(57)【要約】      （修正有）【課題】クラックの発生率を低減できる圧電素子及び圧電振動モジュールを提供する。【解決手段】圧電振動モジュール１０は振動板１１と圧電素子１００を含み、圧電素子１００は複数の圧電層１１０が積層された圧電体と、圧電層１１０のそれぞれと交互に積層された内部電極１２０と、を含む。圧電層１１０のうちの一端に位置した圧電層１１０ａの印加電界の大きさが、他端に位置した圧電層１１０ｂの印加電界の大きさよりも小さい。振動板１１から遠く離れた圧電層１１０ａの印加電界の大きさが振動板１１に近い圧電層１１０ｂの印加電界の大きさよりも小さいので、圧電素子１００の伸縮の際に圧電素子１００に発生する応力を見ると、振動板１１から遠く離れた圧電層１１０ａに発生する応力は、振動板１１に近い圧電層１１０ｂに発生する応力よりも相対的に低減する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電層が積層された圧電体と、
前記圧電層のそれぞれと交互に積層された内部電極と、を含み、
前記圧電層のうちの一端に位置した圧電層の印加電界の大きさが、他端に位置した圧電層の印加電界の大きさよりも小さい圧電素子。
【請求項２】
前記一端に位置した圧電層の厚さが、前記他端に位置した圧電層の厚さよりも大きい請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記一端に位置した圧電層が、複数の前記圧電層のうちの最大の厚さを有する請求項２に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記他端に位置した圧電層が、複数の前記圧電層のうちの最小の厚さを有する請求項２または３に記載の圧電素子。
【請求項５】
前記圧電層のそれぞれの厚さが、前記一端から前記他端に行くほど小くなる請求項２に記載の圧電素子。
【請求項６】
前記一端に位置した圧電層に対する前記他端に位置した圧電層の厚さの比が、０．６以上０．８以下である請求項２に記載の圧電素子。
【請求項７】
前記圧電体が、複数のグループ層で構成され、
前記グループ層のそれぞれが、互いに同一の厚さを有する少なくとも２つ以上の連続積層された上記圧電層で構成され、
前記複数のグループ層のうちの前記一端に位置したグループ層の厚さが、前記他端に位置したグループ層の厚さよりも大きい請求項２に記載の圧電素子。
【請求項８】
前記圧電層が、ＰＮＮ−ＰＺＴ系セラミックを含む材料で形成される請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項９】
前記内部電極が互いに電気的に接続されるように、前記圧電層を貫通するビアをさらに含む請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項１０】
前記内部電極及び前記ビアに電気的に接続され、外部へ露出するように前記圧電体上に形成される端子をさらに含む請求項９に記載の圧電素子。
【請求項１１】
前記内部電極に電気的に接続されるように、前記圧電体の側面に形成される外部電極をさらに含む請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項１２】
前記一端に位置した圧電層または前記他端に位置した圧電層のうちの少なくとも１つの上に積層される非圧電層をさらに含む請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項１３】
振動板と、
前記振動板の一面に結合されて、電圧印加により伸縮して前記振動板を振動させる圧電素子と、を含み、
前記圧電素子は、
複数の圧電層が積層された圧電体と、
前記圧電層のそれぞれと交互に積層された内部電極と、を含み、
前記圧電層のうちの前記振動板から遠い一端に位置した圧電層の印加電界の大きさが、前記振動板に近い他端に位置した圧電層の印加電界の大きさよりも小さい圧電振動モジュール。
【請求項１４】
前記圧電素子において、
前記一端に位置した圧電層の厚さが、前記他端に位置した圧電層の厚さよりも大きい請求項１３に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１５】
前記圧電素子において、
前記一端に位置した圧電層が、前記複数の圧電層のうちの最大の厚さを有する請求項１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１６】
前記圧電素子において、
前記他端に位置した圧電層が、複数の前記圧電層のうちの最小の厚さを有する請求項１４または１５に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１７】
前記圧電素子において、
前記圧電層のそれぞれの厚さが、前記一端から前記他端に行くほど小くなる請求項１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１８】
前記圧電素子において、
前記一端に位置した圧電層に対する前記他端に位置した圧電層の厚さの比が、０．６以上０．８以下である請求項１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項１９】
前記圧電素子において、
前記圧電体が、複数のグループ層で構成され、
前記グループ層のそれぞれが、互いに同一の厚さを有する少なくとも２つ以上の連続積層された前記圧電層で形成され、
前記複数のグループ層のうちの前記一端に位置したグループ層の厚さが、前記他端に位置したグループ層の厚さよりも大きい請求項１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２０】
前記圧電素子において、
前記圧電層が、ＰＮＮ−ＰＺＴ系セラミックを含む材料で形成される請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２１】
前記圧電素子は、前記内部電極が互いに電気的に接続されるように、前記圧電層を貫通するビアをさらに含む請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２２】
前記圧電素子が、前記内部電極及び前記ビアに電気的に接続され、外部へ露出されるように前記圧電体上に形成される端子をさらに含む請求項２１に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２３】
前記圧電素子が、前記内部電極に電気的に接続されるように、前記圧電体の側面に形成される外部電極をさらに含む請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２４】
前記圧電素子が、前記一端に位置した圧電層または前記他端に位置した圧電層のうちの少なくとも１つの上に積層される非圧電層をさらに含む請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２５】
前記振動板の上部に配置される重量体をさらに含む請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２６】
前記振動板、前記圧電素子及び前記重量体をカバーするケースをさらに含む請求項２５に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２７】
前記圧電素子に電圧を印加するように、前記圧電素子に結合する基板をさらに含む請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。
【請求項２８】
振動板と圧電素子とを含んでおり、振動を発生させる圧電振動モジュールを含み、
前記圧電素子は、前記振動板に結合され、 電界が形成されると変形され、
前記圧電素子は、
第１圧電層と、
厚さが前記第１圧電層の厚さよりも小さく、前記第１圧電層よりも前記振動板に近く、前記第１圧電層と結合する第２圧電層と、
前記第１圧電層及び前記第２圧電層に電界を形成させる複数の電極と、を含む振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル、タッチキーボードなどは、電子機器に装着されており、文字や絵を入力する際にユーザの手先に振動を与えることができる。
【０００３】
この機能は、圧電アクチュエータ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｃｔｕａｔｏｒ）のような振動発生手段によりタッチパネルに振動感が印加され、ユーザに振動感が伝達されるようにする構造で実現することができる。
【０００４】
圧電アクチュエータとしては、セラミック圧電体を用いることができる。セラミック圧電体が圧電特性に応じて振動する場合、圧電体を構成する圧電層にクラックが発生するおそれがあるという問題点があった。クラックの発生率が高いと、圧電アクチュエータの信頼性が低下する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００２−２９９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、クラックの発生率を低減できる圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によれば、一端に位置した圧電層の印加電界の大きさが、他端に位置した圧電層の印加電界の大きさよりも小さいことを特徴とする圧電素子が提供される。圧電素子は、複数の圧電層が積層された圧電体と、圧電層と交互に積層された電極とを含むことができる。
【０００７】
一端に位置した圧電層の厚さは、他端に位置した圧電層の厚さより大きくてもよい。一端に位置した圧電層は、最大の厚さを有することができ、他端に位置した圧電層は、最小の厚さを有することができる。また、圧電層それぞれの厚さは、一端から他端に行くほど小くなってもよい。一端に位置した圧電層に対する他端に位置した圧電層の厚さの比は、０．６以上０．８以下であってもよい。
【０００８】
圧電体は、互いに同一の厚さを有する少なくとも２つ以上の連続積層されたグループ層で構成される、複数のグループ層で形成され、複数のグループ層のうちの一端に位置したグループ層の厚さは、他端に位置したグループ層の厚さより大きくてもよい。
【０００９】
圧電層は、ＰＮＮ−ＰＺＴ系セラミックを含む材料で形成することができる。圧電素子は、ビアと端子とをさらに含むことができる。また、圧電素子は、一端に位置した圧電層または他端に位置した圧電層のうちの少なくとも１つの上に積層される非圧電層をさらに含むことができる。
【００１０】
本発明の他の側面によれば、一端に位置した圧電層の印加電界の大きさが他端に位置した圧電層の印加電界の大きさよりも小さい圧電素子を含む圧電振動モジュールが提供される。
【００１１】
圧電振動モジュールは、圧電素子及び振動板を含むことができる。一端に位置した圧電層の厚さは、他端に位置した圧電層の厚さよりも大きくてもよい。一端に位置した圧電層は、最大の厚さを有することができ、他端に位置した圧電層は、最小の厚さを有することができる。また、圧電層それぞれの厚さは、一端から他端に行くほど小くなることができる。一端に位置した圧電層に対する他端に位置した圧電層の厚さの比は、０．６以上０．８以下であってもよい。
【００１２】
圧電振動モジュールは、重量体、ケース及び基板をさらに含むことができる。
【００１３】
本発明のまた他の側面によれば、振動板と圧電素子とを含んでおり、振動を発生させる圧電振動モジュールを含む振動装置が提供される。
【００１４】
振動装置において、圧電素子は、振動板に結合され、 電界が形成されると変形され、また圧電素子は、第１圧電層と、厚さが第１圧電層の厚さよりも小さく、第１圧電層よりも振動板に近く、第１圧電層と結合する第２圧電層と、第１圧電層及び第２圧電層に電界を形成させる複数の電極と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す分解図である。
【図３】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの一部を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの振動を示す図である。
【図５】本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの振動を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る圧電素子を示す図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る圧電素子を示す図である。
【図８】本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図である。
【図９】本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図である。
【図１０】本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、添付図面に基づいて説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面符号付し、これに対する重複説明は省略する。
【００１７】
また、以下で使用する「第１」、「第２」などのような用語は、同一または対応する構成要素を区別するための識別記号に過ぎず、同一または対応する構成要素が、第１、第２などの用語により限定されるものではない。
【００１８】
また、「結合」とは、各構成要素の間の関係において、各構成要素が物理的に直接接触して一体化される場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、該他の構成を介して構成要素が一体化されている場合まで包括する概念として使用する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す分解図であり、図３は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの一部を示す図であり、図４及び図５は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの振動を示す図であり、図６は、本発明の一実施例に係る圧電素子を示す図である。
【００２０】
図１ないし図５を参照すると、圧電振動モジュール１０は、振動板１１と圧電素子１００とを含むことができる。また、圧電素子１００は、複数の圧電層１１０が積層された圧電体と内部電極１２０とを含むことができる。
【００２１】
振動板１１は、圧電素子１００の動きにより上下に振動する板であって、タッチパネル、画像表示部、ＨＰＰなどに振動を伝達する機能を果たし、伝達された振動は、ヘプティック（ｈａｐｔｉｃ）技術として実現される。
【００２２】
振動板１１は、スチールまたはサス（Ｓｔｅｅｌ  Ｕｓｅ  Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ、ＳＵＳ）の材質からなることができる。また、振動板１１は、圧電素子１００の熱膨張係数に類似した材質であるインバー（ｉｎｖａｒ）からなることができる。
【００２３】
振動板１１がインバーからなると、特に、振動板１１と圧電素子１００とが接着部材１２により結合する場合、接着部材１２の硬化のために生じ得るベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）現状を防止することができる。
【００２４】
振動板１１は、下部プレートと上部プレートとを含むことができる。下部プレートは、圧電素子１００と結合する部分であり、上部プレートは、下部プレートの両側に結合され、後述する重量体１５０と結合する部分である。下部プレートと上部プレートとは、一体型の単一部品として形成されてもよく、これとは異なって、多様な接合方式により固定結合されてもよい。一方、図３ないし図５には、振動板１１における下部プレートのみが示されている。
【００２５】
圧電素子１００は、電圧の印加により伸縮する性質を有する素子である。圧電素子１００に電圧が印加されると、圧電層１１０内で２つの電極（＋、−）の間に電界が形成され、圧電層１１０の内部で発生する双極子（ｄｉｐｏｌｅ）により圧電層１１０の内部構造が変わり、圧電層１１０が伸縮することができる。
【００２６】
図３に示すように、圧電素子１００は、振動板１１の一面に結合され、振動板１１を振動させることができる。すなわち、圧電素子１００の圧電特性は、振動板（１１）の振動を誘導することができる。
【００２７】
図４及び図５に示すように、圧電素子１００は、電圧印加により左右へ伸縮することになり、これにより、圧電素子１００に結合した振動板１１が上下に振動することができる。
【００２８】
圧電素子１００は、接着部材１２により振動板１１に容易に付着することができる。また、接着部材１２は、圧電素子１００と振動板１１とを互いに絶縁させることができる。
【００２９】
圧電層１１０は、圧電特性が現れる層であって、ＰＮＮ−ＰＺＴ（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ）系セラミックを含む材料からなることができる。この場合、圧電層１１０の材料は、次の組成物を主成分にすることができる。
ｘ［Ｐｂ｛ＺｒｙＴｉ（１−ｙ）｝Ｏ３］−（１−ｘ）［Ｐｂ（ＮｉｚＮｂ（１−ｚ））Ｏ３］
【００３０】
式中、ｘ、ｙ、ｚは、定数であって、ｘが０．８、ｙが０．４４、そして、ｚが１／３であってもよい。
【００３１】
また、圧電層１１０の材料は、焼結助剤として用いられる副成分をさらに含むことができる。副成分は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化鉛（ＰｂＯ）のうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００３２】
圧電体は、複数の圧電層１１０で構成され、このような複数の圧電層１１０を有する圧電素子１００は、低い電圧でも圧電素子１００の駆動に必要な電界を確保することができる。すなわち、複数の圧電層１１０を有する圧電素子１００は、同一の電圧でより大きい圧電特性を実現することができるという利点がある。
【００３３】
圧電体の複数の圧電層１１０のうちの一端に位置した圧電層１１０ａの印加電界の大きさは、他端に位置した圧電層１１０ｂの印加電界の大きさよりも小さい。
【００３４】
ここで、「一端」とは、複数の圧電層１１０のうちの一方向の先端の層のことであり、「他端」とは、反対方向の先端の層のことである。また、圧電素子１００が振動板１１に結合する場合には、「一端」は、振動板１１から遠い層を指し、「他端」は、振動板１１に近い層を指す。
【００３５】
同一の厚さを有する複数の圧電層を含む圧電素子の場合、圧電素子と振動板とが振動する際に圧電素子に発生する応力（ｓｔｒｅｓｓ）の大きさを見ると、振動板から遠く離れた圧電層に発生する応力は、振動板に近い圧電層に発生する応力よりも大きい。これは、応力が０である箇所が圧電素子の中央よりも振動板の方へ位置するからである。
【００３６】
本実施例においては、振動板１１から遠く離れた圧電層１１０ａの印加電界の大きさが振動板１１に近い圧電層１１０ｂの印加電界の大きさよりも小さいので、圧電素子１００の伸縮の際に圧電素子１００に発生する応力を見ると、振動板１１から遠く離れた圧電層１１０ａに発生する応力は、振動板１１に近い圧電層１１０ｂに発生する応力よりも相対的に低減することになる。
【００３７】
したがって、このような圧電素子１００が振動板１１と結合して圧電素子１００と振動板１１とが振動する際に、振動板１１から遠く離れた圧電層１１０ａと振動板１１に近い圧電層１１０ｂのそれぞれに発生する応力がバランスをとることができる。すなわち、圧電素子１００と振動板１１とが振動する際に、応力が０である箇所が圧電素子１００の中央に近くなることができる。
【００３８】
圧電素子１００と振動板１１とが振動する際に応力が０となる箇所は、圧電素子１００の中央に位置することができ、この場合、一端に位置した圧電層１１０ａに発生する応力と他端に位置した圧電層１１０ｂに発生する応力は、同一であることができる。
【００３９】
圧電素子の応力が極めて大きく発生する箇所では、クラックが生じやすい。つまり、圧電素子の圧電層は、複数のグレーン（ｇｒａｉｎ）から構成でき、クラックは、複数のグレーンの境界に沿って生じることができる。この場合、圧電層の一部から生じたクラックが圧電素子の全体に拡散することができる。
【００４０】
本実施例によれば、圧電素子（１００）の圧電層１１０に発生する応力がバランスをとると、クラックの生じることを低減することができる。
【００４１】
複数の圧電層１１０における応力のバランスをとるために、複数の圧電層１１０のうちの一端に位置する圧電層１１０ａは、他端に位置する圧電層の厚さよりも大きくすることができる。
【００４２】
この場合、一端に位置する圧電層１１０ａは、複数の圧電層１１０のうちの最大の厚さを有することができる。
【００４３】
例えば、圧電層１１０が４層であり、圧電体の厚さが３２０μｍである場合、一端に位置する圧電層１１０ａは、１１０μｍの厚さを有し、その他の３つの層が、それぞれ７０μｍの厚さを有することができる。
【００４４】
この場合、各圧電層１１０に８０Ｖの電圧が印加されると、一端に位置した圧電層１１０ａの印加電界の大きさが、約０．７ｋＶ／ｍｍであり、その他の圧電層のそれぞれに作用する印加電界の大きさが、約１．１ｋＶ／ｍｍとなる。
【００４５】
また、他端に位置する圧電層１１０ｂは、複数の圧電層１１０のうちの最小の厚さを有することができる。
【００４６】
例えば、図６に示すように、圧電層１１０が４層であり、圧電体の厚さが３２０μｍである場合、一端に位置する圧電層１１０ａが１００μｍの厚さを有し、他端に位置する圧電層１１０ｂが６０μｍの厚さを有し、その間に位置する圧電層２つの層のそれぞれが８０μｍの厚さを有することができる。
【００４７】
この場合、上記の例と同じく電圧８０Ｖが印加されると、一端に位置した圧電層１１０ａの印加電界の大きさが、約０．８ｋＶ／ｍｍとなり、他端に位置した圧電層１１０ｂの印加電界の大きさが、約１．３ｋＶ／ｍｍ、その他の圧電層のそれぞれの電界の大きさは、１ｋＶ／ｍｍとなる。
【００４８】
一方、一端に位置した圧電層１１０ａに対する他端に位置した圧電層１１０ｂの厚さの比は、０．６以上０．８以下であることができる。
【００４９】
厚さの比が、０．８を超過すると、圧電素子におけるクラック発生の低減効果が微小であって製品の信頼性に問題となることがあり、厚さの比が０．６未満であると、振動力が弱い。
【００５０】
図７は、本発明の他の実施例に係る圧電素子を示す図であり、図８は、本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図である。
【００５１】
図７に示すように、複数の圧電層１１０のそれぞれの厚さは、一端から他端に行くほど小くなることができる。この場合、圧電素子１００の伸縮の際に、隣接する圧電層１１０の間の伸縮の偏差が小くなり、層間の応力の偏差を緩和することができる。
【００５２】
例えば、圧電層１１０が４つである場合、一端に位置する圧電層１１０ａが１００μｍ、他端に位置する圧電層１１０ｂが６０μｍの厚さを有し、その間に位置する圧電層がそれぞれ、９０μｍ、７０μｍの厚さを有するように配置することができる。
【００５３】
この場合、圧電層１１０の印加電界の大きさは、一端から他端に行くほど大きくなる。すなわち、一端から他端に行くほど印加電界の大きさ（ｋＶ／ｍｍ）は、０．８、８／９、１．１、１．３となる。
【００５４】
図８に示すように、圧電体は、複数のグループ層（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）で構成することができる。それぞれのグループ層は、互いに同一の厚さを有する少なくとも２つ以上の連続積層された圧電層で形成される。１つのグループ層に属する圧電層の数は、全体圧電層の数の２５％であってもよい。
【００５５】
この場合、複数の上記グループ層のうちの上記一端に位置したグループ層の厚さは、上記他端に位置したグループ層の厚さより大きい。すなわち、グループ層の厚さについては、グループ層を上述した圧電層に対応させることができる。
【００５６】
例えば、圧電層１１０が１２層で構成される場合、連続積層された３つの層が１つのグループ層を形成することができる。この場合、圧電体は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの総４つのグループ層を有することができる。一端に位置したグループ層Ａの厚さは１００μｍであって、他端に位置したグループ層Ｄの厚さ６０μｍより大きいことができる。
【００５７】
一端に位置したグループ層の厚さは、複数のグループ層のうちの最大であってもよく、他端に位置したグループ層の厚さは、複数のグループ層のうちの最小であってもよい。また、図８に示すように、複数のグループ層の厚さが、一端から他端に行くほど小さくなることができる。
【００５８】
内部電極１２０は、圧電層１１０に電界を形成させる導電体である。内部電極１２０は、圧電層１１０と交互に形成され、複数の圧電層１１０の間及び最端部の圧電層１１０の外側表面に形成できる。最端部の圧電層１１０の外側表面に形成された電極は、外部に露出することができる。
【００５９】
内部電極１２０は、圧電層１１０と並んで積層することができる。ここで、「並んで」とは、それぞれの内部電極１２０が圧電層１１０と平行であることを意味する。
【００６０】
内部電極１２０は、第１電極１２１と第２電極１２２とに分けることができる。第１電極１２１と第２電極１２２は、互いに異なる極を有することができ、例えば、第１電極１２１が（＋）極を有する場合は、第２電極１２２が（−）極を有することができる。
【００６１】
第１電極１２１と第２電極１２２は、交互に形成される。上述した例のように、圧電層１１０が４層である場合、第１電極１２１を２つ、第２電極１２２を３つで構成することができる。
【００６２】
内部電極１２０は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）のうちの少なくとも１つを含む電極ペースト（ｐａｓｔｅ）を印刷した後に焼成することで形成することができる。例えば、銀とパラジウムの混合物で構成された電極ペーストにおける銀／パラジウムの値は、７／３以上９．５／０．５以下であることができる。
【００６３】
電極ペーストは、それぞれの圧電層１１０の一面または両面に印刷することができ、電極ペーストの印刷の面積は、単一の圧電層１１０の一面の面積より小さくてもよい。
【００６４】
図７を参照すると、圧電素子１００は、ビア１２３と、端子１２４、１２５と、非圧電層１３０、１４０とをさらに含むことができる。
【００６５】
ビア１２３は、互いに並んで配列される内部電極１２０の間を電気的に接続することができる。ビア１２３は、複数の圧電層１１０を貫通して形成することができる。ビア１２３は、第１電極１２１を接続するビアと第２電極１２２を接続するビアとに分けることができる。
【００６６】
ビア１２３を用いると、互いに異なる層に形成される複数の第１電極１２１、第２電極１２２のそれぞれを容易に電気的に接続することができる。
【００６７】
端子１２４、１２５は、内部電極１２０が外部電源と電気的に接続されるようにし、外部に露出されるように圧電体の表面に形成することができる。一方、後述する非圧電層１３０、１４０が圧電体上に積層される場合、端子１２４、１２５は、非圧電層の表面に形成することができる。
【００６８】
端子１２４、１２５は、第１電極１２１に電気的に接続される第１端子１２４と、第２電極１２２に電気的に接続される第２端子１２５とを含むことができる。
【００６９】
図７に示されたように、端子１２４、１２５は、ビア１２３と直接接触するように形成されるか、内部電極１２０と直接接触するように形成されることができる。また、両端子１２４、１２５は、互いに隣接して配置されることができる。
【００７０】
図９は、本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図であり、図９に示すように、第１端子１２４と第２端子１２５の数は、それぞれ一対であることができる。すなわち、端子の総数は、４つであることができる。これにより、ビア１２３の数も４つであることができる。
【００７１】
この場合、一対の第１端子１２４は、圧電体上における両端部にそれぞれ位置し、一対の第２端子１２５も圧電体上における両端部にそれぞれ位置することができる。端子の数が４つである場合は、電源との接続方法が多様になることができる。
【００７２】
一方、図１０は、本発明のまた他の実施例に係る圧電素子を示す図である。図１０を参照すると、圧電素子１００は、ビア１２３及び端子１２４、１２５の代わりに外部電極１２６、１２７を含むことができる。
【００７３】
外部電極１２６、１２７は、内部電極１２０に電気的に接続されるように、圧電体の両側面に形成される。外部電極１２６、１２７は、第１電極に接続される外部電極１２６と、第２電極に接続される外部電極１２７とで２つに分けることができる。
【００７４】
圧電素子１００が外部電極１２６、１２７を含む場合には、図２に示されたものとは異なって、後述する基板１７０の位置が、外部電極１２６、１２７に接続するように変更されることができる。
【００７５】
非圧電層は、一端に位置した圧電層１１０ａまたは他端に位置した圧電層１１０ｂのうちの少なくとも１つの上に形成される層であって、圧電層１１０及び内部電極１２０を保護する層である。電界が形成されないため、圧電特性を有さない。
【００７６】
非圧電層は、第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０を含むことができる。
【００７７】
第１カバー層１３０は、一端に位置した圧電層１１０ａ上に積層され、外部へ露出した電極をカバーして保護する層である。すなわち、第１カバー層１３０は、内部電極１２０のうちの一端に位置する電極を保護する。第１カバー層１３０は、約３０μｍの厚さを有してもよい。
【００７８】
第１カバー層１３０は、圧電層１１０を構成する材料と同一であってもよい。すなわち、第１カバー層１３０は、圧電層１１０を構成するものと同一のＰＮＮ−ＰＺＴ系セラミックを含む材料で形成することができる。この場合、第１カバー層１３０は、次の組成物を主成分にして形成されることができる。
ｘ［Ｐｂ｛ＺｒｙＴｉ（１−ｙ）｝Ｏ３］−（１−ｘ）［Ｐｂ（ＮｉｚＮｂ（１−ｚ））Ｏ３］
【００７９】
式中、圧電層１１０と同じく、ｘが０．８、ｙが０．４４、そしてｚが１／３であることができる。
【００８０】
第２カバー層１４０は、他端に位置した圧電層１１０ｂの上に形成され、内部電極１２０のうちの他端に位置した電極を保護する層である。
【００８１】
圧電振動モジュール１０において、第２カバー層１４０は、他端に位置した圧電層１１０ｂと振動板１１との間に積層される。また、接着部材１２は、第２カバー層１４０と振動板１１との間に介在される。  第２カバー層１４０は、第１カバー層１３０と同一の材料、同一の厚さで形成することができる。
【００８２】
再び、図２を参照すると、圧電振動モジュール１０は、重量体１５０、第１ダンパ１５１、第２ダンパ１５２、ケース１６０及び基板１７０をさらに含むことができる。
【００８３】
重量体１５０は、振動力を最大に増加させる媒介物であって、振動板１１の上部に位置する。重量体を用いることによりヘプティック感を向上させることができる。
【００８４】
重量体１５０は、振動板１１の上部プレートに結合されることができ、下部プレートと直接的に接触されないように両端部から中心部に向けて傾くように形成することができる。重量体１５０は、金属材質で形成してもよく、同一体積では相対的に密度の高いタングステン（Ｗ）材質を用いて形成することができる。
【００８５】
ケース１６０は、振動板１１、圧電素子１００及び重量体１５０をすべてカバーするハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）であって、振動板１１、圧電素子１００及び重量体１５０を始めとした圧電振動モジュール１０の内部の部品をすべて保護する役割をする。
【００８６】
ケース１６０は、上部ケースと下部ケースとで分けることができる。下部ケースは、図１に示されたように、細くて長い扁平な形状に形成され、上部ケースの開放下部面を閉鎖できる大きさに形成される。上部ケースと下部ケースは、通常の技術者に既に広く知られているコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）、溶接またはボンディングなどの様々な方式により結合することができる。
【００８７】
下部ケースは、振動板１１の下部プレートと所定の間隔を置いて平行に配置され、下部プレートは、下部ケースの両端部に結合されて固定されることができる。
【００８８】
第１ダンパ１５１は、重量体１５０とケース１６０との間に介在され、重量体１５０がケース１６０にぶつかって破損することを防止することができる。第１ダンパ１５１は、重量体１５０の上部に結合することができ、弾性部材、例えば、ゴム材質を用いて形成することができる。
【００８９】
第２ダンパ１５２は、重量体１５０と振動板１１との間に介在され、重量体１５０と振動板１１との間の衝撃を緩和することができる。第２ダンパ１５２は、重量体１５０の下部に結合することができ、第１ダンパ１５１と同じく弾性部材、例えばゴム材質を用いて形成することができる。
【００９０】
基板１７０は、圧電素子１００の内部電極１２０に電源を印加するために、圧電素子１００に結合される回路基板である。基板１７０は、圧電素子１００の下部に結合可能であり、フレキシブルＰＣB（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ＰＣＢ、ＦＰＣＢ）であってもよい。
【００９１】
上述したように、本発明の一実施例に係る圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールによれば、圧電素子の一端の圧電層の印加電界の大きさを相対的に低減させることにより、圧電素子の一端の応力を低減させてクラックの発生を防止することができる。
【００９２】
以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求範囲に記載した本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加することにより本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲内に含まれるとものといえよう。
【符号の説明】
【００９３】
１０      圧電振動モジュール
１１      振動板
１２      接着部材
１００      圧電素子
１１０      圧電層
１２０      内部電極
１２１      第１電極
１２２      第２電極
１２３      ビア
１２４      第１端子
１２５      第２端子
１２６、１２７    外部電極
１３０      第１カバー層
１４０      第２カバー層
１５０      重量体
１５１      第１ダンパ
１５２      第２ダンパ
１６０      ケース
１７０      基板
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ      グループ層
【図１】
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【図２】
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【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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