JP2018125605A

JP2018125605A - 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および電子機器

Info

Publication number: JP2018125605A
Application number: JP2017014392A
Authority: JP
Inventors: 完臣熊澤; Sadaomi Kumazawa
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2017-01-30
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2037-01-30
Also published as: JP6741609B2

Abstract

【課題】温度上昇を低減させ、特性の変動を抑制した圧電アクチュエータ、圧電振動装置および電子機器を提供する。
【解決手段】圧電アクチュエータ１０は、圧電素子１と、圧電素子１から延出されて外部回路と接続される外部接続領域２１および外部接続領域２１を除いた素子接続領域２２を有しているフレキシブル基板２とを備え、フレキシブル基板２は配線導体２４を有しており、配線導体２４は、圧電素子１の表面電極と導電性接合材３を介して電気的に接続された接続部２４１を有し、接続部２４１から外部接続領域２１に向かって引き出されているとともに接続部２４１から素子接続領域２２の側面にも引き出された部位（延出部２４２）を有している。
【選択図】図１

Description

本開示は、圧電アクチュエータ、圧電振動装置および電子機器に関するものである。

単層の圧電体、または圧電体層と内部電極とが複数積層された積層体を備えた圧電素子が知られている。このような圧電素子は、圧電アクチュエータ等の変位デバイスや振動デバイスに用いられている（特許文献１を参照）。

特許第５６７６０４３号公報

ＰＺＴ等の圧電体は連続駆動時に誘電損失により自己発熱する。また、圧電体は温度によって特性が変化する性質がある。したがって、圧電アクチュエータは連続駆動によって特性が変動するという問題がある。

本開示は上記の事情に鑑みてなされたもので、温度上昇を低減させ、特性の変動を抑制した圧電アクチュエータ、圧電振動装置および電子機器を提供することを目的とする。

本開示の圧電アクチュエータは、圧電素子と、該圧電素子から延出されて外部回路と接続される外部接続領域および該外部接続領域を除いた素子接続領域を有しているフレキシブル基板とを備え、該フレキシブル基板は配線導体を有しており、該配線導体は、前記表面電極と導電性接合材を介して電気的に接続された接続部を有し、該接続部から前記外部接続領域に向かって引き出されているとともに前記接続部から前記素子接続領域の側面にも引き出された部位を有している。

また本開示の圧電振動装置は、上記の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータを構成する前記圧電素子の下面が取り付けられた振動板とを備えていることを特徴とする。

また本開示の電子機器は、上記の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータに接続された電子回路と、前記圧電アクチュエータおよび前記電子回路を収容する筐体とを備えていることを特徴とする。

本開示の圧電アクチュエータによれば、熱伝導率の高い配線導体から空気中へとより多くの熱を放出でき、特性が変動しにくい圧電アクチュエータを得ることができる。

（ａ）は圧電アクチュエータの実施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１に示す圧電素子の例を示しており、（ａ）は圧電体の単層構造、（ｂ）は内部電極と圧電体層との積層構造を示している。（ａ）は素子接続領域における配線導体のパターン形状の一例を示す一部省略平面図であり、（ｂ）は素子接続領域における配線導体のパターン形状の他の例を示す一部省略平面図である。素子接続領域における配線導体のパターン形状の他の例を示す一部省略平面図である。圧電振動装置の実施形態の一例を示す概略斜視図である。電子機器の実施形態の一例を示すブロック図である。

圧電アクチュエータの実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（ａ）は圧電アクチュエータの実施形態の一例を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した概略断面図である。図２は、図１に示す圧電素子の例を示しており、（ａ）は圧電体の単層構造、（ｂ）は内部電極と圧電体層との積層構造を示している。図３は、（ａ）は素子接続領域における配線導体のパターン形状の一例を示す一部省略平面図であり、（ｂ）は素子接続領域における配線導体のパターン形状の他の例を示す一部省略平面図である。

図１に示す圧電アクチュエータ１０は、圧電素子１と、圧電素子１から延出されて外部回路と接続される外部接続領域２１および外部接続領域２１を除いた素子接続領域２２を有しているフレキシブル基板２とを備え、フレキシブル基板２は配線導体２４を有しており、配線導体２４は、圧電素子１の表面電極と導電性接合材３を介して電気的に接続された接続部２４１を有し、接続部２４１から外部接続領域２１に向かって引き出されているとともに接続部２４１から素子接続領域２２の側面にも引き出された部位（延出部２４２）を有している。

圧電アクチュエータ１０は圧電素子１を備えている。この圧電素子１は、図２（ａ）に示すような圧電体１１の上面に表面電極１２を備えたものであってもよく、図２（ｂ）に示すような内部電極１３および圧電体層１４が上下方向に積層された積層体１５の上面に、内部電極１３と電気的に接続された表面電極１６を備えたものであってもよい。

図２（ａ）に示す圧電素子１では、板状の圧電体１１の上面に設けられた表面電極１２１および下面に設けられた表面電極１２２が、圧電体１１を挟んで互いに対向する領域を有するように配置され、さらに下面に設けられた表面電極１２２は圧電体１１の上面まで引き回されている。そして、表面電極１２１、１２２が後述するフレキシブル基板２の配線導体２４とそれぞれ電気的に接続される。

圧電体１１は、圧電特性を有するセラミックスからなるもので、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（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などを用いることができる。

圧電体１１の長さは、例えば５ｍｍ〜６０ｍｍに設定される。圧電体１１の幅は、例えば１ｍｍ〜５０ｍｍに設定される。圧電体１１の厚みは、例えば０．０５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定される。

また、表面電極１２１、１２２としては、例えば銀または銀を最も多く含む導電性材料からなり、厚みは例えば１〜１５μｍに設定される。

一方、図２（ｂ）は、圧電素子１が、内部電極１３および圧電体層１４が上下方向に積層された積層体１５の上面に内部電極１３と電気的に接続された表面電極１６を備えている構成を示している。

図２（ｂ）に示す圧電素子１を構成する積層体１５は、内部電極１３および圧電体層１４が積層されて板状とされてなるものである。複数の内部電極１３が積層方向に重なる活性部とそれ以外の不活性部とを有し、例えば長方形状、長尺板状などに形成されている。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１０の場合には、積層体１５の長さとしては、例えば１８ｍｍ〜２８ｍｍ、好ましくは２２ｍｍ〜２５ｍｍに設定される。積層体１５の幅は、例えば１ｍｍ〜６ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜４ｍｍに設定される。積層体１５の厚みは、例えば０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜０．８ｍｍに設定される。

積層体１５を構成する内部電極１３は、圧電体層１４を構成するセラミックスと同時焼成されてなるもので、第１の内部電極１３１および第２の内部電極１３２からなる。例えば、圧電体層１４と交互に積層され、積層順に第１の内部電極１３１および第２の内部電極１３２が配置される。内部電極１３の材料として、例えば低温焼成が可能な銀や銀−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。

第１の内部電極１３１および第２の内部電極１３２の端部がそれぞれ積層体１５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１３の長さは、例えば１７ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは２１ｍｍ〜２４ｍｍに設定される。内部電極１３の幅は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍに設定される。内部電極１３の厚みは、例えば０．１〜５μｍに設定される。

積層体１５を構成する圧電体層１４は、圧電特性を有するセラミックスからなるもので、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（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）などを用いることができる。圧電体層１４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。

積層体１５の少なくとも上面には、内部電極１３と電気的に接続された表面電極１６が設けられている。図示しないが、表面電極は、例えば大きな面積の第１の表面電極１６１および小さな面積の第２の表面電極１６２で構成されている。そして、第１の表面電極１６１は第１の内部電極１３１と電気的に接続され、第２の表面電極１６２は第２の内部電極１３２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１０の場合には、第１の表面電極１６１の長さは、例えば１７ｍｍ〜２３ｍｍ、好ましくは１９ｍｍ〜２１ｍｍに設定される。第１の表面電極１６１の幅は、例えば１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍに設定される。第２の表面電極１６２の長さは、例えば１ｍｍ〜３ｍｍに設定される。第２の表面電極１６２の幅は第１の表面電極１６１と同様とされる。

なお、小さな面積の第３の表面電極（図示せず）をさらに設け、第２の表面電極１６２を積層体１５の上側の領域に配置された第２の内部電極１３２と電気的に接続し、第３の表面電極を積層体１５の下側の領域に配置された第２の内部電極１３２と電気的に接続してもよい。この場合の第２の表面電極１６２および第３の表面電極の幅は、例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとされる。

また、圧電アクチュエータ１０は、圧電素子１と外部回路とを電気的に接続するための
フレキシブル基板２を備えている。このフレキシブル基板２は、圧電素子１の表面電極１２，１６と電気的に接続されている。

フレキシブル基板２は、圧電素子１から延出されて外部回路と接続される外部接続領域２１および外部接続領域２１を除いた素子接続領域２２を有している。ここで、素子接続領域２２とは、平面視したときに圧電素子１と重なる領域のことを意味し、外部接続領域２１とは、平面視したときに圧電素子１と重ならない領域のことを意味している。

このフレキシブル基板２は、ベースフィルム２３と、ベースフィルム２３の下面に設けられた配線導体２４と、素子接続領域２２およびその近傍を除いて配線導体２４を覆うカバーフィルム２５とを有している。具体的には、フレキシブル基板２は、ポリイミド、フォトソルダーレジストの絶縁体などからなるベースフィルム２３、ベースフィルム２３の下面に設けられた銅、金等の導電体などからなる配線導体２４、および圧電素子１の近傍を除いて配線導体２４を覆うように設けられたポリイミド、フォトソルダーレジストの絶縁体などからなるカバーフィルム２５を有している。そして、フレキシブル基板２は導電性接合材３を介して圧電素子１に接合され、配線導体２４が導電性接合材３を介して表面電極１２、１６と電気的に接続されている。

このフレキシブル基板２は、一方の端部で圧電素子１と導電性接合材３により接合され、他方の端部（コネクタ接続部２６）で例えばコネクタと接続されている。

導電性接合材３は、導電性接着剤やはんだ等が用いられるが、好ましくは導電性接着剤であるのがよい。例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、あるいは合成ゴムなどの樹脂中に金、銅、ニッケル、または金メッキした樹脂ボールなどからなる導体粒子を分散させてなる導電性接着剤を用いることで、半田に比べて振動によって生じる応力を低減することができる。より好ましくは、導電性接着剤の中でも異方性導電材であるのがよい。異方性導電材は、電気的接合を担う導電粒子と接着を担う樹脂接着剤からなる。具体的には、一つの導電粒子が表面電極１２、１６と配線導体２４とに接しているのがよく、表面電極１２、１６と配線導体２４との間にあるそれぞれの導電粒子が表面電極１２、１６と配線導体２４とに接しているのがよい。この異方性導電材は、厚み方向には導通が取れ、面内方向には絶縁が取れるため、狭ピッチの配線においても異極の表面電極間で電気的にショートすることをなくすることができる。

配線導体２４は、外部接続領域２１の延びる長手方向に沿って、図に示す例では２本並んで設けられている。この配線導体２４の外部接続領域２１における幅（長手方向に垂直な方向の幅）は、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに設定される。

また、配線導体２４は圧電素子１の表面電極１２、１６と導電性接合材３を介して電気的に接続された接続部２４１を有していて、この接続部２４１の幅（前記長手方向に垂直な方向の幅）は外部接続領域２１における幅の例えば１．５〜３倍の範囲に設定される。

素子接続領域２２において、配線導体２４は接続部２４１から外部接続領域２１に向かって引き出されている。さらに、図３に示すように、素子接続領域２２において、配線導体２４は接続部２４１から素子接続領域２２の側面にも引き出された部位（延出部２４２）を有している。言い換えれば、配線導体２４は接続部２４１から突出する部位（延出部２４２）を有している。

ここで、配線導体２４は接続部２４１から素子接続領域２２の側面にも引き出された部位（延出部２４２）を有しているとは、接続部２４１から外部接続領域２１に向かって引き出されて最終的に外部接続領域２１に沿って延びてコネクタ接続部２６へとつながる部
分とは別に、フレキシブル基板２の側面まで引き出された部位を有していることを意味する。

このような構成によれば、熱伝導率の高い配線導体２４から空気中へとより多くの熱を放出できる。そして、圧電体の温度特性により変動しやすい圧電アクチュエータ１０の特性変動を抑制して、特性が変動しにくい圧電アクチュエータ１０を得ることができる。なお、導電性接合材３を介しての短絡の可能性および外部回路への接触の可能性を抑制しつつ放熱効果を得られる点で、延出部２４２の幅は接続部２４１の幅よりも狭くするのがよい。

また、図３（ａ）および図３（ｂ）は、２本の配線導体２４のそれぞれに接続部２４１から素子接続領域２２の側面にも引き出された部位（延出部２４２）を有しているが、両方に限らず片方のみに延出部２４２がある構成であってもよい。

図３（ａ）では、配線導体２４が接続部２４１からフレキシブル基板２の幅方向（圧電素子１の長手方向）に向かって引き出されるように延出部２４２が設けられている。

これに対し、図３（ｂ）では、配線導体２４が接続部２４１から外部接続領域２２とは反対側に位置する素子接続領域２２の側面に向かって引き出されるように延出部２４２が設けられている。言い換えると、フィレキシブル基板２の長手方向の端面（圧電素子１の幅方向）に向かって真っすぐに引き出されるように延出部２４２が設けられている。この構成によれば、素子接続領域２２における外部接続領域２２側の熱は外部接続領域２２側に向かう配線導体２４により放熱され、反対側の熱は延出部２４２により放熱されるので、この配置により放熱効果を高めることができる。なお、この場合においても、導電性接合材３を介しての短絡の可能性および外部回路への接触の可能性を抑制しつつ放熱効果を得られる点で、延出部２４２の幅は接続部２４１の幅よりも狭くするのがよい。この延出部２４２は、例えば０．３ｍｍ〜１．０ｍｍに設定される。

なお、延出部２４２がフレキシブル基板２の側面に対して斜めに引き出されると、側面までの距離が長くなって放熱効率が低下することから、側面に対して垂直であって、側面に向かって真っ直ぐに引き出されるのがよい。

また、図４に示すように、接続部２４１は、櫛歯状の形状であってもよく、これにより導電性接合材３との接合強度を高めることができる。

なお、図では、フレキシブル基板２がＬ字状の形状になっているが、このような形状に限られず、表面電極１２、１６の配線導体２４との位置関係で適した形状であればよく、直線状であってもよい。

次に、圧電素子１が積層構造の場合の圧電アクチュエータ１０の製造方法の一例について説明する。

まず、圧電体層１４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（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）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。

次に、内部電極１３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１３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１３および圧電体層１４を備えた積層体１５を作製する。

積層体１５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１３と圧電体層１４とを複数積層してなる積層体を作製できれば、どのような製造方法によって作製されてもよい。

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１６のパターンで積層体１５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１６を形成する。

なお、表面電極１６と内部電極１３とを電気的に接続する場合、圧電体層１４を貫通するビアを形成して接続しても、積層体１５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。

次に、フレキシブル基板２を作製する。まず、ベースフィルム２３となるシート（ベースフィルム用多数個取りシート）の上に板状の導体を貼り、エッチングまたは機械加工等によりこの導体をパターンニングして配線導体２４を形成する。このとき、配線導体２４には、表面電極１６との接続部２４１からコネクタ接続部２６へと延びる線状部分の他に、表面電極１６との接続部２４１から延びる直線状の延出部２４２を設ける。この直線状の延出部２４２は、フレキシブル基板２の端（側面または端面）まで到達させる。配線導体２４の上からカバーフィルム２５となるになるシート（カバーフィルム用多数個取りシート）を貼り付け、フレキシブル基板２が多数配列されたシート（フレキシブル基板用多数個取りシート）を用意する。そして、フレキシブル基板２をシートからプレス金型等を用いて切り離して個片にして、最終形状に加工される。

場合によっては、ベースフィルム２３となるシートの上に、緩衝材を貼り合わせてもよい。

次に、導電性接合材３（導電性接着剤）を用いて、フレキシブル基板２を圧電素子１に接続固定（接合）する。

まず、圧電素子１の所定の位置に導電性接着剤用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、フレキシブル基板２を当接させた状態で導電性接着剤用ペーストを硬化させることにより、フレキシブル基板２を圧電素子１に接続固定する。なお、導電性接着剤用ペーストは、フレキシブル基板２側に塗布形成しておいてもよい。

導電性接着剤を構成する樹脂が熱可塑性樹脂からなる場合は、導電性接着剤を圧電素子１またはフレキシブル基板２の所定の位置に塗布形成した後、圧電素子１とフレキシブル基板２とを導電性接着剤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、フレキシブル基板２が圧電素子１に接続固定され、圧電アクチュエータ１０が作製される。

なお、導電性接合材３として異方性導電材を用いる場合は、近接する導電粒子が接触しないように加圧量を制御する必要がある。また、上述では、導電性接着剤を圧電素子１またはフレキシブル基板２に塗布形成する手法を示したが、予めシート状に形成された導電性接着剤のシートを圧電素子１とフレキシブル基板２との間に挟んだ状態で加熱加圧して接合してもよい。

次に、圧電振動装置の実施形態の一例について説明する。

図５に示すように、本例の圧電振動装置３０は、上述の圧電アクチュエータ１０と、圧電アクチュエータ１０を構成する圧電素子１の下面に接合された振動板４とを有するものである。なお、図では、フレキシブル基板２は省略している。

振動板４は、例えば矩形状の薄板である。振動板４は、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリイミド、ポリプロピレン等の樹脂フィルム、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４の厚みは、例えば０．４ｍｍ〜１．５ｍｍに設定される。

圧電アクチュエータ１０を構成する圧電素子１の下面が、接合部材５を介して振動板４に接合されている。なお、振動板４に圧電素子１の下面の全面が接合されていてもよく、圧電素子１の下面の一部が接合されていなくてもよい。接合部材５の上面（図の＋ｚ方向側の主面）には圧電素子１の下面（図の−ｚ方向側の主面）が全体的に固着され、接合部材５の下面（図の−ｚ方向側の主面）には振動板４の上面（図の＋ｚ方向側の主面）の一部が固着されている。

接合部材５は、振動板４よりも柔らかく変形しやすいもので形成され、振動板４よりもヤング率が小さい。すなわち、接合部材５は、圧電アクチュエータ１０の駆動によって振動板４を振動させたときに変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板４よりも大きく変形するものである。接合部材５として、例えばフィルム状の形状を有するものが挙げられる。

変形可能な接合部材５で圧電アクチュエータ１０を構成する圧電素子１と振動板４とを接合することで、圧電アクチュエータ１０から振動が伝達されたとき、変形可能な接合部材が振動板４よりも大きく変形する。このとき、振動板４から反射される逆位相の振動を変形可能な接合部材５で緩和することができるので、圧電アクチュエータ１０が周囲の振動の影響を受けずに振動板４へ強い振動を伝達させることができる。

中でも、接合部材５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１０からの強い振動を振動板４へ伝える一方、振動板４から反射される弱い振動を接合部材５が吸収することができる。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５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。

このような構成を備える圧電振動装置３０は、電気信号を加えることによって圧電アクチュエータ１０を屈曲振動させ、それによって、振動板４を振動させる音響発生器として機能する。なお、振動板４の長さ方向における端部または振動板４の周縁部を、図示せぬ支持部材によって支持しても構わない。

このような圧電振動装置３０は、駆動時の変位特性の変動が抑制された圧電アクチュエータ１０を用いて構成されていることから、振動時の変位や発生力の変動を抑制した圧電
振動装置とすることができる。

次に、電子機器の実施形態の一例について説明する。

図６は、電子機器５０の実施形態の一例を示す図である。なお、図６においては、電子機器５０が携帯端末である場合の例を示しており、説明に必要となる構成要素のみを記載し、一般的な構成要素についての記載を省略している。

図６に示すように、本例の電子機器５０は、上述の圧電アクチュエータ１０と、圧電アクチュエータ１０に接続された電子回路６０と、圧電アクチュエータ１０および電子回路６０を収容する筐体７０とを備えている。なお、電子機器５０としては、圧電アクチュエータ１０を筐体７０にそのまま収容するもののみならず、圧電アクチュエータ１０を振動板に取り付けた圧電振動装置３０を筐体７０に収容する構成のものも含まれる。

電子機器５０は、電子回路６０を備えている。電子回路６０としては、例えば、コントローラ６０ａと、送受信部６０ｂと、キー入力部６０ｃと、マイク入力部６０ｄとを含んでいる。さらに、表示部５０ａ（ディスプレイ）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、通信回路等も含まれる。電子回路６０が圧電アクチュエータ１０に接続されており、電子回路６０から入力された音声信号に基づいて圧電アクチュエータ１０が振動する。

また、電子機器５０は、表示部５０ａと、アンテナ５０ｂとを備えている。また、電子機器５０は、これら各デバイスを収容する筐体７０を備えている。なお、図６では、１つの筐体７０にコントローラ６０ａをはじめとする各デバイスがすべて収容されている状態をあらわしているが、各デバイスの収容形態を限定するものではない。本実施形態では、少なくとも電子回路６０と圧電アクチュエータ１０とが、１つの筐体７０に収容されていればよい。

コントローラ６０ａは、電子機器５０の制御部である。送受信部６０ｂは、コントローラ６０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｂを介してデータの送受信などを行う。キー入力部６０ｃは、電子機器５０の入力デバイスであり、操作者によるキー入力操作を受け付ける。キー入力部６０ｃは、ボタン状のキーであってもよいし、表示部５０ａと一体となっているタッチパネルであってもよい。マイク入力部６０ｄは、同じく電子機器５０の入力デバイスであり、操作者による音声入力操作などを受け付ける。表示部５０ａは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、コントローラ６０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。なお、表示部５０ａ（ディスプレイ）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。

そして、圧電アクチュエータ１０は、ディスプレイ、ディスプレイのカバーまたは筐体７０に取り付けられ、これらを振動させることによって、電子機器５０における音響出力デバイスとして動作する。なお、圧電アクチュエータ１０は、電子回路６０のコントローラ６０ａに接続されており、コントローラ６０ａによって制御された電圧の印加を受けて振動することとなる。

なお、図６では、電子機器５０が携帯端末であるものとして説明を行ったが、電子機器５０の種別を問うものではなく、音響を発する機能を有する様々な民生機器に適用されてよい。たとえば、薄型テレビやカーオーディオ機器は無論のこと、音響を発する機能を有する製品、例を挙げれば、掃除機や洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどといった種々の製品に用いられてよい。

このような電子機器５０は、駆動時の変位特性の変動が抑制された圧電アクチュエータ１０を用いて構成されていることから、音質の優れた高性能の電子機器とすることができる。

１：圧電素子
２：フレキシブル基板
３：導電性接合材
１０：圧電アクチュエータ
１１：圧電体
１２：表面電極
１３：内部電極
１３１：第１の内部電極
１３２：第２の内部電極
１４：圧電体層
１５：積層体
１６：表面電極
１６１：第１の表面電極
１６２：第２の表面電極
２１：外部接続領域
２２：素子接続領域
２３：ベースフィルム
２４：配線導体
２４１：接続部
２４２：延出部
２５：カバーフィルム
２６：コネクタ接続部
３０：圧電振動装置
５０：電子機器

Claims

圧電体の上面に表面電極を備えた圧電素子と、該圧電素子から延出されて外部回路と接続される外部接続領域および該外部接続領域を除いた素子接続領域を有しているフレキシブル基板とを備え、
該フレキシブル基板は配線導体を有しており、
該配線導体は、前記表面電極と導電性接合材を介して電気的に接続された接続部を有し、該接続部から前記外部接続領域に向かって引き出されているとともに前記接続部から前記素子接続領域の側面にも引き出された部位を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
内部電極および圧電体層が上下方向に積層された積層体の上面に前記内部電極と電気的に接続された表面電極を備えた圧電素子と、該圧電素子から延出されて外部回路と接続される外部接続領域および該外部接続領域を除いた素子接続領域を有しているフレキシブル基板とを備え、
該フレキシブル基板は配線導体を有しており、
該配線導体は、前記表面電極と導電性接合材を介して電気的に接続された接続部を有し、該接続部から前記外部接続領域に向かって引き出されているとともに前記接続部から前記素子接続領域の側面にも引き出された部位を有していることを特徴とする圧電アクチュエータ。
前記配線導体は、前記接続部から前記外部接続領域とは反対側に位置する素子接続領域の側面に向かって引き出されてい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。
前記接続部は、櫛歯状の形状であ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と、前記圧電素子の下面に接合された振動板とを備えていることを特徴とする圧電振動装置。
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と、該圧電アクチュエータに接続された電子回路と、前記圧電アクチュエータおよび前記電子回路を収容する筐体とを備えていることを特徴とする電子機器。