KR101152231B1 - 압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 경방향 진동 특성을 향상시키고, 음향적인 에너지를 평탄하게 출력하는 압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 일실시예에 따른 압전 소자는 전극에 신호 전압을 인가하면 진동하는 압전 소자로서, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 3층 이상의 압전 세라믹판을 포함하고, 상기 각각의 압전 세라믹판은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층된 것을 특징으로 한다.

Description

압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커{Piezoelcetric device and Piezoelectric speaker usiong the same}
본 발명은 압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 경방향 진동 특성을 향상시키고, 음향적인 에너지를 평탄하게 출력하는 압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커에 관한 것이다.
일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말하며, 압전 스피커는 이러한 압전 소자의 기계적 움직임을 진동판에 의해 음향적으로 변환시켜서 원하는 주파수 대역의 음향을 발생시키는 음향 부품의 대표적인 제품이다.
이때 압전 소자는 압전 세라믹에 가해지는 힘에 의해 전압이 발생하고, 그 힘의 세기에 따라 발생되는 전압의 양이 달라진다.
일반적인 압전 스피커는 압전 소자와 압전 소자보다 크게 형성되어 상기 압전 소자의 일면에 접합되어 압전 소자에서 발생되는 진동을 증폭시키는 진동판을 포함한다. 이러한 압전 스피커의 음향적인 특성은 주파수별 음압으로 판단되고, 진동판의 재질 및 물성에 따라 주파수별 음압은 다양하게 변화할 수 있다.
일반적으로 특성이 좋은 압전 스피커는 높은 출력이 구현되고, 주파수별 음압이 높으며 평탄한 형태를 가지면서 넓은 음역을 가지는 것을 의미한다.
압전 스피커에 적용되는 진동판은 금속 재료, 폴리머 재료 및 펄프 등이 사용된다.
금속계 진동판의 경우, 금속은 탄성이 우수하고 전달속도가 빨라서 압전 소자의 진동을 음파로 변환시키는 출력을 증가시키는 장점이 있으나, 좁은 음역대역만이 구현되고, 주파수별 음압저하 현상이 발생하며, 두께가 두껍고 무게가 무거운 단점이 있다.
반면에, 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판의 경우, 탄성이 부족하여 상대적으로 금속계 진동판에 비해 음압이 낮고 출력이 감소되는 단점이 있지만, 최저공진주파수나 주파수대역에서의 음압저하 현상은 금속계 진동판에 비해 우수한 장점이 있다.
따라서, 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판을 사용할 경우 압전 소자의 진동을 음파로 변환시키는 출력이 저하되는 단점을 극복하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명의 실시 형태는 압전 스피커의 진동판 중 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판을 사용하였을 때 음향 에너지의 출력이 저하되는 현상을 극복할 수 있는 적층형 압전 소자 및 이를 이용한 압전 스피커를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 압전 소자는 전극에 신호 전압을 인가하면 진동하는 압전 소자로서, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 3층 이상의 압전 세라믹판을 포함하고, 상기 각각의 압전 세라믹판은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 압전 세라믹판은 제 1 내지 제 3 압전 세라믹판이 상에서 하방향으로 순차적으로 적층되고, 상기 제 1 압전 세라믹판의 상면에는 제 1 외부전극이 형성되고, 상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에는 제 2 외부전극이 형성되며, 상기 제 1 압전 세라믹판과 제 2 압전 세라믹판 사이에는 상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 2 내부전극이 형성되고, 상기 제 2 압전 세라믹판과 제 3 세라믹판 사이에는 상기 제 1 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 1 내부전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에는 분극되지 않은 진동유발 세라믹판이 상기 제 2 외부전극에 의해 전기적으로 연결되면서 적층되고, 상기 진동유발 세라믹판의 하면에는 상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 3 외부전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부전극과 제 1 내부전극은 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판을 관통하는 제 1 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 및 제 3 외부전극과 제 2 내부전극은 상기 제 2 및 제 3 압전 세라믹판과 진동유발 세라믹판을 관통하는 제 2 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 압전 세라믹판의 두께는 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 외부전극과 제 1 내부전극은 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판을 관통하는 제 1 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2과 제 2 내부전극은 상기 제 2 및 제 3 압전 세라믹판과 진동유발 세라믹판을 관통하는 제 2 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 압전 스피커는 진동판과; 상기 진동판의 양면에 접합되는 제 1 및 제 2 압전 소자를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 압전 소자는 크기가 서로 상이한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자는 각각 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 3층 이상의 압전 세라믹판을 포함하고, 상기 각각의 압전 세라믹판은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층된 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자는 각각 제 1 내지 제 3 압전 세라믹판이 상에서 하방향으로 순차적으로 적층되고, 각각 선택적으로 상기 제 3 압전 세라믹판에 분극되지 않은 진동유발 세라믹판이 접합되거나, 상기 제 3 압전 세라믹판의 두께가 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판의 두께보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자는 상기 진동유발 세라믹판 또는 제 1 및 제 2 압전 세라믹판보다 두껍게 형성된 제 3 압전 세라믹판이 상기 진동판에 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 진동판은 폴리머 재료 또는 펄프인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 압전소자의 출력을 향상시켜 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판에서 나타나는 음향 에너지의 출력저하 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적층된 압전 세라믹판에 접합된 진동판에 변위가 발생하여 종래의 압전 스피커보다 상대적으로 큰 음향 에너지를 획득할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 압전 소자를 진동판의 양면에 접합하여 상호 간의 공진과 공진 사이에 발생되는 음압이 저해되는 부분을 보완하여 균일한 음향 특성을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 소자를 보여주는 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 소자를 보여주는 개략적인 단면도이며,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 압전 스피커를 보여주는 개략적인 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 압전 스피커의 주파수 대역별 공진 주파수를 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 소자를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 소자(100)는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)과, 상기 제 3 압전 세라믹판(130)에 접합되는 분극되지 않은 진동유발 세라믹판(140)을 포함한다.
상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)은 두께 방향으로 분극(poling)시켜서 압전 특성을 갖는 수단으로서, 본 실시예에서는 대략 원형 또는 사각형 형상의 박판으로 형성된다. 상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 형상은 압전 스피커에 적용될 수 있는 압전 특성이 형성된다면 제시된 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층된다.
상기 제 1 압전 세라믹판(110)은 상면에 제 1a 전극(111)이 형성되고, 하면에 제 1b 전극(113)이 형성되며, 상기 제 1b 전극(113)에서 제 1a 전극(111) 방향으로 분극되는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 1a 전극(111)을 제 1 외부전극이라 정의한다.
상기 제 2 압전 세라믹판(120)은 상면에 제 2b 전극(123)이 형성되어 상기 제 1 압전 세라믹판(110)의 제 1b 전극(113)에 접합되고, 하면에 제 2a 전극(121)이 형성되며, 상기 제 2b 전극(123)에서 제 2a 전극(121) 방향으로 분극되는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 1b 전극(113)과 제 2b 전극(123)을 일체로 형성할 수 있고, 이를 제 2 내부전극이라 정의한다.
상기 제 3 압전 세라믹판(130)은 상면에 제 3a 전극(131)이 형성되어 상기 제 2 압전 세라믹판(120)의 제 2a 전극(121)에 접합되고, 하면에 제 3b 전극(133)이 형성되며, 상기 제 3b 전극(133)에서 제 3a 전극(131) 방향으로 분극되는 것이 바람직하다. 이때 상기 제 2a 전극(121)과 제 3a 전극(131)을 일체로 형성할 수 있고, 이를 제 1 내부전극이라 정의하고, 상기 제 3b 전극(133)을 제 2 외부전극이라 정의한다.
이때 상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 제 1a, 제 2a 및 제 3a 전극(111,121,131)은 전기적으로 서로 연결되고, 상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 상기 제 1b, 제 2b 및 제 3b 전극(113,123,133)은 전기적으로 서로 연결된다. 이때 상기 제 1a 전극 내지 제 3a 전극(111,121,131)과 상기 제 1b 전극 내지 제 3b 전극(113,123,133)은 서로 절연된다.
그래서, 상기 제 1 압전 세라믹판(110)의 상면에는 제 1 외부전극이 형성되고, 상기 제 3 압전 세라믹판(130)의 하면에는 제 2 외부전극이 형성되며, 상기 제 1 압전 세라믹판(110)과 제 2 압전 세라믹판(120) 사이에는 상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 2 내부전극이 형성되고, 상기 제 2 압전 세라믹판(120)과 제 3 세라믹판(130) 사이에는 상기 제 1 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 1 내부전극이 형성된다.
부연하자면, 상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 제 1a 전극 내지 제 3a 전극(111,121,131)은 전기적으로 서로 연결되기 위하여, 상기 제 1 압전 세라믹판(110)에 형성되는 제 1a 전극(111)과 상기 제 2 압전 세라믹판(120)에 형성되는 제 2a 전극(121)은 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판(110,120)을 관통하는 제 1 비아플러그(160)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 압전 세라믹판(120)에 형성되는 제 2a 전극(121)과 상기 제 3 압전 세라믹판(130)에 형성되는 제 3a 전극(131)은 서로 접합되어 전기적으로 연결된다.
상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 상기 제 1b 전극 내지 제 3b 전극(113,123,133)은 전기적으로 서로 연결되기 위하여, 상기 제 1 압전 세라믹판(110)에 형성되는 제 1b 전극(113)과 상기 제 2 압전 세라믹판(120)에 형성되는 제 2b 전극(123)은 서로 접합되어 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 압전 세라믹판(120)에 형성되는 제 2b 전극(123)과 상기 제 3 압전 세라믹판(130)에 형성되는 제 3b 전극(133)은 상기 제 2 및 제 3 압전 세라믹판(120,130)을 관통하는 제 2 비아플러그(170)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 진동유발 세라믹판(140)은 두께 방향으로 분극시키지 않아서 압전 특성을 갖지 않는 세라믹으로서, 상기 제 3 압전 세라믹판(130)에서 진동이 일어나는 것을 유발 및 증폭시키거나 직접 진동판의 역할을 한다.
상기 진동유발 세라믹판(140)의 양면에는 상기 제 3b 전극(133)과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 제 4b 전극(143)이 형성된다. 이때 상기 진동유발 세라믹판(140)의 상면에 형성되는 제 4b 전극(143)과 상기 제 3b 전극(133)은 일체로 형성되어 제 2 외부전극 될 수 있다. 또한, 상기 진동유발 세라믹판(140)의 하면에 형성되는 제 4b 전극(143)은 제 3 외부전극이라 정의한다.
이때 상기 진동유발 세라믹판(140)의 하면에 형성되는 제 4b 전극(143)은 상기 제 2 비아플러그(170)를 연장하여 제 2 외부전극과 전기적으로 연결된다.
부연하자면, 상기 한 쌍의 제 4b 전극(143)은 상기 제 3 음전극(133)과 전기적으로 연결되기 위하여 제 2 비아플러그(170)를 진동유발 세라믹판(140)까지 연장하여 상기 제 2 압전 세라믹판(120)에 형성되는 제 2b 전극(123)과 상기 제 3 압전 세라믹판(130)에 형성되는 제 3b 전극(133) 및 상기 진동유발 세라믹판(140)의 양면에 형성되는 한 쌍의 제 4b 전극(143)이 제 2 비아플러그(170)에 의해 전기적으로 연결되도록 한다.
물론 상기 제 1a 전극 내지 제 3a 전극(111,121,131)과 제 1b 전극 내지 제 4b 전극(113,123,133,143)을 전기적으로 서로 연결되기 위하여 각각 비아플러그 방식의 연결방식을 채택하였지만 이에 한정되지 않고, 상기 제 1a 전극 내지 제 3a 전극(111,121,131)과 제 1b 전극 내지 제 4b 전극(113,123,133,143)을 전기적으로 서로 연결시키기 위한 다양한 방식의 연결방식이 채택되어 사용될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 압전 소자는 제 1 외부전극과 제 3 외부전극이 전원공급수단(10)의 (+)극 및 (-)극에 각각 연결되어 전원을 공급받는다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 소자를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 소자(200)는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(210,220,230)을 포함하고, 상기 제 3 압전 세라믹판(230)의 두께는 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판(210,220)의 두께보다 두껍게 형성된다.
상기 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(210,220,230)의 구성 및 형상은 전술된 제 1 실시예에 제시된 제 1 압전 세라믹판 내지 제 3 압전 세라믹판(110,120,130)의 구성과 대응한다. 다만, 본 실시예에서는 상기 제 3 압전 세라믹판(230)의 두께는 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판(210,220)의 두께보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 제 3 압전 세라믹판(230)의 두께를 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판(210,220)의 두께보다 두껍게 형성함에 따라 제 3 압전 세라믹판(230)의 분극 상태가 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판(210,220)의 분극 상태보다 부족한 상태를 유지하도록 하여 분극 차이에 의한 분극 진동을 유발한다.
설명되지 않은 도면 부호 260, 270은 비아플러그이다.
상기와 같이 구성되는 압전 소자를 이용한 압전 스피커의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 다양한 실시예의 압전 스피커를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 압전 스피커는 진동판(300)과; 상기 진동판(300)의 양면에 접합되는 제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)의 크기가 서로 상이하게 형성된다.
진동판(300)은 상기 제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)에 인가되는 전기적 신호에 의해 발생되는 기계적 신호를 음향적으로 변환시키는 수단으로서, 금속계 진동판, 폴리머계 진동판 및 펄프계 진동판 등의 다양한 진동판이 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 최저 공진주파수나 주파수대역에서의 음압저하 현상이 금속계 진동판에 비해 우수한 장점을 갖는 폴리머계 진동판 및 펄프계 진동판을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)는 전술된 제 1 및 제 2 실시예에 의해 제조되는 압전 소자(100,200)를 이용한다. 다만, 제 1 압전 소자(100a,200b,100)와 제 2 압전 소자(100b,200b,200)의 크기를 서로 상이하게 형성함에 따라 제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)에서 발생되는 공진 주파수의 차이를 이용하여 공진과 공진 사이에 발생되는 음압이 저하되는 부분을 보충하여 균일한 음압을 구현할 수 있도록 한다.
제 1 및 제 2 압전 소자(100a 및 100b, 200a 및 200b, 100 및 200)의 크기는 서로 다르게 구현만 된다면 어떠한 크기로 형성되어도 무방하고, 압전 스피커가 적용되는 제품에 적용되는 공진 주파수를 갖도록 각각의 압전 소자의 크기가 다양하게 변경되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 스피커(1000)는 진동판(300)의 양면에 제 1 실시예에 의해 제조되는 압전 소자(100)를 각각 접합한 것이다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자(100a,100b)의 구성은 전술된 제 1 실시예에 따른 압전 소자의 설명과 중복되는 설명이기 때문에 생략하기로 한다.
다만, 상기 제 1 및 제 2 압전 소자(100a,100b)는 각각 진동유발 세라믹판(140a,140b)을 상기 진동판(300)에 접합시키는 것이 바람직하다. 그래서 진동유발 세라믹판(140a,140b)의 진동이 상기 진동판(300)에 직접 전달되어 진동판(300)의 진동 효율이 향상되도록 한다.
그리고, 상기 진동판(300)에 접합되는 제 1 및 제 2 압전 소자(140a,140b)의 크기를 서로 다르게 하여 각각의 제 1 및 제 2 압전 소자(140a,140b)에서 발생되는 공진 주파수가 서로 상이하도록 한다.
도 4를 참조하면 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 스피커(2000)는 진동판(300)의 양면에 제 2 실시예에 의해 제조되는 압전 소자(200)를 각각 접합한 것이다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자(200a,200b)의 구성은 전술된 제 2 실시예에 따른 압전 소자의 설명과 중복되는 설명이기 때문에 생략하기로 한다.
다만, 상기 제 1 및 제 2 압전 소자(200a,200b)는 각각 제 3 압전 세라믹판(230a,230b)을 상기 진동판(300)에 접합시키는 것이 바람직하다. 그래서 제 3 압전 세라믹판(230a,230b)의 진동이 상기 진동판(300)에 직접 전달되어 진동판(300)의 진동 효율이 향상되도록 한다.
도 5를 참조하면 본 발명의 제 3 실시예에 따른 압전 스피커(3000)는 진동판(300)의 일면에 제 1 실시예에 의해 제조되는 압전 소자(100)를 접합하고, 진동판(300)의 타면에 제 2 실시예에 의해 제조되는 압전 소자(200)를 접합한 것이다.
상기 제 1 및 제 2 압전 소자의 구성은 전술된 제 1 및 제 2 실시예에 따른 압전 소자의 설명과 중복되는 설명이기 때문에 생략하기로 한다.
다만, 상기 제 1 압전 소자(100)는 진동유발 세라믹판(140)을 상기 진동판(300)에 접합시키고, 제 2 압전 소자(200)는 제 3 압전 세라믹판(230)을 상기 진동판(300)에 접합시키는 것이 바람직하다. 그래서 제 3 압전 세라믹판(230)의 진동이 상기 진동판(300)에 직접 전달되어 진동판(300)의 진동 효율이 향상되도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 압전 스피커의 주파수 대역별 공진 주파수를 알아보는 실험을 실시하였다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 압전 스피커의 주파수 대역별 공진 주파수를 보여주는 그래프로서, 도 6은 제 1 실시예에 따른 압전 소자의 크기를 다르게 하여 진동판의 양면에 접합한 압전 스피커(1000)를 실험에 사용하였다.
도 6에서 알 수 있듯이 제 1 압전 소자(100a)에서 구현되는 공진 주파수과 제 2 압전 소자(100b)에서 구현되는 공진 주파수는 서로 일치하지 않는다. 이에 따라 제 1 압전 소자(100a)와 제 2 압전 소자(100b)가 양면에 접합된 압전 스피커는 제 1 및 제 2 압전 소자(100a,100b)에서 각각 구현되는 공진 사이에 발생되는 음압이 저해되는 것을 상호 보충하여 평탄한 음향적인 에너지를 발현할 수 있는 것이다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100,200: 압전 소자
110, 120, 130, 210, 220, 230: 제 1 내지 제 3 압전 세라믹판
140: 진동유발 세라믹판
111, 121, 131, 211, 221, 231: (+)전극
113, 123, 133, 143, 213, 223, 233: (-)전극
160, 170, 260, 270 : 비아플러그
1000,2000,3000: 압전 스피커

Claims (11)

  1. 전극에 신호 전압을 인가하면 진동하는 압전 소자로서,
    제 1 내지 제 3 압전 세라믹판은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층되며, 상에서 하방향의 두께 방향으로 순차적으로 적충된 압전 세라믹판을 포함하고,
    상기 압전 세라믹판은,
    상기 제 1 압전 세라믹판의 상면에 형성된 제 1 외부전극;
    상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에 형성된 제 2 외부전극;
    상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 1 압전 세라믹판과 제 2 압전 세라믹판 사이에 형성된 제 2 내부전극;
    상기 제 1 외부전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 2 압전 세라믹판과 제 3 세라믹판 사이에 형성된 제 1 내부전극;을 포함하며,
    분극되지 않은 진동유발 세라믹판이 상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에 적층되면서 상기 제 2 외부전극에 의해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 진동유발 세라믹판의 하면에는 상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 3 외부전극이 형성됨을 특징으로 하는 압전 소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 외부전극과 제 1 내부전극은 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판을 관통하는 제 1 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되고,
    상기 제 2 및 제 3 외부전극과 제 2 내부전극은 상기 제 2 및 제 3 압전 세라믹판과 진동유발 세라믹판을 관통하는 제 2 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되는 압전 소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 3 압전 세라믹판의 두께는 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판의 두께보다 두껍게 형성되는 압전 소자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 외부전극과 제 1 내부전극은 상기 제 1 및 제 2 압전 세라믹판을 관통하는 제 1 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되고,
    상기 제 2 외부전극과 제 2 내부전극은 상기 제 2 및 제 3 압전 세라믹판과 진동유발 세라믹판을 관통하는 제 2 비아플러그에 의해 전기적으로 연결되는 압전 소자.
  7. 진동판과;
    상기 진동판의 양면에 접합되어 크기가 서로 상이한 제 1 및 제 2 압전 소자를 포함하고,
    각각의 압전 소자는,
    제 1 내지 제 3 압전 세라믹판은 분극 방향이 서로 역 방향이 되도록 적층되며, 상에서 하방향의 두께 방향으로 순차적으로 적충된 압전 세라믹판을 포함하고,
    상기 압전 세라믹판은,
    상기 제 1 압전 세라믹판의 상면에 형성된 제 1 외부전극;
    상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에 형성된 제 2 외부전극;
    상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 1 압전 세라믹판과 제 2 압전 세라믹판 사이에 형성된 제 2 내부전극;
    상기 제 1 외부전극과 전기적으로 연결되도록 상기 제 2 압전 세라믹판과 제 3 세라믹판 사이에 형성된 제 1 내부전극;을 포함하며,
    분극되지 않은 진동유발 세라믹판이 상기 제 3 압전 세라믹판의 하면에 적층되면서 상기 제 2 외부전극에 의해 서로 전기적으로 연결되며, 상기 진동유발 세라믹판의 하면에는 상기 제 2 외부전극과 전기적으로 연결되는 제 3 외부전극이 형성됨을 특징으로 하는 압전 스피커.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 압전 소자는
    상기 진동유발 세라믹판 또는 제 1 및 제 2 압전 세라믹판보다 두껍게 형성된 제 3 압전 세라믹판이 상기 진동판에 접합되는 압전 스피커.
  11. 청구항 7 또는 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진동판은 폴리머 재료 또는 펄프인 압전 스피커.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014030793A1 (ko) * 2012-08-24 2014-02-27 (주)와이솔 적층형 압전 스피커 장치
KR20160109632A (ko) 2015-03-12 2016-09-21 주식회사 모다이노칩 압전 세라믹 조성물 및 그 제조 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9445200B2 (en) 2012-05-14 2016-09-13 Electronics And Telecommunications Research Institute Piezoelectric speaker having weight and method of producing the same
KR101493014B1 (ko) * 2012-12-26 2015-02-13 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 스피커 및 이를 구비하는 전자기기
KR20140145427A (ko) 2013-06-13 2014-12-23 삼성전기주식회사 압전 소자용 내부 전극, 이를 포함하는 압전 소자 및 압전 소자 제조 방법
KR101534645B1 (ko) * 2014-08-19 2015-07-09 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 소자 및 이를 구비하는 전자기기
KR101522670B1 (ko) * 2014-08-19 2015-05-26 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 소자 및 이를 구비하는 전자기기
KR20210004326A (ko) * 2019-07-04 2021-01-13 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102172538B1 (ko) * 2019-08-23 2020-10-30 김철희 다중회로 불연 피에조 압전 스피커 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100676220B1 (ko) * 2005-08-22 2007-01-30 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 진동 소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100676220B1 (ko) * 2005-08-22 2007-01-30 주식회사 이노칩테크놀로지 압전 진동 소자 및 그 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014030793A1 (ko) * 2012-08-24 2014-02-27 (주)와이솔 적층형 압전 스피커 장치
KR20160109632A (ko) 2015-03-12 2016-09-21 주식회사 모다이노칩 압전 세라믹 조성물 및 그 제조 방법

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