WO2015125370A1 - 音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器 - Google Patents

音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2015125370A1
WO2015125370A1 PCT/JP2014/081663 JP2014081663W WO2015125370A1 WO 2015125370 A1 WO2015125370 A1 WO 2015125370A1 JP 2014081663 W JP2014081663 W JP 2014081663W WO 2015125370 A1 WO2015125370 A1 WO 2015125370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piezoelectric element
diaphragm
sound generator
sound
piezoelectric
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/081663
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
徹 松岡
Original Assignee
京セラ株式会社
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 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
Priority to CN201480073090.5A priority Critical patent/CN105900454B/zh
Priority to US15/117,516 priority patent/US9967676B2/en
Priority to JP2015538786A priority patent/JP5898384B2/ja
Publication of WO2015125370A1 publication Critical patent/WO2015125370A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/005—Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/028—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein associated with devices performing functions other than acoustics, e.g. electric candles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/003—Mems transducers or their use
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/15—Transducers incorporated in visual displaying devices, e.g. televisions, computer displays, laptops

Definitions

  • the present invention relates to an acoustic generator, an acoustic generator, a portable terminal, and an electronic device.
  • a bimorph type piezoelectric element in which a plurality of internal electrode layers and piezoelectric layers are laminated to form electrodes on the surface of the laminate.
  • This piezoelectric element is used in an acoustic device such as a speaker, and is used as a vibration generation source (acoustic generator).
  • a flat piezoelectric element is bonded to the diaphragm via a bonding material to constitute an acoustic generator.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an acoustic generator, an acoustic generator, a portable terminal, and an electronic device with improved sound quality.
  • the acoustic generator of the present invention includes a piezoelectric element having a piezoelectric body and a diaphragm bonded to the piezoelectric element via a bonding material, and has a portion where the distance between the diaphragm and the piezoelectric body is different. is doing.
  • the sound generator of the present invention includes the above-described sound generator and a housing that houses the sound generator.
  • the portable terminal of the present invention includes the acoustic generator having the above-described configuration, an electronic circuit, a display, and a casing, and the diaphragm of the acoustic generator is the display or the casing.
  • an electronic device including the acoustic generator having the above-described configuration, an electronic circuit connected to the acoustic generator, and a housing that houses the electronic circuit and the acoustic generator. It has a function to generate sound from the vessel.
  • the present invention it is possible to obtain a sound generator, a sound generator, a portable terminal, and an electronic device with improved sound quality.
  • (A) is a top view which shows an example of the sound generator of this embodiment
  • (b) is a schematic sectional drawing in the AA of (a)
  • (c) is other than the sound generator of this embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view taken along line AA shown in FIG. 6.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view taken along line BB shown in FIG. 6. It is a figure which shows the structure of the electronic device of this embodiment.
  • FIG. 1A is a plan view showing an example of the sound generator of this embodiment
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A
  • FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the acoustic generator of.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of the piezoelectric element shown in FIG. 1B and 1C show the sound generator 1 greatly exaggerated in the thickness direction.
  • the acoustic generator 1 includes a piezoelectric element 11 having a piezoelectric body 11a and a diaphragm 12 joined to the piezoelectric element 11 via a joining material. It has a part where the distance from 11a differs.
  • the piezoelectric element 11 is an exciter that is provided by being attached to the surface of the diaphragm 12 and that excites the diaphragm 12 by vibrating under application of a voltage.
  • the piezoelectric element 11 includes a laminated body 11c in which four piezoelectric layers constituting the piezoelectric body 11a and three internal electrodes 11b are alternately laminated, and a surface formed on the upper and lower surfaces of the laminated body 11c. An electrode 11d and an external electrode 11e formed on the side surface from which the internal electrode 11b is led out and connected to the surface electrode 11d are provided.
  • the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction when viewed in plan, for example, a rectangular plate shape when viewed in plan, and has a first main surface (upper surface in the drawing) and a second main surface (lower surface in the drawing). Has a rectangular shape.
  • the piezoelectric layer constituting the piezoelectric body 11a is polarized so that the direction of polarization with respect to the direction of the electric field applied at a certain moment is reversed between one side and the other side in the thickness direction.
  • the direction of polarization of each piezoelectric layer constituting the piezoelectric body 11a is indicated by arrows in FIG.
  • piezoelectric body 11a As a material constituting the piezoelectric body 11a, conventionally used piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate, a lead-free piezoelectric material such as a bi-layered compound, and a tungsten bronze structure compound may be used. it can.
  • lead zirconate titanate As a material constituting the piezoelectric body 11a, conventionally used piezoelectric ceramics such as lead zirconate titanate, a lead-free piezoelectric material such as a bi-layered compound, and a tungsten bronze structure compound may be used. it can.
  • various metal materials can be used as the material of the internal electrode 11b.
  • a metal component composed of silver and palladium and a ceramic component constituting the piezoelectric body 11a when contained, stress due to a difference in thermal expansion between the piezoelectric body 11a and the internal electrode 11b are contained, stress due to a difference in thermal expansion between the piezoelectric body 11a and the internal electrode 11b can be reduced, so that stacking failure occurs.
  • a piezoelectric element 11 having no surface can be obtained.
  • the diaphragm 12 is joined to the second main surface of the piezoelectric element 11 via a joining member 13.
  • the diaphragm 12 can be formed using various materials such as resin and metal.
  • the diaphragm 12 can be made of a resin film such as polyethylene or polyimide having a thickness of 10 to 200 ⁇ m.
  • the diaphragm 12 is not limited to a resin film, and may be a resin plate, a metal plate, a glass plate, or the like, and a part of a casing or display of a portable terminal described later may function as the diaphragm 12. .
  • the joining member 13 has a film shape. Further, the joining member 13 is formed of a material that is softer and easier to deform than the diaphragm 12, and has a Young's modulus smaller than that of the diaphragm 12.
  • the joining member 13 may be a single member or a composite body composed of several members.
  • a joining member 13 for example, a double-sided tape in which a pressure-sensitive adhesive is attached to both surfaces of a substrate made of a nonwoven fabric or the like, various adhesives that are adhesives having elasticity, and the like can be suitably used.
  • the thickness of the bonding member 13 is preferably larger than the amplitude of the bending vibration of the piezoelectric element 11, but if it is too thick, the vibration is attenuated, so that the distance L1 described later is set to be 100 to 600 ⁇ m, for example.
  • a frame 14 is provided on the outer periphery of the diaphragm 12.
  • the frame body 14 includes an upper frame member 141 and a lower frame member 142, and the outer peripheral portion of the diaphragm 12 is sandwiched between the upper frame member 141 and the lower frame member 142.
  • the diaphragm 12 is supported.
  • the diaphragm 12 is supported by the frame body 14 while being stretched within the frame of the frame body 14.
  • the thickness and material of the upper frame member 141 and the lower frame member 142 constituting the frame body 14 are not particularly limited.
  • the frame body 14 can be formed using various materials such as metal, resin, glass, or ceramics.
  • stainless steel having a thickness of 100 to 5000 ⁇ m can be suitably used as the frame body 14 (upper frame member 141 and lower frame member 142) because of its excellent mechanical strength and corrosion resistance.
  • FIG. 1 shows the frame 14 whose inner region has a rectangular shape, it may be a polygon such as a parallelogram, trapezoid, or regular n-gon. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an example of a rectangular shape is shown.
  • the acoustic generator 1 may further include a resin layer 15 as shown in FIG.
  • the resin layer 15 is formed by the first main surface of the vibration plate 12 and the inner peripheral surface of the upper frame member 141. In the space, the piezoelectric element 11 and the first main surface of the diaphragm 12 are disposed so as to cover.
  • the resin layer 15 is preferably formed using, for example, an acrylic resin so that the Young's modulus is about 1 MPa to 1 GPa.
  • the difference between the peak and the dip in the frequency characteristic of the sound pressure is reduced by the resin layer 15 described above.
  • a damping material (not shown) is further arranged, and the diaphragm 12 is mechanically vibrated by the damping material.
  • the damping material is attached to the surface of the vibration plate 12 opposite to the surface on which the piezoelectric element 11 is provided.
  • the lead 16 of the piezoelectric element 11 can be formed using various metal materials.
  • the lead 16 is configured using a flexible wiring board in which a metal foil such as copper or aluminum is sandwiched between resin films, the height of the acoustic generator 1 can be reduced.
  • the piezoelectric element 11 has a portion where the distance between the piezoelectric body 11a and the diaphragm 12 is different regardless of the presence or absence of the surface electrode 11d (difference due to the thickness of the surface electrode 11d).
  • the piezoelectric element 11 is a plate-like body that is long in one direction when viewed in plan. And has a curved region when viewed in a longitudinal section.
  • the piezoelectric element 11 when the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction when viewed in plan and has a warped shape (curved shape) or a wavy shape (for example, a waveform) in one direction,
  • the element 11 may have a region that is curved when viewed in a longitudinal section, and may have a portion where the distance between the diaphragm 12 and the piezoelectric body 11a is different.
  • the piezoelectric element 11 When the piezoelectric element 11 has a flat plate shape without warping or undulation in one direction (longitudinal direction) and does not have a portion where the distance between the vibration plate 12 and the piezoelectric body 11a is different, The vibration is transmitted to the diaphragm on the average from the entire surface of the second main surface, and tends to have a muffled sound quality.
  • the vibration of the piezoelectric element 11 is the portion where the distance between the piezoelectric body 11a and the vibration plate 12 is closest. It is transmitted more strongly from (distance L1), and the sound quality is clear and sharp. Further, the vibration energy of the piezoelectric element 11 is intensively transmitted from the portion (the portion of the distance L1) where the distance between the piezoelectric body 11a and the diaphragm 12 is the closest, resulting in an effect of increasing the sound pressure. .
  • the difference between the distance L1 of the portion where the distance between the diaphragm 12 and the piezoelectric body 11a is closest and the distance L2 of the portion which is farthest is effectively 30 to 100 ⁇ m.
  • the distance L1 of the closest part is the distance of the piezoelectric body 11a and the diaphragm 12 that are closest to each other when viewed in a longitudinal section
  • the distance L2 of the farthest part is The distance between the piezoelectric body 11a and the diaphragm 12 when viewed in a longitudinal section is the farthest distance.
  • the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction (for example, a rectangular shape in plan view) when seen in a plan view, and protrudes toward the diaphragm 12 in one direction (longitudinal direction). It is preferable to warp so that.
  • the second main surface of the piezoelectric element 11 on the side facing the diaphragm 12 has a convex curved surface shape.
  • the portion where the distance between the vibration plate 12 and the piezoelectric body 11a is closest (the portion of the distance L1) is located at the center in one direction of the piezoelectric element 11, and the distance between the vibration plate 12 and the piezoelectric body 11a is The farthest part (part of distance L2) is located at both ends in one direction of the piezoelectric element 11.
  • the vibration transmitted from both ends in one direction of the piezoelectric element 11 is reduced, the vibration from the closest part (convex vertex) is large, and this is spread around.
  • the sound can be suppressed, and as a result, the sound quality can be further improved.
  • the warp in one direction increases the difference between the closest part and the farthest distance, and also increases the difference in the intensity of vibration transmitted by bending vibration.
  • the piezoelectric element 11 when the piezoelectric element 11 is viewed in a plan view, the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction (for example, a rectangular shape in plan view) and is the closest part to the diaphragm 12 of the piezoelectric body 11a (distance)
  • the portion indicated by L1 is preferably located at a position shifted from the center of the length in one direction (longitudinal direction) of the piezoelectric element 11.
  • a distance L2 between one end of the piezoelectric element 11 in one direction and the diaphragm 12 is different from a distance L3 between the other end in one direction of the piezoelectric element 11 and the diaphragm 12. It is good to have.
  • the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction (for example, a rectangular shape in plan view) when seen in a plan view, and is convex on the opposite side of the diaphragm 12 in one direction. May be warped. In other words, it may be warped in a concave curved surface that is concave on the side of the diaphragm 12.
  • the first main surface of the piezoelectric element 11 opposite to the side facing the diaphragm 12 has a convex curved surface
  • the second main surface of the piezoelectric element 11 on the side facing the diaphragm 12 Has a concave curved surface.
  • a portion where the distance between the vibration plate 12 and the piezoelectric body 11a is closest is located at both ends in one direction (longitudinal direction) of the piezoelectric element 11, and the vibration plate 12 and the piezoelectric body 11a. Is located at the center of one direction of the piezoelectric element 11 (the part having the distance L2).
  • the vibration is mainly caused by the piezoelectric element 11 because it has a convex curved surface that is convex on the opposite side of the diaphragm 12 (a concave curved surface that is concave on the diaphragm 12 side). It is transmitted from both ends in one direction, and the vibration energy at one end is approximately halved, and the sound quality can be improved by reducing the sharp sound quality.
  • the piezoelectric element 11 has a shape that is long in one direction when viewed in plan (for example, a rectangular shape when viewed in plan) and a shape that undulates in one direction when viewed in a longitudinal section. Also good.
  • the parts that transmit strong vibration energy to the diaphragm 12 are dispersed in a plurality of places, and the vibration spreads from the plurality of places to the surroundings. Therefore, the vibration energy per place becomes small and strong from one place.
  • the sound quality is softer than when vibration is transmitted, and as a result, the sound quality can be improved.
  • the portion of the piezoelectric body 11a closest to the diaphragm 12 (the portion indicated by the distance L1) is at a position shifted from the center of the length in one direction of the piezoelectric element 11. It is.
  • a shape which wavinessed in one direction when viewed in a longitudinal section for example, a waveform shape may be mentioned, but the amplitude and period in this case are not limited to a constant shape, and may be a random shape.
  • a bimorph multilayer piezoelectric element As the piezoelectric element 11, a bimorph multilayer piezoelectric element has been described as an example, but is not limited thereto.
  • a unimorph multilayer piezoelectric element may be attached to the vibration plate 12 (vibrating body 12a) to bend and vibrate as a whole.
  • the number of the piezoelectric elements 11 is one was illustrated, the number of the piezoelectric elements 11 is not limited.
  • a ceramic green sheet to be a piezoelectric layer is produced.
  • a ceramic slurry is prepared by mixing a calcined powder of piezoelectric ceramic, a binder made of an organic polymer such as acrylic or butyral, and a plasticizer.
  • a ceramic green sheet is produced using this ceramic slurry by using tape molding methods, such as a doctor blade method and a calender roll method.
  • the piezoelectric ceramic any material having piezoelectric characteristics may be used.
  • a perovskite oxide made of lead zirconate titanate (PbZrO 3 -PbTiO 3 ) can be used.
  • the plasticizer dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), or the like can be used.
  • a conductive paste to be the internal electrode 11b is produced.
  • a conductive paste is prepared by adding and mixing a binder and a plasticizer to a metal powder of a silver-palladium alloy. This conductive paste is applied on the above ceramic green sheet in a pattern of internal electrodes using a screen printing method. Further, a plurality of ceramic green sheets on which this conductive paste is printed are stacked, debindered at a predetermined temperature, and then fired at a temperature of 900 to 1200 ° C.
  • the piezoelectric element 11 when the piezoelectric element 11 is viewed in a longitudinal section, the piezoelectric element 11 has a curved region, specifically, a shape that is long in one direction when seen in a plan view.
  • firing having a convex curved surface shape or a concave curved surface shape in order to obtain a shape that is warped so as to be convex or concave on the vibration plate side, or a shape that undulates in one direction when viewed in a longitudinal section.
  • a jig (setter) or a wavy shaped firing jig (setter) place the ceramic green sheet laminate on it, and fire it with a weight on it. It can be processed into a shape.
  • stacked alternately by producing a grinding process using a surface grinder etc. is produced.
  • a silver glass-containing conductive paste prepared by adding a binder, a plasticizer, and a solvent to a mixture of conductive particles mainly composed of silver and glass is used to form a main surface of the laminate and a surface electrode 11d pattern.
  • a baking process is performed at a temperature of 650 to 750 ° C. to form the surface electrode 11d.
  • the vias penetrating the piezoelectric layer 11a may be formed or the external electrode 11e may be formed on the side surface of the multilayer body 11c. Any manufacturing method may be used.
  • a conductive adhesive for example, a flexible wiring board as a lead is connected and fixed (bonded) to the surface electrode 11 d formed on the first main surface of the piezoelectric element 11.
  • a conductive adhesive paste is applied and formed on a predetermined position of the piezoelectric element 11 using a technique such as screen printing. Then, the flexible wiring board is connected and fixed to the piezoelectric element by curing the conductive adhesive paste with the flexible wiring board being in contact therewith. The conductive adhesive paste may be applied and formed on the flexible wiring board side.
  • the resin constituting the conductive adhesive is made of a thermoplastic resin
  • the conductive adhesive is applied and formed at a predetermined position of the piezoelectric element or the flexible wiring board, and then the piezoelectric element 11 and the flexible wiring board are conductively bonded.
  • the thermoplastic resin softens and flows when heated and pressed in a state of contact with the agent, and then returns to room temperature, so that the thermoplastic resin is cured again and the flexible wiring board is connected and fixed to the piezoelectric element.
  • an anisotropic conductive material is used as the conductive adhesive, it is necessary to control the amount of pressure so that adjacent conductive particles do not come into contact with each other.
  • a sheet of the conductive adhesive formed in advance in a sheet shape is provided between the piezoelectric element and the flexible wiring board. It may be joined by heating and pressing in a state sandwiched between the two.
  • the diaphragm 12 is bonded to the second main surface of the piezoelectric element 11 opposite to the main surface to which the flexible wiring board is bonded via the bonding member 13.
  • the sound generator 1 can be manufactured by the above method.
  • the sound generator 2 can be configured by housing the sound generator 1 having the above-described configuration in a resonance box 200.
  • the resonance box 200 is a housing that houses the sound generator 1, and resonates the sound emitted from the sound generator 1 and radiates it as sound waves from the housing surface.
  • Such a sound generator 2 can be used alone as a speaker, and can be suitably incorporated into a portable terminal, a thin television, a tablet terminal, or the like, as will be described later.
  • it can also be incorporated into home appliances that have not been prioritized in terms of sound quality, such as refrigerators, microwave ovens, vacuum cleaners, and washing machines.
  • the portable terminal of the present embodiment includes the sound generator 1 and an electronic circuit (not shown), and has a display 91 and a casing 92 as a diaphragm.
  • the piezoelectric element 11 is joined to a part of the housing 92.
  • 7 is a schematic perspective view schematically showing the portable terminal of the present embodiment
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 7
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. It is the schematic sectional drawing cut
  • the piezoelectric element 11 is attached to a housing 92 that serves as a cover for the display 91.
  • the piezoelectric element 11 and the housing 92 are joined using a deformable joining member. That is, in FIGS. 8 and 9, the joining member 94 is a deformable joining member.
  • the deformable joining member 94 By joining the piezoelectric element 11 and the housing 92 with the deformable joining member 94, when the vibration is transmitted from the piezoelectric element 11, the deformable joining member 94 is deformed more greatly than the housing 92.
  • the anti-phase vibration reflected from the housing 92 can be mitigated by the deformable joining member 94, so that the piezoelectric element 11 transmits strong vibration to the housing 92 without being influenced by the surrounding vibration. Can be made.
  • the bonding member 94 since at least a part of the bonding member 94 is made of a viscoelastic body, strong vibration from the piezoelectric element 11 is transmitted to the housing 92, while the weak vibration reflected from the housing 92 is absorbed by the bonding member 94. It is preferable in that it can be performed.
  • a double-sided tape in which a pressure-sensitive adhesive is attached to both surfaces of a base material made of a nonwoven fabric or the like, or a joining member including an elastic adhesive can be used, and the thickness thereof is, for example, 10 ⁇ m to 2000 ⁇ m. Can be used.
  • the piezoelectric element 11 is attached to a part of the casing 92 that serves as a cover of the display 91, and a part of the casing 92 functions as the diaphragm 922.
  • the piezoelectric element 11 is bonded to the casing 92.
  • the piezoelectric element 11 may be bonded to the display 91, and the display 91 may function as a diaphragm.
  • the housing 92 includes a box-shaped housing main body 921 having one surface opened, and a diaphragm 922 that closes the opening of the housing main body 921.
  • the casing 92 (the casing main body 921 and the diaphragm 922) can be formed preferably using a material such as a synthetic resin having high rigidity and elastic modulus.
  • the thickness of the diaphragm 922 is set to 0.4 mm to 1.5 mm, for example.
  • the peripheral edge of the diaphragm 922 is attached to the housing main body 921 via a bonding material 93 so as to vibrate.
  • the bonding material 93 is formed of a material that is softer and easier to deform than the diaphragm 922, and has a Young's modulus smaller than that of the diaphragm 922.
  • the bonding material 93 may be a single material or a composite made up of several members.
  • a bonding material 93 for example, a double-sided tape in which an adhesive is attached to both surfaces of a base material made of a nonwoven fabric or the like can be suitably used.
  • the thickness of the bonding material 93 is set so that the vibration is not attenuated due to being too thick, and is set to, for example, 0.1 mm to 0.6 mm.
  • the material of the bonding material 93 is not limited, and the bonding material 93 may be formed of a material that is harder than the vibration plate 922 and hardly deforms. Moreover, depending on the case, the structure which does not have the joining material 93 may be sufficient.
  • Examples of the electronic circuit include a circuit for processing image information to be displayed on the display 91 and audio information transmitted by the portable terminal, a communication circuit, and the like. At least one of these circuits may be included, or all the circuits may be included. Further, it may be a circuit having other functions. Furthermore, you may have a some electronic circuit.
  • the electronic circuit and the piezoelectric element 11 are connected by a connection wiring (not shown).
  • the display 91 is a display device having a function of displaying image information.
  • a known display such as a liquid crystal display or an organic EL display can be suitably used.
  • the display 91 may have an input device such as a touch panel.
  • the cover (diaphragm 922) of the display 91 may have an input device such as a touch panel.
  • the entire display 91 or a part of the display 91 may function as a diaphragm.
  • the mobile terminal has a communication means (communication unit) that transmits and receives data via an antenna or the like.
  • a communication means communication unit
  • mobile phones such as smartphones, mobile devices such as tablet PCs and notebook PCs, game machines, and the like can be given.
  • the sound generator 1 with improved sound quality is used, a high sound quality mobile terminal can be obtained.
  • the mobile terminal according to the present embodiment is characterized in that the display 91 or the casing 92 generates vibrations that transmit sound information through the ear cartilage or air conduction.
  • the portable terminal of this example can transmit sound information by transmitting a vibration to the cartilage of the ear by bringing the diaphragm (display 91 or housing 92) into contact with the ear directly or via another object. That is, sound information can be transmitted by bringing a vibration plate (display 91 or housing 92) into direct or indirect contact with the ear and transmitting vibration to the cartilage of the ear.
  • the object interposed between the diaphragm (display 91 or housing 92) and the ear may be, for example, a cover of a mobile terminal, a headphone or an earphone, and any object that can transmit vibration. Anything can be used.
  • it may be a portable terminal that transmits sound information by propagating sound generated from the diaphragm (display 91 or housing 92) in the air.
  • it may be a portable terminal that transmits sound information via a plurality of routes.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the electronic device 50 according to the present embodiment. In the figure, only components necessary for explanation are shown, and descriptions of general components are omitted.
  • the electronic device 50 of this example includes an acoustic generator 1, an electronic circuit 60 connected to the acoustic generator 1, and a housing 70 that houses the electronic circuit 60 and the acoustic generator 1. And having a function of generating sound from the sound generator 1.
  • the electronic device 50 includes an electronic circuit 60.
  • the electronic circuit 60 includes, for example, a controller 50a, a transmission / reception unit 50b, a key input unit 50c, and a microphone input unit 50d.
  • the electronic circuit 60 is connected to the sound generator 1 and has a function of outputting an audio signal to the sound generator 1.
  • the sound generator 1 generates sound based on the sound signal input from the electronic circuit 60.
  • the electronic device 50 includes a display unit 50e, an antenna 50f, and the sound generator 1. Further, the electronic device 50 includes a housing 70 that accommodates these devices.
  • FIG. 10 shows a state in which each device including the controller 50a is accommodated in one casing 70, the accommodation form of each device is not limited. In the present embodiment, it is sufficient that at least the electronic circuit 60 and the sound generator 1 are accommodated in one housing 70.
  • the controller 50 a is a control unit of the electronic device 50.
  • the transmission / reception unit 50b transmits / receives data via the antenna 50f based on the control of the controller 50a.
  • the key input unit 50c is an input device of the electronic device 50 and accepts a key input operation by an operator.
  • the microphone input unit 50d is also an input device of the electronic device 50, and accepts a voice input operation by an operator.
  • the display unit 50e is a display output device of the electronic device 50, and outputs display information based on the control of the controller 50a.
  • the sound generator 1 operates as a sound output device in the electronic device 50.
  • the sound generator 1 is connected to the controller 50a of the electronic circuit 60, and emits sound in response to application of a voltage controlled by the controller 50a.
  • the electronic device 50 has been described as a portable terminal device.
  • the electronic device 50 is not limited to the type of the electronic device 50, and may be applied to various consumer devices having a function of emitting sound.
  • flat-screen televisions and car audio devices can of course be used for products having a function of generating sound, for example, various products such as vacuum cleaners, washing machines, refrigerators, microwave ovens, and the like.
  • the electronic device 50 of this example since it is configured using the sound generator 1 with improved sound quality, a high sound quality electronic device can be obtained.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Abstract

　【課題】　音質の向上した音響発生器、携帯端末および電子機器を提供する。　【解決手段】本発明の音響発生器１は、圧電体１１ａを有する圧電素子１１と、圧電素子１１に接合材を介して接合された振動板１２とを備えており、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している。この構成によれば、クリアでシャープな音質となり、また音圧が高くなる効果もあることから、音質の向上した音響発生器を実現することができる。

Description

音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器
　本発明は音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器に関するものである。
　内部電極層と圧電体層とが複数積層されて、積層体の表面に電極を形成してなるバイモルフ型の圧電素子が知られている。この圧電素子は、スピーカーなどの音響機器に使用され、振動の発生源（音響発生器）に利用されている。具体的には、平板状の圧電素子が振動板に接合材を介して接合されて、音響発生器が構成されている。
特開２００１－１６０９９９号公報
　ところで、圧電素子を用いた音響発生器は、さらなる音質の向上が求められている。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、音質の向上した音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器を提供することを目的とする。
　本発明の音響発生器は、圧電体を有する圧電素子と、該圧電素子に接合材を介して接合された振動板とを備えており該振動板と前記圧電体との距離が異なる部位を有している。
　また、本発明の音響発生装置は、上記の音響発生器と、該音響発生器を収容する筐体とを備えている。
　また、本発明の携帯端末は、上記の構成の音響発生器と、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを備え、前記音響発生器の振動板が前記ディスプレイまたは前記筐体である。
　また、本発明の電子機器は、上記の構成の音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体とを備え、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有する。
　本発明によれば、音質が向上した音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器を得ることができる。
（ａ）は本実施形態の音響発生器の一例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線における概略断面図、（ｃ）は本実施形態の音響発生器の他の例を示す概略断面図である。 図１に示す圧電素子の一例の概略断面図である。 本実施形態の音響発生器の他の例を示す概略断面図である。 本実施形態の音響発生器の他の例を示す概略断面図である。 本実施形態の音響発生器の他の例を示す概略断面図である。 本実施形態の音響発生装置の構成を示す図である。 本実施形態の携帯端末を模式的に示す概略斜視図である。 図６に示すＡ－Ａ線で切断した概略断面図である。 図６に示すＢ－Ｂ線で切断した概略断面図である。 本実施形態の電子機器の構成を示す図である。
　本発明の音響発生器の実施の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）は本実施形態の音響発生器の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線における概略断面図、（ｃ）は本実施形態の音響発生器の他の例を示す概略断面図である。また、図２は、図１に示す圧電素子の一例の概略断面図である。なお、図１（ｂ）、図１（ｃ）は、音響発生器１を厚み方向に大きく誇張して示している。
　図１に示す実施形態の音響発生器１は、圧電体１１ａを有する圧電素子１１と、圧電素子１１に接合材を介して接合された振動板１２とを備えており、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している。
　圧電素子１１は、振動板１２の表面に貼り付けられるなどして設けられ、電圧の印加を受けて振動することによって振動板１２を励振させる励振器である。
　かかる圧電素子１１は、圧電体１１ａを構成する４層の圧電体層と３層の内部電極１１ｂとが交互に積層された積層体１１ｃと、かかる積層体１１ｃの上面および下面に形成された表面電極１１ｄと、内部電極１１ｂが導出された側面に形成され、かつ表面電極１１ｄと接続された外部電極１１ｅとを備える。
　なお、圧電素子１１は、平面視したときに一方方向に長い形状、例えば平面視で長方形の板状であり、第１の主面（図における上面）および第２の主面（図における下面）が長方形状をなしている。また、圧電体１１ａを構成する圧電体層は、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが厚み方向における一方側と他方側とで逆転するように分極されている。なお、圧電体１１ａを構成するそれぞれの圧電体層の分極の向きを、図２に矢印で示している。
　圧電体１１ａを構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ｌｅａｄ　ｚｉｒｃｏｎａｔｅ　ｔｉｔａｎａｔｅ）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体等、従来から用いられている圧電セラミックスを用いることができる。
　また、内部電極１１ｂの材料としては、種々の金属材料を用いることができる。例えば、銀とパラジウムとからなる金属成分と、圧電体１１ａを構成するセラミック成分とを含有した場合、圧電体１１ａと内部電極１１ｂとの熱膨張差による応力を低減することができるので、積層不良のない圧電素子１１を得ることができる。
　圧電素子１１の第２の主面には、接合部材１３を介して振動板１２が接合されている。
　振動板１２は、樹脂や金属等の種々の材料を用いて形成することができる。例えば、厚さ１０～２００μｍのポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムで振動板１２を構成することができる。なお、振動板１２としては樹脂フィルムに限定されず、樹脂板、金属板、ガラス板などでもよく、後述する携帯端末の筐体またはディスプレイの一部が振動板１２として機能するようにしてもよい。
　接合部材１３は、フィルム状の形状を有している。また、接合部材１３は、振動板１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板１２よりもヤング率が小さいものである。
　接合部材１３は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合部材１３としては、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である各種接着剤等を好適に用いることができる。また、接合部材１３の厚みは、圧電素子１１の屈曲振動の振幅よりも大きいことが望ましいが、厚すぎると振動が減衰されるので、例えば後述する距離Ｌ１が１００～６００μｍとなるように設定される。
　振動板１２の外周部には、例えば枠体１４が設けられる。枠体１４としては、図１（ｂ）に示すように上枠部材１４１と下枠部材１４２とで構成されており、振動板１２の外周部を上枠部材１４１と下枠部材１４２とで挟み込んで振動板１２を支持している。すなわち、振動板１２は、枠体１４の枠内に張った状態で枠体１４に支持されている。振動板１２の外周部が枠体１４で固定されることで、エネルギーの損失が少なく、音圧を向上させることができる。
　枠体１４を構成する上枠部材１４１および下枠部材１４２の厚みや材質などは、特に限定されるものではない。金属、樹脂、ガラスあるいはセラミックスなど種々の材料を用いて枠体１４を形成することができる。例えば、機械的強度および耐食性に優れるという理由から、厚さ１００～５０００μｍのステンレス製のものなどを枠体１４（上枠部材１４１および下枠部材１４２）として好適に用いることができる。
　なお、図１には、内側の領域の形状が矩形状である枠体１４を示しているが、平行四辺形、台形および正ｎ角形といった多角形であってもよい。本実施形態では、図１に示すように、矩形状である例を示している。
　また、音響発生器１は、図１（ｃ）に示すように、樹脂層１５をさらに備えてもよい。振動板１２の第１の主面（図における上面）に圧電素子１１が設けられる場合、樹脂層１５は、振動板１２の第１の主面と上枠部材１４１の内周面とによって形成される空間において、圧電素子１１と、振動板１２の第１の主面とを覆うように配置される。
　樹脂層１５は、たとえば、アクリル系樹脂を用いてヤング率が１ＭＰａ～１ＧＰａの範囲程度となるように形成されることが好ましい。かかる樹脂層１５によって圧電素子１１を埋設することで、適度なダンピング効果を誘発させることができるので、共振現象を抑制して、音圧の周波数特性におけるピークやディップを小さく抑えることができる。
　音圧の周波数特性におけるピークとディップとの差は、上記の樹脂層１５によって小さくされるが、さらにダンピング材（図示せず）を配置し、振動板１２に対してダンピング材による機械的な振動損失を与えることによって、ピークとディップとの差をより一層低減させるようにしてもよい。例えば、ダンピング材は、振動板１２の圧電素子１１が設けられた側の面とは反対側の面に取り付けられる。
　圧電素子１１の第１の主面（図における上面）に設けられた表面電極１１ｄにはリード１６が接続されていて、リード１６を介して圧電素子１１に電圧が印加されると、たとえば、ある瞬間において、振動板１２に接着された側の圧電体層は縮み、圧電素子１１の振動板１２に接着された側とは反対側の圧電体層は延びるように変形する。よって、圧電素子１１に交流信号を与えることにより、圧電素子１１が屈曲振動し、振動板１２に屈曲振動を与えることができる。
　圧電素子１１のリード１６は、種々の金属材料を用いて形成することができる。例えば、銅またはアルミニウムなどの金属箔を樹脂フィルムで挟んだフレキシブル配線基板を用いてリード１６を構成すると、音響発生器１の低背化を図ることができる。
　そして、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している。これは、表面電極１１ｄの有無（表面電極１１ｄの厚みによる差）によらず、圧電素子１１における圧電体１１ａと振動板１２との距離が異なる部位を有していることを意味している。
　ここで、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している構成として、具体的には、圧電素子１１が平面視したときに一方方向に長い形状の板状体であって、縦断面視したときに湾曲した領域を有している。
　例えば、圧電素子１１が平面視したときに一方方向に長い形状であって、一方方向において反りのある形状（湾曲した形状）やうねりのある形状（例えば波形）であるものを用いることで、圧電素子１１が縦断面視したときに湾曲した領域を有しており、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している構成とすることができる。
　圧電素子１１が一方方向（長手方向）において反りやうねりのない平板状のものであって、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有していない構成であると、圧電素子の振動は第２の主面の全面から平均的に振動板に伝わり、こもった音質になる傾向がある。
　これに対し、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が異なる部位を有している構成であると、圧電素子１１の振動は圧電体１１ａと振動板１２との距離が最も近接している部位（距離Ｌ１の部位）からより強く伝えられ、クリアでシャープな音質となる。また、圧電素子１１の振動エネルギーは圧電体１１ａと振動板１２との距離が最も近接している部位（距離Ｌ１の部位）から集中的に伝えられ、結果的に音圧が高くなる効果もある。
　なお、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が最も近接している部位の距離Ｌ１と最も遠い部位の距離Ｌ２との差は、３０～１００μｍであるのが効果的である。ここで、最も近接している部位の距離Ｌ１とは、縦断面視したときの圧電体１１ａと振動板１２との最も近づいているところの距離のことであり、最も遠い部位の距離Ｌ２とは、縦断面視したときの圧電体１１ａと振動板１２との最も離れているところの距離のことである。
　ここで、図１に示すように、圧電素子１１は、平面視したときに一方方向に長い形状（例えば平面視長方形状）であって、一方方向（長手方向）において振動板１２の側に凸となるように反っているのが好ましい。このとき、圧電素子１１の振動板１２に面する側の第２の主面が凸曲面状になっている。また、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が最も近接している部位（距離Ｌ１の部位）が圧電素子１１の一方方向の中央部に位置し、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が最も遠い部位（距離Ｌ２の部位）が圧電素子１１の一方方向の両端部に位置する。このような構成によれば、圧電素子１１の一方方向の両端部から伝わる振動が小さくなり、最も近接している部位（凸の頂点）からの振動が大きく、これが周囲にひろがるために、こもった音を抑えられ、その結果、更に音質を向上させることができる。なお、一方方向において反っていることで、最も近接している部位と最も遠い距離との差が大きく、また屈曲振動により伝わる振動の強度差も大きくなる。
　また、図３に示すように、圧電素子１１が平面視したときに一方方向に長い形状（例えば平面視長方形状）であって、圧電体１１ａの振動板１２に最も近接している部位（距離Ｌ１で示す部位）が圧電素子１１の一方方向（長手方向）における長さの中央からずれた位置にあるのが好ましい。このとき、圧電素子１１の一方方向の一方の端部と振動板１２との間の距離Ｌ２と、圧電素子１１の一方方向の他方の端部と振動板１２との間の距離Ｌ３とが異なっているのがよい。凸の頂点の位置を一方方向の中心から外すことで、圧電素子１１の一方方向の両端部から振動板１２に伝わる振動に強度差を付けることができ、その結果、音質を向上させることができる。
　また、図４に示すように、圧電素子１１は、平面視したときに一方方向に長い形状（例えば平面視長方形状）であって、一方方向において振動板１２とは反対側に凸となるように反っていてもよい。言い換えると、振動板１２の側に凹となる凹曲面状に反ってしてもよい。このとき、圧電素子１１の振動板１２に面する側とは反対側の第１の主面が凸曲面状になっていて、圧電素子１１の振動板１２に面する側の第２の主面が凹曲面状になっている。また、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が最も近接している部位（距離Ｌ１の部位）が圧電素子１１の一方方向（長手方向）の両端部に位置し、振動板１２と圧電体１１ａとの距離が最も遠い部位（距離Ｌ２の部位）が圧電素子１１の一方方向の中央部に位置する。このような場合には、振動板１２とは反対側に凸となる凸曲面状（振動板１２の側に凹となる凹曲面状）になっていることで、振動は主に圧電素子１１の一方方向の両端部から伝えられ、一方の端部における振動エネルギーは約半分となり、鋭い音質が緩和されることによって、音質を向上させることができる。
　また、図５に示すように、圧電素子１１は、平面視したときに一方方向に長い形状（例えば平面視長方形状）であって、縦断面視したときに一方方向においてうねった形状であってもよい。振動板１２に強い振動エネルギーを伝える部位（距離Ｌ１の部位）が複数箇所に分散され、複数個所から振動が周囲にひろがっていくために、一箇所当たりの振動エネルギーは小さくなり、一箇所から強い振動が伝わる場合に比べて音質が柔らかくなり、その結果、音質を向上させることもできる。この形状の場合においても、圧電体１１ａの振動板１２に最も近接している部位（距離Ｌ１で示す部位）が圧電素子１１の一方方向における長さの中央からずれた位置にあるのが効果的である。なお、縦断面視したときに一方方向においてうねった形状としては、例えば波形の形状が挙げられるが、この場合の振幅や周期は一定のものに限られず、ランダムな形状であってもよい。
　圧電素子１１として、バイモルフ型の積層型圧電素子を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、ユニモルフ型の積層型圧電素子を振動板１２（振動体１２ａ）に貼り付けて、全体として屈曲振動させてもよい。また、圧電素子１１が１個である場合を例示したが、圧電素子１１の個数を限定するものではない。
　次に、本実施形態の音響発生器の製造方法について説明する。
　まず、圧電体層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（ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３）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１１ｂ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℃の温度で焼成する。
　ここで、圧電素子１１を縦断面視したときに、圧電素子１１が湾曲した領域を有している形状、具体的には、平面視したときに一方方向に長い形状であって、一方方向において振動板の側に凸または凹となるように反っている形状、あるいは縦断面視したときに一方方向においてうねった形状とするために、例えば、凸曲面状あるいは凹曲面状の表面形状を有する焼成治具（セッター）、または波打った形状の焼成治具（セッター）を準備して、その上にセラミックグリーンシート積層体をのせ、さらにその上に重石をのせた状態で焼成することで、所定の形状に加工することができる。
　そして、平面研削盤等を用いて研削処理を施すことによって、交互に積層された圧電体層および内部電極１１ｂを備えた積層体１１ｃを作製する。
　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１１ｄのパターンで積層体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１１ｄを形成する。
　なお、表面電極１１ｄと内部電極１１ｂとを電気的に接続する場合、圧電体層１１ａを貫通するビアを形成して接続しても、積層体１１ｃの側面に外部電極１１ｅ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、導電性接着剤を用いて、リードとして例えばフレキシブル配線基板を圧電素子１１の第１の主面に形成された表面電極１１ｄに接続固定（接合）する。
　まず、圧電素子１１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、フレキシブル配線基板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、フレキシブル配線基板を圧電素子に接続固定する。なお、導電性接着剤用ペーストは、フレキシブル配線基板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またはフレキシブル配線基板の所定の位置に塗布形成した後、圧電素子１１とフレキシブル配線基板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、フレキシブル配線基板が圧電素子に接続固定される。なお、導電性接着剤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１１またはフレキシブル配線基板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とフレキシブル配線基板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、フレキシブル配線基板を接合した主面とは反対側の圧電素子１１の第２の主面に、接合部材１３を介して振動板１２を接合する。
　以上の方法により、音響発生器１を作製することができる。
　次に、本実施形態の音響発生装置の実施の形態の一例について説明する。図６に示すように、上述してきた構成の音響発生器１を、共鳴ボックス２００に収容することにより音響発生装置２を構成することができる。共鳴ボックス２００は、音響発生器１を収容する筐体であり、音響発生器１の発する音響を共鳴させて筐体面から音波として放射する。かかる音響発生装置２は、スピーカーとして単独で用いることができる他、後述するように、携帯端末や薄型テレビ、あるいはタブレット端末などへ好適に組み込むことが可能である。また、冷蔵庫、電子レンジ、掃除機、洗濯機などのように、従来、音質については重視されなかった家電製品に組み込むこともできる。
　次に、本実施形態の携帯端末の一例について説明する。本実施形態の携帯端末は、図７～図９に示すように、音響発生器１と、電子回路（図示せず）とを備え、ディスプレイ９１と、振動板としての筐体９２とを有しており、圧電素子１１が筐体９２の一部に接合されたものである。なお、図７は本実施形態の携帯端末を模式的に示す概略斜視図であり、図８は図７に示すＡ－Ａ線で切断した概略断面図、図９は図７に示すＢ－Ｂ線で切断した概略断面図である。
　本例では、圧電素子１１はディスプレイ９１のカバーとなる筐体９２に取り付けられている。ここで、圧電素子１１と筐体９２とが変形可能な接合部材を用いて接合されている。すなわち、図８および図９においては接合部材９４が変形可能な接合部材である。
　変形可能な接合部材９４で圧電素子１１と筐体９２とを接合することで、圧電素子１１から振動が伝達されたとき、変形可能な接合部材９４が筐体９２よりも大きく変形する。
　このとき、筐体９２から反射される逆位相の振動を変形可能な接合部材９４で緩和することができるので、圧電素子１１が周囲の振動の影響を受けずに筐体９２へ強い振動を伝達させることができる。
　中でも、接合部材９４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素子１１からの強い振動を筐体９２へ伝える一方、筐体９２から反射される弱い振動を接合部材９４が吸収することができる点で好ましい。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。
　そして、本例では、圧電素子１１はディスプレイ９１のカバーとなる筐体９２の一部に取り付けられ、この筐体９２の一部が振動板９２２として機能するようになっている。なお、本例では圧電素子１１が筐体９２に接合されたものを示したが、圧電素子１１がディスプレイ９１に接合され、このディスプレイ９１が振動板として機能するようになっていてもよい。
　筐体９２は、１つの面が開口した箱状の筐体本体９２１と、筐体本体９２１の開口を塞ぐ振動板９２２とを有している。この筐体９２（筐体本体９２１および振動板９２２）は、剛性および弾性率が大きい合成樹脂等の材料を好適に用いて形成することができる。なお、振動板９２２の厚みは、例えば０．４ｍｍ～１．５ｍｍに設定される。
　振動板９２２の周縁部は、筐体本体９２１に接合材９３を介して振動可能に取り付けられている。接合材９３は、振動板９２２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板９２２よりもヤング率が小さい。
　接合材９３は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような接合材９３としては、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等を好適に用いることができる。接合材９３の厚みは、厚くなりすぎて振動が減衰されないように設定されており、例えば０．１ｍｍ～０．６ｍｍに設定される。ただし、本発明の携帯端末においては、接合材９３の材質に限定はなく、接合材９３が振動板９２２よりも固く変形し難いもので形成されていても構わない。また、場合によっては、接合材９３を有さない構成であっても構わない。
　電子回路（図示せず）としては、例えば、ディスプレイ９１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、通信回路等が例示できる。これらの回路の少なくとも１つであってもよいし、全ての回路が含まれていても構わない。また、他の機能を有する回路であってもよい。さらに、複数の電子回路を有していても構わない。なお、電子回路と圧電素子１１とは図示しない接続用配線で接続されている。
　ディスプレイ９１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，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。また、ディスプレイ９１は、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても良い。また、ディスプレイ９１のカバー（振動板９２２）が、タッチパネルのような入力装置を有するものであっても構わない。さらに、ディスプレイ９１全体や、ディスプレイ９１の一部が振動板として機能するようにしても構わない。
　なお、携帯端末は、アンテナなどを介してデータの送受信などを行う通信手段（通信部）を有しているものである。たとえば、スマートフォンに代表される携帯電話や、タブレットＰＣ、ノート型ＰＣと言ったモバイル機器、ゲーム機などが挙げられる。
　本例の携帯端末によれば、音質が向上した音響発生器１を用いて構成されていることから、高音質の携帯端末を得ることができる。
　また、本実施形態の携帯端末は、ディスプレイ９１または筐体９２が、耳の軟骨または気導を通して音情報を伝える振動を生じさせることを特徴とする。本例の携帯端末は、振動板（ディスプレイ９１または筐体９２）を直接または他の物を介して耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。すなわち、振動板（ディスプレイ９１または筐体９２）を直接または間接的に耳に接触させて、耳の軟骨に振動を伝えることによって音情報を伝達することができる。これにより、例えば、周囲が騒がしいときにおいても音情報をクリアに伝達することができ、騒音下でもクリアに音声が聞え、難聴者でも音声を認識することが可能な携帯端末を得ることができる。なお、振動板（ディスプレイ９１または筐体９２）と耳との間に介在する物は、例えば、携帯端末のカバーであっても良いし、ヘッドホンやイヤホンでも良く、振動を伝達可能な物であればどんなものでも構わない。また、振動板（ディスプレイ９１または筐体９２）から発生する音を空気中に伝播させることにより、音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。さらに、複数のルートを介して音情報を伝達するような携帯端末であっても構わない。
　次に、音響発生器を搭載した電子機器について、図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る電子機器５０の構成を示す図である。なお、図には、説明に必要となる構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
　図１０に示すように、本例の電子機器５０は、音響発生器１と、音響発生器１に接続された電子回路６０と、電子回路６０および音響発生器１を収容する筐体７０とを備え、音響発生器１から音響を発生させる機能を有する。
　電子機器５０は、電子回路６０を備える。電子回路６０は、たとえば、コントローラ５０ａと、送受信部５０ｂと、キー入力部５０ｃと、マイク入力部５０ｄとから構成される。電子回路６０は、音響発生器１に接続されており、音響発生器１へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器１は電子回路６０から入力された音声信号に基づいて音響を発生させる。
　また、電子機器５０は、表示部５０ｅと、アンテナ５０ｆと、音響発生器１とを備える。また、電子機器５０は、これら各デバイスを収容する筐体７０を備える。なお、図１０では、１つの筐体７０にコントローラ５０ａ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と音響発生器１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５０ａは、電子機器５０の制御部である。送受信部５０ｂは、コントローラ５０ａの制御に基づき、アンテナ５０ｆを介してデータの送受信などを行う。キー入力部５０ｃ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。マイク入力部５０ｄ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５０ｅは、電子機器５０の表示出力デバイスであり、コントローラ５０ａの制御に基づき、表示情報の出力を行う。
　そして、音響発生器１は、電子機器５０における音響出力デバイスとして動作する。音響発生器１は、電子回路６０のコントローラ５０ａに接続されており、コントローラ５０ａによって制御された電圧の印加を受けて音響を発することとなる。
　なお、図１０では、電子機器５０が携帯用端末装置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。
　本例の電子機器５０によれば、音質の向上した音響発生器１を用いて構成されていることから、高音質の電子機器を得ることができる。
　１　音響発生器
　１１　圧電素子
　１１ａ　圧電体
　１１ｂ　内部電極
　１１ｃ　積層体
　１１ｄ　表面電極
　１１ｅ　外部電極
　１２　振動板
　１３　接合部材
　１４　枠体
　１４１　上枠部材
　１４２　下枠部材
　１５　樹脂層
　１６　リード
　２　音響発生装置
　２００　共鳴ボックス
　９１　ディスプレイ
　９２　筐体
　９２１　筐体本体
　９２２　振動板
　９３　接合材
　９４　接合部材
　５０　電子機器
　５０ａ　コントローラ
　５０ｂ　送受信部
　５０ｃ　キー入力部
　５０ｄ　マイク入力部
　５０ｅ　表示部
　５０ｆ　アンテナ
　６０　電子回路
 

Claims (10)

  1. 　圧電体を有する圧電素子と、該圧電素子に接合材を介して接合された振動板とを備えており、該振動板と前記圧電体との距離が異なる部位を有していることを特徴とする音響発生器。
  2. 　前記圧電素子は、縦断面視したときに湾曲した領域を有していることを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
  3. 　前記圧電素子は、平面視したときに一方方向に長い形状であって、前記一方方向において前記振動板の側に凸となるように反っていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。
  4. 　前記圧電素子は、平面視したときに一方方向に長い形状であって、縦断面視したときに前記一方方向においてうねった形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。
  5. 　前記圧電体の前記振動板に最も近接している部位が、前記圧電素子の前記一方方向における長さの中央からずれた位置にあることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の音響発生器。
  6. 　前記圧電素子は、平面視したときに一方方向に長い形状であって、前記一方向において前記振動板とは反対側に凸となるように反っていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の音響発生器。
  7. 　前記振動板の外周部に設けられた枠体を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の音響発生器。
  8. 　請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の音響発生器と、該音響発生器を収容する筐体とを備えていることを特徴とする音響発生装置。
  9. 　請求項１乃至請求項６のうちのいずれかに記載の音響発生器と、電子回路と、ディスプレイと、筐体とを備え、前記音響発生器の振動板が前記ディスプレイまたは前記筐体であることを特徴とする携帯端末。
  10. 　請求項１乃至請求項７のうちのいずれかに記載の音響発生器と、該音響発生器に接続された電子回路と、該電子回路および前記音響発生器を収容する筐体とを備え、前記音響発生器から音響を発生させる機能を有することを特徴とする電子機器。
     
PCT/JP2014/081663 2014-02-24 2014-11-29 音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器 WO2015125370A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201480073090.5A CN105900454B (zh) 2014-02-24 2014-11-29 音响产生器、音响产生装置、便携式终端以及电子设备
US15/117,516 US9967676B2 (en) 2014-02-24 2014-11-29 Acoustic generator, acoustic generation apparatus, portable terminal, and electronic apparatus
JP2015538786A JP5898384B2 (ja) 2014-02-24 2014-11-29 音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014032951 2014-02-24
JP2014-032951 2014-02-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015125370A1 true WO2015125370A1 (ja) 2015-08-27

Family

ID=53877899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/081663 WO2015125370A1 (ja) 2014-02-24 2014-11-29 音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9967676B2 (ja)
JP (1) JP5898384B2 (ja)
CN (1) CN105900454B (ja)
WO (1) WO2015125370A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020088007A (ja) * 2018-11-16 2020-06-04 Tdk株式会社 振動デバイス及び電子機器
JP2021087135A (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 Tdk株式会社 固定具及び振動デバイス

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102352563B1 (ko) * 2017-08-04 2022-01-17 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
KR102628490B1 (ko) * 2018-11-13 2024-01-22 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
KR102110416B1 (ko) * 2019-07-18 2020-05-13 한국세라믹기술원 플렉서블 유리 진동 음향 스피커 및 그 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0177096U (ja) * 1987-11-10 1989-05-24
JPH02111997U (ja) * 1989-02-20 1990-09-07
JP2012110018A (ja) * 2010-06-25 2012-06-07 Kyocera Corp 音響発生器
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

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7502453A (nl) * 1975-03-03 1976-09-07 Philips Nv Inrichting voor het omzetten van elektrische in akoestische trillingen en omgekeerd, voorzien van een membraan, bevattende tenminste een laag piezo-elektrisch polymeer materiaal.
EP0999723B1 (en) 1998-11-05 2006-03-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric speaker, method for producing the same, and speaker system including the same
JP4163377B2 (ja) 1998-11-05 2008-10-08 松下電器産業株式会社 圧電スピーカおよびスピーカシステム
US20030020377A1 (en) * 2001-07-30 2003-01-30 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive element and piezoelectric/electrostrictive device and production method thereof
US8913767B2 (en) * 2009-12-24 2014-12-16 Lenovo Innovations Limited (Hong Kong) Electro-acoustic transducer, electronic apparatus, electro-acoustic conversion method, and sound wave output method of electronic apparatus
KR20110104128A (ko) * 2010-03-11 2011-09-22 에이알스페이서 주식회사 음향 라디에이터
CN103733646B (zh) * 2011-09-30 2016-12-28 京瓷株式会社 压电振动装置以及使用了该装置的便携式终端
KR101524579B1 (ko) 2012-02-28 2015-06-03 쿄세라 코포레이션 압전 진동 소자, 압전 진동 장치 및 휴대단말

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0177096U (ja) * 1987-11-10 1989-05-24
JPH02111997U (ja) * 1989-02-20 1990-09-07
JP2012110018A (ja) * 2010-06-25 2012-06-07 Kyocera Corp 音響発生器
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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020088007A (ja) * 2018-11-16 2020-06-04 Tdk株式会社 振動デバイス及び電子機器
JP7259278B2 (ja) 2018-11-16 2023-04-18 Tdk株式会社 振動デバイス及び電子機器
JP2021087135A (ja) * 2019-11-28 2021-06-03 Tdk株式会社 固定具及び振動デバイス
JP7367494B2 (ja) 2019-11-28 2023-10-24 Tdk株式会社 固定具及び振動デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
US20160353208A1 (en) 2016-12-01
CN105900454B (zh) 2019-04-26
US9967676B2 (en) 2018-05-08
JPWO2015125370A1 (ja) 2017-03-30
CN105900454A (zh) 2016-08-24
JP5898384B2 (ja) 2016-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6228994B2 (ja) 圧電素子およびこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置、電子機器
JP5989910B2 (ja) 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器
JP5788110B2 (ja) 圧電素子ならびにこれを備えた圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置および電子機器
JPWO2014098077A1 (ja) 圧電アクチュエータ、圧電振動装置および携帯端末
JP5898384B2 (ja) 音響発生器、音響発生装置、携帯端末および電子機器
JP6193783B2 (ja) 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
WO2015129061A1 (ja) 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、音響発生装置、電子機器
JP6434373B2 (ja) 圧電アクチュエータおよびこれを備えた圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置、電子機器
JP2015126605A (ja) 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
JP5730452B1 (ja) 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、音響発生装置、電子機器
WO2016047155A1 (ja) 音響発生器、音響発生装置および電子機器
JP2015207740A (ja) 圧電アクチュエータ、圧電振動装置、携帯端末、音響発生器、音響発生装置および電子機器
JP6411958B2 (ja) 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器
JP6567911B2 (ja) 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器
WO2017145649A1 (ja) 音響発生器およびこれを備えた電子機器
JP6224841B2 (ja) 圧電素子、音響発生器、音響発生装置、電子機器
JP6215746B2 (ja) 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器、携帯端末
WO2016067667A1 (ja) 音響発生器、音響発生装置および電子機器
JP6649077B2 (ja) 圧電素子、音響発生器、音響発生装置および電子機器
JP6193748B2 (ja) 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
JP6418962B2 (ja) 積層型圧電素子、音響発生器、音響発生装置及び電子機器
JP2017118424A (ja) 音響発生器、音響発生装置および電子機器
JP6567955B2 (ja) 圧電素子およびこれを備えた音響発生器、音響発生装置、電子機器
JP2015177422A (ja) 音響発生器、音響発生装置、電子機器および携帯端末
JP2016154298A (ja) 音響発生器、音響発生装置および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015538786

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14883387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15117516

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14883387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1