[go: up one dir, main page]

KR101524103B1 - 압전 진동 장치 및 휴대단말 - Google Patents

압전 진동 장치 및 휴대단말 Download PDF

Info

Publication number
KR101524103B1
KR101524103B1 KR1020137010430A KR20137010430A KR101524103B1 KR 101524103 B1 KR101524103 B1 KR 101524103B1 KR 1020137010430 A KR1020137010430 A KR 1020137010430A KR 20137010430 A KR20137010430 A KR 20137010430A KR 101524103 B1 KR101524103 B1 KR 101524103B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezoelectric vibrating
vibrating element
diaphragm
piezoelectric
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020137010430A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130128386A (ko
Inventor
야스히토 후지이
사토루 이와사키
하루미 하야시
켄지 야마카와
Original Assignee
쿄세라 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 쿄세라 코포레이션 filed Critical 쿄세라 코포레이션
Publication of KR20130128386A publication Critical patent/KR20130128386A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101524103B1 publication Critical patent/KR101524103B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01—Manufacture or treatment
    • H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0603—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using a piezoelectric bender, e.g. bimorph
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/03—Constructional features of telephone transmitters or receivers, e.g. telephone hand-sets
    • H04M1/035—Improving the acoustic characteristics by means of constructional features of the housing, e.g. ribs, walls, resonating chambers or cavities

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Telephone Set Structure (AREA)

Abstract

(과제) 불필요한 진동의 발생을 저감 가능한 압전 진동 소자 및 그것을 사용한 압전 진동 장치 및 휴대단말을 제공한다.
(해결 수단) 제 1 방향을 따라 적층된 복수의 전극층 및 압전체층을 가짐과 아울러 제 1 방향으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면(14a, 14b)을 갖고 있고, 전기신호가 입력됨으로써 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 진폭이 변화되도록 제 1 방향으로 굴곡 진동하는 압전 진동 소자로서, 제 1 방향으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면 중 한쪽이 제 1 방향 및 제 2 방향에 수직인 제 3 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖는 압전 진동 소자, 그것을 사용한 압전 진동 장치 및 휴대단말로 한다. 불필요한 진동의 발생을 저감 가능한 압전 진동 소자, 그것을 사용한 압전 진동 장치 및 휴대단말을 얻을 수 있다.

Description

압전 진동 장치 및 휴대단말{PIEZOELECTRIC VIBRATION DEVICE AND PORTABLE TERMINAL}
본 발명은 압전 진동 소자 및 그것을 사용한 압전 진동 장치 및 휴대단말에 관한 것이다.
종래, 평판 형상의 압전 바이모르프 소자와 진동판을 간격을 두고 배치함과 아울러 압전 바이모르프 소자의 길이 방향에 있어서의 중앙부를 진동판에 고정한 압전 진동 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조.)
WO2005/004535
그러나, 상술한 종래의 압전 진동 장치에서 사용된 압전 진동 소자는 길이 방향으로 진폭이 변화되는 두께 방향의 진동을 이용하고 있었지만, 외형의 변형이나 전극의 위치 어긋남 등에 의해 질량 분포가 완전하게 대칭으로 되지 않는 것 등에 의해, 폭 방향으로 진폭이 변화되는 불필요한 진동이 발생해서 진동 특성이 악화되는 일이 있다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 기술에 있어서의 문제점을 감안하여 안출된 것이며, 그 목적은 불필요한 진동의 발생을 저감 가능한 압전 진동 소자, 그것을 사용한 압전 진동 장치 및 휴대단말을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 압전 진동 소자는 제 1 방향을 따라 적층된 복수의 전극층 및 압전체층을 적어도 갖고 있음과 아울러 상기 제 1 방향으로 간격을 두고 대향하는 2개의 표면을 갖고 있고, 전기신호가 입력됨으로써 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 진폭이 변화되도록 상기 제 1 방향으로 굴곡 진동하는 압전 진동 소자로서, 상기 2개의 표면 중 한쪽은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 압전 진동 장치는 상기 압전 진동 소자와, 상기 압전 진동 소자의 상기 2개의 표면 중 다른쪽에 부착된 진동판을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 휴대단말은 전자회로와, 디스플레이와, 상기 압전 진동 장치와, 하우징을 적어도 갖고 있고, 상기 진동판이 상기 디스플레이 또는 상기 디스플레이의 일부 또는 상기 디스플레이의 커버이며, 상기 진동판이 상기 하우징에 직접 또는 다른 것을 개재해서 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
(발명의 효과)
본 발명의 압전 진동 소자에 의하면, 불필요한 진동의 발생이 저감된 압전 진동 소자를 얻을 수 있다. 본 발명의 압전 진동 장치에 의하면, 불필요한 진동의 발생이 저감된 압전 진동 장치를 얻을 수 있다. 본 발명의 휴대단말에 의하면, 고품질의 소리정보를 전달 가능한 휴대단말을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자의 형상을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3(a)∼(d)은 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 형상을 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 제 2 예의 압전 진동 소자를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태의 제 3 예의 압전 진동 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태의 제 4 예의 휴대단말을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 있어서의 A-A'선 단면도이다.
도 11은 도 9에 있어서의 B-B'선 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자를 사용한 압전 진동 장치의 특성의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 압전 진동 소자, 압전 진동 장치 및 휴대단말을 첨부의 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
(실시형태의 제 1 예)
도 1은 본 발명의 실시형태의 제 1 예인 압전 진동 소자의 형상을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 3(a)∼(d)은 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 형상을 설명하기 위한 평면도이다. 도 6은 도 1에 나타내는 압전 진동 소자의 형상을 설명하기 위한 평면도이다. 또한, 도 1, 도 5 및 도 6에 있어서는, 도면작성을 용이하게 하기 위해서 압전 진동 소자(14)의 상세한 구조의 도시를 생략하고 있다. 또한, 도 2에 있어서는 도면작성을 용이하게 하기 위해서 압전 진동 소자(14)의 형상을 직육면체로 변형해서 도시하고 있다.
본 예의 압전 진동 소자(14)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 직육면체와 유사한 형상이고, 제 1 방향(도면의 z축 방향)을 따라 적층된 복수의 전극층 및 압전체층을 갖고 있다. 또한, 압전 진동 소자(14)는 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 간격을 두고 대향하는 2개의 표면[제 1 표면(14a) 및 제 2 표면(14b)]을 갖고 있다. 그리고, 압전 진동 소자(14)는 전기신호가 입력됨으로써 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 수직인 제 2 방향(도면의 x축 방향)을 따라 진폭이 변화되도록 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 굴곡 진동한다. 즉, 압전 진동 소자(14)는 전기신호가 입력되어서 제 1 표면(14a) 및 제 2 표면(14b)이 굴곡면이 되도록 굴곡 진동한다.
또한, 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면 중 한쪽[제 1 표면(14a)]은 제 1 방향(도면의 z축 방향) 및 제 2 방향(도면의 x축 방향)에 수직인 제 3 방향(도면의 y축 방향)에 있어서 중앙부가 양단부보다 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 돌출된 형상을 갖고 있다. 또한, 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부가 양단부보다 돌출되어 있는 상태가 반드시 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 전체에 걸쳐서 발생되어 있을 필요는 없다. 또한, 제 1 표면(14a)에 있어서 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부의 양단부에 대한 도면의 +z 방향으로의 돌출량은, 예를 들면 압전 진동 소자(14)의 두께[제 1 방향(도면의 z축 방향)의 치수]의 7%∼30% 정도로 설정된다.
또한, 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 간격을 두고 대향하는 2개의 표면 중 다른쪽[제 2 표면(14b)]은 제 1 표면(14a)보다 평탄하다. 또한, 제 2 표면(14b)은 최대한 평탄한 것이 바람직하고, 제 2 표면(14b)에 있어서 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부의 양단부에 대한 도면의 -z 방향으로의 돌출량은, 예를 들면 압전 진동 소자(14)의 두께[제 1 방향(도면의 z축 방향)의 치수]의 3% 이하로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 치수는 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 치수보다 크게 되어 있다. 또한, 제 2 표면(14b)이 제 1 표면(14a)보다 평탄하다고 하는 것은 제 2 표면(14b)의 평탄도의 값이 제 1 표면(14a)의 평탄도의 값보다 작다고 하는 것이다. 즉, 제 2 표면(14b)에 있어서의 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부의 양단부에 대한 돌출량이 제 1 표면(14a)의 표면에 있어서의 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부의 양단부에 대한 돌출량보다 작다고 하는 것이다. 또한, 제 1 표면(14a) 및 제 2 표면(14b)의 평탄도는 기지의 여러가지 평탄도 측정 장치를 이용하여 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 압전 진동 소자(14)는 적층체(20)와, 표면전극(31, 32, 33)과, 제 1 접속전극(41)과, 제 2 접속전극(42)과, 제 3 접속전극(도시 생략)을 갖고 있다. 또한, 도 2에 있어서는 도면작성을 용이하게 하기 위해서, 압전 진동 소자(14)의 형상을 직육면체로 변형해서 도시하고 있다.
적층체(20)는 도 3에 나타내는 바와 같이 분극된 복수층의 압전체층(24)과, 복수의 내부전극(21, 22, 23)이 압전 진동 소자(14)의 두께 방향인 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 적층되어서 구성되어 있다.
도 3의 (a)∼(d)는 압전 진동 소자(14)가 갖는 표면전극(31, 32, 33) 및 내부전극(21, 22, 23)을 모식적으로 나타내는 평면도이다. 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 적층체(20)의 양쪽 주면의 각각에는 표면전극(31, 32, 33)이 배치되어 있다. 또한, 적층체(20)의 내부에는 도 3(b)에 나타내는 내부전극(21)과, 도 3(c)에 나타내는 내부전극(22)과, 도 3(d)에 나타내는 내부전극(23)이 각각 복수 배치되어 있다.
내부전극(21)은 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 적층체(20)의 측면과 간격을 두고서 압전체층(24)의 대략 전면에 걸쳐서 형성된 직사각형상의 본체부(21a)의 길이 방향의 한쪽 끝에, 한쪽 끝이 적층체(20)의 측면으로 노출된 직사각형상의 인출부(21b)를 접속한 구조를 갖고 있다. 또한, 인출부(21b)의 한쪽 끝은 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝에 있어서 적층체(20)의 측면으로 노출되어 있다.
내부전극(22)은, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 적층체(20)의 측면과 간격을 두고서 압전체층(24)의 대략 전면에 걸쳐서 형성된 직사각형상의 본체부(22a)의 길이 방향의 한쪽 끝에, 한쪽 끝이 적층체(20)의 측면으로 노출된 직사각형상의 인출부(22b)를 접속한 구조를 갖고 있다. 또한, 인출부(22b)의 한쪽 끝은 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝에 있어서 적층체(20)의 측면으로 노출되어 있다.
내부전극(23)은, 도 3(d)에 나타내는 바와 같이 압전체층(24)의 대략 전면에 걸쳐서 형성된 직사각형상의 형상을 갖고 있다. 또한, 내부전극(23)은 길이 방향의 한쪽 끝만이 적층체(20)의 측면에 노출되어 있고, 그 이외에는 적층체(20)의 측면과 간격을 두고서 형성되어 있다. 또한, 내부전극(23)의 한쪽 끝은 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 다른쪽 끝에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출되어 있다. 또한, 인출부(21b)와 인출부(22b)는 적층체(20)의 두께 방향(적층 방향)에 있어서 겹치지 않도록 적층체(20)의 폭 방향으로 간격을 두고서 배치되어 있다.
표면전극(33)은 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 직사각형상의 형상을 갖고 있다. 또한, 표면전극(33)은 길이 방향의 한쪽 끝만이 적층체(20)의 측면에 노출되어 있고, 그 이외에는 적층체(20)의 측면과 간격을 두고서 형성되어 있다. 또한, 표면전극(33)은 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 80% 이상의 영역에 걸쳐서 형성되어 있다. 또한, 표면전극(33)의 한쪽 끝은 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 다른쪽 끝에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출되어 있다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 적층체(20)의 길이 방향에 있어서의 한쪽 끝과, 표면전극(33)의 길이 방향에 있어서의 다른쪽 끝 사이에는 적층체(20)의 폭 방향으로 간격을 두고 표면전극(31) 및 표면전극(32)이 배치되어 있다. 표면전극(31) 및 표면전극(32)은 직사각형상이며, 길이 방향의 한쪽 끝이 적층체(20)의 길이 방향의 한쪽 끝에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출되어 있다. 또한, 표면전극(31) 및 표면전극(32)은 길이 방향의 다른쪽 끝과 표면전극(33) 사이에 간격을 갖고 있음과 아울러 적층체(20)의 폭 방향에 있어서 적층체(20)의 측면과도 간격을 두고서 배치되어 있다.
또한, 적층체(20)는 적층 방향인 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서 내부전극(21, 22, 23)과 압전체층(24)이 교대로 배치되어 있다. 도 4는 적층체(20)의 적층 방향에 있어서의 표면전극(33) 및 내부전극(21, 22, 23)의 배치와, 표면전극(33) 및 내부전극(21, 22, 23) 사이에 배치된 압전체층(24)에 있어서의 분극 방향을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 내부전극(21) 또는 내부전극(22)과, 표면전극(33) 또는 내부전극(23)이 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서 교대로 배치되어 있다. 또한, 적층체(20)의 적층 방향에 있어서의 한쪽측(도면의 +z 방향측)에서는 내부전극(21)과, 내부전극(23) 또는 표면전극(33)이 교대로 배치되어 있고, 적층체(20)의 적층 방향에 있어서의 다른쪽측(도면의 -z 방향측)에서는 내부전극(22)과, 내부전극(23) 또는 표면전극(33)이 교대로 배치되어 있다. 즉, 압전 진동 소자(14)는 제 1 방향(도면의 z축 방향)을 따라 교대로 적층된 표면전극(33) 및 내부전극(21, 22, 23)으로 이루어지는 복수의 전극층(편평전극)과, 복수의 압전체층(24)을 갖고 있다.
복수의 내부전극(21)은 적층체(20)의 길이 방향인 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 한쪽 단부(+x 방향의 단부)에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출된 인출부(21b)의 단부끼리가 제 1 접속전극(41)에 의해 서로 접속되어 있다. 또한, 복수의 내부전극(21)은 제 1 접속전극(41)을 통해서 적층체(20)의 양쪽 주면에 각각 배치된 표면전극(31)에 접속되어 있다.
또한, 복수의 내부전극(22)은 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 한쪽 단부(+x 방향의 단부)에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출된 인출부(22b)의 단부끼리가 제 2 접속전극(42)에 의해 서로 접속되어 있다. 또한, 복수의 내부전극(22)은 제 2 접속전극(42)을 통해서 적층체(20)의 양쪽 주면에 각각 배치된 표면전극(32)에 접속되어 있다.
그리고, 복수의 내부전극(23)은 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 다른쪽 단부(도면의 -x 방향의 단부)에 있어서 적층체(20)의 측면에 노출된 단부끼리가 제 3 접속전극(도시 생략)에 의해 서로 접속되어 있다. 또한, 복수의 내부전극(23)은 제 3 접속전극(도시 생략)을 통해서 적층체(20)의 양쪽 주면에 각각 배치된 표면전극(33)에 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 표면전극(31, 32, 33)은 압전 진동 소자(14)에 있어서의 단자전극으로서 기능하고 있다. 표면전극(31, 32, 33)의 모두가 적층체(20)의 양쪽 주면에 각각 배치되어 있음으로써 압전체층(24)의 분극을 행할 때의 전압의 인가 및 압전 진동 소자(14)를 진동시킬 때의 전압의 인가를, 압전 진동 소자(14)[적층체(20)]의 어느 한쪽의 주면만으로 행할 수 있다.
또한, 내부전극(21, 22, 23)의 사이에 배치된 압전체층(24)은 도 4의 화살표로 나타내는 방향으로 분극되어 있다. 예를 들면, 표면전극(33)에 대하여 표면전극(31)의 전위가 높고, 표면전극(32)의 전위가 낮아지도록 표면전극(31, 32, 33)에 직류전압을 가함으로써 이와 같이 분극하는 것이 가능하다. 그리고, 압전 진동 소자(14)를 진동시킬 때에는 표면전극(31) 및 표면전극(32)이 동(同) 전위가 되고, 표면전극(33)과의 사이에 전위차가 생기도록 표면전극(31, 32, 33)에 교류전압을 가한다. 이것에 의해, 압전 진동 소자(14)는 어느 순간에 가해지는 전계의 방향에 대한 분극의 방향이 압전 진동 소자(14)의 두께 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 한쪽측 절반과 다른쪽측 절반으로 역전하도록 되어 있다.
즉, 예를 들면 전기신호가 가해져서 어느 순간에 압전 진동 소자(14)의 두께 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 한쪽측 절반이 압전 진동 소자(14)의 길이 방향(도면의 x축 방향)에 있어서 신장될 때에는, 압전 진동 소자(14)의 두께 방향에 있어서의 다른쪽측 절반이 압전 진동 소자(14)의 길이 방향에 있어서 수축되도록 되어 있다. 이것에 의해, 압전 진동 소자(14)는 전기신호가 가해짐으로써 단독으로 굴곡 진동한다. 즉, 압전 진동 소자(14)는 전기신호가 가해짐으로써 제 2 방향(도면의 x축 방향)으로 진폭이 변화되도록 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 굴곡 진동 한다. 이와 같이, 압전 진동 소자(14)는 바이모르프 구조를 갖는 압전체(압전 바이모르프 소자)로 구성되어 있다.
본 예의 압전 진동 소자(14)는 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 한쪽의 표면[제 1 표면(14a)]이 제 3 방향(도면의 y축 방향)에 있어서 중앙부가 양단부보다 제 1 방향(도의 +z 방향)으로 돌출된 형상을 갖고 있기 때문에 불필요한 진동의 발생을 저감할 수 있다.
즉, 직육면체의 평판 형상인 종래의 압전 진동 소자는 외형의 변형이나 전극의 위치 어긋남 등에 의해 질량 분포가 완전하게 대칭으로 되지 않는 것 등에 의해, 폭 방향으로 진폭이 변화되는 불필요한 진동이 약간 발생해서 진동 특성이 악화되는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다. 이에 대하여, 본 예의 압전 진동 소자(14)는 폭 방향으로 진폭이 변화되는 불필요한 진동의 발생을 저감할 수 있다. 이 효과가 얻어지는 메커니즘은 아직 해명되어 있지 않지만, 폭 방향의 중앙부에 질량이 집중되는 것이나, 폭 방향의 변형이 생기기 어려워지는 것이 관계되고 있는 것은 아닐까라고 생각된다.
또한, 본 예의 압전 진동 소자(14)는 제 1 방향(도면의 z축 방향)으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면 중 다른쪽[제 2 표면(14b)]이 제 1 표면(14a)보다 평탄하기 때문에 진동을 가하는 대상물에 제 2 표면(14b)을 강고하게 접합할 수 있다. 즉, 진동을 가하는 대상물(진동판 등)에 압전 진동 소자(14)를 접합할 경우, 진동을 가하는 대상물과 압전 진동 소자(14)의 접합면에 응력이 집중되기 때문에 진동을 가하는 대상물과 압전 진동 소자(14)를 강고하게 접합할 필요가 있다. 본 예의 압전 진동 소자(14)는 제 2 표면(14b)이 평탄하기 때문에 진동을 가하는 대상물에 제 2 표면(14b)의 전체를 용이하게 강고하게 접합할 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 소자(14)는 제 2 방향(도면의 x축 방향)의 치수가 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 치수보다 크게 되어 있기 때문에, 제 2 방향(도면의 x축 방향)으로 진폭이 변화되는 제 1 방향(도면의 z축 방향)의 진동을 강하게 발생시킴과 아울러 제 3 방향(도면의 y축 방향)으로 진폭이 변화되는 불필요 진동의 발생을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 1 표면(14a)은, 도 5에 나타내는 바와 같이 제 3 방향(도면의 y축 방향)이 있어서 표면전극(33) 및 내부전극(21, 22, 23)으로 이루어지는 전극층이 배치된 영역(37)[전기신호가 입력됨으로써 변형이 생기는 영역(37)]의 중앙부(37a)가 양단부(37b, 37c)보다 +z측으로 돌출되어 있다. 이에 따라 불필요한 진동의 발생을 저감하는 효과를 높일 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 1 표면(14a)은, 도 6에 나타내는 바와 같이 제 2 방향(도면의 x축 방향)에 있어서 중앙부가 양단부보다 +z측으로 돌출되어 있다. 이것에 의해, 제 2 표면(14b)에 진동판을 접합해서 진동 장치를 구성했을 때에 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 진동의 대칭성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 소자(14)에 있어서 제 1 표면(14a)은, 도 6에 나타내는 바와 같이 제 2 방향(도면의 x축 방향)에 있어서 표면전극(33) 및 내부전극(21, 22, 23)으로 이루어지는 전극층 및 압전체층(24)이 교대로 적층된 영역(38)[전기신호가 입력됨으로써 변형이 생기는 영역(38)]의 중앙부(38a)가 양단부(38b, 38c)보다 +z측으로 돌출되어 있다. 이것에 의해, 제 2 표면(14b)에 진동판을 접합해서 진동 장치를 구성했을 때에 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 진동의 대칭성을 향상시키는 효과를 높일 수 있다.
본 예의 압전 진동 소자(14)에 있어서 적층체(20)의 길이는, 예를 들면 18㎜∼28㎜ 정도가 바람직하고, 22㎜∼25㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 적층체(20)의 폭은 예를 들면 1㎜∼6㎜ 정도가 바람직하고, 3㎜∼4㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 적층체(20)의 두께는 예를 들면 0.2㎜∼1.0㎜ 정도가 바람직하고, 0.4㎜∼0.8㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 또한, 내부전극(21)의 본체부(21a) 및 내부전극(22)의 본체부(22a)의 길이는, 예를 들면 17㎜∼25㎜ 정도가 바람직하고, 21㎜∼24㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 내부전극(23)의 길이는 예를 들면 19㎜∼27㎜ 정도가 바람직하고, 22㎜∼24㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 표면전극(33)의 길이는 예를 들면 17㎜∼23㎜ 정도가 바람직하고, 19㎜∼21㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 내부전극(21)의 본체부(21a), 내부전극(22)의 본체부(22a), 내부전극(23) 및 표면전극(31)의 폭은, 예를 들면 1㎜∼5㎜ 정도가 바람직하고, 2㎜∼4㎜ 정도가 더욱 바람직하다. 표면전극(31) 및 표면전극(32)의 길이는 예를 들면 1㎜∼3㎜로 하는 것이 바람직하다. 표면전극(31) 및 표면전극(32)의 폭은, 예를 들면 0.5㎜∼1.5㎜로 하는 것이 바람직하다. 이러한 형상을 갖는 적층체(20)를 사용함으로써 강한 진동을 발생시키는 것이 가능한 소형의 압전 진동 소자(14)를 얻을 수 있다.
적층체(20)를 구성하는 압전체층(24)은, 예를 들면 지르콘산 납(PZ), 티탄산 지르콘산 납(PZT)、 Bi층상 화합물, 텅스텐 브론즈 구조 화합물 등의 비납계 압전체 재료 등을 적합하게 사용해서 형성할 수 있지만, 다른 압전 재료를 이용하여도 관계없다. 압전체층(24)의 1층의 두께는 저전압으로 구동시키기 위해서, 예를 들면 0.01∼0.1㎜ 정도로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 큰 굴곡 진동을 얻기 위해서 200pm/V 이상의 압전정수 d31을 갖는 것이 바람직하다. 압전 진동 소자(14)를 구성하는 내부전극(21, 22, 23)은, 예를 들면 은이나 은과 팔라듐의 합금 등의 금속성분에 추가해서, 세라믹 성분이나 유리 성분을 함유시킨 것을 적합하게 사용해서 형성할 수 있지만, 다른 기지의 금속 재료를 이용하여 형성해도 관계없다.
이러한 압전 진동 소자(14)는, 예를 들면 다음과 같은 방법에 의해 제작할 수 있다. 우선, 압전 재료의 분말에 바인더, 분산제, 가소제, 용제를 첨가해서 교반하여 슬러리를 제작하고, 얻어진 슬러리를 시트 형상으로 성형하여 그린 시트를 제작한다. 이어서, 그린 시트에 도체 페이스트를 인쇄해서 내부전극(21, 22, 23)이 되는 전극 패턴을 형성하고, 이 전극 패턴이 형성된 그린 시트를 적층하고, 적어도 적층 방향으로 압력이 가해지도록 프레스 장치를 이용하여 프레스하여 적층 성형체를 제작한다. 그 후에 탈지 및 소성하고, 소정 치수로 커팅함으로써 적층체를 얻는다. 이어서, 표면전극(31, 32, 33) 및 제 1 접속전극(41), 제 2 접속전극(42) 및 제 3 접속전극(도시 생략)을 형성하기 위한 도체 페이스트를 인쇄하고, 소정의 온도로 베이킹한 후에 표면전극(31, 32, 33)을 통해서 직류전압을 인가해서 압전체층(24)의 분극을 행한다. 이와 같이 하여 압전 진동 소자(14)를 얻을 수 있다. 또한, 이러한 제조공정에 있어서, 예를 들면 프레스 장치의 상측[제 1 표면(14a)과 접촉하는 측]의 금형으로서 복수의 오목부를 갖는 것을 사용하고, 프레스 장치의 하측[제 2 표면(14b)과 접촉하는 측]의 금형으로서 평탄한 것을 사용함으로써 상술한 바와 같은 형상의 압전 진동 소자(14)를 제작할 수 있다.
(실시형태의 제 2 예)
도 7은 본 발명의 실시형태의 제 2 예의 압전 진동 소자를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 7에 있어서는 도면작성을 용이하게 하기 위해서, 압전 진동 소자(14)의 상세한 구조의 도시를 생략하고 있다. 또한, 본 예의 압전 진동 소자에 있어서는 상술한 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자와 다른 점에 대하여 설명한다.
본 예의 압전 진동 소자는 상술한 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자(14)와, 접속용 배선(51)을 갖고 있다. 접속용 배선(51)은 필름 중에 2개의 도전 선로(도시 생략)가 매설된 플렉시블 프린트 배선기판이며, 한쪽 끝에는 외부회로와 접속하기 위한 커넥터(도시 생략)가 접속되어 있다. 접속용 배선(51)의 다른쪽 끝은 압전 진동 소자(14)의 제 1 표면(14a)에 있어서 표면전극(31), 표면전극(32) 및 표면전극(33)에 접속되어 있다. 상세하게는, 2개의 도전로 중 한쪽이 표면전극(31)에 접속되어 있고, 2개의 도전로 중 다른쪽이 표면전극(32) 및 표면전극(33)의 양쪽에 접속되어 있다.
이러한 구성을 구비하는 본 예의 압전 진동 소자에 의하면, 제 3 방향(도면의 y축 방향)에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖고 있는 제 1 표면(14a)에 접속용 배선(51)이 부착되어 있기 때문에 평탄한 제 2 표면(14b)의 전면을 진동을 가하는 대상물에 접합할 수 있다. 따라서, 진동을 가하는 대상물에 강고하게 접합할 수 있는 압전 진동 소자를 얻을 수 있다.
(실시형태의 제 3 예)
도 8은 본 발명의 실시형태의 제 3 예의 압전 진동 장치를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 또한, 도 8에 있어서는 도면작성을 용이하게 하기 위해서 압전 진동 소자(14)의 상세한 구조의 도시를 생략하고 있다. 또한, 본 예의 압전 진동 장치에 있어서는 상술한 실시형태의 제 1 예와 다른 점에 대하여 설명하고, 동일의 구성요소에는 동일의 참조부호를 부여해서 중복되는 설명을 생략한다. 본 예의 압전 진동 장치는 도 8에 나타내는 바와 같이 상술한 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자(14)와, 진동판(12)과, 제 1 접합 부재(13)를 갖고 있다.
진동판(12)은 직사각형의 박판상의 형상을 갖고 있다. 진동판(12)은 아크릴 수지나 유리 등의 강성 및 탄성이 큰 재료를 적합하게 사용해서 형성할 수 있다. 또한, 진동판(12)의 두께는, 예를 들면 0.4㎜∼1.5㎜ 정도로 설정된다.
진동판(12)은 압전 진동 소자(14)의 제 2 표면(14b)에 제 1 접합 부재(13) 를 통해서 부착되어 있다. 상세하게는, 압전 진동 소자(14)는 진동판(12)의 길이 방향의 한쪽 단부(도면의 +y 방향 단부)에 있어서의 폭 방향(도면의 x축 방향)의 중앙부에 있어서, 압전 진동 소자(14)의 제 3 방향(도면의 y축 방향)과 진동판(12)의 길이 방향이 일치하도록 진동판(12)의 표면에 고정되어 있다. 또한, 제 1 접합 부재(13)를 통해서 진동판(12)에 제 2 표면(14b)이 전체적으로 접합되어 있다. 또한, 전체적으로 접합된 상태라는 것은, 제 2 표면(14b)의 전면이 접합된 상태와 제 2 표면(14b)의 대략 전면이 접합된 상태를 포함하는 것이다.
제 1 접합 부재(13)는 필름상의 형상을 갖고 있다. 또한, 제 1 접합 부재(13)는 진동판(12)보다 부드러워 변형되기 쉬운 것으로 형성되어 있고, 진동판(12)보다 영률, 강성률, 체적 탄성률 등의 탄성률이나 강성이 작다. 즉, 제 1 접합 부재(13)는 변형 가능하며, 같은 힘이 가해졌을 때에 진동판(12)보다 크게 변형된다. 또한, 제 1 접합 부재(13)는 진동판(12)의 한쪽 주면(도면의 +z 방향측의 주면)의 일부에 한쪽 주면(도면의 -z 방향측의 주면)이 전체적으로 고정되어 있음과 아울러, 다른쪽 주면(도면의 +z 방향측의 주면)에 압전 진동 소자(14)의 한쪽 주면(도면의 -z 방향측의 주면)이 전체적으로 고정되어 있다.
제 1 접합 부재(13)는 단일의 것이라도 좋고, 몇개의 부재로 이루어지는 복합체라도 관계없다. 이러한 제 1 접합 부재(13)로서는, 예를 들면 부직포 등으로 이루어지는 기재의 양면에 점착제가 부착된 양면 테이프나, 탄성을 갖는 접착제인 각종 탄성 접착제 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 접합 부재의 두께는 압전 진동 소자(14)의 굴곡 진동의 진폭보다 큰 것이 바람직하지만, 지나치게 두꺼우면 진동이 감쇠되므로, 예를 들면 O.1㎜∼O.6㎜ 정도로 설정된다.
이러한 구성을 구비하는 본 예의 압전 진동 장치는, 전기신호를 가함으로써 압전 진동 소자(14)를 굴곡 진동시키고, 그것에 의하여 진동판(12)을 진동시키는 압전 진동 장치로서 기능한다. 또한, 예를 들면 진동판(12)의 길이 방향에 있어서의 다른쪽 단부(도면의 -y 방향 단부)나, 진동판(12)의 둘레가장자리부 등을 도시하지 않는 지지 부재에 의해 지지해도 관계없다.
본 예의 압전 진동 장치는 불필요한 진동의 발생이 저감된 압전 진동 소자(14)를 이용하여 구성되어 있기 때문에 불필요한 진동의 발생이 저감된 압전 진동 장치를 얻을 수 있다.
본 예의 압전 진동 장치는 압전 진동 소자(14)의 평탄한 제 2 표면(14b)에 진동판(12)이 접합되어 있다. 이것에 의해, 압전 진동 소자(14)와 진동판(12)이 강고하게 접합된 압전 진동 장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 장치에 있어서 압전 진동 소자(14)의 진동판(12)에 부착된 측의 표면인 제 2 표면(14b)에 적어도 2개의 전극[표면전극(31, 32, 33)]이 배치되어 있다. 이것에 의해, 압전 진동 소자(14)와 진동판(12)의 접합 강도를 높일 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 장치에 있어서 진동판(12)에 부착된 측의 반대측의 표면인 제 1 표면(14a)이 제 3 방향(도면의 y축 방향)에 있어서 중앙부가 양단부보다 제 1 방향(도면의 +z 방향)으로 돌출된 형상을 갖고 있기 때문에, 제 1 방향(도면의 z축 방향)에 있어서의 진동의 대칭성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 예의 압전 진동 장치는 압전 진동 소자(14)의 제 2 표면(14b)이 진동판(12)에 접합되어 있지만, 경우에 따라서는 압전 진동 소자(14)의 제 1 표면(14a)이 진동판(12)에 접합되도록 해도 관계없다.
또한, 본 예의 압전 진동 장치는 압전 진동 소자(14)의 제 3 방향(도면의 y축 방향)과 진동판(12)의 길이 방향(도면의 y축 방향)이 일치하도록 압전 진동 소자(14)와 진동판(12)이 접합되어 있다. 이것에 의해, 제 3 방향(도면의 y축 방향)으로 진폭이 변화되는 압전 진동 소자(14)의 불필요 진동에 기인하는 진동판(12)의 불필요 진동의 발생을 조금이나마 저감할 수 있다. 이 효과가 얻어지는 메커니즘은 해명되어 있지 않지만, 진동판(12)의 단부에 도달하는 파의 감쇠의 크기가 관계되는 것은 아닐까라고 생각된다.
(실시형태의 제 4 예)
도 9는 본 발명의 실시형태의 제 4 예인 휴대단말을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 10은 도 9에 있어서의 A-A'선 단면도이다. 도 11은 도 9에 있어서의 B-B'선 단면도이다. 또한, 본 예에 있어서는 상술한 실시형태의 제 3 예와 다른 점 에 대하여 설명하고, 동일의 구성요소에는 동일의 참조부호를 부여해서 중복되는 설명을 생략한다.
본 예의 휴대단말은 도 9∼11에 나타내는 바와 같이 압전 진동 소자(14)와, 진동판(12)과, 제 1 접합 부재(13)와, 제 2 접합 부재(16)와, 하우징(19)과, 디스플레이(18)와, 전자회로(도시 생략)를 구비하고 있고, 진동판(12)이 디스플레이(18)의 커버로서 기능하고 있다.
하우징(19)은 하나의 면이 개구된 상자상의 형상을 갖고 있다. 하우징(19)은 강성 및 탄성이 큰 합성수지 등의 재료를 적합하게 사용해서 형성할 수 있다. 그리고, 하우징(19)은 진동판(12)을 진동 가능하게 지지하는 지지체로서 기능함과 아울러 휴대단말의 하우징으로서 기능하고 있다. 진동판(12)은 한쪽 주면(도면의 +z 방향의 주면)의 주위만이 제 2 접합 부재(16)를 통해서 하우징(19)에 고정되어 있고, 하우징(19)에 진동 가능하게 부착되어 있다.
제 2 접합 부재(16)는 필름상의 형상을 갖고 있다. 또한, 제 2 접합 부재(16)는 진동판(12)보다 부드러워 변형되기 쉬운 것으로 형성되어 있고, 진동판(12)보다 영률, 강성률, 체적 탄성률 등의 탄성률이나 강성이 작다. 즉, 제 2 접합 부재(16)는 변형 가능하고, 같은 힘이 가해졌을 때에 진동판(12)보다 크게 변형된다. 또한, 제 2 접합 부재(16)는 한쪽 주면이 전체적으로 진동판(12)의 한쪽 주면의 둘레가장자리부에 고정되어 있음과 아울러 다른쪽 주면이 전체적으로 하우징(19)에 고정되어 있다.
또한, 제 2 접합 부재(16)는 단일의 것이어도 좋고, 몇개의 부재로 이루어지는 복합체이어도 관계없다. 이러한 제 2 접합 부재(16)로서는, 예를 들면 부직포 등으로 이루어지는 기재의 양면에 점착제가 부착된 양면 테이프 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 제 2 접합 부재(16)의 두께는 지나치게 두꺼워져서 진동이 감쇠되지 않도록 설정되어 있고, 예를 들면 O.1㎜∼0.6㎜ 정도로 설정된다. 즉, 제 2 접합 부재(16)는 하우징(19)에 진동판(12)의 진동을 전달 가능하게 형성되어 있다.
전자회로(도시 생략)로서는, 예를 들면 디스플레이(18)에 표시시키는 화상정보나 휴대단말에 의해 전달하는 음성정보를 처리하는 회로나, 통신회로 등을 예시할 수 있다. 이들 회로의 적어도 하나여도 좋고, 모든 회로가 포함되어 있어도 관계없다. 또한, 다른 기능을 갖는 회로라도 좋다. 또한, 복수의 전자회로를 갖고 있어도 관계없다. 또한, 전자회로(17)와 압전 진동 소자(14)는 도시하지 않는 접속용 배선으로 접속되어 있다.
디스플레이(18)는 화상정보를 표시하는 기능을 갖는 표시장치이며, 예를 들면 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 및 유기 EL 디스플레이 등의 기지의 디스플레이를 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 디스플레이(18)는 터치패널과 같은 입력장치를 갖는 것이라도 좋다. 또한, 디스플레이(18)의 커버가 터치패널과 같은 입력장치를 갖는 것이여도 관계없다.
본 예의 휴대단말은 진동판(12) 또는 하우징(19)을 직접 또는 다른 것을 개재하여 귀에 접촉시켜서 귀의 연골에 진동을 전함으로써 음성정보를 전달할 수 있다. 즉, 진동판(12) 또는 하우징(19)을 직접 또는 간접적으로 귀에 접촉시켜서 귀의 연골에 진동을 전함으로써 음성정보를 전달할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 주위가 소란스러울 때에 있어서도 음성정보를 전달하는 것이 가능한 휴대단말을 얻을 수 있다. 또한, 진동판(12) 또는 하우징(19)과 귀 사이에 개재하는 것은, 예를 들면 휴대단말의 커버이어도 좋고, 헤드폰이나 이어폰이어도 좋다. 진동을 전달 가능한 것이면 어떤 것이라도 관계없다.
또한, 본 예의 휴대단말은 불필요한 진동의 발생이 저감된 압전 진동 소자(14)를 이용하여 소리정보를 전달하기 때문에 고품질의 소리정보를 전달할 수 있다.
(변형예)
본 발명은 상술한 실시형태의 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지 변경, 개량이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태의 제 2 예에 있어서는 접속용 배선(51)으로서 플렉시블 프린트 배선기판을 사용한 예를 나타내었지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 접속용 배선(51)은 압전 진동 소자(14)와 외부회로를 전기적으로 접속할 수 있는 것이면 좋고, 기지의 여러가지 배선을 사용할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태의 예에 있어서는 제 1 접합 부재(13) 및 제 2 접합 부재(16)가 진동판(12)보다 부드러워 변형되기 쉬운 것으로 형성되어 있을 경우를 나타냈지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1 접합 부재(13) 및 제 2 접합 부재(16)가 진동판(12)보다 단단하여 변형되기 어려운 것으로 형성되어 있어도 관계없다. 또한, 경우에 따라서는 제 1 접합 부재(13) 및 제 2 접합 부재(16)를 갖지 않는 구성이여도 관계없다.
또한, 상술한 실시형태의 제 4 예에 있어서는 디스플레이(18)의 커버가 진동판(12)인 예를 나타내었지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 디스플레이(18) 전체나, 디스플레이(18)의 일부를 진동판(12)으로서 기능하도록 해도 관계없다.
또한, 상술한 실시형태의 제 4 예에 있어서는 휴대단말의 하우징(19) 그 자체가 진동판(12)을 지지하는 지지체로서 기능하고 있는 예를 나타냈지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 하우징(19)의 일부가 지지체로서 기능하도록 해도 좋고, 또한 진동판(12)을 지지하는 지지체가 하우징(19)에 부착되어 있는 구성이어도 관계없다.
또한, 상술한 실시형태의 제 4 예에 있어서는 진동판(12) 또는 하우징(19)을 직접 또는 다른 것을 개재해서 귀에 접촉시켜서 귀의 연골에 진동을 전하는 것에 의해 음성정보를 전달하는 예를 나타냈지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 진동판(12) 또는 하우징(19)으로부터 발생되는 소리를 공기 중에 전파시킴으로써 소리정보를 전달하는 휴대단말이어도 관계없다. 또한, 복수의 루트를 통해서 소리정보를 전달하는 휴대단말이어도 관계없다.
실시예
이어서, 본 발명의 압전 진동 소자의 구체예에 대하여 설명한다. 도 1∼4에 나타낸 본 발명의 실시형태의 제 1 예의 압전 진동 소자(14)를 사용한 압전 진동 장치를 제작하고, 그 특성을 측정했다.
압전 진동 소자(14)는 길이가 23.5㎜이고, 폭이 3.3㎜이며, 두께가 0.5㎜인 직육면체 형상으로 했다. 또한, 압전 진동 소자(14)는 두께가 30㎛ 정도의 압전체층(24)과 내부전극(21, 22, 23)이 교대로 적층된 구조로 하고, 압전체층(24)의 총수는 16층으로 했다. 압전체층(24)은 Zr의 일부를 Sb로 치환한 티탄산 지르콘산 납(PZT)으로 형성했다. 압전 진동 소자(14)의 제 1 표면(14a)에 있어서 제 3 방향(도면의 y축 방향)의 중앙부의 양단부에 대한 도면의 +z 방향으로의 돌출량은, 압전 진동 소자(14)의 두께의 10%(0.05㎜)이었다. 압전 진동 소자(14)의 제 2 표면(14b)은 거의 평탄했다.
또한, 금속제의 프레임에 유리판을 양면 테이프로 붙임과 아울러 유리판의 한쪽 표면의 중앙에 압전 진동 소자(14)의 제 2 표면(14b)을 양면 테이프로 붙이고, 유리판의 다른쪽의 표면으로부터 1㎜ 떨어진 위치에 마이크를 설치했다. 그리고, 주파수를 O.3∼3.4kHz의 범위에서 변화시킨 실효값 3.0V의 정현파 신호를 압전 진동 소자(14)에 입력하고, 마이크에 의해 검출되는 음압을 측정했다. 그 결과를 도 12에 나타낸다. 또한, 도 12의 그래프에 있어서 가로축은 주파수를 나타내고, 세로축은 음압을 나타낸다. 도 12에 나타내는 그래프에 의하면, 불필요 진동에 기인하는 피크나 딥이 적은, 플랫하고 뛰어난 특성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 이것에 의해 본 발명의 유효성을 확인할 수 있었다.
12 : 진동판 14 : 압전 진동 소자
14a : 제 1 표면 14b : 제 2 표면
17 : 전자회로 18 : 디스플레이
19 : 하우징 51 : 접속용 배선

Claims (20)

  1. 제 1 방향을 따라 적층된 복수의 전극층 및 압전체층을 적어도 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 방향으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면을 갖고 있고, 전기신호가 입력됨으로써 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 진폭이 변화되도록 상기 제 1 방향으로 굴곡 진동하는 압전 진동 소자로서, 상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖는 압전 진동 소자와,
    상기 압전 진동 소자의 상기 2개의 표면의 어느 한쪽에 부착된 진동판을 적어도 갖는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 3 방향에 있어서 상기 복수의 전극층이 존재하는 영역의 중앙부가 양단부보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 다른쪽은 상기 2개의 표면의 한쪽보다 평탄한 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽에 접속용 배선이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 방향의 길이가 상기 제 3 방향의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 2 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 진동판에 상기 압전 진동 소자의 상기 2개의 표면의 다른쪽이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 방향과 상기 진동판의 길이 방향이 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 압전 진동 소자의 상기 진동판에 부착된 측의 표면에 적어도 2개의 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 압전 진동 장치.
  11. 제 1 방향을 따라 적층된 복수의 전극층 및 압전체층을 적어도 갖고 있음과 아울러, 상기 제 1 방향으로 간격을 두고서 대향하는 2개의 표면을 갖고 있고, 전기신호가 입력됨으로써 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향을 따라 진폭이 변화되도록 상기 제 1 방향으로 굴곡 진동하는 압전 진동 소자로서, 상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 수직인 제 3 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖는 압전 진동 소자와,
    상기 압전 진동 소자의 상기 2개의 표면의 어느 한쪽에 부착된 진동판과,
    전자회로와, 디스플레이와, 하우징을 적어도 갖고 있고,
    상기 진동판은 상기 디스플레이 또는 상기 디스플레이의 일부 또는 상기 디스플레이의 커버이며, 상기 진동판은 상기하우징에 직접 또는 다른 것을 개재해서 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 진동판 또는 상기 하우징을 직접 귀에 접촉시키거나, 또는 다른 것을 개재해서 귀에 접속시켜서 음성정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 3 방향에 있어서 상기 복수의 전극층이 존재하는 영역의 중앙부가 양단부보다 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 다른쪽은 상기 2개의 표면의 한쪽보다 평탄한 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽에 접속용 배선이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 방향의 길이가 상기 제 3 방향의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  17. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 2개의 표면의 한쪽은 상기 제 2 방향에 있어서 중앙부가 양단부보다 돌출된 형상을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  18. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 진동판에 상기 압전 진동 소자의 상기 2개의 표면의 다른쪽이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  19. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 방향과 상기 진동판의 길이 방향이 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
  20. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 압전 진동 소자의 상기 진동판에 부착된 측의 표면에 적어도 2개의 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 휴대단말.
KR1020137010430A 2012-02-28 2012-07-26 압전 진동 장치 및 휴대단말 Active KR101524103B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012041730 2012-02-28
JPJP-P-2012-041730 2012-02-28
PCT/JP2012/068968 WO2013128670A1 (ja) 2012-02-28 2012-07-26 圧電振動素子，圧電振動装置および携帯端末

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147014376A Division KR101524579B1 (ko) 2012-02-28 2012-07-26 압전 진동 소자, 압전 진동 장치 및 휴대단말

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130128386A KR20130128386A (ko) 2013-11-26
KR101524103B1 true KR101524103B1 (ko) 2015-05-29

Family

ID=49041945

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147014376A Active KR101524579B1 (ko) 2012-02-28 2012-07-26 압전 진동 소자, 압전 진동 장치 및 휴대단말
KR1020137010430A Active KR101524103B1 (ko) 2012-02-28 2012-07-26 압전 진동 장치 및 휴대단말

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147014376A Active KR101524579B1 (ko) 2012-02-28 2012-07-26 압전 진동 소자, 압전 진동 장치 및 휴대단말

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9318688B2 (ko)
EP (1) EP2822297B1 (ko)
JP (6) JP5511930B2 (ko)
KR (2) KR101524579B1 (ko)
CN (1) CN103947225B (ko)
WO (1) WO2013128670A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9318688B2 (en) * 2012-02-28 2016-04-19 Kyocera Corporation Piezoelectric vibration element, piezoelectric vibration device, and portable terminal
US9219222B2 (en) * 2012-03-30 2015-12-22 Kyocera Corporation Vibration device and portable terminal employing the same
JP6001508B2 (ja) * 2013-06-26 2016-10-05 京セラ株式会社 電子機器
CN103533491A (zh) * 2013-10-12 2014-01-22 深圳市中兴移动通信有限公司 移动终端
JP6363352B2 (ja) * 2014-01-30 2018-07-25 京セラ株式会社 電子機器
US9949036B2 (en) 2013-12-26 2018-04-17 Kyocera Corporation Electronic device
JP6272022B2 (ja) * 2013-12-26 2018-01-31 京セラ株式会社 電子機器
CN105900454B (zh) 2014-02-24 2019-04-26 京瓷株式会社 音响产生器、音响产生装置、便携式终端以及电子设备
JP6193783B2 (ja) * 2014-02-26 2017-09-06 京セラ株式会社 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、電子機器
WO2016017475A1 (ja) * 2014-07-30 2016-02-04 京セラ株式会社 圧電素子、音響発生器、音響発生装置、電子機器
KR101544124B1 (ko) * 2014-11-25 2015-08-12 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 진동 장치
CN106453721B (zh) * 2016-11-28 2022-08-30 北京小米移动软件有限公司 移动设备
USD841610S1 (en) * 2017-04-22 2019-02-26 Innovative Dimmers, LLC Wireless transceiver for controlling professional visual effects devices
US10965019B1 (en) 2017-04-23 2021-03-30 Innovative Dimmers, LLC Wireless transceiver for controlling professional lights and special effects devices
KR102356794B1 (ko) * 2017-09-27 2022-01-27 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
CN108650604B (zh) * 2018-06-26 2021-01-05 桐乡市易知简能信息技术有限公司 一种高保真率收音设备
WO2020044513A1 (ja) * 2018-08-30 2020-03-05 オリンパス株式会社 超音波振動子、超音波処置具、及び超音波振動子の製造方法
JP7327006B2 (ja) * 2019-08-30 2023-08-16 Tdk株式会社 振動デバイス
KR102350787B1 (ko) * 2019-11-29 2022-01-14 주식회사 이엠텍 음성 진동 마이크를 이용한 통역 시스템
US11425487B2 (en) 2019-11-29 2022-08-23 Em-Tech Co., Ltd. Translation system using sound vibration microphone
US11800293B2 (en) * 2020-06-15 2023-10-24 Lg Display Co., Ltd. Sound apparatus
KR20250003134A (ko) * 2023-06-30 2025-01-07 엘지디스플레이 주식회사 진동 장치 및 이를 포함하는 장치
CN117560611B (zh) * 2024-01-11 2024-04-16 共达电声股份有限公司 麦克风

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6165599A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Nec Corp 圧電スピーカの製造方法
JP2005236352A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Authentic Ltd 表示装置用パネル型スピーカ
JP2007173456A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Nec Tokin Corp 積層型圧電バイモルフ素子およびその製造方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2507636A (en) * 1948-08-06 1950-05-16 Schweizerische Lokomotiv Piezoelectric means for converting pressure variations into potential variations
JPS4856128A (ko) * 1971-11-11 1973-08-07
JPS5140328U (ko) * 1974-09-20 1976-03-25
US4093883A (en) * 1975-06-23 1978-06-06 Yujiro Yamamoto Piezoelectric multimorph switches
US4097835A (en) * 1976-09-20 1978-06-27 Sri International Dual transducer arrangement for ultrasonic imaging system
JPS55115799A (en) * 1979-02-28 1980-09-05 Kureha Chem Ind Co Ltd Macromolecular piezoelectric film transducer of multiplex constitution
JPS59127397U (ja) * 1983-02-16 1984-08-27 ダイキン工業株式会社 電気音響変換器
JPS62250681A (ja) * 1986-04-23 1987-10-31 Murata Mfg Co Ltd 磁気ヘツドが一端側に、他端側に支持部材が取付けられた積層バイモルフ
JPH02260108A (ja) 1989-03-30 1990-10-22 Toshiba Corp 磁気ヘッド装置
JP3185226B2 (ja) * 1991-01-30 2001-07-09 株式会社村田製作所 圧電バイモルフ素子の駆動方法及び圧電バイモルフ素子
US5736808A (en) * 1995-12-22 1998-04-07 Aura Systems, Inc. Piezoelectric speaker
JPH10164193A (ja) * 1996-11-26 1998-06-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 携帯端末装置
JPH11289366A (ja) * 1998-04-01 1999-10-19 Taiyo Yuden Co Ltd 携帯通信端末器
US6833656B2 (en) * 1999-12-21 2004-12-21 1 . . . Limited Electro active devices
JP4426738B2 (ja) * 2001-06-04 2010-03-03 株式会社ケンウッド 圧電スピーカシステム
US6859116B2 (en) * 2001-07-30 2005-02-22 Kyocera Corporation Piezoelectric resonator
JP4100202B2 (ja) * 2002-03-18 2008-06-11 セイコーエプソン株式会社 圧電アクチュエータ、及び、液体噴射ヘッド
JP2003309298A (ja) * 2002-04-18 2003-10-31 Ngk Insulators Ltd 圧電／電歪素子およびその製造方法
CN100483187C (zh) * 2002-09-03 2009-04-29 夏普株式会社 具有声音输出功能等的液晶显示器件及配备了该器件的电子装置
JPWO2005004535A1 (ja) 2003-07-02 2006-11-24 シチズン電子株式会社 パネル型スピーカ
JP4780297B2 (ja) 2003-09-04 2011-09-28 日本電気株式会社 圧電セラミックス素子および携帯機器
JP4511407B2 (ja) * 2004-09-22 2010-07-28 日本碍子株式会社 圧電音響発生装置
JP2006202990A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Ngk Insulators Ltd 圧電素子
US7538477B2 (en) * 2006-11-27 2009-05-26 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Multi-layer transducers with annular contacts
JP2008302098A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Fujifilm Corp 超音波探触子、超音波探触子用バッキング材及びその製造方法
JP4882113B2 (ja) * 2007-11-02 2012-02-22 Ｎｅｃカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 筐体のバイブレータ構造、及び携帯電子機器
JP4655243B2 (ja) * 2008-09-09 2011-03-23 ソニー株式会社 スピーカシステムおよびスピーカ駆動方法
JP2010199272A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Kyocera Corp 積層型圧電素子およびその製法ならびに振動体
US20110260995A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Actuator module, haptic feedback device and electronic device
US8884747B2 (en) * 2010-04-22 2014-11-11 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Haptic feedback device and electronic device
KR101153553B1 (ko) * 2010-07-28 2012-06-11 삼성전기주식회사 진동 장치 및 이를 갖는 전자 장치
JP5884048B2 (ja) * 2010-12-02 2016-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 圧電スピーカおよび圧電スピーカアレイ
US9318688B2 (en) * 2012-02-28 2016-04-19 Kyocera Corporation Piezoelectric vibration element, piezoelectric vibration device, and portable terminal
JP5225518B1 (ja) 2012-02-28 2013-07-03 京セラ株式会社 圧電振動素子，圧電振動装置および携帯端末

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6165599A (ja) * 1984-09-05 1986-04-04 Nec Corp 圧電スピーカの製造方法
JP2005236352A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Authentic Ltd 表示装置用パネル型スピーカ
JP2007173456A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Nec Tokin Corp 積層型圧電バイモルフ素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9318688B2 (en) 2016-04-19
EP2822297A1 (en) 2015-01-07
KR20140090221A (ko) 2014-07-16
US9257631B2 (en) 2016-02-09
WO2013128670A1 (ja) 2013-09-06
JP2013211825A (ja) 2013-10-10
JP2013211823A (ja) 2013-10-10
JP2013211826A (ja) 2013-10-10
EP2822297B1 (en) 2020-01-08
JP5253620B1 (ja) 2013-07-31
US20140132115A1 (en) 2014-05-15
JP5253618B1 (ja) 2013-07-31
CN103947225A (zh) 2014-07-23
US20140232243A1 (en) 2014-08-21
JP2013211824A (ja) 2013-10-10
KR20130128386A (ko) 2013-11-26
CN103947225B (zh) 2017-10-27
JP5253619B1 (ja) 2013-07-31
EP2822297A4 (en) 2015-11-18
JP5837103B2 (ja) 2015-12-24
KR101524579B1 (ko) 2015-06-03
JP2015181303A (ja) 2015-10-15
JP2014112891A (ja) 2014-06-19
JP6059300B2 (ja) 2017-01-11
JP5511930B2 (ja) 2014-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101524103B1 (ko) 압전 진동 장치 및 휴대단말
CN105874624B (zh) 压电元件以及具备其的压电振动装置、便携式终端、声音发生器、声音发生装置、电子设备
JP5558577B2 (ja) 圧電振動装置およびそれを用いた携帯端末
KR20140080458A (ko) 압전소자, 그리고 이것을 구비한 압전 진동장치, 휴대단말, 음향 발생기, 음향 발생장치 및 전자기기
CN104137286B (zh) 压电振动部件以及便携终端
CN104205387B (zh) 压电振动元件、使用其的压电振动装置以及便携终端
JP5225518B1 (ja) 圧電振動素子，圧電振動装置および携帯端末
JP6224841B2 (ja) 圧電素子、音響発生器、音響発生装置、電子機器
JP5932458B2 (ja) 圧電振動素子ならびにそれを用いた圧電振動装置および携帯端末

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0105 International application

Patent event date: 20130424

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20140328

Patent event code: PE09021S01D

A107 Divisional application of patent
PA0104 Divisional application for international application

Comment text: Divisional Application for International Patent

Patent event code: PA01041R01D

Patent event date: 20140528

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20140822

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20150330

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20150522

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20150526

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20180503

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190503

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20190503

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20200506

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210429

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220418

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230419

Start annual number: 9

End annual number: 9

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240429

Start annual number: 10

End annual number: 10