CN205194745U - 压电元件、声音发生器以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种即使以高电压进行驱动也能够抑制在端面电极与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹的压电元件、压电振动装置、声音发生器、声音发生装置以及电子设备。为此，本实用新型的压电元件具备：板状的压电体(11)；作为分别设置于压电体(11)的第1主面以及第2主面的表面电极而具备设置于压电体(11)的第1主面的第1表面电极(12a)以及第2表面电极(12b)、和设置于压电体(11)的第2主面的第3表面电极(12c)；和设置于压电体(11)的端面(第1端面)并将第2表面电极(12b)和第3表面电极(12c)电连接的端面电极(13)，端面电极(13)具有宽度沿着压电体(11)的厚度方向变化的区域。

Description

压电元件、声音发生器以及电子设备

技术领域

本实用新型涉及尤其适于声音部件的压电元件以及具备该压电元件的声音发生器、电子设备。

背景技术

已知压电元件自身发生弯曲位移的双压电晶片型的压电元件、通过粘贴于振动板而发生弯曲位移的单压电晶片型的压电元件。而且，作为该压电元件，已知在压电体(单层)的主面设置表面电极并且在端面设置了端面电极的构成的压电元件、或者具备对压电体层以及内部电极层进行了层叠的层叠体、和在层叠体的端面设置的端面电极的构成的压电元件。(参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2007-109754号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

这样的压电元件例如用于声音发生器等。对于该压电元件而言，伴随声音发生器的高声压化的要求，为了尽可能扩大压电活性区域，正在谋求增大内部电极层、表面电极的面积、并且设为基于高电压的驱动等的对应。

但是，若以高电压驱动现有的压电元件则较大的负荷施加于端面。例如，在层叠型的压电元件的情况下，在位于内部电极层的压电活性区域(在层叠方向上相邻的内部电极层对置的区域)的外侧的端部、换言之在与端面电极连接的一侧的端部(电极引出部)，也由于边缘效应而施加电场从而层叠体伸缩，因此在层叠体的端面产生较大的应力。

此时，在端面电极的宽度在厚度方向(层叠方向)上恒定的矩形形状的情况下，由于端面电极的宽度方向的端部与端面电极以外的区域的边界较短，因此该边界处的平均每单位长度的应力较大，存在有可能在边界产生裂纹这样的问题。

此外，对于具备这样的压电元件的声音发生器以及电子设备而言，存在由于上述情况而难以以高电压来进行驱动这样的问题。

本实用新型鉴于上述情况而作，其目的在于提供一种即使以高电压进行驱动也能够抑制在端面电极与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹的压电元件、声音发生器以及电子设备。

用于解决课题的手段

本实用新型的压电元件具备：板状的压电体；表面电极，其分别设置于该压电体的第1主面以及第2主面；和端面电极，其设置于所述压电体的端面，该端面电极具有宽度沿着所述压电体的厚度方向变化的区域。

此外，本实用新型的压电元件具备：板状的层叠体，其层叠了压电体层以及内部电极层；表面电极，其设置于该层叠体的第1主面；和端面电极，其设置于所述层叠体的端面，该端面电极具有宽度沿着所述层叠体的厚度方向变化的区域。

此外，本实用新型的声音发生器具备：上述构成的压电元件；和振动板，其安装有该压电元件，并通过该压电元件的振动而振动。

此外，本实用新型的电子设备具备：上述构成的声音发生器；电子电路，其与该声音发生器连接；和壳体，其容纳所述声音发生器以及所述电子电路。

实用新型效果

根据本实用新型的压电元件，即使以高电压进行驱动，也能够抑制在端面电极与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹。

此外，根据本实用新型的声音发生器，由于能够以高电压进行驱动，因此能够获得高声压，还能够成为声压特性平坦化的高品质的音质。

此外，根据本实用新型的电子设备，由于具备高音质的声音发生器，因此能够成为高音质的电子设备。

附图说明

图1是表示本实施方式的压电元件的一例的概略立体图。

图2是表示本实施方式的压电元件中的端面电极的变化的图。

图3是表示本实施方式的压电元件的另一例的概略立体图。

图4是图3所示的压电元件的分解立体图。

图5是表示本实施方式的压电元件的另一例的概略立体图。

图6是图5所示的压电元件的分解立体图。

图7(a)是本实施方式的声音发生器的一例的概略俯视图，(b)是按(a)所示的A-A线切断的一例的概略剖面图，(c)是按(a)所示的A-A线切断的另一例的概略剖面图。

图8是表示本实施方式的电子设备的一例的构成的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的压电元件详细进行说明。另外，并非通过以下所示的实施方式对本实用新型进行限定。

图1是表示本实施方式的压电元件的一例的概略立体图。图1所示的压电元件1具备：板状的压电体11；表面电极12a以及表面电极12b，其设置于压电体11的第1主面；表面电极12c，其设置于压电体11的第2主面；和端面电极13，其设置于压电体11的端面(第1端面)，并将表面电极12b和表面电极12c电连接，端面电极13具有宽度沿着压电体11的厚度方向变化的区域。另外，在以下的说明中，在针对各表面电极共同的特征进行说明的情况下有时简称为表面电极。

压电体11例如是俯视时的形状(从上表面观察的第1主面的形状)为矩形的板状体，由具有压电特性的陶瓷、单晶构成。作为这样的材料，能够使用例如由锆钛酸铅(PbZrO₃-PbTiO₃)构成的钙钛矿型氧化物、铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等。压电体11的尺寸能够根据用途来适当设定。另外，为了得到较大的位移量、发生力，优选具有200pm/V以上的压电常数d31。

在压电体11的第1主面以及第2主面(与第1主面对置的主面)，分别设置有表面电极。具体来说，在压电体11的第1主面设置有作为第1表面电极的表面电极12a以及表面电极12b，在压电体11的第2主面设置有作为第2表面电极的表面电极12c。在此，设置于第1主面的表面电极12a和设置于第2主面的表面电极12c分别设为较大的电极图案，以使得具有彼此对置的区域。作为表面电极12a、表面电极12b以及表面电极12c的材料，能够使用银、使银中含有以二氧化硅为主要成分的玻璃等而成的银化合物、镍等。

此外，在压电体11的端面(第1端面)设置有端面电极13。具体来说，在压电体11的第1端面，设置有将表面电极12b和表面电极12c电连接的端面电极13。作为端面电极13的材料，能够使用与表面电极12a、表面电极12b以及表面电极12c同样的银、使银中含有以二氧化硅为主要成分的玻璃等而成的银化合物、镍等。另外，也可以根据需要，在与第1端面对置的第2端面也设置端面电极。

而且，本实施方式的压电元件1，端面电极13具有宽度沿着压电体11的厚度方向变化的区域。在此，作为端面电极13具有宽度沿着压电体11的厚度方向变化的区域的示例，能够列举出图2(a)所示那样的梯形形状(宽度从第1主面侧朝向第2主面侧逐渐变大的形状)、如图2(b)所示从正面来看宽度方向的端部以不同的角度倾斜的形状、图2(c)所示那样的在厚度方向的两端部具有宽度变大的部位的形状(所谓鼓状)、如图2(d)所示端面电极13的宽度方向的端部蜿蜒曲折的形状(凹凸形状)、如图2(e)所示在与厚度方向的两端部相比靠近内侧且靠近一方的端部处具有宽度变大的部位的形状、如图2(f)所示在与厚度方向的两端部相比靠近内侧且靠近双方的端部处具有宽度变大的部位的形状、如图2(g)所示在厚度方向的中央部宽度最大的形状等。例如，宽度最窄的部位的宽度设定为宽度最大的部位的宽度的50～95％。具体来说，在端面电极13的宽度最大的部位的宽度为1000μm的情况下，最宽的部位与最最窄的部位的宽度差设定为50～500μm。

通过设为这样的构成，从而即使以高电压驱动压电元件1而在压电元件1的端面(第1端面)产生应力，通过使端面电极13的宽度方向的端部与端面电极13以外的区域(压电体11)的边界位置在厚度方向上发生变化，也能够使该边界位置处的应力进行分散，并且能够缓和平均每单位长度的应力。因此，能够抑制在端面电极13与端面电极13以外的区域的边界处产生裂纹。

另外，如图2(e)～图2(g)所示，端面电极13优选在与厚度方向的两端部相比靠近内侧处，具有与两端部处的宽度相比宽度变大的部位。通过设为这样的构成，从而端面电极13的位移最大的厚度方向的端部(压电元件1、2的第1主面侧的端部、第2主面侧的端部)的宽度变窄，能够降低限制位移的力，因此能够进一步提高位移量。

进而，如图2(g)所示，端面电极13优选为在厚度方向的中央部宽度最大。通过从成为压电元件2的位移的中立面(neutralplane)的厚度方向的中心附近朝向厚度方向的两端部，使端面电极13的宽度变窄，从而最能够降低限制位移的力，能够进一步提高位移量。尤其是在后述那样的层叠型的双压电晶片结构的压电元件的情况下是有效的。另外，在一个端面存在一个端面电极的情况下，例如在压电元件1、2、3的端面的宽度为3.3mm时，端面电极13的端部的宽度优选为相对于压电元件1、2、3的宽度而言设为50～95％的宽度。此外，在一个端面存在多个端面电极的情况下，例如在压电元件3的端面的宽度为3.3mm时，优选为相对于压电元件3的端面的宽度而言各个端部的宽度的合计为30～90％，且一个宽度处于将该合计除以宽度的数量而得到的值±20％的范围。

在图示例中，端面电极13的宽度在压电体11的端面的厚度方向的从下到下的整个区域都发生了变化，但并不限于此方式，也可以是厚度方向的一部分发生变化。

另一方面，图3以及图4所示的压电元件2是层叠型的压电元件，具备：层叠了压电体层21以及内部电极层22的板状的层叠体23；作为分别设置于层叠体23的第1主面以及第2主面的表面电极，具备作为设置于层叠体23的第1主面的第1表面电极的表面电极24a以及表面电极24b和作为设置于层叠体23的第2主面的第2表面电极的表面电极24c；设置于层叠体23的第1端面的第1端面电极25a；和设置于层叠体23的第2端面的第2端面电极25b，第1端面电极25a、第2端面电极25b具有宽度沿着层叠体23的厚度方向变化的区域。

层叠体23例如是俯视时的形状(从上表面观察的第1主面的形状)为矩形的板状体。

构成层叠体23的多个压电体层21由具有压电特性的陶瓷构成，作为这样的陶瓷，能够使用例如以锆钛酸铅(PbZrO₃-PbTiO₃)为主要成分的钙钛矿型氧化物、以铌酸锂(LiNbO₃)、钽酸锂(LiTaO₃)等为主要成分的氧化物。压电体层21的1层的厚度设定为例如0.01～0.1mm。此外，为了得到较大的弯曲振动，设定为具有例如200pm/V以上的压电常数d31。

构成层叠体23的多个内部电极层22是与多个压电体层21交替地层叠而从上下夹着压电体层21，并向夹在它们之间的压电体层21施加驱动电压。图示的内部电极层22包含导出到第1端面的第1内部电极层22a、以及导出到与第1端面对置的第2端面的第2内部电极层22b。作为它们的材料，能够使用例如以可低温烧成的银、银-钯为主要成分的导体、或者包含铜、铂等的导体，但也可以在其中含有陶瓷成分或玻璃成分。

此外，在层叠体23的第1主面以及第2主面(与第1主面对置的主面)，分别设置有表面电极。具体来说，在层叠体23的第1主面设置有作为第1表面电极的表面电极24a以及表面电极24b，在层叠体23的第2主面设置有作为第2表面电极的表面电极24c。在此，设置于第1主面的表面电极24a和设置于第2主面的表面电极24c分别形成为较大的电极图案使得具有彼此对置的区域。作为表面电极(表面电极24a、表面电极24b以及表面电极24c)的材料，能够使用银、使银中含有以二氧化硅为主要成分的玻璃等而成的银化合物、镍等。另外，在图示例中在第2主面设置有表面电极24c，但并不限于此方式，也可以在第2主面不设置作为第2表面电极的表面电极。

此外，在层叠体23上，设置有将多个内部电极层22的一方的端部隔一层地进行连接的端面电极。具体来说，在层叠体23的第1端面，设置有将第1内部电极层22a和表面电极24b电连接的第1端面电极25a。此外，在层叠体23的第2端面，设置有将第2内部电极层22b、表面电极24a以及表面电极24c电连接的第2端面电极25b。作为第1端面电极25a、第2端面电极25b的材料，能够使用与表面电极同样的银、使银中含有以二氧化硅为主要成分的玻璃等而成的银化合物、镍等。

而且，在图示的压电元件2中，第1端面电极25a、第2端面电极25b具有宽度沿着层叠体23的厚度方向变化的区域。

通过设为这样的构成，从而能够提高压电元件2的位移量、发生力，此外，即使以高电压进行驱动而在压电元件2的端面(第1端面以及第2端面)产生应力，通过使第1端面电极25a、第2端面电极25b的宽度方向的端部与第1端面电极25a、第2端面电极25b以外的区域(层叠体23)的边界位置在厚度方向上发生变化，也能够使在该边界位置所产生的应力分散，并且能够缓和平均每单位长度的应力。因此，能够抑制在第1端面电极25a、第2端面电极25b与第1端面电极25a、第2端面电极25b以外的区域的边界处产生裂纹。

在图示例中，第1端面电极25a、第2端面电极25b的宽度在层叠体23的端面的厚度方向的从上到下的整个区域都发生了变化，但并不限于此方式，也可以是厚度方向的一部分发生变化。

此外，如图5以及图6所示，也可以是层叠了压电体层31和内部电极层32的层叠体33为双压电晶片结构的压电元件3，其构成为端面电极包含第1端面电极35a1、第2端面电极35a2、第3端面电极35b，第1端面电极35a1以及第2端面电极35a2在层叠体33的一方的端面(第1端面)与宽度方向的端部隔开间隔地设置，第3端面电极35b在层叠体33的另一方的端面(第2端面)与宽度方向的端部隔开间隔地设置，所有的端面电极都具有宽度沿着层叠体33的厚度方向变化的区域。在此，所谓双压电晶片结构，是指相对于在某一瞬间施加的电场方向的极化方向在厚度方向上的第1主面侧和第2主面侧反转地被极化的结构。在图示例中，具备：层叠体33，其层叠了压电体层31、位于第1主面侧的第1内部电极层32a1、位于第2主面侧的第1内部电极层32a2、第2内部电极层32b；表面电极34a、表面电极34b1、表面电极34b2，其作为设置于层叠体33的第1主面的第1表面电极；表面电极34c，其作为设置于层叠体33的第2主面的第2表面电极；第1端面电极35a1、第2端面电极35a2，其设置于第1端面；和第3端面电极35b，其设置于第2端面。而且，构成为位于第1主面侧的第1内部电极层32a1和位于第2主面侧的第1内部电极层32a2设为不同的电极图案，经由宽度变窄的电极引出部而被分别导出到第1端面，并分别与不同的第1端面电极35a1、第2端面电极35a2电连接，第2内部电极层32b被导出到第2端面，与第3端面电极35b电连接。

通过设为这样的构成，尤其是在用作将压电元件3和振动板进行了接合的压电振动装置、声音发生器的情况下，由于压电元件3自身发生弯曲位移，因此能够降低与振动板的接合面处的力的损失，能够进一步提高位移量、发生力。

另外，通过与宽度方向的端部隔开间隔地设置了第1端面电极35a1、第2端面电极35a2以及第3端面电极35b，从而即使压电元件3的角部或者棱部与外部的物体发生碰撞而出现了缺口，也能够抑制对这些端面电极的影响。

接着，对上述的压电元件1、2、3的制造方法进行说明。

首先，制作成为压电体11或压电体层21、31的陶瓷成型体。具体来说，将压电陶瓷的煅烧粉末、和由丙烯酸系、缩丁醛系等的有机高分子构成的粘合剂以及增塑剂进行混合来制作陶瓷浆料。然后，通过使用刮刀法、压延辊法等的带成型法，使用该陶瓷浆料来制作陶瓷生片。作为压电陶瓷，只要具有压电特性即可，能够使用例如由锆钛酸铅(PbZrO₃-PbTiO₃)构成的钙钛矿型氧化物等。此外，作为增塑剂，可以使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等。另外，作为陶瓷成型体的制法，能够使用其他加压成型或挤出成型等适当的制法。

在压电元件2、3的情况下，接下来制作成为内部电极层22、32的导电性膏剂。具体来说，通过向银-钯的金属粉末中添加混合粘合剂以及增塑剂来制作导电性膏剂。使用丝网印刷法按照所希望的内部电极层22的图案将该导电性膏剂涂敷在上述的陶瓷生片上，层叠多个印刷了该导电性膏剂的陶瓷生片。

然后，以给定温度进行了脱粘合剂处理之后，在900℃～1200℃的温度下进行烧成，使用平面磨床(grinder)等实施研磨处理使得成为给定形状，由此来制作单层的压电体11或者具备交替地层叠的压电体层21、31以及内部电极层22、32的层叠体23、33。

另外，只要能够制作单层的压电体11、或将多个压电体层21、31和内部电极层22、32层叠而成的层叠体23、33即可，可以通过任意的制造方法来制作。

然后，通过丝网印刷法等将含银玻璃导电性膏剂印刷在压电体11或层叠体23、33的主面并使其干燥，来设置表面电极12a、12b、12c、24a、24b、24c、34a、34b1、34b2，其中所述含银玻璃导电性膏剂是向混合了以银为主要成分的导电粒子和玻璃的混合物中添加粘合剂、增塑剂以及溶剂而制作出的。

接着，通过丝网印刷法等将含银玻璃导电性膏剂按照给定图案印刷在压电体11或层叠体23的侧面并使其干燥之后，在600℃～800℃的温度下进行烧结处理，形成目标形状的端面电极13、第1端面电极25a、第2端面电极25b、第1端面电极35a1、第2端面电极35a2、第3端面电极35b，其中所述含银玻璃导电性膏剂同样是向混合了以银为主要成分的导电粒子和玻璃的混合物中添加粘合剂、增塑剂以及溶剂而制作出的。

然后，对压电体11或层叠体23、33进行极化处理来赋予压电活性。在极化处理中，使用直流电源装置，在图1所示那样的压电元件1的情况下，将表面电极12a与负极连接，将表面电极12b(以及第3表面电极12c)与正极连接，在15℃～35℃的气氛温度下，将例如2kV/mm～3kV/mm的电位差作为施加时间而施加数秒即可。在图3以及图4所示那样的压电元件2的情况下，将表面电极24a与负极连接，将表面电极24b(以及表面电极24c)与正极连接，施加与上述同样的电位差即可。此外，在图5以及图6所示那样的压电元件3的情况下，进行连接使得压电体层的极化方向在第1主面侧和第2主面侧对称，并施加与上述同样的电位差即可。可以根据压电材料的性质，适当地选定电压、气氛温度、施加时间。

虽然按上述方式能够得到所希望的压电元件，但在需要供电构件的情况下，利用以下方法配设于压电元件1、2、3即可。例如在使用导电性粘接剂将柔性布线基板与压电元件1、2、3连接固定(接合)的情况下，使用丝网印刷等方法在压电元件1、2、3的给定位置涂敷形成导电性粘接剂用膏剂。然后，通过在使柔性布线基板抵接的状态下使导电性粘接剂用膏剂固化，从而将柔性布线基板与压电元件1、2、3连接固定。另外，导电性粘接剂用膏剂也可以预先在柔性布线基板侧涂敷形成。

另外，作为供电构件可以使用绝缘包覆的导线，作为接合构件可以使用焊料，并能够适当选择具有同样功能的构件。

通过以上的制造方法，能够制作本实施方式的压电元件1、2、3。

接着，对本实用新型的声音发生器10的实施方式的一例进行说明。

如图7所示，本实施方式的声音发生器10具备：上述的压电元件2；振动板20，其安装有压电元件2，并通过压电元件2的振动而振动；和框体30，其设置于振动板20的外周部，作为支撑振动板20的支撑体。另外，在本例中，虽然使用压电元件2来进行说明，但也可以是压电元件1、3。此外，图7所示的框体30也不必一定设置，仅是压电元件2和振动板20的组合也能够成为声音发生器。

压电元件2是通过受到电压的施加而进行振动从而对振动板20进行激振的激振器。压电元件2的主面和振动板20的主面通过环氧系树脂等粘接剂来接合，通过压电元件2进行振动，从而压电元件2能够对振动板20给予一定的振动而使其发出声音。

振动板20通过压电元件2的振动而与压电元件2一起振动。该振动板20能够使用树脂、金属等各种材料来形成，例如能够利用厚度10～500μm的聚乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯等的树脂膜来构成振动板20。尤其是通过由树脂膜构成振动板20，从而能够使振动板20以较大的振幅进行弯曲振动，能够扩大声压的频率特性中的谐振波峰的宽度并降低高度，从而降低谐振波峰与波谷之差。但是，作为振动板20并不限定于树脂膜，也可以是树脂板、金属板、玻璃板等，例如便携式终端等电子设备的壳体的一部分或显示器的一部分也可以作为振动板20而发挥作用。

框体30作为对振动板20的主面的外周部进行支撑的支撑体而发挥作用。通过由框体30支撑振动板20的外周部来设置振动空间，由此振动板20的振幅变大，能够提高声压。作为框体30，能够使用例如不锈钢等金属、玻璃、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等各种材料来形成。

框体30经由接合材料而与振动板20的一方的主面或另一方的主面接合。接合材料能够使用树脂系粘接剂、将粘弹性体成型为片状的接合材料、将基材层与由粘弹性体构成的层进行层叠的构成的接合材料等，作为这些材料，可以使用丙烯酸系、环氧系等的粘接剂或橡胶系、丙烯酸系、硅酮系、聚氨酯系等的粘合剂。此外，作为基材层，可以使用醋酸盐泡沫、丙烯酸泡沫、玻璃纸、聚乙烯泡沫、纸、无纺布。

如图7所示的例子那样，若在振动板20的接合了压电元件2的主面接合框体30，则尤其是在将框体30和接合材料加在一起的厚度大于压电元件2的厚度的情况下，能够通过框体30来保护压电元件2。

该框体30可以如图7(b)所示由一个框构件(上框构件301)构成，也可以如图7(c)所示由二个框构件(上框构件301以及下框构件302)构成。在该情况下，通过用二个框构件夹着振动板20，能够使振动板20的张力稳定。另外，上框构件301以及下框构件302各自的厚度设为例如100～5000μm。

在本例的声音发生器10中，也可以根据需要，如图7(b)以及图7(c)所示，还具有设置为从压电元件2覆盖到振动板20的表面的至少一部分(例如压电元件2的周边部)的树脂层40。作为树脂层40，形成为例如杨氏模量处于1MPa～1GPa的范围，能够使用例如丙烯酸系树脂。由于通过在该树脂层40中埋设压电元件2而能够诱发适当的阻尼效应，因此能够抑制谐振现象，从而将声压的频率特性中的波峰、波谷抑制得较小。另外，如图7(b)以及图7(c)所示，树脂层40也可以形成为与上框构件301成为相同高度。

本实施方式的声音发生器10使用即使以高电压进行驱动也能够抑制在端面电极的宽度方向的端部与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹的压电元件来构成，因此成为小型且具有高声压、高可靠性的声音发生器。

另外，通过上述的压电元件2与振动板20的组合，也可以不作为声音发生器而作为压电振动装置，该压电振动装置使用即使以高电压进行驱动也能够抑制在端面电极与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹的压电元件来构成，因此成为小型且具有高位移、高发生力、高可靠性的压电振动装置。

此外，也可以将上述的声音发生器10容纳于壳体而成为声音发生装置。在此，壳体的一部分可以成为构成声音发生器10的振动板20，所谓壳体容纳声音发生器10，意味着也包含容纳了声音发生器10的一部分(压电元件1、2、3)的状态。

壳体使声音发生器10所发出的声音在内部产生共鸣，并且从设置于壳体的开口向外部辐射声音。通过具有这样的壳体，例如能够提高低频带的声压。

该声音发生装置除了能够作为扬声器来单独使用，如后所述，还能够适当组装到便携式终端、薄型电视机、或者平板终端等中。此外，也能够组装到像冰箱、微波炉、吸尘器、洗衣机等那样过去关于音质并未被重视的家电产品中。

接着，对本实用新型的电子设备的实施方式的一例进行说明。

如图8所示，本例的电子设备50具备：声音发生器10；电子电路60，其与声音发生器10连接；和壳体70，其容纳电子电路60以及声音发生器10。

电子设备50具备电子电路60。电子电路60例如由控制器50a、收发部50b、键输入部50c以及麦克风输入部50d构成。电子电路60与声音发生器10连接，具有向声音发生器10输出声音信号的功能。声音发生器10基于从电子电路60输入的声音信号来发出声音。

此外，电子设备50具备显示部50e、天线50f和声音发生器10，并具备容纳这些各器件的壳体70。另外，在图8中，示出了将以控制器50a为主的各器件全部容纳在1个壳体70中的状态，但并不限定各器件的容纳方式。在本实施方式中，至少电子电路60和声音发生器10容纳在1个壳体70中即可。

控制器50a是电子设备50的控制部。收发部50b基于控制器50a的控制，经由天线50f来进行数据的收发等。键输入部50c是电子设备50的输入器件，受理操作者所进行的键输入操作。麦克风输入部50d同样是电子设备50的输入器件，受理操作者所进行的声音输入操作等。显示部50e是电子设备50的显示输出器件，基于控制器50a的控制，进行显示信息的输出。

而且，声音发生器10作为电子设备50中的声音输出器件而执行动作。另外，声音发生器10与电子电路60的控制器50a连接，受到由控制器50a控制的电压的施加而发出声音。

另外，在图8中，虽然设为电子设备50是便携式终端装置来进行了说明，但可以不问电子设备50的种类而应用于具有发出声音的功能的各种各样的民生设备。例如，薄型电视机、汽车音响设备自不用说，还可以用于具有发出声音的功能的产品，举例来说，吸尘器、洗衣机、冰箱、微波炉等各种各样的产品。

本实施方式的电子设备50使用具备即使以高电压进行驱动也能够抑制在端面电极的宽度方向的端部与端面电极以外的区域的边界处产生裂纹的压电元件的声音发生器来构成，因此成为小型且具有高声压、高可靠性的电子设备。

实施例

接着，对本实用新型的声音发生器的具体例进行说明。

作为实施例1，制作出具备单层的压电体层(压电体)的压电元件。具体来说，准备用以Nb等置换了B位的一部分的锆钛酸铅形成为长度23.5mm、宽度3.3mm、厚度0.1mm的长条板状而成的单层的压电体，在该压电体的第1主面以及第2主面用银玻璃形成表面电极，并且在压电体的一方的端面(第1端面)用银玻璃形成端面电极，制作出图1所示那样的压电元件。在此，关于端面电极，制作出最大宽度为2mm、最小宽度为1mm、且宽度方向的端部呈曲线状(图2(g)的形状)使得最大宽度位置处于厚度方向的中心附近的端面电极。

此外，作为实施例2，制作出具备与实施例1的压电体相同尺寸的层叠体的层叠型的压电元件。具体来说，设为长度23.5mm、宽度3.3mm、厚度0.9mm的长条板状的层叠体，并设为厚度30μm的压电体层与内部电极层被交替地层叠的结构，压电体层的总数设为了28层。压电体层由以Nb等置换了B位的一部分的锆钛酸铅来形成，内部电极由银钯的合金来形成。而且，在该层叠体的第1主面以及第2主面用银玻璃形成表面电极，并且在层叠体的一方的端面(第1端面)以及另一方的端面(第2端面)用银玻璃形成端面电极，制作出图3所示那样的压电元件。在此，关于端面电极，制作出最大宽度为2mm、最小宽度为1mm、且宽度方向的端部呈曲线状(图2(g)的形状)使得最大宽度位置处于厚度方向的中心附近的端面电极。

另一方面，作为比较例，除了形成宽度固定为2mm的端面电极这一点以外，制作出与上述压电元件相同的压电元件(作为比较例1是具备单层的压电体层(压电体)的压电元件，作为比较例2是层叠型的压电元件)。

将这些压电元件粘接到长度110mm、宽度60mm、厚度0.5mm的丙烯酸板(振动板)的长度方向的一端部侧之后，利用焊料将实施了绝缘包覆的导线与表面电极进行接合，制作出声音发生器。

以用聚对苯二甲酸丁二醇酯制作出的框体夹具夹住按上述方式制作出的声音发生器的振动板的两主面的外周来进行固定，将平均每单位厚度的施加电压设为150Vp-p/mm而实施了在室温下连续施加100小时的频率kHz的交流信号的试验。

结果，在实施例1以及实施例2的压电元件中，在端面电极的宽度方向的端部与端面电极以外的区域的边界处未看到裂纹。与此相对，在比较例1以及比较例2的压电元件中，在端面电极的宽度方向的端部与端面电极以外的区域的边界处看到了裂纹。

通过上述结果，可以确认本实施例的压电元件即使以高电压进行驱动也能够抑制压电元件的破坏。

符号说明

1、2、3压电元件

11压电体

12a、24a、34a第1表面电极

12b、24b、34b1第2表面电极

12c、24c、34b2第3表面电极

34c第4表面电极

13端面电极

21、31压电体层

22、32内部电极层

22a第1内部电极层

22b、32b第2内部电极层

32a1位于第1主面侧的第1内部电极层

32a2位于第2主面侧的第1内部电极层

23、33层叠体

25a、35a1第1端面电极

25b、35a2第2端面电极

35b第3端面电极

10声音发生器

20振动板

4压电振动装置

30框体

301上框构件

302下框构件

40树脂层

50电子设备

60电子电路

70壳体

80声音发生装置

Claims (8)

1.一种压电元件，其特征在于，具备：

板状的压电体；

表面电极，其分别设置于该压电体的第1主面以及第2主面；和

端面电极，其设置于所述压电体的端面，

该端面电极具有宽度沿着所述压电体的厚度方向变化的区域。

2.一种压电元件，其特征在于，具备：

板状的层叠体，其层叠了压电体层以及内部电极层；

表面电极，其设置于该层叠体的第1主面；和

端面电极，其设置于所述层叠体的端面，

该端面电极具有宽度沿着所述层叠体的厚度方向变化的区域。

3.根据权利要求2所述的压电元件，其特征在于，

所述层叠体是双压电晶片结构，

所述端面电极包含第1端面电极、第2端面电极、第3端面电极，

所述第1端面电极以及第2端面电极在所述层叠体的一方的端面与宽度方向的端部隔开间隔而设置，所述第3端面电极在所述层叠体的另一方的端面与宽度方向的端部隔开间隔而设置，所有的所述端面电极都具有宽度沿着所述层叠体的厚度方向变化的区域。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的压电元件，其特征在于，

所述端面电极在与所述厚度方向的两端部相比靠近内侧处，具有与两端部的宽度相比宽度变宽的部位。

5.根据权利要求4所述的压电元件，其特征在于，

所述端面电极在所述厚度方向的中央部宽度最宽。

6.一种声音发生器，其特征在于，具备：

权利要求1～5中任一项所述的压电元件；和

振动板，其安装有该压电元件，并通过该压电元件的振动而振动。

7.根据权利要求6所述的声音发生器，其特征在于，

所述声音发生器还具备支撑所述振动板的框体。

8.一种电子设备，其特征在于，具备：

权利要求6或权利要求7所述的声音发生器；

电子电路，其与该声音发生器连接；和

壳体，其容纳所述声音发生器以及所述电子电路。