【手続補正書】
【提出日】平成16年4月8日(2004.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自発分極を有し、前記自発分極の分極軸方向が交互に逆方向になるように、かつ、前記分極軸以外の結晶軸の互いのなす角度が０度を含まない所定の角度をもってずれるように直接接合により一体化された複数の圧電性単結晶板と、前記複数の圧電性単結晶板に形成された駆動電極とからなることを特徴とする圧電振動子。
【請求項２】
前記圧電性単結晶板は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム及びほう酸リチウムのいずれかからなることを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項３】
前記複数の圧電性単結晶板が前記駆動電極により厚み縦振動の偶数次高調波を励振する形状を備えたことを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項４】
前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の軸に直交する結晶軸の方位のずれを±５°以内の角度にして一体化したことを特徴とする請求項３記載の圧電振動子。
【請求項５】
前記複数の圧電性単結晶板の各々は、ポアソン比が１／３以下であり、かつ、厚み縦振動モードの電気機械結合係数の値が厚みすべり振動モードの電気機械結合係数の値よりも大きな圧電材料からなり、前記駆動電極が偶数次高調波エネルギーを閉じこめるように配置されたことを特徴とする請求項３記載の圧電振動子。
【請求項６】
前記圧電性単結晶板は、Ｚカットニオブ酸リチウムまたはＺカットタンタル酸リチウムからなり、前記駆動電極の各々は、前記複数の圧電性単結晶板の厚みＨに対し、２Ｈ以上７Ｈ以下の長さまたは幅を有することを特徴とする請求項３記載の圧電振動子。
【請求項７】
前記複数の圧電性単結晶板を支持する基板を備え、前記基板上は、外部接続用電極を備え、前記複数の圧電性単結晶板は前記外部接続用電極に導電性接着剤で支持され、前記駆動電極の引き出し方向及び前記複数の圧電性単結晶板が支持されている方向が前記複数の圧電性単結晶板のＸ軸方向に一致することを特徴とする請求項３記載の圧電振動子。
【請求項８】
前記複数の圧電性単結晶板は、前記駆動電極により厚み縦振動の偶数次高調波を主要波として励起することを特徴とする請求項３記載の圧電振動子。
【請求項９】
前記複数の圧電性単結晶板は、前記駆動電極により厚みすべり振動の偶数次高調波を励振することを特徴とする請求項１記載の圧電振動子。
【請求項１０】
前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の軸に直交する結晶軸の方位を、０°を除く±１５°以内の角度にして一体化したことを特徴とする請求項９記載の圧電振動子。
【請求項１１】
前記複数の圧電性単結晶板はタンタル酸リチウムのＸ±１０°回転板であり、前記複数の圧電板に励振される２種の厚みすべり振動モードのうち、電極機械結合係数の値の大きな主要波を用い、前記主要波以外の不要波を抑制して用いる厚みすべり振動子において、前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の向きをほぼ逆方向になるように、かつ、前記自発分極に直交する互いの結晶方位は０°を除く±１５°以内であることを特徴とする請求項９記載の圧電振動子。
【請求項１２】
前記複数の圧電性単結晶板は棒状のタンタル酸リチウムのＸ±１０°回転板であり、前記駆動電極は、前記圧電性単結晶板のＸ±１０°回転面に平行な面にそれぞれ全幅にわたって形成され、厚みすべり振動を励振する長手方向を、Ｙ'、Ｚ'平面内でＹ'軸から時計方向に３８°乃至５８°回転した方向にとり、前記長手方向の端部を保持したことを特徴とする請求項９記載の圧電振動子。
【請求項１３】
前記複数の圧電性単結晶板は、前記偶数次高調波のうち厚みすべり振動の２次高調波を主要波として励起することを特徴とする請求項９記載の圧電振動子。
【請求項１４】
自発分極を有する複数の圧電性単結晶板のそれぞれの接合面を鏡面研磨し、前記複数の圧電性単結晶板の接合面を清浄化、親水化し、前記複数の圧電性単結晶板の結晶方位を０度を含まない所定の角度をもってずれるように重ね合わせて、前記自発分極の軸方向のそれぞれは交互に反対方向となるように前記接合面を密着し、前記複数の圧電性単結晶板を加熱して一体化し、前記複数の圧電性単結晶板の２つの主面に互いに対向する駆動電極を形成することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
【請求項１５】
前記複数の圧電性単結晶板を一体化した後、前記複数の圧電性単結晶板のそれぞれの片面を研磨して厚みを揃え、前記複数の圧電性単結晶の２つの主面に互いに対向する前記駆動電極を形成することを特徴とする請求項１４記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１６】
前記複数の圧電性単結晶板を一体化した後、前記複数の圧電性単結晶板の両面を研磨して厚みを揃え、前記複数の圧電性単結晶基板の２つの主面に互いに対向する前記駆動電極を形成することを特徴とする請求項１４記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１７】
前記圧電性単結晶板がニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム及びほう酸リチウムのいずれかからなることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか記載の圧電振動子の製造方法。
【請求項１８】
隣り合う結晶の軸方向が互いに逆方向になるように、かつ、その他の結晶軸は互いのなす角度が０度を含まない所定の角度をもってずれるように直接接合により一体化された複数の圧電性単結晶板と、前記複数の圧電性単結晶板に形成された駆動電極とからなることを特徴とする圧電デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る圧電振動子は、自発分極を有し、前記自発分極の分極軸方向が交互に逆方向になるように、かつ、前記分極軸以外の結晶軸の互いのなす角度が０度を含まない所定の角度をもってずれるように直接接合により一体化された複数の圧電性単結晶板と、前記複数の圧電性単結晶板に形成された駆動電極とからなる。２枚の圧電単結晶板の厚みをほぼ同じとすることにより、圧電振動子は、安定で対称性の高い分極反転構造を備える。また、結晶軸を意図的にずらすことにより、スプリアスを抑制する。
好ましくは、前記圧電性単結晶板は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム及びほう酸リチウムのいずれかからなる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係る圧電振動子は、好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板が前記駆動電極により厚み縦振動の偶数次高調波を励振する形状を備える。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の軸に直交する結晶軸の方位のずれを±５°以内の角度にして一体化されている。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板の各々は、ポアソン比が１／３以下であり、かつ、厚み縦振動モードの電気機械結合係数の値が厚みすべり振動モードの電気機械結合係数の値よりも大きな圧電材料からなり、前記駆動電極が偶数次高調波エネルギーを閉じこめるように配置されている。ポアソン比が１／３以下の圧電単結晶板でも厚み縦振動モードのエネルギー閉じ込めが可能になる。
好ましくは、前記圧電性単結晶板は、Ｚカットニオブ酸リチウムまたはＺカットタンタル酸リチウムからなり、前記駆動電極の各々は、前記複数の圧電性単結晶板の厚みＨに対し、２Ｈ以上７Ｈ以下の長さまたは幅を有する。
好ましくは、さらに、前記複数の圧電性単結晶板を支持する基板を備え、前記基板上は、外部接続用電極を備え、前記複数の圧電性単結晶板は前記外部接続用電極に導電性接着剤で支持され、前記駆動電極の引き出し方向及び前記複数の圧電性単結晶板が支持されている方向が前記複数の圧電性単結晶板のＸ軸方向に一致する。これにより、実装基板への圧電振動子の実装において電極の取り出し方向を最適化する。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は、前記駆動電極により厚み縦振動の偶数次高調波が主要波として励起される。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る圧電振動子は、好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は、前記駆動電極により厚みすべり振動の偶数次高調波を励振する。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の軸に直交する結晶軸の方位を、０°を除く±１５°以内の角度にして一体化されている。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板はタンタル酸リチウムのＸ±１０°回転板であり、前記複数の圧電板に励振される２種の厚みすべり振動モードのうち、電極機械結合係数の値の大きな主要波を用い、前記主要波以外の不要波を抑制して用いる厚みすべり振動子において、前記複数の圧電性単結晶板は、前記自発分極の向きをほぼ逆方向になるように、かつ、前記自発分極に直交する互いの結晶方位は０°を除く±１５°以内である。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は棒状のタンタル酸リチウムのＸ±１０°回転板であり、前記駆動電極は、前記圧電性単結晶板のＸ±１０°回転面に平行な面にそれぞれ全幅にわたって形成され、厚みすべり振動を励振する長手方向を、Ｙ'、Ｚ'平面内でＹ'軸から時計方向に３８°乃至５８°回転した方向にとり、前記長手方向の端部を保持する。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板は、前記偶数次高調波のうち厚みすべり振動の２次高調波が主要波として励起される。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明に係る圧電振動子の製造方法は、自発分極を有する複数の圧電性単結晶板のそれぞれの接合面を鏡面研磨し、前記複数の圧電性単結晶板の接合面を清浄化、親水化し、前記複数の圧電性単結晶板の結晶方位を０度を含まない所定の角度をもってずれるように重ね合わせて、前記自発分極の軸方向のそれぞれは交互に反対方向となるように前記接合面を密着し、前記複数の圧電性単結晶板を加熱して一体化し、前記複数の圧電性単結晶板の２つの主面に互いに対向する駆動電極を形成する。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板を一体化した後、前記複数の圧電性単結晶板のそれぞれの片面を研磨して厚みを揃え、前記複数の圧電性単結晶の２つの主面に互いに対向する前記駆動電極を形成する。
好ましくは、前記複数の圧電性単結晶板を一体化した後、前記複数の圧電性単結晶板の両面を研磨して厚みを揃え、前記複数の圧電性単結晶基板の２つの主面に互いに対向する前記駆動電極を形成する。
好ましくは、前記圧電性単結晶板がニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム及びほう酸リチウムのいずれかからなる。
本発明に係る圧電デバイスは、隣り合う結晶の軸方向が互いに逆方向になるように、かつ、その他の結晶軸は互いのなす角度が０度を含まない所定の角度をもってずれるように直接接合により一体化された複数の圧電性単結晶板と、前記複数の圧電性単結晶板に形成された駆動電極とからなる。