特開 2016-36010 圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-36010(P2016-36010A)

(43)【公開日】2016年3月17日

(54)【発明の名称】圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 41/047 20060101AFI20160219BHJP

   H01L 41/083 20060101ALI20160219BHJP

   H01L 41/09 20060101ALI20160219BHJP

   H01L 41/053 20060101ALI20160219BHJP

   H01L 41/313 20130101ALI20160219BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20160219BHJP

   H01L 41/297 20130101ALI20160219BHJP

【ＦＩ】

   H01L41/047

   H01L41/083

   H01L41/09

   H01L41/053

   H01L41/313

   G06F3/041 480

   H01L41/297

【審査請求】未請求

【請求項の数】28

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-50586(P2015-50586)

(22)【出願日】2015年3月13日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0099957

(32)【優先日】2014年8月4日

(33)【優先権主張国】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ボーム−ソック キム

(72)【発明者】

【氏名】キュン−ロック キム

(72)【発明者】

【氏名】セウン−ホ リー

(72)【発明者】

【氏名】ジュン−ウーク セオ

(72)【発明者】

【氏名】フイ−スン パク

(57)【要約】      （修正有）

【課題】クラックの発生率を低減することができる圧電素子及び圧電振動モジュールを提供する。
【解決手段】第１電極層１２１と第２電極層１２２とが交互に繰り返し積層され、第１電極層１２１と第２電極層１２２との間毎に圧電層が介在される圧電素子であって、第１電極層１２１のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第１電極１２１で構成され、第２電極層１２２のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第２電極１２２で構成され、一側に配置された第１電極１２１及び第２電極１２２のそれぞれの内側端部を連結する直線が圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１電極層と第２電極層とが交互に繰り返し積層され、前記第１電極層と前記第２電極層との間毎に圧電層が介在される圧電素子であって、
前記第１電極層のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された1対の第１電極で構成され、
前記第２電極層のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第２電極で構成され、
一側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である圧電素子。

【請求項2】

他側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である請求項１に記載の圧電素子。

【請求項3】

前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれが、前記圧電層の長手方向に垂直な中心面を避けて形成される請求項１または２に記載の圧電素子。

【請求項4】

１対の前記第１電極間の距離が、１対の前記第２電極間の距離と同じである請求項１から３のいずれか１項に記載の圧電素子。

【請求項5】

一側に配置された前記第１電極の内側端部が、１対の前記第２電極間のギャップの中心に対応するように位置する請求項４に記載の圧電素子。

【請求項6】

一側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、１５゜以上２０゜以下である請求項２または５に記載の圧電素子。

【請求項7】

１対の前記第１電極間の距離が、１対の前記第２電極間の距離よりも大きい請求項１に記載の圧電素子。

【請求項8】

１対の前記第１電極及び１対の前記第２電極のそれぞれが、前記圧電層の長手方向に垂直な中心面に対して対称をなす請求項７に記載の圧電素子。

【請求項9】

前記第１電極層及び前記第２電極層のそれぞれを電気的に相互接続させるために、前記圧電層を貫通するビアをさらに含む請求項１から８のいずれか１項に記載の圧電素子。

【請求項10】

前記ビア上に形成され、外部電源と電気的に接続する端子をさらに含む請求項９に記載の圧電素子。

【請求項11】

前記第１電極層及び前記第２電極層のそれぞれを電気的に相互接続させるために、前記圧電層の側面に形成される外部電極をさらに含む請求項１から８のいずれか１項に記載の圧電素子。

【請求項12】

前記第１電極層または前記第２電極層のうちの少なくとも一つをカバーするために、前記圧電層上に積層される非圧電層をさらに含む請求項１から１１のいずれか１項に記載の圧電素子。

【請求項13】

振動板と前記振動板に結合され前記振動板を振動させる圧電素子とを含み、前記圧電素子は、第１電極層と第２電極層とが交互に繰り返し積層され、前記第１電極層と前記第２電極層との間毎に圧電層が介在される圧電振動モジュールであって、
前記圧電素子において、
前記第１電極層のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第１電極で構成され、
前記第２電極層のそれぞれが、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第２電極で構成され、
一側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である圧電振動モジュール。

【請求項14】

前記圧電素子において、他側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である請求項１３に記載の圧電振動モジュール。

【請求項15】

前記圧電素子において、
前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれは、前記圧電層の長手方向に垂直な中心面を避けて形成される請求項１３または１４に記載の圧電振動モジュール。

【請求項16】

前記圧電素子において、
１対の前記第１電極間の距離が、１対の前記第２電極間の距離と同じである請求項１３から１５のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【請求項17】

前記圧電素子において、
一側に配置された前記第１電極の内側端部が、１対の前記第２電極間のギャップの中心に対応して位置する請求項１６に記載の圧電振動モジュール。

【請求項18】

前記圧電素子において、
一側に配置された前記第１電極及び前記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が前記圧電層の長手方向に対してなす角度は、１５゜以上２０゜以下である請求項１４または１７に記載の圧電振動モジュール。

【請求項19】

前記圧電素子において、
１対の前記第１電極間の距離が、１対の前記第２電極間の距離よりも大きい請求項１３に記載の圧電振動モジュール。

【請求項20】

前記圧電素子において、
１対の前記第１電極及び１対の前記第２電極のそれぞれが、前記圧電層の長手方向に垂直な中心面に対して対称をなす請求項１９に記載の圧電振動モジュール。

【請求項21】

前記圧電素子が、
前記第１電極層及び前記第２電極層のそれぞれを電気的に相互接続させるために、前記圧電層を貫通するビアをさらに含む請求項１３から２０のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【請求項22】

前記圧電素子が、
前記ビア上に形成され、外部電源と電気的に接続する端子をさらに含む請求項２１に記載の圧電振動モジュール。

【請求項23】

前記圧電素子が、
前記第１電極層及び前記第２電極層のそれぞれを電気的に相互接続させるために、前記圧電層の側面に形成される外部電極をさらに含む請求項１３から２０のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【請求項24】

前記圧電素子が、
前記第１電極層または前記第２電極層のうちの少なくとも一つをカバーするために、前記圧電層上に積層される非圧電層をさらに含む請求項１３から２３のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【請求項25】

前記振動板の上部に配置される重量体をさらに含む請求項１３に記載の圧電振動モジュール。

【請求項26】

前記振動板、前記圧電素子及び前記重量体をカバーするケースをさらに含む請求項２５に記載の圧電振動モジュール。

【請求項27】

前記圧電素子に電圧を印加するために、前記圧電素子に結合される基板をさらに含む請求項１３、２５および２６のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【請求項28】

前記圧電素子と前記振動板との間に介在される接着部材をさらに含む請求項１３、２５、２６および２７のいずれか１項に記載の圧電振動モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

タッチパネル、タッチキーボードなどは電子機器に装着され、文字や絵を入力するときにユーザの手先に振動を与えることができる。

【0003】

この機能は、圧電アクチュエータ（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｃｔｕａｔｏｒ）のような振動発生手段によりタッチパネルに振動感が印加されることにより、ユーザに振動感が伝達される構造で実現可能である。

【0004】

圧電アクチュエータとしては、セラミック圧電体を用いることができる。セラミック圧電体が圧電特性に応じて振動する場合、圧電体を構成する圧電層にクラックが発生するおそれがあるという問題点がある。クラックの発生率が高いと、圧電アクチュエータの信頼性が低下する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】日本公開特許公報特開２００２−２９９７０６号（２００２．１０．１１．公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、クラックの発生率を低減することができる圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面によれば、内部電極が両分されるように形成され、互いに異なる極を有する内部電極の内側端部が、圧電層の長手方向に対して垂直な同一平面上に位置しないことを特徴とする圧電素子が提供される。

【0008】

第１電極層と第２電極層とが交互に繰り返し積層され、上記第１電極層と上記第２電極層との間毎に圧電層が介在される圧電素子において、上記第１電極層のそれぞれは、両内側の端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第１電極で構成され、上記第２電極層のそれぞれは、両内側端部が互いに離隔して両側に配置された１対の第２電極で構成され、一側に配置された上記第１電極及び上記第２電極それぞれの内側端部を連結する直線が上記圧電層の長手方向に対してなす角度は９０゜未満であり得る。

【0009】

他側に配置された上記第１電極及び上記第２電極それぞれの内側端部を連結する直線が上記圧電層の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満であり得る。

【0010】

上記第１電極及び上記第２電極それぞれは、上記圧電層の長手方向に垂直な中心面を避けて形成することができる。

【0011】

１対の上記第１電極間の距離は、１対の上記第２電極間の距離と同じであり、一側に配置された上記第１電極の内側端部は、１対の上記第２電極間のギャップの中心に対応するように位置することができ、一側に配置された上記第１電極及び上記第２電極のそれぞれの内側端部を連結する直線が上記圧電層の長手方向に対してなす角度は、１５゜以上２０゜以下であることができる。

【0012】

１対の上記第１電極間の距離は、１対の上記第２電極間の距離よりも大きくてもよく、１対の上記第１電極と１対の上記第２電極のそれぞれは、上記圧電層の長手方向に垂直な中心面に対して対称であってもよい。

【0013】

圧電素子は、ビア及び端子をさらに含むことができ、外部電極をさらに含むことができる。また、圧電素子は非圧電層をさらに含むことができる。

【0014】

本発明の他の側面によれば、内部電極が両分されるように形成され、互いに異なる極を有する内部電極の内側端部が圧電層の長手方向に対して垂直な同一平面上に位置しないことを特徴とする圧電素子を含む圧電振動モジュールが提供される。

【0015】

圧電振動モジュールは、振動板及び圧電素子を含み、接着部材、重量体、ケース及び基板をさらに含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一実施例に係る圧電振動モジュールを示す斜視図である。

【図2】一実施例に係る圧電振動モジュールを示す分解図である。

【図3】一実施例に係る圧電振動モジュールの一部を示す図である。

【図4】一実施例に係る圧電素子を示す図である。

【図5】一実施例に係る圧電素子を示す断面図である。

【図6】一実施例に係る圧電素子の電極層を示す図である。

【図7】他の実施例に係る圧電素子を示す図である。

【図8】また他の実施例に係る圧電素子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係る圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールの実施例を添付図面に基づいて詳細に説明し、添付図面に基づいて説明するに当たって、同一または対応する構成要素には同一の図面符号を付し、これに対する重複説明は省略する。

【0018】

また、以下で使用する「第１」、「第２」などの用語は、同一または対応する構成要素を区別するための識別記号に過ぎず、同一または対応する構成要素が、第１、第２などの用語によって限定されることはない。

【0019】

また、「結合」とは、各構成要素の間の接触関係において、各構成要素が物理的に直接接触して一体化される場合のみを意味するものではなく、他の構成が各構成要素の間に介在され、該他の構成を介して構成要素が一体化されている場合まで包括する概念として使用する。

【0020】

図１は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールを示す分解図であり、図３は、本発明の一実施例に係る圧電振動モジュールの一部を示す図であり、図４及び図５は、本発明の一実施例に係る圧電素子を示す図であり、図６は、本発明の一実施例に係る圧電素子の電極層を示す図である。

【0021】

図１から図３を参照すると、圧電振動モジュール１０は、振動板１１と圧電素子１００とを含み、接着部材１２、重量体１５０、ダンパ１５１、１５２、ケース１６０及び基板１７０をさらに含むことができる。

【0022】

振動板１１は、圧電素子１００の動きにより上下に振動する板であって、タッチパネル、画像表示部、ＨＰＰなどに振動を伝達する機能を果たし、伝達された振動は、ハプティック（ｈａｐｔｉｃ）技術として実現される。

【0023】

振動板１１は、スチール（ｓｔｅｅｌ）またはサス（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ、ＳＵＳ）材質からなることができる。また、振動板１１は、圧電素子１００の熱膨脹係数と類似の材質であるインバー（ｉｎｖａｒ）からなることができる。

【0024】

振動板１１は、上部プレート１１ａと下部プレート１１ｂとを含むことができる。下部プレート１１ｂは、圧電素子１００と結合する部分であり、上部プレート１１ａは、下部プレート１１ｂの両側に結合され、後述する重量体１５０と結合する部分である。

【0025】

下部プレート１１ｂと上部プレート１１ａとは、一体型の単一部品として形成可能であり、これとは異なって、多様な接合方法により固定結合されることも可能である。

【0026】

接着部材１２は、圧電素子１００が振動板１１に結合されるように、その間に介在されることができる。接着部材１２を用いると、圧電素子１００を振動板１１に容易に付着できる。また、接着部材１２は、圧電素子１００と振動板１１とを互いに絶縁させることができる。

【0027】

圧電素子１００は、電圧の印加により伸縮する性質を有する素子である。圧電素子１００に電圧が印加されると、圧電層１１０内で２つの電極（＋、−）の間に電界が形成され、圧電層１１０の内部で発生する双極子（ｄｉｐｏｌｅ）により圧電層１１０の内部構造が変わり、圧電層１１０が伸縮することができる。

【0028】

圧電素子１００が振動板１１に結合された状態で左右に伸縮すると、振動板１１を上下に振動させることができる。すなわち、圧電素子１００の圧電特性は、振動板１１の振動を誘導することができる。

【0029】

図４及び図５を参照すると、圧電素子１００は複数の圧電層１１０と複数の電極層１２０とを含み、電極層１２０は、第１電極層と第２電極層とに分けることができる。

【0030】

圧電層１１０は、圧電特性を示す層であって、ＰＮＮ−ＰＺＴ（ｌｅａｄ ｚｉｒｃｏｎａｔｅ ｔｉｔａｎａｔｅ）系セラミックを含む材料からなることができる。この場合、圧電層１１０の材料は、下記の組成物を主成分とすることができる。
［化学式１］

【化1】

化学式１中、ｘ、ｙ、ｚは定数値であって、ｘが０．８、ｙが０．４４、そして、ｚが１／３であることができる。

【0031】

また、圧電層１１０の材料は、焼結助剤として用いられる副成分をさらに含むことができる。副成分は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化銅（ＣｕＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）及び酸化鉛（ＰｂＯ）のうちの少なくとも１種を含むことができる。

【0032】

圧電層１１０は、複数にすることができ、このようにすると、低い電圧でも圧電素子１００の駆動に必要な電界を確保することができる。すなわち、複数の圧電層１１０を有する圧電素子１００は、同じ電圧でもより大きい圧電特性を実現することができる。

【0033】

電極層１２０は、圧電層１１０に電界を形成させる導電体である。上述したように、電極層１２０は、第１電極層と第２電極層とに分けることができる。第１電極層と第２電極層とは互いに異なる極を有する。

【0034】

電極層１２０は、銀（Ａｇ）及びパラジウム（Ｐｄ）のうちの少なくとも１種を含む電極ペースト（ｐａｓｔｅ）を圧電層の一面または両面に印刷した後に焼成することにより形成することができる。例えば、銀とパラジウムとの混合物で構成された電極ペーストにおける銀／パラジウムの値は、７／３以上９．５／０．５以下であってもよい。

【0035】

第１電極層と第２電極層とは、互いに平行に交互に繰り返し積層される。また、第１電極層と第２電極層との間毎に圧電層１１０が介在される。すなわち、第１電極層、圧電層１１０、第２電極層、圧電層１１０、第１電極層、圧電層１１０、第２電極層… のような順に積層される。

【0036】

第１電極層は、１対の第１電極１２１で構成され、第２電極層は、１対の第２電極１２２で構成される。１対の第１電極１２１の両外側端部は圧電層１１０の両端部に位置することになり、１対の第２電極１２２の両外側端部も圧電層１１０の両端部に位置することになる。

【0037】

１対の第１電極１２１は、両内側端部が互いに離隔して両側に配置される。また、１対の第２電極１２２も両内側端部が互いに離隔して両側に配置される。

【0038】

すなわち、第１電極層及び第２電極層のそれぞれは両分される。両側に分割された電極層を用いると、応力の集中が緩和されて圧電層１１０のクラックの発生を低減することができる。圧電層１１０の一部から誘発されたクラックは、圧電層１１０のグレーン（ｇｒａｉｎ）の境界に沿って拡散され、圧電層１１０の全体にクラックを誘導し、圧電素子１００が割れることがある。したがって、第１電極層及び第２電極層のそれぞれを両側に分割することにより、圧電層１１０のクラックの発生率を低減させ、圧電素子１００の割れることを防止することができる。

【0039】

一方、一側に配置された単一の第１電極１２１及び単一の第２電極１２２のそれぞれの内側端部を連結する直線が圧電層１１０の長手方向に対してなす角度は、９０゜未満である。すなわち、圧電層１１０の長手方向に対して垂直でありながら、一側に配置された第１電極１２１の内側端部を含む平面は、圧電層１１０の長手方向に対して垂直でありながら、一側に配置された第２電極１２２の内側端部を含む平面とは同一ではない。また、他側に配置された第１電極１２１及び第２電極１２２のそれぞれの内側端部を連結する直線が上記圧電層１１０の長手方向に対してなす角度は９０゜未満であってもよい。すなわち、他側に配置された第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部とは、同一平面上に位置しない。

【0040】

これによれば、第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部とは、ジグザグの配置を有することになる。

【0041】

第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部とが、圧電層１１０の長手方向に対して垂直な同一面上に位置すると、第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部との間の距離が短いため、ショートの発生する確率がより高い。

【0042】

しかし、本発明のように、第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部とが圧電層１１０の長手方向に垂直な同一面上に位置しないと、第１電極１２１の内側端部と第２電極１２２の内側端部との間の距離が遠くなり、ショートの発生する確率が低くなる。

【0043】

一方、第１電極１２１と第２電極１２２とは、圧電層１１０の長手方向に垂直な中心面を避けて形成することができる。すなわち、１対の第１電極１２１間のギャップ及び１対の第２電極１２２間のギャップのすべてが圧電層１１０の中心面上に位置することができる。

【0044】

この場合、１対の第１電極１２１の両外側端部は、圧電層１１０の両端に位置し、単一の第１電極１２１の長さは圧電層１１０の長さの半分よりも小さくてもよい。また、これと同様に、１対の第２電極１２２の両外側端部は、圧電層１１０の両端に位置し、単一の第２電極１２２の長さは圧電層１１０の長さの半分よりも小さくてもよい。

【0045】

通常、圧電素子１００が結合されている振動板１１が上下に振動する場合、圧電層１１０のクラックは、圧電層１１０の中心面上で発生しやすく、特に圧電層１１０の表面の中央で発生しやすい。これは当該箇所に応力が集中するからである。

【0046】

第１電極１２１と第２電極１２２とを、圧電層１１０の長手方向に対して垂直な中心面を避けて形成すれば、圧電層１１０の中心面上への応力の集中を緩和することができる。これにより、クラックの発生が低減し、圧電素子１００の割れることを防止することができる。

【0047】

図５に示すように、１対の第１電極１２１間の距離は、１対の第２電極１２２間の距離と同じであってもよい。この場合、縦断面上で第１電極１２１間のギャップと第２電極１２２間のギャップとは、ジグザグ形状となることができる。

【0048】

図６に示すように、複数の圧電層１１０の厚さがｈで同じである場合、一側に配置された第１電極１２１の内側端部は、１対の第２電極１２２間のギャップの中心に対応するように位置することができる。すなわち、第１電極１２１間のギャップ及び第２電極１２２間のギャップの長さがすべてＬで同じである場合、一側に配置された第１電極１２１の内側端部は、一側に配置された第２電極１２２の内側端部から水平にＬ／２だけ離れた箇所に対応するように位置することができる。

【0049】

図６を参照すると、一側に配置された第１電極１２１の内側端部と一側に配置された第２電極１２２の内側端部とを連結する直線は、圧電層１１０の長手方向に対してθの角度を有する。また、一側に配置された第１電極１２１の内側端部と他側に配置された第２電極１２２の内側端部とを連結する直線も圧電層１１０の長手方向に対してθの角度を有する。

【0050】

この場合、第１電極１２１の内側端部は、第２電極１２２の両内側端部のいずれとも遠い距離を保持することができる。

【0051】

一方、ｈが、２０μｍ以上８０μｍ以下である場合、θは、１５゜以上２０゜以下になることができる。θが１５゜以上２０゜以下であると、圧電振動モジュール１０の振動力は、２．１ｇ以上となることができる。

【0052】

図７は、他の実施例に係る圧電素子１００を示す図である。

【0053】

図７を参照すると、１対の第１電極１２１間の距離は、１対の第２電極１２２間の距離よりも大きくすることができる。ここで、図７における第１電極１２１及び第２電極１２２は、任意で決められたものであって、互いに変わることもできる。

【0054】

この場合、図７に示すように、１対の第１電極１２１は、圧電層１１０の長手方向に垂直な中心面に対して互いに対称をなし、１対の第２電極１２２も中心面に対して互いに対称をなすことができる。

【0055】

再び、図５を参照すると、圧電素子１００は、ビア１２３、端子１２４及び非圧電層１３０、１４０をさらに含むことができる。

【0056】

ビア１２３は、互いに並んで配列される電極層１２０間を電気的に接続させることができる。すなわち、ビア１２３は、第１電極層及び第２電極層のそれぞれを相互接続させる。ビア１２３は、圧電層１１０を貫通して形成されることができる。ビア１２３は、第１電極層を接続させるビアと第２電極層を接続させるビアとに分けることができる。また、ビア１２３は、１対の第１電極１２１を接続させる２つと、１対の第２電極１２２を接続させる２つとで、総４つで構成されることができる。

【0057】

端子１２４は、電極層１２０が外部電源に電気的に接続されるようにし、外部へ露出されるように圧電素子１００の表面に形成することができる。端子１２４は、ビア１２３上に形成されてもよい。ビア１２３が４つである場合、端子１２４の数も４つであることができる。この中、２つは第１電極層と電気的に接続され、他の２つは、第２電極層と電気的に接続されることができる。４つの端子１２４は、圧電層１１０の長手方向に一列に配置されてもよい。

【0058】

図８は、また他の実施例に係る圧電素子を示す図である。

【0059】

図８を参照すると、圧電素子１００は、ビア１２３及び端子１２４を代替する外部電極１２５を含むことができる。

【0060】

外部電極１２５は、電極層１２０と接続するように、圧電素子１００の両側面に形成される。外部電極１２５は、第１電極層と接続するものと第２電極層と接続するものとに分けることができる。圧電素子１００が外部電極１２５を含む場合、図２に示されているものとは異なって、後述する基板１７０の位置が外部電極１２５と接続するように変更されることができる。

【0061】

非圧電層は、圧電層１１０及び電極層１２０を保護する層である。非圧電層には電界が形成されないため、非圧電層は圧電特性を有さない。

【0062】

非圧電層は、第１電極層または第２電極層のうちの少なくとも一つをカバーすることができる。すなわち、非圧電層は、電極層１２０のうちの露出している電極層１２０をカバーすることができる。非圧電層は、第１カバー層１３０と第２カバー層１４０とを含むことができる。

【0063】

第１カバー層１３０は、端子１２４が形成される圧電層１１０上に形成されることができる。また、第２カバー層１４０は、第１カバー層１３０と反対に形成され、振動板１１が結合される圧電層１１０上に形成されることができる。この場合、振動板１１と第２カバー層１４０との間に接着部材１２が介在されてもよい。

【0064】

第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０は、圧電層１１０を構成する材料と同じであってもよい。すなわち、第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０は、圧電層１１０を構成するものと同じのＰＮＮ−ＰＺＴ系セラミックを含む材料で形成することができる。この場合、第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０は、以下の組成物を主成分として形成することができる。
［化学式２］

【化2】

ここで、ｘは０．８、ｙは０．４４、そして、ｚは１／３であることができる。

【0065】

また、第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０は、圧電層１１０の１つの厚さよりも小さな厚さを有することができる。圧電層１１０の１つの厚さが約８０μｍである場合、第１カバー層１３０及び第２カバー層１４０は、約３０μｍの厚さを有することができる。

【0066】

再び、図２を参照すると、重量体１５０は、振動力を最大に増加させる媒介物であって、振動板１１の上部に位置する。重量体１５０を用いることによりハプティック感を向上させることができる。

【0067】

重量体１５０は、振動板１１の上部プレート１１ａに結合可能であり、下部プレート１１ｂと直接的に接触しないように両端部から中心部に向けて傾くように形成することができる。また、重量体１５０は、金属材質で形成してもよく、同一体積で相対的に密度の高いタングステン（Ｗ）材質を用いることができる。

【0068】

ケース１６０は、振動板１１、圧電素子１００及び重量体１５０をすべてカバーするハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）であって、振動板１１、圧電素子１００及び重量体１５０を含めた圧電振動モジュール１０の内部部品を保護する役割をする。

【0069】

ケース１６０は、上部ケースと下部ケースとに分けることができる。下部ケースは、図２に示されているように、細くて長い扁平な形状に形成され、上部ケースの開放下部面を閉鎖できる大きさに形成される。上部ケースと下部ケースは、通常の技術者に既に広く知られているコーキング（ｃａｕｌｋｉｎｇ）、溶接あるいはボンディングなどの様々な方法により結合されることができる。

【0070】

下部ケースは、振動板１１の下部プレート１１ｂと所定の間隔を置いて平行に離隔しており、下部プレート１１ｂは、下部ケースの両端部に結合され固定されることができる。

【0071】

第１ダンパ１５１は、重量体１５０とケース１６０との間に介在され、重量体１５０がケース１６０にぶつかって破損することを防止することができる。第１ダンパ１５１は、重量体１５０の上部に結合可能であり、弾性部材、例えば、ゴム材質を用いて形成することができる。

【0072】

第２ダンパ１５２は、重量体１５０と振動板１１との間に介在され、重量体１５０と振動板１１との間の衝撃を緩和することができる。第２ダンパ１５２は、重量体１５０の下部に結合可能であり、第１ダンパ１５１と同じく弾性部材、例えばゴム材質を用いて形成することができる。

【0073】

基板１７０は、圧電素子１００の電極層１２０に電圧を印加するために圧電素子１００に結合される回路基板である。基板１７０は、圧電素子１００の下部に結合可能であり、フレキシブルＰＣB（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＰＣＢ、ＦＰＣＢ）であってもよい。

【0074】

上述したように、本発明の一実施例に係る圧電素子及びこれを含む圧電振動モジュールによれば、圧電層の特定領域への応力集中を緩和してクラックの発生を防止する一方、電極の内側端部間の距離が長くなり、不要なショートを防止することができる。

【0075】

以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求範囲に記載した本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などをすることにより本発明を多様に修正及び変更することができ、これも本発明の権利範囲内に含まれるとものといえよう。

【符号の説明】

【0076】

１０ 圧電振動モジュール
１１ 振動板
１１ａ 上部プレート
１１ｂ 下部プレート
１２ 接着部材
１００ 圧電素子
１１０ 圧電層
１２０ 電極層
１２１ 第１電極
１２２ 第２電極
１２３ ビア
１２４ 端子
１２５ 外部電極
１３０ 第１カバー層
１４０ 第２カバー層
１５０ 重量体
１５１ 第１ダンパ
１５２ 第２ダンパ
１６０ ケース
１７０ 基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】