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公開番号2024168445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023085143
出願日2023-05-24
発明の名称弾性波装置
出願人株式会社村田製作所
代理人弁理士法人大阪フロント特許事務所
主分類H03H 9/25 20060101AFI20241128BHJP(基本電子回路)
要約【課題】電極指ピッチにより規定される波長の2倍程度の波長の弾性波を励振させ、基本波を抑制する弾性波装置を提供する。
【解決手段】弾性波装置1は、圧電体層6を含む圧電性基板2と、複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19を有するIDT電極12とを備える。圧電体層6は、第1の領域Aと、第1の領域Aとは分極方向が異なる第2の領域Bと、を有する。第1の区間D1及び第2の区間D2の境界が、第1の電極指18が設けられている部分に位置するように、また、第3の区間D3及び第4の区間D4の境界が、第2の電極指19が設けられている部分に位置するように、複数の第1の電極指18及び複数の第2の電極指19を、順番に第1～第8の区間D1～D8に分ける。区間D1、D3、D6、D8には、第1の領域Aが位置しており、区間D2、D4、D5、D7には、第2の領域Bが位置している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電体層を含む圧電性基板と、
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
圧電体層を含む圧電性基板と、
前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極と、
を備え、
前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、
前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、
前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、
前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、
前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、
前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している、弾性波装置。
【請求項３】
前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置している、請求項２に記載の弾性波装置。
【請求項４】
前記第１の領域における分極軸、及び前記第２の領域における分極軸がなす角の角度が１８０°±５°以内の範囲である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項５】
前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうちいずれかの電極指が設けられている部分に位置しており、該境界と、該電極指の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ１、該電極指が位置している部分の電極指ピッチをｐ１としたときに、Ｌ１／ｐ１＜０．１である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項６】
隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指の間の部分を電極指間部としたときに、前記第１～第８の区間に位置している前記第１の領域及び前記第２の領域の境界のうち少なくとも１つの境界が、複数の前記電極指間部のうちいずれかの電極指間部に位置しており、該境界と、該電極指間部の前記電極指直交方向における中央との間の、前記電極指直交方向における距離をＬ２、該電極指間部が位置している部分の電極指ピッチをｐ２としたときに、Ｌ２／ｐ２＜０．１である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項７】
前記第１～第８の区間において、前記第１の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ１、前記第２の領域の前記電極指直交方向に沿う寸法の合計をＥ２としたときに、Ｅ２／Ｅ１が１±０．１以内の範囲である、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項８】
前記圧電性基板が高音速部材層を含み、
前記高音速部材層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記高音速部材層を伝搬するバルク波の音速が、前記圧電体層を伝搬する弾性波の音速よりも高い、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項９】
前記圧電性基板が音響反射膜を含み、
前記音響反射膜上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられており、
前記音響反射膜が、相対的に音響インピーダンスが低い、少なくとも１層の低音響インピーダンス層と、相対的に音響インピーダンスが高い、少なくとも１層の高音響インピーダンス層と、を有し、前記低音響インピーダンス層及び前記高音響インピーダンス層が交互に積層されている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
【請求項１０】
前記圧電性基板が電極層を含み、
前記電極層上に、直接的または間接的に前記圧電体層が設けられている、請求項１または２に記載の弾性波装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性波装置に関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、弾性波装置は携帯電話機のフィルタなどに広く用いられている。下記の特許文献１には、弾性波装置の一例が開示されている。この弾性波装置においては、支持基板、高音速膜、低音速膜及び圧電膜がこの順序で積層されている。圧電膜上にＩＤＴ（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極が設けられている。特許文献１には、圧電膜を伝搬する主モードとして、Ｐ波を主成分とするモード、ＳＨ波を主成分とするモード及びＳＶ波を主成分とするモードが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／０８６６３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のような従来の弾性波装置においては、ＩＤＴ電極の電極指ピッチにより規定される波長よりも長い波長の弾性波を好適に励振させることは困難である。なお、このような長い波長の波を弾性波装置の動作に利用する場合には、基本波は不要波となる。そのため、基本波を抑制することが要される。
【０００５】
本発明の目的は、電極指ピッチにより規定される波長の２倍程度の波長の弾性波を励振させることができ、基本波を抑制することができる、弾性波装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る弾性波装置のある広い局面では、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極とが備えられており、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間及び前記第２の区間の境界が、前記第１の電極指が設けられている部分に位置しており、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している。
【０００７】
本発明に係る弾性波装置の他の広い局面では、圧電体層を含む圧電性基板と、前記圧電体層上に設けられており、互いに間挿し合っており、互いに異なる電位に接続される複数の第１の電極指及び複数の第２の電極指を有するＩＤＴ電極とが備えられており、前記圧電体層における前記ＩＤＴ電極が設けられている部分が、交叉領域を含み、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指が延びる方向を電極指延伸方向、前記電極指延伸方向と直交する方向を電極指直交方向とし、前記電極指直交方向から前記ＩＤＴ電極を見たときに、隣り合う前記第１の電極指及び前記第２の電極指が重なり合っている領域が前記交叉領域であり、前記圧電体層が、第１の領域、及び前記第１の領域と分極方向が異なる第２の領域を有し、前記第１の領域及び前記第２の領域が、少なくとも前記交叉領域に位置しており、前記交叉領域が、前記第１の領域及び前記第２の領域が前記電極指直交方向において交互に並んでいる、分極変化領域を含み、前記分極変化領域に位置している各前記第１の領域及び各前記第２の領域が、平面視において、前記第１の電極指及び前記第２の電極指のうち少なくとも一方の、少なくとも一部と重なっており、前記圧電体層を前記電極指直交方向において複数の区間に分け、前記複数の区間がそれぞれ、前記第１の電極指または前記第２の電極指が設けられている部分から、前記第１の電極指及び前記第２の電極指が設けられていない部分までの範囲であるとし、前記複数の第１の電極指及び前記複数の第２の電極指のうち、各前記区間に設けられている電極指が１本のみであるとしたときに、前記複数の区間が、前記電極指直交方向において順番に並んでいる第１～第８の区間を含み、前記第１の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第２の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第３の区間に前記第１の領域が位置しており、前記第４の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第５の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第６の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第７の区間に前記第２の領域が位置しており、前記第８の区間に前記第１の領域が位置している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電極指ピッチにより規定される波長の２倍程度の波長の弾性波を励振させることができ、基本波を抑制することができる、弾性波装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の一部を示す模式的正面断面図である。
本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態における第１の領域及び第２の領域の配置を示す、圧電体層の模式的平面図である。
本発明の第１の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
第１の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。
第２の比較例における２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の比較例において基本波が励振されることを説明するための図である。
第２の比較例における、実効歪と電荷との関係を示す模式的正面断面図である。
本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において基本波が励振され難いことを説明するための図である。
本発明の第１の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第１の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
本発明の第１の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第１の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第２の実施形態及び第１の比較例におけるアドミッタンス周波数特性を示す図である。
本発明の第２の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図であって、第２の実施形態において１／２倍波が励振されることを説明するための図である。
本発明の第２の実施形態の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第３の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第４の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第５の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第６の実施形態に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第６の実施形態の第１の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第６の実施形態の第２の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第６の実施形態の第３の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
本発明の第６の実施形態の第４の変形例に係る弾性波装置の、２対の電極指付近を示す模式的正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
（【００１１】以降は省略されています）

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