WO2021079837A1 - 面方向型振動構造 - Google Patents

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piezoelectric film
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conductive
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遠藤　潤
大寺　昭三
豊 石浦
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株式会社村田製作所
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    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • G—PHYSICS
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    • H10N30/875—Further connection or lead arrangements, e.g. flexible wiring boards, terminal pins

Definitions

  • the present invention relates to a surface-direction vibration structure that vibrates in the surface direction.
  • Patent Document 1 proposes a tactile presentation device that gives tactile feedback to a user by using a piezoelectric film.
  • the piezoelectric film includes a first electrode and a second electrode on the first main surface and the second main surface, respectively.
  • the piezoelectric film expands and contracts in the plane direction by applying the first main surface and the second main surface medical voltage.
  • the vibrating part vibrates in the plane direction due to the expansion and contraction of the piezoelectric film.
  • an object of the present invention is to provide a surface-direction vibration structure that reduces the mechanical load generated on the conductive member.
  • a frame-shaped member having an opening, a vibrating portion located at the opening, a beam portion connecting the frame-shaped member and the vibrating portion, and a first main electrode on which a first electrode is formed are formed.
  • a piezoelectric film having a surface and a second main surface on which a second electrode is formed and vibrating in the surface direction by applying a voltage to the first electrode and the second electrode, the frame-shaped member, and the above.
  • a first support portion that connects the first main surface and supports the piezoelectric film, a second support portion that connects the vibrating portion and the first main surface and supports the piezoelectric film, and the first support portion.
  • a wiring member having a wiring for applying the voltage to the electrode and the second electrode, a first conductive member connecting the first electrode and the wiring, the second electrode, and the wiring.
  • a second conductive member to be connected is provided.
  • the wiring member is in contact with the first main surface at a predetermined contact portion, and the first conductive member is arranged between the first support portion and the contact portion in a plan view. There is.
  • the piezoelectric film is pressed against the wiring member at the contact part.
  • Piezoelectric films have different amounts of expansion and contraction at the contact portion.
  • the amount of expansion and contraction between the contact portion and the first support portion is smaller than the amount of expansion and contraction between the contact portion and the second support portion. Therefore, at the position where the conductive member is arranged, the amount of expansion and contraction is relatively small, and the mechanical load is reduced.
  • the mechanical load generated on the conductive member can be reduced.
  • FIG. 2 (A) is a plan view of the vibration structure 1
  • FIG. 2 (B) is a cross-sectional view taken along the line II shown in FIG. 2 (A).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the piezoelectric element 11.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the piezoelectric element 11 when the conductive double-sided adhesive 56 is arranged on the first end 111 side as a reference view
  • FIG. 4B is a lower surface of the piezoelectric element 11. It is a figure.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the piezoelectric element 11 and the FPC 58.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the vibration structure 1.
  • FIG. 2 (A) is a plan view of the vibration structure 1
  • FIG. 2 (B) is a cross-sectional view taken along the line II shown in FIG. 2 (C).
  • FIGS. 1 and 2 (A) transmit the protective film 14 and the piezoelectric film 30.
  • the lateral direction of the vibrating structure 1 is referred to as the X-axis direction
  • the longitudinal direction of the vibrating structure 1 is referred to as the Y-axis direction
  • the thickness direction is referred to as the Z-axis direction.
  • the vibration structure 1 includes a base 10, a piezoelectric element 11, a double-sided tape 12, a double-sided tape 13, a conductive double-sided adhesive 56, a conductive single-sided adhesive 57, and an FPC 58.
  • the base portion 10 has a frame-shaped member 16, a vibrating portion 17, and a beam portion 18.
  • the beam portion 18 has four beam portions 181 and a beam portion 182, a beam portion 183, and a beam portion 184.
  • the frame-shaped member 16 has a rectangular shape in a plan view.
  • the frame-shaped member 16 has a shape surrounding the rectangular opening 20.
  • a vibrating portion 17, a beam portion 181 and a beam portion 182, a beam portion 183, and a beam portion 184 are arranged in the opening 20.
  • the vibrating portion 17 has a rectangular shape in a plan view.
  • the area of the vibrating portion 17 is smaller than the area of the opening 20.
  • the vibrating portion 17 is supported by the frame-shaped member 16 by the beam portion 181, the beam portion 182, the beam portion 183, and the beam portion 184 at four corner portions.
  • the beam portion 181, the beam portion 182, the beam portion 183, and the beam portion 184 each have a long rectangular shape along the X-axis direction.
  • the beam portion 181, the beam portion 182, the beam portion 183, and the beam portion 184 each hold the vibrating portion 17 at both ends of the vibrating portion 17 in the Y-axis direction.
  • the first opening 21 and the second opening 22 are defined by the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, the beam portion 181, the beam portion 182, the beam portion 183, and the beam portion 184.
  • the first openings 21 are arranged on both ends in the Y-axis direction, which is the longitudinal direction of the frame-shaped member 16.
  • the second openings 22 are arranged on both ends in the X-axis direction, which is the lateral direction of the frame-shaped member 16.
  • the first opening 21 has a long rectangular shape along the X-axis direction.
  • the second opening 22 has a long rectangular shape along the Y-axis direction.
  • the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, and the beam portion 18 are made of the same member (for example, acrylic resin, PET, polycarbonate, glass epoxy, FRP, metal, glass, etc.).
  • the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, and the beam portion 18 are preferably SUS (stainless steel material). SUS is excellent in workability and durability, and has appropriate rigidity.
  • the SUS may be insulated by coating it with a resin such as polyimide, if necessary.
  • the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, and the beam portion 18 are formed by punching one rectangular plate member along the shapes of the first opening 21 and the second opening 22.
  • the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, and the beam portion 18 may be separate members, but can be easily manufactured by punching the same member. Further, since the frame-shaped member 16, the vibrating portion 17, and the beam portion 18 are formed of the same member, it is necessary to use another member (member with creep deterioration) such as rubber for supporting the vibrating portion 17. It is possible to stably hold the vibrating portion 17 for a long period of time.
  • the thickness of the base 10 is preferably 0.1 mm or more and 3 mm or less.
  • the base portion 10 has appropriate rigidity, the entire base portion 10 can be prevented from being plastically deformed by the vibration of the vibrating portion 17, and the thickness of the vibrating structure 1 can be prevented. Can be reduced.
  • the piezoelectric element 11 is connected to one main surface of the base 10.
  • the first end 111 of the piezoelectric element 11 in the Y-axis direction is connected to the frame-shaped member 16. More specifically, the first end 111 is connected to the frame-shaped member 16 via the double-sided tape 12 and the FPC 58.
  • the second end 112 of the piezoelectric element 11 in the Y-axis direction is connected to the vibrating portion 17 via the double-sided tape 13.
  • the double-sided tape 12 and the double-sided tape 13 have a long rectangular shape along the X-axis direction in a plan view.
  • the widths of the double-sided tape 12 and the double-sided tape 13 are substantially the same as the width of the piezoelectric element 11.
  • the double-sided tape 12 and the double-sided tape 13 are made of an insulating and adhesive material.
  • the double-sided tape 12 is an example of the "first support portion" of the present invention
  • the double-sided tape 13 is an example of the "second support portion" of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the piezoelectric element 11.
  • the piezoelectric element 11 includes a piezoelectric film 30, a first electrode 31, and a second electrode 32.
  • the first electrode 31 is formed on the first main surface
  • the second electrode 32 is formed on the second main surface.
  • the first electrode 31 and the second electrode 32 are formed on the piezoelectric film 30 by, for example, a vapor deposition method.
  • the piezoelectric film 30 has a long rectangular shape along the Y-axis direction, which is the longitudinal direction of the frame-shaped member 16 in a plan view.
  • the first electrode 31 and the second electrode 32 are formed on substantially the entire surface of the piezoelectric film 30, but are not formed on a part of the first end 111 side.
  • the double-sided tape 12 is connected to the first main surface on which the electrodes are not formed.
  • the double-sided tape 12 is connected to the upper surface of the FPC 58.
  • the conductive double-sided adhesive 56 is connected to the end of the first electrode 31 on the first end 111 side.
  • the conductive double-sided adhesive 56 is an example of the first conductive member.
  • a conductive single-sided adhesive 57 is connected to the end of the second electrode 32 on the first end 111 side.
  • the conductive single-sided pressure-sensitive adhesive 57 is an example of the second conductive member.
  • the conductive double-sided adhesive 56 is connected to a first wiring (not shown) formed on the upper surface of the FPC 58.
  • the conductive single-sided adhesive 57 is connected to a second wiring (not shown) formed on the upper surface of the FPC 58.
  • the FPC 58 is an example of a wiring member having wiring for applying a voltage to the first electrode 31 and the second electrode 32. As a result, the first electrode 31 and the second electrode 32 are connected to the power supply 33, respectively.
  • the piezoelectric film 30 expands and contracts along the Y-axis direction.
  • the vibrating portion 17 vibrates in the plane direction along the Y-axis direction.
  • the piezoelectric film 30 is connected to the vibrating portion 17 on the second end 112 side, and pulls the vibrating portion 17 toward the first end 111 side.
  • the vibration unit 17 can be resonated by setting the frequency of the AC voltage applied to the piezoelectric film 30 according to the resonance frequency of the vibration unit 17, and the vibration unit 17 can be vibrated efficiently. Can be done.
  • the vibration structure 1 of this embodiment can be used as a tactile presentation device.
  • the tactile presentation device includes a touch panel (not shown) for detecting a touch operation, and a vibration structure 1.
  • the drive circuit (not shown) drives the power supply 33 to apply an AC voltage to the piezoelectric film 30.
  • the vibration structure 1 can give tactile feedback via the vibration unit 17.
  • the piezoelectric film 30 is made of, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the piezoelectric film 30 may be made of a chiral polymer.
  • Chiral macromolecules include polylactic acid.
  • Polylactic acid includes L-type polylactic acid (PLLA) or D-type polylactic acid (PDLA).
  • the electronic device provided with the vibration structure 1 in this example can be vibrated in the same manner under any humidity environment.
  • polylactic acid when polylactic acid is used for the piezoelectric film 30, since polylactic acid is a highly permeable material, the internal state of the device can be visually recognized if the electrode and the vibrating portion 17 added to the polylactic acid are transparent materials. Therefore, it becomes easy to manufacture. Moreover, since polylactic acid is not pyroelectric, it can vibrate in the same manner under any temperature environment. For example, even when the vibration structure 1 is touched by a human hand and the body temperature is transmitted to the piezoelectric film 30, the characteristics of the piezoelectric film 30 do not change. Therefore, it is preferable to use polylactic acid as the piezoelectric film 30 of an electronic device that is touched by human hands. In the case of polylactic acid, the piezoelectric film 30 can be expanded and contracted along the Y-axis direction by cutting so that each outer periphery is approximately 45 ° with respect to the stretching direction.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of the piezoelectric element 11 when the conductive double-sided adhesive 56 is arranged on the first end 111 side as a reference view.
  • FIG. 4B is a bottom view of the piezoelectric element 11.
  • the double-sided tape 12 may not stick to the first electrode 31 or the adhesiveness may decrease. Further, since a high mechanical load is generated on the double-sided tape 12 when the vibrating portion 17 vibrates, the first electrode 31 may be peeled off. Therefore, it is preferable that the double-sided tape 12 is directly attached to the piezoelectric film 30 instead of the metal first electrode 31.
  • the first electrode 31 avoids the place where the double-sided tape 12 is attached. Need to be formed. In this case, it is necessary to pattern the first electrode 31. Further, since a part of the first electrode 31 becomes very thin, there is a risk of disconnection when the vibrating portion 17 vibrates.
  • the double-sided tape 12 is arranged on the first end 111 side of the piezoelectric film 30, and the conductive double-sided adhesive 56 is arranged on the second end 112 side of the double-sided tape 12. ..
  • the conductive double-sided adhesive 56 is arranged on the second end 112 side of the double-sided tape 12.
  • the piezoelectric element 11 is connected to the frame-shaped member 16 on the first end 111 side via the double-sided tape 12 and the FPC 58, and on the second end 112 side via the double-sided tape 12. Is connected to the frame-shaped member 16. Therefore, the piezoelectric element 11 is connected to the double-sided tape 12 at a position higher than that of the double-sided tape 13 due to the thickness of the FPC 58, that is, the piezoelectric element is arranged at an angle. As a result, the piezoelectric element 11 and the vibrating portion 17 are separated from each other, so that the first electrode 31 and the vibrating portion 17 do not come into contact with each other. Therefore, the first electrode 31 and the vibrating portion 17 are not short-circuited.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the piezoelectric element 11 and the FPC 58.
  • the piezoelectric element 11 since the piezoelectric element 11 is arranged at an angle, it comes into contact with a part of the FPC 58 on a part of the first main surface.
  • the piezoelectric element 11 is in contact with the contact portion 500, which is a corner portion of the FPC 58 shown in FIG. 5, and is pressed against the FPC 58. That is, the conductive double-sided adhesive 56 is arranged between the double-sided tape 12 and the contact portion 500 in a plan view.
  • the piezoelectric element 11 expands and contracts along the Y-axis direction at a position where the first electrode 31 and the second electrode 32 are formed.
  • the second end 112 of the piezoelectric element 11 and the contact portion 500 greatly expand and contract due to the resonance of the vibrating portion 17.
  • the piezoelectric element 11 is pressed against the contact portion 500 between the first end 111 of the piezoelectric element 11 and the contact portion 500, the amount of expansion and contraction is relatively small. That is, the conductive double-sided adhesive 56 is connected to the first main surface at a position where the amount of expansion and contraction is small. As a result, the mechanical load generated on the conductive double-sided adhesive 56 is reduced.
  • the piezoelectric element 11 may be connected to the FPC 58 at the contact portion 500 by an adhesive or the like. In this case, the space between the first end 111 of the piezoelectric element 11 and the contact portion 500 is not affected by the resonance of the vibrating portion 17.
  • the conductive single-sided adhesive 57 is also arranged between the double-sided tape 12 and the contact portion 500 in a plan view. Since the conductive single-sided pressure-sensitive adhesive 57 is arranged on the upper surface side, the mechanical load is lower than that of the conductive double-sided pressure-sensitive adhesive 56. Therefore, it is not essential that the conductive single-sided adhesive 57 is arranged between the double-sided tape 12 and the contact portion 500 in a plan view.
  • the first wiring of the FPC 58 is provided at a position where the conductive double-sided adhesive 56 is arranged. Since the first wiring and the first electrode 31 have the same potential, they may be in contact with each other at the contact portion 500. However, in order to protect the first wiring, it is preferable that the contact portion 500 is arranged at a position covered with the insulating material of the FPC 58.
  • the conductive single-sided pressure-sensitive adhesive 57 is connected to the piezoelectric element 11 at a position where it overlaps the piezoelectric element 11 in a plan view, and is connected to a second wiring at a position where it does not overlap the piezoelectric element 11 in a plan view.
  • Vibration structure 10 Base 11 ... Piezoelectric elements 12, 13 ... Double-sided tape 14 ... Protective film 16 ... Frame-shaped member 17 ... Vibration part 18 ... Beam 20 ... Opening 21 ... First opening 22 ... Second opening 30 ... Piezoelectric Film 31 ... 1st electrode 32 ... 2nd electrode 33 ... Power supply 56 ... Conductive double-sided adhesive 57 ... Conductive single-sided adhesive 58 ... FPC 111 ... 1st end 112 ... 2nd end 181, 182, 183, 184 ... Beam part 500 ... Contact part

Abstract

面方向型振動構造（１）は、開口を有する枠状部材（１６）と、前記開口に位置する振動部（１７）と、前記枠状部材（１６）と前記振動部（１７）とを接続する梁部（１８１）と、第１電極（３１）が形成された第１主面と、第２電極（３２）が形成された第２主面と、を有し、前記第１電極（３１）および前記第２電極（３２）に電圧を加えることで面方向に振動する圧電フィルム（３０）と、前記枠状部材（１６）と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルム（３０）を支持する第１支持部（１２）と、前記振動部（１７）と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルム（３０）を支持する第２支持部（１３）と、前記第１電極（３１）および前記第２電極（３２）に前記電圧を加えるための配線を有する配線部材（５８）と、前記第１電極（３１）と、前記配線と、を接続する第１導電部材（５６）と、前記第２電極（３２）と、前記配線と、を接続する第２導電部材（５７）と、を備える。そして、前記配線部材（５８）は、前記第１主面と所定の接触部（５００）で接し、前記第１導電部材は、平面視して、前記第１支持部（１２）と、前記接触部（５００）と、の間に配置されている。

Description

面方向型振動構造
　本発明は、面方向に振動する面方向型振動構造に関する。
　近年、タッチパネル等の入力機器において、利用者が押し込み操作を行った際に振動を伝えることで、利用者に押したことを実感させる触覚提示装置が提案されている。
　例えば、特許文献１には、圧電フィルムを用いて触覚フィードバックを利用者に与える触覚提示装置が提案されている。圧電フィルムは、第１主面および第２主面に、それぞれ第１電極および第２電極を備える。圧電フィルムは、第１主面および第２主面医電圧を加えることにより面方向に伸縮する。振動部は、圧電フィルムの伸縮により、面方向に振動する。
国際公開２０１９／０１３１６４号
　圧電フィルムに電圧を印加するためには、第１電極および第２電極に導電性部材を接続する必要がある。しかし、圧電フィルムが伸縮するため、導電性部材に機械的な負荷を与える。
　そこで、本発明の目的は、導電性部材に生じる機械的負荷を低減する面方向型振動構造を提供することにある。
　面方向型振動構造は、開口を有する枠状部材と、前記開口に位置する振動部と、前記枠状部材と前記振動部とを接続する梁部と、第１電極が形成された第１主面と、第２電極が形成された第２主面と、を有し、前記第１電極および前記第２電極に電圧を加えることで面方向に振動する圧電フィルムと、前記枠状部材と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルムを支持する第１支持部と、前記振動部と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルムを支持する第２支持部と、前記第１電極および前記第２電極に前記電圧を加えるための配線を有する配線部材と、前記第１電極と、前記配線と、を接続する第１導電部材と、前記第２電極と、前記配線と、を接続する第２導電部材と、を備える。
　そして、前記配線部材は、前記第１主面と所定の接触部で接し、前記第１導電部材は、平面視して、前記第１支持部と、前記接触部と、の間に配置されている。
　圧電フィルムは、接触部において、配線部材に押し当てられる。圧電フィルムは、接触部を境に、伸縮量が異なる。接触部と第１支持部との間の伸縮量は、接触部と第２支持部との間の伸縮量よりも小さくなる。したがって、導電性部材が配置された位置では、相対的に伸縮量が小さくなり、機械的負荷が低減する。
　この発明によれば、導電性部材に生じる機械的負荷を低減することができる。
振動構造１の構成を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、振動構造１の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すＩ－Ｉ線で切断した断面図である。 図３は、圧電素子１１の構造を示す断面模式図である。 図４（Ａ）は、参考図として、仮に導電性両面粘着剤５６を第１端１１１側に配置した場合の圧電素子１１の断面図であり、図４（Ｂ）は、圧電素子１１の下面図である。 圧電素子１１およびＦＰＣ５８の拡大断面図である。
　図１は、振動構造１の構成を示す斜視図である。図２（Ａ）は、振動構造１の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ｃ）に示すＩ－Ｉ線で切断した断面図である。なお、図１および図２（Ａ）は、保護フィルム１４および圧電フィルム３０を透過している。本実施形態では、振動構造１の短手方向をＸ軸方向、振動構造１の長手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向と称する。
　振動構造１は、基部１０、圧電素子１１、両面テープ１２、両面テープ１３、導電性両面粘着剤５６、導電性片面粘着剤５７、およびＦＰＣ５８を備える。基部１０は、枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８を有する。梁部１８は、４つの梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４を有する。
　枠状部材１６は、平面視して長方形状である。枠状部材１６は、長方形状の開口２０を囲む形状である。開口２０には、振動部１７、梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４が配置される。
　振動部１７は、平面視して長方形状である。振動部１７の面積は、開口２０の面積より小さくなっている。振動部１７は、４つの角部分で、梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４により枠状部材１６に支持される。梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４は、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って長い長方形状である。梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４は、それぞれ振動部１７のＹ軸方向の両端部で、振動部１７を保持する。枠状部材１６、振動部１７、梁部１８１、梁部１８２、梁部１８３、および梁部１８４により、第１開口２１および第２開口２２が規定される。
　第１開口２１は、枠状部材１６の長手方向であるＹ軸方向の両端側に配置されている。第２開口２２は、枠状部材１６の短手方向であるＸ軸方向の両端側に配置されている。第１開口２１は、Ｘ軸方向に沿って長い長方形状である。第２開口２２は、Ｙ軸方向に沿って長い長方形状である。
　枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８は、同一部材（例えば、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ポリカーボネイト、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、金属、またはガラス等）で形成されている。枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８は、好ましくは、ＳＵＳ（ステインレス鋼材）である。ＳＵＳは、加工性、および耐久性に優れ、かつ適度な剛性を有する。なお、ＳＵＳは、必要に応じてポリイミド等の樹脂でコーティングすることにより、絶縁加工を施されていてもよい。
　枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８は、１枚の長方形状の板部材を、第１開口２１および第２開口２２の形状に沿って打抜き加工することで形成される。枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８は、それぞれ別の部材であってもよいが、同一部材で打抜き加工することで、容易に製造することができる。また、枠状部材１６、振動部１７、および梁部１８は、同一部材で形成することで、振動部１７の支持のために、ゴム等の別の部材（クリープ劣化のある部材）を用いる必要がなく、長期間安定して振動部１７を保持することができる。
　なお、基部１０の厚みは、０．１ｍｍ以上かつ３ｍｍ以下が好ましい。基部１０の厚みが０．１ｍｍ以上かつ３ｍｍ以下であると、基部１０は適度な剛性を有し、振動部１７の振動により基部１０全体が塑性変形することを防止でき、かつ振動構造１の厚みを低減できる。
　圧電素子１１は、基部１０の片方の主面に接続される。圧電素子１１のＹ軸方向の第１端１１１は、枠状部材１６に接続される。より具体的には、第１端１１１は、両面テープ１２およびＦＰＣ５８を介して枠状部材１６に接続される。圧電素子１１のＹ軸方向の第２端１１２は、両面テープ１３を介して振動部１７に接続される。両面テープ１２および両面テープ１３は、平面視してＸ軸方向に沿って長い長方形状である。両面テープ１２および両面テープ１３の幅は、圧電素子１１の幅と略同一である。両面テープ１２および両面テープ１３は、絶縁性で粘着性のある素材からなる。両面テープ１２は本発明の「第１支持部」の一例であり、両面テープ１３は本発明の「第２支持部」の一例である。
　図３は、圧電素子１１の構造を示す断面模式図である。圧電素子１１は、圧電フィルム３０、第１電極３１、および第２電極３２を備える。圧電フィルム３０は、第１主面に第１電極３１が形成され、第２主面に第２電極３２が形成されている。第１電極３１および第２電極３２は、例えば蒸着法により圧電フィルム３０に形成される。圧電フィルム３０は、平面視して枠状部材１６の長手方向であるＹ軸方向に沿って長い長方形状である。
　第１電極３１および第２電極３２は、圧電フィルム３０の略全面に形成されているが、第１端１１１側の一部には形成されていない。電極が形成されていない第１主面に、両面テープ１２が接続される。両面テープ１２は、ＦＰＣ５８の上面に接続される。
　第１電極３１のうち第１端１１１側の端部には、導電性両面粘着剤５６が接続される。導電性両面粘着剤５６は、第１導電部材の一例である。第２電極３２のうち第１端１１１側の端部には、導電性片面粘着剤５７が接続される。導電性片面粘着剤５７は、第２導電部材の一例である。導電性両面粘着剤５６は、ＦＰＣ５８の上面に形成されている第１配線（不図示）に接続される。導電性片面粘着剤５７は、ＦＰＣ５８の上面に形成されている第２配線（不図示）に接続される。ＦＰＣ５８は、第１電極３１および第２電極３２に電圧を加えるための配線を有する配線部材の一例である。これにより、第１電極３１および第２電極３２は、それぞれ電源３３に接続される。
　電源３３が第１電極３１および第２電極３２に交流電圧を印加すると、圧電フィルム３０がＹ軸方向に沿って伸縮する。圧電フィルム３０がＹ軸方向に沿って伸縮すると、振動部１７がＹ軸方向に沿って平面方向に振動する。圧電フィルム３０は、第２端１１２側で振動部１７に接続され、振動部１７を第１端１１１側に引っ張る。本実施形態の振動構造１は、圧電フィルム３０に印加する交流電圧の周波数を、振動部１７の共振周波数に応じて設定することで、振動部１７を共振させることができ、効率良く振動させることができる。
　本実施形態の振動構造１は、触覚提示装置に用いることができる。触覚提示装置は、タッチ操作を検出するタッチパネル（不図示）と、振動構造１と、を備える。タッチパネル（不図示）がユーザのタッチ操作を検出すると、不図示の駆動回路は、電源３３を駆動して、圧電フィルム３０に交流電圧を印加する。これにより、ユーザがタッチ操作を行なうと、振動構造１は、振動部１７を介して触覚フィードバックを与えることができる。
　なお、圧電フィルム３０は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなる。他にも、圧電フィルム３０は、キラル高分子からなる態様であってもよい。キラル高分子は、ポリ乳酸を含む。ポリ乳酸は、Ｌ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）またはＤ型ポリ乳酸（ＰＤＬＡ）を含む。
　圧電フィルム３０にＰＶＤＦを用いた場合、ＰＶＤＦは耐水性があるため、この例における振動構造１を備えた電子機器をどのような湿度環境下においても同じような振動をさせることができる。
　また、圧電フィルム３０にポリ乳酸を用いた場合、ポリ乳酸は透過性の高い材料であるため、ポリ乳酸に付加する電極および振動部１７が透明な材料であれば、機器の内部状況を視認できるため、製造し易くなる。また、ポリ乳酸は、焦電性が無いため、どのような温度環境下においても同じような振動をさせることができる。例えば、振動構造１に人の手が触れて、圧電フィルム３０に体温が伝わった場合であっても、圧電フィルム３０の特性は変化しない。このため、人の手が触れる電子機器の圧電フィルム３０としてポリ乳酸を用いることは好ましい。ポリ乳酸の場合、延伸方向に対して各外周辺が略４５°となるように裁断すれば、圧電フィルム３０をＹ軸方向に沿って伸縮させることができる。
　図３に示す様に、両面テープ１２は、圧電フィルム３０の第１端１１１側に配置され、導電性両面粘着剤５６は、両面テープ１２よりも第２端１１２側に配置されている。図４（Ａ）は、参考図として、仮に導電性両面粘着剤５６を第１端１１１側に配置した場合の圧電素子１１の断面図である。図４（Ｂ）は、圧電素子１１の下面図である。
　第１電極３１は、金属からなるため、第１電極３１を全面に形成すると、両面テープ１２が第１電極３１に張り付かない、または粘着性が低下する可能性がある。また、両面テープ１２には、振動部１７の振動時に高い機械的負荷が生じるため、第１電極３１が剥がれるおそれもある。したがって、両面テープ１２は、金属の第１電極３１ではなく、圧電フィルム３０に直接貼り付けることが好ましい。
　そこで、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す様に、仮に導電性両面粘着剤５６を第１端１１１側に配置する場合、両面テープ１２を貼り付ける箇所を避けて第１電極３１を形成する必要がある。この場合、第１電極３１をパターニングする必要がある。また、第１電極３１の一部が非常に細くなるため、振動部１７の振動時に断線するおそれもある。
　そこで、本実施形態の振動構造１は、両面テープ１２を圧電フィルム３０の第１端１１１側に配置し、導電性両面粘着剤５６を両面テープ１２よりも第２端１１２側に配置している。これにより、第１電極３１をパターニングする必要もなく、第１電極３１の断線も防止できる。
　図２（Ｂ）に示す様に、圧電素子１１は、第１端１１１側では、両面テープ１２およびＦＰＣ５８を介して枠状部材１６に接続され、第２端１１２側では、両面テープ１２を介して枠状部材１６に接続される。したがって、圧電素子１１は、ＦＰＣ５８の厚みにより、両面テープ１３よりも高い位置で両面テープ１２に接続される、すなわち、圧電素子は、傾いて配置される。これにより、圧電素子１１と振動部１７とが離れるため、第１電極３１と振動部１７とが接触しない。よって、第１電極３１と振動部１７とが短絡することもなくなる。
　図５は、圧電素子１１およびＦＰＣ５８の拡大断面図である。図５に示す様に、圧電素子１１は、傾いて配置されているため、第１主面の一部において、ＦＰＣ５８の一部に接触する。圧電素子１１は、図５に示すＦＰＣ５８の角部である接触部５００に接触し、ＦＰＣ５８に押し当てられている。つまり、導電性両面粘着剤５６は、平面視して、両面テープ１２と、接触部５００と、の間に配置されることになる。
　圧電素子１１は、第１電極３１および第２電極３２が形成されている箇所でＹ軸方向に沿って伸縮する。圧電素子１１の第２端１１２と接触部５００との間は、振動部１７の共振により、大きく伸縮する。一方で、圧電素子１１の第１端１１１と接触部５００との間は、圧電素子１１が接触部５００に押し当てられているため、相対的に伸縮量が小さくなる。つまり、導電性両面粘着剤５６は、伸縮量の小さい箇所で第１主面に接続される。これにより、導電性両面粘着剤５６に生じる機械的負荷が低減される。
　なお、圧電素子１１は、接触部５００において、接着剤等によりＦＰＣ５８に接続されていてもよい。この場合、圧電素子１１の第１端１１１と接触部５００との間は、振動部１７の共振による影響を受けない。
　なお、本実施形態では、導電性片面粘着剤５７も、平面視して、両面テープ１２と接触部５００との間に配置されている。導電性片面粘着剤５７は、上面側に配置されているため、導電性両面粘着剤５６よりも機械的負荷が低い。そのため、導電性片面粘着剤５７が平面視して、両面テープ１２と接触部５００との間に配置されていることは必須ではない。
　なお、ＦＰＣ５８の第１配線は、導電性両面粘着剤５６が配置されている位置に設けることが好ましい。第１配線と第１電極３１は同電位となるため、接触部５００で接触していてもよい。ただし、第１配線を保護するため、接触部５００は、ＦＰＣ５８の絶縁材で覆われている位置に配置されることが好ましい。
　なお、導電性片面粘着剤５７は、平面視して圧電素子１１に重なる位置で該圧電素子１１に接続され、平面視して圧電素子１１に重ならない位置で第２配線に接続される。
　最後に、本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…振動構造
１０…基部
１１…圧電素子
１２，１３…両面テープ
１４…保護フィルム
１６…枠状部材
１７…振動部
１８…梁部
２０…開口
２１…第１開口
２２…第２開口
３０…圧電フィルム
３１…第１電極
３２…第２電極
３３…電源
５６…導電性両面粘着剤
５７…導電性片面粘着剤
５８…ＦＰＣ
１１１…第１端
１１２…第２端
１８１，１８２，１８３，１８４…梁部
５００…接触部

Claims (7)

  1. 　開口を有する枠状部材と、
    　前記開口に位置する振動部と、
    　前記枠状部材と前記振動部とを接続する梁部と、
    　第１電極が形成された第１主面と、第２電極が形成された第２主面と、を有し、前記第１電極および前記第２電極に電圧を加えることで面方向に振動する圧電フィルムと、
    　前記枠状部材と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルムを支持する第１支持部と、
    　前記振動部と前記第１主面とを接続し、前記圧電フィルムを支持する第２支持部と、
    　前記第１電極および前記第２電極に前記電圧を加えるための配線を有する配線部材と、
    　前記第１電極と、前記配線と、を接続する第１導電部材と、
    　前記第２電極と、前記配線と、を接続する第２導電部材と、
    　を備え、
    　前記配線部材は、前記第１主面と所定の接触部で接し、
    　前記第１導電部材は、平面視して、前記第１支持部と、前記接触部と、の間に配置されている、
    　面方向型振動構造。
  2. 　前記第２導電部材は、平面視して、前記第１支持部と、前記接触部と、の間に配置されている、
    　請求項１に記載の面方向型振動構造。
  3. 　前記第１主面と前記配線部材は、前記接触部で接続されている、
    　請求項１または請求項２に記載の面方向型振動構造。
  4. 　前記配線部材は、前記第１導電部材が接続される第１配線と、前記第２導電部材が接続される第２配線と、前記第１配線および前記第２配線を覆う絶縁材と、を有し、
    　前記接触部は、前記絶縁材に配置される、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の面方向型振動構造。
  5. 　前記第１導電部材は、導電性両面粘着剤であり、平面視して前記圧電フィルムに重なる位置で該圧電フィルムおよび前記配線部材に接続され、
    　前記第２導電部材は、導電性片面粘着剤であり、平面視して前記圧電フィルムに重なる位置で該圧電フィルムに接続され、平面視して前記圧電フィルムに重ならない位置で前記配線部材に接続される、
    　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の面方向型振動構造。
  6. 　前記圧電フィルムは、前記第２支持部よりも高い位置で前記第１支持部に接続される、
    　請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の面方向型振動構造。
  7. 　前記圧電フィルムは、ＰＶＤＦまたはＰＬＬＡを含む、
    　請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の面方向型振動構造。
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