WO2015145906A1 - 音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器 - Google Patents

音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器 Download PDF

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WO2015145906A1
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surface side
region
piezoelectric
piezoelectric element
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PCT/JP2014/084321
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一広 緒方
啓太 堤内
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京セラ株式会社
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    • H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure

Definitions

  • the present invention relates to a sound generator, a sound generation apparatus including the sound generator, and an electronic device.
  • a piezoelectric element in which a plurality of internal electrode layers and piezoelectric layers are stacked is known.
  • a piezoelectric element is used as a vibration source of an acoustic generator such as a panel speaker, and it is known to use a bimorph type piezoelectric element in order to obtain an acoustic generator having a high sound pressure. (For example, see Patent Document 1.)
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a sound generator capable of improving sound quality, a sound generator including the sound generator, and an electronic apparatus.
  • the acoustic generator of the present invention is a bimorph type in which a plurality of internal electrodes and a plurality of piezoelectric layers are stacked, and has a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface.
  • the sound generator of the present invention is characterized by including the sound generator having the above-described configuration and a housing for housing the sound generator.
  • an electronic device of the present invention includes a sound generator having the above-described configuration, an electronic circuit connected to the sound generator, and a housing that houses the electronic circuit and the sound generator, and generates sound from the sound generator. It has the function to generate.
  • sound pressure is caused by differences in vibration characteristics such as amplitude, vibration mode, resonance frequency, and the like between the first principal surface side region and the second principal surface side region.
  • vibration characteristics such as amplitude, vibration mode, resonance frequency, and the like
  • High quality sound quality with flattened characteristics can be achieved.
  • a high-quality sound generator is provided.
  • the high-quality sound electronic device since the high-quality sound generator or sound generation device is provided, the high-quality sound electronic device is obtained.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line AA in FIG. 6.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line BB in FIG. 6.
  • A) is a graph which shows an example of the frequency-sound pressure characteristic of the sound generator which concerns on embodiment of this invention
  • (b) is a graph which shows the frequency-sound pressure characteristic of the conventional sound generator.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of the sound generator of the present embodiment.
  • 2 (a) and 2 (b) are schematic cross-sectional views showing the AA cross-section and the BB cross-section of FIG. 1, respectively. It is exaggerated in the thickness direction (Z direction in FIG. 1).
  • the acoustic generator 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1, 2A and 2B includes an internal electrode 2 and a piezoelectric layer 3, which are laminated to form a first main surface and a first main surface.
  • a bimorph type piezoelectric element 7 having a second main surface opposite to the first main surface, and a diaphragm 9 bonded to the second main surface of the piezoelectric element 7.
  • the bimorph type piezoelectric element 7 has a first main surface side region 7a and a second main surface side region 7b, and the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b.
  • a plurality of piezoelectric layers 3 to be described later are arranged so that the polarization directions are symmetrical with each other on the main surface side region 7b, and are parallel to the first main surface and the second main surface when driven. The state of expansion and contraction in the opposite direction is reversed.
  • the boundary between the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b is located at the center in the stacking direction (thickness direction), but also depending on the electrode pattern of the plurality of internal electrodes 2 described later.
  • the boundary between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side can be distinguished.
  • the first main surface is one end surface in the stacking direction and is the upper surface in FIG. 2
  • the second main surface is the other end surface in the stacking direction. This is the lower surface in FIG.
  • the bimorph type piezoelectric element 7 includes a laminate 4 in which a plurality of internal electrodes 2 and a plurality of piezoelectric layers 3 are laminated, and a plurality of surface electrodes 5 provided on the first main surface of the laminate 4.
  • a plurality of side electrodes 6 that electrically connect the plurality of internal electrodes 2 and the plurality of surface electrodes 5 are provided.
  • the plurality of internal electrodes 2 constituting the laminate 4 are alternately laminated with a plurality of piezoelectric layers 3 to sandwich the piezoelectric layers 3 from above and below, and a driving voltage is applied to the piezoelectric layers 3 sandwiched between them. Is applied.
  • the plurality of internal electrodes 2 are arranged in the first internal electrode 2a provided every other layer, and in the region 7a on the first main surface side of the piezoelectric element 7, the first internal electrode 2a
  • Second internal electrodes 2b provided in every other layer so as to face each other, and provided in every other layer arranged in the region 7b on the second main surface side of the piezoelectric element 7 so as to face the first internal electrode 2a.
  • Third internal electrode 2c Third internal electrode 2c.
  • the first internal electrode 2a is a ground electrode
  • the second internal electrode 2b and the third internal electrode 2c are, for example, a positive electrode or a negative electrode.
  • these materials for example, a conductor mainly composed of silver or a silver-palladium alloy having low reactivity with the piezoelectric ceramic forming the piezoelectric layer 3, or a conductor containing copper, platinum or the like can be used. You may make a ceramic component and a glass component contain.
  • the plurality of piezoelectric layers 3 constituting the multilayer body 4 are formed of ceramics having piezoelectric characteristics.
  • ceramics for example, perovskite type oxidation made of lead zirconate titanate (PbZrO 3 -PbTiO 3 ) is used.
  • PbZrO 3 -PbTiO 3 lead zirconate titanate
  • lithium niobate (LiNbO 3 ) or lithium tantalate (LiTaO 3 ) can be used.
  • the thickness of one layer of the piezoelectric layer 3 is preferably set to about 0.01 to 0.1 mm, for example, so as to be driven at a low voltage. In order to obtain a large bending vibration, it is preferable to have a piezoelectric constant d31 of 200 pm / V or more.
  • the plurality of surface electrodes 5 include a first surface electrode 5a electrically connected to the first internal electrode 2a, and a second surface electrode 5b electrically connected to the second internal electrode 2b. , A third surface electrode 5c electrically connected to the third internal electrode 2c.
  • the plurality of surface electrodes 5 are provided on at least the first main surface of the multilayer body 4. In the example shown in FIGS. 1 and 2, the first surface electrode 5 a is provided on both main surfaces of the laminate 4, and the second surface electrode 5 b and the third surface electrode 5 c are the first main electrode of the laminate 4. It is provided only on the surface.
  • the outermost piezoelectric layer 3 of the multilayer body 4 is sandwiched between the internal electrode 2 and the first surface electrode 5a, and the outermost piezoelectric layer.
  • a driving voltage can be applied to 3 to contribute to the vibration of the piezoelectric element 7.
  • the second surface electrode 5b and the third surface electrode 5c may also be provided on both main surfaces of the laminate 4, but the second surface electrode 5b and the third surface electrode 5c may be provided as in the example shown in FIGS. If the surface electrode 5c is provided only on the first main surface of the multilayer body 4, it will be easy to discriminate the difference in relative permittivity described later.
  • a silver compound containing nickel or the like containing silver as a main component, nickel, or the like can be used as a main component.
  • the plurality of side surface electrodes 6 are provided on at least one side surface of the laminate 4, and a first side surface electrode 6a that electrically connects the first internal electrode 2a and the first surface electrode 5a; Second side electrode 6b that electrically connects second internal electrode 2b and second surface electrode 5b, and third side surface that electrically connects third internal electrode 2c and third surface electrode 5c And an electrode 6c.
  • the first side electrode 6a is provided on one side of a pair of opposing side surfaces, and the second side electrode 6b and the third side electrode 6c are opposed to one side surface. It is provided on the other side surface.
  • the first side electrode 6a, the second side electrode 6b, and the third side electrode 6c By providing the first side electrode 6a, the second side electrode 6b, and the third side electrode 6c on different side surfaces, the first internal electrode 2a, the second internal electrode 2b, The insulation between the third internal electrode 2c is ensured.
  • the three side electrodes 6 may be provided on different side surfaces.
  • the electrical connection between the surface electrode 5 and the internal electrode 2 may be performed by a through conductor penetrating the piezoelectric layer 3 instead of the side electrode 6 as in this example.
  • the first internal electrode 2a and the second internal electrode 2b face each other with the piezoelectric layer 3 interposed therebetween, and the second main surface side
  • the first internal electrode 2a and the third internal electrode 2c are opposed to each other with the piezoelectric layer 3 interposed therebetween.
  • the outermost piezoelectric layer 3 on the first main surface side of the multilayer body 4 is sandwiched between the second internal electrode 2b and the first surface electrode 5a connected to the first internal electrode 2a.
  • the outermost piezoelectric layer 3 on the second main surface side of the laminate 4 is sandwiched between the third internal electrode 2c and the first surface electrode 5a connected to the first internal electrode 2a. It is.
  • the polarization direction of the piezoelectric layer 3 is different between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side.
  • the polarization direction represented by the direction of the arrow shown in the piezoelectric layer 3 is the first internal surface.
  • the first internal electrode 2a connected to the first internal electrode 2a. From the surface electrode 5a toward the second internal electrode 2b.
  • the outermost piezoelectric body on the second main surface side of the multilayer body 4 is directed from the third internal electrode 2c toward the first internal electrode 2a facing the third internal electrode 2c. In the layer 3, it goes to the 1st surface electrode 5a connected to the 1st internal electrode 2a which opposes from the 3rd internal electrode 2c.
  • the first main surface side region 7a (upper side) and the second main surface side region 7b (lower side) of the piezoelectric element 7 are configured differently so that the polarization directions are symmetrical.
  • This is a so-called bimorph type piezoelectric element 7.
  • the bimorph type piezoelectric element 7 when an alternating electric field is applied, the direction of expansion and contraction due to the electric field of the piezoelectric layer 3 is reversed between the first principal surface side region 7a and the second principal surface side region 7b.
  • the piezoelectric layer 3 in which the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b are integrated is the first main surface side region 7a and the second main surface side. In this region 7b, the vibration phase is reversed, and bending vibration having an amplitude in the thickness direction occurs.
  • the direction of polarization of the piezoelectric layer 3 can be adjusted by a polarization operation described later.
  • the shape of the bimorph piezoelectric element 7 is not particularly limited, and may be a circular shape or an elliptical shape other than a polygonal shape such as a rectangular shape as shown in FIG.
  • the bonding material 8 for bonding the piezoelectric element 7 and the diaphragm 9 has a structure in which a resin adhesive, a viscoelastic body molded into a sheet shape, or a base material layer and a layer made of a viscoelastic body are laminated.
  • a material such as an acrylic or epoxy adhesive or a rubber, acrylic, silicone or urethane adhesive can be used as these materials.
  • As the base material layer acetate foam, acrylic foam, cellophane, polyethylene foam, paper, and nonwoven fabric are used.
  • the diaphragm 9 is made of an elastic body, and as these materials, metals such as brass, phosphor bronze, and stainless steel, glass, resins such as acrylic and polycarbonate, and resin films such as polyethylene and polyimide are suitable. Can be used.
  • the shape of the diaphragm 9 is not particularly limited, and may be a circular plate shape or an elliptical plate shape other than a polygonal plate shape such as a rectangular plate shape as shown in FIG.
  • the number of piezoelectric elements 7 bonded to the diaphragm 9 may be plural. In that case, each of the plurality of piezoelectric elements 7 may have different shapes and vibration characteristics.
  • a wiring member for applying an AC electric field from the outside to the piezoelectric element 7 and a wiring bonding material for electrically connecting and fixing the wiring member and the piezoelectric element 7 are not shown.
  • Conductive bonding of tin-plated lead wires, flexible wiring boards, etc., and solder that consists of an alloy such as tin, copper, silver, etc. as a wiring bonding material, or a mixture of conductive metal particles such as silver and resin A material etc. can be used suitably.
  • the piezoelectric layer 3 constituting the first principal surface side region 7a of the bimorph piezoelectric element 7 and the piezoelectric layer constituting the second principal surface side region 7b. 3 is different in at least one of relative dielectric constant and density.
  • a difference occurs in the piezoelectric characteristics of the first main surface side region 7 a and the second main surface side region 7 b, and the first main surface side region 7 a and the second main surface side region 7 b Differences in vibration characteristics such as amplitude, vibration mode, resonance frequency, etc. occur in the region 7b on the main surface side.
  • spurious vibrations such as harmonics and subharmonic vibrations other than the main vibrations (basic vibrations of bending vibrations and higher-order vibrations that are integral multiples) that are desired to be used as sound information, or vibrations of different frequencies generated by different vibration modes appear.
  • the spurious vibration causes damping and division of the natural vibration of the piezoelectric element 7. Due to this effect, in the frequency-sound pressure characteristics, a rapid change in sound pressure at a specific frequency is suppressed, and the sound pressure characteristics are flattened, so that good sound quality can be obtained.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 in the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b can be calculated by the following method, for example.
  • C1 is the capacitance of the region 7a on the first main surface side
  • T1 is the average value of the thickness of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first main surface side
  • S1 is the piezoelectric in the region 7a on the first main surface side.
  • the capacitance C1 of the region 7a on the first main surface side is such that one of the two probe terminals connected to the capacitance measuring device such as an impedance / gain phase analyzer is the first surface electrode 5a and the other is the first.
  • the measurement may be carried out against the second surface electrode 5b.
  • the area S1 of the portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first main surface side is such that the piezoelectric element 7 is cut in the length direction and the width direction, and the region 7a on the first main surface side.
  • the length of the region where the first internal electrode 2a and the second internal electrode 2b overlap in the thickness direction of the piezoelectric element 7 and the region where the second internal electrode 2b and the first surface electrode 5a overlap It can be calculated by measuring the vertical dimension and the horizontal dimension using a measuring device such as a microscope.
  • the average value T1 of the thickness of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first main surface side is the same as that for each layer of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first main surface side using a measuring device such as a microscope. The thickness can be measured to calculate the average value.
  • the capacitance C2 of the region 7b on the second main surface side may be measured by applying one of the probe terminals to the first surface electrode 5a and the other to the third surface electrode 5c.
  • the area S2 of the portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric layer 3 in the second main surface side region 7b, and the average thickness T2 of the piezoelectric layer 3 in the second main surface side region 7b are S1, What is necessary is just to measure by the method similar to T1.
  • the density of the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side can be measured, for example, as follows.
  • the bimorph type piezoelectric element 7 is cut using a dicing machine or the like at the boundary between the first principal surface side region 7a and the second principal surface side region 7b.
  • the boundary between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side is a boundary in which the polarization direction of the piezoelectric layer 3 is symmetric, and each has different expansion and contraction movements. If the pattern of the internal electrode is different between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side as in this example, the piezoelectric region depends on the pattern.
  • the state of polarization of the body layer 3 can be predicted, and the boundary between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side can be determined.
  • the layer may be cut at the boundary with the layer that does not contribute to expansion / contraction. Good.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer constituting the region 7b is smaller than the relative dielectric constant of the piezoelectric layer constituting the region 7a on the first main surface side.
  • the second main surface side region 7b having a small relative dielectric constant of the piezoelectric layer is joined to the vibration plate 9 and mechanically restrained, so that the first main surface side region 7a Since the difference in the piezoelectric characteristics of the region 7b on the second main surface side becomes larger and spurious vibration is more likely to occur, damping and division of the natural vibration of the piezoelectric element 7 are further likely to occur.
  • the sound generator 1 in which the piezoelectric element 7 is bonded to the diaphragm 9 the rapid change in sound pressure at a specific frequency is further suppressed in the frequency-sound pressure characteristics, and the sound pressure characteristics are further flattened. Therefore, better sound quality can be obtained.
  • the second main surface is less stretched in the in-plane direction parallel to the main surface than the first main surface, the second main surface is bonded to the bonding material 8 for bonding the piezoelectric element 7 and the diaphragm 9.
  • the load can be reduced and the durability can be improved.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 in the second main surface side region 7b is from 102% to 150%. % Should be good.
  • the ratio is smaller than 102%, the difference in piezoelectric characteristics between the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b is small, and the degree of damping and division of the natural vibration of the piezoelectric element 7 is small.
  • the effect of suppressing a sudden change in sound pressure at a specific frequency tends to be small.
  • spurious vibrations will increase, and a sudden change in sound pressure at another frequency will occur in the frequency-sound pressure characteristics, making it difficult to achieve the intended effect.
  • the thickness of the piezoelectric layer 3 is made different between the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side, or the areas of the internal electrode 2 and the first surface electrode 5a are made different. Then, because the resonance frequency of the bending fundamental vibration varies due to the shape effect, the positional relationship with the frequency of the spurious vibration fluctuates, making it difficult to obtain a sound pressure flattening effect or increasing the resonance frequency of the bending fundamental vibration. As a result, the sound pressure on the low frequency side of 200 Hz to 1 kHz may decrease.
  • the relative dielectric constant is equivalent to the dielectric constant constituting the piezoelectric constant of the piezoelectric layer. Since the piezoelectric constant decreases when the relative dielectric constant is small, the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 can be varied. The resonance frequency of the fundamental vibration of the piezoelectric element 7 does not fluctuate, and the difference in the piezoelectric vibration characteristics between the first main surface side region 7a and the second main surface side region 7b increases, and the sound pressure characteristics are further improved. A good flattened sound quality can be obtained, and a decrease in sound pressure can be suppressed.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 constituting the second principal surface side region 7b is smaller than the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 constituting the first principal surface side region 7a. Furthermore, in the region 7b on the second main surface side, the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 located on the second main surface side is smaller than that of the piezoelectric layer 3 located on the first main surface side. Is good. In other words, the relative dielectric constant of the piezoelectric layer at a position closer to the second main surface is preferably smaller than that of the piezoelectric layer at a position far from the second main surface.
  • the vibration plate when there are a plurality of piezoelectric layers 3 in the second main surface side region 7b, among the piezoelectric layers 3 in the second main surface side region 7b, the vibration plate is separated from the piezoelectric layer far from the vibration plate 9. It is preferable that the relative dielectric constant decreases toward the piezoelectric layer close to 9.
  • the relative permittivity of the piezoelectric layer 3 is different between the first main surface side and the second main surface side, that is, the piezoelectric element in the second main surface side region 7b. Since the relative permittivity of the piezoelectric layer 3 is different in the thickness direction 7, spurious vibrations are more likely to occur, so that damping and splitting of the natural vibrations of the piezoelectric element 7 are more likely to occur.
  • the sound generator 1 in which the piezoelectric element 7 is bonded to the diaphragm 9 a rapid change in sound pressure at a specific frequency is further suppressed in the frequency-sound pressure characteristics, and the sound pressure characteristics are further flattened. Furthermore, good sound quality can be obtained.
  • the following method may be used. First, a sample of an arbitrary size is cut out in the length direction and width direction of the piezoelectric element 7 in a region where the internal electrode 2 and the first surface electrode 5a all overlap.
  • the capacitance C3 of the piezoelectric layer is measured by bringing a needle-like probe pin into contact with the internal electrode 2 that is exposed on the side surface of the cut sample and sandwiches the piezoelectric layer 3 to be measured. Further, the length and width of the internal electrode 2 are measured using a measuring device such as a microscope, and the area S3 of the internal electrode 2 sandwiching the piezoelectric layer 3 to be measured is calculated.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 can be obtained. With this method, it can also be determined that the relative dielectric constant decreases from the piezoelectric layer far from the diaphragm 9 toward the piezoelectric layer close to the diaphragm 9.
  • the second main surface side region 7b is smaller than the density of the region 7a on the first main surface side.
  • the region 7b on the second main surface side having a low density is mechanically constrained by the diaphragm 9, whereby the region 7a on the first main surface side and the region on the second main surface side. Since the difference in the piezoelectric vibration characteristics of 7b becomes larger and spurious vibration is more likely to occur, damping and splitting of the natural vibration of the piezoelectric element 7 are further likely to occur.
  • the difference in density is, for example, when the density of the region 7b on the second main surface side is set as a reference (100%), the density of the region 7a on the first main surface side is 102.3% to 102.3%. It should be 5%. If it is less than 100.3%, the difference in piezoelectric vibration characteristics between the first principal surface side region 7a and the other principal surface side region 7b is small, and the degree of damping and division of the natural vibration of the piezoelectric element 7 is small. Therefore, in the frequency-sound pressure characteristics, the effect of suppressing a sudden change in sound pressure at a specific frequency tends to be small. On the other hand, if it exceeds 102.5%, spurious vibration increases, and a sudden change in sound pressure at another frequency occurs in the frequency-sound pressure characteristics, which tends to make it difficult to obtain the intended effect.
  • the second main surface is further increased.
  • the density of the piezoelectric layer 3 located on the second main surface side is preferably smaller than that of the piezoelectric layer 3 located on the first main surface side.
  • the density of the piezoelectric layer near the second main surface is preferably smaller than the density farther from the second main surface. Further, it is preferable that the density gradually decreases from the piezoelectric layer far from the vibration plate 9 toward the piezoelectric layer close to the vibration plate 9.
  • the density differs between the first principal surface side and the second principal surface side, that is, the density in the thickness direction of the piezoelectric element 7 in the region 7b on the second principal surface side.
  • spurious vibrations are more likely to occur, and therefore damping and division of the natural vibrations of the piezoelectric element 7 are more likely to occur. Therefore, in the sound generator 1 in which the piezoelectric element 7 is bonded to the diaphragm 9, a rapid change in sound pressure at a specific frequency is further suppressed in the frequency-sound pressure characteristics, and the sound pressure characteristics are further flattened. Furthermore, good sound quality can be obtained.
  • the above-described density measurement method may be performed for each layer.
  • the piezoelectric layer 3 far from the vibrating plate 9 is close to the vibrating plate 9. It can also be determined that the density decreases toward the body layer 3.
  • the relative dielectric constant May be different.
  • the acoustic generator of the present embodiment may be one in which the frame body 11 is provided on the outer peripheral portion of the diaphragm 9.
  • the sound generator 110 can be obtained by joining the frame 11 to the outer peripheral portion of the main surface to which the piezoelectric element 7 of the diaphragm 9 is joined.
  • the frame body 11 By providing the frame body 11, the diaphragm 9 is supported, and the electronic device can be easily fixed to the housing or the like.
  • the sound generator 110 having such a configuration since the vibration space is secured, the vibration amplitude of the diaphragm 9 can be increased, and as a result, the sound pressure at a specific frequency can be obtained in the frequency-sound pressure characteristics. It is possible to improve sound pressure while ensuring good sound quality that is suppressed from sudden change.
  • the frame 11 can be formed by suitably using a material having high rigidity and elasticity such as metal such as stainless steel, glass, acrylic resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, and the like.
  • a material having high rigidity and elasticity such as metal such as stainless steel, glass, acrylic resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, and the like.
  • the frame body 11 is joined to the main surface of the diaphragm 9 via a joining material 12.
  • a resin adhesive a viscoelastic body molded into a sheet shape, a structure in which a base material layer and a layer made of a viscoelastic body are laminated, or the like can be used.
  • An acrylic or epoxy adhesive or a rubber, acrylic, silicone or urethane adhesive is used.
  • acetate foam, acrylic foam, cellophane, polyethylene foam, paper, and nonwoven fabric are used as the base material layer.
  • the thickness of the frame body 11 and the bonding material 12 is particularly greater than the thickness of the piezoelectric element 7. In that case, the piezoelectric element 7 can be protected by the frame 11.
  • a resin layer may be provided so as to cover the main surface of the diaphragm 9 in the frame 11 or the main surface of the diaphragm 9 in the frame 11 and the piezoelectric element 7. Since the resin layer vibrates together with the piezoelectric element 7 and the diaphragm 9, the damping effect by the resin layer is obtained, the sound quality is further improved, and the protective effect of the piezoelectric element 7 is further improved.
  • the resin layer is preferably formed using, for example, an acrylic resin so that the Young's modulus is in the range of 1 MPa to 1 GPa, for example.
  • This resin layer does not necessarily have to be provided until the surface of the piezoelectric element 7 is covered. However, the resin layer is provided until the surface of the piezoelectric element 7 is covered, and the piezoelectric element 7 is embedded in the resin layer. Since the damping effect can be induced, the resonance phenomenon can be suppressed and the peak or dip in the frequency characteristic of the sound pressure can be suppressed to a small value.
  • the frame body 11 may be provided on both main surfaces of the diaphragm 9, or a lid made of a plate-like member may be provided on a surface that does not join the diaphragm 9 that is an open surface of the frame body 11. Good.
  • the acoustic generators 1 and 110 in which the bimorph type piezoelectric element 7 is bonded to the main surface of the diaphragm 9 are, for example, the other main surface of the diaphragm 9 fixed to a housing of an electronic device or the like via a bonding material.
  • the state in which the diaphragm 9 is mechanically fixed to a support provided on the housing of the electronic device or the like, or is fixed via a bonding material, or the acoustic generator having a small housing is mounted on the housing of the electronic device. It can be used as a sound generation source of an electronic device in a state of being incorporated in the body.
  • a ceramic green sheet to be the piezoelectric layer 3 is produced. Specifically, 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. And 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 2 is applied to the pattern shape of the internal electrode 2 on the ceramic green sheet by a printing method such as screen printing.
  • the conductive paste is prepared by adding and mixing a binder and a plasticizer to a silver-palladium metal powder.
  • a plurality of ceramic green sheets on which this conductive paste is printed are laminated to produce a ceramic green sheet laminate.
  • the ceramic green sheet laminate is heated at a predetermined temperature to remove the binder, and then fired at a temperature of 900 ° C. to 1200 ° C. in a firing pot mainly composed of aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide or the like.
  • a multilayer body 4 that is a sintered body in which a plurality of piezoelectric layers 3 and a plurality of internal electrodes 2 are laminated is manufactured.
  • the laminate 4 may be adjusted to a predetermined shape, for example, by performing a grinding process using a surface grinder or the like.
  • the conductive paste to be the surface electrode 5 and the side electrode 6 is printed in the pattern shape of the surface electrode 5 and the side electrode 6 by, for example, a printing method such as screen printing, and dried on the main surface and side surface of the laminate 4, A baking process is performed at a temperature of 650 to 750 ° C. to form the surface electrode 5 and the side electrode 6.
  • the conductive paste to be the surface electrode 5 and the side electrode 6 is 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 there.
  • the electrical connection between the surface electrode 5 and the internal electrode 2 may be made by a through conductor that penetrates the piezoelectric layer 3 instead of the side electrode 6.
  • a through hole is formed in the ceramic green sheet by punching with a mold or drilling by laser processing. What is necessary is just to fill the electroconductive paste used as a penetration conductor by the printing method.
  • the conductive paste that becomes the through conductor may be the same as the conductive paste that becomes the surface electrode 5 and the side electrode 6 and the viscosity of which is adjusted by adjusting the amount of binder or solvent.
  • a vibration generator that flexes and vibrates when a voltage is applied.
  • the first surface electrode 5a is connected to the ground electrode
  • the second surface electrode 5b is connected to the positive electrode
  • the third surface electrode 5c is connected to the negative electrode, for example, 2 kV /
  • a potential difference of mm to 3 kV / mm may be applied for several seconds as an application time at an ambient temperature of 15 ° C. to 35 ° C.
  • the voltage, ambient temperature, and application time are suitably selected depending on the properties of the piezoelectric material.
  • the relative dielectric constant and density of the piezoelectric layer raw materials is prepared, and a ceramic green sheet is formed using the raw materials to form a sheet serving as the first main surface region 7a and a second main surface region 7b. What is necessary is just to laminate
  • a firing setter mainly composed of aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide or the like is used.
  • the laminated body after firing is finished. 4 to adjust the relative dielectric constant and density of the first principal surface side 7a of the piezoelectric element 7 and the relative dielectric constant and density of the second principal surface side 7b.
  • the calcined powder of the piezoelectric ceramic is applied to a calcined setter and calcined at 900 ° C. to 1300 ° C.
  • the temperature of the preliminary firing is increased and the lead content of the firing setter is increased, and the thickness of the piezoelectric layer 3 is increased.
  • the provisional firing temperature is lowered, and the lead content of the firing setter is reduced, so that the piezoelectric layer 3 is moved from the far side to the closer side to the firing setter.
  • the lead composition can be adjusted from a substantially charged composition to a smaller composition with respect to the charged composition, and as a result, the relative permittivity and density can be gradually reduced from the side far from the firing setter to the side closer to the fired setter. Therefore, the relative permittivity and density of the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side of the piezoelectric element 7 can be adjusted with desired values, and the second main surface side can be adjusted.
  • the relative permittivity and density of the piezoelectric layer 3 in the region 7b are smaller than the relative permittivity and density of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first main surface side, and the region 7b on the second main surface side.
  • the relative permittivity and density can be adjusted to be smaller from the piezoelectric layer far from the vibration plate 9 toward the piezoelectric layer close to the vibration plate 9.
  • the number of times the calcining setter is used and the frequency of the preliminary calcining are defined.
  • the calcining setter is heat-treated and contained in the atmosphere at 1000 ° C. to 1300 ° C. without using the calcining bowl for each firing.
  • the lead content of the firing setter can be controlled to be constant by carrying out the preliminary firing of the above method, and a desired relative dielectric constant and density can be stably obtained.
  • the area of the internal electrode 2 in the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side of the bimorph type piezoelectric element 7, the thickness of the piezoelectric layer 3, and the internal With the number of stacked layers of the electrode 2 and the piezoelectric layer 3 substantially the same, the relative permittivity and density of the region 7a on the first main surface side and the region 7b on the second main surface side of the piezoelectric element 7 are It can be adjusted to a desired value, and the relative dielectric constant and density of the piezoelectric layer 3 in the region 7b on the second principal surface side are the relative dielectric constant of the piezoelectric layer 3 in the region 7a on the first principal surface side.
  • the relative dielectric constant and the relative dielectric constant from the piezoelectric layer far from the diaphragm 9 toward the piezoelectric layer close to the diaphragm 9 The density can be adjusted small. Therefore, it is not necessary to prepare a plurality of types of green sheets having different thicknesses or a plurality of types of printing plate making to change the area of the internal electrode 2, and a green sheet having a thickness that is easy to handle can be used, so that productivity is improved. It will be expensive.
  • the acoustic generator 1 is obtained by bonding and fixing the diaphragm 9 to the second main surface of the piezoelectric element 7 using the bonding material 8.
  • the bonding material 8 an anaerobic resin adhesive is used as the bonding material 8
  • an anaerobic adhesive paste is applied and formed on a predetermined position of the diaphragm 9 using a technique such as screen printing.
  • the piezoelectric element 7 is bonded and fixed to the diaphragm 9 by applying pressure in a state where the piezoelectric element 7 is in contact to cure the anaerobic adhesive paste.
  • the anaerobic adhesive paste may be applied and formed on the piezoelectric element 7 side.
  • an adhesive such as a thermosetting epoxy adhesive can be used as the other bonding material 8.
  • a wiring member for applying a voltage to the piezoelectric element 7 is connected.
  • a flexible wiring board can be used.
  • the wiring member is connected and fixed (bonded) to the piezoelectric element 7 using a conductive adhesive.
  • a conductive adhesive paste is applied and formed at a predetermined position of the piezoelectric element 7 using a technique such as screen printing.
  • the flexible wiring substrate is connected and fixed to the piezoelectric element 7 by curing the conductive adhesive paste in a state where the flexible wiring substrate is brought into contact therewith.
  • the conductive adhesive paste may be applied and formed on the flexible wiring board side.
  • the wiring member may be connected to the piezoelectric element 7 before or after the piezoelectric element 7 and the diaphragm 9 are joined.
  • the frame body 11 When the frame body 11 is joined to the outer peripheral portion of the main surface of the diaphragm 9, it is processed into a desired shape using a metal such as stainless steel, glass, acrylic resin, polycarbonate resin, polybutylene terephthalate resin, or the like.
  • the frame body 11 is bonded via the bonding material 12.
  • a resin layer is provided so as to cover the bimorph piezoelectric element 7, the resin may be applied after the frame body 11 is joined.
  • the sound generator 1,110 of this embodiment is obtained by the above manufacturing method.
  • the sound generator 10 is a so-called speaker-like sound generator, and includes a sound generator 1 110 and a housing 30 that houses the sound generator 1 110 as shown in FIG. Note that a part of the housing 30 may be a diaphragm constituting the sound generator 1, and that the housing 30 accommodates the sound generators 1, 110 means a part of the sound generators 1, 110 ( It also means that a state in which the piezoelectric element 7) is housed is included.
  • the housing 30 resonates the sound generated by the sound generators 1 and 110 and radiates sound to the outside through an opening (not shown) formed in the housing 30.
  • the housing 30 can be formed using various materials such as metals such as aluminum and magnesium alloys, resins such as polycarbonate, and wood. By having such a housing 30, for example, the sound pressure in a low frequency band can be increased. Note that the frame 30 and the plate-shaped member (lid body) described above may be integrally formed as the housing 30. By configuring the resonance space using the housing 30, the sound pressure can be improved.
  • the sound generator 10 of the present invention a sound generator with high sound quality and high sound pressure can be realized.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the electronic device 50 according to the embodiment. Note that FIG. 5 shows an example in which the electronic device 50 is a mobile terminal, and only the components necessary for the description are shown, and descriptions of general components are omitted.
  • the electronic device 50 of this example includes an acoustic generator 1, 110 (or the acoustic generator 10) and an electronic circuit 60 connected to the acoustic generator 1, 110 (or the acoustic generator 10). And a housing 70 that houses the electronic circuit 60 and the sound generator 1,110 (or sound generator 10), and has a function of generating sound from the sound generator 1,110 (or sound generator 10). .
  • the electronic device 50 according to the present invention includes not only the sound generators 1 and 110 that are housed in the casing 70 as they are, but also the sound generator 10 that houses the sound generator 1 (the sound generator 1 and the housing). It is meant to include those housed in the housing 70.
  • a part of the housing 70 may be a diaphragm constituting the sound generators 1 and 110.
  • the electronic device 50 includes an electronic circuit 60.
  • Examples of the electronic circuit 60 include a circuit that processes image information displayed on a display and audio information transmitted by a 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 7 are connected by a connection wiring (not shown).
  • the electronic circuit 60 shown in the figure includes, for example, a controller 60a, a transmission / reception unit 60b, a key input unit 60c, and a microphone input unit 60d.
  • the electronic circuit 60 is connected to the sound generators 1 and 110 and has a function of outputting an audio signal to the sound generators 1 and 110.
  • the sound generators 1 and 110 generate sound based on the sound signal input from the electronic circuit 60.
  • the electronic device 50 includes a display unit 50a, an antenna 50b, and a sound generator 1,110. Further, the electronic device 50 includes a housing 70 that accommodates these devices.
  • FIG. 5 shows a state in which each device including the controller 60a is accommodated in one casing 70, the accommodation form of each device is not limited. In the present embodiment, it is only necessary that at least the electronic circuit 60 and the sound generators 1 and 110 are accommodated in one housing 70.
  • the controller 60 a is a control unit of the electronic device 50.
  • the transmission / reception unit 60b transmits / receives data via the antenna 50b based on the control of the controller 60a.
  • the key input unit 60c is an input device of the electronic device 50 and accepts a key input operation by an operator.
  • the key input unit 60 c may be a button-like key or a touch panel integrated with the display unit 50.
  • the microphone input unit 60d is also an input device of the electronic device 50, and receives a voice input operation by an operator.
  • the display unit 50a is a display output device of the electronic device 50, and outputs display information based on the control of the controller 60a.
  • the display unit 50a corresponds to the display 14 in FIGS.
  • the display is a display device having a function of displaying image information.
  • a known display such as a liquid crystal display and an organic EL display can be suitably used.
  • the sound generator 1,110 (or the sound generator 10) operates as a sound output device in the electronic device 50.
  • the sound generators 1 and 110 (or the sound generation device 10) are connected to the controller 60a of the electronic circuit 60, and generate sound upon receiving application of a voltage controlled by the controller 60a.
  • FIGS. A bimorph type piezoelectric element 7, an electronic circuit (not shown), a housing 70, and a display 14 are included.
  • the housing 70 includes a housing body 70a and a cover 70b.
  • the cover 70b which is a part of the casing 70, is used as the diaphragm 9 to constitute the acoustic generator of the present invention.
  • 6 is a schematic perspective view schematically showing the electronic apparatus of the present invention
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a line BB shown in FIG. It is the schematic sectional drawing cut
  • the piezoelectric element 7 and the housing 13 are bonded using a deformable bonding member. That is, in FIG. 7 and FIG. 8, the element bonding material 15 is a deformable bonding member.
  • the deformable element bonding material 15 is deformed more greatly than the housing 70.
  • the anti-phase vibration reflected from the casing 70 can be reduced by the deformable element bonding material 15, so that the piezoelectric element 7 can vibrate the casing 70 without being influenced by the surrounding vibration. Can be transmitted.
  • the element bonding material 15 is formed of a viscoelastic body, strong vibration from the piezoelectric element 7 is transmitted to the casing 70, while weak vibration reflected from the casing 70 is transmitted to the element bonding material. 15 is preferable in that it can be absorbed.
  • 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 7 is attached to a part of the casing 70 that becomes the cover 70 b of the display 14, and the cover 70 b that is a part of the casing 70 functions as the diaphragm 9.
  • the cover 70b (diaphragm 9) of the display 14 may have an input device such as a touch panel.
  • a part of the housing 70 may be a display, and the display is an input device such as a touch panel. It may have.
  • the piezoelectric element 7 may be bonded to the display via the element bonding material 15 so that the entire display or a part of the display functions as the diaphragm 9.
  • the housing 70 includes a box-shaped housing main body 70a having one surface opened, and a cover 70b that closes the opening of the housing main body 70a.
  • the casing 70 (the casing main body 70a and the cover 70b) can be formed by suitably using a material such as a synthetic resin having high rigidity and elastic modulus.
  • the peripheral portion of the cover 70b which is also the vibration plate 9 is attached to the housing body 70a through the housing bonding material 70 so as to be vibrated.
  • the case bonding material 16 is formed of a material that is softer and more easily deformable than the cover 70b, and has a smaller elastic modulus and rigidity such as Young's modulus, rigidity, and bulk modulus than the cover 70b. That is, the case bonding material 16 can be deformed, and is deformed larger than the cover 70b when the same force is applied.
  • the housing bonding material 16 may be a single member or a composite body composed of several members.
  • bonding material 16 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 casing bonding material 16 is set so as not to be attenuated by excessively thick vibration, and is set to, for example, 0.1 mm to 0.6 mm.
  • the material of the housing bonding material 16 is not limited, and the housing bonding material 16 may be formed of a material that is harder and more difficult to deform than the cover 70 b that is also the diaphragm 9. In some cases, the housing bonding material 16 may not be provided.
  • Such an electronic device 50 uses the sound generators 1 and 110 in which the sound pressure is suppressed from abruptly changing at a specific frequency in the frequency-sound pressure characteristics, the sound pressure characteristics are flattened. High quality sound information can be transmitted.
  • the portable terminal which has a communication means which transmits / receives data via an antenna etc. was demonstrated as the electronic device 50, it does not ask
  • 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 bimorph type piezoelectric element had a long plate shape with a length of 23.5 mm, a width of 3.3 mm, and a thickness of 0.9 mm.
  • the piezoelectric element had a structure in which piezoelectric layers having a thickness of 30 ⁇ m and internal electrodes were alternately laminated, and the total number of piezoelectric layers was 28.
  • the piezoelectric layer was formed of lead zirconate titanate in which a part of Zr was substituted with Nb or the like, and the internal electrode was an alloy of silver palladium.
  • a ceramic green sheet on which a conductive paste made of silver palladium was printed was laminated, and then pressed and adhered, and cut into a predetermined size to produce a molded body.
  • a conductive paste made of silver was printed on the surface and side surfaces of this laminated sintered body, dried, and then fired at 700 ° C. to form surface electrodes and side electrodes.
  • a voltage with a potential difference of 2 kV / mm was applied between the internal electrodes via the surface electrode at room temperature, and polarization treatment was performed to produce a bimorph type piezoelectric element.
  • Capacitance between a region on the first main surface side of this piezoelectric element (region far from the firing setter by the firing) and a region on the second principal surface side (region near the firing setter by the firing) was measured with an impedance / gain phase analyzer at a frequency of 1 kHz.
  • the capacitance of the region on the first main surface side of the piezoelectric element is 830 nF, and the capacitance of the region on the second main surface side is 730 nF, and the capacitance of the region on the first main surface side is It was confirmed that the capacitance of the region on the second main surface side was approximately 12% lower than the capacitance.
  • the relative dielectric constant of the piezoelectric layer constituting the second principal surface side region constitutes the first principal surface side region. It was confirmed that the relative dielectric constant of the piezoelectric layer was smaller.
  • the density of the first principal surface side region (region far from the firing setter by the firing) and the second principal surface side region (region near the firing setter by the firing) of the piezoelectric element were separated and measured by the Arechimedes method.
  • the density of the region on the first main surface side of the piezoelectric element is 7.88 g / cm 3
  • the density of the region on the second main surface side is 7.79 g / cm 3
  • the density of the region on the second main surface side was approximately 1.1% lower than the density of the region on the side.
  • an acoustic generator produced by the following method was prepared.
  • the capacitance of the region on the first main surface side of the piezoelectric element is 830 nF, and the capacitance of the region on the second main surface side is 828 nF, and the capacitance of the region on the first main surface side is It was confirmed that the capacitance in the region on the second main surface side was substantially the same as the capacitance. That is, it was confirmed that the dielectric constant of the piezoelectric layer constituting the region on the second principal surface side was the same as that of the piezoelectric layer constituting the region on the first principal surface side.
  • the density of the first principal surface side region (region far from the firing setter by the firing) and the second principal surface side region (region near the firing setter by the firing) of the piezoelectric element were separated and measured by the Arechimedes method.
  • the density of the region on the first main surface side of the piezoelectric element is 7.88 g / cm 3
  • the density of the region on the second main surface side is 7.88 g / cm 3. It was confirmed that the density of the region on the second main surface side was the same as the density of the region on the side.
  • an acoustic generator was produced by the same method as in the above embodiment, and the outer circumferences of both main surfaces of the diaphragm of the acoustic generator were made of polybutylene terephthalate as in the above embodiment.
  • the frequency-sound pressure characteristics were measured under the conditions of an applied voltage of 30 Vp-p and a measurement distance of 3 cm. The result is shown in FIG.
  • FIG. 9 (a) In comparison between FIG. 9 (a) and FIG. 9 (b), when comparing the peak and dip of the sound pressure particularly at a frequency of 400 Hz to 2 kHz and a frequency of 10 kHz to 20 kHz, FIG. It can be seen that this is clearly smaller than the comparative example of FIG. 9B.
  • the sound pressure rapidly increases at a specific frequency. It was confirmed that the change was suppressed, the sound pressure characteristics were flattened, and the sound quality could be improved.

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Abstract

　【課題】　特定の周波数で音圧が急激に変化することが抑制され、音圧特性が平坦化して高品質な音情報を伝達することができる音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、携帯端末、電子機器を提供する。　【解決手段】　本発明は、複数の内部電極２および複数の圧電体層３が積層され、第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを有するバイモルフ型の圧電素子７と、圧電素子７の第２の主面に接合された振動板９とを備え、圧電素子７は第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとを有し、圧電素子７の第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層３と第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層３とで、比誘電率および密度のうち少なくとも一方が異なっている。　

Description

音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、電子機器
　本発明は、音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、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た圧電素子が知られている。圧電素子はパネルスピーカーなどの音響発生器の振動源に利用されており、音圧の高い音響発生器を得るために、バイモルフ型圧電素子を用いることが知られている。（例えば、特許文献１を参照。）
特開２００１－９５０９４号公報
　現在、音響発生器やそれを備えた音響発生装置および電子機器においては、さらに良好な音質が求められている。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、音質を向上させることのできる音響発生器およびこれを備えた音響発生装置、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、複数の内部電極および複数の圧電体層が積層され、第１の主面と、該第１の主面と反対側の第２の主面とを有するバイモルフ型の圧電素子と、該圧電素子の前記第２の主面に接合された振動板とを備え、前記圧電素子は第１の主面側の領域と第２の主面側の領域とを有し、前記圧電素子の前記第１の主面側の領域を構成する圧電体層と前記第２の主面側の領域を構成する圧電体層とで、比誘電率および密度のうち少なくとも一方が異なっていることを特徴とする。
　また、本発明の音響発生装置は上記構成の音響発生器と、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。
　また、本発明の電子機器は、上記の構成の音響発生器と、音響発生器に接続された電子回路と、電子回路および音響発生器を収容する筐体とを備え、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。
　本発明の音響発生器によれば、第１の主面側の領域と第２の主面側の領域とで、振幅、振動モード、共振周波数等の振動特性に差が生じることによって、音圧特性が平坦化した高品質な音質とすることができる。
　また、本発明の音響発生装置によれば、高音質の音響発生器を備えることから、高音質の音響発生装置となる。
　また、本発明の電子機器によれば、高音質の音響発生器または音響発生装置を備えることから、高音質の電子機器となる。
本発明の音響発生器の実施の形態の一例を示す模式的な斜視図である。 （ａ）は図１のＡ－Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の音響発生器の実施の形態の他の例を示す模式的な斜視図である。 本発明の音響発生装置の実施形態の一例を示すブロック図である。 本発明の電子機器の実施形態の一例を示すブロック図である。 本発明の電子機器の実施形態の一例を示す模式的な斜視図である。 図６のＡ－Ａ線断面図である。 図６のＢ－Ｂ線断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る音響発生器の周波数－音圧特性の一例を示すグラフであり、（ｂ）は従来の音響発生器の周波数－音圧特性を示すグラフである。
　以下、添付図面を参照して、音響発生器、音響発生装置および電子機器の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
　図１は、本実施形態の音響発生器の一例を示す模式的な斜視図である。図２（ａ）および図２（ｂ）はそれぞれ、図１のＡ－Ａ断面およびＢ－Ｂ断面を示す模式的な断面図であり、図１に対して、特に圧電素子に関して音響発生器の厚み方向（図１におけるＺ方向）に誇張して示している。
　図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す本実施形態の音響発生器１は、内部電極２と圧電体層３が積層され、第１の主面と、第１の主面と反対側の第２の主面とを有するバイモルフ型の圧電素子７と、当該圧電素子７の第２の主面に接合された振動板９とを備えている。
　なお、バイモルフ型の圧電素子７は、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとを有しており、この第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで、後述する複数の圧電体層３の分極の向きが対称的になるように配置され、駆動させたときに、第１の主面および第２の主面に平行な方向への伸縮の状態が逆になっている。通常、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの境界は積層方向（厚み方向）の中央に位置するが、後述する複数の内部電極２の電極パターンによっても第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの境界を見分けることができる。ここで、第１の主面とは積層方向の一方の端面のことであって図２における上側の面のことであり、第２の主面とは積層方向の他方の端面のことであって図２における下側の面のことである。
　バイモルフ型の圧電素子７は、複数の内部電極２および複数の圧電体層３が積層された積層体４と、この積層体４の第１の主面に設けられた複数の表面電極５と、複数の内部電極２と複数の表面電極５とを電気的に接続する複数の側面電極６とを有している。
　積層体４を構成する複数の内部電極２は、複数の圧電体層３と交互に積層されて圧電体層３を上下から挟んでおり、それらの間に挟まれた圧電体層３に駆動電圧を印加するものである。具体的には、複数の内部電極２は、一層おきに設けられた第１の内部電極２ａと、圧電素子７の第１の主面側の領域７ａに配置されて第１の内部電極２ａと対向するように一層おきに設けられた第２の内部電極２ｂと、圧電素子７の第２の主面側の領域７ｂに配置されて第１の内部電極２ａと対向するように一層おきに設けられた第３の内部電極２ｃとを含んでいる。例えば、第１の内部電極２ａはグランド極となり、第２の内部電極２ｂおよび第３の内部電極２ｃは例えば正極または負極となる。これらの材料として、例えば圧電体層３を形成する圧電セラミックスとの反応性が低い銀や銀－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。
　積層体４を構成する複数の圧電体層３は、圧電特性を有するセラミックスで形成されたもので、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（ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３）からなるペロブスカイト型酸化物、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などを用いることができる。圧電体層３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程度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以上の圧電定数ｄ３１を有することが好ましい。
　また、複数の表面電極５は、第１の内部電極２ａと電気的に接続された第１の表面電極５ａと、第２の内部電極２ｂと電気的に接続された第２の表面電極５ｂと、第３の内部電極２ｃと電気的に接続された第３の表面電極５ｃとを含んでいる。この複数の表面電極５は、積層体４の少なくとも第１の主面に設けられている。図１および図２に示す例では、第１の表面電極５ａは積層体４の両主面に設けられ、第２の表面電極５ｂおよび第３の表面電極５ｃは積層体４の第１の主面だけに設けられている。第１の表面電極５ａを両主面に設けることで、積層体４の最外の圧電体層３を内部電極２と第１の表面電極５ａとで挟むことになり、最外の圧電体層３に駆動電圧を印加して圧電素子７の振動に寄与させることができる。第２の表面電極５ｂおよび第３の表面電極５ｃも積層体４の両主面に設けてもかまわないが、図１および図２に示す例のように、第２の表面電極５ｂおよび第３の表面電極５ｃは積層体４の第１の主面だけに設けると、後述する比誘電率の差異を判別しやすくなる。なお、表面電極５の材料としては、銀や銀にシリカを主成分としたガラス等を含有させた銀化合物、ニッケルなどを用いることができる。
　また、複数の側面電極６は、積層体４の少なくとも一つの側面に設けられており、第１の内部電極２ａおよび第１の表面電極５ａを電気的に接続する第１の側面電極６ａと、第２の内部電極２ｂおよび第２の表面電極５ｂを電気的に接続する第２の側面電極６ｂと、第３の内部電極２ｃおよび第３の表面電極５ｃを電気的に接続する第３の側面電極６ｃとを含んでいる。図１および図２に示す例では、第１の側面電極６ａは対向する一対の側面の一方の側面に設けられ、第２の側面電極６ｂおよび第３の側面電極６ｃは一方の側面に対向する他方の側面に設けられている。第１の側面電極６ａと、第２の側面電極６ｂおよび第３の側面電極６ｃとを異なる側面に設けることで、これらに接続されている第１の内部電極２ａと第２の内部電極２ｂおよび第３の内部電極２ｃとの間の絶縁性を確実なものとしている。なお、３つの側面電極６をそれぞれ異なる側面に設けてもよい。側面電極６の材料としては、表面電極５と同様の、銀や銀にシリカを主成分としたガラス等を含有させた銀化合物、ニッケルなどを用いることができる。
　なお、表面電極５と内部電極２との電気的な接続は、本例のような側面電極６にかえて、圧電体層３を貫通する貫通導体によって接続してもよい。
　上述したように、第１の主面側の領域７ａにおいて第１の内部電極２ａと第２の内部電極２ｂとが圧電体層３を間に挟んで対向しており、第２の主面側の領域７ｂにおいて第１の内部電極２ａと第３の内部電極２ｃとが圧電体層３を間に挟んで対向している。また、積層体４の第１の主面側の最外の圧電体層３は、第２の内部電極２ｂと第１の内部電極２ａに接続されている第１の表面電極５ａとに挟まれており、積層体４の第２の主面側の最外の圧電体層３は、第３の内部電極２ｃと第１の内部電極２ａに接続されている第１の表面電極５ａとに挟まれている。
　そして、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとでは、圧電体層３の分極の向きが異なっている。例えば、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の主面側の領域７ａにおいては、圧電体層３内に示す矢印の向きで表した分極の向きが、第１の内部電極２ａから対向する第２の内部電極２ｂに向かっていて、積層体４の第１の主面側の最外の圧電体層３においては、第１の内部電極２ａに接続されている第１の表面電極５ａから第２の内部電極２ｂに向かっている。また、第２の主面側の領域７ｂにおいては、第３の内部電極２ｃから対向する第１の内部電極２ａに向かっていて、積層体４の第２の主面側の最外の圧電体層３においては、第３の内部電極２ｃから対向する第１の内部電極２ａに接続されている第１の表面電極５ａに向かっている。
　このように、圧電素子７における第１の主面側の領域７ａ（上側）と第２の主面側の領域７ｂ（下側）とで分極の向きが対称的となるように異なって構成され、いわゆるバイモルフ型の圧電素子７となっている。バイモルフ型の圧電素子７においては、交流電界を印加すると、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとでは圧電体層３の電界による伸び縮みの方向が逆になり、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとが一体となっている圧電体層３は、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで振動の位相が逆の、厚み方向に振幅を有する屈曲振動するものとなる。圧電体層３の分極の向きの調整は、後述する分極操作により行なうことができる。
　なお、バイモルフ型の圧電素子７の形状は特に制限はなく、図１に示す例のような矩形状などの多角形状以外に、円形状や楕円形状であってもよい。
　このような圧電素子７の第２の主面に振動板９を接合することで、本実施形態の音響発生器１となる。圧電素子７と振動板９とを接合する接合材８は、樹脂系接着剤や、粘弾性体をシート状に成型したものや、基材層と粘弾性体からなる層とを積層した構成のものなどを用いることができ、これらの材料としてアクリル系、エポキシ系等の接着剤やゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系等の粘着剤が用いられる。また、基材層としては、アセテートフォーム、アクリルフォーム、セロハン、ポリエチレンフォーム、紙、不織布が用いられる。
　また、振動板９は弾性体から構成されており、これらの材料として黄銅、リン青銅、ステンレス等の金属や、ガラスや、アクリル系、ポリカーボネート系等の樹脂やポリエチレン、ポリイミド等の樹脂フィルムを好適に用いることができる。振動板９の形状は特に制限はなく、図１に示す例のような矩形板状などの多角形板状のもの以外に、円形板状や楕円形板状のものであってもよい。
　また、振動板９に接合される圧電素子７の数は、複数個であってもよい。その場合、複数の圧電素子７のそれぞれの形状や振動特性等は異なっていてもよい。
　なお、外部からの交流電界を圧電素子７へ印加する配線部材、および配線部材と圧電素子７とを電気的に接続し固定する配線接合材は図示していないが、配線部材としては軟銅線に錫を鍍金したリード線やフレキシブル配線基板等を、また配線接合材としては錫、銅、銀等の合金からなるはんだや、銀等の導電性を有する金属粒子と樹脂とを混合した導電性接合材等を好適に用いることができる。
　本実施形態の音響発生器１においては、バイモルフ型の圧電素子７の第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層３と第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層３とで比誘電率および密度のうち少なくとも一方が異なっている。このような圧電素子７とすることで、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電特性に差が生じ、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで、振幅、振動モード、共振周波数等の振動特性に差が生じる。そのため、音情報として利用したい主振動（屈曲振動の基本振動やその整数倍の高次振動）以外の高調波や低調波の振動、あるいは異なる振動モードにより発生する異なる周波数の振動といった、スプリアス振動が発生する。そして、このスプリアス振動によって圧電素子７の固有振動のダンピングや分割が発生する。この効果により、周波数－音圧特性において、特定の周波数での音圧の急激な変化が抑制され、音圧特性が平坦化するため良好な音質を得ることができる。
　なお、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の比誘電率は、例えば以下のような方法によって算出することができる。
　第１の主面側の領域７ａの圧電体層の比誘電率ε１は、ε１＝（Ｃ１・Ｔ１）／（Ｓ１・εｏ）で算出することができる。Ｃ１は第１の主面側の領域７ａの静電容量、Ｔ１は第１の主面側の領域７ａの圧電体層３厚みの平均値、Ｓ１は第１の主面側の領域７ａにおける圧電体層３の電極に挟まれている部分の面積、εｏは真空の誘電率であり、εｏ＝８．８５４×１０－１２Ｆ／ｍである。
　第１の主面側の領域７ａの静電容量Ｃ１は、インピーダンス／ゲインフェーズアナライザー等の静電容量測定装置に接続された２つのプローブ端子の一方を第１の表面電極５ａに、他方を第２の表面電極５ｂに当てて測定すればよい。
　第１の主面側の領域７ａにおける圧電体層３の電極に挟まれている部分の面積Ｓ１は、圧電素子７を長さ方向および幅方向にカットし、第１の主面側の領域７ａにおける第１の内部電極２ａと第２の内部電極２ｂとが圧電素子７の厚み方向において重なっている領域、および第２の内部電極２ｂと第１の表面電極５ａとが重なっている領域の長さ方向寸法と幅方向寸法とをマイクロスコープ等の計測装置を用いて各々測定することで算出することができる。第１の主面側の領域７ａにおける圧電体層３の厚みの平均値Ｔ１は、同様にマイクロスコープ等の計測装置を用いて、第１の主面側の領域７ａの圧電体層３の各層の厚みを測定して平均値を算出することができる。
　第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の比誘電率ε２についても同様に、ε２＝（Ｃ２・Ｔ２）／（Ｓ２・εｏ）で算出することができる。第２の主面側の領域７ｂの静電容量Ｃ２は、プローブ端子の一方を第１の表面電極５ａに、他方を第３の表面電極５ｃに当てて測定すればよい。また、第２の主面側の領域７ｂにおける圧電体層３の電極に挟まれている部分の面積Ｓ２、第２の主面側の領域７ｂにおける圧電体層３の平均厚みＴ２は、Ｓ１、Ｔ１と同様の方法にて測定すればよい。
　一方、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの密度は、例えば以下のようにして測定できる。
　まず、バイモルフ型の圧電素子７を第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの境界で、ダイシングマシーン等を用いて切断する。ここで、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの境界は、圧電体層３の分極の向きが対称的となる境界であってそれぞれ異なる伸縮の動きを呈する領域と領域との境界であり、本例のように第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで内部電極のパターンが異なる場合には、そのパターンによって圧電体層３の分極の状態を予測でき、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの境界を決定することができる。なお、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの間に、伸縮に寄与しない層が存在する場合は、その伸縮に寄与しない層との境界で切断すればよい。
　その後、第１の主面側の領域７ａの密度を、アルキメデス法を用いて測定する。具体的には、第１の主面側の領域７ａの質量Ｗ１を電子天秤で測定したのち、溶媒として水を入れた容器中にて水中での質量Ｗ２を測定する。Ｗ２測定の際には、水温Ｔも同時に測定し換算表から水温Ｔでの水の密度ρｗを求めておき、これらの測定値を用いて以下の式から第１の主面側の領域７ａの圧電素子の密度ρ１を求めることができる。
ρ１＝Ｗ１／（Ｗ１－Ｗ２）×ρｗ
なお、第２の主面側の領域７ｂの密度も、同様の方法で求めればよい。
　ここで、第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層と第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層とで比誘電率が異なる場合において、第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層の比誘電率が、第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層の比誘電率よりも小さいことが、より好ましい。この場合には、圧電体層の比誘電率の小さい第２の主面側の領域７ｂが、振動板９と接合され機械的に拘束されることで、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電特性の差がより大きくなり、スプリアス振動がより発生しやすくなるため、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割がさらに発生しやすくなる。この効果により圧電素子７を振動板９に接合した音響発生器１では、周波数－音圧特性において、特定の周波数での音圧の急激な変化が更に抑制され、音圧特性がより平坦化するため更に良好な音質を得ることができる。また、第２の主面のほうが第１の主面よりも当該主面に平行な面内方向への伸縮が小さくなることから、圧電素子７と振動板９とを接合する接合材８への負荷を小さくすることができ、耐久性を向上させることができる。
　なお、第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の比誘電率を基準としたときに、第１の主面側の領域７ａの圧電体層３の比誘電率が１０２％から１５０％であるのがよい。１０２％より小さい場合は、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電特性の差が小さく、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割の程度が小さくなるため、周波数－音圧特性において特定の周波数での音圧の急激な変化を抑制する効果が小さいものとなる傾向がある。また、１５０％を超えるとスプリアス振動が大きくなり、周波数－音圧特性において別の周波数での音圧の急激な変化が発生し、意図した効果が得られ難くなる。
　例えば、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで圧電体層３の厚みを異ならせたり、内部電極２および第１の表面電極５ａの面積を異ならせたりすると、形状効果により屈曲の基本振動の共振周波数が変動するため、スプリアス振動の周波数との位置関係が変動し音圧の平坦化効果が得られにくくなったり、屈曲の基本振動の共振周波数が大きくなることで特に２００Ｈｚ～１ｋＨｚの低周波数側の音圧が低下したりする場合がある。
　これに対し、比誘電率は圧電体層の圧電定数を構成する誘電率と等価であり、比誘電率が小さいと圧電定数も小さくなるため、圧電体層３の比誘電率を異ならせても圧電素子７の基本振動の共振周波数は変動することがなく、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電振動特性の差が大きくなり、音圧特性がより平坦化された良好な音質を得ることができるとともに、音圧の低下も抑えられる。
　また、第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層３の比誘電率が、第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層３の比誘電率よりも小さい場合には、さらに、第２の主面側の領域７ｂにおいて、第２の主面側に位置する圧電体層３のほうが第１の主面側に位置する圧電体層３よりも比誘電率が小さいのがよい。言い換えると、第２の主面に近い位置の圧電体層のほうが第２の主面から遠い位置の圧電体層よりも比誘電率が小さいのがよい。例えば、第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３が複数層ある場合、第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の中でも、振動板９に遠い圧電体層から振動板９に近い圧電体層に向かって、比誘電率が小さくなっているのがよい。
　第２の主面側の領域７ｂにおいても第１の主面側と第２の主面側とで圧電体層３の比誘電率が異なる、すなわち第２の主面側の領域７ｂにおいて圧電素子７の厚み方向において圧電体層３の比誘電率が異なることで、スプリアス振動がより発生しやすくなるため、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割がさらに発生しやすくなる。そして、圧電素子７を振動板９に接合した音響発生器１では、周波数－音圧特性において、特定の周波数での音圧の急激な変化が更に抑制され、音圧特性がより平坦化するため更に良好な音質を得ることができる。
　なお、圧電体層３の一層ごとの比誘電率を測定するには、例えば、以下のような方法を用いればよい。まず圧電素子７を、内部電極２と第１の表面電極５ａの全てが重なっている領域で長さ方向および幅方向で任意の寸法の試料を切り出す。切り出された試料の側面に露出した、測定したい圧電体層３を挟んでいる内部電極２に針状のプローブピンを接触させて圧電体層の静電容量Ｃ３を測定する。また、内部電極２の長さと幅をマイクロスコープ等の計測装置を用いて測定し、測定したい圧電体層３を挟んでいる内部電極２の面積Ｓ３を算出する。そして、静電容量を測定した圧電体層３の厚みＴ３を同様の方法で測定し、これらの測定値から上記と同様に、ε３＝（Ｃ３・Ｔ３）／（Ｓ３・εｏ）の式から対象とする圧電体層３の比誘電率を求めることができる。この方法で、振動板９に遠い圧電体層から振動板９に近い圧電体層に向かって、比誘電率が小さくなっていることも判別できる。
　続いて、第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層と第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層とで密度が異なる場合は、第２の主面側の領域７ｂの密度が、第１の主面側の領域７ａの密度よりも小さいことが、より好ましい。この場合には、密度の小さい第２の主面側の領域７ｂが、振動板９によって機械的に拘束されることで、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂの圧電振動特性の差がより大きくなり、スプリアス振動がより発生しやすくなるため、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割がさらに発生しやすくなる。この効果により、圧電素子７を振動板９に接合した音響発生器１では、周波数－音圧特性において、特定の周波数での音圧の急激な変化が更に抑制され、音圧特性がより平坦化するため、更に良好な音質を得ることができる。
　なお、密度の差としては、例えば第２の主面側の領域７ｂの密度を基準（１００％）としたときに、第１の主面側の領域７ａの密度が１００．３％から１０２．５％であるのがよい。１００．３％より小さい場合は、第１の主面側の領域７ａと他方主面側の領域７ｂとの圧電振動特性の差が小さく、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割の程度が小さくなるため、周波数－音圧特性において特定の周波数での音圧の急激な変化を抑制する効果が小さいものとなる傾向がある。一方、１０２．５％を超えるとスプリアス振動が大きくなり、周波数－音圧特性において別の周波数での音圧の急激な変化が発生し、意図した効果が得られ難くなる傾向がある。
　そして、第２の主面側の領域７ｂの複数の圧電体層３の密度が第１の主面側の領域７ａの複数の圧電体層３の密度よりも小さい場合に、さらに第２の主面側の領域７ｂの中で、第２の主面側に位置する圧電体層３の方が第１の主面側に位置する圧電体層３よりも密度が小さいのがよい。言い換えると、第２の主面に近い位置の圧電体層のほうが第２の主面から遠い位置よりも密度が小さいのがよい。さらに、振動板９から遠い圧電体層から振動板９に近い圧電体層に向かって、漸次密度が小さくなっているのがよい。第２の主面側の領域７ｂにおいても第１の主面側と第２の主面側とで密度が異なる、すなわち第２の主面側の領域７ｂにおいて圧電素子７の厚み方向において密度が異なることで、スプリアス振動がより発生しやすくなるため、圧電素子７の固有振動のダンピングや分割がさらに発生しやすくなる。したがって、圧電素子７を振動板９に接合した音響発生器１では、周波数－音圧特性において、特定の周波数での音圧の急激な変化が更に抑制され、音圧特性がより平坦化するため更に良好な音質を得ることができる。
　なお、圧電体層３の一層ごとの密度を測定するには、上述した密度の測定方法を各層ごとに行えばよく、この方法により振動板９に遠い圧電体層３から振動板９に近い圧電体層３に向かって密度が小さくなっていることも判別できる。
　また、第１の主面側の領域７ａを構成する圧電体層３と第２の主面側の領域７ｂを構成する圧電体層３とで密度が異なっていることに加えて、比誘電率が異なっていてもよい。
 
　また、本実施形態の音響発生器は、振動板９の外周部に枠体１１が設けられているものであってもよい。例えば図３に示すように、振動板９の圧電素子７が接合された主面の外周部に枠体１１を接合することで音響発生器１１０を得ることができる。枠体１１を設けることで、振動板９が支持され、電子機器の筐体等への固定も容易になる。また、このような構成を持つ音響発生器１１０では、振動空間が確保されるため振動板９の振動振幅を大きくすることができ、その結果周波数－音圧特性において、特定の周波数で音圧が急激に変化することの抑制された良好な音質を確保しながら、音圧も向上することが可能となる。
　枠体１１としてはステンレス等の金属やガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂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。
　枠体１１は振動板９の主面へ接合材１２を介して接合される。接合材１２は、樹脂系接着剤や、粘弾性体をシート状に成型したものや、基材層と粘弾性体からなる層とを積層した構成のものなどを用いることができ、これらの材料としてアクリル系、エポキシ系等の接着剤やゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系等の粘着剤が用いられる。また、基材層としては、アセテートフォーム、アクリルフォーム、セロハン、ポリエチレンフォーム、紙、不織布が用いられる。
　図３に示す例のように、振動板９の圧電素子７が接合された主面に枠体１１を接合すると、特に枠体１１と接合材１２を合わせた厚みが圧電素子７の厚みより大きい場合には、枠体１１により圧電素子７を保護することができる。
　また、この場合、枠体１１内の振動板９の主面、または枠体１１内の振動板９の主面および圧電素子７を覆うように樹脂層を設けてもよい。樹脂層は圧電素子７および振動板９とともに振動するので、樹脂層によるダンピング効果が得られ、音質がさらに向上するとともに、圧電素子７の保護効果がさらに向上する。
　樹脂層は、例えば、アクリル系樹脂を用いてヤング率が例えば１ＭＰａ～１ＧＰａの範囲となるように形成されるのがよい。この樹脂層は必ずしも圧電素子７の表面を覆うまでに設けられていなくてもよいが、圧電素子７の表面を覆うまでに設けられ、樹脂層に圧電素子７が埋設されることで、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。
　なお、枠体１１は振動板９の両方の主面に設けてもよく、また、枠体１１の開放面である振動板９を接合しない面に板状の部材からなる蓋体を設けてもよい。
　振動板９の主面にバイモルフ型の圧電素子７が接合された音響発生器１，１１０は、例えば、振動板９の他方主面を、接合材を介して電子機器の筺体等へ固定された状態、電子機器の筺体等に設けられた支持部へ振動板９を機械的に固定または、接合材を介して固定された状態、あるいは、小さい筐体を備えた音響発生装置を電子機器の筐体内に組み込んだ状態で、電子機器の音響発生源として用いることができる。
　次に、本実施の形態の音響発生器１，１１０の製造方法について説明する。
　まず、圧電体層３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、セラミックグリーンシート上に、内部電極２となる導電性ペーストを例えばスクリーン印刷等の印刷法によって内部電極２のパターン形状に塗布する。導電性ペーストは、銀－パラジウム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作製する。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てセラミックグリーンシート積層体を作製する。セラミックグリーンシート積層体を所定の温度で加熱して脱バインダー処理を行なった後、酸化アルミニウムや酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等を主成分とする焼成鉢中で９００℃～１２００℃の温度で焼成することによって、複数の圧電体層３と複数の内部電極２とが積層された、焼結体である積層体４を作製する。積層体４は、例えば平面研削盤等を用いて研削処理を施すなどして所定の形状に整えてもよい。
　積層体４の主面および側面に、表面電極５および側面電極６となる導電性ペーストを例えばスクリーン印刷等の印刷法によって表面電極５および側面電極６のパターン形状で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５および側面電極６を形成する。表面電極５および側面電極６となる導電性ペーストは、銀を主成分とする導電性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である。
　なお、表面電極５と内部電極２との電気的な接続は、側面電極６にかえて、圧電体層３を貫通する貫通導体によって接続してもよい。この場合は、例えば、表面電極５および側面電極６となる導電性ペーストの印刷の前に、金型による打ち抜き加工やレーザー加工による穴あけ加工によってセラミックグリーンシートに貫通孔を形成し、この貫通孔に貫通導体となる導電性ペーストを印刷法によって充填しておけばよい。貫通導体となる導電性ペーストは、表面電極５および側面電極６となる導電性ペーストと同様のものを、バインダーや溶剤の量を調整することによって粘度を調整したものを用いればよい。
　圧電素子７に分極処理を施して圧電活性を付与することで、電圧の印加により屈曲振動する振動発生体となる。分極処理には直流電源装置を用いて、例えば、第１の表面電極５ａをグランド極に、第２の表面電極５ｂを正極に、第３の表面電極５ｃを負極にそれぞれ接続し、例えば２ｋＶ／ｍｍ～３ｋＶ／ｍｍの電位差を、１５℃～３５℃の雰囲気温度にて、印加時間として数秒印加すればよい。圧電材料の性質により、電圧、雰囲気温度、印加時間は好適に選定される。
　ここで、第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとで、圧電体層３の比誘電率および密度のうち少なくとも一方を異ならせるには、比誘電率および密度のうち少なくとも一方の異なる圧電層用原料を準備し、その原料を用いてセラミックグリーンシートを成形し、第１の主面側の領域７ａとなるシートと第２の主面側の領域７ｂとなるシートを積層すればよい。
　また、上記方法以外に、以下の方法を用いることもできる。上記の焼成の際には、例えば酸化アルミニウムや酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム等を主成分とする焼成セッターを用いるが、例えば焼成セッターの鉛含有量を調整することで、焼成の終了した後の積層体４の圧電体層３の鉛組成比を調整し、圧電素子７の第１の主面側７ａの比誘電率や密度と、第２の主面側７ｂの比誘電率や密度を調整できる。
　具体的には、焼成セッターに上記圧電セラミックスの仮焼粉末を塗布し、９００℃～１３００℃で仮焼成する。圧電体層３の厚みが薄い場合や積層体４の積層数が少ない場合は上記仮焼成温度を高めとし、焼成セッターの鉛含有量を多めにすることで、また圧電体層３の厚みが厚い場合や積層体４の積層数が多い場合は、上記仮焼成温度を低めとし、焼成セッターの鉛含有量を少なめにすることで、焼成セッターに遠い側から近い側に向かって圧電体層３の鉛組成を、略仕込み組成から仕込み組成に対して少ない組成となるように調整でき、その結果焼成セッターに遠い側から近い側に向かって比誘電率や密度を徐々に小さくできる。このため圧電素子７の第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの比誘電率や密度を所望の値で調整することができ、また第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の比誘電率や密度が、第１の主面側の領域７ａの圧電体層３の比誘電率や密度よりも小さく、かつ第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の中でも、振動板９に遠い圧電体層から振動板９に近い圧電体層に向かって、比誘電率や密度を小さく調整することができる。
　更には焼成セッターの使用回数と上記仮焼成の頻度を規定すること、例えば１回の焼成毎に上記焼成鉢を用いることなく１０００℃～１３００℃の大気中にて焼成セッターを熱処理し、含有した鉛を放出させた後、上記方法の仮焼成を実施することで焼成セッターの鉛含有量を一定に制御でき、所望の比誘電率や密度を安定して得ることが可能となる。
　この製造方法によれば、バイモルフ型の圧電素子７の第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの内部電極２の面積、圧電体層３の厚みおよび、内部電極２と圧電体層３の積層数をそれぞれ略同一にした状態で、圧電素子７の第１の主面側の領域７ａと第２の主面側の領域７ｂとの比誘電率や密度を所望の値に調整することができ、また第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の比誘電率や密度が、第１の主面側の領域７ａの圧電体層３の比誘電率や密度よりも小さくかつ、第２の主面側の領域７ｂの圧電体層３の中でも、振動板９に遠い圧電体層から振動板９に近い圧電体層に向かって、比誘電率や密度を小さく調整することができる。したがって、厚みの異なる複数種のグリーンシートや、内部電極２の面積を変えるため複数種の印刷製版を準備する必要がなく、取り扱いの容易な厚みのグリーンシートを用いることができるので、生産性が高いものとなる。
　そして、圧電素子７の第２の主面に接合材８を用いて振動板９を接合固定することで音響発生器１となる。接合材８として、例えば嫌気性樹脂接着剤を用いる場合は、振動板９の所定の位置に嫌気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、圧電素子７を当接させた状態で圧力を印加し嫌気性接着剤用ペーストを硬化させることにより、圧電素子７を振動板９に接合固定する。なお、嫌気性接着剤用ペーストは、圧電素子７側に塗布形成しておいてもよい。その他の接合材８としては、例えば、加熱硬化型のエポキシ系接着剤等の接着剤を用いることができる。
　そして、圧電素子７に電圧を印加するための配線部材が接続される。配線部材としては、例えばフレキシブル配線基板を用いることができ、例えば導電性接着剤を用いて圧電素子７に接続固定（接合）する。まず、圧電素子７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７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。配線部材の圧電素子７への接続は、圧電素子７と振動板９との接合前であってもよいし、接合後でもよい。
　振動板９の主面の外周部に枠体１１を接合する場合は、例えばステンレス等の金属やガラス、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の材料を用いて所望の形状に加工された枠体１１を、接合材１２を介して接合する。さらに、バイモルフ型圧電素子７を覆うように樹脂層を設ける場合は、枠体１１を接合した後に樹脂を塗布するようにすればよい。
　以上の製法により、本実施形態の音響発生器１，１１０が得られる。
　次に、本発明の音響発生装置の実施形態の一例について説明する。
　音響発生装置１０は、いわゆるスピーカーのような発音装置であり、図４に示すように、音響発生器１，１１０と、音響発生器１，１１０を収容する筐体３０を備えている。なお、筐体３０の一部が音響発生器１を構成する振動板になっていてもよく、筐体３０が音響発生器１，１１０を収容するとは、音響発生器１，１１０の一部（圧電素子７）を収容している状態も含むことを意味している。
　筐体３０は、音響発生器１，１１０の発する音響を内部で共鳴させるとともに、筐体３０に形成された図示せぬ開口から音響を外部へ放射する。この筐体３０は、例えば、アルミニウムやマグネシウム合金などの金属、ポリカーボネートなどの樹脂、木材など、種々の材料を用いて形成することができる。このような筐体３０を有することにより、たとえば低周波数帯域における音圧を高めることができる。なお、枠体１１と上述した板状部材（蓋体）とが一体に形成されたものを筐体３０として構わない。筺体３０を用いて共鳴空間を構成することで、音圧を向上することが可能となる。
　本発明の音響発生装置１０によれば、高音質かつ高音圧の音響発生装置を実現することができる。
　次に、音響発生器１，１１０（または音響発生装置１０）を搭載した電子機器の一例について、図５を用いて説明する。図５は、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５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５に示すように、本例の電子機器５０は、音響発生器１，１１０（または音響発生装置１０）と、音響発生器１，１１０（または音響発生装置１０）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１，１１０（または音響発生装置１０）を収容する筐体７０とを備え、音響発生器１，１１０（または音響発生装置１０）から音響を発生させる機能を有する。なお、本発明の電子機器５０としては、音響発生器１，１１０を筐体７０にそのまま収容するもののみならず、音響発生器１を収容した音響発生装置１０（音響発生器１と筐体とからなるもの）を筐体７０に収容するものも含むことを意味している。また、筐体７０の一部が音響発生器１，１１０を構成する振動板となっていてもよい。
　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、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７とは図示しない接続用配線で接続されている。
　図に示す電子回路６０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とから構成される。電子回路６０は、音響発生器１，１１０に接続されており、音響発生器１，１１０へ音声信号を出力する機能を有している。音響発生器１，１１０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５０ａと、アンテナ５０ｂと、音響発生器１，１１０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５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と音響発生器１，１１０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５０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ものであり、後述する図６～図８におけるディスプレイ１４に相当する。なお、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、音響発生器１，１１０（または音響発生装置１０）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。なお、音響発生器１，１１０（または音響発生装置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音響を発することとなる。
　さらに、電子機器５０が携帯端末である場合の形態について、図６～図８を用いて説明する。バイモルフ型の圧電素子７と、電子回路（図示せず）と、筐体７０と、ディスプレイ１４とを有している。この例では、筐体７０は筐体本体７０ａとカバー７０ｂとで構成されている。圧電素子７の他方主面を筐体７０に素子接合材１５を介して接合することで、筺体７０の一部であるカバー７０ｂを振動板９として本発明の音響発生器を構成したものある。なお、図６は本発明の電子機器を模式的に示す概略斜視図であり、図７は図６に示すＡ－Ａ線で切断した概略断面図、図８は図６に示すＢ－Ｂ線で切断した概略断面図である。
　ここで、圧電素子７と筐体１３とが変形可能な接合部材を用いて接合されているのが好ましい。すなわち、図７および図８においては素子接合材１５が変形可能な接合部材である。変形可能な素子接合材１５で圧電素子７と筐体７０とを接合することで、圧電素子７から振動が伝達されたとき、変形可能な素子接合材１５が筐体７０よりも大きく変形する。このとき、筐体７０から反射される逆位相の振動を変形可能な素子接合材１５で緩和することができるので、圧電素子７が周囲の振動の影響を受けずに筐体７０へ強い振動を伝達させることができる。
　中でも、素子接合材１５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７からの強い振動を筐体７０へ伝える一方、筐体７０から反射される弱い振動を素子接合材１５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７はディスプレイ１４のカバー７０ｂとなる筐体７０の一部に取り付けられ、この筐体７０の一部であるカバー７０ｂが振動板９として機能するようになっている。ここで、ディスプレイ１４のカバー７０ｂ（振動板９）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。また、筐体７０の一部がディスプレイのカバーとなってその内側にディスプレイが配置されたものの他、筐体７０の一部がディスプレイとなっているものでもよく、ディスプレイ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よい。さらに、圧電素子７がディスプレイに素子接合材１５を介して接合され、ディスプレイ全体や、ディスプレイの一部が振動板９として機能するようにしても構わない。
　筐体７０は、１つの面が開口した箱状の筐体本体７０ａと、筐体本体７０ａの開口を塞ぐカバー７０ｂとを有している。この筐体７０（筐体本体７０ａおよびカバー７０ｂ）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。
　振動板９でもあるカバー７０ｂの周縁部は、筐体本体７０ａに筐体接合材７０を介して振動可能に取り付けられている。筐体接合材１６は、カバー７０ｂよりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、カバー７０ｂよりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、筐体接合材１６は変形可能であり、同じ力が加わったときにカバー７０ｂよりも大きく変形する。
　筐体接合材１６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。このような筐体接合材１６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。筐体接合材１６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、携帯端末においては、筐体接合材１６の材質に限定はなく、筐体接合材１６が振動板９でもあるカバー７０ｂ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、筐体接合材１６を有さない構成であっても構わない。
　このような電子機器５０は、周波数－音圧特性において、特定の周波数で音圧が急激に変化することが抑制された音響発生器１，１１０を用いているため、音圧特性が平坦化された高品質な音情報を伝達することができる。
　なお、電子機器５０として、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を有する携帯端末について説明を行ったが、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。
　次に、本発明の音響発生器の具体例について説明する。
　バイモルフ型の圧電素子は、長さが２３．５ｍｍ、幅が３．３ｍｍ、厚みが０．９ｍｍの長尺板状とした。また、圧電素子は、厚みが３０μｍの圧電体層と内部電極とが交互に積層された構造とし、圧電体層の総数は２８層とした。圧電体層は、Ｚｒの一部をＮｂ等で置換したチタン酸ジルコン酸鉛で形成し、内部電極は、銀パラジウムの合金を用いた。
　まず銀パラジウムからなる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積層した後、加圧密着させ所定の寸法にカットし成形体を作製した。その後、上記圧電体層の作製で使用した仮焼粉末を塗布し、１１００℃で仮焼成して鉛含有量を調整した焼成セッター上に成形体を整列し、所定の温度で脱脂を行った後、１０００℃で焼成して積層焼結体を得た。
　この積層焼結体の表面と側面に、銀からなる導電性ペーストを印刷し乾燥した後、７００℃で焼成して表面電極と側面電極を形成した。次に表面電極を介して各々の内部電極間に、室温にて２ｋＶ／ｍｍの電位差の電圧を印加し、分極処理を施してバイモルフ型圧電素子を作製した。
　この圧電素子の第１の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターから遠い側の領域）と第２の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターに近い側の領域）との静電容量を、インピーダンス／ゲインフェーズアナライザーにて周波数１ｋＨｚにて測定した。圧電素子の第１の主面側の領域の静電容量は８３０ｎＦであり、また第２の主面側の領域の静電容量は７３０ｎＦであって、第１の主面側の領域の静電容量に対し、第２の主面側の領域の静電容量が略１２％低いことを確認した。それぞれの領域における圧電体層の厚みおよび内部電極の面積は同じであるので、第２の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率が第１の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率よりも小さいことを確認した。
　また、この圧電素子の第１の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターから遠い側の領域）と第２の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターに近い側の領域）との密度を、第１の主面側と第２の主面側とを切り分け、それぞれアレキメデス法にて測定した。圧電素子の第１の主面側の領域の密度は７．８８ｇ／ｃｍ3であり、また第２の主面側の領域の密度は７．７９ｇ／ｃｍ3であって、第１の主面側の領域の密度に対し、第２の主面側の領域の密度が略１．１％低いことを確認した。
　次に、アクリル系の嫌気性接着剤ペーストを用いて、圧電素子を長さ１１０ｍｍ、幅６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのアクリル板（振動板）の長さ方向の一端部側へ接着した後、絶縁被覆を施したリード線をはんだで表面電極へ接合し、音響発生器を作成した。
　上記のようにして作製した本発明の実施例となる音響発生器の振動板の両主面外周を、ポリブチレンテレフタレートで作製した音圧測定用の枠体治具で固定し、印加電圧３０Ｖｐ－ｐ、測定距離３ｃｍの条件で周波数－音圧特性を測定した。その結果を図９（ａ）に示す。
　一方、比較例として以下の方法で作製した音響発生器を準備した。
　まず導電性ペーストを印刷していないセラミックグリーンシートのみを１５層積層し、１０５０℃で焼成した焼結体を焼成セッター上に配置し、この焼結体上に前述のグリーンシート積層体を整列、焼成し、その他の製造方法は上記実施例と同一として圧電素子を作製した。この圧電素子の第１の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターから遠い側の領域）と第２の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターに近い側の領域）との静電容量を、インピーダンス／ゲインフェーズアナライザーにて周波数１ｋＨｚにて測定した。圧電素子の第１の主面側の領域の静電容量は８３０ｎＦであり、また第２の主面側の領域の静電容量は８２８ｎＦであって、第１の主面側の領域の静電容量に対し、第２の主面側の領域の静電容量が略同じであることを確認した。すなわち、第２の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率が第１の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率と同じであることを確認した。
　また、この圧電素子の第１の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターから遠い側の領域）と第２の主面側の領域（上記焼成で焼成セッターに近い側の領域）との密度を、第１の主面側と第２の主面側を切り分け、それぞれアレキメデス法にて測定した。圧電素子の第１の主面側の領域の密度は７．８８ｇ／ｃｍ3であり、また第２の主面側の領域の密度は７．８８ｇ／ｃｍ3であって、第１の主面側の領域の密度に対し、第２の主面側の領域の密度が同じであることを確認した。
　この圧電素子を用い、上記実施例と同一の方法で音響発生器を作製し、上記実施例と同様に音響発生器の振動板の両主面外周を、ポリブチレンテレフタレートで作製した音圧測定用の枠体治具で固定し、印加電圧３０Ｖｐ－ｐ、測定距離３ｃｍの条件で周波数－音圧特性を測定した。その結果を図９（ｂ）に示す。
　図９（ａ）と図９（ｂ）との比較において、特に周波数が４００Ｈｚ～２ｋＨｚおよび、周波数が１０ｋＨｚ～２０ｋＨｚでの音圧のピークやディップを比較すると、実施例である図９（ａ）の方が比較例である図９（ｂ）に対して、明らかに小さくなっていることがわかる。
　このようにバイモルフ型の圧電素子において、第１の主面側の領域と第２の主面側の領域とに比誘電率または密度の差を設けることで、特定の周波数で音圧が急激に変化することが抑制され、音圧特性が平坦化して音質を改善できることが確認できた。
１，１１０　　音響発生器
２　　内部電極
　２ａ　　第１の内部電極
　２ｂ　　第２の内部電極
　２ｃ　　第３の内部電極
３　　圧電体層
４　　積層体
５　　表面電極
　５ａ　　第１の表面電極
　５ｂ　　第２の表面電極
　５ｃ　　第３の表面電極
６　　側面電極
　６ａ　　第１の側面電極
　６ｂ　　第２の側面電極
　６ｃ　　第３の側面電極
７　　圧電素子
　７ａ　　第１の主面側の領域
　７ｂ　　第２の主面側の領域
８　　接合材
９　　振動板
１０　　音響発生装置
１１　　枠体
１２　　接合材
１３、７０　　筺体
１３ａ　　筐体本体
１３ｂ　　カバー
１４　　ディスプレイ
１５　　素子接合材
１６　　筐体接合材
　５０　　電子機器
　６０　　電子回路
　

Claims (8)

  1. 　複数の内部電極および複数の圧電体層が積層され、第１の主面と、該第１の主面と反対側の第２の主面とを有するバイモルフ型の圧電素子と、該圧電素子の前記第２の主面に接合された振動板とを備え、前記圧電素子は第１の主面側の領域と第２の主面側の領域とを有し、前記圧電素子の前記第１の主面側の領域を構成する圧電体層と前記第２の主面側の領域を構成する圧電体層とで、比誘電率および密度のうち少なくとも一方が異なっていることを特徴とする音響発生器。
  2. 　前記第２の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率が前記第１の主面側の領域を構成する圧電体層の比誘電率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
  3. 　第２の主面側の領域において、第２の主面側に位置する圧電体層のほうが第１の主面側に位置する圧電体層よりも比誘電率が小さいことを特徴とする請求項２に記載の音響発生器。
  4. 　前記第２の主面側の領域を構成する圧電体層の密度が前記第１の主面側の領域を構成する圧電体層の密度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の音響発生器。
  5. 　第２の主面側の領域において、第２の主面側に位置する圧電体層のほうが第１の主面側に位置する圧電体層よりも密度が小さいことを特徴とする請求項４に記載の音響発生器。
  6. 　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５のいずれかに記載の音響発生器。
  7. 　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、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。
  8. 　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、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。
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