(57)【要約】【課題】  発音体用の圧電振動板を薄型化するとともに、電極の引き出しの信頼性向上，製造工程の簡略化，部品点数の削減を図る。【解決手段】  圧電振動板１０は、引き出し用電極を兼ねた導電性の振動板１２Ａ，１２Ｂの表裏に、圧電素子１６，２８を備えたバイモルフ構造であって、圧電素子１６は、圧電層１８Ａを挟んで、電極層２０Ａと電極層２４Ｂとが対向し、電極層２４Ａと電極層２０Ｂとが対向した構造となっている。電極層２０Ａ及び２０Ｂはスルーホール２２Ａによって，電極層２４Ａ及び２４Ｂはスルーホール２６Ａによって、圧電素子１６の厚み方向にほぼ直線的に接続される。そして、電極層２０Ｂが振動板１２Ｂの表面に、電極層２４Ｂが他方の振動板１２Ａの表面に接続するように、導電性接着剤などにより貼り合わせられる。振動板１２Ａ，１２Ｂから電極を引き出すことにより、全体の薄型化が実現できる。【選択図】図１
2006211414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電層と該圧電層を挟んで対向する複数の電極層とを備えた圧電素子を、振動板の少なくとも一方の面に貼り合わせた発音体用の圧電振動板であって、
前記振動板が第１及び第２の引き出し用電極を備えるとともに、
前記圧電素子が、
前記電極層のうち、印加電圧の一方に対応するものを、前記第１の引き出し用電極に接続する第１の接続手段，
前記電極層のうち、印加電圧の他方に対応するものを、前記第２の引き出し用電極に接続する第２の接続手段，
を備えたことを特徴とする圧電振動板。
【請求項２】
前記振動板として、樹脂フィルムを使用したことを特徴とする請求項１記載の圧電振動板。
【請求項３】
前記振動板の一方の面に設けられた第１及び第２の引き出し用電極上に、複数の圧電素子が搭載されたことを特徴とする請求項１記載の圧電振動板。
【請求項４】
前記圧電素子が、前記第１，第２の接続手段のうち、少なくとも一方が前記電極層に接続するためのスルーホールを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧電振動板。
【請求項５】
前記圧電素子が、前記第１，第２の接続手段のうち、少なくとも一方が前記電極層に接続するための端面電極を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の圧電振動板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の圧電振動板を利用したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発音体用の圧電振動板及びそれを利用した電子機器に関し、更に具体的には、圧電振動板及び電子機器の薄型化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧電発音体は、簡易な電気音響変換手段として広く利用されており、特に近年は、携帯電話や携帯情報端末などの分野でスピーカ等として多用されている。圧電発音体は、図１５に一例を示すように、圧電素子５０４，５１０を、振動板５０２の表裏両面に貼り合わせた構成となっている。圧電素子５０４は、圧電体５０６の表裏両面に、電極層５０８Ａ及び５０８Ｂを形成した構造となっており、金属などによって構成された振動板５０２の表面に、導電性接着剤等で接着される。他方の圧電素子５１０についても同様であり、圧電体５０６の表裏両面に、電極層５０８Ｃ及び５０８Ｄを形成した構造となっている。
【０００３】
前記電極層５０８Ａ及び５０８Ｄは、それぞれリード線５１２Ａ及び５１２Ｂなどの導電手段を介して外部に引き出され、他の電極層５０８Ｂ及び５０８Ｃは振動板５０２と同電位となっており、前記振動板５０２からリード線５１２Ｃを介して外部に引き出される。このような電極引き出し構造と類似の構造が、例えば、以下の特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４７０９２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような背景技術では、電極を外部に引き出すために、リード線５１２Ａ〜５１２Ｃ及び半田５１４Ａ〜５１４Ｃが必要になる。このうち、リード線５１２Ａと５１２Ｂの半田接続部は、圧電素子５０４，５１０の表面の電極５０８Ａ、５０８Ｄ上に設けられるため、圧電発音体５００自体の厚みを増大させる要因となる。例えば、振動板５０２の厚みを３０μｍ，圧電素子５０４、５１０の厚みをそれぞれ６０μｍ，リード線５１２Ａ及び５１２Ｂの接続部の半田５１４Ａ及び５１４Ｂの高さをそれぞれ１６０μｍとすると、圧電発音体５００全体の厚みが４７０μｍになる。このうち、電極の引き出しに要するリード線５１２Ａ、５１２Ｂの半田接続部の厚みの合計は、３２０μｍとなり、圧電発音体５００全体の厚みの７０％近くを占めることになってしまう。また、前記背景技術では、上下面からのリード線５１２Ａ及び５１２Ｂによる引き出しは、リード線５１２Ａ及び５１２Ｂが振動板５０２に密着していない為、長時間の激しい圧電駆動に対して、信頼性が十分ではない可能性がある。従って、電極引き出し構造を改良することにより、不要な厚みを省くことができれば、圧電発音体やそれを利用する電子機器の薄型化をより促進するために好都合である。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、電極構造の改良により発音体用の圧電振動板を薄型化し、電子機器に対する実装の自由度の向上及び電子機器自体の薄型化を図ることである。他の目的は、電極の引き出しの信頼性を向上させることである。他の目的は、引き出し構造の改良により、製造工程を簡略化するとともに、材料の削減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、圧電層と該圧電層を挟んで対向する複数の電極層とを備えた圧電素子を、振動板の少なくとも一方の面に貼り合わせた発音体用の圧電振動板であって、前記振動板が第１及び第２の引き出し用電極を備えるとともに、前記圧電素子が、前記電極層のうち、印加電圧の一方に対応するものを、前記第１の引き出し用電極に接続する第１の接続手段，前記電極層のうち、印加電圧の他方に対応するものを、前記第２の引き出し用電極に接続する第２の接続手段，を備えたことを特徴とする。
【０００７】
主要な形態の一つは、前記振動板として、樹脂フィルムを使用したこと，あるいは、前記振動板の一方の面に設けられた第１及び第２の引き出し用電極上に、複数の圧電素子が搭載されたことを特徴とする。
【０００８】
他の形態は、前記圧電素子が、前記第１，第２の接続手段のうち、少なくとも一方が前記電極層に接続するためのスルーホールを有すること，あるいは、前記第１，第２の接続手段のうち、少なくとも一方が前記電極層に接続するための端面電極を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の電子機器は、請求項１〜５のいずれかに記載の発音体用の圧電振動板を利用したことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、前記振動板が第１及び第２の引き出し用電極を備えるとともに、前記圧電素子が、前記電極層のうち、印加電圧の一方に対応するものを、前記第１の引き出し用電極に接続する第１の接続手段，前記電極層のうち、印加電圧の他方に対応するものを、前記第２の引き出し用電極に接続する第２の接続手段，を備えることにより、前記圧電素子の電極層の引き出しを、全て前記振動板から行うことができ、全体として薄型化を図るとともに、信頼性を向上させることができる。また、引き出し構造の簡略化により、製造工程の簡略化や材料の削減効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
最初に、図１〜図３を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１は、本実施例の分解斜視図である。図２(A)は、本実施例の全体を示す外観斜視図であり、図２(B)は、前記(A)を圧電素子１６の上方から見た平面図である。図３(A)は、前記図２(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図３(B)は、前記図２(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。これらの図に示すように、圧電振動板１０は、４２Ｎｉアロイやリン青銅等の導電性を有する可撓性薄板からなる振動板１２Ａ，１２Ｂの表裏に、圧電素子１６，２８をそれぞれ貼り合わせたバイモルフ構造であって、全体が略長方形状に形成されている。前記振動板１２Ａ，１２Ｂは、所定の間隔で離間しており、隙間の空気によって絶縁されて、それぞれ第１及び第２の引き出し用電極を構成している。あるいは、一枚の振動板１２の中央部分を分割し、分割部分にゴムや絶縁性樹脂などのシール部材１４を設け（図２(B)参照）、振動板１２Ａ及び１２Ｂの電気的接触を防止するようにしてもよい。
【００１３】
圧電素子１６は、ＰＺＴなどの圧電セラミックスによって形成された圧電層１８Ａの両主面に、電極層２０Ａ，２０Ｂ，２４Ａ，２４Ｂをそれぞれ設け、前記圧電層１８Ａを挟んでそれぞれ、電極層２０Ａと電極層２４Ｂとが対向するとともに、電極層２４Ａと電極層２０Ｂとが対向した構造となっている。電極層２０Ａ，２０Ｂ，２４Ａ，２４Ｂとしては、例えば、ＡｇやＡｇ／Ｐｄ合金を含む焼付け型の電極層などが利用される。まず、略長方形の圧電層１８Ａの一方の主面には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ａ及び２４Ａが、主面を直線により２つに分割した各々の領域に、互いに離間するように形成されている。これら電極層２０Ａ及び２４Ａは、前記圧電層１８Ａの略中央を中心として点対称の関係となっている。前記圧電層１８Ａの他方の主面には、同様に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ｂと２４Ｂが形成されている。これら電極層２０Ｂ，２４Ｂは、点対称の関係にある。また、電極層２０Ｂ及び２４Ｂは、前記圧電層１８Ａの一方の主面の電極層２０Ａ及び２４Ａと左右反転の関係にある。すなわち、電極層２０Ａと２０Ｂに印加される信号電圧の極性が同じになり、電極層２４Ａと２４Ｂに印加される信号電圧の極性が同じになるように配置されている。
【００１４】
前記電極層２０Ａ及び２０Ｂは、スルーホール２２Ａによって圧電素子１６の厚み方向にほぼ直線的に接続され、電極層２４Ａ及び２４Ｂは、スルーホール２６Ａによって厚み方向にほぼ直線的に接続される。そして、前記電極層２０Ｂが一方の振動板１２Ｂの表面に接続するように、また電極層２４Ｂが他方の振動板１２Ａの表面に接続するように、図示しない導電性接着剤などにより貼り合わせられる。
【００１５】
他方の圧電素子２８についても基本的には同様の構成となっており、圧電層１８Ｅの一方の主面には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ｅ及び２４Ｅが形成される。電極層２０Ｅ及び２４Ｅ同士は点対称である。圧電層１８Ｅの他方の主面にも、上述した圧電素子１６と同様に、それぞれ一対の電極層２０Ｆ及び２４Ｆが形成され、前記圧電層１８Ｅを挟んでそれぞれ、電極層２０Ｅと電極層２４Ｆが対向するとともに、電極層２４Ｅと電極層２０Ｆとが対向した構造となっている。そして、前記電極層２０Ｅ及び２０Ｆが、スルーホール２２Ｂで厚み方向に接続され、電極層２４Ｅ及び２４Ｆが、スルーホール２６Ｂにより接続される。
【００１６】
以上のような構造の圧電振動板１０では、圧電素子１６は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層２０Ｂ及び第２の接続手段を兼ねる電極層２４Ｂを備え、同様に圧電素子２８は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層２０Ｅ及び第２の接続手段を兼ねる電極層２４Ｅを備え、電極層２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｅ，２０Ｆは、スルーホール２２Ａ，２２Ｂ及び振動板１２Ｂを介して電気的に接続されており、全て共通電位となっている。また、電極層２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｅ，２４Ｆは、スルーホール２６Ａ，２６Ｂ及び振動板１２Ａを介して電気的に接続されており、全て共通電位となっている。このような圧電振動板１０では、図２に示すように、振動板１２Ａと１２Ｂから、リード線３２Ａ及び３２Ｂを介して電極が引き出され、電源３０に接続される。そして、例えば、一方の振動板１２Ａはプラス，他方の振動板１２Ｂはマイナスという具合に信号電圧を印加する。すなわち、圧電素子１６及び２８の表面から電極を引き出すのではなく、これらの間に挟まれた振動板１２Ａ及び１２Ｂから電極を引き出すことが可能になる。このため、上述した背景技術と比較して、リード線３２Ａ，３２Ｂの接続部位の半田３４Ａ，３４Ｂの厚みが全体の厚みに影響を与えることがなく、圧電振動板１０自体を大幅に薄型化することができる。なお、このとき、振動板１２Ａ及び１２Ｂからの引出部を幅広として面接着することにより、電極引き出しの信頼性を向上させるようにしてもよい。
【００１７】
このように、実施例１によれば、圧電層の主面を複数に分割した各々の領域に互いに離間して配置される一対の電極層を、前記圧電層の両主面に備えた圧電素子１６及び２８を、振動板１２Ａ及び１２Ｂの両面に貼り合わせ、前記圧電層の同一面上の電極層同士，及び、前記圧電層を介して厚み方向で隣接する電極層同士に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加されるように前記電極層を配置する。そして、設けられた電極層のうち、同一極性の信号電圧が印加される電極層２０Ａ，２０Ｂをスルーホール２２Ａで厚み方向に接続し、電極層２０Ｅ及び２０Ｆをスルーホール２２Ｂで厚み方向に接続する。また、他の電極層２４Ａ及び２４Ｂをスルーホール２６Ａで厚み方向に接続し、電極層２４Ｅ及び２４Ｆをスルーホール２６Ｂで厚み方向に接続することとしたので、電極層の引き出しを、全て振動板１２Ａ及び１２Ｂから行うことができ、全体の薄型化を図ることができる。また、引き出し構造の簡略化により、製造工程の簡略化や材料の削減効果が得られる。更に、前記振動板１２及び１２Ｂに幅広の引出部を面接着することにより、引き出しの信頼性の向上も可能である。
【００１８】
更に、従来技術と比較して設計の自由度が高くなるため、音質の調整もより簡便に行うことができる。例えば、振動板の厚みやサイズによって共振周波数などを調整するという作業をより簡便に行うことができる。
【実施例２】
【００１９】
次に、図４及び図５を参照しながら、本発明の実施例２を説明する。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には、同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。図４は、本実施例の分解斜視図である。図５は、本実施例の全体を示す外観斜視図である。前記実施例１は、単層の圧電層を有する圧電素子を振動板の表裏両面に設けた例であったが、本実施例は、圧電素子を、複数の圧電層を有する積層構造とした例である。前記図４及び図５に示すように、圧電振動板４０は、振動板１２Ａ，１２Ｂの表裏に、圧電素子４２，４４をそれぞれ貼り合わせたバイモルフ構造であって、全体が略長方形状に形成されている。前記振動板１２Ａ，１２Ｂは、前記実施例１と同様に、所定の間隔で離間しており、隙間の空気によって絶縁されて、それぞれ第１及び第２の引き出し用電極を構成している。あるいは、一枚の振動板１２の中央部分を分割し、分割部分にゴムや絶縁性樹脂などのシール部材１４を設け（図５参照）、振動板１２Ａ及び１２Ｂの電気的接触を防止するようにしてもよい。
【００２０】
圧電素子４２は、ＰＺＴなどによって形成された圧電層（圧電セラミック）１８Ａ〜１８Ｃと、電極層２０Ａ〜２０Ｄ及び２４Ａ〜２４Ｄを交互に積層し、各圧電層を挟んで電極層が対向する構造となっている。電極層２０Ａ〜２０Ｄ，２４Ａ〜２４Ｄとしては、例えば、ＡｇやＡｇ／Ｐｄ合金などの焼付け型の導電層などが利用される。まず、略長方形の圧電層１８Ａの一方の主面（図４では上面）には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ａ及び２４Ａが、圧電層１８Ａの主面を複数に分割した各々の領域に、互いに離間するように形成されている。これら電極層２０Ａ及び２４Ａは、前記圧電層１８Ａの略中央を中心として点対称の関係となっている。２層目の圧電層１８Ｂの表面（図４では上面）には、同様に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ｂと２４Ｂが形成されている。これら電極層２０Ｂ，２４Ｂは点対称の関係にある。また、電極層２０Ｂ及び２４Ｂは、前記圧電層１８Ａの表面の電極層２０Ａ及び２４Ａと左右反転の関係にある。すなわち、電極層２０Ａと２０Ｂに印加される信号電圧の極性が同じになり、電極層２０Ｂと２４Ｂに印加される信号電圧の極性が同じになるように配置されている。
【００２１】
３層目の圧電層１８Ｃの表面についても同様に、一対の電極層２０Ｃ及び２４Ｃが形成される。さらに、該圧電層１８Ｃの裏面には、同じく一対の電極層２０Ｄ及び２４Ｄが形成される。このように、同一の圧電層上に形成される電極層同士を点対称とし、厚み方向で隣接する一対の電極層同士が左右反転の形状になるように配置することにより、電極層は一層おき毎に、形状・位置が概略一致するようになる。例えば、電極層２０Ａ及び２４Ａと、電極層２０Ｃ及び２４Ｃがほぼ一致し、電極層２０Ｂ及び２４Ｂと、電極層２０Ｄ及び２４Ｄがほぼ一致するという具合である。
【００２２】
以上のような電極層２０Ａ〜２０Ｄは、スルーホール２２Ａによって圧電素子４２の厚み方向にほぼ直線的に接続され、電極層２４Ａ〜２４Ｄは、スルーホール２６Ａによって厚み方向にほぼ直線的に接続される。そして、前記電極層２０Ｄが一方の振動板１２Ｂ表面に接触し、電極層２４Ｄが他方の振動板１２Ａの表面に接触するように貼り合わせられる。
【００２３】
他方の圧電素子４４についても基本的には同様の構成となっており、一層目の圧電層１８Ｅの表面には、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層２０Ｅ及び２４Ｅが形成される。電極層２０Ｅ及び２４Ｅ同士は点対称である。以下、２層目の圧電層１８Ｆの表面と、３層目の圧電層１８Ｇの表面及び裏面にも、上述した圧電素子１６と同様に、それぞれ一対の電極層２０Ｆ及び２４Ｆ，２０Ｇ及び２４Ｇ，２０Ｈ及び２４Ｈが形成され、前記圧電層を挟んでそれぞれ、電極層が対向する構造となっている。そして、前記電極層２０Ｅ〜２０Ｈが、スルーホール２２Ｂで厚み方向に接続され、電極層２４Ｅ〜２４Ｈが、スルーホール２６Ｂにより接続される。
【００２４】
以上のような構造の圧電振動板４０では、圧電素子４２は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層２０Ｄ及び第２の接続手段を兼ねる電極層２４Ｄを備え、同様に圧電素子４４は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層２０Ｅ及び第２の接続手段を兼ねる電極層２４Ｅを備え、電極層２０Ａ〜２０Ｈは、スルーホール２２Ａ，２２Ｂ及び振動板１２Ｂを介して電気的に接続されており、全て共通電位となっている。また、電極層２４Ａ〜２４Ｈは、スルーホール２６Ａ，２６Ｂ及び振動板１２Ａを介して電気的に接続されており、全て共通電位となっている。このような圧電振動板４０では、上述した実施例１と同様に、第１及び第２の引き出し用電極となる振動板１２Ａと１２Ｂから電極が引き出され、電源３０に接続される（図２参照）。そして、例えば、一方の振動板１２Ａはプラス，他方の振動板１２Ｂはマイナスという具合に信号電圧を印加する。すなわち、圧電素子４２及び４４の表面から電極を引き出すのではなく、これらの間に挟まれた振動板１２Ａ及び１２Ｂから電極を引き出すことが可能になるため、本実施例においても、上述した背景技術と比較して、圧電振動板４０自体を大幅に薄型化することができる。なお、このとき、振動板１２Ａ及び１２Ｂからの引出部を幅広として面接着することにより、電極引き出しの信頼性を向上させるようにしてもよい。
【００２５】
このように、実施例２によれば、圧電層と、該圧電層の同一面上に離間して配置される一対の電極層とを交互に積層した圧電素子４２及び４４を、振動板１２Ａ及び１２Ｂの両面に貼り合わせ、前記圧電層の同一面上の電極層同士，及び、前記圧電層を介して厚み方向で隣接する電極層同士に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加されるように前記電極層を配置する。そして、積層された電極層のうち、同一極性の信号電圧が印加される電極層２０Ａ〜２０Ｄ，２０Ｅ〜２０Ｈを、スルーホール２２Ａ及び２２Ｂで厚み方向に接続し、他の電極層２４Ａ〜２４Ｄ，２４Ｅ〜２４Ｈを、スルーホール２６Ａ及び２６Ｂで厚み方向に接続することとしたので、電極層の引き出しを、全て振動板１２Ａ及び１２Ｂから行うことができ、全体の薄型化を図ることができる。また、引き出し構造の簡略化により、製造工程の簡略化や材料の削減効果が得られる。更に、前記振動板１２Ａ及び１２Ｂに幅広の引出部を面接着することにより、引き出しの信頼性の向上も可能である。
【実施例３】
【００２６】
次に、図６〜図８を参照しながら、本発明の実施例３を説明する。図６は、本実施例の構成を示す分解斜視図，図７は、本実施例の全体を示す外観斜視図であり、図８(A)は、前記図７を＃Ｅ−＃Ｅ線に沿って切断し矢印方向に見た断面を分解して示す図，図８(B)〜図８(D)は、振動板の他の例を示す断面図である。これらの図に示すように、圧電振動板５０は、略円形の振動板５２の表裏両面に、略円形の圧電素子６０，７２をそれぞれ貼り合わせたバイモルフ構造であって、前記振動板５２の外周の一部には、外周側へ突出した突出部５２Ａが設けられている。前記圧電素子６０，７２は、上述した実施例１と同様にそれぞれ単層の圧電層を用いた構成となっている。すなわち、圧電素子６０を例に挙げると、圧電層６２Ａの一方の主面に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層６４Ａ及び６６Ａが、主面を２分割した各々の領域に互いに離間するように形成され、他方の主面にも同様に、それぞれ異なる極性の信号電圧が印加される一対の電極層６４Ｂと６６Ｂが形成されている。これら電極層６４Ａ，６４Ｂ，６６Ａ，６６Ｂの同一主面上での位置関係や、圧電層６２Ａを挟んだ位置関係は、基本的には上述した実施例１と同様であり、電極層６４Ａと６４Ｂはスルーホール６８Ａを介して接続され、電極層６６Ａと６６Ｂは、スルーホール７０Ａを介して接続される。他方の圧電素子７２についても基本的に同様の構成となっており、圧電層６８Ｂの表裏両面には、それぞれ一対の電極層６４Ｃ及び６６Ｃと、電極層６４Ｄ及び６６Ｄが形成され、スルーホール６８Ｂ及び７０Ｂにより接続されている。以上のように、圧電素子６０は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層６４Ｂ及び第２の接続手段を兼ねる電極層６６Ｂを備え、同様に圧電素子７２は、振動板との貼り合わせ面に、第１の接続手段を兼ねる電極層６４Ｃ,及び第２の接続手段を兼ねる電極層６６Ｃを備える。なお、圧電素子６０及び７２を構成する材料としては、上述した実施例１と同様のものが適用可能である。なお、本実施例では、単層の圧電層からなる圧電素子を利用することとしたが、前記実施例２と同様に、複数の圧電層を有する積層構造の圧電素子を用いるようにしてもよい。
【００２７】
本実施例３では、上述した実施例１及び２と比較して、振動板の構成が大きく異なる。本実施例の振動板５２は、絶縁性であって屈曲に優れた材料，例えばＰＥＴ（PolyEthylene Terephtalate）などの樹脂フィルムからなる絶縁板５４の表裏面に、例えば、導電性Ａｇペーストを用いて、それぞれ一対のプリント導体パターン５６及び５７と、５８及び５９を設けた構成となっている。なお、前記導電性Ａｇペーストは一例であり、スパッタリング法などにより薄膜導電体層を設けるようにしてもよい。前記絶縁板５４には、前記一対のプリント導体パターン（例えば５６及び５７）の間隙を通る直線の延長方向に、外周側に突出する突出部５２Ａが設けられている。また、前記プリント導体パターン５６〜５９は、前記突出部５２Ａの表面上に形成された引き出し部５６Ａ〜５９Ａとそれぞれ接続されている。前記プリント導体パターン５６〜５９と、前記圧電素子６０及び７２の電極層６４Ｂ，６６Ｂ，６４Ｃ，６６Ｃとは、図示しない導電性接着剤により接着されており、前記引き出し部５６Ａ〜５９Ａを介して信号電圧を印加することにより、圧電振動板５０を駆動することができる。本実施例では、上述した実施例１及び２と異なり、振動板自体は分割形成されず、替わりに引き出し用の電極（プリント導体パターン）が分割形成されている。
【００２８】
このように、本実施例によれば、圧電層６２Ａ及び６２Ｂの主面をほぼ２分割する領域に設けられた電極層６４Ｂ，６６Ｂ，６４Ｃ，６６Ｃを、これらの電極層にほぼ等しい面積で振動板５２のプリント導体パターン５６〜５９に接着することにより、導電接続の機能と、圧電素子６０及び７２の駆動による変位伝達の機能を兼ねることが可能となる。これにより、上述した実施例１及び２に示す薄型化の効果に加え、圧電駆動時の導電接続の信頼性を高めるとともに、駆動電極が振動板５２に直に接着されることにより、大きな変位を得ることができる。
【００２９】
図８(B)〜図８(D)は、振動板の他の例を示す図である。上述した例の振動板５２では、第１及び第２の引き出し用電極となるプリント導体パターン５６〜５９を形成する関係から、絶縁板５４を使用することとした。これに対し、図８(B)に示す振動板７４は、金属製その他の導電性薄板７６を用い、少なくとも電極（プリント導体パターン）を形成する表面に絶縁体による被覆７８を施したものである。また、図８(C)は、振動板５２のＰＥＴなどの絶縁フィルムからなる絶縁板５４の表面のうち、一対のプリント導体パターン（５６及び５７，あるいは、５８及び５９）の間隙部分に予め絶縁性樹脂層５１を印刷したものであり、また、図８(D)は、前記間隙部分に予め粗面化した表面５３を設けものである。このように、間隙部分の絶縁板５４の表面に予め絶縁性樹脂層５１を印刷する，あるいは間隙部分の表面に予め粗面化した表面５３を設ける等により、間隙部分の絶縁板５４の表面の接着剤に対する濡れ性を向上させた後、前記間隙部分に接着剤を塗布し接着することにより、振動板５２の一対のプリント導体パターン（５６及び５７，あるいは、５８及び５９）の間隙部分と圧電素子６０、７２との変位伝達をより確実にするとともに、振動板５２が圧電素子６０，７２により湾曲変位した際に、間隙部分を挟む一対のプリント導体パターン（５６及び５７，あるいは、５８及び５９）と圧電素子の電極層６４Ｂ，６６Ｂ，６４Ｃ，６６Ｃとの導電性接着剤などによる接続部分に応力が集中することを防止し、さらには前記間隙部分への湿気の侵入を防止して、接続部の信頼性を向上させるようにしてもよい。
【実施例４】
【００３０】
次に、図９〜図１１を参照しながら、本発明の実施例４を説明する。図９は、本実施例の上面側の構造を示す分解斜視図である。図１０(A)は、本実施例の全体を示す外観斜視図であり、図１０(B)は、前記(A)を上方から見た平面図である。図１１は、本実施例の主要断面図であり、図１１(A)は、前記図１０(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図，図１１(B)は、前記図１０(A)を＃Ｄ−＃Ｄ線に沿って切断し矢印方向に見た断面図である。これらの図に示すように、本実施例の圧電振動板８０は、振動板８２の表面に複数の圧電素子９０を、振動板８２の裏面に複数の圧電素子９１をそれぞれ配置したものである。圧電素子９０の構造は、基本的には、上述した実施例１と同様であり、圧電素子９０の表裏両面には、それぞれ一対の電極層９４Ａ及び９６Ａと、電極層９４Ｂ及び９６Ｂが形成されている。同様に、圧電素子９１の表裏両面には、それぞれ一対の電極層９４Ｃ及び９６Ｃと、電極層９４Ｄ及び９６Ｄが形成されている。
【００３１】
一方、前記振動板８２の表裏両面には、前記圧電素子９０，９１の配列方向に伸びた一対のプリント導体パターン８４及び８６がそれぞれ形成されている。これらプリント導体パターン８４，８６は、突出した引き出し部８４Ａ及び８６Ｂを備えている。そして、振動板８２の表裏両面にそれぞれ設けられたプリント導体パターン８４同士，及び、プリント導体パターン８６同士は、前記引き出し部８４Ａ及び８６Ａにおいて、スルーホール８４Ｂ及び８６Ｂを介して表裏で接続されている。前記圧電素子９０及び９１は、それぞれ、前記一対のプリント導体パターン８４及び８６上に跨るように配置されている。図１１(A)に示すように、圧電素子９０の電極層９４Ａと９４Ｂは、スルーホール９８Ａにより厚み方向に接続され、振動板８２の表面側の一方のプリント導体パターン８６に接続される。圧電素子９１の電極層９４Ｃと９４Ｄは、スルーホール９８Ｂにより厚み方向に接続され、振動板８２の裏面側のプリント導体パターン８６に接続される。同様に、図１１(B)に示すように、圧電素子９０の他の電極層９６Ａと９６Ｂは、スルーホール１００Ａにより厚み方向に接続され、振動板８２の表面側の他方のプリント導体パターン８４に接続される。圧電素子９１の他の電極層９６Ｃと９６Ｄは、スルーホール１００Ｂにより厚み方向に接続され、振動板８２の裏面側の他方のプリント導体パターン８４に接続される。他の複数の圧電素子９０及び９１についても同様である。そして、振動板８２の表裏両面で接続されたプリント導体パターン８４及び８６の引き出し部８４Ａ，８６Ｂに、例えば、リード線１０２及び１０４を、半田１０６及び１０８で接続することにより、圧電振動板８０に対する信号電圧の印加が可能となる。
【００３２】
本実施例４は、上述した実施例３と同様に、主面上に第１及び第２の引き出し用電極となるプリント導体パターン８４及び８６が形成された振動板８２を利用して、その表裏面にそれぞれ複数の圧電素子９０及び９１を貼り合わせたものである。このように、振動板８２の表面の帯状のプリント導体パターン８４及び８６に沿って複数の圧電素子９０及び９１を、図示しない導電性接着剤で貼り合わせることで、複数の圧電素子間の導電接続，各圧電素子９０及び９１とプリント導体パターン８４及び８６との接続，更に、各圧電素子９０及び９１の変位を振動板８２に伝達する機能を兼ね、上述した実施例３と同様の効果を得ることができる。また、上述した実施例３の効果に加え、振動板８２上に複数の圧電素子を設けても、配線の引き回しが不要になるという効果が得られる。更に、複数種類の圧電素子の組み合わせが自由に行えるため、各種電子機器への応用が可能である。
【００３３】
また、振動板８２の一方の主面に対して圧電素子９０（又は９１）を複数取り付けて圧電振動板８０を駆動するので、圧電振動板８０を誤って落下させた際に、落下による衝撃は、振動板８２および複数の圧電素子９０（又は９１）に分散されるため、圧電素子９０（又は９１）への応力集中による破損等が防止され、圧電振動板８０の落下衝撃に対しての耐力が向上する。なお、圧電素子９０及び９１は、それぞれ前記実施例１及び３と同様に、単層の圧電層を用いたものであるが、前記実施例２と同様に、電極層と圧電層とが交互に複数層積層した構造のものを用いるようにしても同様の効果が得られる。また、図示は省略したが、プリント導体パターン８４及び８６を、圧電素子９０及び９１の駆動電極（電極層）の形状に対応して、部分的に幅広に形成してもよいし、また、圧電素子間を結ぶ配線部分のプリント導体パターンの表面を、絶縁層で被覆するようにしてもよい。
【実施例５】
【００３４】
次に、図１２を参照しながら、本発明の実施例５を説明する。図１２は、本実施例を上方から見た平面図である。図１２に示すように、本実施例の圧電発音体１１０は、先の実施例１、２と同様に、４２Ｎｉアロイやリン青銅等の導電性を有する可撓性薄板からなる一対の振動板１１２Ａ及び１１２Ｂの表面（及び裏面）に跨るように複数の圧電素子１１６Ａ，１１６Ｂ，・・・１１６Ｎを配置したものである。圧電素子１１６Ａの構造は、基本的には、上述した実施例２と同様であり、圧電素子１１６Ａの表裏両面と内部には、一対の電極層１２０及び１２４が形成されている。表面及び内部の複数の電極層１２０は、スルーホール１２２により厚み方向に接続され、振動板１１２Ａ又は１１２Ｂのいずれか一方に接続される。表面及び内部の複数の電極層１２４は、スルーホール１２６により厚み方向に接続され、他方の振動板（１１２Ａ又は１１２Ｂ）に接続される。他の圧電素子１１６Ｂ〜１１６Ｎについても同様である。このように、本実施例５によれば、上述した実施例２の効果に加え、振動板１１２Ａ及び１１２Ｂ上に複数の圧電素子を設けても、配線の引き回しが不要になるという効果が得られる。また、複数種類の圧電素子の組み合わせが自由に行えるため、各種電子機器への応用が可能である。また、振動板の一方の主面に対して複数の圧電素子１１６Ａ〜１１６Ｎを取り付けて圧電振動板を駆動するので、圧電振動板を誤って落下させた際に、落下による衝撃は、振動板および複数の圧電素子に分散されるため、圧電素子への応力集中による破損等が防止され、圧電振動板の落下衝撃に対しての耐力が向上するという効果も得られる。
【実施例６】
【００３５】
次に、図１３を参照して、本発明の実施例６を説明する。前記実施例は、圧電素子中に積層形成された電極層をスルーホール接続したが、本実施例では、一方を端面ないし側面で接続する構成となっている。図１３(A)は主要断面を示し、図１３(B)は振動板の電極形状を示す平面図である。これらの図において、圧電振動板３００の絶縁性の振動板３０２の主面上には、第１及び第２の引き出し用電極となるように、周囲にリング状のプリント導体パターン３０４が形成されており、その内側にプリント導体パターン３０６が形成されている。内側のプリント導体パターン３０６の一部は、外側のプリント導体パターン３０４の開口部分から振動板３０２の縁に延長形成されている。
【００３６】
一方、圧電素子３１０は、圧電層３１２，３１４，３１６，３１８，３２０と、電極層３２２，３２４，３２６，３２８，３３０，３３２が図示のように積層された構成となっている。これらのうち、電極層３２４，３２８，３３２は、圧電素子３１０の略中央に設けられたビアホール３３４によって接続されている。また、電極層３２２，３２６，３３０は、圧電素子３１０の端面ないし側面に形成された端面電極３３２Ａに接続されている。端面電極３３２Ａは、圧電素子３１０の裏面側周囲に形成された接続用の電極３３２Ｂに接続している。
【００３７】
以上の圧電素子３１０の裏面側の電極３３２が振動板３０２のプリント導体パターン３０６に接続し、電極３３２Ｂがプリント導体パターン３０４に接続するように、導電性接着剤などを利用して振動板３０２上に接合される。プリント導体パターン３０４，３０６には、それぞれリード線３０４Ａ，３０６Ａが接続され、これらによって外部への引き出しが行われる。すなわち、これらを通じで圧電素子３１０に駆動電圧が印加される。なお、図１３の例は、振動板３０２の一方の面にのみ圧電素子３１０を設けたユニモルフタイプであるが、バイモルフタイプとすることを妨げるものではない。
【００３８】
更に、上述した実施例１〜５では、圧電素子の主面を複数に分割する直線に沿って左右対称の振動モードが得られ、主に角板状の発音体用の圧電振動板を構成する際に好適であるのに対して、本実施例６では、圧電素子の駆動時に、従来の圧電振動板による振動と同様に、同心円状の振動モードが得られ、円形の発音体用の圧電振動板を構成する際に好適である。
【実施例７】
【００３９】
次に、図１４を参照して、本発明の実施例７を説明する。本実施例は、圧電素子中の電極層を、いずれも端面ないし側面で接続する構成としたものである。図１４(A)は主要断面を示し、図１４(B)は振動板側の電極形状を示す。これらの図において、圧電振動板４００の振動板４０２の主面上には、円の一部を除いた形状の第１の引き出し用電極となるプリント導体パターン４０４が形成されており、主面上の他の部分に円の一部の形状の引き出し用電極となるプリント導体パターン４０６が形成されている。ちょうど、円を端で切断して、一方をプリント導体パターン４０４，他方をプリント導体パターン４０６とした形状となっている。
【００４０】
一方、圧電素子４１０は、圧電層４１２，４１４，４１６と、電極層４１８，４２０，４２２，４２４が図示のように積層された構成となっている。これらのうち、電極層４１８，４２２は、圧電素子４１０の端面ないし側面に形成された端面電極４１８Ａに接続されている。また、電極層４２０，４２４は、圧電素子４１０の端面ないし側面に形成された端面電極４２４Ａに接続されている。端面電極４１８Ａは、圧電素子４１０の裏面側周囲に形成された接続用の電極４１８Ｂに接続している。なお、端面電極４２４Ａは、圧電素子４１０の表面側周囲に形成された電極４２４Ｂに接続している。すなわち、圧電素子４１０の電極形状は表裏で点対称となっており、表裏いずれの面を振動板４０２に接合してもよい。
【００４１】
以上の圧電素子４１０の裏面側の電極４２４が振動板４０２のプリント導体パターン４０４に接続し、電極４１８Ｂが引き出し用電極４０６に接続するように、導電性接着剤などを利用して振動板４０２上に接合される。プリント導体パターン４０４，４０６には、それぞれリード線４０４Ａ，４０６Ａが接続され、これらによって外部への引き出しが行われる。すなわち、これらを通じで圧電素子４１０に駆動電圧が印加される。なお、図１４の例は、振動板４０２の一方の面にのみ圧電素子４１０を設けたユニモルフタイプであるが、バイモルフタイプとすることを妨げるものではない。
【００４２】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例に示した材料，形状，寸法は一例であり、同様の作用を奏するように適宜変更可能である。
(2)圧電層と電極層の積層数も任意であり、必要に応じて適宜増減してよい。
(3)前記実施例４では、振動板８２の表裏両面に複数の圧電素子９０，９１を設けたが、これも一例であり、圧電素子の数は必要に応じて適宜増減してよい。
(4)前記実施例では、圧電振動板の全体形状を略長方形ないし略円形としたが、同様の効果を奏するものであれば、形状は適宜変更可能である。
(5)上述した実施例では、圧電素子の主面を２分割した各々の領域に電極層を設けることとしたが、これも一例であり、同様の効果を奏するように適宜分割数を変更してよい。
(7)本発明の圧電振動板の好適な応用例としては、携帯電話，携帯情報端末（ＰＤＡ），ボイスレコーダ，ＰＣ（パソコン）などの各種電子機器のスピーカが挙げられるが、他の公知の各種の電子機器に適用することを妨げるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、圧電層と該圧電層を挟んで対向する複数の電極層とを備えた圧電素子を、振動板の少なくとも一方の面に貼り合わせ、前記振動板に第１及び第２の引き出し用電極を形成するとともに、前記電極層のうち、印加電圧の一方に対応するものを、前記第１の引き出し用電極に接続する第１の接続手段，前記電極層のうち、印加電圧の他方に対応するものを、前記第２の引き出し用電極に接続する第２の接続手段，を備えることとしたので、薄型化が要求される発音体用の圧電振動板及びそれを利用した電子機器の用途に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１の構造を示す分解斜視図である。
【図２】前記実施例１を示す図であり、(A)は外観を示す斜視図，(B)は平面図である。
【図３】前記実施例１を示す図であり、(A)は図２(A)を＃Ａ−＃Ａ線に沿って切断した断面図，(B)は図２(A)を＃Ｂ−＃Ｂ線に沿って切断した断面図である。
【図４】本発明の実施例２の構造を示す分解斜視図である。
【図５】前記実施例２の外観を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例３の構造を示す分解斜視図である。
【図７】前記実施例３の外観を示す斜視図である。
【図８】前記実施例３を示す図であり、(A)は図７を#Ｅ−＃Ｅ線に沿って切断した断面を分解して示す図、(B)〜(D)は絶縁板の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例４の構造の一部を示す分解斜視図である。
【図１０】前記実施例４を示す図であり、(A)は外観を示す斜視図，(B)は平面図である。
【図１１】前記実施例４を示す図であり、(A)は図１０(A)を＃Ｃ−＃Ｃ線に沿って切断した断面図，(B)は図１０(A)を＃Ｄ−＃Ｄ線に沿って切断した断面図である。
【図１２】本発明の実施例５を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施例６を示す図であり、(A)は分解断面図、(B)は振動板の平面図である。
【図１４】本発明の実施例７を示す図であり、(A)は分解断面図、(B)は振動板の平面図である。
【図１５】背景技術の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：圧電振動板
１２，１２Ａ，１２Ｂ：振動板（引き出し用電極）
１４：シール部材
１６，２８：圧電素子
１８Ａ〜１８Ｃ，１８Ｅ〜１８Ｇ：圧電層
２０Ａ〜２０Ｈ，２４Ａ〜２４Ｈ：電極層
２２Ａ，２２Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ：スルーホール
３０：電源
３２Ａ，３２Ｂ：リード線
３４Ａ，３４Ｂ：半田
４０：圧電振動板
４２，４４：圧電素子
５０：圧電振動板
５１：絶縁性樹脂層
５２：振動板
５２Ａ：突出部
５３：表面
５４：絶縁板
５６，５７，５８，５９：プリント導体パターン（引き出し用電極）
５６Ａ，５７Ａ，５８Ａ，５９Ａ：引き出し部
６０，７２：圧電素子
６２Ａ，６２Ｂ：圧電層
６４Ａ〜６４Ｄ，６６Ａ〜６６Ｄ：電極層
６８Ａ，６８Ｂ，７０Ａ，７０Ｂ：スルーホール
７４：振動板
７６：導電性薄板
７８：被覆
８０：圧電振動板
８２：振動板
８４，８６：プリント導体パターン（引き出し用電極）
８４Ａ，８６Ａ：引き出し部
８４Ｂ，８６Ｂ：スルーホール
９０，９１：圧電素子
９２：圧電層
９４Ａ〜９４Ｄ，９６Ａ〜９６Ｄ：電極層
９８Ａ，９８Ｂ，１００Ａ，１００Ｂ：スルーホール
１０２，１０４：リード線
１０６，１０８：半田
１１０：圧電振動板
１１２Ａ，１１２Ｂ：振動板（引き出し用電極）
１１４：シール部材
１１６Ａ〜１１６Ｎ：圧電素子
１２０，１２４：電極層
１２２，１２６：スルーホール
３００：圧電振動板
３０２：振動板
３０４，３０６：プリント導体パターン（引き出し用電極）
３０４Ａ，３０６Ａ：リード線
３１０：圧電素子
３１２，３１４，３１６，３１８，３２０：圧電層
３２２，３２４，３２６，３２８，３３０，３３２：電極層
３３２Ａ：端面電極
３３２Ｂ：電極
３３４：ビアホール
４００：圧電振動板
４０２：振動板
４０４，４０６：プリント導体パターン（引き出し用電極）
４０４Ａ，４０６Ａ：リード線
４１０：圧電素子
４１２，４１４，４１６：圧電層
４１８，４２０，４２２，４２４：電極層
４１８Ａ：端面電極
４１８Ｂ：電極
４２４Ａ：端面電極
４２４Ｂ：電極
【図１】
2006211414.tif 000003
【図２】
2006211414.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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