在没有预期的状态下发生位移。其结果，根据本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，可以获得可同时实现增大作为位移对象的位移部的位移量以及使位移部发生精密的位移这两者的压电驱动器。
如以上所述，根据本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，可以获得可使结构简单且位移的传递效率高同时可增大位移对象的位移量并使位移对象发生精密的位移的压电驱动器。
再有，本发明所涉及的压电驱动器的制造方法，在临时基板除去工序之后，还能够具备第2弹性体层形成工序，在该第2弹性体层形成工序中，在通过在临时基板除去工序中除去临时基板而露出的第1压电层叠体、第2压电层叠体以及第1弹性体层上，以连接第1弹性体层的露出面中结合层的上方的区域、第1压电层叠体的上面以及第2压电层叠体的上面的方式，形成第2弹性体层。
由此，在所获得的压电驱动器中，第1压电层叠体以及第2压电层叠体由第2弹性体层而被间接地支撑在支撑基板的主面上。再有，第2弹性体层因为由弹性材料所构成，所以与第1压电层叠体以及第2压电层叠体上面被刚性高的构件直接支撑的情况相比较，难以阻碍第1压电层叠体以及第2压电层叠体的位移。因此，即使分别沿着第1假想线以及第2假想线将第1压电层叠体以及第2压电层叠体的形状延长为较长，因为由支撑基板能够充分地支撑第1压电层叠体以及第2压电层叠体，所以也能够抑制第1压电层叠体以及第2压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移以及在没有预期的状态下发生位移。其结果，可以获得可进一步增大作为位移对象的位移部的位移量以及使位移部发生更加精密的位移的压电驱动器。
根据本发明，可以提供一种可使结构简单且位移的传递效率高同时可增大位移对象的位移量并使位移对象发生精密的位移的压电驱动器、以及这样的压电驱动器的制造方法。
附图说明
图1是实施方式的压电驱动器的立体图。
图2是实施方式的压电驱动器的分解立体图。
图3(A)是沿着图1的IIIA-IIIA线的压电驱动器的截面图，图3(B)是沿着图1的IIIB-IIIB线的压电驱动器的截面图。
图4是仅表示压电驱动器中的结合层、第1压电层叠体、第2压电层叠体以及位移部的平面图。
图5(A)是对应于图4且表示第1假想线形状的图，图5(B)是对应于图4且表示第2假想线形状的图。
图6是主体部的平面图。
图7(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图7(B)是沿着图7(A)中的VIIB-VIIB线的截面图，图7(C)是沿着图7(A)中的VIIC-VIIC线的截面图。
图8(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图8(B)是沿着图8(A)中的VIIIB-VIIIB线的截面图，图8(C)是沿着图8(A)中的VIIIC-VIIIC线的截面图。
图9(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图9(B)是沿着图9(A)中的IXB-IXB线的截面图。
图10(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图10(B)是沿着图10(A)的XB-XB线的截面图。
图11(A)是沿着图10(A)的XIA-XIA线的截面图，图11(B)是沿着图10(A)的XIB-XIB线的截面图，图11(C)是沿着图10(A)的XIC-XIC线的截面图，图11(D)是沿着图10(A)的XID-XID线的截面图。
图12(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图12(B)是沿着图12(A)的XIIB-XIIB线的截面图。
图13(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图13(B)是沿着图13(A)的XIIIB-XIIIB线的截面图。
图14(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图14(B)是沿着图14(A)的XIVB-XIVB线的截面图，图14(C)是沿着图14(A)的XIVC-XIVC线的截面图。
图15(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图15(B)是沿着图15(A)的XVB-XVB线的截面图。
图16(A)是用于说明实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图，图16(B)是沿着图16(A)的XVIB-XVIB线的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式所涉及的压电驱动器以及压电驱动器的制造方法进行详细的说明。还有，在各个图面中，在可能的情况下，对相同的要素使用相同的符号。另外，为了容易看清图面，图面中的构成要素内以及构成要素之间的尺寸比可以分别为任意。
首先，对本实施方式所涉及的压电驱动器进行说明。
图1是本实施方式的压电驱动器的立体图，图2是本实施方式的压电驱动器的分解立体图。
如图1以及图2所示，本实施方式的压电驱动器1具备作为主要构件的支撑基板3、结合(bonding)层5、主体部13、第1弹性体层15以及第2弹性体层17。结合层5、主体部13、第1弹性体层15以及第2弹性体层17被层叠于支撑基板3的主面3M上。还有，在图1和图2中，第2弹性体层17用虚线表示。
支撑基板3为由硅、玻璃、不锈钢等的金属等构成的基板。支撑基板3的刚性高，具体来说比第1弹性体层15或者第2弹性体层17的刚性高。还有，在图1以及图2中表示有直角坐标系2，将支撑基板3的厚度方向设定成Z轴方向，将X轴和Y轴设定成与支撑基板3的主面3M相平行的方向。在图3以后的各个图面中，必要时也表示直角坐标系2。
支撑基板3的X轴方向的长度以及Y轴方向的长度并没有特别的限制，例如能够分别设定为1mm～5mm以及0.5mm～3mm。支撑基板3的Z轴方向的厚度虽然没有特别的限制，但是能够设定为例如0.05mm～2mm。
结合层5被层叠于主面3M上。结合层5是用于固定支撑基板3和第1弹性体层15的层，例如由聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯酸酯等的粘结剂所构成。结合层5的Z轴方向的厚度虽然没有特别的限制，但是能够设定为例如1μm～50μm。利用这样的结合层5，能够可靠地固定支撑基板和第1弹性体层15。
如图2所示，结合层5由被设置于主面3M的X轴负侧的端部的第1结合部5A、被设置于主面3M的X轴正侧的端部的第2结合部5B、被设置于主面3M的Y轴负侧的端部的第3结合部5C、被设置于主面3M的Y轴正侧的端部的第4结合部5D构成。这样，结合层5具有仅覆盖主面3M的一部分那样的图案。
如图1以及图2所示，主体部13具有第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11。另外，如图2以及图4所示，第1压电层叠体7由被设置于主面3M的X轴负侧的端部的上方的基端部7T以及与基端部7T相连接并在较基端部7T更靠近X轴正方向的位置上设置的前端部7R构成。第2压电层叠体9由被设置于主面3M的X轴正侧的端部的上方的基端部9T以及与基端部9T相连接并在较基端部9T更靠近X轴负方向的位置上设置的前端部9R构成。第1压电层叠体7和第2压电层叠体9相分离，位移部11被固定于前端部7R与前端部9R之间。
对第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11的形状进行更为详细的说明。图3(A)是沿着图1的IIIA-IIIA线的压电驱动器的截面图，图3(B)是沿着图1的IIIB-IIIB线的压电驱动器的截面图。图4仅表示压电驱动器中的结合层、第1压电层叠体、第2压电层叠体以及位移部的平面图。
如图3(A)以及(B)所示，第1压电层叠体7是将Z轴方向作为层叠方向的层叠体。第1压电层叠体7包含第1压电体层7a，第1压电体层7a介于第1上部电极层7b与第1下部电极层7c之间。同样，第2压电层叠体9是将Z轴方向作为层叠方向的层叠体。第2压电层叠体9包含第2压电体层9a，第2压电体层9a介于第2上部电极层9b与第2下部电极层9c之间。同样，位移部11在本实施方式中是将Z轴方向作为层叠方向的层叠体。位移部11包含第3压电体层11a，第3压电体层11a介于第3上部电极层11b与第3下部电极层11c之间。
第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a分别由具有压电性的材料构成，例如由锆钛酸铅(Pb(Zrx、Ti1-x)O3)、钛酸钡(BaTiO3)等的强介电材料构成。第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a的Z轴方向的厚度虽然没有特别的限制，但是能够设定为例如1μm～10μm。第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a在厚度方向上分别具有自发极化的成分。另外，在本实施方式中，第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a被形成为一体，并分别具有相同的大小以及方向的自发极化的成分。
第1上部电极层7b以及第1下部电极层7c是用于将电压施加于第1压电体层7a的一对电极层；第2上部电极层9b以及第2下部电极层9c是用于将电压施加于第2压电体层9a的一对电极层；第3上部电极层11b以及第3下部电极层11c是用于将电压施加于第3压电体层11a的一对电极层。第1上部电极层7b、第1下部电极层7c、第2上部电极层9b、第2下部电极层9c、第3上部电极层11b以及第3下部电极层11c分别由例如白金(Pt)、镍(Ni)、铜(Cu)、铬(Cr)、钯(Pd)、钛(Ti)等的金属材料构成。
第1上部电极层7b、第1下部电极层7c、第2上部电极层9b、第2下部电极层9c、第3上部电极层11b以及第3下部电极层11c的Z轴方向的厚度虽然没有特别的限制，但是能够分别设定为例如0.01μm～5μm。另外，在本实施方式中，第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b被形成为一体，第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c被形成为一体。因此，在本实施方式中，第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11被形成为一体。另外，第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11的Z轴方向的厚度虽然没有特别的限制，但是能够设定为例如1μm～10μm。
另外，如图2以及图4所示，第1压电层叠体7沿着第1假想线7H延伸，该第1假想线7H沿着XY平面延伸；第2压电层叠体9沿着第2假想线9H延伸，该第2假想线9H沿着XY平面延伸。第1假想线7H由对应于第1压电层叠体7的基端部7T的第1假想线基端部7HT以及对应于第1压电层叠体7的前端部7R的第1假想线前端部7HR所构成，并从对应于第1压电层叠体7的基端部7T的基端点7HTE延伸到对应于第1压电层叠体7的前端部7R的前端点7HRE。第2假想线9H由对应于第2压电层叠体9的基端部9T的第2假想线基端部9HT以及对应于第2压电层叠体9的前端部9R的第2假想线前端部9HR所构成，并从对应于第2压电层叠体9的基端部9T的基端点9HTE延伸到对应于第2压电层叠体9的前端部9R的前端点9HRE。
另外，如图4所示，如果从Z轴方向看，那么结合层5的第1结合部5A和第1压电层叠体7的基端部7T重叠，结合层5的第2结合部5B和第2压电层叠体9的基端部9T重叠。另外，如果从Z轴方向看，那么结合层5的第3结合部5C与第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9相分离，结合层5的第4结合部5D与第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9相分离。
图5(A)是对应于图4且表示第1假想线的形状的图，图5(B)是对应于图4且表示第2假想线的形状的图。在图5(A)中，表示有第1假想线7H上的点的XY平面内的切线7T1、7T2、7T3、7T4。切线7T1是基端点7HTE的切线；切线7T2是较切线7T1的切点更靠近前端点7HRE侧的第1假想线7H上的点的切线；切线7T3是较切线7T2的切点更靠近前端点7HRE侧的第1假想线7H上的点的切线；切线7T4是前端点7HRE的切线。如图5(A)所示，第1假想线7H的切线随着切点从基端点7HTE侧向前端点7HRE侧移动，以按照切线7T1、切线7T2、切线7T3以及切线7T4的顺序进行变化的方式，将Z轴作为旋转轴并且沿着图5(A)中的逆时针旋转方向(第1旋转方向)进行旋转。
另外，在图5(B)中，表示有第2假想线9H上的点的XY平面内的切线9T1、9T2、9T3、9T4。切线9T1是基端点9HTE附近的点的切线；切线9T2是较切线9T1的切点更靠近前端点9HRE侧的第2假想线9H上的点的切线；切线9T3是较切线9T2的切点更靠近前端点9HRE侧的第2假想线9H上的点的切线；切线9T4是前端点9HRE的切线。如图5(B)所示，第2假想线9H的切线随着切点从基端点9HTE侧向前端点9HRE侧移动，以按照切线9T1、切线9T2、切线9T3以及切线9T4的顺序进行变化的方式，将Z轴作为旋转轴并且以图5(B)中的逆时针旋转方向(第1旋转方向)进行旋转。
另外，如图4所示，从Z轴方向看，位移部11在本实施方式中是矩形。而且，从Z轴方向看，第1假想线7H的至少第1假想线前端部7HR和第2假想线9H的至少第2假想线前端部9HR能够以相对于位移部11内的中心点11X基本上点对称的方式配置。
接着，对第1弹性体层15以及第2弹性体层17进行说明。如图2以及图3所示，第1弹性体层15由被设置于第1压电层叠体7的基端部7T的下面7TD的第1区域15A、被设置于第2压电层叠体9的基端部9T的下面9TD的第2区域15B、被设置于第1压电层叠体7的侧面7S的第3区域15C、被设置于第2压电层叠体9的侧面9S的第4区域15D、被设置于第1压电层叠体7的前端部7R的下面7RD的第5区域15E、被设置于第2压电层叠体9的前端部9R的下面9RD的第6区域15F、以及被设置于位移部11的下面11D的第7区域15G构成。
第1弹性体层15对于第1压电层叠体7的上面7U、第2压电层叠体9的上面9U以及位移部11的上面11U以外的部分，以埋入第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11的方式进行设置。由此，第1弹性体层15以连接第1压电层叠体7的与支撑基板3相对的下面7TD以及下面7RD、第2压电层叠体9的与支撑基板3相对的下面9TD以及下面9RD、位移部11的与支撑基板3相对的下面11D、第1压电层叠体7的侧面7S的一部分、第2压电层叠体9的侧面9S的一部分、位移部11的侧面11S的一部分的方式被固定于主体部13。
而且，第1弹性体层15经由结合层5而被固定于支撑基板3的主面3M。具体来说，第1弹性体层15的第1区域15A经由结合层5的第1结合部5A而被固定于支撑基板3的主面3M，第1弹性体层15的第2区域15B经由结合层5的第2结合部5B而被固定于支撑基板3的主面3M，第1弹性体层15的第3区域15C经由结合层5的第3结合部5C而被固定于支撑基板3的主面3M，第1弹性体层15的第4区域15D经由结合层5的第4结合部5D而被固定于支撑基板3的主面3M。由此，如图3(A)以及(B)所示，在第1弹性体层15的下面中的与第1结合部5A、第2结合部5B、第3结合部5C以及第4结合部5D相接触的面以外的非结合面15R、以及支撑基板3的主面3M之间，形成有与非结合面15R相接触的空间缝隙5G。在本实施方式中，空间缝隙5G的Z轴方向的高度与结合层5的Z轴方向的厚度相等。
第1弹性体层15由例如聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺类硅树脂、硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、氟树脂、BCB(苯并环丁烯)树脂等的弹性体材料所构成。第1弹性体层15能够由弹性率较构成主体部13的材料低的材料构成。其原因是随着主体部13的位移而容易发生弹性变形。另外，第1弹性体层15能够由与主体部13粘结性良好的材料所构成。另外，第1弹性体层15即使在第1弹性体层15反复发生变形的情况下，也能够具有成为难以从主体部13剥离那样的弹性以及与主体部13的紧贴性。第1弹性体层15的Z轴方向的厚度并没有特别的限制，但是在没有埋入第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11的部分，例如能够设定为1μm～10μm。
如图2以及图3所示，第2弹性体层17被形成于主体部13以及第1弹性体层15的大致整个上面。由此，第2弹性体层17以将第1弹性体层15的上面15U中的作为第1结合部5A、第2结合部5B、第3结合部5C以及第4结合部5D的上方的区域的第1区域15A、第2区域15B、第3区域15C以及第4区域15D，与第1压电层叠体7的上面7U以及第2压电层叠体9的上面9U连接的方式被固定于主体部13上。另外，在第2弹性体层17的主体部13的上部，形成有在厚度方向上贯通第2弹性体层17且截面为圆形的孔部17H。因此，主体部13的位移部11是露出的。
另外，在第2弹性体层17上形成有第1狭缝结构17S1和第2狭缝结构17S2。第1狭缝结构17S1由在分别与第1假想线7H相交叉的方向上延伸并且沿着第1假想线7H并列的多个狭缝所构成。同样，第2狭缝结构17S2由在分别与第2假想线9H相交叉的方向上延伸并且沿着第2假想线9H并列的多个狭缝所构成。
设置这样的第1狭缝结构17S1和第2狭缝结构17S2的目的是使第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的位移方向各向异性化、以及提高产品的可靠性。如果具体加以说明的话，那么接触于第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的第2弹性体层17以从外部气体等的外部环境来保护产品、以及抑制由于施加于成为可动部的主体部13与成为非可动部的结合层5以及第1弹性体层15之间的接合界面周边的应力而造成的产品劣化(接合界面的剥离、可靠性降低)为目的。此时，通过增加与第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9接触的材料，从而存在降低主体部13的位移量的可能性。然而，通过将第1狭缝结构17S1和第2狭缝结构17S2设置于与主体部13的上面相接触的第2弹性体层17，从而不会阻碍主体部13的位移，并且能够达成上述的目的。再有，由于根据狭缝的形状以及大小能够在主体部13的位移方向上进行各向异性化，因而提高了主体部13的位移方向的控制性。
第2弹性体层17除了例如聚酰亚胺树脂、硅树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、BCB(苯并环丁烯)树脂等的树脂之外，也可以为由金属、陶瓷等构成的薄膜材料。第2弹性体层17能够由弹性率较构成主体部13的材料低的材料构成。其原因是随着主体部13的位移而容易发生弹性变形。第2弹性体层17在第1弹性体层15能够支撑固定主体部13并且能够维持足够的可靠性的情况下，即使没有也是可以的。压电驱动器1具备第2弹性体层17的情况，由于较大地阻碍主体部13位移而不优选。从该观点出发，在第2弹性体层17被构成为比主体部13充分薄的薄膜的情况下，也能够使用弹性率比较大的材料来构成第2弹性体层17，但是在第2弹性体层17比主体部13厚的情况下，能够使用弹性率较构成主体部13的材料低的材料来构成第2弹性体层17。第2弹性体层17的Z轴方向的厚度并没有特别的限制，例如能够设定为0.01μm～10μm。
接着，对压电驱动器1的动作进行说明。图6是主体部的平面图。在使压电驱动器1动作的时候，将电压施加于与第1上部电极层7b、第2上部电极层9b和第3上部电极层11b电连接的电极焊垫(在图1～图6中没有图示，参照图16)、以及与第1下部电极层7c、第2下部电极层9c和第3下部电极层11c电连接的电极焊垫(在图1～图6中没有图示，参照图16)之间。这样，由于逆压电效应，第1压电体层7a以及第2压电体层9a对应于所施加的电压的极性以在这些面内(XY平面内)延伸或者收缩的方式发生位移。这样的第1压电体层7a以及第2压电体层9a的面内的伸缩在沿着第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9的延伸方向的方向上成为最大，且该延伸方向的长度越长就变得越大。因此，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9分别沿着第1假想线7H以及第2假想线9H进行伸缩。
在本实施方式中，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9，在第1压电层叠体7由于逆压电效应沿着第1假想线7H延伸同时第2压电层叠体9由于逆压电效应沿着第2假想线9H延伸之际，以在箭头11Y所示的旋转方向(第1旋转方向、图6中的逆时针旋转方向)上使位移部11旋转的方式，分别被固定于位移部11。因此，如果使第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9伸缩，那么这些位移被直接传递到位移部11，位移部11从Z轴方向看，以中心点11X作为旋转中心且沿着第1旋转方向以及与第1旋转方向相反的旋转方向(图6中的顺时针旋转方向)旋转。
即位移部11的旋转方向由第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的伸缩方向决定。具体来说，相对于第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9，如果在其极化方向上施加电压，那么因为第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9在厚度方向上延伸并且在沿着第1假想线7H以及第2假想线9H的方向上收缩，所以位移部11在箭头11Y所示的旋转方向上进行旋转。另一方面，相对于第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9，如果在与极化方向相反的方向上施加电压，那么因为第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9在厚度方向上收缩并且在沿着第1假想线7H以及第2假想线9H的方向上延伸，所以位移部11在与箭头11Y所示的旋转方向相反的方向上进行旋转。
根据如以上所述那样的本实施方式的压电驱动器1，由于以下的理由，可以使结构简单且位移的传递效率高，同时可以增大作为位移对象的位移部11的位移量并且可以使作为位移对象的位移部11进行精密地位移。
在本实施方式的压电驱动器1中，第1压电层叠体7仅在其基端部7T经由第1弹性体层15的第1区域15A并利用第1结合部5A而被固定于支撑基板3的主面3M，第2压电层叠体9仅在其基端部9T经由第1弹性体层15的第2区域15B并利用第2结合部5B而被固定于支撑基板3的主面3M，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9被固定于支撑基板3的主面3M的上方(参照图2～图4)。
而且，在第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的下面7TD、7RD、9TD、9RD和侧面7S、9S上固定有第1弹性体层15，在第1弹性体层15的非结合面15R与支撑基板3主面3M之间形成有与非结合面15R相接触的空间缝隙5G。由此，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9在其基端部7T、9T以外的部分，没有被固定于用于支撑的刚性高的构件上。因此，第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9的位移没有被刚性高的构件所阻碍。再有，作为位移对象的位移部11被直接固定于第1压电层叠体7的前端部7R与第2压电层叠体9的前端部9R之间。其结果，本实施方式的压电驱动器1的结构简单且位移的传递效率变高。
另外，本实施方式的压电驱动器1具备连接第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的下面7TD、7RD、9TD、9RD和第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的侧面7S、9S的第1弹性体层15，该第1弹性体层15在第1区域15A、第2区域15B、第3区域15C以及第4区域15D中被固定于支撑基板3的主面3M(参照图2～图4)。由此，第1压电层叠体7的前端部7R以及第2压电层叠体9的前端部9R的下面7RD、9RD和侧面7S、9S经由第1弹性体层15而被间接地支撑在支撑基板3的主面3M上。再有，第1弹性体层因为由弹性材料所构成，所以与第1压电层叠体的前端部7R以及第2压电层叠体的前端部9R的下面7RD、9RD或者侧面7S、9S被刚性高的构件直接支撑的情况相比较，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的位移难以被阻碍。
由此，即使制成分别沿着第1假想线7H以及第2假想线9H将第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9延长为较长的形状，也能够由支撑基板3充分地支撑第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9。因此，能够抑制第1压电层叠体以及第2压电层叠体发生与逆压电效应没有关系的位移(例如，在图6中，在没有将电压施加于第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9的时候，位移部11在XY平面内旋转并在Z轴方向上发生位移)、或者在没有预期的状态下发生位移(例如，在图6中，在由逆压电效应而使第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9伸缩的时候，位移部11在Z轴方向上发生位移且第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9分别在与第1假想线7H以及第2假想线9H相交叉的方向上发生大的位移)。其结果，本实施方式的压电驱动器1可以同时实现增大作为位移对象的位移部11的位移量以及使位移部11进行精密的位移这两者。
由于以上的理由，根据本实施方式的压电驱动器1，可以使结构简单且位移的传递效率高，同时可以增大作为位移对象的位移部11的位移量并且使作为位移对象的位移部11进行精密的位移。
再有，在本实施方式的压电驱动器1中，在与支撑基板3的主面3M相平行的面内，第1假想线7H的切线7T1、7T2、7T3、7T4随着其切点从第1假想线7H的对应于第1压电层叠体7的基端部7T的基端点7HTE侧向对应于第1压电层叠体7的前端部7R的前端点7HRE侧移动，沿着以Z轴方向作为旋转轴的旋转方向(第1旋转方向)进行旋转，在与支撑基板3的主面3M相平行的面内，第2假想线9H的切线9T1、9T2、9T3、9T4随着切点从第2假想线9H的对应于第2压电层叠体9的基端部9T的基端点9HTE侧向对应于第2压电层叠体9的前端部9R的前端点9HRE侧移动，沿着以Z轴方向作为旋转轴的旋转方向(第1旋转方向)进行旋转(参照图4以及图5)。
因此，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9成为沿着以Z轴方向作为旋转轴的旋转方向(第1旋转方向)曲线地弯曲并延伸的形状(参照图4以及图5)。因此，与做成以相同长度直线地延伸第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9的形状的情况相比较，可以同等地保持了位移部11的位移量，并且可以使压电驱动器1整体的形状小型化。还有，关于第1假想线7H的一部分上的切线，随着其切点从第1假想线7H的对应于第1压电层叠体7的基端部7T的基端点7HTE侧向对应于第1压电层叠体7的前端部7R的前端点7HRE侧移动，如果沿着以Z轴方向作为旋转轴的旋转方向(第1旋转方向)进行旋转，那么能够得到可以同等地保持位移部11的位移量并且使压电驱动器1整体的形状小型化的效果。同样，关于第2假想线9H的一部分上的切线，随着其切点从第2假想线9H的对应于第2压电层叠体9基端部9T的基端点9HTE侧向对应于第2压电层叠体9前端部9R的前端点9HRE侧移动，如果沿着以Z轴方向作为旋转轴的旋转方向(第1旋转方向)进行旋转，那么能够得到可以同等地保持位移部11的位移量并且使压电驱动器1整体的形状小型化的效果。
再有，在本实施方式的压电驱动器1中，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9，在第1压电层叠体7沿着第1假想线7H并由逆压电效应进行延伸同时第2压电层叠体9由逆压电效应沿着第2假想线9H进行延伸之际，以沿着将Z轴方向作为旋转轴的第1旋转方向使位移部11旋转的方式，分别被固定于位移部11(参照图6)，之后，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9成为如以上所述沿着以Z轴方向作为旋转轴的第1旋转方向曲线地弯曲并延伸的形状。由此，如果沿着第1假想线7H使第1压电层叠体7伸缩，那么第1压电层叠体7的前端部7R以沿着第1旋转方向的方式进行伸缩。同样，如果沿着第2假想线9H使第2压电层叠体9伸缩，那么第2压电层叠体9的前端部9R以沿着第1旋转方向的方式进行伸缩。其结果，使位移部11旋转的时候的位移的传递效率变得更加高。
再有，在本实施方式的压电驱动器1中，从Z轴方向看，第1假想线7H的至少第1假想线前端部7HR和第2假想线9H的至少第2假想线前端部9HR能够以相对于位移部11内的中心点11X基本上点对称的方式配置(参照图4以及图6)。
在此情况下，第1压电层叠体7的前端部7R和第2压电层叠体9的前端部9R由逆压电效应而相对于位移部11内的中心点11X呈基本上点对称地进行伸缩。因此，使位移部11旋转的时候的位移的传递效率变得更加高。
再有，在本实施方式的压电驱动器1中，位移部11包含第3上部电极11b、第3下部电极11c以及第3压电体层11a，第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a被形成为一体，第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b被形成为一体，第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c被形成为一体(参照图2～图4)。因此，第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11被形成为一体。由此，为了由逆压电效应而使第1压电层叠体7和第2压电层叠体9伸缩，可以将电压施加于第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b中的任意一个电极层与第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c中的任意一个电极层之间，所以能够使压电驱动器1整体的结构简单(参照图16)。
再有，在本实施方式的压电驱动器1中，在第2弹性体层17上形成有由在分别与第1假想线7H相交叉的方向上进行延伸并且沿着第1假想线7H并列的多个狭缝所构成的第1狭缝结构17S1、由在分别与第2假想线9H相交叉的方向上进行延伸并且沿着第2假想线9H并列的多个狭缝所构成的第2狭缝结构17S2(参照图1～图3)。由此，第1压电层叠体7由逆压电效应而易于沿着第1假想线7H伸缩，第2压电层叠体9由逆压电效应而易于沿着第2假想线9H伸缩。其结果，可以进一步提高位移的传递效率。
接着，对本实施方式所涉及的压电驱动器的制造方法进行说明。本实施方式所涉及的压电驱动器通常使用大型的临时基板来同时制造许多个压电驱动器，但是在以下的说明中，以制造1个压电驱动器的情况为中心进行说明。
图7(A)、图8(A)、图9(A)、图10(A)、图12(A)、图13(A)、图14(A)、图15(A)以及图16(A)是用于说明本实施方式的压电驱动器的制造方法的平面图。图7(B)、图7(C)、图8(B)以及图8(C)分别是沿着图7(A)中的VIIB-VIIB线、VIIC-VIIC线、图8(A)中的VIIIB-VIIIB线以及VIIIC-VIIIC线的截面图，图9(B)是沿着图9(A)中的IXB-IXB的截面图，图10(B)、图11(A)、图11(B)、图11(C)以及图11(D)分别是沿着图10(A)的XB-XB线、XIA-XIA线、XIB-XIB线、XIC-XIC线以及XID-XID线的截面，图12(B)以及图13(B)分别是沿着图12(A)的XIIB-XIIB线以及图13(A)的XIIIB-XIIIB线的截面图，图14(B)以及图14(C)分别是沿着图14(A)的XIVB-XIVB线以及XIVC-XIVC线的截面图，图15(B)以及图16(B)分别是沿着图15(A)的XVB-XVB线以及图16(A)的XVIB-XVIB线的截面图。
(主体部形成工序)
在本实施方式的压电驱动器的制造方法中，首先，如图7(A)、(B)、(C)所示，在临时基板21上使用由例如蒸镀法以及溅射法等的物理气相生长法或者MOD法(Metal Organic Decomposition)而将金属有机化合物溶液涂布于基板上并加热以进行热分解的化学溶液工艺、由AD法(Aerosol Deposition气浮沉积法)将材料细微颗粒与空气混合进行气溶胶化并以高速对基板进行冲撞从而利用被释放的运动能来使基板-颗粒之间以及颗粒彼此之间结合的方法等，而依次层叠具有缓冲层25、第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11的主体部13和金属层9d。在层叠这些层的过程中，能够使用外延生长法。如果更加具体地加以说明的话，那么首先在临时基板21上使缓冲层25外延生长。缓冲层25取向于例如(100)方向、(010)方向或者(001)方向，并且其上面能够做成作为{111}刻面的外延生长膜。
接着，在缓冲层25上依次使主体部下部电极层(第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c)、以及主体部压电体层(第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a)外延生长，并进一步在主体部压电体层上形成主体上部电极层(第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b)。还有，该主体上部电极层也可以不是外延生长膜。由此，形成由临时基板21、缓冲层25、主体部下部电极层、主体部压电体层以及主体部上部电极层构成的层叠体。主体部压电体层由作为缓冲层25的种子层的效应而成为其结晶取向方向集中于极化方向(001)的取向压电体膜，所以具有自发极化(Spontaneous polarization)。
作为临时基板21，能够使用由例如硅(Si)、氧化镁(MgO)等构成的具有结晶性的基板。作为构成缓冲层25的材料，能够使用例如氧化锆等的氧化物。缓冲层25是为了进行临时基板21和主体部压电体层之间的晶格常数匹配(lattice constant matching)的控制以及主体部压电体层的取向方向的控制而设置的。
第1压电层叠体7包含第1上部电极层7b、第1下部电极层7c以及介于这些层之间的第1压电体层7a。第2压电层叠体9包含第2上部电极层7b、第2下部电极层9c以及介于这些层之间的第2压电体层9a。位移部11包含第3上部电极层11b、第3下部电极层11c以及介于这些层之间的第3压电体层11a。第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a被形成为一体，第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b被形成为一体，第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c被形成为一体。第1压电层叠体7沿着第1假想线7H延伸，第2压电层叠体9沿着第2假想线9H延伸。金属层9d与主体部13相分离，并被设置于接近于第2压电层叠体9的位置。
这样的主体部13能够将例如由与第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c相同的材料构成的层、由与第1压电体层7a、第2压电体层9a以及第3压电体层11a相同的材料构成的层、由与第1上部电极层7b、第2上电极层9b以及第3上部电极层11b相同的材料构成的层，按照该顺序形成于临时基板21上的整个面，并由光刻(photolithography)法加工成规定的形状，从而被形成。金属层9d能够使用例如与第2下部电极层9c相同的材料形成，并能够由光刻法而以规定的形状被形成于规定的位置。
(第1弹性体层形成工序)
接着，如图8(A)、(B)、(C)所示，以覆盖主体部13的方式形成第1弹性体层15。此时，以露出金属层9d的至少一部分和第2上部电极层9d的一部分的方式将2个导通孔(through-hole)15h形成于第1弹性体层15。第1弹性体层15的形成，例如能够由旋转涂布法来加以进行。由此，第1弹性体层15的上面被制成大致平坦。主体部13被埋入到第1弹性体层15内。另外，第1弹性体层15由被设置于第1压电层叠体7的基端部7T上的第1区域15A、被设置于第2压电层叠体9的基端部9T上的第2区域15B、被设置于第1压电层叠体7的侧面的第3区域15C、被设置于第2压电层叠体9的侧面的第4区域15D、被设置于第1压电层叠体7的前端部7R上的第5区域15E、被设置于第2压电层叠体9的前端部9R上的第6区域15F、被设置于位移部11上的第7区域15G所构成。
(电连接工序)
接着，如图9(A)、(B)所示，以经由2个导通孔(through-hole)15h而电连接金属层9d和第2上部电极层9b的方式，从所露出的金属层9d遍及所露出的第2上部电极层9b，由例如真空蒸镀法、溅射法等物理气相生长法或电解电镀或导电性树脂的印刷等，形成由例如银(Ag)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)等构成的金属导体层23。
(结合层形成工序)
接着，如图10(A)、(B)以及图11(A)、(B)、(C)、(D)所示，将结合层5形成于第1弹性体层15上。结合层5具有覆盖第1弹性体层15的第1区域15A的一部分、第2区域15B的一部分、第3区域15C的一部分以及第4区域15D的一部分并且使这些区域以外的第1弹性体层15(非结合层面15R)露出的图案。
具有这样的图案的结合层5例如在使用感光性的材料作为形成结合层5的材料的情况下，能够通过在将结合层5形成于第1弹性体层15上的整个面之后，对结合层5进行曝光以及显影，并加工成规定的形状来加以形成。另外，在使用非感光性的材料作为形成结合层5的材料的情况下，能够通过在将结合层5形成于第1弹性体层15上的整个面之后，在其层上形成防护层，并由光刻法将结合层5加工成规定的形状，从而形成具有如上所述的图案的结合层5。
(支撑基板固定工序)
接着，如图12(A)、(B)所示，将支撑基板3固定于结合层5上。将支撑基板3固定于结合层5上，能够通过例如以将支撑基板3按压在结合层5上的状态加热结合层5来进行。由此，将与非结合面15R相接触的空间缝隙5G形成于非结合面15R与支撑基板3的主面3M之间。
(临时基板除去工序)
接着，如图13(A)、(B)所示，除去临时基板21。由此，露出缓冲层25。临时基板21的除去，能够由例如反应性离子蚀刻(RIE)法或者湿式蚀刻法来进行。该缓冲层25因为由氧化锆等的氧化物膜所构成，所以在本工序中，在由蚀刻除去临时基板21的时候，缓冲层25发挥作为屏障层(蚀刻阻止层)的作用。
(缓冲层除去工序)
接着，如图14(A)、(B)所示，在临时基板除去工序后，由光刻法和蚀刻工序除去所露出的缓冲层25的规定的地方。由此，除去位于位移部11的上方、第1压电层叠体7的基端部的上方、第2压电层叠体9的基端部的上方以及导通孔15h的上方以外的区域的缓冲层25。
(电极焊垫形成工序)
接着，如图15(A)、(B)所示，由例如真空蒸镀法、溅射法等的物理气相生长法或电解电镀或导电性树脂印刷等，将由金(Au)、银(Ag)等的金属导体等构成的2个电极焊垫27形成于2个导通孔15h的上方的第2下部电极层9c和金属层9d上。由此，一个电极焊垫27与第1下部电极层7c、第2下部电极层9c以及第3下部电极层11c相电连接，另一个电极焊垫27与第1上部电极层7b、第2上部电极层9b以及第3上部电极层11b相电连接。
(第2弹性体层形成工序)
接着，如图16(A)、(B)所示，在通过在临时基板除去工序中除去临时基板21而露出的第1压电层叠体7、第2压电层叠体9、位移部11以及第1弹性体层15上，形成第2弹性体层17。此时，由第2弹性体层17，连接第1弹性体层15的露出面中结合层5的上方的区域、第1压电层叠体7的上面以及第2压电层叠体9的上面。另外，将第1狭缝结构17S1以及第2狭缝结构17S2形成于第2弹性体层17。这样的第2弹性体层17的形成，例如能够通过在由旋转涂布法将第2弹性体层17形成于整个面之后，由光刻法加工成规定的形状来进行。之后，进行切割加工等并进行每个元件的单片化。经过这样的工序，从而制造出本实施方式的压电驱动器1。
根据本实施方式的压电驱动器的制造方法，所获得的压电驱动器1因为具有如以上所述的特征，所以可以使结构简单且位移的传递效率为高，同时可以增大位移对象的位移量并且使位移对象进行精密的位移。
本发明并不限于上述实施方式，可以有各种各样的变形。
例如，在上述的实施方式中，第1压电层叠体7、第2压电层叠体9以及位移部11虽然被形成为一体(参照图2以及图3)，但是也可以是分别不同的构件。在此情况下，位移部11也可以不具有压电体层(第3压电体层11a)。再有，在此情况下，通过将用于将电压施加于第1压电层叠体7的一对第1电极焊垫对、以及用于将电压施加于第2压电层叠体9的一对第2电极焊垫对设置于压电驱动器1中，从而能够以各种不同的方式(例如，在一个沿着其延伸方向由逆压电效应而进行延伸的时候，另一个沿着其延伸方向由逆压电效应而发生收缩的方式)分别使第1压电层叠体7和第2压电层叠体9发生位移。由此，例如能够在与支撑基板3的主面3M相平行的方向上使位移部11发生直线位移。即第1压电层叠体7和第2压电层叠体9也可以以在与支撑基板3的主面3M相平行的方向上使位移部11发生直线位移的方式，分别被固定于位移部11。
另外，在上述的实施方式中，第1假想线7H虽然曲线，但是也可以是直线。即第1压电层叠体7在与支撑基板3的主面3M相平行的面内，也可以是直线延伸的形状。同样，在上述的实施方式中，第2假想线9H虽然是曲线，但是也可以是直线。即第2压电层叠体9在与支撑基板3的主面3M相平行的面内，也可以是直线延伸的形状。
另外，在上述的实施方式中，在第2弹性体层17上虽然形成有第1狭缝结构17S1和第2狭缝结构17S2，但是在第2弹性体层17上也可以不形成这些结构。
另外，在上述的实施方式中，压电驱动器1虽然具备第2弹性体层17，但是也可以不具备第2弹性体层17。
另外，在上述的实施方式中，在非结合面15R与支撑基板3的主面3M之间虽然形成有空间缝隙5G(参照图3)，但是非结合面15R也可以由弹性率较第1结合部5A、第2结合部5B、第3结合部5C以及第4结合部5D低的构件(例如，具有橡胶弹性的弹性构件)而被固定于支撑基板3的主面3M。即使在这样的情况下，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9在其基端部7T、9T以外的部分，因为不是被固定于用于支撑的刚性高的构件，所以第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9的位移不会被刚性高的构件阻碍。其结果，能够制造出结构简单且位移的传递效率高的压电驱动器。
另外，在如以上所述的压电驱动器1中，如果非结合面15R和支撑基板3的主面3M不被固定，那么空间缝隙5G可以使用由有机材料、无机材料、金属材料等构成的构件来填埋。例如，在使用与非结合面15R的动摩擦系数充分低的构件填埋空间缝隙5G的方式，即在主体部13发生位移的情况下，也可以为在与填埋空间缝隙5G的构件相接触的面上，主体部13发生滑动那样的方式。即使在这样的情况下，第1压电层叠体7以及第2压电层叠体9在其基端部7T、9T以外的部分，因为不被固定于用于支撑的刚性高的构件，所以第1压电层叠体7或者第2压电层叠体9的位移不会被刚性高的构件阻碍。其结果，能够制造出结构简单且位移的传递效率高的压电驱动器。
另外，如以上所述的压电驱动器1还可以进一步具备用于在使主体部13发生位移的时候有效地抑制主体部13在XY平面内扩展的导向部。具体来说，压电驱动器1还可以进一步具备例如从Z轴的正方向看，作为以包围第2弹性体层17的侧面的方式接近于或者接触于第2弹性体层17同时固定与支撑基板3的相对位置的导向部的框构件。因为通过设置这样的导向部，从而抑制了主体部13在XY平面内扩展，所以能够提高使主体部13发生位移的时候的位移部11的旋转位移效率。还有，这样的导向部可以与支撑基板3形成为一体，也可以为与支撑基板3不同的构件并固定与支撑基板3的相对位置。

Claims (11)

1.一种压电驱动器，其特征在于：
具备，
支撑基板；
主体部，其具有第1压电层叠体、第2压电层叠体和位移部，所述第1压电层叠体包含第1上部电极层、第1下部电极层以及介于这两个电极层之间的第1压电体层，所述第2压电层叠体包含第2上部电极层、第2下部电极层以及介于这两个电极层之间的第2压电体层，所述位移部可相对于所述支撑基板发生位移；以及
第1弹性体层，
所述主体部被设置于所述支撑基板的主面的上方，
所述第1压电层叠体将与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为层叠方向，并沿着与所述支撑基板的所述主面相平行的面内的第1假想线延伸，
所述第2压电层叠体将与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为层叠方向，并沿着与所述支撑基板的所述主面相平行的面内的第2假想线延伸，并且与所述第1压电层叠体相分离，
所述位移部被固定于所述第1压电层叠体的前端部与所述第2压电层叠体的前端部之间，
所述第1弹性体层以连接所述第1压电层叠体的与所述支撑基板相对的下面、所述第2压电层叠体的与所述支撑基板相对的下面、所述第1压电层叠体的侧面的至少一部分以及所述第2压电层叠体的侧面的至少一部分的方式，被固定于所述主体部，
所述第1弹性体层中被设置于所述第1压电层叠体的基端部的下面的第1区域由第1结合部而被固定于所述支撑基板的所述主面，
所述第1弹性体层中被设置于所述第2压电层叠体的基端部的下面的第2区域由第2结合部而被固定于所述支撑基板的所述主面，
所述第1弹性体层中被设置于所述第1压电层叠体的侧面的第3区域的至少一部分由第3结合部而被固定于所述支撑基板的所述主面，
所述第1弹性体层中被设置于所述第2压电层叠体的侧面的第4区域的至少一部分由第4结合部而被固定于所述支撑基板的所述主面，
所述第1弹性体层的与所述支撑基板相对的下面中除了与所述第1结合部、所述第2结合部、所述第3结合部以及所述第4结合部相接触的面以外的非结合面未被固定于所述支撑基板的所述主面，或者由弹性率较所述第1结合部、所述第2结合部、所述第3结合部以及所述第4结合部低的构件而被固定于所述支撑基板的所述主面，
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第1假想线的至少一部分上的切线随着切点从所述第1假想线的对应于所述第1压电层叠体的基端部的端点侧向对应于所述第1压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为旋转轴的第1旋转方向进行旋转，
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第2假想线的至少一部分上的切线随着切点从所述第2假想线的对应于所述第2压电层叠体的基端部的端点侧向对应于所述第2压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为旋转轴的所述第1旋转方向进行旋转。
2.如权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于：
在所述非结合面与所述支撑基板的所述主面之间，形成有与所述非结合面相接触的空间缝隙。
3.如权利要求1或者2所述的压电驱动器，其特征在于：
还具有第2弹性体层，该第2弹性体层以将所述第1弹性体层的上面中的所述第1结合部、所述第2结合部、所述第3结合部以及所述第4结合部的上方的区域，与所述第1压电层叠体的上面以及所述第2压电层叠体的上面连接的方式被固定于主体部。
4.如权利要求3所述的压电驱动器，其特征在于：
所述第1弹性体层由树脂构成，
所述第2弹性体层由树脂构成。
5.如权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于：
所述第1压电层叠体以及所述第2压电层叠体，在该第1压电层叠体沿着所述第1假想线进行延伸同时所述第2压电层叠体沿着所述第2假想线进行延伸之际，以沿着以与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为旋转轴的所述第1旋转方向使所述位移部旋转的方式，分别被固定于所述位移部。
6.如权利要求5所述的压电驱动器，其特征在于：
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第1假想线的至少对应于所述第1压电层叠体的所述前端部的部分上的切线随着切点从所述第1假想线的对应于所述第1压电层叠体的所述基端部的端点侧向对应于所述第1压电层叠体的所述前端部的端点侧移动，在所述第1旋转方向上进行旋转，
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第2假想线的至少对应于所述第2压电层叠体的所述前端部的部分上的切线随着切点从所述第2假想线的对应于所述第2压电层叠体的所述基端部的端点侧向对应于所述第2压电层叠体的所述前端部的端点侧移动，在所述第1旋转方向上进行旋转。
7.如权利要求6所述的压电驱动器，其特征在于：
所述第1假想线的至少对应于所述第1压电层叠体的所述前端部的部分和所述第2假想线的至少对应于所述第2压电层叠体的所述前端部的部分，从垂直于所述支撑基板的所述主面的方向看，以相对于所述位移部内的点基本上点对称的方式配置。
8.如权利要求1所述的压电驱动器，其特征在于：
所述位移部包含第3上部电极层、第3下部电极层以及第3压电体层，
所述第1压电体层、所述第2压电体层以及所述第3压电体层被形成为一体，
所述第1上部电极层、所述第2上部电极层以及所述第3上部电极层被形成为一体，
所述第1下部电极层、所述第2下部电极层以及所述第3下部电极层被形成为一体。
9.如权利要求3所述的压电驱动器，其特征在于：
在所述第2弹性体层上形成有第1狭缝结构和第2狭缝结构，所述第1狭缝结构由在分别与所述第1假想线相交叉的方向上延伸并沿着所述第1假想线并列的多个狭缝构成，所述第2狭缝结构由在分别与所述第2假想线相交叉的方向上延伸并沿着所述第2假想线并列的多个狭缝构成。
10.一种压电驱动器的制造方法，其特征在于：
具备以下工序，
主体部形成工序，在临时基板上形成主体部，该主体部具有第1压电层叠体、第2压电层叠体和位移部，所述第1压电层叠体包含第1上部电极层、第1下部电极层以及介于这两个电极层之间的第1压电体层，并沿着与所述临时基板的主面相平行的面内的第1假想线进行延伸，所述第2压电层叠体包含第2上部电极层、第2下部电极层以及介于这两个电极层之间的第2压电体层，并沿着与所述临时基板的所述主面相平行的面内的第2假想线进行延伸，并且与所述第1压电层叠体相分离，所述位移部被固定于所述第1压电层叠体的前端部与所述第2压电层叠体的前端部之间；
第1弹性体层形成工序，在所述主体部上以覆盖该主体部的方式形成第1弹性体层；
结合层形成工序，形成具有图案的结合层，该图案覆盖所述第1弹性体层中被设置于所述第1压电层叠体的基端部上的第1区域、被设置于所述第2压电层叠体的基端部上的第2区域、被设置于所述第1压电层叠体的侧面的第3区域的至少一部分、以及被设置于所述第2压电层叠体的侧面的第4区域的至少一部分，并且使除了这些区域以外的所述第1弹性体层露出；
支撑基板固定工序，通过将支撑基板固定于所述结合层上，从而在第1弹性体层中未形成有所述结合层的非结合面与所述支撑基板的所述主面之间，形成与所述非结合面相接触的空间缝隙；以及
临时基板除去工序，除去临时基板，
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第1假想线的至少一部分上的切线随着切点从所述第1假想线的对应于所述第1压电层叠体的基端部的端点侧向对应于所述第1压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为旋转轴的第1旋转方向进行旋转，
在与所述支撑基板的所述主面相平行的面内，所述第2假想线的至少一部分上的切线随着切点从所述第2假想线的对应于所述第2压电层叠体的基端部的端点侧向对应于所述第2压电层叠体的前端部的端点侧移动，沿着以与所述支撑基板的所述主面相交叉的方向作为旋转轴的所述第1旋转方向进行旋转。
11.如权利要求10所述的压电驱动器的制造方法，其特征在于：
在所述临时基板除去工序之后，还具备第2弹性体层形成工序，在该第2弹性体层形成工序中，在通过在所述临时基板除去工序中除去所述临时基板而露出的所述第1压电层叠体、所述第2压电层叠体以及所述第1弹性体层上，以连接所述第1弹性体层的露出面中所述结合层的上方的区域、所述第1压电层叠体的上面以及所述第2压电层叠体的上面的方式，形成第2弹性体层。
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