电子设备以及电子设备用的透光性盖基板的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电子设备，在从外部施加了冲击的情况下也难以破裂并且散热性较高。该电子设备具备：图像显示设备(52)，其具有图像显示面(52a)；和透光性盖基板(1)，其具有与图像显示面(52a)对置的一个主面(1A)以及位于该一个主面的相反的一侧的另一主面(1B)，该电子设备的特征在于，上述透光性盖基板(1)包含以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体，该单晶体具有上述另一主面(1B)，在上述另一主面(1B)的至少一部分具有台阶?梯层结构(60)。
【专利说明】
电子设备以及电子设备用的透光性盖基板
技术领域
[0001]本发明涉及一种电子设备、透光性盖基板以及电子设备用的便携式电子设备。
【背景技术】
[0002]以往，使用内置有所谓的液晶面板或有机EL面板等图像显示设备的数字照相机和移动电话等电子设备。近年来，显示较大图像并且具备触摸面板等输入装置的所谓的智能电话终端、平板终端和所谓的便携式的电子设备开始迅速普及。例如在专利文献I中，公开了这样的与所谓的智能电话有关的技术。在这些便携式的电子设备中，对内置的液晶面板或有机EL面板等图像显示设备的图像显示面进行保护的透光性盖基板被配置于电子设备的外装的一部分而使用。该透光性盖基板之中，特别是保护图像显示设备的图像显示面的透光性盖基板中，主要使用例如由铝硅酸玻璃等构成的所谓的强化玻璃。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2011-61316号公报
【发明内容】
[0006]-发明要解决的课题_
[0007]在透光性盖基板中，需要在从外部施加冲击的情况下难以破裂、散热性高、容易将从电子设备所具备的内部的电子电路等发出的热量释放到外部等特性。但是，无法得到同时以高水平满足这些多种特性的透光性盖基板。
[0008]-解决课题的手段_
[0009]提供一种电子设备，具备:图像显示设备，其具有图像显示面;和透光性盖基板，其具有与上述图像显示面对置的一个主面以及位于该一个主面的相反的一侧的另一主面，该电子设备的特征在于，上述透光性盖基板包含以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体，该单晶体具有上述另一主面，在上述另一主面的至少一部分具有台阶-梯层结构。
[0010]此外，一并提供一种电子设备用的透光性盖基板，其特征在于，包含以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体，在上述单晶体的主面的至少一部分具有台阶-梯层结构。
[0011]-发明效果-
[0012]由于在从外部施加冲击的情况下难以破裂并且散热性较高，因此能够高效地将从电子电路等发出的热量释放到外部。
【附图说明】
[0013]图1(a)是表示电子设备的外观的立体图，图1(b)是图1(a)所示的电子设备所具备的透光性盖基板的立体图。
[0014]图2是表不电子设备的外观的前视图。
[0015]图3是表不电子设备的外观的后视图。[ΟΟ??]图4是表不电子设备的剖视图。
[0017]图5(a)是对构成透光性盖基板的单晶体所构成的另一主面的倾斜方向进行说明的示意图，图5(b)是将另一主面的一部分放大表示的示意立体图，图5(c)是将透光性盖基板的一部分放大表不的不意剖视图。
[0018]图6是表不电子设备的电结构的框图。
[0019]图7是透光性盖基板的表面分布。
[0020]图8是表示压电振动元件的俯视图。
[0021]图9是表示压电振动元件的侧视图。
[0022]图10是表示压电振动元件弯曲的样子的图。
[0023]图11是表示压电振动元件弯曲的样子的图。
[0024]图12是表示透光性盖基板的俯视图。
[0025]图13是用于说明气导音以及传导音的图。
【具体实施方式】
[0026]以下，参照附图来说明本申请发明的实施方式。
[0027]〈电子设备的外观〉
[0028]图1(a)是对作为电子设备的一实施方式的电子设备100进行说明的示意立体图，图1(b)是图1(a)所示的电子设备所具备的透光性盖基板的一实施方式即透光性盖基板I的示意立体图。此外，图2是电子设备100的前视图，图3是电子设备100的后视图。本实施方式的电子设备100例如是所谓的智能电话终端。此外，图4是电子设备100的示意剖视图。
[0029]如图1?4所不，电子设备100具备:透光性盖基板1、外壳部分2、和具有图像显不面52a的图像显示设备52。透光性盖基板I在俯视下为大致长方形的基板。透光性盖基板I与外壳部分2通过组合而构成设备外壳3。透光性盖基板I具有:与图像显示面52a对置的一个主面1A、以及与一个主面IA相反的一侧的另一主面1B。在透光性盖基板I，设置显示文字、符号、图形等各种信息的显示部分la。显示部分Ia例如在俯视下成为长方形。透光性盖基板I中包围显示部分Ia的周边部分Ib例如通过粘贴作为遮光膜的薄膜等而成为黑色，成为不显示信息的非显示部分。在透光性盖基板I的内侧主面粘贴后述的触摸面板53，使用者通过利用手指等来操作透光性盖基板I的另一主面IB的显示部分la，从而能够对电子设备100赋予各种指示。
[0030]在本实施方式中，对透光性盖基板I的整体由以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体构成的结构进行说明，也可以将单晶体与其他透明基板贴合，在该情况下，透光性盖基板I的另一主面IB可以使用由单晶构成的结构。
[0031]图5是对由单晶体构成的另一主面IB进行说明的图，图5(a)是对另一主面IB的倾斜方向进行说明的示意图，图5(b)是将另一主面IB的一部分放大表示的示意立体图。图5(c)是将透光性盖基板I在与蓝宝石的c轴垂直的面(与c面平行的面)切断的剖面。图5所示的透光性盖基板I的长方形的短边与蓝宝石的c轴平行。
[0032]透光性盖基板I由以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体构成，该单晶体具有另一主面1B，在另一主面IB的至少一部分具有台阶-梯层(step-terrace)结构60。以氧化招(AI2O3)为主成分的单晶体一般被称为蓝宝石，与强化玻璃等相比，难以损伤且难以破裂。在本说明书中，也将以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体简称为蓝宝石。在本说明书中，在作为“主成分”而包含的情况下，具体而言，是指至少包含50质量％，优选包含70质量％。在更难以损伤、更可靠地抑制破裂或缺口等方面来看，优选透光性盖基板I的单晶体的Al2O3纯度(含量)是99质量％以上。在本实施方式中，一个主面IA也具有与另一主面IB的台阶-梯层结构60相同的台阶-梯层结构(未图示)。
[0033]电子设备100是被称为所谓的智能电话终端的便携式电子设备。在便携式电子设备中，携带时落下的情况下的冲击所导致的盖基板的破损成为问题的情况较多。由于由以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体构成的透光性盖基板I与强化玻璃等相比，难以损伤且难以破裂，因此具备这种透光性盖基板I的电子设备100难以产生落下所导致的损伤或破裂等。
[0034]台阶-梯层结构60具有阶梯差即可，例如具有水平的梯层部分62、和与梯层部分62大致垂直的台阶部分63。在梯层部分62与台阶部分63的边界形成上部脊部(凸角)61a以及下部脊部(凹角)61b。这种台阶-梯层结构部60最好遍及另一主面IB整体而连续形成，但也可以部分形成。在本实施方式中，台阶-梯层结构60的台阶高度H大约为5X10—1<3(!11)，台阶-梯层结构60的梯层宽度W大约为2 X 10—7(m)。
[0035]本实施方式的另一主面IB是从蓝宝石的a面[即蓝宝石的(11-20)面]倾斜的面，倾斜角0a大约为0.5°。更详细来讲，对于另一主面1B，与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的m轴倾斜。另外，在本说明书中，作为倾斜角0a的基准的另一主面IB与包含多个下部脊部61b的假想平面相对应。如图5(a)以及图5(c)所示，倾斜角03对应于另一主面IB的剖面中将多个下部脊部61b连结的直线与蓝宝石的a面[即蓝宝石的(11-20)面]所成的角。此外，所谓假想线V相对于蓝宝石的m轴倾斜，是指向假想线V与m轴所成的角变得不垂直的方向(即，假想线V与m轴接近的方向)倾斜。若另一主面IB是从以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体的a面倾斜的面，假想线V相对于m轴倾斜，则通过后述的热处理等，能够形成高度和宽度的大小稳定的台阶-梯层结构，因此后述的散热效果、指纹污染的附着抑制效果较高。特别地，若假想线V相对于蓝宝石的m轴倾斜，使得相比于假想线V与c轴所成的角，假想线V与m轴所成的角更小，则台阶-梯层结构的高度、宽度的大小更加稳定。
[0036]此外，由于在另一主面IB是从以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体的a面倾斜的面、假想线V相对于c轴倾斜的情况下，即在向假想线V与c轴所成的角变得不垂直的方向(S卩，假想线V与c轴接近的方向)倾斜的情况下，也形成高度、宽度的大小稳定的台阶-梯层结构，因此散热效果、指纹污染的附着抑制效果较高。
[0037]台阶-梯层结构60是由于透光性盖基板I的另一主面IB从透光性盖基板I的蓝宝石的晶面(在本实施方式中为a面)偏离而产生的构造，透光性盖基板I的另一主面IB附近的原子是通过根据实际的结晶构造而排列为阶梯差状来形成的。例如，通过机械研磨或化学机械研磨(所谓的CMP)来对蓝宝石进行研磨，形成透光性盖基板I的前体之后，以大约5000C?1500°C左右的温度对该前体进行热处理，从而根据结晶构造使得该前体的表面的原子再排列，能够形成具有台阶-梯层结构60的透光性盖基板I。透光性盖基板I的制造方法后面进行详细叙述。
[0038]另一主面IB相对于蓝宝石的倾斜角的大小、倾斜方向能够使用采用了X射线衍射法的结晶方位测定装置等来进行测定。在结晶方位测定装置中，设置透光性盖基板I以使得另一主面IB在规定位置成为规定的角度，在此基础上向该透光性盖基板I照射X射线，测定表示透光性盖基板I的单晶的晶格状态的所谓的X射线衍射强度，基于该X射线衍射强度，能够测定另一主面IB相对于蓝宝石的倾斜角的大小、倾斜方向。在该测定中，例如使用株式会社Rigaku制的自动X射线结晶方位测定装置(型式2991F2)等即可。
[0039]台阶-梯层结构60的台阶高度H或梯层宽度W的大小等台阶-梯层结构60的详细构造根据另一主面IB相对于结晶构造的倾斜方向、倾斜角的大小、热处理的条件等而变化。也就是说，通过改变另一主面IB相对于结晶构造的倾斜方向、倾斜角的大小、热处理的条件等，能够调整台阶-梯层构造60的台阶高度H或梯层宽度W的大小等台阶-梯层结构60的详细构造。
[°04°]图6是表不电子设备100的电气结构的框图。如图6所不，电子设备100具备:控制部5、无线通信部5、图像显示设备52、触摸面板53、压电振动元件55、外部扬声器56、话筒57、摄像部58以及电池59，这些构成要素被收纳在设备外壳3内。
[0041 ] 控制部50具备CPU50a(图4中也图示了)以及存储部50b等，通过控制电子设备100的其他构成要素，来统一管理电子设备100的动作。存储部50b由ROM以及RAM等构成。在控制部50，通过CPU50a执行存储部50b内的各种程序，形成了各种功能模块。控制部50从各构成要素获取多种并且大量的信息，以较短时间来对这些信息进行处理(信息处理)。在该信息处理时，CPU50a产生较多的热量。若CPU50a发出的热量存留在设备外壳3内，则设备外壳3内的温度上升，CPU50a的动作可能变慢或者可能产生动作不良，此外，也可能产生设备外壳3内的各部的其他构成要素的动作不良。
[0042]透光性盖基板I的单晶体的热传导率大约为42W/(m.K)，与例如热传导率为IW/(m.K)左右的石英玻璃等相比，热传导率较大。因此，在电子设备100中，能够经由透光性盖基板I来将从CPU50a发出的热量高效地释放到设备外壳3外。由于透光性盖基板I也如上述那样具有台阶-梯层结构60，因此与另一主面IB例如为单纯的平面状的情况相比，表面积变大。也就是说，在透光性盖基板I中，由于作为热量的释放面的另一主面IB的表面积较大，因此与另一主面IB例如为单纯的平面状的情况相比，从透光性盖基板I释放的每单位时间的热量更大。在具备透光性盖基板I的电子设备100中，由于CPU50a发出的热量被迅速释放到设备外壳3的外部，因此设备外壳3内的温度上升被抑制，CPU50a以及其他构成要素的动作不良也被抑制。此外，透光性盖基板I的单晶体硬度非常高、难以损伤、并且难以破裂。
[0043]此外，由于透光性盖基板I具有台阶-梯层结构60，因此在使用者利用手指等来操作透光性盖基板I的另一主面IB时，使用者的手指的皮脂所导致的指纹污染的附着也被抑制。更详细来讲，在透光性盖基板I中，由于如台阶-梯层结构60那样具有微小的凹凸，因此使用者的皮脂的污染容易沿着该凹凸的例如下部脊部61b分散。因此，在使用者利用手指等来操作透光性盖基板I的另一主面IB的情况下，由于指纹而附着的皮脂也迅速在另一主面IB上分散。这样，在透光性盖基板I中，能够抑制由于皮脂部分残留而在视觉上能够辨认的程度上显著的所谓的指纹污染。
[0044]在实现较高的散热性并且更可靠地防止指纹污染附着的方面，优选梯层宽度相对于台阶-梯层结构的台阶高度为大约10倍?1000倍左右。例如优选台阶-梯层结构的台阶高度是I X 10—1()(m)?5X 10—8(m)。此外，也优选台阶-梯层结构的梯层宽度是I X 10—9(m)?I X10—6(m)0
[0045]透光性盖基板I能够通过如下方式形成:对蓝宝石的表面进行磨削以及研磨，在形成具有从蓝宝石的a面[即蓝宝石的(11-20)面]倾斜了大约0.5°的主面的基板部件(透光性盖基板I的前体)之后，例如如上所述，对该前体进行热处理。
[0046]在研磨中，例如作为第I研磨，在进行了将铜板用作为研磨垫并且将粒径为大约I?3μπι的金刚石磨粒用作为研磨用磨粒的机械式研磨之后，进行例如将粒径为大约20?80μm的胶态二氧化硅磨粒用作为研磨用磨粒的化学机械研磨(所谓的CMP)即可。通过这种2阶段的研磨，形成具有从蓝宝石结晶的a面倾斜了微小角度的主面，并且与该主面垂直的假想线V相对于蓝宝石的m轴倾斜的基板部件(透光性盖基板I的前体)即可。在热处理中，使用热处理装置，以例如1000°C来对经由这种研磨而形成的基板部件进行3个小时的热处理即可。通过这种热处理，进行与基板部件(透光性盖基板I的前体)的表面的原子的结晶构造相应的再排列，能够形成具有台阶-梯层结构60的透光性盖基板1A。为了通过热处理来稳定地形成台阶高度为I X 10—1()(m)?I X 10—8(m)、梯层宽度为I X 10—9(m)?I X 10—7(m)的台阶-梯层结构60，优选从a面起的倾斜角ΘΑ小于1.5°。
[0047]虽然第I实施方式的另一主面IB是从蓝宝石的a面[即蓝宝石的(11-20)面]倾斜的面，与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的m轴倾斜，但蓝宝石的主面的倾斜方向并不被特别限定。例如，也可以另一主面IB是从蓝宝石的a面倾斜的面，与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的c轴倾斜，倾斜方向并不被特别限定。
[0048]此外，虽然在上述的2个实施方式中，另一主面IB是从蓝宝石的a面[即蓝宝石的(11-20)面]倾斜0.5°的面，但另一主面IB也可以是从蓝宝石的c面[即蓝宝石的(0001)面]倾斜的面，该倾斜角的大小也不被特别限定。但是，在能够通过热处理来稳定地形成台阶-梯层结构的方面来看，优选从c面起的倾斜角Θ。小于1.5°。此外，在另一主面IB是从蓝宝石的c面[即蓝宝石的(0001)面]倾斜的面的情况下，倾斜方向也不被特别限定。例如，与另一主面IB垂直的假想线V可以相对于蓝宝石的a轴倾斜，也可以相对于m轴倾斜，并不被特别限定。此外，另一主面IB也可以是从蓝宝石的r面[即蓝宝石的(01-12)面]倾斜的面，该倾斜角的大小和倾斜的方向也不被特别限定。
[0049]图7(a_l)是针对另一主面IB从蓝宝石的a面倾斜了0.3°、与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的c轴(在接近c轴的方向)倾斜的基板的表面，通过原子力显微镜来测量出的表面分布的图像数据。图像的浓淡表示从表面起的深度，较浓的处于从表面起较深的位置。图7(a-2)表示沿着图7(a-l)所示的A-A线的剖面形状。图7(b-l)是针对另一主面IB从蓝宝石的c面倾斜了 0.3°、与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的a轴倾斜的基板的表面，通过原子力显微镜来测量出的表面分布的图像数据，图7(b-2)表示沿着图7(b-l)所示的B-B线的剖面形状。图7(c-l)是针对另一主面IB从蓝宝石的r面倾斜了 0.4°、与另一主面IB垂直的假想线V相对于蓝宝石的c轴倾斜的基板的表面，通过原子力显微镜来测量出的表面分布的图像数据，图7(c-2)表示沿着图7(c-l)所示的C-C线的剖面形状。在图7所示的任意例子中，虽然梯层宽度W与台阶高度H部分不同，但平均上梯层宽度W为大约5X 10—8?5X10—7(m)左右，台阶高度H为大约3 X 10—1(3?3 X 10—9左右。另外，在图7所示的各图中，横轴与纵轴的刻度间隔不同，图上的外观的凹凸被在纵轴方向上极端夸张地表现(1000倍左右)。
[0050]外壳部分2构成电子设备100的前面部分的周边部分、侧面部分以及背面部分。在本实施方式中，外壳部分2由聚碳酸酯树脂形成，但只要是覆盖电子设备的部件就不被特别限定。例如，也可以使用与透光性盖基板I相同的材料。
[0051 ] 如上所述，电子设备10在内部具备图像显不设备52 ο图像显不设备5 2被后述的技制部50进行控制，将表示文字、符号、图形等的图像信息显示于图像显示面52a。
[0052]图像显示设备52是所谓的液晶显示面板，具有未图示的背光灯单元和未图示的液晶层。作为该背光灯单元的LED灯，主要使用在蓝色LED元件组合了荧光体的产生白色光的LED灯。显示于图像显示设备52的图像显示面52a的图像信息通过从背光灯单元的LED灯发出的白色光透过图像显示设备52所具备的液晶层从而被部分着色来形成。也就是说，在从LED灯发出的白色光通过液晶层时，透过的光的波长范围按照每个部分而被限制，导致透过光的颜色变更，从而表示具有各种颜色和形状的文字、符号、图形等的图像信息形成在图像显示面52a。表示这样形成于图像显示面52a的图像信息的光从透光性盖基板I的一个主面IA入射，从另一主面IB出射，并进入到电子设备100的操作者(使用者)的眼睛，该操作者识别图像信息所表示的文字、符号、图形等。
[0053]如图3所不，在电子设备100的背面101，换言之，在设备外壳3的背面，开有扬声器孔20以及话筒孔21。此外，后述的摄像部58所具有的摄像透镜58a从电子设备100的背面101露出。
[0054]如图6所示，无线通信部51经由基站，通过天线51a来接收来自与电子设备100不同的智能电话终端或者与网络连接的网络服务器等通信装置的信号。无线通信部51对接收信号进行放大处理以及下变换(down convert)并输出到控制部50。控制部50对输入的接收信号进行解调处理等，获取该接收信号中包含的表示声音或音乐等的声音信号等。此外，无线通信部51对在控制部50生成的包含声音信号等的发送信号进行上变换(up convert)以及放大处理，将处理后的发送信号从天线51a进行无线发送。来自天线51a的发送信号通过基站，被与电子设备100不同的智能电话终端或移动电话机或者与网络连接的通信装置接收。
[0055]图像显示设备52例如是液晶图像显示设备，通过被控制部50进行控制，来将文字、符号、图形等各种信息显示于图像显示面52a。被显示于图像显示设备52的信息显示在透光性盖基板I的显示部分la，从而该信息能够被电子设备100的使用者识别。
[0056]触摸面板53例如是投影型静电电容方式的触摸面板，对使用者针对透光性盖基板I的显示部分Ia的操作进行检测。触摸面板53被粘贴于透光性盖基板I的内侧主面，具备相互对置配置的片状的2个电极传感器。2个电极传感器通过透明粘着性片而被贴合。
[0057]在一个电极传感器，形成分别沿着X轴方向(例如透光性盖基板I的短边方向)延伸并且被相互平行配置的多个细长的X电极。在另一个电极传感器，形成分别沿着Y轴方向(例如透光性盖基板I的长边方向)延伸并且被相互平行配置的多个细长的Y电极。若使用者的手指相对于透光性盖基板I的显示部分Ia接触，则处于该接触位置的下方的X电极以及Y电极间的静电电容发生变化，因此在触摸面板53检测到针对透光性盖基板I的显示部分Ia的操作。在触摸面板53产生的、X电极以及Y电极间的静电电容变化被传递至控制部50，控制部50基于该静电电容变化来确定针对透光性盖基板I的显示部分Ia进行的操作的内容，并进行与其相应的动作。
[0058]图5所示的透光性盖基板I的长方形的短边方向与蓝宝石中的c轴平行，在透光性盖基板I的单晶体中，台阶-梯层结构60形成为上部脊部61a、下部脊部61b沿着该短边方向延伸。透光性盖基板I的短边方向和与该短边方向正交的长边方向成为上述的例如由液晶显示面板等构成的图像显示设备52的像素、触摸面板53的各电极的排列方向的基准。台阶-梯层结构60也对透明性盖基板I中的部分光的衍射、透明性盖基板I的部分静电电容以及触摸面板的检测灵敏度等有影响。若将台阶-梯层结构60形成为上部脊部61a、下部脊部61b沿着该短边方向或长边方向延伸，则容易取得与图像显示设备52的显示条件、触摸面板53的检测条件的匹配，通过这些条件的变更，与透光性盖基板I的另一主面IB仅仅为平坦面的情况相比，例如能够比较容易提高触摸面板53的检测灵敏度、能够比较容易提高通过图像显示设备52来显示的图像的可视性。
[0059]压电振动元件55是用于将受话音传递到电子设备100的使用者的元件。压电振动元件55通过从控制部50赋予的驱动电压而振动。控制部50基于表示受话音的声音信号来生成驱动电压，并将该驱动电压施加到压电振动元件55。压电振动元件55通过控制部50基于表示受话音的声音信号而使其振动，来向电子设备100的使用者传递受话音。这样，控制部50作为基于声音信号来使压电振动元件55振动的驱动部而起作用。关于压电振动元件55，后面详细进行说明。
[0000]外部扬声器56将来自控制部50的电声音信号转换为声音并输出。从外部扬声器56输出的声音被从设置于电子设备100的背面101的扬声器孔20输出到外部。
[0061]话筒57将从电子设备100的外部输入的声音转换为电声音信号并输出到控制部50。来自电子设备100的外部的声音被从设置于该电子设备100的背面101的话筒孔21获取到该电子设备100的内部，并被输入到话筒57。
[0062]摄像部58由摄像透镜58a以及摄像元件等构成，基于控制部50的控制，拍摄静止图像以及动态图像。
[0063 ]电池59输出电子设备100的电源。从电池59输出的电源被提供给电子设备100所具备的控制部50和无线通信部51等中包含的各电子部件。
[0064]〈压电振动元件的详细〉
[0065]图8以及9分别是表示压电振动元件55的构造的俯视图以及侧视图。如图8、9所示，压电振动元件55成为一个方向较长的形状。通过设为一个方向较长的形状，能够使后述的变形的程度较大。具体来讲，压电振动元件55在俯视下成为长方形的细长板状。压电振动元件55具有例如双压电晶片构造，具备经由垫片55c而相互贴合的第I压电陶瓷板55a以及第2压电陶瓷板55b。也可以是不具有垫片55c，压电陶瓷板与电极被交替层叠、在厚度方向的上侧的压电陶瓷板和下侧的陶瓷板使极化方向不同的层叠型压电振动元件。
[0066]在压电振动元件55中，若对第I压电陶瓷板55a施加正的电压，对第2压电陶瓷板55b施加负的电压，则第I压电陶瓷板55a沿着长边方向延伸，第2压电陶瓷板55b沿着长边方向收缩。由此，如图10所示，压电振动元件55使第I压电陶瓷板55a为外侧而弯曲为山状。
[0067]另一方面，在压电振动元件55中，若对第I压电陶瓷板55a施加负的电压，对第2压电陶瓷板55b施加正的电压，则第I压电陶瓷板55a沿着长边方向收缩，第2压电陶瓷板55b沿着长边方向延伸。由此，如图11所示，压电振动元件55使第2压电陶瓷板55b为外侧而弯曲为谷状。
[0068]压电振动元件55通过交替取得图10的状态和图11的状态，从而进行弯曲振动。控制部50通过在第I压电陶瓷板55a与第2压电陶瓷板55b之间施加交替表现为正的电压和负的电压的交流电压，从而使压电振动兀件55弯曲振动。
[0069]另外，在图9?11所不的压电振动兀件55中，虽然仅设置了一个由将垫片55c夹在中间而贴合的第I压电陶瓷板55a以及第2压电陶瓷板55b构成的构造，但也可以层叠多个该构造。
[0070]〈压电振动元件的配置位置〉
[0071]图12是从一个主面IA—侧来观察透光性盖基板I时的俯视图。压电振动元件55通过双面胶等粘合剂，被粘贴于透光性盖基板I的一个主面1A。压电振动元件55在透光性盖基板I的一个主面1A，被配置在从一个主面IA—侧来观察该透光性盖基板I的俯视下与图像显示设备52以及触摸面板53不重合的位置。
[0072]〈基于压电振动元件的振动的受话音的产生〉
[0073]在本实施方式中，通过压电振动元件55使透光性盖基板I振动，来将气导音以及传导音从该透光性盖基板I传递到使用者。换言之，通过压电振动元件55本身的振动传递到透光性盖基板I，从而气导音以及传导音被从该透光性盖基板I传递到使用者。
[0074]这里，所谓气导音，是指通过进入到外耳道孔(所谓的“耳孔”)的声波(空气振动)使鼓膜振动，来被人脑识别的声音。另一方面，所谓传导音，是指通过使外耳振动，该外耳的振动传递到鼓膜并且该鼓膜振动，来被人脑识别的声音。以下，对气导音以及传导音详细进行说明。
[0075]图13是用于对气导音以及传导音进行说明的图。图13中表示电子设备100的使用者的耳朵的构造。在图13中，虚线400表示气导音被大脑识别时的声音信号(声音信息)的传导路径，实线410表示传导音被大脑识别时的声音信号的传导路径。
[0076]若被安装于透光性盖基板I的压电振动元件55基于表示受话音的电声音信号而振动，贝1J透光性盖基板I振动，声波被从该透光性盖基板I输出。若使用者手持电子设备100，将该电子设备100的透光性盖基板I接近该使用者的外耳200，或者将该电子设备100的透光性盖基板I紧贴于该使用者的外耳200，则从该透光性盖基板I输出的声波进入到外耳道孔210。来自透光性盖基板I的声波进入外耳道孔210内，使鼓膜220振动。鼓膜220的振动传递到耳小骨230，耳小骨230发生振动。并且，耳小骨230的振动传递到耳蜗240，在耳蜗240被转换为电信号。该电信号通过听神经250而被传递到大脑，在大脑中，受话音被识别。这样，气导音被从透光性盖基板I传递到使用者。
[0077]此外，若使用者手持电子设备100，将该电子设备100的透光性盖基板I紧贴于该使用者的外耳200，则外耳200通过利用压电振动元件55而使其振动的透光性盖基板I而振动。外耳200的振动传递到鼓膜220，鼓膜220发生振动。鼓膜220的振动传递到耳小骨230，耳小骨230发生振动。并且，耳小骨230的振动传递到耳蜗240，在耳蜗240被转换为电信号。该电信号通过听神经250而被传递到大脑，在大脑中，受话音被识别。这样，传导音被从透光性盖基板I传递到使用者。在图13中，也表示了外耳200内部的外耳软骨200a。
[0078]另外，这里的传导音与骨导音(也被称为“骨传导音”)不同。骨导音是使头盖骨振动，通过头盖骨的振动直接刺激耳蜗等内耳，来被人脑识别的声音。在图13中，例如在使下颚骨300振动的情况下，通过多个圆弧420来表示骨传导音被大脑识别时的声音信号的传递路径。
[0079]这样，在本实施方式的电子设备100中，通过压电振动元件55使前面的透光性盖基板I适当地振动，从而能够将气导音以及传导音从透光性盖基板I传递到电子设备100的使用者。在本实施方式的压电振动元件55中，钻研其构造，以使得能够对使用者适当地传递气导音以及传导音。通过构成电子设备100以使得能够对使用者传递气导音以及传导音，从而产生各种优点。
[0080]例如，由于使用者只要将透光性盖基板I紧贴于耳朵就能够听到声音，因此在不那么注意电子设备100中紧贴耳朵的位置就能够进行通话。
[0081]此外，使用者在周围的噪声较大的情况下，能够通过将耳朵强力按压于透光性盖基板I，来增大传导音的音量并且难以听到周围的噪声。因此，使用者即使在周围的噪声较大的情况下，也能够适当地进行通话。
[0082]此外，使用者即使在将耳塞或耳机安装于耳朵的状态下，也能够通过将透光性盖基板I紧贴于耳朵(更详细来讲是外耳)，来识别来自电子设备100的受话音。此外，使用者即使在将头戴耳机安装于耳朵的状态下，也能够通过将透光性盖基板I紧贴于该头戴耳机，来识别来自电子设备100的受话音。
[0083]〈受话口的孔(接收器用的孔)>
[0084]在智能电话终端或移动电话机等电子设备中，为了将从设置于该电子设备的内部的接收器(受话用扬声器)输出的声音取出到该电子设备的外部，有时在前面的透光性盖基板I开有受话口的孔。
[0085]在本实施方式的电子设备100中，由于通过透光性盖基板I振动来产生受话音，因此即使在电子设备100没有受话口的孔，也能够将受话音适当地传递到使用者。透光性盖基板I是以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体，与强化玻璃等相比非常硬。并且，对于各种药品的耐性也非常高。在对这种以氧化铝(Al2O3)为主成分的单晶体进行加工，例如进行打开受话口的孔的加工的情况下，例如可能需要激光加工装置等高额的制造装置，加工所需要时间较长，制造成本也变得较大。由于本实施方式的透光性盖基板I没有受话口的孔，因此不产生该孔加工所花费的成本，电子设备100的制造成本也较小。此外，由于在透光性盖基板I没有受话口的孔，因此透光性盖基板I的强度被维持在较高。此外，在本实施方式中，由于在电子设备100的表面没有受话口的孔，因此不会产生水或者灰尘等从受话口的孔进入的问题。因此，在电子设备100中，不需要针对该问题的防水构造、防尘构造，能够实现电子设备100的进一步降低成本。
[0086]另外，在上述的例子中，以将本申请发明应用于所谓的智能电话终端的情况为例进行了说明，但本申请发明也能够应用于智能电话终端以外的电子设备。例如，本申请发明能够应用于平板终端、移动电话机、游戏机、笔记本个人电脑、便携式导航系统等。此外，本发明并不限定于上述各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也能够进行各种改进以及变更。
[0087]-符号说明-
[0088]I透光性盖基板
[0089]IA 一个主面
[0090]IB另一主面
[0091]50控制部
[0092]52图像显示设备
[0093]52a图像显示面
[0094]53触摸面板
[0095]55压电振动元件
[0096]100电子设备
【主权项】
1.一种电子设备，具备: 图像显示设备，其具有图像显示面;和 透光性盖基板，其具有与上述图像显示面对置的一个主面以及位于该一个主面的相反的一侧的另一主面， 该电子设备的特征在于， 上述透光性盖基板包含以氧化铝Al2O3为主成分的单晶体，该单晶体具有上述另一主面，在上述另一主面的至少一部分具有台阶-梯层结构。2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于， 上述另一主面是从上述单晶体中的a面倾斜的面，从上述a面的倾斜角小于1.5°。3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于， 上述另一主面在与上述另一主面垂直的假想线接近上述单晶体中的m轴的方向上倾斜。4.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于， 上述另一主面在与上述另一主面垂直的假想线接近上述单晶体中的c轴的方向上倾斜。5.根据权利要求1?4的任意一项所述的电子设备，其特征在于， 上述台阶-梯层结构的台阶高度为I X 10—1Q(m)?5 X 10—8(m)。6.根据权利要求1?5的任意一项所述的电子设备，其特征在于， 还具备被配置于上述透光性盖基板的压电振动元件。7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于， 上述压电振动元件被施加基于声音信号的驱动电压而进行振动。8.根据权利要求6或者7所述的电子设备，其特征在于， 上述压电振动元件在俯视下为长方形的细长板状。9.根据权利要求6?8的任意一项所述的电子设备，其特征在于， 上述压电振动元件被配置在与图像显示设备不重合的位置。10.一种电子设备用的透光性盖基板，其特征在于， 包含以氧化铝Al2O3为主成分的单晶体，在该单晶体的主面的至少一部分具有台阶-梯层结构。11.根据权利要求10所述的电子设备用的透光性盖基板，其特征在于， 上述主面在接近上述单晶体中的m轴的方向上倾斜。12.根据权利要求10所述的电子设备用的透光性盖基板，其特征在于， 上述主面在与上述主面垂直的假想线接近上述单晶体中的c轴的方向上倾斜。
【文档编号】G09F9/00GK105830136SQ201480069219
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月24日
【发明人】梅原干裕, 坪仓理
【申请人】京瓷株式会社