壓電振動(dòng)元件、壓電振動(dòng)裝置及移動(dòng)終端的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件以及使用該壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置及移動(dòng)終端。所述壓電振動(dòng)元件、使用該壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置以及移動(dòng)終端具有沿著第一方向?qū)盈B的多個(gè)電極層及壓電體層，并且具有沿著第一方向隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面(14a、14b)，通過輸入電信號(hào)，以振幅沿著與第一方向垂直的第二方向發(fā)生變化的方式在第一方向上彎曲振動(dòng)，其中，沿著第一方向隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面的一方具有與第一方向及第二方向垂直的第三方向上的中央部比兩端部突出的形狀。能夠獲得可減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件以及使用該壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置及移動(dòng)終端。
【專利說明】壓電振動(dòng)兀件、壓電振動(dòng)裝直及移動(dòng)終?而
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓電振動(dòng)元件和使用該壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置以及移動(dòng)終端。【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，已知有如下所述的壓電振動(dòng)裝置:將平板狀的壓電雙晶片元件與振動(dòng)板隔開間隔地配置，并且將壓電雙晶片元件的長(zhǎng)度方向上的中央部固定于振動(dòng)板(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:W02005/004535
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在上述現(xiàn)有的壓電振動(dòng)裝置中使用的壓電振動(dòng)元件利用在長(zhǎng)度方向上振幅發(fā)生變化的厚度方向上的振動(dòng)，但因外形的變形、電極的位置偏移等而導(dǎo)致質(zhì)量分布完全不對(duì)稱等，由此存在產(chǎn)生在寬度方向上振幅發(fā)生變化的不必要的振動(dòng)而導(dǎo)致振動(dòng)特性惡化這樣的問題。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)中的問題點(diǎn)而被提出的，其目的在于提供一種能夠減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件和使用該壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置及移動(dòng)終端。
[0009]解決方案
[0010]本發(fā)明的壓電振動(dòng)元件至少具有沿著第一方向?qū)盈B的多個(gè)電極層及壓電體層，并且具有沿著所述第一方向隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面，通過輸入電信號(hào)，以振幅沿著與所述第一方向垂直的第二方向發(fā)生變化的方式在所述第一方向上彎曲振動(dòng)，所述壓電振動(dòng)元件的特征在于，所述兩個(gè)表面的一方具有與所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上的中央部比兩端部突出的形狀。
[0011]本發(fā)明的壓電振動(dòng)裝置的特征在于，所述壓電振動(dòng)裝置至少具有所述壓電振動(dòng)元件和在該壓電振動(dòng)元件的所述兩個(gè)表面的另一面上安裝的振動(dòng)板。
[0012]本發(fā)明的移動(dòng)終端的特征在于，所述移動(dòng)終端至少具有電子電路、顯示器、所述壓電振動(dòng)裝置、殼體，所述振動(dòng)板是所述顯示器、所述顯示器的一部分或所述顯示器的罩體，所述振動(dòng)板直接或經(jīng)由其他構(gòu)件安裝于所述殼體。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的壓電振動(dòng)元件，能夠獲得減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件。根據(jù)本發(fā)明的壓電振動(dòng)裝置，能夠獲得減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)裝置。根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)終端，能夠獲得可傳遞高品質(zhì)聲音信息的移動(dòng)終端。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件的形狀的立體圖。
[0016]圖2是示意性表示圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的立體圖。
[0017]圖3中，(a)?(d)是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的俯視圖。
[0018]圖4是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的圖。
[0019]圖5是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的形狀的平面圖。
[0020]圖6是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的形狀的平面圖。
[0021]圖7是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第二例的壓電振動(dòng)元件的立體圖。
[0022]圖8是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第三例的壓電振動(dòng)裝置的立體圖。
[0023]圖9是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第四例的移動(dòng)終端的立體圖。
[0024]圖10是圖9中的A-A’線剖視圖。
[0025]圖11是圖9中的B-B’線剖視圖。
[0026]圖12是表示使用了本發(fā)明實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件的壓電振動(dòng)裝置的特性的測(cè)定結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的壓電振動(dòng)元件、壓電振動(dòng)裝置及移動(dòng)終端進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028](實(shí)施方式的第一例)
[0029]圖1是示意性表示作為本發(fā)明實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件的形狀的立體圖。圖2是示意性表示圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的立體圖。圖3(a)?(d)是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的俯視圖。圖4是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的構(gòu)造的圖。圖5是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的形狀的平面圖。圖6是用于說明圖1所示的壓電振動(dòng)元件的形狀的平面圖。需要說明的是，在圖1、圖5及圖6中，為了便于作圖，省略了壓電振動(dòng)元件14的詳細(xì)構(gòu)造的圖示。另外，在圖2中，為了便于作圖，將壓電振動(dòng)元件14的形狀變形為立方體而進(jìn)行圖示。
[0030]本例的壓電振動(dòng)元件14如圖1所示為類似于立方體的形狀，具有沿著第一方向(附圖的z軸方向)層疊的多個(gè)電極層及壓電體層。另外，壓電振動(dòng)元件14具有沿著第一方向(附圖的z軸方向)隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面(第一表面14a及第二表面14b)。而且，壓電振動(dòng)元件14通過輸入電信號(hào)而以振幅沿著與第一方向(附圖的z軸方向)垂直的第二方向(附圖的X軸方向)發(fā)生變化的方式在第一方向(附圖的z軸方向)上彎曲振動(dòng)。即，壓電振動(dòng)元件14通過輸入電信號(hào)而以第一表面14a及第二表面14b成為彎曲面的方式彎曲振動(dòng)。
[0031]另外，在壓電振動(dòng)元件14中，沿著第一方向(附圖的z軸方向)隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面的一方(第一表面14a)具有與第一方向(附圖的z軸方向)及第二方向(附圖的X軸方向)垂直的第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部比兩端部向第一方向(附圖的z軸方向)突出的形狀。需要說明的是，第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部比兩端部突出的狀態(tài)不必在第二方向(附圖的X軸方向)的整體范圍內(nèi)產(chǎn)生。另外，在第一表面14a中，第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部相對(duì)于兩端部的向附圖的+z方向突出的突出量被設(shè)定為例如壓電振動(dòng)元件14的厚度(第一方向(附圖的z軸方向)上的尺寸)的7%?30%左右。
[0032]另外，在壓電振動(dòng)元件14中，沿著第一方向(附圖的z軸方向)隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面的另一方(第二表面14b)比第一表面14a平坦。需要說明的是,第二表面14b優(yōu)選為盡可能平坦，在第二表面14b中，第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部相對(duì)于兩端部的向附圖的-Z方向突出的突出量?jī)?yōu)選為例如壓電振動(dòng)元件14的厚度(第一方向(附圖的z軸方向)上的尺寸)的3%以下。而且，在壓電振動(dòng)元件14中，第二方向(附圖的X軸方向)上的尺寸比第三方向(附圖的y軸方向)上的尺寸大。需要說明的是，第二表面14b比第一表面14a平坦是指第二表面14b的平坦度的值比第一表面14a的平坦度的值小。即，第二表面14b中的第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部相對(duì)于兩端部的突出量比第一表面14a的表面中的第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部相對(duì)于兩端部的突出量小。另外，第一表面14a及第二表面14b的平坦度能夠使用已知的各種平坦度測(cè)定裝置而容易地測(cè)定。
[0033]另外，如圖2所示，壓電振動(dòng)元件14具有:層疊體20 ;表面電極31、32、33 ;第一連接電極41 ;第二連接電極42 ;第三連接電極(未圖示)。需要說明的是，在圖2中，為了便于作圖，將壓電振動(dòng)元件14的形狀變形為立方體而進(jìn)行圖示。
[0034]如圖3所示，層疊體20通過在壓電振動(dòng)元件14的厚度方向即第一方向(附圖的z軸方向)上層疊被極化的多層壓電體層24和多個(gè)內(nèi)部電極21、22、23而構(gòu)成。
[0035]圖3的(a)?(d)是示意性表示壓電振動(dòng)元件14具有的表面電極31、32、33及內(nèi)部電極21、22、23的俯視圖。如圖3(a)所示，在層疊體20的兩個(gè)主面各自配置有表面電極
31、32、33。另外，在層疊體20的內(nèi)部分別配置有多個(gè)圖3(b)所示的內(nèi)部電極21、圖3 (c)所示的內(nèi)部電極22、圖3(d)所示的內(nèi)部電極23。
[0036]如圖3(b)所示，內(nèi)部電極21具有如下所述的構(gòu)造:在與層疊體20的側(cè)面隔開間隔地形成于壓電體層24的大致整面的范圍內(nèi)的矩形的主體部21a的長(zhǎng)度方向上的一端，連接有一端向?qū)盈B體20的側(cè)面露出的矩形的引出部21b。需要說明的是，引出部21b的一端在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的一端處向?qū)盈B體20的側(cè)面露出。
[0037]如圖3(c)所示，內(nèi)部電極22具有如下所述的構(gòu)造:在與層疊體20的側(cè)面隔開間隔地形成于壓電體層24的大致整面的范圍內(nèi)的矩形的主體部22a的長(zhǎng)度方向上的一端，連接有一端向?qū)盈B體20的側(cè)面露出的矩形的引出部22b。需要說明的是，引出部22b的一端在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的一端處向?qū)盈B體20的側(cè)面露出。
[0038]如圖3(d)所示，內(nèi)部電極23具有在壓電體層24的大致整面的范圍內(nèi)形成的矩形的形狀。另外，內(nèi)部電極23的僅長(zhǎng)度方向上的一端向?qū)盈B體20的側(cè)面露出，另一端與層疊體20的側(cè)面隔開間隔地形成。需要說明的是，內(nèi)部電極23的一端在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的另一端處向?qū)盈B體20的側(cè)面露出。需要說明的是，引出部21b與引出部22b以不在層疊體20的厚度方向(層疊方向)上重疊的方式在層疊體20的寬度方向上隔開間隔地配置。
[0039]表面電極33如圖3(a)所示具有矩形的形狀。另外，表面電極33的僅長(zhǎng)度方向上的一端向?qū)盈B體20的側(cè)面露出，另一端與層疊體20的側(cè)面隔開間隔地形成。需要說明的是，表面電極33在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的80%以上的區(qū)域內(nèi)形成。另外，表面電極33的一端在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的另一端處向?qū)盈B體20的側(cè)面露出。[0040]如圖3(a)所示，在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的一端與表面電極33的長(zhǎng)度方向上的另一端之間，以在層疊體20的寬度方向上隔開間隔的方式配置有表面電極31及表面電極
32。表面電極31及表面電極32呈矩形,長(zhǎng)度方向上的一端在層疊體20的長(zhǎng)度方向上的一端處向?qū)盈B體20的側(cè)面露出。另外，表面電極31及表面電極32的長(zhǎng)度方向上的另一端與表面電極33之間具有間隔，并且表面電極31及表面電極32在層疊體20的寬度方向上與層疊體20的側(cè)面隔開間隔地配置。
[0041]另外，在層疊體20中，內(nèi)部電極21、22、23與壓電體層24在層疊方向即第一方向(附圖的z軸方向)上交替配置。圖4是示意性表示層疊體20的層疊方向上的、表面電極33及內(nèi)部電極21、22、23的配置和在表面電極33及內(nèi)部電極21、22、23之間配置的壓電體層24中的極化方向的圖。如圖4所示，內(nèi)部電極21或內(nèi)部電極22與表面電極33或內(nèi)部電極23在第一方向(附圖的z軸方向)上交替配置。另外，在層疊體20的層疊方向上的一方側(cè)(附圖的+z方向側(cè))，內(nèi)部電極21與內(nèi)部電極23或表面電極33交替配置,在層疊體20的層疊方向上的另一方側(cè)(附圖的-Z方向側(cè))，內(nèi)部電極22與內(nèi)部電極23或表面電極33交替配置。即，壓電振動(dòng)元件14具有沿著第一方向(附圖的z軸方向)交替層疊的、由表面電極33及內(nèi)部電極21、22、23構(gòu)成的多個(gè)電極層(扁平電極)和多個(gè)壓電體層24。
[0042]多個(gè)內(nèi)部電極21在層疊體20的長(zhǎng)度方向即第二方向(附圖的X軸方向)的一端部(+X方向的端部)處，通過第一連接電極41相互連接向?qū)盈B體20的側(cè)面露出的引出部21b的端部彼此。此外，多個(gè)內(nèi)部電極21經(jīng)由第一連接電極41而與分別配置在層疊體20的兩個(gè)主面的表面電極31連接。
[0043]另外，多個(gè)內(nèi)部電極22在第二方向(附圖的X軸方向)的一端部(+X方向的端部)處，通過第二連接電極42相互連接向?qū)盈B體20的側(cè)面露出的引出部22b的端部彼此。此外，多個(gè)內(nèi)部電極22經(jīng)由第二連接電極42而與分別配置在層疊體20的兩個(gè)主面的表面電極32連接。
[0044]而且，多個(gè)內(nèi)部電極23在第二方向(附圖的X軸方向)上的另一端部(附圖的-X方向的端部)處，通過第三連接電極(未圖示)相互連接向?qū)盈B體20的側(cè)面露出的端部彼此。此外，多個(gè)內(nèi)部電極23經(jīng)由第三連接電極(未圖示)而與分別配置在層疊體20的兩個(gè)主面的表面電極33連接。如此一來，表面電極31、32、33作為壓電振動(dòng)元件14中的端子電極而發(fā)揮功能。表面電極31、32、33的全部分別配置在層疊體20的兩個(gè)主面，由此能夠僅在壓電振動(dòng)元件14(層疊體20)的任一方的主面進(jìn)行使壓電振動(dòng)元件14振動(dòng)時(shí)的電壓的施加以及進(jìn)行壓電體層24的極化時(shí)的電壓的施加。
[0045]另外，配置在內(nèi)部電極21、22、23之間的壓電體層24按照?qǐng)D4的箭頭所示的方向被極化。例如，以使表面電極31的電位比表面電極33的電位高、表面電極32的電位比表面電極33的電位低的方式向表面電極31、32、33施加直流電壓，由此能夠進(jìn)行極化。而且，當(dāng)使壓電振動(dòng)元件14振動(dòng)時(shí)，向表面電極31、32、33施加交流電壓，以使表面電極31及表面電極32成為相同電位，在與表面電極33之間產(chǎn)生電位差。由此，壓電振動(dòng)元件14的相對(duì)于某一瞬間施加的電場(chǎng)方向的極化方向，在壓電振動(dòng)兀件14的厚度方向(附圖的z軸方向)上的一方側(cè)一半與另一方側(cè)一半進(jìn)行反轉(zhuǎn)。
[0046]即，例如，施加電信號(hào)，在某一瞬間，當(dāng)壓電振動(dòng)元件14的厚度方向(附圖的z軸方向)上的一方側(cè)一半在壓電振動(dòng)兀件14的長(zhǎng)度方向(附圖的X軸方向)上伸長(zhǎng)時(shí)，壓電振動(dòng)元件14的厚度方向上的另一方側(cè)一半在壓電振動(dòng)元件14的長(zhǎng)度方向上縮短。由此，通過施加電信號(hào)而使壓電振動(dòng)元件14單獨(dú)地彎曲振動(dòng)。即，通過施加電信號(hào)而使壓電振動(dòng)元件14以在第二方向(附圖的X軸方向)上振幅發(fā)生變化的方式在第一方向(附圖的z軸方向)上彎曲振動(dòng)。如此，壓電振動(dòng)元件14由具有雙壓電晶片構(gòu)造的壓電體(壓電雙晶片元件)構(gòu)成。
[0047]由于本例的壓電振動(dòng)元件14的第一方向(附圖的z軸方向)上的一方的表面(第一表面14a)具有第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部比兩端部向第一方向(附圖的+z方向)突出的形狀，因此能夠減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)。
[0048]S卩，立方體的平板形狀的現(xiàn)有的壓電振動(dòng)元件因外形的變形、電極的位置偏移等而導(dǎo)致質(zhì)量分布完全不對(duì)稱等，由此存在略微產(chǎn)生在寬度方向上振幅發(fā)生變化的不必要的振動(dòng)而導(dǎo)致振動(dòng)特性惡化這樣的問題。與此相對(duì)地,本例的壓電振動(dòng)元件14能夠減少產(chǎn)生振幅在寬度方向上發(fā)生變化的不必要的振動(dòng)。獲得該效果的機(jī)理尚不清楚，但考慮是不是與質(zhì)量集中在寬度方向上的中央部、難以產(chǎn)生寬度方向上的變形存在關(guān)系。
[0049]另外，本例的壓電振動(dòng)元件14中，沿著第一方向(附圖的z軸方向)隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面的另一方(第二表面14b)比第一表面14a平坦，因此能夠使第二表面14b與施加振動(dòng)的對(duì)象物牢固地接合。即，在使壓電振動(dòng)元件14與施加振動(dòng)的對(duì)象物(振動(dòng)板等)接合的情況下，由于應(yīng)力集中在施加振動(dòng)的對(duì)象物與壓電振動(dòng)元件14之間的接合面，因此需要將施加振動(dòng)的對(duì)象物與壓電振動(dòng)元件14牢固地接合。由于本例的壓電振動(dòng)元件14的第二表面14b是平坦的，因此能夠容易地使第二表面14b的整體與施加振動(dòng)的對(duì)象物牢固地接合。
[0050]另外，本例的壓電振動(dòng)元件14中，由于第二方向(附圖的X軸方向)上的尺寸比第三方向(附圖的y軸方向)上的尺寸大，因此能夠強(qiáng)烈產(chǎn)生振幅在第二方向(附圖的X軸方向)上發(fā)生變化的第一方向(附圖的z軸方向)上的振動(dòng)，并且進(jìn)一步減少產(chǎn)生振幅在第三方向(附圖的y軸方向)上發(fā)生變化的不必要的振動(dòng)。
[0051]另外，在本例的壓電振動(dòng)元件14中，如圖5所示，第一表面14a在第三方向(附圖的y軸方向)上的區(qū)域37 (通過輸入電信號(hào)而產(chǎn)生變形的區(qū)域37)的中央部37a比兩端部(37b、37c)向+z側(cè)突出，所述區(qū)域37配置有由表面電極33及內(nèi)部電極21、22、23構(gòu)成的電極層。由此，能夠提高減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的效果。
[0052]另外，在本例的壓電振動(dòng)元件14中，如圖6所示，第一表面14a在第二方向(附圖的X軸方向)上的中央部比兩端部向+Z側(cè)突出。由此，當(dāng)將振動(dòng)板與第二表面14b接合而構(gòu)成振動(dòng)裝置時(shí)，能夠提高第一方向(附圖的z軸方向)上的振動(dòng)的對(duì)稱性。
[0053]另外，在本例的壓電振動(dòng)元件14中，如圖6所示，第一表面14a在第二方向(附圖的X軸方向)上的區(qū)域38 (通過輸入電信號(hào)而產(chǎn)生變形的區(qū)域38)的中央部38a比兩端部(38b、38c)向+z側(cè)突出，所述區(qū)域38交替層疊有由表面電極33及內(nèi)部電極21、22、23構(gòu)成的電極層及壓電體層24。由此，當(dāng)將振動(dòng)板與第二表面14b接合而構(gòu)成振動(dòng)裝置時(shí)，能夠增強(qiáng)提高第一方向(附圖的z軸方向)上的振動(dòng)的對(duì)稱性的效果。
[0054]在本例的壓電振動(dòng)元件14中，層疊體20的長(zhǎng)度優(yōu)選為例如18mm?28mm左右，更優(yōu)選為22mm?25mm左右。層疊體20的寬度優(yōu)選為例如Imm?6mm左右，更優(yōu)選為3mm?4mm左右。層疊體20的厚度優(yōu)選為例如0.2mm?1.0mm左右，更優(yōu)選為0.4mm?0.8mm左右。另外，內(nèi)部電極21的主體部21a及內(nèi)部電極22的主體部22a的長(zhǎng)度優(yōu)選為例如17mm?25mm左右，更優(yōu)選為21mm?24mm左右。內(nèi)部電極23的長(zhǎng)度優(yōu)選為例如19mm?27mm左右，更優(yōu)選為22mm?24mm左右。表面電極33的長(zhǎng)度優(yōu)選為例如17mm?23mm左右，更優(yōu)選為19mm?21mm左右。內(nèi)部電極21的主體部21a、內(nèi)部電極22的主體部22a、內(nèi)部電極23及表面電極31的寬度優(yōu)選為例如Imm?5mm左右，更優(yōu)選為2mm?4mm左右。表面電極31及表面電極32的長(zhǎng)度優(yōu)選為例如Imm?3mm。表面電極31及表面電極32的寬度優(yōu)選為例如0.5mm?1.5mm。通過使用具有上述形狀的層疊體20，能夠獲得可產(chǎn)生較強(qiáng)振動(dòng)的小型的壓電振動(dòng)元件14。
[0055]構(gòu)成層疊體20的壓電體層24能夠適當(dāng)?shù)厥褂美玟喫徙U(PZ)、鋯鈦酸鉛(PZT)、Bi層狀化合物、鎢青銅構(gòu)造化合物等非鉛系壓電體材料等而形成，但也可以使用其他壓電材料。為了以低電壓驅(qū)動(dòng)，壓電體層24的I層的厚度優(yōu)選設(shè)定為例如0.01?0.1mm左右。另外，為了獲得較大的彎曲振動(dòng)，優(yōu)選具有200pm/V以上的壓電常數(shù)d31。構(gòu)成壓電振動(dòng)元件14的內(nèi)部電極21、22、23除了能夠適當(dāng)?shù)厥褂美玢y、銀與鈀的合金等金屬成分以外，還能夠適當(dāng)?shù)厥褂冒沾沙煞?、玻璃成分的材質(zhì)而形成，當(dāng)然也可以使用其他已知的金屬材料來形成。
[0056]上述的壓電振動(dòng)元件14能夠利用例如下述的方法而制成。首先，向壓電材料的粉末中添加粘合劑、分散劑、可塑劑、溶劑并對(duì)其攪拌，制成料漿，并將獲得的料漿成形為片狀，從而制成生片。接下來，向生片印刷導(dǎo)體糊而形成成為內(nèi)部電極21、22、23的電極圖案，將形成有該電極圖案的生片層疊，并使用沖壓裝置以至少向?qū)盈B方向施加壓力的方式進(jìn)行沖壓，從而制成層疊成形體。然后，進(jìn)行脫脂及燒制，通過切割為規(guī)定尺寸來獲得層疊體。接下來，印刷用于形成表面電極31、32、33以及第一連接電極41、第二連接電極42及第三連接電極(未圖示)的導(dǎo)體糊，在以規(guī)定的溫度烘烤后，通過表面電極31、32、33施加直流電壓以進(jìn)行壓電體層24的極化。如此一來，能夠獲得壓電振動(dòng)元件14。需要說明的是，在上述的制造工序中，例如，作為沖壓裝置的上側(cè)(與第一表面14a接觸的一側(cè))的模具而使用具有多個(gè)凹處的模具，作為沖壓裝置的下側(cè)(與第二表面14b接觸的一側(cè))的模具而使用平坦的模具，由此能夠制成上述形狀的壓電振動(dòng)元件14。
[0057](實(shí)施方式的第二例)
[0058]圖7是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第二例的壓電振動(dòng)元件的立體圖。需要說明的是，在圖7中，為了便于作圖，省略了壓電振動(dòng)元件14的詳細(xì)構(gòu)造的圖示。另外，在本例的壓電振動(dòng)元件中，對(duì)與所述實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件的不同點(diǎn)進(jìn)行說明。
[0059]本例的壓電振動(dòng)元件具有所述實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件14和連接用配線51。連接用配線51是在薄片中埋設(shè)2條導(dǎo)電線路(未圖示)的柔性印刷配線基板，在一端連接有用于與外部電路連接的連接器(未圖示)。連接用配線51的另一端在壓電振動(dòng)元件14的第一表面14a處與表面電極31、表面電極32及表面電極33連接。詳細(xì)而言,2條導(dǎo)電路的一方與表面電極31連接，2條導(dǎo)電路的另一方與表面電極32及表面電極33這兩者連接。
[0060]根據(jù)具備上述結(jié)構(gòu)的本例的壓電振動(dòng)元件，由于在具有第三方向(附圖的I軸方向)上的中央部比兩端部突出的形狀的第一表面14a上安裝有連接用配線51，因此能夠使平坦的第二表面14b的整面與施加振動(dòng)的對(duì)象物接合。因而，能夠獲得可牢固地與施加振動(dòng)的對(duì)象物接合的壓電振動(dòng)元件。
[0061](實(shí)施方式的第三例)
[0062]圖8是示意性表示本發(fā)明實(shí)施方式的第二例的壓電振動(dòng)裝置的立體圖。需要說明的是，在圖8中，為了便于作圖，省略了壓電振動(dòng)元件14的詳細(xì)構(gòu)造的圖示。另外，在本例的壓電振動(dòng)裝置中，對(duì)與所述實(shí)施方式的第一例的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。本例的壓電振動(dòng)裝置如圖8所示，具有所述實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件14、振動(dòng)板12、第一接合構(gòu)件13。
[0063]振動(dòng)板12具有矩形的薄板狀的形狀。振動(dòng)板12能夠適當(dāng)?shù)厥褂帽┧犷悩渲⒉ＡУ葎傂约皬椥源蟮牟牧隙纬?。另外，振?dòng)板12的厚度設(shè)定為例如0.4mm?1.5mm左右。
[0064]振動(dòng)板12經(jīng)由第一接合構(gòu)件13而安裝于壓電振動(dòng)元件14的第二表面14b。詳細(xì)而言，壓電振動(dòng)元件14在振動(dòng)板12的長(zhǎng)度方向上的一端部(附圖的+y方向端部)的寬度方向(附圖的X軸方向)上的中央部處，以使壓電振動(dòng)元件14的第三方向(附圖的y軸方向)與振動(dòng)板12的長(zhǎng)度方向一致的方式固定于振動(dòng)板12的表面。另外，第二表面14b經(jīng)由第一接合構(gòu)件13而整體上與振動(dòng)板12接合。需要說明的是，整體上接合的狀態(tài)包括第二表面14b的整面被接合的狀態(tài)和第二表面14b的大致整面被接合的狀態(tài)。
[0065]第一接合構(gòu)件13具有薄片狀的形狀。另外，第一接合構(gòu)件13由比振動(dòng)板12柔軟易變形的材質(zhì)形成，楊氏模量、剛性率、體積彈性率等彈性率、剛性比振動(dòng)板12小。即，第一接合構(gòu)件13能夠變形，當(dāng)施加相同的力時(shí),與振動(dòng)板12相比變形大。另外，第一接合構(gòu)件13的一方主面(附圖的-Z方向側(cè)的主面)整體上固定在振動(dòng)板12的一方主面(附圖的+z方向側(cè)的主面)的一部分上，并且在另一方主面(附圖的+z方向側(cè)的主面)整體上固定有壓電振動(dòng)元件14的一方主面(附圖的-Z方向側(cè)的主面)。
[0066]第一接合構(gòu)件13可以是單一的構(gòu)件，也可以是由幾個(gè)構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)合體。作為上述的第一接合構(gòu)件13，能夠適當(dāng)?shù)厥褂美缭谟蔁o紡布等構(gòu)成的基材的兩面附著有粘著劑的雙面膠帶、作為具有彈性的粘合劑的各種彈性粘合劑等。另外，接合構(gòu)件的厚度優(yōu)選比壓電振動(dòng)元件14的彎曲振動(dòng)的振幅大,但當(dāng)過厚時(shí)振動(dòng)衰減,因此設(shè)定為例如0.1mm?0.6mm左右。
[0067]具備上述結(jié)構(gòu)的本例的壓電振動(dòng)裝置通過施加電信號(hào)而使壓電振動(dòng)元件14彎曲振動(dòng)，由此，作為使振動(dòng)板12振動(dòng)的壓電振動(dòng)裝置而發(fā)揮功能。需要說明的是，例如，也可以由未圖示的支承構(gòu)件來支承振動(dòng)板12的長(zhǎng)度方向上的另一端部(附圖的_y方向端部)、振動(dòng)板12的周邊部等。
[0068]本例的壓電振動(dòng)裝置使用減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件14而構(gòu)成，因此能夠獲得減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)裝置。
[0069]本例的壓電振動(dòng)裝置在壓電振動(dòng)元件14的平坦的第二表面14b上接合有振動(dòng)板
12。由此，能夠獲得壓電振動(dòng)元件14與振動(dòng)板12被牢固地接合的壓電振動(dòng)裝置。
[0070]另外，在本例的壓電振動(dòng)裝置中，在壓電振動(dòng)元件14的安裝于振動(dòng)板12的一側(cè)的表面即第二表面14b至少配置有兩個(gè)電極(表面電極31、32、33)。由此，能夠提高壓電振動(dòng)元件14與振動(dòng)板12之間的接合強(qiáng)度。
[0071]另外，在本例的壓電振動(dòng)裝置中，由于安裝于振動(dòng)板12的一側(cè)的相反一側(cè)的表面即第一表面14a具有第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部比兩端部向第一方向(附圖的+z方向)突出的形狀，因此能夠提高第一方向(附圖的z軸方向)上的振動(dòng)的對(duì)稱性。
[0072]需要說明的是，在本例的壓電振動(dòng)裝置中，壓電振動(dòng)元件14的第二表面14b與振動(dòng)板12接合，但也可以根據(jù)情況而使壓電振動(dòng)元件14的第一表面14a與振動(dòng)板12接合。
[0073]另外，在本例的壓電振動(dòng)裝置中，以使壓電振動(dòng)元件14的第三方向(附圖的y軸方向)與振動(dòng)板12的長(zhǎng)度方向(附圖的y軸方向)一致的方式將壓電振動(dòng)元件14與振動(dòng)板12接合。由此，能夠減少產(chǎn)生以振幅在第三方向(附圖的y軸方向)上發(fā)生變化的壓電振動(dòng)元件14的不必要的振動(dòng)為起因的振動(dòng)板12的不必要的振動(dòng)，雖然是輕微地減少。盡管獲得該效果的機(jī)理尚未弄清楚，但考慮是不是與到達(dá)振動(dòng)板12的端部的波的衰減的大小有關(guān)系。
[0074](實(shí)施方式的第四例)
[0075]圖9是示意性表示作為本發(fā)明實(shí)施方式的第四例的移動(dòng)終端的立體圖。圖10是圖9中的A-A’線剖視圖。圖11是圖9中的B-B’線剖視圖。需要說明的是，在本例中，對(duì)與所述實(shí)施方式的第三例的不同點(diǎn)進(jìn)行說明，對(duì)相同的構(gòu)成要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略重復(fù)的說明。
[0076]如圖9?11所示，本例的移動(dòng)終端具備壓電振動(dòng)元件14、振動(dòng)板12、第一接合構(gòu)件13、第二接合構(gòu)件16、殼體19、顯示器18、電子電路(未圖示)，振動(dòng)板12作為顯示器18的罩體而發(fā)揮功能。
[0077]殼體19具有一個(gè)面開口的箱狀的形狀。殼體19能夠適當(dāng)?shù)厥褂脛傂约皬椥源蟮暮铣蓸渲炔牧隙纬?。而且，殼體19在作為支承振動(dòng)板12并能夠使其振動(dòng)的支承體而發(fā)揮功能的同時(shí)，還作為移動(dòng)終端的殼體而發(fā)揮功能。振動(dòng)板12的僅一方主面(附圖的+z方向的主面)的周圍經(jīng)由第二接合構(gòu)件16而固定于殼體19，且可振動(dòng)地安裝于殼體19。
[0078]第二接合構(gòu)件16具有薄片狀的形狀。另外，第二接合構(gòu)件16由比振動(dòng)板12柔軟易變形的材質(zhì)形成，楊氏模量、剛性率、體積彈性率等彈性率、剛性比振動(dòng)板12小。S卩，第二接合構(gòu)件16能夠變形，當(dāng)施加相同的力時(shí),與振動(dòng)板12相比變形大。另外，第二接合構(gòu)件16的一方主面的整體固定于振動(dòng)板12的一方主面的周邊部，并且另一方主面的整體固定于殼體19。
[0079]需要說明的是，第二接合構(gòu)件16可以是單一的構(gòu)件，也可以是由幾個(gè)構(gòu)件構(gòu)成的復(fù)合體。作為這種第二接合構(gòu)件16，能夠適當(dāng)?shù)厥褂美缭谟蔁o紡布等構(gòu)成的基材的兩面附著有粘著劑的雙面膠帶等。需要說明的是，對(duì)于第二接合構(gòu)件16的厚度而言，以不會(huì)過厚而使振動(dòng)衰減的方式設(shè)定，例如設(shè)定為0.1mm?0.6mm左右。S卩，第二接合構(gòu)件16形成為能夠向殼體19傳遞振動(dòng)板12的振動(dòng)。
[0080]作為電子電路(未圖示)，能夠例示例如對(duì)顯示于顯示器18的圖像信息和由移動(dòng)終端傳遞的聲音信息進(jìn)行處理的電路、通信電路等。可以是這些電路的至少一個(gè)，也可以包含全部的電路。另外，也可以是具有其他功能的電路。此外，也可以具有多個(gè)電子電路。需要說明的是，電子電路17與壓電振動(dòng)元件14由未圖示的連接用配線連接。
[0081]顯示器18是具有顯示圖像信息的功能的顯示裝置，能夠適當(dāng)?shù)厥褂美缫壕э@示器、等離子顯示器、及有機(jī)EL顯示器等已知的顯示器。需要說明的是，顯示器18也可以具有觸摸面板那樣的輸入裝置。另外，顯示器18的罩體也可以具有觸摸面板那樣的輸入裝置。
[0082]本例的移動(dòng)終端能夠使振動(dòng)板12或殼體19直接或經(jīng)由其他物體而與耳朵接觸，通過向耳朵的軟骨傳遞振動(dòng)來傳遞聲音信息。即，能夠使振動(dòng)板12或殼體19直接或間接地與耳朵接觸，通過向耳朵的軟骨傳遞振動(dòng)來傳遞聲音信息。由此，例如，能夠獲得即使周圍嘈雜也能夠傳遞聲音信息的移動(dòng)終端。需要說明的是，夾在振動(dòng)板12或殼體19與耳朵之間的物體可以是例如移動(dòng)終端的罩體，可以是頭戴式受話器、聽筒。只要能夠傳遞振動(dòng)，可以是任意的物體。
[0083]另外，本例的移動(dòng)終端使用減少產(chǎn)生不必要的振動(dòng)的壓電振動(dòng)元件14來傳遞聲首?目息，因此能夠傳遞聞品質(zhì)的聲首?目息。
[0084](變形例)
[0085]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式的例子，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)加以各種變更、改進(jìn)。
[0086]例如，在所述實(shí)施方式的第二例中，雖然示出了作為連接用配線51而使用了柔性印刷配線基板的例子，但并不局限于此。連接用配線51只要能夠?qū)弘娬駝?dòng)元件14與外部電路電連接即可，能夠使用已知的各種配線。
[0087]另外，在所 述實(shí)施方式的例子中，雖然示出了第一接合構(gòu)件13及第二接合構(gòu)件16由比振動(dòng)板12柔軟易變形的材質(zhì)形成的情況，但并不局限于此。例如，第一接合構(gòu)件13及第二接合構(gòu)件16也可以由比振動(dòng)板12堅(jiān)硬難變形的材質(zhì)形成。另外，也可以根據(jù)情況而采用不具有第一接合構(gòu)件13及第二接合構(gòu)件16的結(jié)構(gòu)。
[0088]另外，在所述實(shí)施方式的第四例中，雖然示出了顯示器18的罩體為振動(dòng)板12的例子，但并不局限于此。例如，也可以將顯示器18整體或顯示器18的一部分作為振動(dòng)板12而發(fā)揮功能。
[0089]另外，在所述實(shí)施方式的第四例中，雖然示出了移動(dòng)終端的殼體19自身作為支承振動(dòng)板12的支承體而發(fā)揮功能的例子，但并不局限于此。例如，也可以是殼體19的一部分作為支承體而發(fā)揮功能，另外，也可以采用支承振動(dòng)板12的支承體安裝于殼體19的結(jié)構(gòu)。
[0090]另外，在所述實(shí)施方式的第四例中，雖然示出了使振動(dòng)板12或殼體19直接或經(jīng)由其他物體而與耳朵接觸、通過向耳朵的軟骨傳遞振動(dòng)來傳遞聲音信息的例子，但并不局限于此，例如，也可以是通過使從振動(dòng)板12或殼體19產(chǎn)生的聲音在空氣中傳播來傳遞聲音信息這樣的移動(dòng)終端。另外，也可以是經(jīng)由多個(gè)途徑來傳遞聲音信息這樣的移動(dòng)終端。
[0091]實(shí)施例
[0092]接下來，對(duì)本發(fā)明的壓電振動(dòng)元件的具體例進(jìn)行說明。制成使用了圖1~4所示的本發(fā)明實(shí)施方式的第一例的壓電振動(dòng)元件14的壓電振動(dòng)裝置并測(cè)定其特性。
[0093]壓電振動(dòng)元件14是長(zhǎng)度為23.5mm、寬度為3.3mm、厚度為0.5mm的長(zhǎng)方體狀。另外，壓電振動(dòng)元件14采用厚度為30 μ m左右的壓電體層24與內(nèi)部電極21、22、23交替層疊的構(gòu)造，壓電體層24的總數(shù)為16層。壓電體層24由將Zr的一部分由Sb置換而得到的鋯鈦酸鉛(PZT)形成。在壓電振動(dòng)元件14的第一表面14a中，第三方向(附圖的y軸方向)上的中央部相對(duì)于兩端部的向附圖的+z方向突出的突出量為壓電振動(dòng)元件14的厚度的10% (0.05mm)。壓電振動(dòng)元件14的第二表面14b大致平坦。
[0094]另外，用雙面膠帶將玻璃板粘貼到金屬制的框上，并在玻璃板的一方表面的中央用雙面膠帶粘貼壓電振動(dòng)元件14的第二表面14b，在距離玻璃板的另一方表面Imm的位置設(shè)置有麥克風(fēng)。然后，將頻率在0.3?3.4kHz的范圍內(nèi)變化的有效值3.0V的正弦波信號(hào)輸入到壓電振動(dòng)元件14，測(cè)定由麥克風(fēng)檢測(cè)出的音壓。圖12示出其結(jié)果。需要說明的是，在圖12的圖表中，橫軸表示頻率，縱軸表示音壓。根據(jù)圖12所示的圖表，由不必要的振動(dòng)引起的峰值、傾角少，判斷為獲得平穩(wěn)且優(yōu)異的特性。由此能夠確認(rèn)本發(fā)明的有效性。
[0095]附圖標(biāo)記
[0096]12:振動(dòng)板
[0097]14:壓電振動(dòng)元件
[0098]14a:第一表面
[0099]14b:第二表面
[0100]17:電子電路
[0101]18:顯示器
[0102]19:殼體
[0103]51:連接用配線
【權(quán)利要求】
1.一種壓電振動(dòng)元件，其至少具有沿著第一方向?qū)盈B的多個(gè)電極層及壓電體層，并且具有沿著所述第一方向隔開間隔地對(duì)置的兩個(gè)表面，通過輸入電信號(hào)，以振幅沿著與所述第一方向垂直的第二方向發(fā)生變化的方式在所述第一方向上彎曲振動(dòng)， 所述壓電振動(dòng)元件的特征在于， 所述兩個(gè)表面的一方具有與所述第一方向及所述第二方向垂直的第三方向上的中央部比兩端部突出的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電振動(dòng)元件，其特征在于， 所述兩個(gè)表面的一方在所述第三方向上的所述多個(gè)電極層存在的區(qū)域的中央部比兩立而部關(guān)出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電振動(dòng)元件，其特征在于， 所述兩個(gè)表面的另一方比所述兩個(gè)表面的一方平坦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)元件，其特征在于， 在所述兩個(gè)表面的一方安裝有連接用配線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)元件，其特征在于， 所述第二方向上的尺寸比所述第三方向上的尺寸大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)元件，其特征在于， 所述兩個(gè)表面的一方具有所述第二方向上的中央部比兩端部突出的形狀。
7.一種壓電振動(dòng)裝置，其特征在于， 所述壓電振動(dòng)裝置至少具有權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)元件和在該壓電振動(dòng)元件的所述兩個(gè)表面的任一面上安裝的振動(dòng)板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電振動(dòng)裝置，其特征在于， 在所述振動(dòng)板上安裝有壓電振動(dòng)元件的所述兩個(gè)表面的另一方。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的壓電振動(dòng)裝置，其特征在于， 所述第三方向與所述振動(dòng)板的長(zhǎng)度方向一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)裝置，其特征在于， 在所述壓電振動(dòng)元件的向所述振動(dòng)板安裝的一側(cè)的表面上配置有至少兩個(gè)電極。
11.一種移動(dòng)終端，其特征在于， 所述移動(dòng)終端至少具有電子電路、顯示器、權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的壓電振動(dòng)裝置、殼體，所述振動(dòng)板是所述顯示器、所述顯示器的一部分或所述顯示器的罩體，所述振動(dòng)板直接或經(jīng)由其他構(gòu)件安裝于所述殼體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動(dòng)終端，其特征在于， 使所述振動(dòng)板或所述殼體直接或經(jīng)由其他物體與耳朵接觸而傳遞聲音信息。
【文檔編號(hào)】H04M1/02GK103947225SQ201280056169
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月28日
【發(fā)明者】藤井靖人, 巖崎悟, 林春美, 山川健二 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社