压电扬声器、扬声器装置以及触觉反馈装置的制作方法

专利名称：压电扬声器、扬声器装置以及触觉反馈装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及压电扬声器、扬声器装置以及触觉反馈装置，特别是涉及具有由如聚 乳酸那样通过延伸呈现压电性的高分子构成的压电片材所构成的压电扬声器、以及使用该 压电扬声器构成的扬声器装置和触觉反馈装置。
背景技术：
在例如日本特开2003-244782号公报(专利文献1)中，公开了一种在移动电话机 的显示画面上弯曲设置透明压电薄膜扬声器，使声音从广的范围输出，从而提高扬声器的 声音收听性能的技术。但是，为了在显示画面上弯曲设置透明扬声器，不仅破坏移动电话机等装置的外 观，而且周围的景物还会映入透明扬声器中，使显示画面的观看性变差。另外，在专利文献1所公开的透明扬声器中，振动板的侧面有大的开口，容易进入 灰尘或其它污物，一旦进入污物，很难进行清除。而且，不能把保护显示画面的保护板和透 明扬声器合二为一。如果合二为一，则由于透明扬声器的侧面有大的开口，所以显示装置的 防水性能大大降低。另外，在专利文献1中，记载了作为在压电片材扬声器中具备的压电性片材(压电 薄片)的材料例，使用了 PVDF(聚氟化乙烯叉)。图55是图解表示了在向厚度方向实施了 延展的PVDF片材的两面上形成电极，通过把2枚该片材贴合而构成双压电晶片100，采用有 限要素法计算出此时的变位的结果的图。在专利文献1所记载的扬声器中，变形前的原来 状态为弯曲，但在图55中，表示变形前的原来状态为平面，在施加了电压时产生如何变形。 另外，与实际变位相比，对于变位夸张地进行了图示。在施加了反向电压时，进行与图55所 示的变形相反的中央部凹下的变形。在施加交流电压时，反复进行这样的变形，成为振动， 从而发出声音。在图55中，表示把双压电晶片100的相对置的2边固定的状态下的变位。换言之， 双压电晶片100，如果把其相对置的2边固定，则如图55所示那样振动，但在例如把4边固 定时，则几乎不发生振动。因此，在把双压电晶片100应用于扬声器中的情况下，能够使双压电晶片振动成 为必要条件，由此，在为了固定双压电晶片100的设计中受到限制。而且，在考虑到双压电 晶片100在扬声器中的应用的情况下，希望即使在其4边，即全周，把双压电晶片100固定， 也能发生振动。专利文献1 日本特开2003-244792号公报

发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种能够满足上述要求的压电扬声器以及使用该 压电扬声器构成的扬声器装置和触觉反馈装置。本发明的压电扬声器具有通过把由高分子构成的多枚片材贴合而构成的叠层体，多枚片材的至少1枚是具有规定的延伸轴，而且由手性高分子构成的压电片材，在压电片 材中的应发生振动的振动区域的相对置的第1和第2主面上，分别形成有用于向该压电片 材施加电压的第1和第2电极。为了解决上述的技术问题，在本发明的压电扬声器中，第1和第2电极的至少一 方，是由向放射方向延伸的多个分割线所分割的多个电极部分构成的分割电极，多个电极 部分沿着振动区域的除中心部分以外的外周部分分布，相对延伸轴，上述多个分割线形成0 度以上、小于40度的范围、以及超过50度、90度以下的范围的任意角度，在通过多个电极部 分被分别施加电压的压电片材的多个片材部分中的相邻片材部分之间，通过多个电极部分 的各个施加电压，使在该压电片材的厚度方向上产生的电场矢量方向相反。上述多个电极部分最好包含第1至第4电极部分。在上述优选的实施方式中，优选的是，上述分割电极还包含与第1至第4电极部分 分离，分布在振动区域的中心部分的，由上述多个分割线分割的第5至第8电极部分，在通 过第1至第8电极部分分别施加电压的压电片材的第1至第8片材部分中的相邻片材部分 之间，通过第1至第8电极部分的各个施加电压，使在该压电片材的厚度方向上产生的电场 矢量方向相反。在上述优选的实施方式中，优选的是，在第1电极部分和第5电极部分沿着放射方 向排列配置、第2电极部分和第6电极部分沿着放射方向排列配置、第3电极部分和第7电 极部分沿着放射方向排列配置、第4电极部分和第8电极部分沿着放射方向排列配置时，在 压电片材上形成有连接第1电极部分与第6和第8电极部分的任意一方的第1连接线、连 接第2电极部分与第5和第7电极部分的任意一方的第2连接线、连接第3电极部分与第 6和第8电极部分的任意另一方的第3连接线和连接第4电极部分与第5和第7电极部分 的任意另一方的第4连接线。在本发明的压电扬声器中，在以使第1至第4部分，在压电片材中的振动区域的除 了中心部分的外周部分，按其顺序周围方向排列的方式，对外周部分进行的4分割时，多个 电极部分由分别位于第1和第3部分上的2个电极部分构成，在通过2个电极部分分别被 施加电压的压电片材的2个片材部分中，通过2个电极部分的各个施加电压，使在压电片材 的厚度方向上产生的电场矢量方向相同。在本发明的压电扬声器中，有第1和第2电极的各个是上述分割电极的第1实施 方式和只有第1和第2电极中的任意一方是上述分割电极，而任意另一方是与形成分割电 极的多个电极部分共同对置的一样的公共电极的第2实施方式。“分割电极”，如上述那样 是指由被分割的多个电极部分构成的全体。而把与形成分割电极的多个电极部分共同对置 的一样的电极称为“公共电极”。 在上述第1实施方式中，优选的是，在向压电片材的厚度方向透视观察时，位于第 1电极的各个电极部分之间的未形成电极区域、与位于第2电极的各个电极部分之间的未 形成电极区域相互实质上不重叠。而且，在上述第1实施方式中，优选的是，第1和第2电极形成为具有相互实质上 相同的图形。在上述第2实施方式中，压电片材具有以使各个第1主面相互对置的状态贴合的 第1和第2压电片材，第1电极由导电性粘合剂构成，而且形成为第1和第2压电片材各自的第1主面相互粘合，第2电极形成在第1和第2压电片材的与各个第1主面对置的第2 主面上。在这种情况下，第1电极是上述公共电极，第2电极是上述的分割电极，如果通过 分割电极施加电压，使第1和第2压电片材进行相互相反的动作，则能够使振动区域成为双
晶构造。

另外，在上述第二实施方式中，优选上述公共电极接地。在本发明呢的压电扬声器中，优选上述压电片材具备贴合的第一和第二压电片 材。此时，第一和第二电极分别形成在与第一压电片材相对置的第一和第二主面上，且第二 压电片材的相对置的第一和第二电极分别形成在与第一压电片材相对置的第一和第二主 面上，且分别形成在与第二压电片材相对置的第一和第二主面上。而且，通过分割电极施加 电压时，使第一和第二压电片材互相相反地动作，振动区域构成为双晶构造。在上述的优选实施方式中，优选的是，在向压电片材的厚度方向透视观察时，形成 在第1压电片材上的分割电极的位于各个电极部分之间的未形成电极区域、与形成在第2 压电片材上的分割电极的位于各个电极部分之间的未形成电极区域相互实质上不重叠。而且，在本发明的压电扬声器中，压电片材也可以具有由相互通过粘合层粘合的 第1和第2压电片材层构成的叠层构造。在这种情况下，第1压电片材层的延伸轴与第2 压电片材的延伸轴朝向互不相同的方向，而且第1和第2电极分别形成在叠层构造的压电 片材的相对置的第1和第2主面上。在这种情况下，也能够使振动区域成为双晶构造。在本发明的压电扬声器中，上述振动区域也可以被设计成分布在相同的上述压电 片材中的多个部位。由此，可一体形成复合型扬声器。在这种情况下，如果形成在多个振动 区域的各个上的第1和第2电极的图形和尺寸相同，则可一体形成例如立体声扬声器，而如 果形成在多个振动区域的各个上的第1和第2电极的图形和尺寸的至少一方不同，则可一 体形成例如两声道或三声道方式的扬声器。优选的是，构成压电片材的手性高分子是L型聚乳酸。而且，优选的是，第1和第2电极包含以氧化铟锡、氧化铟锌以及氧化锌的至少1 种为主成分的层。或者，优选的是，包含由聚噻吩类导电性聚合物和聚苯胺类导电性聚合物 的至少一方构成的层。更优选的是，第1和第2电极在向上述叠层体的叠层方向观察时，具 有以氧化锌为主成分的层与由聚噻吩类导电性聚合物构成的层重叠的构造。本发明也可应用于具有框体和被配置在框体前面的压电扬声器的扬声器装置。本 发明的扬声器装置的特征是，作为压电扬声器而具有上述的本发明的压电扬声器。在本发明的扬声器装置中，优选的是，框体能够挂在墙壁上。本发明还可应用于在触摸面板的表面上构成上述本发明的压电扬声器的触觉反 馈装置。发明效果根据本发明，即使在固定了压电扬声器的全周、特别是振动区域的全周的状态下， 也能够使振动区域发出正常的振动音。例如，如果压电扬声器是矩形，则即使在固定了其4 边的状态下，也能够使振动区域进行正常的振动。因此，在压电扬声器和具备该压电扬声器 的扬声器装置中，可提高设计自由度，例如即使构成完全平面状态，也能够发出声音。另外，根据本发明，由于是具有把由高分子构成的多枚片材贴合的叠层体的构造， 所以容易进行加工。因此，能够以高速度、低成本应对设计变更，而且适合于多品种的少量生产。

在本发明的压电扬声器中，如果分割电极在第1至第4电极部分的基础上还包含 分布在振动区域的中心部分的第5至第8电极部分，则可增大最大变位区域的面积，因此， 可更有效地发出声音。另外，由于在压电片材实质上全区域中形成电极，可缓解由于电极形 成部与电极非形成部之间的视觉差的不谐调感。另外，根据本发明，由于即使在固定了振动区域的全周的状态下，也能够使振动区 域正常振动发声，所以，可以使振动区域分布在通用的压电片材中的多个部位。因此，可一 体形成立体声扬声器、扬声器阵列、两声道或三声道方式的扬声器等。如果采用第1和第2电极的各个是上述分割电极的第1实施方式，则可降低用于 产生规定的电位所需要的电压。另一方面，如果采用只有第1和第2电极的任意一方是上述分割电极，任意另一方 是与形成分割电极的多个电极部分共同对置的一样的公共电极的第2实施方式，则能够比 上述第1实施方式的情况简化用于信号供给的布线构造。在该第2实施方式中，如果把上 述公共电极接地，则可降低噪声等的影响。在本发明中，在至少2个分割电极被在压电片材的厚度方向重叠配置的情况下， 关于至少2个分割电极，在向压电片材的厚度方向进行透视观察时，如果位于构成分割电 极的各个电极部分之间的未形成电极区域相互实质上不重叠，则可缓和在驱动压电扬声器 时产生的未形成电极区域中的应力的集中，其结果，可抑制压电片材的破损。另外，可缓和 基于电极部分与未形成电极区域的视觉差的不谐调感。在本发明中，作为构成压电片材的螺旋高分子，如果使用L型聚乳酸，则可获得透 明性优良的压电片材，其结果，可提高压电扬声器的透明度。另外，根据L型聚乳酸，可实现 压电常数大、且稳定的压电特性。并且，由于聚乳酸是碳中性，而且具有生物降解性，所以有 利于地球环境保护。如果第1和第2电极包含以氧化铟锡、氧化铟锌、或氧化锌为主成分的层，则只要 压电片材透明，即可做成透明的压电扬声器。另外，由于氧化铟锡、氧化铟锌和氧化锌具有 高导电率，所以可减少压电扬声器的消耗电力。如果第1和第2电极包含由聚噻吩类导电性聚合物和聚苯胺类导电性聚合物的至 少一方构成的层，则不需要溅射等烦杂且高成本的工序，只需要例如单纯的涂敷的简易的 工序，即可低成本地形成第1和第2电极。另外，如果压电片材透明，可做成透明的压电扬 声器。另外，由于聚噻吩类导电性聚合物和聚苯胺类导电性聚合物的导电率比较高，所以可 减少压电扬声器的消耗电力。并且，由于聚噻吩类导电性聚合物和聚苯胺类导电性聚合物 具有柔性，所以能够实质上不阻碍压电片材的变形或振动。根据本发明的扬声器装置，由于可配置在装饰了绘画等的框体的前面，所以可实 现装饰性高的扬声器装置。在本发明的扬声器装置中，如果能够把框体挂在墙上，则，能够利用本发明的扬声 器装置构成显示器部分为壁挂式的电视接收机的扬声器部分，能够把其与显示器部分并排 挂在墙壁上，从而容易实现统一的装饰设计，并且，由于在显示器部分不需要内置扬声器， 所以可实现该部分的薄型化。根据本发明的触觉反馈装置，由于可以把本发明的压电扬声器作为以特定的频率振动的振动板使用，所以只须把该压电扬声器直接安装在触摸面板上，即可把近似按动感 的振动传递到手指。因此，由于不需要使用驱动器等部件，所以可简单地构成触觉反馈装置。


图1是表示本发明的第1实施方式的压电扬声器11的俯视图。图2是放大了表示图1所示的压电扬声器11的一部分的剖面图。图3是用于说明由L型聚乳酸构成的压电片材8中的延伸轴方向、电场方向、以及 变形方向的关系的图。图4是表示图3所示的压电片材8的俯视图。 图5是表示图4所示的压电片材8的电场施加时的变形形态的图。图6是表示对在图1所示的压电扬声器11中具备的一方的压电片材12赋予规定 的电位时所产生的变位的图。图7是表示对在图1所示的压电扬声器11中具备的一方的压电片材12赋予与图 6的情况相反的电位时所产生的变位的图。图8是表示压电扬声器11的其外周部倍完全固定的状态下的变位的样子的立体 图。图9是表示关于氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层、以及把这些重叠的电极层的 光的波长与透射率的关系的图。图10是表示本发明的第2实施方式的压电扬声器Ila的与图8对应的立体图。图11是表示本发明的第3实施方式的压电扬声器lib的与图8对应的立体图。图12是表示应用了图11所示的压电扬声器lib的移动电话机31的立体图。图13是为了进行电极尺寸比a/A和b/B的说明，把图11所示的压电扬声器lib 重新绘制的图。图14是表示根据图11所示的压电扬声器lib求出的电极尺寸比a/A和b/B与变 位的关系的图。图15是表示图13所示的电极尺寸比a/A和b/B为20%的情况下的压电扬声器的 变位的样子的俯视图。图16是表示图13所示的电极尺寸比a/A和b/B为50%的情况下的压电扬声器的 变位的样子的俯视图。图17是表示图13所示的电极尺寸比a/A和b/B为80%的情况下的压电扬声器的 变位的样子的俯视图。图18是表示本发明的第4实施方式的压电扬声器Ilc的俯视图。图19是表示图18所示的压电扬声器Ilc的变位的样子的与图8对应的俯视图。图20是表示本发明的第5实施方式的压电扬声器Ild的变位的样子的与图8对 应的俯视图。图21是与图4对应的图，是表示具有与图4所示的压电片材8不同方向的延伸轴 39的压电片材38的俯视图。图22表示本发明的第6实施方式的压电扬声器lie的变位的样子的与图8对应的俯视图。图23表示本发明的第7实施方式的压电扬声器Ilf的变位的样子的与图8对应 的俯视图。

图24表示本发明的第8实施方式的压电扬声器Ilg的变位的样子的与图8对应 的俯视图。图25表示本发明的第9实施方式的压电扬声器Ilh的变位的样子的与图8对应 的俯视图。图26表示本发明的第10实施方式的压电扬声器Ili的变位的样子的与图8对应 的俯视图。图27表示本发明的第11实施方式的压电扬声器Ilj的变位的样子的与图8对应 的俯视图。图28表示本发明的第12实施方式的压电扬声器Ilk的变位的样子的与图8对应 的俯视图。图29是为了进行分割线与延伸轴之间的角度α的说明，把图27所示的压电扬声 器Ilj重新绘制的图。图30是表示关于图29所示的压电扬声器Ilj的角度α与变位的关系的图。图31是表示图29所示的角度α被设定为30度的压电扬声器的变位的样子的与 图8对应的俯视图。图32是表示图29所示的角度α被设定为45度的压电扬声器的变位的样子的与 图8对应的俯视图。图33是表示本发明的第13实施方式的压电扬声器Ilm的俯视图。图34是表示本发明的第14实施方式的压电扬声器Iln的俯视图。图35是表示图33所示的压电扬声器Ilm的变位的样子的与图8对应的俯视图。图36是表示图34所示的压电扬声器Iln的变位的样子的与图8对应的俯视图。图37是表示本发明的第15实施方式的压电扬声器Ilp的俯视图。图38是表示图37所示的压电扬声器Ilp的变位的样子的与图8对应的俯视图。图39是表示本发明的第16实施方式的压电扬声器Ilr的俯视图。图40是表示本发明的第17实施方式的压电扬声器lis的与图2对应的图。图41是图解表示用于向图40所示的压电扬声器lis中的压电片材12侧供给交 流信号的电路结构的，压电片材12的俯视图。图42是沿着图41的线A-A的剖面图，是图解表示用于向压电扬声器lis中的压 电片材12侧供给交流信号的电路结构的图。图43是与图42对应的图，是为了进行比较，图解表示用于向第1实施方式的压电 扬声器11中的压电片材12侧供给交流信号的电路结构的图。图44是表示本发明的第18实施方式的压电扬声器lit的与图2对应的图。图45是表示本发明的第19实施方式的压电扬声器Ilu的与图2对应的图。图46是表示用于向图45所示的压电扬声器Ilu供给交流信号的电路结构的图。图47是表示本发明的第20实施方式的压电扬声器Ilv的与图45对应的图。图48是表示用于向图47所示的压电扬声器Ilv供给交流信号的电路结构的图。
图49是用于说明本发明的第21实施方式的与图1或图18对应的图。图50是用于说 明本发明的第22实施方式的与图49对应的图。图51是用于说明本发明的第23实施方式的与图1或图23对应的图。图52是用于说明本发明的第24实施方式的图，是表示把第1和第2电极91和92 重叠的状态的俯视图。图53是用于说明本发明的第25实施方式的图，是表示把第1和第2电极93和94 重叠的状态的俯视图。图54是表示把使用本发明的压电扬声器构成扬声器装置的框体52和53挂在壁 挂式电视接收机51两侧的状态的图。图55是图解表示了在向厚度方向实施了延展的PVDF片材的两面上形成电极，通 过把2枚该片材贴合而构成双压电晶片100，采用有限要素法计算出此时的变位的结果的 图。图中=IlUla Ily-压电扬声器；12、13、81_压电片材；14、14a_叠层体；15、41、 42、45、46、47_振动区域；16 19、16a、18a、71、85、86、86a_ 电极；El-第 1 电极部分；E2-第 2电极部分；E3-第3电极部分；E4-第4电极部分；E5-第5电极部分；E6-第6电极部分； E7-第7电极部分；E8-第8电极部分；20、82_粘合层；21a、21b、22a、22b_分割线；23-延伸 轴；25a、25b电场矢量；26 30、26a 29a-连接线；51-壁挂式电视接收机；61-交流信号 供给源；62 65、62a 65a_电力供给源；83、84_压电片材层。
具体实施例方式图1是表示本发明的第1实施方式的压电扬声器11的俯视图。图2是放大表示 图1所示的压电扬声器11的一部分的剖面图。压电扬声器11具有由高分子构成的2枚正方形状的片材12和13贴合而形成的 叠层体14。在本实施方式中，2枚片材12和13都是具有规定的延伸轴，而且由手性高分子 构成的压电片材。另外，关于具有上述规定的延伸轴而且由手性高分子构成的压电片材的 详细，将在后面进行说明。在各个压电片材12和13中设有可发生振动的振动区域15。在一方的压电片材 12中的与振动区域15相对置的第1和第2主面上形成有为了向压电片材12施加电压的具 有相同图形的第1和第2电极16和17，在另一方的压电片材13中的与振动区域15相对置 的第1和第2主面上形成有为了向压电片材13施加电压的具有相同图形的第1和第2电 极18和19。压电片材12和13的各第1电极16和18位于被夹在2枚压电片材12和13之间 的位置，而第2电极17和18位于2枚压电片材12和13的各自的外方侧。一方的第1电 极16与另一方的第1电极18通过粘合层20相互接合。为了形成粘合层20，例如使用透明 环氧树脂类粘合剂、丙烯类粘合剂、醋酸乙烯类粘合剂、以及以这些为标准的粘合剂、或者 紫外线固化型透明粘合剂，最好使用压膜机进行无气泡加压，进行粘合。另外，关于压电扬声器11的驱动方法，将在后面说明，在压电扬声器11的驱动时， 在一方的第1电极16和另一方的第1电极18通常保持同电位的情况下，也可以把电极16 和电极18相互短路。反之，在电极16和电极18通常不是同电位的情况下，需要利用粘合层20把电极16和电极18相互绝缘。 上述的第1和第2电极16 19分别包含由向放射方向延伸的多个分割线分割的 第1至第4电极部分，第1至第4电极部分沿着除了振动区域15的中心部分的外周部分分 布。在图1中，针对形成在压电片材12和第2主面上的第2电极17，表示了该状态。如图 1所示，形成在压电片材12的第2主面上的第2电极17包含由向放射方向延伸的多个分割 线21a、21b、22a和22b分割的第1至第4电极部分El、E2、E3和E4，第1至第4电极部分 El E4沿着振动区域15的除了中心部分的外周部分分布。在本实施方式中，分割线21a 与分割线21b位于同一直线上，分割线22a与分割线22b位于同一直线上。另外，虽然未图示，但形成在压电片材12的第1主面上的第1电极16以及分别形 成在压电片材13的第1和第2主面上的第1和第2电极18和19，也具有与图1所示的电 极17相同的图形。因此，对于电极16、18和19的各个第1至第4电极部分，有时也分别使 用“ E1 ”、“ E2 ”、“ E3 ”和“ E4 ”的参照符号。在图1中，还图示了延伸轴23。在本实施方式中，延伸轴23相对压电片材12和 13的一边形成45度角度。另外，上述分割线21a和21b相对延伸轴23形成0度角度，上述 分割线22a和22b相对延伸轴23形成90度角度。另外，延伸轴23是朝向使压电片材12 和13延伸的方向的轴，在如例如2轴延伸的情况那样向多个方向延伸的情况下，是朝向以 最大延伸倍率延伸的方向的轴。在驱动该压电扬声器11时，对于压电片材12，在第1和第2电极16和17之间施 加电压，并且对压电片材13，在第1和第2电极18和19之间施加电压，对于第1至第4电 极部分El E4的各个施加电压，以使得在通过第1至第4电极部分El E4分别施加电 压的压电片材12和13的第1至第4片材部分中的相邻部分之间，在该压电片材12和13 的厚度方向产生的电场矢量方向相反的电压。如上述那样，压电片材12和13是具有规定的延伸轴23，并且由手性高分 子构成的压电片材。在本实施方式中，作为手性高分子，使用L型聚乳酸(PLLA: Poly-L-Lactic-Acid)。通过延伸由PLLA那样的手性高分子构成的片材，可获得具有压电 常数d14的压电片材，例如在特开平5-152638号公报中有记载。即，如图3所示，在由PLLA 那样的手性高分子构成的压电片材8中，如果在图中的上下面分别形成电极，向“3”轴方向 实施延伸，则如果向作为电极面的法线方向的“1”轴方向施加电场，则向作为“1”轴的旋转 方向的“4”轴方向产生变形。PLLA的压电常数即使在高分子中也属于非常大的部类。由于PLLA结晶的点群是 D2，虽然具有d14、d25和d36的成分，但在被延伸的片材8中，d25 = -d14、d36 = 0，如上所述，呈 现产生在电极面的法线方向“1”的旋转方向“4”的变形的所谓压电性。PLLA只在延伸的情 况下呈现压电性，不需要像其它高分子(聚氟化聚偏氯乙烯纤维PVDF)和压电陶瓷那样实 施极化处理。在PVDF等的情况下，可出现压电常数随时间的经过而减小的现象，但在PLLA 的情况下，可保持稳定的压电性。而且，PLLA的透明度非常高，高纯度的PLLA的光透射率可达到94%。甚至超过了 被誉之具有高分子中最高透射率的有机玻璃的光的透射率的93%。并且，PLLA由于是以例如玉米为原料制造的树脂，所以在制造时基本不排出多余 的二氧化碳，并具有降解性，在被废弃时，可回归大自然，是对环境影响非常小的材料。
图4是表示图3所示的压电片材8的俯视图。压电片材8，如上述那样，由PLLA片 材构成。图示的压电片材8具有相对其一边向45度方向延伸的延伸轴9。通常，坯料成型 后的PLLA片材通过延伸2 6倍，可呈现压电性。另外，通过在PLLA片材中预先混合规定 的纳米尺寸的无机物，能够提高PLLA片材的压电性而不实质损失透明性。如果在由PLLA构成的压电片材8的各个主面上形成电极(未图示)，并对其施加 电压，则基于其压电常数d14的效应，产生图5所示的变形。即，在图5中，从虚线表示的原 来状态变形为实线表示的状态。在图5中，表示基于施加的电压所产生的电场矢量IOa和10b。图5 (a)所示的电 场矢量IOa是从纸面近前向后的电场，图5(b)所示的电场矢量IOb是从纸面后方朝向近前 的电场。通过施加电场矢量IOa所表示的电压，压电片材8产生图5(a)所示的变形，通过 施加电场矢量IOb所示的电压，压电片材8产生图5(b)所示的变形。下面，对在图1和图2所示的压电扬声器11中具备的一方的压电片材，例如压电 片材12中，产生图5所示的压电片材8的变形的情况进行说明。参照图1，首先，对第1和第3电极部分El和E3施加接地电位或负电位(对该里 面侧的电极部分施加正电位)，对第2和第4电极部分E2和E4施加正电位(对该里面侧的 电极部分施加接地电位或负电位)。 此时，基于d14压电常数的效应，通过第1和第3电极部分El和E3施加电压的压 电片材12的第1和第3片材部分产生沿着X轴方向延伸的变位，以及沿着Y轴方向收缩的 变位。而通过第2和第4电极部分E2和E4施加电压的压电片材12的第2和第4片材部 分产生沿着X轴方向收缩的变位，以及沿着Y轴方向延伸的变位。图6表示使用有限要素法计算出这样的变位的结果。在该计算中，由于表示自由 变位，所以未约束任何边。在图6中，矢量表示压电片材12的变位方向。如图6所示，在沿着对角线的区域， 向外侧扩展的变位大，外周的4边存在向中央部收缩的变位。另外，图示的变位相比实际的 变位被夸张表示。另外，用于向电极部分El E4提供规定的电位的连接电极或连接线形成在压电 片材12和13上或外部，但在图中省略了关于这些的图示。然后，反转向电极部分El E4的各个提供的电位。即，对第1和第3电极部分El 和E3施加正电位(对该里面侧的电极部分施加接地电位或负电位)，对第2和第4电极部 分E2和E4施加接地电位或负电位(对该里面侧的电极部分施加正电位)。此时，基于d14压电常数的效应，通过第1和第3电极部分El和E3施加电压的压 电片材12的第1和第3片材部分产生沿着Y轴方向延伸的变位，以及沿着X轴方向收缩的 变位。而通过第2和第4电极部分E2和E4施加电压的压电片材12的第2和第4片材部 分产生沿着Y轴方向收缩的变位，以及沿着X轴方向延伸的变位。图7表示使用有限要素法计算出这样的变位的结果。图7是与图6对应的图。如图7所示，在沿着对角线的区域，向内侧收缩的变位大，外周的4边存在向外侧 扩展的变位。图1和图2所示的压电扬声器11中具备的另一方的压电片材13产生与上述压电 片材12同样的变位。
如果把产生这样的变位的2枚压电片材12和13叠层，如图2所示那样构成双压 电晶片，构成压电扬声器11，则，即使4边被固定，也可以获得如图8所示那样只有中央部产 生振动，适合于音波形成的振动模。图8是表示采用有限要素法计算把4边完全固定的片 材的变位样子的图。在图8中，颜色越浅的部分越表示向上隆起。在后述的类似的其它图 中，采用同样的表现方法。另外，图中的变位量相比实际的变位量被夸张表现。在图2中，用剖面图表示压电扬声器11中的存在电极16 19的任意部分。参照图2，例如，在压电片材12和压电片材13的各自的延伸轴23 (参照图1)，即 延伸方向矢量，朝向相同方向，不反转延伸时的表面、里面的上下关系进行重叠的情况下， 使其产生振动动作时的电极电位的关系成为如下的关系。在电极17的规定部分是正电位时，电极16和18的对应部分成为接地电位(或负 电位)，电极19的对应部分成为正电位。另外，在电极17的规定部分是接地电位(或负电 位)时，电极16和18的对应部分成为正电位，电极19的对应部分成为接地电位(或负电 位)。确切地讲，只要对压电片材12和压电片材13施加相互相反方向的电场矢量即可，电 位的正和接地(或负)，只 要符合该规则，则没有限制。然后，在把压电片材12和压电片材13的各个延伸方向矢量相互构成90度角度， 不反转延伸时的表面和里面的上下关系进行了重叠的情况下，通过对压电片材12和压电 片材13提供使电场矢量的方向朝向同一方向的电位，使压电片材12和压电片材13进行相 反的动作，从而成为双晶振动。然后，即使在把压电片材12和压电片材13的各个延伸方向矢量朝向同一方向，反 转延伸时的表面和里面的上下关系进行了重叠的情况下，通过对压电片材12和压电片材 13提供使电场矢量的方向朝向同一方向的电位，使压电片材12和压电片材13进行相反的 动作，从而成为双晶振动。并且，把压电片材12和压电片材13的各个延伸方向矢量相互构成90度角度，反 转延伸时的表面和里面的上下关系进行了重叠的情况下，通过对压电片材12和压电片材 13施加相反方向的电场矢量，使压电片材12和压电片材13进行相反的动作，从而成为双晶 振动。如果如本实施方式那样用PLLA构成压电片材12和13，则压电片材12和13可获得 稳定的压电特性，并且具有良好的透明性。但是，如果不是特别希望这样的利点，则也可以 把PLLA以外的手性高分子作为压电片材12和13的材料。例如，可以把聚-Y-甲醇-L-谷 氨酸酯或者聚_ Y _苯偶酰-L-谷氨酸酯作为压电片材12和13的材料使用。另外，如果具有手性(镜像异性)的单体成为高分子，则没必要必须成为螺旋构 造。在具有镜像关系的是生物体高分子的情况下，将一方称为L体，将另一方称为D体。在 L体成为螺旋高分子的情况下，D体也成为螺旋高分子，其旋转方向相反。L体高分子和D体 高分子例如各50%混合的高分子由于具有相互抵消的关系，所以既不呈现旋光性，也不呈 现压电性。即使是不具有手性的单体，通过聚合而成为了高分子时，呈现螺旋构造的高分子 具有手性。谷氨酸和乳酸由于在单体中含有不对称碳，所以具有手性，而且成为螺旋高分子 (手性高分子)。聚乳酸在合成的过程中从淀粉通过微生物的作用，合成L型聚乳酸。因此， 通常使用的聚乳酸是L型聚乳酸(PLLA)。
电极16 19优选的是由氧化铟锡、氧化铟锌以及氧化锌的至少1中为主成分的 材料构成。由于这样的材料具有透明性，所以只要压电片材12和13具有透明性，则可实现 压电扬声器11的透明性。特别是如果压电片材12和13由PLLA构成，则可获得高透明度 的压电扬声器11。另外，在对不需要压电扬声器11具有透明性的用途的情况下，电极16 19也可以由不具有透明性的材料构成。电极16 19优选的是由聚噻吩类导电性聚合物或苯胺类导电性聚合物构成。由 于这些导电性聚合物柔软，所以可实质上不阻碍压电片材12和13的变形或振动。在形成上述电极16 19时，在使用有机类材料的情况下，可采用单纯的涂敷法， 在使用氧化锌类材料等的情况下，可采用溅射法，在使用金属的情况下，可采用蒸镀、溅射、 电镀、片材的粘合等方法。另外，更优选的是，电极16 19具有从叠层体14的叠层方向观察，以氧化锌为主 成分的层(以下称为“氧化锌类电极层”)和由聚噻吩类导电性聚合物构成的层(以下称为 “聚噻吩类电极层”)重叠的结构。其理由如下。氧化锌类电极层对于400 800nm的可视区域的光呈现80%以上的透射率，但在 小于400nm的短波长区域中透射率下降，因此，虽然透明但略带黄色。而聚噻吩类电极层虽 然透明但略带蓝色。如果这样地实现氧化锌类电极层与聚噻吩类电极层重叠的结构，则通 过了各个电极层的透射光的色调遵循减法混色。因此，透射光成为氧化锌类电极层和聚噻 吩类电极层的各个透射率之积，发明者们看到此时的可视光区域中的分光特性接近平坦。 由此，可抑制透射光的带色，实现无色透明化。另外，关于其具体的情况，将在后面参照图9 进行说明。因此，例如，如果用氧化锌类电极层构成第1电极16和18，用聚噻吩类电极层构成 第2电极17和19，则可实现氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的结构，由此可抑制透 射光的带色，实现无色透明化。如上述那样，如果用氧化锌类电极层构成第1电极16和18，用聚噻吩类电极层构 成第2电极17和19，则可获得如下的效果。如上述那样构成压电片材12和13的PLLA如果成为玻璃转移点以上的温度，则失 去压电性，如果温度下降，则返回具有原来的压电常数的状态。另外，这里，关于温度上升， 设想是实际使用温度，未设想成为85度以上的温度。但是，如上述那样，当温度下降，如果 此时产生变形(收缩)，则因延伸效果变化而导致压电常数下降。氧化锌类电极层虽然是片 材，但具有一定程度的硬度，所以，通过在由PLLA构成的压电片材12和13上形成由氧化锌 类电极层构成的第1电极16和18，可抑制由PLLA构成压电片材12和13的变形(收缩)， 由此，可提高压电扬声器11的耐热性。另外，如果使由氧化锌类电极层构成的第1电极16和18位于2枚压电片材12和 13之间，使由聚噻吩类电极层构成第2电极17和19位于2枚压电片材12和13各自的外 方侧，则比较硬的氧化锌类电极层位于压电扬声器11的振动区域15中的机械伸缩最小的 部分，容易伸缩的聚噻吩类电极层位于机械伸缩最大的部分，由此，可减少阻碍振动区域15 的弯曲振动的因素。为了实现氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的结构，也可以把电极16 19 做成氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层的2层构造。在这种情况下，优选的是，氧化锌类电极层形成在接近各个压电片材12和13的一侧，聚噻吩类电极层形成在远离各个压电片材 12和13的一侧。由此，可通过氧化锌类电极层有效抑制压电片材12和13的基于热的收缩等变形。 另外，在压电扬声器11的驱动时反复进行伸缩的氧化锌类电极层中即使产生了微裂纹，由 于其被聚噻吩类电极层所覆盖，所以不会发生成为致命缺陷的电断开。并且，氧化锌类电极 层由于具有比聚噻吩类电极层高数十倍的导电率，所以能够实现压电扬声器11的低消耗 电力驱动。 优选的是，氧化锌类电极层具有c轴向相互不同的多个方向成长的结晶形态，而 且由按照各自的氧化物换算的7 40重量％的搀杂浓度搀杂了 Ga、Al和In中的至少一种 的氧化锌构成。在氧化锌中以7重量％以上的高浓度搀杂IIIB族元素的Ga、Al和In的至 少1种，使用偏轴型的磁控溅射法形成的膜，成为与以往的柱状成长的c轴取向膜大不相同 的结晶构造。高浓度搀杂氧化锌膜成为作为稳定面的c面向各个方向成长的特异的结晶形 态，通过形成3维粒界网络，抑制了 H2O的粒界扩散，使H2O与ZnO的反应(氧缺损的再氧化 反应)的活性化能上升，呈现良好的耐湿性。并且，由于能够在常温下成膜，所以可以顺利 地在相比陶瓷和玻璃对温度的耐性低的高分子片材，即压电片材12和13上进行成膜。另一方面，作为构成聚噻吩类电极层的聚噻吩类导电性聚合物，例如有聚噻吩和 聚乙烯二氧噻吩等，这些能够在水溶液的状态下进行处理，能够采用旋涂法和喷墨印刷等 方法涂敷该水溶液薄层，只需使其干燥，即可形成具有导电性的膜。因此，适合用于在由有 机高分子构成的压电片材12和13上形成电极。在图2所示的压电扬声器11的剖面构造中，构成压电扬声器11的各个要素的厚 度被夸张图示。实际的厚度例如是，压电片材12和13的各自的厚度为0. 05 0. Imm,由氧 化锌类电极层构成的第1电极16和18各自的厚度为50 lOOnm，由聚噻吩类电极层构成 的第2电极17和19各自的厚度为0. 3 2 μ m，粘合层20的厚度为1 10 μ m。上述各个 要素的厚度不是必须在这些范围内，可根据各个材料的物理特性值进行适宜设定。如上述那样，由于电极16 19的各自的厚度非常薄，所以可作成几乎透明，另外， 由于粘合层20也可做成透明，而且成为压电片材12和13的PLLA片材的透明度也非常高， 所以，可确保压电扬声器11整体的高的透明性。图9是表示氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层、以及把这些重叠的电极层的光的 波长与透射率的关系的图。在图9中，氧化锌类电极层用“ZnO”表示，聚噻吩类电极层用 “聚噻吩”表示，把这些叠层的电极层用“叠层”表示。在图9中，关于氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层各自的透射率，从实测的透射 率曲线除去基于反射的损失部分，把最大透射率规格化为100%。如图9所示，氧化锌类电极层在波长为400nm以下的区域吸收大。即，在紫外线区 域吸收大。另外，在400 450nm的区域，略比其它波长段的吸收大。即，相比其它色的光， 从紫到蓝色的光被若干吸收。由此，其补色的黄色被强调，氧化锌类电极层，虽不明显，但可 见稍微的黄色。而聚噻吩类电极层，从图9中可看出，在波长为430nm附近具有透射率峰值，并具 有朝向波长更长的区域，透射率缓慢降低的特性。因此，聚噻吩类电极层，虽不明显，但可见 稍微的蓝色。
在把上述的氧化锌类电极层和聚噻吩类电极层重叠的情况下，透射光的色调遵从 减法混色。因此，其透射光的透射率是氧化锌类电极层的透射率与聚噻吩类电极层的透射 率之积。如图9所示，可看出“叠层”的透射率曲线在可视区域(380nm 700nm)的范围内， 成为几乎接近平坦的状态，消去了色调。即，可实现无色化。氧化锌类电极层的着色程度，根据成膜时的条件、搀杂元素的量和膜厚等而微妙 变化。但这些是完全可控的，从而可实现所希望的着色程度。同样，关于聚噻吩类电极层的 作色程度也根据成膜条件和膜厚等微妙变化。但这些也是完全可控的，从而可实现所希望 的着色程度。因此，可自由控制透射光的带色程度。反言之，能够结合相互的条件来选定成 为无色的条件。作为以上说明的第1实施方式的变形例，如果参照图2进行说明，则也可以构成为 省略第1电极16和18中的任意一方，例如电极18的构造。在这种情况下，对于压电片材 13由电极16和电极19形成电场矢量。对压电片材13施加的电场强度比对压电片材13施 加的电场强度减弱了与夹着粘合层20相应的部分。但是，由于可省略用于形成电极18的 工序，所以可大幅降低成本，并且由于不存在电极18，所以可提高透明度。以上，结合第1实施方式对本发明进行了说明，在本发明的范围内可以有其它各 种变形例。下面，对本发明的其它实施方式进行说明。图10是用于说明本发明的第2实施方式的与图8对应的图。在图10中，对于与 图8所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。

图10所示的压电扬声器Ila的特征是，不具有双压电晶片构造，而具有单晶构造。 艮口，虽然在图10中未明确图示，但压电扬声器Ila所具备的叠层体14a是，虽然具有由高分 子构成的2枚片材贴合的构造，但只在2枚片材中的1枚片材的两主面上形成了的电极的 压电片材。关于另一方的片材，即使由PLLA构成，也未形成电极。另外，该片材由于没有必 要具有压电性，所以也可以由例如透明度高的聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸 乙二醇脂等PLLA以外的高分子构成。如图10所示，即使是单晶构造的压电扬声器11a，也能够产生与图8所示的双晶构 造的压电扬声器11相接近的形态的变位。另外，在图8所示的双晶构造的压电扬声器11 的情况下，一律产生向相同方向的变位，而图10所示的单晶构造的压电扬声器Ila产生中 央部的突出部周围形成若干相反的凹陷变形。另外，从扬声器性能方面讲，还是图8所示的 双晶构造的压电扬声器11好。图11是用于说明本发明的第3实施方式的与图8对应的图。另外，相对图8的立 体图，图11是俯视图。在图11中，对与图8所示的要素相当的要素标记相同的参照符号， 并省略重复说明。图8所示的压电扬声器11如图1所示那样具有正方形的形状，但图11所示的压 电扬声器lib具有长方形形状。这样，即使是长方形形状的压电扬声器11b，也能够如图11 所示那样产生实质相同的变位。长方形形状的压电扬声器lib可以有益地利用在以下说明 的移动电话机中。如图12所示那样，在日本，几乎所有的移动电话机31的显示面32都是长方形。本 发明的压电扬声器由于可做成透明的，所以可以直接配置在显示面32上，并且能够看到其 后面的图像。
在上述那样的情况下，压电扬声器的形状需要与显示面32的形状一致，但在压电 扬声器是通过设置陶瓷压电体而构成的情况下，如果要改变形状，则需要变更模具，成本非 常高。与此相反，本发明的压电扬声器由于采用由高分子构成的片材构成，所以可简单地进 行切割，容易形成任意的形状。下面，参照图13对电 极的尺寸比进行研究。图11所示的压电扬声器lib中，对于 图13所示的尺寸A、a、B和b，把a/A和b/B[% ]都设定为50%。图14是表示使用有限要素法的静态解析仿真计算了电极尺寸比(a/A、b/B)与变 位的关系的结果的图。计算模型是，把纵横比(2XB;2XA)设定为7 4，接近实际的移动 电话机的显示面的纵横比。在实际的移动电话机中，多数是纵长为60 70mm左右、横宽为 40 50mm左右，为了提高仿真器的计算速度，设定纵为35mm、横为20mm，采用小的模型进行 了计算。设定电压为10V、压电片材的d14 = 20pC/N、同样地设定d25 = -20pC/N、压电片材 的厚度，2枚都是0.075mm。对电极使用ZnO，把电极的厚度设定为0. 5 μ m。另外，设定电极 部分与电极部分的间隔为0. 3mm。根据图14所示的计算结果，变位以50%附近为边界，急剧上升。由于计算模型 小，所以变位量小，如果是实际的大小，则可获得数μ m的变位。在实际进行声音播放的情 况下，由于使用共振，所以变位进一步增大，虽然也与压电片材的厚度和电极的构成形态有 关，但在规定的频率下，最大可获得数十 数百μ m的变位。图15至图17是表示了电极尺寸比变化的情况下的变位的样子的与图11对应的 图。图15表示a/A = 20%、b/B = 20%时的变位的样子。图16表示a/A = 50%、b/B = 50%时的变位的样子。图17表示a/A = 80%, b/B = 80%时的变位的样子。根据图15至图17之间的比较，电极尺寸比小时，平面的变位范围大，变位量小，而 如果电极尺寸比增大，则变位量增大，但平面变位的范围减小。在播放声音的情况下，变位范围越大、并且变位量越大，越获得大的音压。因此，图 15至图17所示的电极尺寸比中的图16所示的a/A = 50%、b/B = 50%左右的电极尺寸 比，适合作为扬声器，根据图14所示的与变位量的关系，可见45 55%的范围特别适合扬声器。图18是用于说明本发明的第4实施方式的与图1对应的图。在图18中，对于与 图1所示的要素相当的要素标记相同的符号，并省略重复说明。图18所示的压电扬声器Ilc的特征是，对于形成在压电片材12上的第2电极17， 如图所示那样，第1和第2电极16 19的各个与第1至第4电极部分El E4分离，分布 在振动区域15的中心部分，并且还具有由分割线21a、21b、22a和22b分割的第5至第8电 极部分E5 E8。在图18中，表示有电场矢量25a和25b。一方的电场矢量25a是从纸面近前朝向 后侧的电场，另一方的电场矢量是从纸面后侧朝向近前侧的电场。根据这些电场矢量25a 和25b可知，第1至第8电极部分El E8被施加电压，以使在通过第1至第8电极部分 El E8被分别施加电压的压电片材12和13的第1至第8片材部分中的相邻部分之间， 在该压电片材12和13的厚度方向产生的电场矢量成为相反方向。而且，在本实施方式中， 也是对电极16 19施加使贴合的一方的压电片材12和另一方的压电片材13朝向相反的 方向，成为双晶振动的电压。例如，在压电片材12和压电片材13的各个延伸方向矢量朝向相同方向，不反转延伸时的正表面、背面的上下关系进行了重叠的情况下，对于压电片材12 和压电片材13施加相反方向的电场。图19是关于图18所示的压电扬声器Ilc的与图8对应的图。在图19中，表示设 定为图3所示的a/A = 50%,b/B = 50%时的变位的样子。图20是用于说明本发明的第5实施方式的与图19对应的图。图19所示的压电扬声器11c，其外形是长方形，但图20所示的压电扬声器Ild的 外形是正方形。压电扬声器Ild的其它点与压电扬声器Ilc实质相同。根据这些图19和图20与上述图8或图11的比较，图19和图20中分别示出的压 电扬声器Ilc和lld，最大变位区域的面积大。因此，根据压电扬声器Ilc和lld，可更高效 率地播放声音。另外，根据图19和图20分别示出的压电扬声器Ilc和lld，由 于能够在压电片材 12和13的实质全区域构成电极16 19，所以，可缓解基于电极形成部与电极非形成部之 间的视觉差的不协调感。图21是与上述图4对应的图，其表示延伸轴39的方向与图4所示的压电片材8 的情况不同的压电片材38。即，压电片材38中，延伸轴39平行于压电片材38的一边延伸。 图22至图24表示使用了这样的压电片材38的情况下的实施方式。在图22至图24中，对 于与图8或图20所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。在图22所示的第6实施方式的压电扬声器lie中，第1至第4电极部分El E4 分别形成L字型，并且位于压电片材12和13的各个角的部分。本实施方式的情况，第1至 第4电极部分El E4也是由相互交叉的分割线21a、21b、22a和22b分割，分割线21a和 21b与延伸轴39 (参照图21)形成0度的角度，分割线22a和22b与延伸轴39形成90度角 度。图23所示的第7实施方式的压电扬声器Ilf的特征是，相比上述的压电扬声器 lie，进一步包含了第5至第8电极部分E5 E8。根据这些图22和图23所示的压电扬声器lie和llf，与上述图8和图20所示的 压电扬声器11和Ild相比，可获得大致相同或稍微提高的变位量。图24所示的第8实施方式的压电扬声器Ilg的特征是，相比图22所示的压电扬 声器lie，除去了第2和第4电极部分E2和E4。S卩，在振动区域15的除中心部分以外的外 周部分，以第1至第4部分顺序沿着外周方向排列的方式，对外周部分进行了 4分割时，第 1和第2电极16和17各个由分别位于第1和第3部分上的2个电极部分El和E3构成。在本实施方式中，对2个电极部分El和E3分别施加电压，以使在通过2个电极部 分El和E3施加电压的压电片材12和13的各自的2个片材部分，向压电片材12和13的 厚度方向产生的电场矢量朝向相同的方向。根据图24所示压电扬声器llg，相比图22所示的压电扬声器lie，其变位量为一
半左右。另外，根据图22至图24所示的压电扬声器lie llg，由于使用图21所示的具有 延伸轴39的方向的压电片材38，所以还具有以下优点。S卩，在使用上述图4所示那样的具有延伸轴9的方向的压电片材8的情况下，在 从被实施了延伸处理后的长的母片材剪切出矩形压电片材时，必须以其边与延伸轴形成45度的状态进行剪切，在母片材中，浪费的部分比较多。而在从母片材剪切图21所示那样的 压电片材38时，由于只要使矩形压电片材38的一边与延伸轴平行进行剪切即可，所以，可 大幅减少上述浪费的部分。 图25和图26分别表示成为图22和图23所示的压电扬声器lie和Ilf的变形例 的第9和第10实施方式的压电扬声器Ilh和Ili。图25和图26分别所示的压电扬声器Ilh和Ili的特征是，第1至第4电极部分 El E4形成五角形。另外，在图25所示的压电扬声器Ilh中，中央的电极非形成部分成 为四边形。另外，该电极非形成部分也可以变更为圆形，或六边形和八边形的多边形。在图 26所示的压电扬声器Ili中，第5至第8电极部分E5 E8形成三角形。图27和图28表示作为图23所示的压电扬声器Ilf的另一个变形例的第11和第 12实施方式的压电扬声器Ilj和Ilk。图27和图28中，对于与图23所示的要素相当的要 素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。图27所示的压电扬声器Ilj是圆形，图28所示的压电扬声器Ilk是椭圆形。根据这些实施方式可知，压电扬声器也可以是其它的长圆形或多边形。下面，参照图29，对于把电极分割为多个电极部分的分割线的方向与延伸轴的方 向的关系进行说明。图29是重新绘制了用于说明图27所示的压电扬声器Ilj的图的图。 在图29中，对于与图27所示的要素相当的要素标记相同的参照符号。另外，在图29中，图 示了分别与图18所示的电场矢量25a和25b对应的电场矢量。用于把电极16 18的各个分割成第1至第8电极部分El E8的分割线中的分 割线21a和21b，沿着X轴延伸，分割线22a和22b沿着Y轴延伸。图30表示这样的情况下 的延伸轴23与X轴所成的角度α与变位量的绝对值的关系。另外，变位量是通过有限要素 法的静态解析求出的变位量，把压电片材12和13的半径设为25mm，把厚度设为0. 075mm, 把电极部分El E8之间的间隔设为0. 5mm，进行了计算。从图30中可看出，在α为0度时变位最大，45度时为特异最小点，变位再次变大， 在90度时成为与0度相同的值。因此，如果分割线21a、21b和分割线22a、22b的任意一方 相对延伸轴23平行延伸(成为0度的角度)，任意另一方直角延伸(如果成为90度角度) 则可获得最优选的变位。图31是表示了在α为30度时的变位的样子的图，变位模式本身大致保持了优选 模式。接近这样的优选模式的变位模基本被维持在0度< α <40度、50度< α <90度 的范围，随着α接近45度，模开始逐渐破坏。在α为45度时，成为如图32所示那样的变 位模，由于同时混合有凸部分和凹部分，所以不适于声波的形成。而且，由于变位量也小，所 以几乎不能形成声波。根据图30，即使是从理想状态(0度、90度)有若干偏差的范围，也能够形成声波。 只要是O度 10度的范围、80度 90度的范围，则可获得非常接近理想状态的状态。另外，即使在把压电扬声器中具备的压电片材的形状变更为圆形以外的例如长方 形等的情况下，也可以基本维持上述α的优选的范围，但也可以根据形状的变更，适宜调 整上述α，以便获得尽可能大的变位。图33和图34分别是用于说明本发明的第13和第14实施方式的与图1或图18 对应的图。在图33和图34中，对于与图1或图18所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。 图33和图34分别表示的压电扬声器Ilm和Iln的特征是，在相同的压电片材12 和13中设有分布在2个部位中的2个振动区域41和42。在这些实施方式中，振动区域41 和42并列排列。图33所示的压电扬声器Ilm构成为，2个振动区域41和42分别具有图1所示的 压电扬声器11的结构。而图34所示的压电扬声器Iln则是，2个振动区域41和42，分别 具有与图20所示的压电扬声器Ild相同的形状和结构，而且与图18所示的压电扬声器Ilc 的形状不同，但结构相同。这些压电扬声器Ilm和Iln只由各自的外周的4边固定，例如，振动区域41与振 动区域42的边界，未被机械固定。另外，可以通过在边界设置肋条等，进行机械固定。图35和图36分别表示图33和图34所示的压电扬声器Ilm和Iln的变位的样子。 从图35和图36中可看出，无论压电扬声器Ilm和Iln的哪一个，在2个振动区域41和42 的各个中，都产生大致独立的变位。因此，如果对振动区域41和42的各个输入不同的信号， 则在振动区域41和42中分别相互独立地产生各个信号的振动。由此，这些压电扬声器Ilm和Iln可以作为立体声扬声器发挥功能。在把压电扬 声器Ilm和Iln做成透明的，并配置在移动电话机等的显示面上的情况下，无须在中央部设 置机械固定区域，即可进行立体声再现。即，能够设置不会产生因机械固定区域所致的视觉 不适感的立体声扬声器。上述的压电扬声器Ilm和Iln具有2个振动区域41和42，如果把这样的振动区域 在直线上形成多个，则可构成扬声器阵列。根据这样的扬声器阵列，通过对从各个振动区域 再现的振动相位进行规定量的调整，可构成具有规定的方向指向性的扬声器。图37是用于说明本发明的第15实施方式的与图1对应的图。在图37中，对于与 图1所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。一般，扬声器的频率特性很大程度依赖于扬声器的尺寸。如果扬声器大，则谐振点 在低音区域，如果变小，则谐振点逐渐从中音区域向高音区域上升。例如，在图1所示的压 电扬声器11的情况下，如果是一边为50mm的正方形，则，根据有限要素法的谐振解析仿真， 最低时的基本谐振模约为219Hz，如果是一边为25mm的正方形，则最低时的基本谐振模约 为640Hz。在该仿真中虽然未考虑空气，但实际上，受空气、电极厚度、以及电极种类等影响， 谐振频率将成为上述频率的2 4倍程度的大小。在图37所示的压电扬声器Ilp中，在相同的压电片材12和13中设有3个振动区 域45 47，其中振动区域45的尺寸最大，振动区域46和47的尺寸比振动区域45的尺寸 小，而且相同。由此，例如可以使振动区域45作为中音扬声器部(中音部)或低音扬声器 部(低音部)发挥功能，使振动区域46和47作为高音扬声器部(高音部)或中音扬声器 部(中音部)发挥功能，把压电扬声器IlP构成为双声道方式的扬声器。图38是表示图37所示的压电扬声器Ilp的变位的样子的图。从图38中可看出， 在3个振动区域45 47中，各自产生实质上相互独立的振动。另外，通过根据希望再现的音域，调整扬声器的尺寸、电极种类、以及电极厚度等， 可构成具有任意频率特性的扬声器。因此，也可以根据需要，对各个振动区域45 47进行 上述那样的调整。
图39是用于说明本发明的第16实施方式的与图37对应的图。在图39中，对于 与图37所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。图39所示的压电扬声器Ilr构成三声道方式的扬声器，振动区域45、振动区域 46、振动区域47的尺寸依次减小。因此，例如由振动区域45提供低音扬声器部(低音部)， 由振动区域46提供中音扬声器部(中音部)，由振动区域47提供高音扬声器部(高音部)。另夕卜，参照图33至图39说明的压电扬声器1 lm、1 In、1 Ip以及1 Ir，振动区域41和 42或45 47没有必要是正方形，而且，对每个电极部分El E4，也可以改变图13所示的 a/A和b/B的比率。另外，对于振动区域41和42以及45 47，也可以构成为。如图18所 示的压电扬声器Ilc那样，具备第1至第8电极部分El E8的构造。图40是表示本发明的第17实施方式的压电扬声器lis的与图2对应的图。在图 40中，对于与图2所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。上述的例如图2所示的第1实施方式的压电扬声器11，在一方的压电片材12上的 第1和第2电极16和17形成彼此具有相同的图形，同样，在另一方的压电片材13上的第 1和第2电极18和19也形成彼此具有相同的图形。另外，这些电极16 19分别是 由第1 至第4电极部分El E4构成的分割电极，该第1至第4电极部分El E4由向放射方向 延伸的多个分割线21a、21b、22a和22b分割而成。与此相反，第17实施方式的压电扬声器lis的特征是，只有第2电极17和19是 由上述那样的第1至第4电极部分El E4构成的分割电极，而第1电极16a和18a是与 形成上述分割电极的多个电极部分El E4共通对置的同样的公共电极。在使构成这样的压电扬声器lis的双晶构造振动时，对压电片材12，在第1和第2 电极16a和17之间施加电压，而且对压电片材13，在第1和第2电极18a和19之间施加电 压，用于驱动的交流信号只被供给到作为分割电极的第2电极17和19，没有必要供给到作 为公共电极的第1电极16a和18a。另外，对于成为公共电极的第1电极16a和18a，最好 设置成接地电位。通过构成这样的构造，可简化与信号供给线连接的导体图形(未图示)。 下面，参照图41至图43，进行详细说明。图41和图42是图解表示用于向压电扬声器lis中的压电片材12侧供给交流信 号的电路结构的图。这里，在图41中用俯视图表示压电片材12，在图42中，用沿着图41的 A-A线的剖面图表示压电片材12。另外，图43是与图42对应的图，是为了进行比较，图解 表示用于向第1实施方式的压电扬声器11中的压电片材12侧供给交流信号的电路结构的 图。在图41至图43中，“ + ”和“_”表示某个瞬间的供给信号的极性。另外，在图42和 图43中，箭头表示电场矢量。首先，如图43所示，在第1实施方式的压电扬声器11中的压电片材12的情况下， 由于第1和第2电极16和17都被作为分割电极，所以，从交流信号供给源61对这些电极 16和17的电力供给线比较复杂。与此相反，在第17实施方式的压电扬声器lis中具备的压电片材12的情况下，只 将第2电极17作为分割电极，第1电极16a作为公共电极，所以，如图42所示，不需要从交 流信号供给源61向第1电极16a供给电力，从而，电力的供给源与图43所示的相比，被简 化。虽然可以任意选择是否使第1电极16a成为接地电位，但如果考虑到噪声等的影响，最好如图42所示那样与地连接。 通过将图42与图43比较，可看出在压电片材12内部产生的电场矢量的方向相 同。但是，电场的大小，在图42的情况下，为图43的情况下的一半，因此，为了获得相同的 变位量，需要2倍的供给电压。在瞬间电位成为图42所示那样时，作为公共电极的第1电极16a内的电荷对应对 置的作为分割电极第2电极17的电位而移动。即，负电荷向与正电位的电极对置的部分移 动，正电荷留在与负电位对置的部分，由此形成电场。该现象与在电容的串联连接时产生的 现象相同。以上的说明虽然是针对压电扬声器lis中的压电片材12侧的说明，但也同样适用 于压电片材13侧。另外，在压电扬声器lis中，一方的第1电极16a和另一方的第1电极18a，可以利 用粘合层20相互绝缘，或者相互短路。另外，上述第17实施方式是，在压电扬声器lis中，把第1电极16a和18a构成为 公共电极，把第2电极17和19构成为分割电极，但也可以根据所希望的设计，适宜决定把 哪个构成公共电极，把哪个构成分割电极。另外，作为公共电极的第1电极16a和18a，虽然优选的是分别在作为分割电极的 第2电极17和19的全区域充分地对置，但由于电极形成的制约，会形成一部分缺损。可以 在能够达到所希望的动作的范围内适宜变更。另外，从图42所示的第1电极16a的形成状态可看出，在本实施方式中，作为公共 电极的第1电极16a虽然未形成在压电片材12的主面的全区域，但这样的公共电极也可以 形成在压电片材的主面的全区域。另外，根据图42所示的电路结构可以类推，即使在如图43所示的结构那样第1和 第2电极16和17的双方是分割电极的情况下，也可以在驱动压电扬声器时，例如把构成第 1电极16的多个电极部分与外部连接，使其全部成为相同电位，例如使其成为接地电位。另外，在第17实施方式中，作为分割电极的第2电极17是如图41所示那样具备 第1至第4电极部分El E4的电极，但对于例如图18所示的压电扬声器Ilc那样第2电 极17具备第1至第8电极部分El E8的电极，也可以应用具备公共电极的结构。并且，如图24所示的压电扬声器Ilg那样，以在振动区域15的除了中心部分的外 周部分，第1至第4的部分按顺序在周方向排列的方向，对外周部分进行了 4分割时，在第2 电极17是由分别位于上述第1和第3部分上的2个电极部分El和E3构成的分割电极的 情况下，可以构成把与该第2电极17对置的第1电极16作为公共电极的实施方式。作为上述第17实施方式的变形例，如果参照图40进行说明，则也可以构成为省略 了第1电极16a和18a中的任意一方，例如电极18a的构造。在这种情况下，对于压电片材 13，由电极16a和电极19形成电场矢量。对压电片材13施加的电场强度比对压电片材12 施加的电场强度减弱了与夹着粘合层20的部分相应的大小。但是，由于可省略电极18a的 形成所必要的工序，所以可大幅降低成本，而且由于不存在电极18a，所以可提高透明度。图44是表示本发明的第18实施方式的压电扬声器lit的与图2对应的图。在图 44中，对于与图2所示的要素相当的要素，标记相同的参照符号，并省略重复的说明。图44所示的压电扬声器lit，观察其结构，与图2所示的压电扬声器11相比不同点是，没有电极16和18。而且，与图2中的粘合层20对应的要素由导电性粘合剂构成，并 构成兼用作图2中的第1电极16和18的第1电极71。第2电极17和19与图1所示的第 2电极17的情况相同，构成为由第1至第4电极部分El E4构成的分割电极，但第1电 极71被作为公共电极。作为用于使压电片材12和13产生所希望的电场矢量的交流信号 的电路结构，可应用到与上述图42所示的电路结构实质上相同的电路结构。根据上述第18实施方式，由于可以省略用于形成图2所示的电极16和18的工 序，所以可大幅降低成本。而且，由于不存在图2所示的电极16和18，所以可提高光线透射 率，提高透明度。另外，可以简化双晶构造，同时降低例如粘合层的剥离和电极的剥离等的 风险。另外，在上述的第18实施方式中，作为分割电极的第2电极17和19与图1所示 的第2电极17的情况同样，是由第1至第4电极部分El E4构成的电极，但也可以是例 如如图18所示的第电极17的情况那样，由第1至第8电极部分El E8构成的电极。图45是表示本发明的第19实施方式的压电扬声器Ilu的与图2对应的图。图45 所示的压电扬声器llu，虽然从结构上看，与图2所示的压电扬声器11的不同点只是不存在 第1电极16和18，但用于双晶化的结构存在根本上的区别。在图45所示的压电扬声器中，压电片材81具有由相互通过粘合层82粘合的第1 和第2压电片材层83和84构成的叠层构造。这里，第1压电片材层83的延伸轴与第2压 电片材层84的延伸轴分别朝向相互不同的方向。关于该延伸轴的方向，优选的是，第1压 电片材层83的延伸轴与第2压电片材层84的延伸轴相互成为90度角度相交。由此，在压 电片材81中可获得最大变位。另外，延伸的高分子片材具有沿着延伸轴容易撕裂的性质， 但如果第1和第2压电片材层83和84的各自的延伸轴以例如90度角度相交的方式粘合， 则可以避免上述的容易撕裂，从而可获得高的强度。在本实施方式中，第1和第2电极85和86分别形成在叠层构造的压电片材81的 相对置的第1和第2主面上。特别是在本实施方式中，第1和第2电极85和86，与例如图 1所示的第2电极17的情况同样，是由第1至第4电极部分El E4构成的分割电极。在图46中，图解表示了用于向上述压电扬声器Ilu供给交流信号的电路结构。在 图46中，与上述的图43的情况同样，示出了来自交流信号供给源61的某个瞬间的供给电 力的极性，并且用箭头表示了在压电片材81内部产生的电场矢量。图47和图48是用于说明本发明的第20实施方式的压电扬声器Ilv的分别与图 45和图46对应的图。在图47和图48中，对于与图45和图46所示的要素相当的要素标记 相同的参照符号，并省略重复的说明。第20实施方式的特征是，与第19实施方式相比，只有第1电极85被作为分割电 极，第2电极86a被作为公共电极。因此，与上述第17实施方式的情况同样，能够简化用于 从交流信号供给源61向压电扬声器Ilv供给交流信号的电路结构。 根据上述的第19和第20实施方式，与第18实施方式的情况同样，由于可减少电 极形成所必要的工序数量，所以可大幅降低成本。另外，由于在压电扬声器Ilu或Ilv的中 间层中未形成电极，所以可提高光线透射率，提高透明度。并且，可以简化双晶构造，减少双 晶构造中的剥离等风险。图49是用于说明本发明的第21实施方式的与图1或图18对应的图。在图49中，对于与图1或图8所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说明。图49所示的压电扬声器llw，关于形成在压电片材12上的第2电极17，如图所示 那样，第1和第2电极16 19分别与图18所示的压电扬声器Ilc的情况同样，具有第1 至第8电极部分El E8。更确定的是，第1电极部分El和第5电极部分E5被沿着放射方 向排列配置，第2电极部分E2和第6电极部分E6被沿着放射方向排列配置，第3电极部分 E3和第7电极部分E7被沿着放射方向排列配置，第4电极部分E4和第8电极部分E8被沿 着放射方向排列配置。在这样的压电扬声器Ilw被驱动的情况下，第1至第8电极部分El E8被施加 电压，以获得与图18所示的电场矢量25a和25b同样的电场矢量。本实施方式的特征是， 在压电扬声器Ilw被驱动时，第1至第8电极部分El E8中的成为相同电位的电极部分 相互通过连接线连接，这些连接线形成在压电片材12和13的各个上。更具体是，在压电片材12和13上，分别形成有连接第1电极部分El和第8电极 部分E8的第1连接线26、连接第2电极部分E2和第5电极部分E5的第2连接线27、连接 第3电极部分E3和第6电极部分E6的第3连接线28和连接第4电极部分E4和第7电极 部分E7的第4连接线29。在图49中，图示了分别与电极部分El、E2、E3和E4连接的电力供给线62、63、64 和65。在供给了用于驱动压电扬声器Ilw的信号的情况下，分别提供给电力供给线62和64 的信号彼此相同，分别提供给电力供给线63和65的信号彼此相同。另外，希望提供给电力 供给线62和64的信号和提供给电力供给线63和65的信号是振幅彼此相反的平衡信号。 由此，在某个瞬间，电极部分El、E3、E6和E8成为相同电位，其它电极部分E2、E4、E5和E7 也成为相同电位，而且电极部分E1、E3、E6和E8与电极部分E2、E4、E5和E7成为相互不同 电位。图50是用于说明本发 明的第22实施方式的与图49对应的图。在图50中，与图49所示的要素相当的要素标记相同的参照符号，并省略重复的说 明。图50所示的压电扬声器Ilx的特征是，与图49所示的压电扬声器Ilw比较，还具 有连接电极部分E6和电极部分E8的第5连接线30。根据本实施方式，即使没有图49所示 的电力供给线64，第3和第6电极部分E3和E6也能够通过第5连接线30成为与第1和第 8电极部分El和E8相同电位。由此，可省略电力供给线64，其结果，可简化与外部的电连 接构造。另外，也可以不省略图49所示的电力供给线64而省略电力供给线62。图51是用于说明本发明的第23实施方式的与图1或图23对应的图。在图51中， 对于与图1或图23所示的要素相当的要素，标记相同的参照符号，并省略重复的说明。图51所示的压电扬声器lly，如对形成在压电片材12上的第2电极17图示的那 样，第1和第2电极16 19分别具有第1至第8电极部分El E8。第1至第8电极部分 El E8的配置和形状，与图23所示的压电扬声器Ilf的情况实质上相同。另外，与图49和图50分别所示的压电扬声器Ilw和Ilx的情况相同，第1电极部 分El和第5电极部分E5、第2电极部分E2和第6电极部分E6、第3电极部分E3和第7电 极部分E7以及第4电极部分E4和第8电极部分E8分别在放射方向排列配置。而且，第1 电极部分El和第6电极部分E6由第1连接线26a连接，第2电极部分E2和第7电极部分E7由第2连接线27a连接，第3电极部分E3和第8电极部分E8由第3连接线28a连接，第 4电极部分E4和第5电极部分E5由第4连接线29a连接。在驱动该压电扬声器Ily时，电极部分El、E2、E3和E4分别与电力供给线62a、 63a、64a和65a连接。通过这些电力供给线62a 65a提供的信号，与上述的图49所示的 压电扬声器Ilw的情况相同。根据图49至图51各个所示的压电扬声器llw、lIx和lly，在压电片材12和13 上分别形成连接线26 29或26a 29a，在压电扬声器Ilx的情况下，由于还形成连接线 30，所以可简化用于向第5至第8的电极部分E5 E8的电力供给的布线。本发明的压电扬声器具有由多个电极部分构成的分割电极，但在电极部分之间的 未形成电极区域，比电极部分容易弯曲。即，在使压电扬声器振动的情况下，在未形成电极 区域应力容易集中。因此，如果长期间振动，则在位于压电片材中的各个电极部分之间的未 形成电极区域有可能产生裂纹。特别是，在透视压电片材的厚度方向时，在某个电极的位于 各个电极部分之间的未形成电极区域与其它电极的位于各个电极部分之间的未形成电极 区域相互重叠时，容易产生上述那样的裂纹。为了解决该问题，有效的措施是，使相互不同的各个电极的未形成电极区域，在透 视压电片材的厚度方向时，相互实质上不重叠。下面，分别参照图52和图53，对采用了这样 的结构的实施方式进行具体说明。 图52和图53分别是用于说明本发明的第24和第25实施方式的图，是表示形成 在压电片材上的电极的俯视图。图52表示具有与图49所示的压电扬声器Ilw所具备的电极17相同图形的电极 91和92。图53表示具有与图51所示的压电扬声器Ily所具备的电极17相同图形的电极 93 禾口 94。另外，在图52和图53中，实线所示的第1电极91和93以及虚线所示的第2电极 92和94，分别形成在1枚压电片材的正反面上的情况和分别形成在不同的压电片材上的情 况，在任意的情况下，在向压电片材的厚度方向透视观察时，都为重叠的位置关系。首先，参照图52，未形成电极区域95位于分割了第1电极91的各个电极部分之 间。而未形成电极区域96位于分割了第2电极92的各个电极部分之间。第1电极91和 第2电极92，在向压电片材的厚度方向透视观察时，仅有微小的错位，其结果，第1电极91 的未形成电极区域95和第2电极92的未形成电极区域96，除了极少的一部分，成为相互不 重叠的状态。因此，缓解了压电片材中的未形成电极区域95和96中的应力集中，从而不容 易产生压电片材的裂纹。另外，电极91和92，如图49所示那样，具有比较细的连接线26 29，这些连接线 26 29也容易产生应力集中，但如上述那样，通过使未形成电极区域95和96相互实质上 不重叠，能够确保这些连接线26 29不容易发生断线。然后，参照图53，未形成电极区域97位于分割了第1电极93的各个电极部分之 间。而未形成电极区域98位于分割了第2电极94的各个电极部分之间。第1电极93和 第2电极94，在向压电片材的厚度方向透视观察时，仅有微小的错位，其结果，第1电极93 的未形成电极区域97和第2电极94的未形成电极区域98，除了极少的一部分，成为相互不 重叠的状态。因此，缓解了压电片材中的未形成电极区域97和98中的应力集中，从而不容易产生压电片材的裂纹。另外，在本实施方式的情况下，也能够确保图51所示的比较细的连接线26a 29a 不容易发生断线。另外，如通过比较图52和图53所得知的那样，图53所示的第25实施方式相比图 52所示的第24实施方式，第1电极93与第2电极94的错位状态更均勻，而且可以进一步 减小用于使未形成电极区域97和98相互不重叠的错位量。根据上述的第24和第25实施方式，由于在能够确保不容易发生压电片材的裂纹 和连接线的断裂的效果的基础上，可以使透明度比较高的未形成电极区域95 98在压电 片材的厚度方向上尽可能不重叠，所以可减少因未形成电极区域95 98的重叠造成的视 觉不谐调感。另外，如第24和第25实施方式那样，第1电极91或93与第2电极92或94即使 被少许错位，压电扬声器中的变位形态也能够达到与不错位的情况实质相同的变位形态。使上述那样的未形成电极区域相互不实质重叠的结构，不限于图示那样的第21 和第23实施方式的情况，也可以应用于例如以第1实施方式为代表的其它实施方式中。另外，对于第1和第2电极，在采用使未形成电极区域相互实质不重叠的结构时， 这些第1和第2电极也可以不是相同的图形。下面，对本发明的压电扬声器的用途进行说明。本发明的压电扬声器，由于如上述那样，可构成透明的，而且不需要激励器等部 件，所以可实现完全透明化。因此，可以把扬声器直接配置在例如图12所示的移动电话机 31的显示面32以及便携游戏机的显示面上，并且能够清晰看到其后面的图像。同样，也可以把本发明的压电扬声器直接配置在电子词典、电子记事本、个人计算 机、电视接收机等的液晶平板显示器、等离子显示器、有机EL显示器等的显示面上。这样， 通过把本发明的压电扬声器形成在显示面上，可构成不需要以往必要的动态型扬声器的电 视接收机和PC显示器。为了提 高扬声器的音质，需要使其大型化，但现状的压电扬声器由于机器空间的 制约，其尺寸受到限制。如上述那样，根据本发明，可使扬声器透明化，并且可把其直接配置 在显示面上。因此，能够通过增大扬声器的面积，提高音质。而且，可除去以往的内置扬声 器，其结果，可实现机器的小型化，或者在除去了内置扬声器的部分内置新的功能部件，从 而可实现机器的高性能化。另外，由于压电片材由高分子构成，所以其在通常的冲击下不会断裂的特征也值 得关注。因此，特别是在便携游戏机和移动电话机那样的编写机器中能够有益地利用。另外，近年来使用了平板显示器的电视接收机进一步向薄型化、大型化发展，使用 了有机EL的柔性便携片材性电视接收机和壁挂式电视接收机已发展到实用化。本发明的 压电扬声器具有柔性，对于便携片材型电视接收机非常有用。由于扬声器的振幅本身为数 μ m 数百μ m程度，所以，通常不容易被看出，形成在显示器的表面不会有不适感。另外，关于壁挂式电视接收机，不降低电视接收机的高画质指标是重要的，因此， 在显示器表面配置压电扬声器有降低画质的可能性。为了解决该问题，可有益采用图54所 示的结构。参照图54，在壁挂式电视接收机51的两侧悬挂装饰有绘画和海报等的框体52和53。在这些框体52和53的前面，虽然未图示，配置有压电扬声器。例如，取代框体52和53前面的玻璃板，安装压电扬声器。因此，能够构成装饰性高的压电扬声器。另外，由于不需要在电视接收机51的显示器部分内置扬声器，所以能够实现该部 分的进一步的薄型化。本发明的压电扬声器还可以应用于以下的用途。例如，通过安装在轻轨车和公共汽车等优先座位附近的车窗上，能够使年长者容 易听到车内广播，而且不会遮挡车窗的视线。另外，近年来流行一种高级圣诞卡等信息卡。在这样的信息卡中，可以作为兼用为 装饰的扬声器使用。另外，通过在壁面广告、尤其是配置有人物的广告的人脸部分安装扬声器，犹如人 物说话那样播放宣传内容的声音，能够吸引人们的注意力，提高广告效果。在这种情况下， 通过组合配置红外线传感器和多普勒传感器，在人走近时发出招呼声(招呼请留步)，可获 得更好的效果。另外，也可以直接形成在弹子机和老虎机(slot machine)的表面上，通过从整面 发出声音，可进行有魄力的演出。另外，也可以的应用于以下那样的触觉反馈装置。近年来，在移动电话机、电子记事本、便携音乐播放器、便携游戏机、设置在车站等 中的售票机上多采用触摸面板。触摸面板由于利用图像显示按键的配置、种类以及图案设 计，所以自由度非常高，今后，其使用范围将越来越广。顾名思义，触摸面板只通过接触来进行操作，但相比通常的按键操作，缺乏按动 感，根据感触不能确认是否确实进行了操作。虽然通常使用利用声音报知操作结果的方法， 但由于在轻轨车等公共交通机关内不能使用、或在噪声大的地方不能听到，容易使操作者 感到不放心。另外，尤其是售票机等，对于特别是视力有缺陷的人，存在着在触摸面板上不 能切实感到操作感的问题。另外，在最近的带有触摸面板的移动电话机中，有与触摸面板操作连动地使振动 器动作的机型和利用驱动器使触摸面板本身振动的机型。但是，虽然前者可感到操作的感 触，但与按动感相去甚远，而后者存在着为了内置驱动器导致装置大型化等缺点。对此，根据本发明的压电扬声器，由于能够作为使用谐振点，以特定的频率振动的 振动板使用，所以只需把该压电扬声器直接配置在触摸面板上，即可向手指传递近似按动 感的振动。因此，由于不需要使用驱动器等部件，所以能够简单地形成触觉反馈装置。
权利要求
1.一种压电扬声器，其特征在于，具有叠层体，该叠层体通过把由高分子构成的多枚片 材贴合而构成，上述多枚片材的至少1枚是具有规定的延伸轴，而且由手性高分子构成的压电片材， 在上述压电片材中的应发生振动的振动区域的相对置的第1和第2主面上，分别形成 有用于向该压电片材施加电压的第1和第2电极，上述第1和第2电极中的至少一方，是由在放射方向延伸的多个分割线所分割的多个 电极部分构成的分割电极，多个上述电极部分沿着上述振动区域的除中心部分以外的外周 部分分布，上述多个分割线相对上述延伸轴形成O度以上且小于40度的范围、以及超过50度且 90度以下的范围中的任意角度，在由多个上述电极部分分别施加电压的上述压电片材的多个片材部分中的相邻片材 部分之间，按照在该压电片材的厚度方向上产生的电场矢量彼此方向相反的方式，由多个 上述电极部分分别施加电压。
2.根据权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于， 多个上述电极部分包含第1至第4电极部分。
3.根据权利要求2所述的压电扬声器，其特征在于，上述分割电极还包含第5至第8电极部分，该第5至第8电极部分与上述第1至第4 电极部分分离，并分布在上述振动区域的中心部分，且被上述多个分割线分割，在由上述第1至第8电极部分分别施加电压的上述压电片材的第1至第8片材部分中 的相邻片材部分之间，通过上述第1至第8电极部分分别施加电压，以使在该压电片材的厚 度方向上产生的电场矢量彼此方向相反。
4.根据权利要求3所述的压电扬声器，其特征在于，上述第1电极部分和上述第5电极部分被配置成沿放射方向排列，上述第2电极部分 和上述第6电极部分被配置成沿放射方向排列，上述第3电极部分和上述第7电极部分被 配置成沿放射方向排列，上述第4电极部分和上述第8电极部分被配置成沿放射方向排列， 并且，在上述压电片材上形成有将上述第1电极部分与上述第6及第8电极部分中的任意 一方连接的第1连接线、将上述第2电极部分与上述第5及第7电极部分中的任意一方连 接的第2连接线、将上述第3电极部分与上述第6及第8电极部分中的任意另一方连接的 第3连接线、以及将上述第4电极部分与上述第5及第7电极部分中的任意另一方连接的 第4连接线。
5.根据权利要求1所述的压电扬声器，其特征在于，当在上述压电片材中的上述振动区域的除中心部分外的外周部分，按照第1至第4部 分按该顺序在周围方向排列的方式，对上述外周部分进行4分割时，多个上述电极部分由 分别位于上述第1及第3部分上的2个电极部分构成，在通过上述2个电极部分分别被施加了电压的上述压电片材的两个片材部分，通过上 述2个电极部分分别施加电压，以使在上述压电片材的厚度方向上产生的电场矢量方向彼 此相同。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于， 上述第1和第2电极分别是上述分割电极。
7.根据权利要求6所述的压电扬声器，其特征在于，在上述压电片材的厚度方向透视观察时，位于上述第1电极的各个上述电极部分之间 的未形成电极区域、与位于上述第2电极的各个上述电极部分之间的未形成电极区域彼此 实质上不重叠。
8.根据权利要求6所述的压电扬声器，其特征在于，上述第1和第2电极形成为具有彼此实质上相同的图形。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，仅上述第1和第2电极中的任意一方是上述分割电极，任意另一方是与形成上述分割 电极的多个上述电极部分共同对置的同样的公共电极。
10.根据权利要求9所述的压电扬声器，其特征在于，上述压电片材具有以使各自的第1主面相互对置的状态贴合的第1和第2压电片材， 上述第1电极由导电性粘合剂构成，而且形成为上述第1和第2压电片材各自的上述第1 主面相互粘合，上述第2电极形成在上述第1和第2压电片材各自的与上述第1主面对置 的第2主面上，上述第1电极是上述公共电极，上述第2电极是上述分割电极，通过上述分 割电极施加电压，以使上述第1和第2压电片材进行彼此方向相反的动作。
11.根据权利要求9所述的压电扬声器，其特征在于，上述公共电极被接地。
12.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，上述压电片材具有贴合的第1和第2压电片材，上述第1和第2电极分别形成在上述 第1压电片材的相对置的第1和第2主面上，并且分别形成在上述第2压电片材的相对置 的第1和第2主面上，通过上述分割电极施加电压，以使上述第1和第压电片材进行彼此方 向相反的动作。
13.根据权利要求12所述的压电扬声器，其特征在于，在上述压电片材的厚度方向透视观察时，形成在上述第1压电片材上的上述分割电极 的位于各个上述电极部分之间的未形成电极区域、与形成在上述第2压电片材上的上述分 割电极的位于各个上述电极部分之间的未形成电极区域彼此实质上不重叠。
14.根据权利要求1至5中任意一项所述压电扬声器，其特征在于，上述压电片材具有叠层构造，该叠层构造由彼此通过粘合层粘合的第1和第2压电片 材层构成，上述第1压电片材层的上述延伸轴与上述第2压电片材层的上述延伸轴朝向彼 此不同的方向，上述第1和第2电极分别形成在上述叠层构造的压电片材的相对置的第1 和第2主面上。
15.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，上述振动区域被设计成分布在共通的上述压电片材中的多个部位。
16.根据权利要求15所述的压电扬声器，其特征在于，在多个上述振动区域分别形成的上述第1和第2电极的图形和尺寸彼此相同。
17.根据权利要求15所述的压电扬声器，其特征在于，在多个上述振动区域分别形成的上述第1和第2电极的图形和尺寸至少一方彼此不同。
18.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，上述手性高分子是L型聚乳酸。
19.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，上述第1和第2电极包含以氧化铟锡、氧化铟锌以及氧化锌的至少1种为主成分的层。
20.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，上述第1和第2电极包含由聚噻吩类导电性聚合物和聚苯胺类导电性聚合物的至少一 方构成的层。
21.根据权利要求1至5中任意一项所述的压电扬声器，其特征在于，在上述叠层体的叠层方向观察时，上述第1和第2电极具有重叠构造，该重叠构造由以 氧化锌为主成分的层和由聚噻吩类导电性聚合物构成的层重叠而成。
22.—种扬声器装置，其特征在于，具有框体和被配置在上述框体的前面的权利要求1 至5中任意一项所述的压电扬声器。
23.根据权利要求22所述的扬声器装置，其特征在于，上述框体能够挂在墙壁上。
24.一种触觉反馈装置，其特征在于，在触摸面板的表面上构成有权利要求1至5中任 意一项所述的压电扬声器。
全文摘要
本发明提供一种压电扬声器。如果把使用具有规定的延伸轴、且由手性高分子构成的压电片材构成的例如双晶构造的压电扬声器全周固定，则会阻碍正常的振动，不能作为扬声器发挥作用。为此，本发明的压电扬声器，把在具有规定的延伸轴、且由手性高分子构成的压电片材(12、13)的相对置的主面上形成的电极(17)，用在放射方向上延伸的多个分割线(21a、21b、22a、22b)分割为4个电极部分(E1～E4)。4个电极部分(E1～E4)沿着振动区域(15)的除了中心部分外的外周部分分布。在由电极部分(E1～E4)分别施加了电压的压电片材(12、13)的4个片材部分中的相邻片材部分之间，按照使在该压电片材(12、13)的厚度方向上产生的电场矢量彼此方向相反的方式，向4个电极部分(E1～E4)的每一个施加电压。
文档编号H04R17/00GK102037740SQ20098011886
公开日2011年4月27日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年5月29日
发明者吴竹悟志, 安藤正道 申请人:株式会社村田制作所