(57)【要約】  【課題】  フレキシブル配線基板と圧電素子との接合信頼性を向上し、長期間安定して駆動する圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末を提供する。  【解決手段】  本発明の圧電アクチュエータ１は、内部電極２および圧電体層３が積層された積層体４と、積層体４の少なくとも一方主面に内部電極２と電気的に接続された表面電極５と、一方主面に一部が接合され、表面電極５と電気的に接続された配線導体61を備えたフレキシブル配線基板６とを備え、表面電極５と配線導体61との電気的な接続が点在する複数の導電粒子７によってなされていることを特徴とする。【選択図】  図１
2013171918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、
前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が点在する複数の導電粒子によってなされていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の導電粒子の間に樹脂接着剤が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の導電粒子は、樹脂からなる粒子本体の表面に導電膜が被覆されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記粒子本体の表面に被覆された導電膜の一部が欠けていることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記樹脂接着剤の間に前記表面電極から前記配線導体に通じる空隙を有することを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記表面電極は前記積層体の一方主面に複数隣り合って設けられていて、隣り合う表面電極間の絶縁領域にも前記複数の導電粒子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
一つの前記導電粒子が、前記表面電極と前記配線導体とに接していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、前記圧電素子の前記他方主面に接合された振動板とを有することを特徴とする圧電振動装置。
【請求項９】
前記圧電アクチュエータと前記振動板とが変形可能な接合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項８に記載の圧電振動装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、
前記圧電アクチュエータの他方主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする携帯端末。
【請求項１１】
前記圧電アクチュエータと前記ディスプレイまたは前記筐体とが変形可能な接合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項１０に記載の携帯端末。
【請求項１２】
前記ディスプレイまたは前記筐体は、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振動装置、携帯端末に好適な圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電アクチュエータとして、図12に示すように、内部電極101と圧電体層102とが複数積層された積層体103の表面に表面電極104を形成してなるバイモルフ型の圧電素子10を用いたものや（特許文献１を参照）、圧電素子10とフレキシブル配線基板105とを導電性接続部材106で接合して、圧電素子10の表面電極104とフレキシブル配線基板105の配線導体107とを電気的に接続させることが知られている（特許文献２を参照）。【０００３】
更には、バイモルフ型の圧電素子の長さ方向における中央部や一端を振動板に固定した圧電振動装置が知られている（特許文献３、４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2002−10393号公報
【特許文献２】特開平６−14396号公報
【特許文献３】国際公開第2005／004535号
【特許文献４】特開2006−238072号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、これら携帯端末等に用いられる圧電振動装置の圧電アクチュエータは、室温環境だけでなく、氷点下の温度環境でも長時間使用されることが求められてきた。【０００６】
ここで、配線導体107を有するフレキシブル配線基板105と圧電素子10との接合において、導電性接続部材106（半田や導電性樹脂）を介して表面電極104と配線導体107とが電気的に接続されるようにフレキシブル配線基板105の一部が積層体103の一方主面上に接合されている。氷点下の温度環境で繰り返し圧電素子10を駆動させると、室温環境と比べてフレキシブル配線基板105自体が硬くなっているため、フレキシブル配線基板105と圧電素子10とを接続している導電性接続部材106の端部に応力が集中して徐々にマイクロクラックが生じ、接合信頼性が低下するおそれがあった。【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、フレキシブル配線基板と圧電素子との接合信頼性を向上し、長期間安定して駆動する圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータは、内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が点在する複数の導電粒子によってなされていることを特徴とするものである。【０００９】
また本発明の圧電振動装置は、前記圧電アクチュエータと、前記圧電素子の前記他方主面に接合された振動板とを有することを特徴とする。【００１０】
また本発明の携帯端末は、前記圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、前記圧電アクチュエータの他方主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレキシブル配線基板と圧電素子との電気的および機械的な接合強度を高めて接合信頼性を向上し、長期間安定して駆動する圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末を提供することができる。例えば、氷点下の温度環境で圧電素子を駆動させる等の過酷な環境下での使用でも、信頼性が高く高品質な音情報を伝達可能な携帯端末を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示す領域Ａの概略拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の他の例を示す概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。
【図４】図２の他の例を示す概略拡大図である。
【図５】図２の他の例を示す概略拡大図である。
【図６】図２の他の例を示す概略拡大図である。
【図７】本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の他の例を示す概略斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態の圧電振動装置を模式的に示す概略斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態の携帯端末を模式的に示す概略斜視図である。
【図１０】図９に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。
【図１１】図９に示すＢ−Ｂ線で切断した概略断面図である。
【図１２】従来の圧電アクチュエータの実施の形態の一例を示す概略斜視図であり、(ｂ)は（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の圧電アクチュエータの実施の形態の一例を示す概略斜視図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図、図２は図１（ｂ）に示す領域Ａの概略拡大図である。
【００１５】
図１に示す本実施形態の圧電アクチュエータ１は、内部電極２および圧電体層３が積層された積層体４と、積層体４の少なくとも一方主面に内部電極２と電気的に接続された表面電極５と、一方主面に一部が接合され、表面電極５と電気的に接続された配線導体61を備えたフレキシブル配線基板６とを備え、表面電極５と配線導体61との電気的な接続が点在する複数の導電粒子７によってなされていることを特徴とする。
【００１６】
圧電アクチュエータ１は圧電素子10を含み、この圧電素子10を構成する積層体４は、内部電極２および圧電体層３が積層されてなるもので、複数の内部電極２が積層方向に重なる活性部41とそれ以外の不活性部42とを有し、例えば長尺状に形成されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、積層体４の長さとしては、例えば18ｍｍ〜28ｍｍが好ましく、22ｍｍ〜25ｍｍが更に好ましい。積層体４の幅は、例えば１ｍｍ〜６ｍｍが好ましく、３ｍｍ〜４ｍｍが更に好ましい。積層体４の厚みは、例えば0.2ｍｍ〜1.0ｍｍが好ましく、0.4ｍｍ〜0.8ｍｍが更に好ましい。
【００１７】
積層体４を構成する内部電極２は、圧電体層３を形成するセラミックスと同時焼成により形成されたもので、第１の極21および第２の極22からなる。例えば、第１の極21がグランド極となり、第２の極22が正極または負極となる。圧電体層３と交互に積層されて圧電体層３を上下から挟んでおり、積層順に第１の極21および第２の極22が配置されることにより、それらの間に挟まれた圧電体層３に駆動電圧を印加するものである。この形成材料として、例えば圧電セラミックスとの反応性が低い銀や銀−パラジウム合金を主成分とする導体、あるいは銅、白金などを含む導体を用いることができるが、これらにセラミック成分やガラス成分を含有させてもよい。
【００１８】
図１に示す例では、第１の極21および第２の極22の端部がそれぞれ積層体４の対向する一対の側面に互い違いに導出されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、内部電極２の長さは、例えば17ｍｍ〜25ｍｍが好ましく、21ｍｍ〜24ｍｍが更に好ましい。内部電極２の幅は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜４ｍｍが更に好ましい。内部電極２の厚みは、例えば0.1〜５μｍが好ましい。
【００１９】
積層体４を構成する圧電体層３は、圧電特性を有するセラミックスで形成されたもので、このようなセラミックスとして、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などを用いることができる。圧電体層３の１層の厚みは、低電圧で駆動させるために、例えば0.01〜0.1ｍｍに設定することが好ましい。また、大きな屈曲振動を得るために、200ｐｍ／Ｖ以上の圧電ｄ31定数を有することが好ましい。
【００２０】
積層体４の一方主面には、内部電極２と電気的に接続された表面電極５が設けられている。図１に示す形態における表面電極５は、大きな面積の第１の表面電極51、小さな面積の第２の表面電極52および第３の表面電極53で構成されている。例えば、第１の表面電極51は第１の極21となる内部電極２と電気的に接続され、第２の表面電極52は一方主面側に配置された第２の極22となる内部電極２と電気的に接続され、第３の表面電極53は他方主面側に配置された第２の極22となる内部電極２と電気的に接続されている。携帯端末のディスプレイまたは筐体に取り付ける圧電アクチュエータの場合には、第１の表面電極51の長さは、例えば17ｍｍ〜23ｍｍが好ましく、19ｍｍ〜21ｍｍが更に好ましい。第１の表面電極51の幅は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜４ｍｍが更に好ましい。第２の表面電極52および第３の表面電極53の長さは、例えば１ｍｍ〜３ｍｍとするのが好ましい。第２の表面電極52および第３の表面電極53の幅は、例えば0.5ｍｍ〜1.5ｍｍとするのが好ましい。
【００２１】
また、圧電アクチュエータ１は、圧電素子10を構成する積層体４の一方主面に一部が接合されたフレキシブル配線基板６を有している。
【００２２】
フレキシブル配線基板６は、例えば樹脂フィルム中に２本の配線導体61が埋設されたフレキシブル・プリント配線基板であり、一方端には外部回路と接続するためのコネクタ（図示せず）が接続されている。
【００２３】
そして、表面電極５と配線導体61とが電気的に接続されている。ここで、表面電極５と配線導体61との電気的な接続は点在する複数の導電粒子７によってなされている。
【００２４】
導電粒子７としては、例えば金、銀、銅や、銀−パラジウム等の合金、あるいはＮｉ等の金属に金をメッキした金属粒子が挙げられ、例えば0.05〜50μｍの平均粒径を有するものであるのがよい。また、点在する複数の導電粒子７は、例えば１ｍｍ２あたり50〜10000個分布しているのがよい。
【００２５】
半田等の導電性接続部材で表面電極５と配線導体61とを接合する場合においては、導電性接続部材の熱膨張係数が大きく、圧電体層３に拘束された表面電極５と導電性接続部材との接合部およびフレキシブル配線基板６の配線導体61と導電性接続部材との接合部でせん断応力が集中しやすく、さらに氷点下での脆化を伴うような過酷な環境下で圧電素子10を駆動させると、表面電極５と導電性接続部材との接合部やフレキシブル配線基板６の配線導体61と導電性接続部材との接合部にマイクロクラックが発生し、進展して圧電アクチュエータ１が停止するおそれがあった。
【００２６】
これに対し、本発明のような点在した複数の導電粒子７により表面電極５と配線導体61とを接続することにより、バルク体としての導電性接続部材を用いた場合と比較して、表面電極５や配線導体61との熱膨張差を小さくすることができる。
【００２７】
その結果、氷点下等の過酷な環境下で圧電素子10を駆動させたとしても、複数の導電粒子７と表面電極５や配線導体61との接合部にマイクロクラックが生じることが抑止され、圧電アクチュエータ１の変位量が小さくなったり、不要な振動が発生して振動特性が劣化したりすることが無くなり、長期間安定して駆動することができる。
【００２８】
ここで、図３に示すように、点在した複数の導電粒子７の間に樹脂接着剤73が設けられているのが好ましい。樹脂接着剤73としては、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーンゴム、合成ゴムなどの弾性率（ヤング率）の低いものである。
【００２９】
このような構成とすることにより、圧電素子10が振動により発熱しても、熱膨張差による応力が低いままで圧電素子10とフレキシブル配線基板６との接合強度を高く保てる。また、弾性率の低い樹脂接着剤73が設けられているために、外部からの振動やフレキシブル配線基板６自体の共振等によりフレキシブル配線基板６の圧電素子10の振動に追随しない振動が発生しても、フレキシブル配線基板６の接合部の根元等の端部での応力集中を抑制できる。
【００３０】
さらに、図４に示すように、複数の導電粒子７は樹脂からなる粒子本体71の表面に導電膜72が被覆されたものであってもよい。
【００３１】
粒子本体71は、例えば弾性率（ヤング率）の高いアクリル樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂などの樹脂からなるものである。また、粒子本体71の表面に被覆された導電膜72は、例えばＡｕメッキ膜等である。
【００３２】
粒子本体71の表面に被覆された導電膜72が電気的な接合に寄与し、氷点下でも延性に富んでいることから、脆化等の劣化に繋がるのを抑制することができる。
【００３３】
さらに、図５または図６に示すように、粒子本体71の表面に被覆された導電膜72の一部が欠けていてもよい。
【００３４】
図５では、導電粒子７における表面電極５および配線導体61との接点において導電膜72の一部が欠けているものであるが、この構成によれば、表面電極５と配線導体61との機械的接続を弾性率の高い粒子本体71で形成し、電気的接続は導電膜72が樹脂接着剤73と表面電極５および配線導体61との接続部のまわりに広がって接続面積が広くなった接続形態で電気的接続を形成するものである。このようにすることで、機械的接続をより強固に、電気的接続の接合面積を広げて電気抵抗を下げることができる。
【００３５】
また図６では、導電膜72の欠けた領域が、表面電極５や配線導体61との接点以外の領域に設けられたものであるが、この構成によれば、点在した複数の導電粒子７の間に樹脂接着剤73が設けられている場合に、粒子本体71と樹脂接着剤73とを直接接合するため、接合プロセスにおける導電粒子７および樹脂接着剤73の流動時に導電膜72が樹脂接着剤73に引っ張られて剥がれることを低減できる。この結果として、表面電極５と配線導体61の電気的接続を確実なものにすることができる。
【００３６】
また、図７に示すように、樹脂接着剤73の間に表面電極５から配線導体61に通じる空隙74を有することが好ましい。これは、空隙74がバルクとしての樹脂接着剤73の弾性率を低くする結果として応力緩和に貢献するからである。
【００３７】
さらに、図３、図７に示すように、表面電極５が積層体４の一方主面に複数隣り合って設けられている場合において、隣り合う表面電極５と表面電極５との間の絶縁領域にも複数の導電粒子７が配置されていることが好ましい。これは、電気的な接合を形成する領域より厚い個所においても熱伝導の高い複数の導電粒子７を配置することで熱抵抗を下げる効果があるためである。さらに、同様の効果のために、表面電極５の外側の絶縁領域にも複数の導電粒子７が配置されていることが好ましい。
【００３８】
なお、図１乃至図７に示すように、一つの導電粒子７が表面電極５と配線導体61とに接している、すなわち、表面電極５と配線導体61との間にあるそれぞれの導電粒子７が表面電極５と配線導体61とに接しているのがよい
また、圧電素子10の他方主面を平坦にしておくことにより、例えば振動を加える対象物（例えば後述する振動板など）に他方主面を貼り合わせたときに、振動を加える対象物と一体となって屈曲振動を起こしやすくなり、全体として屈曲振動の効率を上げることができる。
【００３９】
図１に示す圧電アクチュエータ１は、いわゆるバイモルフ型の圧電アクチュエータであって、表面電極５から電気信号が入力されて一方主面および他方主面が屈曲面となるように屈曲振動するものであるが、本発明の圧電アクチュエータとしては、バイモルフ型に限られず、ユニモルフ型であってもよく、例えば後述する振動板に圧電アクチュエータの他方主面を接合する（貼り合わせる）ことで、ユニモルフ型でも屈曲振動させることができる。
【００４０】
次に、本実施の形態の圧電アクチュエータ１の製造方法について説明する。
【００４１】
まず、圧電体層３となるセラミックグリーンシートを作製する。具体的には、圧電セラミックスの仮焼粉末と、アクリル系，ブチラール系等の有機高分子からなるバインダーと、可塑剤とを混合してセラミックスラリーを作製する。そして、ドクターブレード法、カレンダーロール法等のテープ成型法を用いることにより、このセラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを作製する。圧電セラミックスとしては圧電特性を有するものであればよく、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）からなるペロブスカイト型酸化物等を用いることができる。また、可塑剤としては、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ），フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）等を用いることができる。
【００４２】
次に、内部電極２となる導電性ペーストを作製する。具体的には、銀−パラジウム合金の金属粉末にバインダーおよび可塑剤を添加混合することによって導電性ペーストを作製する。この導電性ペーストを上記のセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法を用いて内部電極２のパターンで塗布する。さらに、この導電性ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、所定の温度で脱バインダー処理を行なった後、900〜1200℃の温度で焼成し、平面研削盤等を用いて所定の形状になるよう研削処理を施すことによって、交互に積層された内部電極２および圧電体層３を備えた積層体４を作製する。
【００４３】
積層体４は、上記の製造方法によって作製されるものに限定されるものではなく、内部電極２と圧電体層３とを複数積層してなる積層体４を作製できれば、どのような製造方法によって作製されてもよい。
【００４４】
その後、銀を主成分とする導電粒子とガラスとを混合したものに、バインダー，可塑剤および溶剤を加えて作製した銀ガラス含有導電性ペーストを、表面電極５のパターンで積層体４の主面および側面にスクリーン印刷法等によって印刷して乾燥させた後、650〜750℃の温度で焼き付け処理を行ない、表面電極５を形成する。
【００４５】
なお、表面電極５と内部電極２とを電気的に接続する場合、圧電体層３を貫通するビアを形成して接続しても、積層体４の側面に側面電極を形成しても良く、どのような製造方法によって作製されてもよい。
【００４６】
次に、点在する複数の導電粒子７を用いて、フレキシブル配線基板６を圧電素子10に接続固定（接合）する。
【００４７】
まず、圧電素子10の所定の位置に複数の導電粒子７および樹脂接着剤73を含むペーストをスクリーン印刷等の手法を用いて塗布形成する。その後、フレキシブル配線基板６を当接させた状態で上記ペーストを硬化させることにより、フレキシブル配線基板６を圧電素子10に接続固定する。なお、このペーストは、フレキシブル配線基板６側に塗布形成しておいてもよい。
【００４８】
樹脂接着剤が熱可塑性樹脂からなる場合は、ペーストを圧電素子10またはフレキシブル配線基板６の所定の位置に塗布形成した後、圧電素子10とフレキシブル配線基板６とを上記ペーストを介して当接させた状態で加熱加圧することで、熱可塑性樹脂が軟化流動し、その後常温に戻すことで、再び熱可塑性樹脂が硬化し、フレキシブル配線基板６が圧電素子10に接続固定される。
【００４９】
特に、近接する導電粒子７が接触しないように加圧量を制御する必要がある。
【００５０】
本発明の圧電振動装置は、図８に示すように、圧電アクチュエータ１と、圧電アクチュエータ１の他方主面に接合された振動板81とを有するものである。
【００５１】
振動板81は、矩形の薄板状の形状を有している。振動板81は、アクリル樹脂やガラス等の剛性および弾性が大きい材料を好適に用いて形成することができる。また、振動板81の厚みは、例えば0.4ｍｍ〜1.5ｍｍに設定される。
【００５２】
振動板81は、圧電アクチュエータ１の他方主面に、接合部材82を介して接合されている。接合部材82を介して、振動板81に他方主面の全面が接合されていてもよく、略全面が接合されていてもよい。
【００５３】
接合部材82は、フィルム状の形状を有している。また、接合部材82は、振動板81よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板81よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合部材82は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板81よりも大きく変形する。そして、接合部材82の一方主面（図の＋ｚ方向側の主面）には圧電アクチュエータ１の他方主面（図の−ｚ方向側の主面）が全体的に固着され、接合部材82の他方主面（図の−ｚ方向側の主面）には振動板81の一方主面（図の＋ｚ方向側の主面）の一部が固着されている。
【００５４】
接合部材82は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合部材82としては、例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤である各種弾性接着剤等を好適に用いることができる。また、接合部材82の厚みは、圧電アクチュエータ１の屈曲振動の振幅よりも大きいことが望ましいが、厚すぎると振動が減衰されるので、例えば、0.1ｍｍ〜0.6ｍｍに設定される。ただし、本発明の圧電振動装置においては、接合部材82の材質に限定はなく、接合部材82が振動板81よりも固く変形し難いもので形成されていても構わない。また、場合によっては、接合部材82を有さない構成であっても構わない。
【００５５】
このような構成を備える本例の圧電振動装置は、電気信号を加えることによって圧電アクチュエータ１を屈曲振動させ、それによって、振動板81を振動させる圧電振動装置として機能する。なお、振動板81の長さ方向における他方端部（図の−ｙ方向端部や振動板81の周縁部等を、図示せぬ支持部材によって支持しても構わない。
【００５６】
本例の圧電振動装置は、不要な振動の発生が低減された圧電アクチュエータ１を用いて構成されていることから、不要な振動の発生が低減された圧電振動装置とすることができる。
【００５７】
また、本例の圧電振動装置は、圧電アクチュエータ１の平坦な他方主面に振動板81が接合されている。これにより、圧電アクチュエータ１と振動板81とが強固に接合された圧電振動装置とすることができる。
【００５８】
本発明の携帯端末は、図９〜図11に示すように、圧電アクチュエータ１と、電子回路（図示せず）と、ディスプレイ91と、筐体92とを有しており、圧電アクチュエータ１の他方主面が筐体92に接合されたものである。なお、図９は本発明の携帯端末を模式的に示す概略斜視図であり、図10は図９に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図、図11は図９に示すＢ−Ｂ線で切断した概略断面図である。
【００５９】
ここで、圧電アクチュエータ１と筐体92とが変形可能な接合部材を用いて接合されているのが好ましい。すなわち、図５および図６においては接合部材82が変形可能な接合部材である。
【００６０】
変形可能な接合部材82で圧電アクチュエータ１と筐体92とを接合することで、圧電アクチュエータ１から振動が伝達されたとき、変形可能な接合部材82が筐体92よりも大きく変形する。
【００６１】
このとき、筐体92から反射される逆位相の振動を変形可能な接合部材82で緩和することができるので、圧電アクチュエータ１が周囲の振動の影響を受けずに筐体92へ強い振動を伝達させることができる。
【００６２】
中でも、接合部材82の少なくとも一部が粘弾性体で構成されていることで、圧電アクチュエータ１からの強い振動を筐体92へ伝える一方、筐体92から反射される弱い振動を接合部材82が吸収することができる点で好ましい。例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤を含む構成の接合部材を用いることができ、これらの厚みとしては例えば10μｍ〜2000μｍのものを用いることができる。
【００６３】
そして、本例では、圧電アクチュエータ１はディスプレイ91のカバーとなる筐体92の一部に取り付けられ、この筐体92の一部が振動板922として機能するようになっている。
【００６４】
なお、本例では圧電アクチュエータ１が筐体92に接合されたものを示したが、圧電アクチュエータ１がディスプレイ91に接合されていてもよい。
【００６５】
筐体92は、１つの面が開口した箱状の筐体本体921と、筐体本体921の開口を塞ぐ振動板922とを有している。この筐体92（筐体本体921および振動板922）は、剛性および弾性率が大きい合成樹脂等の材料を好適に用いて形成することができる。
【００６６】
振動板922の周縁部は、筐体本体921に接合材93を介して振動可能に取り付けられている。接合材93は、振動板922よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板922よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、接合材93は変形可能であり、同じ力が加わったときに振動板922よりも大きく変形する。
【００６７】
接合材93は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合材93としては、例えば不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープ等を好適に用いることができる。接合材93の厚みは、厚くなりすぎて振動が減衰されないように設定されており、例えば0.1ｍｍ〜0.6ｍｍに設定される。ただし、本発明の携帯端末においては、接合材93の材質に限定はなく、接合材93が振動板922よりも固く変形し難いもので形成されていても構わない。また、場合によっては、接合材93を有さない構成であっても構わない。
【００６８】
電子回路（図示せず）としては、例えば、ディスプレイ91に表示させる画像情報や携帯端末によって伝達する音声情報を処理する回路や、通信回路等が例示できる。これらの回路の少なくとも１つであってもよいし、全ての回路が含まれていても構わない。また、他の機能を有する回路であってもよい。さらに、複数の電子回路を有していても構わない。なお、電子回路と圧電アクチュエータ１とは図示しない接続用配線で接続されている。
【００６９】
ディスプレイ91は、画像情報を表示する機能を有する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，および有機ＥＬディスプレイ等の既知のディスプレイを好適に用いることができる。なお、ディスプレイ91は、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても良い。また、ディスプレイ91のカバー（振動板922）が、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても構わない。さらに、ディスプレイ91全体や、ディスプレイ91の一部が振動板として機能するようにしても構わない。
【００７０】
また、本発明の携帯端末は、ディスプレイ91または筐体92が、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする。本例の携帯端末は、振動板（ディスプレイ91または筐体92）を直接または他の物を介して耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。すなわち、振動板（ディスプレイ91または筐体92）を直接または間接的に耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。これにより、例えば、周囲が騒がしいときにおいても音情報を伝達することが可能な携帯端末を得ることができる。なお、振動板（ディスプレイ91または筐体92）と耳との間に介在する物は、例えば、携帯端末のカバーであっても良いし、ヘッドホンやイヤホンでも良く、振動を伝達可能な物であればどんなものでも構わない。また、振動板（ディスプレイ91または筐体92）から発生する音を空気中に伝播させることにより、音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。さらに、複数のルートを介して音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。
【００７１】
本例の携帯端末は、不要な振動の発生が低減された圧電アクチュエータ１を用いて音情報を伝達することから、高品質な音情報を伝達することができる。
【実施例】
【００７２】
次に、本発明の圧電振動装置の具体例について説明する。図７に示した圧電アクチュエータを用いた圧電振動装置を作製し、その特性を測定した。【００７３】
圧電アクチュエータは、長さが23.5ｍｍ、幅が3.3ｍｍ、厚みが0.5ｍｍの長尺状とした。また、圧電アクチュエータは、厚みが30μｍの圧電体層と内部電極とが交互に積層された構造とし、圧電体層の総数は16層とした。圧電体層は、Ｚｒの一部をＳｂで置換したチタン酸ジルコン酸鉛で形成した。【００７４】
次に、フレキシブル配線基板の配線導体と表面電極とを電気的に接続した。ここで、フレキシブル配線基板の配線導体と表面電極とを接続するには、粒径約５μｍの導電粒子として、アクリル樹脂からなる粒子本体に下地コートとしてＮｉメッキを施した金メッキをコートしたものを合成ゴム系接着剤に分散したペーストを準備して、スクリーン印刷で表面電極に印刷した後に、フレキシブル配線基板を加熱しながら押圧した。【００７５】
導電粒子が押しつぶされると導電膜の一部が樹脂からはがれて欠けが生じるが、導電膜の一部が欠けることで配線導体と表面電極との間の抵抗が高抵抗側に変化することを利用して、フレキシブル配線基板を加熱しながら押圧しながら抵抗値を測定し、導電粒子が接合して抵抗値が最低値に達して安定した後に、再度圧力を加えて１％程度抵抗値が変化したところで、圧力を解除して冷却した。【００７６】
そして、金属製の枠にガラス板を両面テープで張り付けるとともに、ガラス板の一方の表面の中央に、圧電アクチュエータの他方主面を両面テープで貼り付け、ガラス板の他方の表面から１ｍｍ離れた位置にマイクを設置した。【００７７】
そして、周波数を0.3〜3.4ｋＨｚの範囲で変化させた実効値3.0Ｖの正弦波信号を圧電アクチュエータに入力し、マイクで検出される音圧を測定した。さらに、10万サイクルの正弦波信号を連続で加えて、連続測定の前後の音圧レベルを比較した。【００７８】
その結果、ともに低入力でも高い音圧特性が得られていた。これにより、フレキシブル配線基板と圧電素子との接合信頼性がよく、長期間安定して駆動することが確認できた。
【符号の説明】
【００７９】
１：圧電アクチュエータ
10：圧電素子
２：内部電極
21：第１の極
22：第２の極
３：圧電体層
４：積層体
41：活性部
42：不活性部
５：表面電極
51：第１の表面電極
52：第２の表面電極
53：第３の表面電極
６：フレキシブル配線基板
61：配線導体
７：導電粒子
71：粒子本体
72：導電膜
73：樹脂接着剤
81：振動板
82：接合部材
91：ディスプレイ
92：筐体
921：筐体本体
922：振動板
93：接合材
【図１】
2013171918.tif 000003
【図２】
2013171918.tif 000004
【図３】
2013171918.tif 000005
【図４】
2013171918.tif 000006
【図５】
2013171918.tif 000007
【図６】
2013171918.tif 000008
【図７】
2013171918.tif 000009
【図８】
2013171918.tif 000010
【図９】
2013171918.tif 000011
【図１０】
2013171918.tif 000012
【図１１】
2013171918.tif 000013
【図１２】
2013171918.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月26日(2013.12.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、
前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が、点在する複数の導電粒子によってなされており、
前記複数の導電粒子の間には樹脂接着剤が設けられており、該樹脂接着剤に前記表面電極から前記配線導体に通じる空隙を有することを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の導電粒子は、樹脂からなる粒子本体の表面に導電膜が被覆されたものであることを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記粒子本体の表面に被覆された導電膜の一部が欠けていることを特徴とする請求項２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記表面電極は前記積層体の一方主面に複数隣り合って設けられていて、隣り合う表面電極間の絶縁領域にも前記複数の導電粒子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
一つの前記導電粒子が、前記表面電極と前記配線導体とに接していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、前記積層体の他方主面に接合された振動板とを有することを特徴とする圧電振動装置。
【請求項７】
前記圧電アクチュエータと前記振動板とが、前記振動板よりも柔らかく変形しやすい接合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項６に記載の圧電振動装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項５のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、前記積層体の前記他方主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする携帯端末。
【請求項９】
前記圧電アクチュエータと前記ディスプレイまたは前記筐体とが、前記ディスプレイまたは前記筐体よりも柔らかく変形しやすい接合部材を用いて接合されていることを特徴とす
る請求項８に記載の携帯端末。
【請求項１０】
前記ディスプレイまたは前記筐体は、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の携帯端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の圧電アクチュエータは、内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が、点在する複数の導電粒子によってなされており、前記複数の導電粒子の間には樹脂接着剤が設けられており、該樹脂接着剤に前記表面電極から前記配線導体に通じる空隙を有することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ここで、図３に示すように、点在した複数の導電粒子７の間に樹脂接着剤73が設けられている。樹脂接着剤73としては、例えばポリイミド、ポリアミドイミド、シリコーンゴム、合成ゴムなどの弾性率（ヤング率）の低いものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、図７に示すように、樹脂接着剤73に表面電極５から配線導体61に通じる空隙74を有する。これは、空隙74がバルクとしての樹脂接着剤73の弾性率を低くする結果として応力緩和に貢献するからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
ここで、圧電アクチュエータ１と筐体92とが変形可能な接合部材を用いて接合されているのが好ましい。すなわち、図１０および図１１においては接合部材82が変形可能な接合部材である。
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月16日(2014.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が、点在する複数の導電粒子によってなされており、前記複数の導電粒子の間には樹脂接着剤が設けられており、前記複数の導電粒子は、粒子本体の表面に導電膜が被覆されたものであり、該導電膜から前記粒子本体の一部が露出していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記樹脂接着剤に前記表面電極から前記配線導体に通じる空隙を有することを特徴とする請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
前記導電粒子は、前記表面電極との接点において、前記導電膜から前記粒子本体の一部が露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項４】
前記導電粒子は、前記配線導体との接点において、前記導電膜から前記粒子本体の一部が露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項５】
前記導電膜は、前記表面電極と前記樹脂接着剤との接続部のまわりに広がって、前記表面電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項６】
前記導電膜は、前記配線導体と前記樹脂接着剤との接続部のまわりに広がって、前記配線導体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項７】
前記導電粒子は、前記表面電極および前記配線導体との接点以外の領域において、前記導電膜から前記粒子本体の一部が露出していることを特徴とする請求項１または２に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項８】
前記表面電極は前記積層体の一方主面に複数設けられており、前記表面電極間の絶縁領域にも前記複数の導電粒子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項９】
一つの前記導電粒子が、前記表面電極と前記配線導体とに接していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、前記積層体の他方主面に接合された振動板とを有することを特徴とする圧電振動装置。
【請求項１１】
前記圧電アクチュエータと前記振動板とが、前記振動板よりも柔らかく変形しやすい接合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項１０に記載の圧電振動装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項９のうちのいずれかに記載の圧電アクチュエータと、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを有しており、前記積層体の他方主面が前記ディスプレイまたは前記筐体に接合されていることを特徴とする携帯端末。
【請求項１３】
前記圧電アクチュエータと前記ディスプレイまたは前記筐体とが、前記ディスプレイまたは前記筐体よりも柔らかく変形しやすい接合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項１２に記載の携帯端末。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】本発明の圧電アクチュエータは、内部電極および圧電体層が積層された積層体と、該積層体の少なくとも一方主面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極と、前記一方主面に一部が接合され、前記表面電極と電気的に接続された配線導体を備えたフレキシブル配線基板とを備え、前記表面電極と前記配線導体との電気的な接続が、点在する複数の導電粒子によってなされており、前記複数の導電粒子の間には樹脂接着剤が設けられており、前記複数の導電粒子は、粒子本体の表面に導電膜が被覆されたものであり、該導電膜から前記粒子本体の一部が露出していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
【国際調査報告】
2013171918.tif 000015
2013171918.tif 000016
2013171918.tif 000017
2013171918.tif 000018