压电元件以及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备的制造方法

压电元件以及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种压电元件以及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备，压电元件具备：层叠了多个内部电极(12)以及多个压电体层(13)而成的层叠体(14)；设置于层叠体的至少一个主面的多个表面电极(15)；和设置于层叠体的侧面，将导出到该侧面的多个内部电极与多个表面电极电连接的多个侧面电极(16)，多个内部电极包含：具有活性区域(1211)以及向层叠体的侧面的导出区域(1212)的第1主电极(121)；和在设置了第1主电极的压电体层间与导出区域空开间隔设置的第1副电极(171)，位于该第1副电极与多个侧面电极之中的任意侧面电极连接的层叠体的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制。
【专利说明】
压电元件以及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备
技术领域
[0001]本发明涉及适于压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备的压电元件以及具备该压电元件的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备。
【背景技术】
[0002]层叠型的压电元件一般层叠多个内部电极和多个压电体层，内部电极的端部被导出到层叠体的侧面的一部分而与设置于该侧面的侧面电极电连接(例如参照专利文献I)。然后，若使该压电元件驱动，则会在层叠方向上进行伸缩，从而应力负荷施加于位于层叠体的端部的侧面。
[0003]在先技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1: JP特开2007-109754号公报

【发明内容】

[0006]发明要解决的课题
[0007]在此，如图12所示，例如在双压电晶片型的压电元件中，被导出到位于层叠体的一个端部的侧面的内部电极的图案101与被导出到位于层叠体的另一个端部的侧面的内部电极的图案102不同。具体来说，被导出到位于层叠体的一个端部的侧面的内部电极的图案101占据了宽度方向的大部分的区域，相对于此，被导出到位于层叠体的另一个端部的侧面的内部电极的图案102占据了宽度方向的一半以下的区域。
[0008]由此，在使压电元件驱动时，施加于位于层叠体的另一个端部的侧面的应力部分不同。具体来说，在层叠体的另一个端部，内部电极的端部被导出的部位和与其接近的内部电极的端部未被导出的部位处，施加的应力不同。
[0009 ]特别是近年来，对压电元件一直在要求位移量的增加(更大的弯曲振动)。由此，在位于层叠体的端部的侧面，由于应力负荷而有可能发生脱层(delaminat1n)。
[0010]本发明鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种位于层叠体的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件以及具备该压电元件的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本发明的压电元件具备:层叠体，其层叠多个内部电极以及多个压电体层而成;多个表面电极，设置于该层叠体的至少一个主面;和多个侧面电极，设置于所述层叠体的侧面，将导出到该侧面的所述多个内部电极与所述多个表面电极电连接，所述压电元件的特征在于，所述多个内部电极包含:第I主电极，其具有活性区域以及向所述层叠体的侧面的导出区域;和第I副电极，在设置了该第I主电极的压电体层间，与所述导出区域空开间隔地设置该第I副电极，该第I副电极与所述多个侧面电极之中的任意侧面电极连接。
[0013]此外，本发明的压电振动装置的特征在于，具有:上述的压电元件;和接合于构成该压电元件的层叠体的另一个主面的振动板。
[0014]此外，本发明的便携式终端的特征在于，具有上述的压电元件、电子电路、显示器和箱体，所述压电元件的另一个主面与所述显示器或所述箱体接合。
[0015]此外，本发明的声音发生器的特征在于，具备:上述的压电元件;安装了该压电元件，通过该压电元件的振动而发生振动的振动板;和设置于该振动板的外周部的至少一部分，支撑所述振动板的支撑体。
[0016]此外，本发明的声音发生装置的特征在于，具备上述的声音发生器、和容纳该声音发生器的箱体。
[0017]此外，本发明的电子设备的特征在于，具备:上述的声音发生器;与该声音发生器连接的电子电路;和容纳该电子电路以及所述声音发生器的箱体，具有从所述声音发生器产生声音的功能。
[0018]发明效果
[0019]根据本发明的压电元件，通过提高位于层叠体的端部的侧面与侧面电极的密接强度，从而能够抑制位于层叠体的端部的侧面上的脱层的发生。
[0020]此外，根据具备上述压电元件的本发明的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置以及电子设备，能够耐久性优异且长期稳定地驱动。
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的压电元件的实施方式的一例的概略立体图。
[0022]图2是图1所示的压电元件的分解立体图。
[0023]图3是本发明的压电元件的实施方式的其他例的分解立体图。
[0024]图4是本发明的压电元件的实施方式的其他例的分解立体图。
[0025]图5是示意性地示出本发明的压电振动装置的实施方式的概略立体图。
[0026]图6是示意性地示出本发明的便携式终端的实施方式的概略立体图。
[0027]图7是沿图6所示的A-A线切断的概略剖面图。
[0028]图8是沿图6所示的B-B线切断的概略剖面图。
[0029]图9(a)是表示本发明的声音发生器的实施方式的概略构成的示意性俯视图，图9(b)是沿图9(a)的A-A线切断的一例的概略剖面图，图9(c)是沿图9(a)的A-A线切断的其他例的概略剖面图。
[0030]图10是表示本发明的声音发生装置的实施方式所涉及的构成的图。
[0031]图11是表示本发明的电子设备的实施方式所涉及的构成的图。
[0032]图12是表示现有的压电元件的实施方式的一例的分解立体图。
【具体实施方式】
[0033]参照附图来详细说明本发明的压电元件的实施方式的一例。
[0034]图1是表示本发明的压电元件的实施方式的一例的概略立体图，图2是图1所示的压电元件的分解立体图。另外，在图2中省略了图1所示的侧面电极16。
[0035]图1以及图2所示的例子的压电元件11具备:层叠了多个内部电极12以及多个压电体层13而成的层叠体14;设置于层叠体14的至少一个主面的多个表面电极15;和设置于层叠体14的侧面，将被导出到该侧面的多个内部电极12与多个表面电极15电连接的多个侧面电极16，多个内部电极12包含:具有活性区域1211以及向层叠体14的侧面的导出区域1212的第I主电极121;和在设置有该第I主电极121的压电体层13间与导出区域1212空开间隔设置的第I副电极171，该第I副电极171与多个侧面电极16之中的任意侧面电极16连接。
[0036]构成本例的压电元件11的层叠体14是层叠多个内部电极12和多个压电体层13、且一个主面具有长度方向和宽度方向的俯视长方形的板状体。然后，压电元件具有相邻的多个内部电极12在层叠方向上重叠的活性部以及除此以外的非活性部。在安装于便携式终端的显示器或箱体的压电致动器的情况下，作为层叠体14的长度，例如优选为18mm?28mm，更优选为22mm?25mm。层叠体14的宽度，例如优选为Imm?6mm，更优选为3mm?4mm。层叠体14的厚度，例如优选为0.2mm?I.0mm，更优选为0.4mm?0.8mm。
[0037]构成层叠体14的多个内部电极12通过与形成压电体层13的陶瓷同时烧成而形成，具有第I主电极121以及第2主电极122。第I主电极121以及第2主电极122与多个压电体层13交替层叠，从上下夹着压电体层13而交替配置，通过按照层叠顺序来配置第I主电极121以及第2主电极122，从而对夹于它们之间的压电体层13施加驱动电压。作为其形成材料，例如能够使用以与压电陶瓷的反应性较低的银、银-钯合金为主要成分的导体、或者包含铜、铂等的导体，但也可以在其中含有陶瓷成分、玻璃成分。
[0038]在图1以及图2所示的例子中，主电极包含在层叠方向上交替配置的第I主电极121以及第2主电极122，第I主电极121以及第2主电极122的端部分别彼此交错地被导出到层叠体14的对置的一对侧面。在此，构成多个内部电极12的主电极之中的第I主电极121是具有活性区域1211以及向层叠体14的侧面的导出区域1212的主电极。此外，第2主电极122是在从层叠体14的层叠方向进行俯视透视时设置为与第I主电极121的活性区域1211对置的主电极。
[0039]与第2主电极122对置形成活性部的第I主电极121的活性区域1211是宽度相对较宽的长方形的区域。导出区域1212是宽度比活性区域1211窄的区域，该导出区域1212被导出到层叠体14的对置的一对侧面之中的一个侧面，与多个侧面电极16之中的任意一个电连接。另一方面，第2主电极122形成为长方形，第2主电极122的长边方向的一个端部被导出到对置的一对侧面中的另一个侧面，与多个侧面电极16之中的另一个侧面电极16电连接。另夕卜，与第2主电极122连接的侧面电极16在图中省略。在安装于便携式终端的显示器或箱体的压电元件的情况下，内部电极12(第I主电极121以及第2主电极122)的长度，例如优选为17mm?25mm，更优选为21mm?24mm。内部电极12的活性部的宽度即第I主电极121中的活性区域1211的宽度以及第2主电极122的宽度，例如优选为Imm?5mm，更优选为2mm?4mm。内部电极12的厚度，例如优选为0.Ιμπι?5μπι。另外，关于第I主电极121的更详细的构成以及第I副电极171，在后面叙述。
[0040]构成层叠体14的压电体层13由具有压电特性的陶瓷形成，作为这样的陶瓷，例如能够使用由锆钛酸铅(PbZrO3-PbT13)构成的钙钛矿型氧化物、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTa03)等。压电体层的I层的厚度为了以低电压进行驱动，例如优选设定为0.01?0.1_。此外，为了获得较大的弯曲振动，优选为具有200pm/V以上的压电常数d31。[0041 ]在层叠体14的一个主面，设置有与多个内部电极12电连接的多个表面电极15。图1所示的形态下的表面电极15由较大面积的第I表面电极151、较小面积的第2表面电极152以及第3表面电极153构成。例如，第I表面电极151与成为第2主电极122的内部电极12电连接，第2表面电极152例如与成为配置于层叠体14的一个主面侧的第I主电极121的内部电极12电连接，第3表面电极153例如与成为配置于层叠体14的另一个主面侧的第I主电极121的内部电极12电连接。在安装于便携式终端的显示器或箱体的压电致动器的情况下，第I表面电极151的长度，例如优选为17mm?23mm，更优选为19mm?21mm。第I表面电极151的宽度，例如优选为Imm?5mm，更优选为2mm?4mm。第2表面电极152以及第3表面电极153的长度，例如优选为Imm?3mm。第2表面电极152以及第3表面电极153的宽度，例如优选为0.5mm?I.5mm。另夕卜，第I表面电极151、第2表面电极152以及第3表面电极153为了成为所谓双压电晶片型的压电元件而分成多个来设置，以使得本发明的压电元件11中的压电体层13的极化的方向在一个主面侧与另一个主面侧呈对称性，在使用时例如对第2表面电极152以及第3表面电极153进行接线，来驱动压电元件11。
[0042]然后，本例的压电元件11在设置了第I主电极121的压电体层13间与导出区域1212空开间隔设置了第I副电极171。在本例中，构成第I主电极121的导出区域1212形成为活性区域1211的宽度的大约一半的宽度。因此，存在有未形成第I主电极121的活性区域1211以及导出区域1212的区域。在该区域中，空开间隔以使得与活性区域1211以及导出区域1212不电连接，来设置了第I副电极171。然后，该第I副电极171与多个侧面电极16之中的任意侧面电极16连接。
[0043]根据该构成，导出区域1212和第I副电极171被引出到层叠体14的侧面，并分别与侧面电极16连接，因此与没有第I副电极171的情况相比，内部电极12与侧面电极16的连接增多。与压电体层13相比电极(第I副电极171)与侧面电极16的接合力较大，位于层叠体14的端部的侧面与侧面电极16的密接强度提高。因此，侧面电极16从位于层叠体14的端部的侧面的剥离得到抑制，并且能够抑制位于层叠体14的端部的侧面上的层叠体14的脱层的发生。
[0044]另外，如图1所示，优选设置于同一压电体层13间的第I主电极121和第I副电极171与互不相同的侧面电极16连接。在图2所示的例子中，设置于同一压电体层13间的第I主电极121与一个侧面电极16电连接，第I副电极171与另一个侧面电极16电连接。
[0045]具体来说，层叠体14是俯视时的形状为长方形的板状体，位于层叠体14的层叠方向的一个主面侧的第I主电极121以及第I副电极171的配置和位于层叠体14的层叠方向的另一个主面侧的第I主电极121以及第I副电极171的配置为相对于宽度方向的中心轴呈线对称的配置。而且，配置于一个主面侧的第I主电极121和配置于另一个主面侧的第I副电极171与一个侧面电极电连接，并且配置于另一个主面侧的第I主电极121和配置于一个主面侧的第I副电极171与另一个侧面电极16电连接。
[0046]这样，通过构成为设置于同一压电体层13间的第I主电极121和第I副电极171与互不相同的侧面电极16连接，从而能够在层叠方向上延伸地形成彼此绝缘的多个侧面电极16。由此，例如能够根据双压电晶片型的压电元件中的表面电极15以及内部电极12的电极图案的变化，设置多个在层叠方向上延伸的侧面电极16，作为结果而言，能够增加多个侧面电极16与层叠体14的侧面接合的总面积。因此，能够进一步提高向层叠体14的侧面的拘束力，能够进一步提高密接强度。
[0047]此外，在上述构成中，优选为在从层叠体14的层叠方向进行俯视透视时，第I副电极171和第2主电极122具有对置的区域，由此，能够将位于第I副电极171的附近的压电体层13的极化的方向设为与位于设置于第I副电极171与同一压电体层13间的第I主电极121的附近的压电体层13的极化的方向反向。该反向的极化以抵消位移的方式发挥作用，从而能够进一步抑制脱层的发生后。
[0048]此外，设置于同一压电体层13间的第I主电极121和第I副电极171也可以导出到不同的侧面。例如，图中导出区域1212以及第I副电极171中的双方被导出到位于一个主面的形状(长方形)的短边的同一侧面(端面)，但导出区域1212以及第I副电极171中的一方或双方也可以被导出到位于长边的侧面的接近于端面的部位。
[0049]但是，如图所示，优选为设置于同一压电体层13间的第I主电极121和第I副电极171被导出到相同侧面，通过导出到相同侧面，从而能够使侧面电极16所产生的向层叠体14的侧面的拘束力集中，能够进一步抑制脱层的发生。另外，上述的相同侧面是应力变大的侧面，最好是位于一个主面的长方形的短边的侧面(端面)。即，优选层叠体14是俯视时的形状为长方形的板状体，且第I主电极121和第I副电极171被导出到相同端面。
[0050]此外，第I主电极121的导出区域1212的宽度与第I副电极171的宽度也可以不同，但如图所示，优选第I主电极121的导出区域1212的宽度与第I副电极171的宽度彼此相同，由此，第I主电极121中的导出区域1212的图案与第I副电极171的图案近似而平衡变好，能够取得烧结收缩特性所产生的影响的平衡，密接强度得到提高，从而能够进一步抑制脱层的发生。
[0051]此外，优选第I主电极121、第2主电极122以及第I副电极171的形成材料的组成相同，由此，材料上与压电体层13的接合强度相同，烧结收缩特性以及密接机构相同并且热膨胀系数相同，因而密接强度进一步变好，能够抑制脱层的发生。
[0052]另外，第I副电极171的面积小于表面电极15(第2表面电极152、第3表面电极153)的面积，这在与侧面电极16的接合力的方面以及能够作用于最外层的压电体层13使得进行反向的位移的方面优选。
[0053]作为本发明的压电元件的实施方式的其他例，也可以设为图3所示那样的方式以及图4所示那样的方式。
[0054]图3以及图4所示的压电元件11为如下构成:第2主电极122具有活性区域1221以及向层叠体14的侧面的导出区域1222，在设置了该第2主电极122的压电体层13间与导出区域1222空开间隔设置了第2副电极172，该第2副电极172与多个侧面电极16之中的任意侧面电极16连接。另外，在图3以及图4中，省略了多个侧面电极16。
[0055]图3所示的压电元件11具体来说，第2主电极122中的与第I主电极121对置的活性区域1221是宽度相对较宽的长方形的区域，与第I主电极121对置形成了活性部。第2主电极122中的导出区域1222是宽度比活性区域1221窄的区域。在本例中，配置于一个主面侧的第2主电极122的图案成为正好与第一主电极121的图案相对于长度方向的中心轴呈线对称的配置。该导出区域1222被导出到层叠体14的对置的一对侧面之中的另一个端面(与导出区域1212被导出的端面相反一侧的端面)，与侧面电极16电连接。此外，配置于另一个主面侧的第2主电极122的图案成为正好与第一主电极121的图案呈点对称的配置。
[0056]此外，第2主电极122具有活性区域1221以及向层叠体14的对置的一对侧面之中的另一个端面的导出区域1222，在设置了该第2主电极122的压电体层13间与导出区域1222空开间隔设置了第2副电极172，该第2副电极172被导出到层叠体14的对置的一对侧面之中的另一个端面，与多个侧面电极16之中的任意侧面电极16连接。
[0057]此外，表面电极15也设置了多个，与图1以及图2所示的例子同样地，在使用时进行接线等，对压电元件11进行驱动。
[0058]此时，虽未图示，但在位于压电元件11的一个端部的侧面(端面)设置了在层叠方向上延伸的二个侧面电极，并且在位于压电元件11的另一个端部的侧面(端面)设置了在层叠方向上延伸的二个侧面电极。
[0059]第I主电极121与设置于位于一个端部的侧面(端面)的侧面电极电连接，此外，第I副电极171与设置于位于一个端部的侧面的其他侧面电极电连接。
[0060]配置于层叠方向的一个主面侧的第2主电极122、配置于层叠方向的另一个主面侧的第2副电极172与设置于位于另一个端部的侧面(端面)的一个侧面电极电连接，此外，配置于层叠方向的另一个主面侧的第2主电极122、配置于层叠方向的一个主面侧的第2副电极172与设置于位于另一个端部的侧面(端面)的另一个侧面电极电连接。
[0061]根据该构成，在第2主电极122具有导出区域1222的情况下，能够提高与侧面电极的密接强度，能够抑制脱层的发生。此外，能够取得烧结收缩特性所产生的影响的平衡，密接强度得到提高，能够进一步抑制脱层的发生。
[0062]此外，图4所示的压电元件11具体来说，第2主电极122中的与第I主电极121对置的活性区域1221是宽度相对较宽的长方形的区域，与第I主电极121对置形成了活性部。第2主电极122中的导出区域1222是宽度比活性区域1221窄的区域，在本例中，在第2主电极122中存在二个导出区域1222。这些图案正好呈点对称。该导出区域1222分别被导出到层叠体14的对置的一对侧面(位于一个端部的侧面(端面)和位于另一个端部的侧面(端面))，与侧面电极16电连接。
[0063 ]此外，表面电极15 (较大面积的第I表面电极151、较小面积的第2表面电极152以及第3表面电极153)也由与第2主电极122以及第2副电极172类似的图案形成。
[0064]此外，配置于层叠方向的上侧的第I主电极121与配置于层叠方向的下侧的第I主电极121被导出到位于彼此相反的端部的侧面，在各第I主电极121与同一压电体层13间与导出区域1212空开间隔具有第I副电极171。上侧的图案与下侧的图案正好成为点对称的关系O
[0065]此时，虽未图示，但在位于压电元件11的一个端部的侧面设置了在层叠方向上延伸的二个侧面电极，并且在位于压电元件11的另一个端部的侧面设置了在层叠方向上延伸的二个侧面电极。配置于层叠方向的上侧的第I主电极121、配置于层叠方向的下侧的第I副电极171、第2表面电极152与设置于位于一个端部的侧面的侧面电极电连接，配置于层叠方向的下侧的第I主电极121、配置于层叠方向的上侧的第I副电极171、第3表面电极152与设置于位于另一个端部的侧面的侧面电极电连接。此外，在各侧面设置的其他的侧面电极与第2主电极122(导出区域1222)、第I表面电极151电连接。
[0066]根据该构成，第I主电极121的导出区域1212、第2主电极122的导出区域1222以及第I副电极171的图案和侧面电极的图案具有对称性，因而在位于一个端部的侧面与位于另一个端部的侧面相同程度地提高与侧面电极的密接强度，能够抑制脱层的发生。此外，能够取得烧结收缩特性所产生的影响的平衡，密接强度得到提高，从而能够进一步抑制脱层的发生。
[0067]此外，在图3以及图4所示的构成的情况下，也优选在从层叠体14的层叠方向进行俯视透视时，第2副电极172和第I主电极121具有对置的区域，由此，能够将位于第2副电极172的附近的压电体层13的极化的方向设为与位于设置于第2副电极172与同一压电体层13间的第2主电极12 2的附近的压电体层13的极化的方向反向。该反向的极化以抵消位移的方式发挥作用，从而能够进一步抑制脱层的发生。
[0068]此外，在图3以及图4所示的构成的情况下，也优选第I主电极121、第2主电极122、第I副电极171以及第2副电极172的形成材料的组成相同，由此，材料上与压电体层13的接合强度相同，烧结收缩特性以及密接机构相同并且热膨胀系数相同，因而密接强度进一步变好，能够抑制脱层的发生。
[0069]另外，上述的本发明的压电元件是从表面电极15输入电信号进行弯曲振动使得一个主面以及另一个主面成为弯曲面的所谓双压电晶片型的压电元件。根据双压电晶片型的压电元件，虽然与单压电晶片型的压电元件相比更能够使其弯曲振动，但作为本发明的压电致动器，并不限于双压电晶片型，也可以是单压电晶片型。例如通过在后述的振动板接合(粘贴)压电致动器的另一个主面，从而即便是单压电晶片型也能够使其弯曲振动。
[0070]接着，说明本实施方式的压电元件11的制造方法。
[0071]首先，制作成为压电体层13的陶瓷生片。具体来说，将压电陶瓷的煅烧粉末、由丙烯酸系、缩丁醛系等有机高分子构成的粘合剂、以及增塑剂进行混合来制作陶瓷浆料。然后，通过使用刮刀法、压辊法等流延成型法，从而使用该陶瓷浆料来制作陶瓷生片。作为压电陶瓷，只要具有压电特性即可，例如能够使用由锆钛酸铅(PbZrO3-PbTi O3)构成的钙钛矿型氧化物等。此外，作为增塑剂，能够使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。
[0072]接着，制作成为内部电极的导电性膏剂。具体来说，通过在银-钯合金的金属粉末中添加混合粘合剂以及增塑剂来制作导电性膏剂。使用丝网印刷法按照内部电极(第I主电极121、第2主电极122、第I副电极171以及根据需要第2副电极172)的图案将该导电性膏剂涂敷在上述陶瓷生片上。进而，将印刷了该导电性膏剂的陶瓷生片层叠多枚，在规定温度下进行了脱粘合剂处理后，以900?1200°C的温度进行烧成，使用平面磨床等来实施磨削处理以成为规定形状，由此制作具备交替层叠的内部电极12(主电极以及副电极)以及压电体层13的层叠体。
[0073]层叠体并不限定于通过上述的制造方法来制作，只要能够制作将多个内部电极与压电体层进行层叠而成的层叠体，可以通过任何制造方法来制作。
[0074]然后，将在混合了以银为主要成分的导电粒子和玻璃的混合物中添加粘合剂、增塑剂以及溶剂而制作成的含银玻璃导电性膏剂，通过丝网印刷法等按照表面电极的图案印刷于层叠体的主面以及侧面并使其干燥之后，以600?750°C的温度进行烧结处理，形成表面电极。
[0075]通过以上方法，能够制造本实施方式的压电元件。
[0076]此外，如图5所示，本实施方式的压电振动装置具有压电元件11和与压电元件11的另一个主面接合的振动板81。
[0077]振动板81例如是矩形的薄板。振动板81能够适当地使用丙烯酸树脂、玻璃等刚性以及弹性较大的材料来形成。此外，振动板81的厚度例如设定为0.4mm?1.5mm。
[0078]振动板81经由接合构件82与构成压电元件11的层叠体14的另一个主面接合。既可以经由接合构件82将另一个主面的整个面与振动板81接合，也可以将大致整个面与振动板81接合。
[0079]接合构件82具有薄膜状的形状。此外，接合构件82由与振动板81相比柔软且容易变形的材料形成，与振动板81相比杨氏模量、刚性率、体积弹性模量等弹性模量、刚性较小。即，接合构件82在通过压电元件11的驱动来使振动板81发生振动时能够变形，在施加了相同力时，与振动板81相比变形较大。然后，在接合构件82的一个主面(图的+z方向侧的主面)整体地固定层叠体14的另一个主面(图的-Z方向侧的主面)，在接合构件82的另一个主面(图的-Z方向侧的主面)固定了振动板81的一个主面(图的+z方向侧的主面)的一部分。
[0080]通过由能够变形的接合构件82将层叠体14与振动板81接合，从而从压电元件11传递振动时，能够变形的接合构件82与振动板81相比发生较大变形。
[0081 ]此时，由于能够通过能够变形的接合构件82来缓和从振动板81反射的反相位的振动，因此能够使压电元件11不受周围的振动的影响而向振动板81传递较强的振动。
[0082]其中，通过由粘弹性体来构成接合构件82的至少一部分，从而能够将来自压电元件11的较强的振动传给振动板81，另一方面接合构件82能够吸收从振动板81反射的较弱的振动，在这一点上优选。例如，能够使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘合剂的双面胶带、包含具有弹性的粘接剂的构成的接合构件，作为它们的厚度，例如能够使用ΙΟμπι?2000μπι的厚度。
[0083]接合构件82既可以是一个构件，也可以是由几个构件构成的复合体。作为这样的接合构件8 2，例如能够适当地使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘合剂的双面胶带、作为具有弹性的粘接剂的各种弹性粘接剂等。此外，关于接合构件82的厚度，虽然期望大于压电元件11的弯曲振动的振幅，但若过厚则振动会被衰减，因此例如设定为0.1mm?
0.6mmο但是，在本发明的压电振动装置中，接合构件82的材质并无限定，接合构件82也可以由比振动板81坚硬且难以变形的材料形成。此外，根据情况，也可以是不具有接合构件82的构成。
[0084]具备这样的构成的本例的压电振动装置通过施加电信号而使压电元件11弯曲振动，由此，作为使振动板81振动的压电振动装置而发挥作用。另外，也可以通过未图示的支撑构件来支撑振动板81的长度方向上的另一个端部(图的_y方向端部)、振动板81的周缘部等。
[0085]此外，本例的压电振动装置在压电元件11的平坦的另一个主面接合了振动板81。由此，能够成为层叠体14和振动板81被牢固接合的压电振动装置。
[0086]本例的压电振动装置由于使用位于层叠体14的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件11而构成，因此能够成为耐久性优异、长期稳定地驱动的压电振动装置。
[0087]如图6?图8所示，本实施方式的便携式终端具有压电元件11、电子电路(未图示)、显示器91和箱体92，压电元件11(层叠体14)的另一个主面与箱体92接合。另外，图5是示意性地表示本发明的便携式终端的概略立体图，图7是沿图6所示的A-A线切断的概略剖面图，图8是沿图6所示的B-B线切断的概略剖面图。在图7以及图8中省略了与层叠体14的一个主面接合的柔性基板。
[0088]在此，优选将压电元件11(层叠体14)与箱体92使用能够变形的接合构件来进行了接合。即，在图7以及图8中接合构件82是能够变形的接合构件。
[0089]通过由能够变形的接合构件82来将压电元件11与箱体92接合，从而从压电元件11传递了振动时，能够变形的接合构件82与箱体92相比会发生较大变形。
[0090]此时，由于能够通过能够变形的接合构件82来缓和从箱体92反射的反相位的振动，因此能够使压电元件11不受周围的振动的影响而向箱体92传递较强的振动。
[0091]其中，通过由粘弹性体构成接合构件82的至少一部分，从而能够将来自压电元件11的较强的振动传给箱体92，另一方面接合构件82能够吸收从箱体92反射的较弱的振动，在这一点上优选。例如，能够使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘合剂的双面胶带、包含具有弹性的粘接剂的构成的接合构件，作为它们的厚度，例如能够使用ΙΟμπι?2000Mi的厚度。
[0092]然后，在本例中，压电元件11被安装于作为成为显示器91的盖的箱体92的一部分的面板，该箱体92的一部分作为振动板922而发挥作用。
[0093]另外，在本例中示出了将压电元件11与箱体92接合的结构，但压电元件11也可以与显示器91接合。
[0094]箱体92具有I个面开口的箱状的箱体主体921和堵塞箱体主体921的开口的振动板922。该箱体92 (箱体主体921以及振动板922)能够适当地使用刚性以及弹性模量较大的合成树脂等材料来形成。
[0095]振动板922的周缘部经由接合件93以能够振动的方式安装于箱体主体921。接合件93由比振动板922柔软且容易变形的材料形成，与振动板922相比杨氏模量、刚性率、体积弹性模量等弹性模量、刚性较小。即，接合件93能够变形，在施加相同力时与振动板922相比会发生较大变形。
[0096]接合件93既可以是一个构件，也可以是由几个构件构成的复合体。作为这样的接合件93，例如能够适当地使用在由无纺布等构成的基材的两面附着有粘合剂的双面胶带等。设定接合件93的厚度以使得不会过厚而导致振动被衰减，例如设定为0.1mm?0.6mm。但是，在本发明的便携式终端中，接合件93的材质并无限定，接合件93也可以由比振动板922坚硬且难以变形的材料形成。此外，根据情况，也可以是不具有接合件93的构成。
[0097]作为电子电路(未图示)，例如能够例示对使显示器91显示的图像信息、由便携式终端所传递的声音信息进行处理的电路、通信电路等。既可以是这些电路的至少I个，也可以包含所有的电路。此外，也可以是具有其他功能的电路。进而，还可以具有多个电子电路。另外，电子电路和压电元件11由未图示的连接用布线来连接。
[0098]显示器91是具有显示图像信息的功能的显示装置，例如能够适当地使用液晶显示器、等离子显示器、以及有机EL显示器等已知的显示器。另外，显示器91也可以具有触摸面板那样的输入装置。此外，显示器91的盖(振动板922)也可以具有触摸面板那样的输入装置。进而，也可以使显示器91整体或显示器91的一部分作为振动板而发挥作用。
[0099]本例的便携式终端由于使用位于层叠体14的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件11而构成，因此能够成为耐久性优异、长期稳定地驱动的便携式终端。
[0100]此外，本实施方式的便携式终端的特征在于，显示器91或箱体92产生通过耳朵的软骨或空气传导来传达声音信息的振动。本例的便携式终端能够通过使振动板(显示器91或箱体92)直接或经由他物与耳朵接触，向耳朵的软骨传达振动，来传递声音信息。即，能够通过使振动板(显示器91或箱体92)直接或间接地与耳朵接触，向耳朵的软骨传达振动，来传递声音信息。由此，例如，即使在周围嘈杂时也能够清楚地传递声音信息，能够得到即便是重听者也能够识别声音的便携式终端。另外，介于振动板(显示器91或箱体92)与耳朵之间的物件例如可以是便携式终端的盖，也可以是头戴式耳机或耳机，只要能够传递振动则可以是任意物件。此外，也可以是通过使从振动板(显示器91或箱体92)产生的声音在空气中传播来传递声音信息那样的便携式终端。进而，还可以是经由多个路径(route)来传递声音信息那样的便携式终端。
[0101]此外，如图9所示，本实施方式的声音发生器10具备:上述的压电元件11;安装有压电元件11，通过压电元件11的振动而振动的振动板20;和设置于振动板20的外周部的至少一部分，作为支撑振动板20的支撑体的框体30。
[0102]压电元件11是通过受到电压的施加而发生振动来激励振动板20的激励器。压电元件11的主面与振动板20的主面由环氧系树脂等粘接剂接合，通过压电元件11的弯曲振动，从而压电元件11能够向振动板20给予一定的振动而产生声音。
[0103]振动板20在施加有张力的状态下其周缘部被固定于框体30，通过压电元件11的振动而与压电元件11一起振动。该振动板20能够使用树脂、金属等各种材料来形成，例如能够由厚度10?200μπι的聚乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯等树脂膜来构成振动板20。由于树脂膜是与金属板等相比弹性模量以及机械Q值较低的材料，因此通过由树脂膜来构成振动板20，从而能够使振动板20以$父大的振幅进彳丁弯曲振动，能够扩大声压的频率特性中的谐振峰的宽度，降低高度，从而能够降低谐振峰与谷之间的差。
[0104]框体30作为在振动板20的周缘部支撑振动板20的支撑体而发挥作用，例如能够使用不锈钢等金属、树脂等各种材料来形成。该框体30可以如图9(b)所示由一个框构件(上框构件301)构成，也可以如图9(c)所示由二个框构件(上框构件301以及下框构件302)构成。在该情况下，通过由二个框构件夹持振动板20，能够使振动板20的张力稳定。另外，上框构件301以及下框构件302各自的厚度例如设为100?5000μπι。
[0105]在本例的声音发生器10中，如图9(b)以及图9(c)所示，优选还具有设置为覆盖从压电元件11到振动板20的表面的至少压电元件11的周边部的树脂层40。作为树脂层40，例如能够使用丙烯酸系树脂。通过将压电元件11埋设于该树脂层40，从而能够诱发适度的缓冲效果，因此能够抑制共振现象，能够将声压的频率特性中的峰、谷抑制得较小。另外，如图9(b)以及图9(c)所示，树脂层40也可以形成为与上框构件301相同高度。
[0106]本例的声音发生器10由于使用位于层叠体14的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件11而构成，因此耐久性优异，能够长期稳定地进行驱动。
[0107]接着，说明本发明的声音发生装置的实施方式的一例。
[0108]声音发生装置80是所谓扬声器那样的发声装置，如图10所示，例如具备声音发生器10和容纳声音发生器10的箱体70。箱体70使由声音发生器10所发出的声音在内部产生共振，并且从形成于箱体70的未图示的开口向外部辐射声音。通过具有这样的箱体70，从而能够例如提高低频带的声压。
[0109]该声音发生装置80除了能够作为扬声器单独使用，还能够如后所述，适当地组装到便携式终端、薄型电视、或者平板终端等中。此外，也能够组装到像冰箱、微波炉、吸尘器、洗衣机等这样以往音质并不受重视的家电产品中。
[0110]本发明的声音发生装置80由于使用位于层叠体14的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件11而构成，因此耐久性优异，能够长期稳定地驱动。
[0111]接着，使用图11来说明搭载了声音发生器的电子设备。图11是表示实施方式所涉及的电子设备50的构成的图。另外，两图中，仅示出了说明所需要的构成要素，省略了对于一般的构成要素的记载。
[0112]如图11所示，本例的电子设备50具备声音发生器10、与声音发生器10连接的电子电路60、和容纳电子电路60以及声音发生器10的箱体70，具有从声音发生器10产生声音的功能。
[0?13]电子设备50具备电子电路60。电子电路60例如由控制器50a、收发部50b、键输入部50c和麦克风输入部50d。电子电路60与声音发生器10连接，具有向声音发生器10输出声音信号的功能。声音发生器10基于从电子电路60输入的声音信号来产生声音。
[0114]此外，电子设备50具备显示部50e、天线50f和声音发生器10。此外，电子设备50具备容纳这些各器件的箱体70。另外，图11中，虽然示出了以控制器50a为主的各器件全部被容纳于I个箱体70的状态，但并不限定各器件的容纳方式。在本实施方式中，只要至少电子电路60和声音发生器10容纳于I个箱体70即可。
[0115]控制器50a是电子设备50的控制部。收发部50b基于控制器50a的控制，经由天线50f进行数据的收发等。键输入部50c是电子设备50的输入器件，受理操作者所进行的键输入操作。麦克风输入部50d同样是电子设备50的输入器件，受理操作者所进行的声音输入操作等。显示部50e是电子设备50的显示输出器件，基于控制器50a的控制，进行显示信息的输出。
[0116]然后，声音发生器10作为电子设备50中的声音输出器件而执行动作。另外，声音发生器10与电子电路60的控制器50a连接，受到由控制器50a所控制的电压的施加而发出声
■~>V.曰O
[0117]另外，图11中，作为电子设备50是携带用终端装置而进行了说明，但不论电子设备50的种别如何，可以应用于具有发出声音的功能的各种各样的消费类设备。例如，薄型电视、汽车音响设备自不用说，还可以用于具有“说话”这样的发出声音的功能的产品，举例来说，可以用于吸尘器、洗衣机、冰箱，微波炉等之类的各种产品。
[0118]这样的电子设备50由于使用位于层叠体14的端部的侧面上的脱层的发生得到了抑制的压电元件11而构成，因此能够成为耐久性优异、长期稳定地驱动的电子设备。
[0119]实施例
[0120]说明本发明的压电元件的具体例。具体来说，如下所示制作了图1以及图2所示的压电元件。
[0121 ] 压电元件是呈长度为23.5mm、宽度为3.3mm、厚度为0.5mm的长方体状。此外，压电元件是将厚度为30μπι的压电体层与内部电极交替层叠的结构，压电体层的总数为16层。压电体层由锆钛酸铅形成。内部电极使用了银钯的合金。
[0122]将印刷了由银钯构成的导电性膏剂的陶瓷生片进行了层叠之后，进行加压密接，以规定温度进行了脱脂之后，在1000°c下进行烧成，得到了层叠烧结体。
[0123]接着，使用银膏剂形成表面电极，与内部电极相比在宽度方向的两端各长Imm地进行印刷，并进行了烧结。
[0124]经由表面电极，在内部电极间(第I主电极间、第2主电极间)，施加2kV/mm的电场强度的电压，在压电元件实施了极化。
[0125]另外，作为本发明的实施例(试样N0.1)，制作了图1以及图2所示那样的具有副电极的内部电极图案的压电元件。另一方面，作为比较例(试样N0.2)，制作了图12所示那样的不具有副电极的内部电极图案的压电元件。
[0126]然后，针对各压电元件，经由柔性布线基板，在压电元件以IkHz的频率施加有效值土 1Vrms的正弦波信号，进行了驱动试验时，试样N0.1、2均得到了具有ΙΟΟμπι的位移量的弯曲振动。
[0127]然后，连续10万周期施加有效值土1Vrms的正弦波信号来进行了驱动试验。作为比较例的试样N0.2发生了位移量下降。
[0128]与此相对，本发明实施例的试样N0.1的压电致动器即便是经过了 10万周期后，也没有发生位移量下降而继续驱动。
[0129]能够确认，通过使用本发明的压电元件，从而位移量保持稳定。此外，能够确认，SP使在长期连续驱动的情况下，也不会产生侧面电极(端面电极)剥离这样的问题，也并未出现脱层的发生、密接强度的下降。
[0130]符号说明
[0131]1:压电致动器
[0132]11:压电元件
[0133]12:内部电极
[0134]121:第I主电极
[0135]1211:活性区域
[0136]1212:导出区域
[0137]122:第2主电极
[0138]1221:活性区域
[0139]1222:导出区域
[0140]13:压电体层
[0141]14:层叠体
[0142]15:表面电极
[0143]151:第I表面电极
[0144]152:第2表面电极
[0145]153:第3表面电极
[0146]16:侧面电极
[0147]171:第I副电极
[0148]172:第2副电极
[0149]81:振动板
[0150]82:接合构件
[0151]91:显示器
[0152]92:箱体
[0153]921:箱体主体
[0154]922:振动板
[0155]93:接合件
[0156]10:声音发生器
[0157]20:振动板
[0158]30:框体
[0159]301:上框构件
[0160]302:下框构件
[0161]40:树脂层
[0162]50:电子设备
[0163]60:电子电路
[0164]70:箱体
[0165]80:声音发生装置
【主权项】
1.一种压电元件，具备: 层叠体，其层叠多个内部电极以及多个压电体层而成； 多个表面电极，设置于该层叠体的至少一个主面;和 多个侧面电极，设置于所述层叠体的侧面，将导出到该侧面的所述多个内部电极与所述多个表面电极电连接， 所述压电元件的特征在于， 所述多个内部电极包含: 第I主电极，其具有活性区域以及向所述层叠体的侧面的导出区域;和第I副电极，在设置了该第I主电极的压电体层间，与所述导出区域空开间隔地设置该第I副电极， 该第I副电极与所述多个侧面电极之中的任意侧面电极连接。2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于， 设置于同一压电体层间的所述第I主电极和所述第I副电极与互不相同的侧面电极连接。3.根据权利要求1或2所述的压电元件，其特征在于， 所述层叠体是俯视长方形的板状体，位于所述层叠体的层叠方向的一个主面侧的所述第I主电极以及所述第I副电极的配置和位于所述层叠体的层叠方向的另一个主面侧的所述第I主电极以及所述第I副电极的配置相对于宽度方向的中心轴呈线对称的配置， 配置于所述一个主面侧的所述第I主电极和配置于所述另一个主面侧的所述第I副电极与一个所述侧面电极连接，并且配置于所述另一个主面侧的所述第I主电极和配置于所述一个主面侧的所述第I副电极与另一个所述侧面电极连接。4.根据权利要求1?3中任一项所述的压电元件，其特征在于， 设置于同一压电体层间的所述第I主电极和所述第I副电极被导出到相同侧面。5.根据权利要求4所述的压电元件，其特征在于， 所述层叠体是俯视长方形的板状体，所述第I主电极和所述第I副电极被导出到相同端面。6.根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于， 所述第I主电极的导出区域的宽度与所述第I副电极的宽度彼此相同。7.根据权利要求1?6中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述层叠体包含在层叠方向上与所述第I主电极交替配置使得与所述第I主电极的所述活性区域对置的第2主电极，在从所述层叠体的层叠方向进行俯视透视时，所述第I副电极和所述第2主电极具有对置的区域。8.根据权利要求1?7中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述层叠体包含在层叠方向上与所述第I主电极交替配置使得与所述第I主电极的所述活性区域对置的第2主电极，该第2主电极具有活性区域以及向所述层叠体的侧面的导出区域，在设置了该第2主电极的压电体层间与所述第2主电极的所述导出区域空开间隔地设置第2副电极，该第2副电极与所述多个侧面电极之中的任意侧面电极连接。9.根据权利要求8所述的压电元件，其特征在于， 在从所述层叠体的层叠方向进行俯视透视时，所述第2副电极和所述第I主电极具有对置的区域。10.根据权利要求2?7中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述第I主电极、所述第2主电极以及所述第I副电极的形成材料的组成相同。11.根据权利要求8或9所述的压电元件，其特征在于， 所述第I主电极、所述第2主电极、所述第I副电极以及所述第2副电极的形成材料组成相同。12.根据权利要求1?11中任一项所述的压电元件，其特征在于， 所述压电元件是双压电晶片型的压电元件。13.一种压电振动装置，其特征在于，具有: 权利要求1?12中任一项所述的压电元件;和 振动板，其被接合于该压电元件的另一个主面。14.一种便携式终端，其特征在于， 具有权利要求1?12中任一项所述的压电元件、电子电路、显示器和箱体，所述压电元件的另一个主面与所述显示器或所述箱体接合。15.一种声音发生器，其特征在于，具备: 权利要求1?12中任一项所述的压电元件； 振动板，其安装了所述压电元件，通过该压电元件的振动而振动;和 支撑体，其设置于该振动板的外周部的至少一部分，支撑所述振动板。16.一种声音发生装置，其特征在于，具备: 权利要求15所述的声音发生器;和 箱体，其容纳该声音发生器。17.—种电子设备，其特征在于，具备: 权利要求15所述的声音发生器； 电子电路，其与该声音发生器连接;和 箱体，其容纳该电子电路以及所述声音发生器， 所述电子设备具有从所述声音发生器产生声音的功能。
【文档编号】H01L41/297GK105874624SQ201480070366
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年6月27日
【发明人】末永弘
【申请人】京瓷株式会社