KR20110005148A - Film type piezo speaker and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 피에조 압전체를 진동에 따른 파손이나 박리 또는 성능 열화가 발생하지 않도록 필름 진동판에 적용하고, 물리적 구성을 추가하여 종방향 진동 성능을 개선하도록 한 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film type piezo speaker and a method of manufacturing the same, and in particular, to apply the piezo piezoelectric material to the film diaphragm so as not to cause breakage, peeling or degradation due to vibration, and to add a physical configuration to improve longitudinal vibration performance. A film type piezo speaker and a manufacturing method thereof are provided.
다양한 전자기기들의 증가와 일상생활에서의 활용에 따라 품질이 좋을 뿐만 아니라 감성적인 면에서 어필할 수 있는 새로운 형태의 사용자 인터페이스들이 요구되게 되었다. With the increase of various electronic devices and their use in daily life, new types of user interfaces that are not only of good quality but also appealing in terms of emotion are required.
이러한 사용자 인터페이스 중에서 사용자에게 민감하게 노출되는 장치들 중 하나는 바로 음향을 제공하는 스피커라 할 수 있다. 이러한 스피커는 비교적 부피가 크고 새로운 디자인을 적용하기 어려운 부분이지만, 더 작거나 더 얇은 전자기기를 원하는 사용자의 요구에 맞추어 점차 소형화, 박형화 되고있다.One of the devices sensitively exposed to the user among these user interfaces may be a speaker that provides sound. These speakers are relatively bulky and difficult to apply in new designs, but are becoming smaller and thinner to meet the needs of users who want smaller or thinner electronics.
일반적인 스피커는 소리에 따른 신호로 자석에 인접 배치된 보이스 코일의 자계를 변화시키며, 이러한 보이스 코일에 진동판을 연결 구성하는 것으로 상기 진동판이 진동하여 소리를 발생시키는 구조를 가진다. 이는 높은 품질의 음향을 발생시킬 수 있으나 보이스 코일과 진동판의 구조 및 보이스 코일과 자석 사이의 공간 등에 의해서 두께가 두꺼워지는 한계를 가진다. 이는 휴대용기기나 박형 구조가 대세인 현재의 음향 제품에 적용하는데 한계가 있으며 디자인 측면에서도 한계가 있다.A general speaker changes a magnetic field of a voice coil disposed adjacent to a magnet by a signal according to a sound, and has a structure in which the diaphragm vibrates to generate sound by connecting a diaphragm to the voice coil. This can generate a high quality sound, but has a limitation in that the thickness becomes thick due to the structure of the voice coil and the diaphragm and the space between the voice coil and the magnet. This is a limitation in application to the current acoustic products with a portable device or thin structure, and also in terms of design.
이러한 두께의 한계를 극복하여 휴대용 기기나 박형 기기에 적용하고, 다양한 디자인이 가능하도록 필름 형태를 가지는 스피커가 등장하였다. 이러한 필름형 스피커는 주로 고분자물질인 PVDF(Polyvinylidene fluoride)를 필름 형태로 제조한 후 이에 고전압을 가하는 분극을 실시하여 압전 특성을 가지도록 한 후 해당 필름의 상하부에 전극을 적용하여 스피커로 사용한다. Overcoming these limitations of thickness, a speaker having a film form has been introduced to be applied to portable devices or thin devices, and to enable various designs. Such a film-type speaker mainly manufactures a polymer material PVDF (Polyvinylidene fluoride) in the form of a film and then performs a polarization by applying a high voltage to the piezoelectric properties to apply the electrodes to the upper and lower parts of the film is used as a speaker.
이러한 압전형 고분자물질의 경우 그 제조가 용이하지 않고, 스피커의 전체 진동판 면적에 압전형 고분자 물질을 모두 적용해야 하므로 비용이 높아지게 된다. 더불어 고분자 물질의 특성상 저항이 크기 때문에 수십V 이상의 구동 전압이 인가될 경우 전원 인가 부분의 발열 및 화재 위험이 존재하게 된다.The piezoelectric polymer material is not easy to manufacture, and since the piezoelectric polymer material must be applied to the entire diaphragm area of the speaker, the cost increases. In addition, due to the high resistance of the polymer material, when a driving voltage of several tens of V or more is applied, there is a risk of heat generation and fire in the power supply portion.
더불어, 실효성 있는 구동을 위해서 전면 압전 필름이 요구하는 전력이 크기 때문에 휴대용 기기에 적용하거나 최근 PC용 스피커의 전원으로 사용되는 5V 500mA USB 전원으로는 사용이 어려워 음량 대비 실효성이 낮다.In addition, since the power required by the front piezoelectric film is large for effective driving, the 5V 500mA USB power supply, which is applied to portable devices or recently used as a power source for a PC speaker, is difficult to use and thus has low effectiveness compared to a volume.
따라서, 현재 일반적으로 사용되고 있는 피에조 부저용 압전체를 활용한 스피커에 대한 연구 및 이러한 피에조 부저의 구성을 변형한 트랜스듀서의 개발이 진 행되고 있다.Therefore, research on a speaker using a piezo buzzer piezoelectric buzzer which is generally used and development of a transducer modified from the configuration of such a piezo buzzer are in progress.
하지만, 이러한 피에조 부저의 구성을 변형한 트랜스듀서는 그 공정이 복잡하고 정밀도가 요구되기 때문에 제조 단가가 크게 높아져 적용 대상이 제한되며, 두께가 증가하여 음량 증폭을 위한 진동판에 적용하기가 어렵다.However, the transducer that modified the configuration of the piezo buzzer is difficult to apply to the diaphragm for volume amplification due to the increase in thickness because the manufacturing cost is greatly increased because the process is complicated and precision is required.
도 1은 일반적으로 널리 사용되고 있는 피에조 압전소자(10)의 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 상기 피에조 압전소자(10)는 압전에 따른 음향 제공을 위한 베이스로 사용되며 깨지기 쉬운 압전체인 세라믹 PZT(13)를 보호함과 아울러 전극의 기능도 제공하는 동판(11)과, 상기 동판(11)에 전용 접착제(12)로 접착되는, 상부 전극(14)이 형성된 PZT(13) 및 상기 동판(11)과 상기 상부 전극(14)에 각각 형성되는 솔더(15, 16)와 연장선으로 이루어진다.1 illustrates a configuration of a piezoelectric
여기서, 상기 동판(11)과 전용 접착제(12)로 접착되는 PZT(13)의 하부는 일부 영역에서 서로 접촉하게 되며, 상기 동판(11)은 솔더(15) 형성을 위한 전극으로 사용되게 된다. 더불어, 상기 상부 전극(14)은 상기 PZT(13)의 상부면에 전압을 인가하기 위한 구성으로 솔더(16) 형성이 가능한 물질로 구성된다.Here, the lower portion of the PZT 13 adhered to the
도 2는 도 1과 같은 피에조 압전소자(10)의 적용 예를 보인 것으로, 도 2a에 도시한 바와 같은 피에조 압전 부저(20)는 음량 증폭을 위한 공명 구조물(21)이 피에조 압전 소자(22)를 감싸도록 형성하며, 전기적 연결을 위한 연장선(23)이 외부로 노출되어 있는 형태를 가진다. 이러한 구성은 비교적 낮은 전압(5~12V)에서 약한 음량을 제공하기 위한 간이 부저로 사용되며, 고음 영역에 특화된 음향 특성을 가지게 된다.FIG. 2 illustrates an application example of the piezoelectric
도 2b는 피에조 압전소자(27)를 진동자로 활용하여 다양한 공명구조물(26)(패널, 간판, 유리, 필름 등)을 스피커의 진동판으로 이용한 피에조 스피커(25)의 구성을 보인 것이다. 이렇게 상용 피에조 압전소자(27)를 다양한 공명 구조물(26)에 부착하여 스피커로 사용하는 예는 많이 있었으나, 피에조 압전소자(27)를 공명 구조물에 완전히 밀착 고정하는 것이 어려워 별도의 결합 구조물을 공명 구조물에 구성하거나, 실리콘 등의 접착제를 이용하여 접착성을 높여야 한다. 2B illustrates a configuration of a
하지만, 결합 구조물을 설치할 경우 두께가 증가하며 공명 구조물 제조가 어려워지고, 진동을 효과적으로 전달하지 못하게 된다. 또한, 실리콘 등의 접착제를 이용하여 접착할 경우 진동이 불규칙하게 상쇄되어 음향이 왜곡되는 문제가 발생한다. 또한, 저음량 부저가 아닌 고출력 스피커로 사용하고자 할 경우 PZT 소자에 수십V 이상의 전압을 가하게 되므로 그에 따른 압전소자의 진동이 커져 접착제를 사용하여 부착한 경우 사용시간 경과에 따라 피에조 압전소자(27)가 공명 구조물(26)에서 박리되는 문제점이 발생하게 된다.However, when the coupling structure is installed, the thickness increases, making it difficult to manufacture the resonance structure, and does not effectively transmit vibration. In addition, when the adhesive is bonded using an adhesive such as silicon, vibration is canceled irregularly, which causes a problem of distorting sound. In addition, if you want to use a high-power speaker rather than a low-volume buzzer, the voltage is applied to the PZT element dozens of V or more, so the vibration of the piezoelectric element according to the increase of the piezoelectric
따라서, 작은 크기의 피에조 압전소자에 강한 진동을 제공함으로써 연결되는 진동판을 울려 높은 출력을 제공할 수 있는 고출력 피에조 스피커를 제공하고자 할 경우 피에조 압전 소자의 단순 접합으로는 박리에 따른 적용 가능 출력의 한계가 있고, 피에조 압전 소자(27)의 연결 선로에 의해 심미적 만족도가 낮아지게 된다.Therefore, in order to provide a high output piezo speaker that can provide a high output by ringing the diaphragm connected by providing a strong vibration to the piezoelectric piezoelectric element of small size, the limitation of the applicable output due to peeling by simple bonding of the piezoelectric piezoelectric element And, the aesthetic satisfaction is lowered by the connection line of the piezoelectric
최근 높아지고 있는 고출력 초박형 스피커에 대한 요구와 디자인 측면에서의 심미적 요구를 만족시키기 위해서 이러한 문제점들을 해결한 새로운 형태의 필름형 피에조 스피커의 필요성이 높아지고 있는 실정이다.In order to satisfy the recent demand for high power ultra-thin speakers and aesthetic demands in terms of design, there is an increasing need for a new type of film-type piezo speaker that solves these problems.
상기와 같은 기존의 필름형 스피커의 높은 비용이나 전원, 구성상의 어려움을 해소하면서도 충분한 고출력을 제공하기 위해 새롭게 제안하는 본 발명 실시예들의 목적은 상하부 전극이 형성된 PZT로 이루어진 피에조 압전체를 전극이 형성된 필름 사이에 코팅하여 심미성을 높이면서도 USB 출력과 같은 작은 전원으로도 충분한 출력을 제공할 수 있도록 한 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. In order to solve the high cost, power, and configuration difficulties of the existing film-type speaker as described above, an object of the present invention, which is newly proposed to provide sufficient high output, is a piezoelectric piezoelectric electrode formed of PZT having upper and lower electrodes formed thereon. The present invention provides a film type piezo speaker and a method of manufacturing the same, which can be coated to provide aesthetics while providing sufficient output even with a small power supply such as a USB output.
본 발명 실시예들의 다른 목적은 피에조 압전체가 배치될 부분에 관통부가 형성된 한 쌍의 필름을 이용하여 피에조 압전체를 코팅한 후 상기 관통부를 포함하는 영역에 전극을 형성하도록 하여 피에조 압전체의 진동에 의한 전극 단락과 압전체 진동에 따른 접착부 박리를 근본적으로 차단하도록 한 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the embodiments of the present invention is to coat the piezoelectric piezoelectric body using a pair of films having a through portion formed on a portion where the piezoelectric piezoelectric body is to be disposed, and then form an electrode in a region including the through portion so that the electrode is vibrated by the piezoelectric piezoelectric body. The present invention provides a film type piezo speaker and a method for manufacturing the same, which essentially block the peeling of the adhesive part due to the short circuit and the piezoelectric vibration.
본 발명 실시예들의 또 다른 목적은 피에조 압전체가 코팅된 필름형 스피커의 압전체 영역을 물리적으로 지지하는 지지부를 필름의 일면에 형성하도록 하여 상기 피에조 압전체의 진동을 더욱 효과적으로 진동판에 해당하는 필름에 전달할 수 있도록 한 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the embodiments of the present invention is to form a support for physically supporting the piezoelectric region of the piezoelectric piezoelectric film-like speaker on one surface of the film to transmit the vibration of the piezoelectric piezoelectric to the film corresponding to the diaphragm more effectively. To provide a film type piezo speaker and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커는 전극이 형성되며, 서로 전극 형성면이 마주본 상태로 코팅된 한쌍의 필름과; 상기 각 필름의 전극이 상하면 전극에 각각 연결되도록 상기 한쌍의 필름 사이에 배치되며 상하부 전극이 PZT층에 형성된 하나 이상의 PZT 소자를 포함하여 이루어진다.Film-type piezo speaker according to an embodiment of the present invention, the electrode is formed, a pair of films coated with the electrode forming surface facing each other; The electrodes of each film are disposed between the pair of films so as to be connected to the upper and lower electrodes, respectively, and the upper and lower electrodes include one or more PZT elements formed in the PZT layer.
상기 한쌍의 필름에 형성된 전극은 동일한 형태로 인쇄될 수 있고, 상기 PZT 소자는 복수로 배치되면서 상기 필름의 전극에 따라 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.The electrodes formed on the pair of films may be printed in the same form, and the PZT elements may be connected in parallel or in series according to the electrodes of the film while being disposed in plural.
본 발명의 다른 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커는 상하부 전극이 PZT 층에 형성된 하나 이상의 PZT 소자와; 상기 PZT 소자를 코팅한 한쌍의 필름으로서, 상기 PZT 소자의 상하부 전극이 배치된 상하부 필름 영역에 각각 하나 이상의 관통부가 형성된 필름 진동판과; 상기 필름 진동판의 상하부 관통부를 포함하는 영역에 각각 형성된 전극을 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 전극은 도전체를 인쇄하여 형성한 것이며, 상기 전극의 상부에 비도전 코팅층을 더 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a film type piezo speaker includes at least one PZT element having upper and lower electrodes formed on a PZT layer; A pair of films coated with the PZT element, each film diaphragm having one or more through portions formed in upper and lower film regions in which upper and lower electrodes of the PZT element are disposed; It includes an electrode formed in each region including the upper and lower through portions of the film diaphragm. Here, the electrode is formed by printing a conductor, it may further include a non-conductive coating layer on the electrode.
상기 PZT 소자는 복수로 배치되며, 상기 전극은 상기 PZT 소자들을 직렬 또는 병렬 연결하도록 구성될 수 있다.The PZT elements may be arranged in plural, and the electrodes may be configured to connect the PZT elements in series or in parallel.
상기 필름 진동판의 관통부는 상기 PZT 소자에 형성된 상하부 전극의 영역 내에 복수의 관통 패턴들이 나열되어 형성되는 것이 바람직하다.The through part of the film diaphragm is preferably formed by arranging a plurality of through patterns in a region of upper and lower electrodes formed in the PZT element.
상기 PZT 소자가 형성된 상기 필름 진동판 영역에 밀착 배치되어 상기 PZT 소자의 일면을 물리적으로 지지하는 지지구조물을 더 포함할 수 있고, 상기 PZT 소자 부분의 필름 진동판에 밀착되는 상기 지지구조물 사이에는 충격을 일부 흡수하는 소재가 적용될 수 있다. 한편, 상기 필름 진동판이 상기 지지구조물측으로 곡면 을 이루도록 변형되어 상기 지지구조물과 밀착될 수 있다.The PZT device may further include a support structure disposed in close contact with the film diaphragm region in which the PZT element is formed, and physically supporting one surface of the PZT element, and partially impacting the support structure in close contact with the film diaphragm of the PZT element. Absorbing material can be applied. On the other hand, the film diaphragm is deformed to form a curved surface toward the support structure may be in close contact with the support structure.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 제조 방법은 한쌍의 코팅 필름에 대해 코팅할 PZT 소자의 전극에 해당하는 부분에 관통홀을 형성하는 단계와; 상기 관통홀이 형성된 코팅 필름의 상기 관통홀 부분에 PZT 소자를 배치한 후 상기 코팅 필름을 코팅하는 단계와; 상기 코팅된 필름 상하부 각각에 대해서 상기 관통홀이 형성된 영역을 포함하도록 전극을 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.Method of manufacturing a film-type piezo speaker according to another embodiment of the present invention comprises the steps of forming a through hole in a portion corresponding to the electrode of the PZT element to be coated for a pair of coating film; Coating the coating film after disposing a PZT element in the through hole portion of the coating film in which the through hole is formed; And forming an electrode to include a region in which the through hole is formed for each of the upper and lower portions of the coated film.
상기 전극을 형성하는 단계 이후에 상기 노출된 전극을 부도체로 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include coating the exposed electrode with an insulator after the forming of the electrode.
상기 전극을 형성하는 단계 이후에, 상기 코팅된 필름의 PZT 소자 부분에 상기 PZT 소자를 물리적으로 밀착 지지하는 지지구조물을 적용하는 단계를 더 포함할 수 있다.After forming the electrode, the method may further include applying a support structure to physically support the PZT device to the PZT device portion of the coated film.
본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법은 상하부 전극이 형성된 PZT로 이루어진 피에조 압전체를 전극이 형성된 필름 사이에 코팅하여 필름 형태의 박형 구조를 가지면서도 심미성이 뛰어나고 컴퓨터 USB 출력과 같은 작은 전원에서도 고출력이 가능하도록 한 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a film-type piezo speaker and a method of manufacturing the same are coated with a piezoelectric piezoelectric body made of PZT having upper and lower electrodes formed therebetween to form an electrode, which has a thin film-like structure and is excellent in aesthetics and small as a computer USB output. It is effective to enable high output power.
본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법은 피에조 압전체가 배치될 부분에 관통부가 형성된 한 쌍의 필름을 이용하여 피에조 압전체를 코팅한 후 상기 관통부를 포함하는 영역에 전극을 형성하도록 하여 피에조 압전체의 진동에 의한 전극 단락과 압전체 진동에 따른 접착부 박리를 근본적으로 차단함으로써, 박형 고출력 스피커를 낮은 비용과 간단한 공정으로 제공하면서도 신뢰성을 크게 높일 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a film type piezo speaker and a method of manufacturing the same may be formed by coating an piezoelectric piezoelectric body using a pair of films having a through portion formed at a portion where the piezoelectric piezoelectric body is to be disposed, and then forming an electrode in the region including the through portion. By fundamentally blocking the electrode short circuit due to the piezoelectric piezoelectric vibration and the peeling of the adhesive part due to the piezoelectric vibration, there is an effect that can greatly increase the reliability while providing a thin high-power speaker in a low cost and a simple process.
본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 및 그 제조 방법은 피에조 압전체가 코팅된 필름형 스피커의 압전체 영역을 물리적으로 지지하는 지지부를 필름의 일면에 형성하도록 하여 상기 피에조 압전체의 진동을 더욱 효과적으로 진동판에 해당하는 필름에 전달함으로써, 음량을 높이고 음향 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, a film-type piezo speaker and a method of manufacturing the same may be formed on one surface of a film to physically support a piezoelectric region of a film-type speaker coated with a piezoelectric piezoelectric material, thereby effectively vibrating the vibration of the piezoelectric piezoelectric body to a vibrating plate. By transmitting to the corresponding film, there is an effect that can increase the volume and improve the acoustic characteristics.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 PZT 소자(30)의 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 세라믹 PZT층(33) 상하부에 각각 상부 전극(32)과 하부 전극(31)이 형성된 것이다. 상기 PZT층(33)의 두께는 원하는 성능에 따라 결정될 수 있으나 본 발명의 실시예에서는 필름 코팅 장치를 이용할 것이기 때문에 수십~수백㎛ 정도 두께를 가지는 것이 적당하다.3 illustrates a configuration of the
도시된 PZT 소자(30)는 일반적으로 PZT층의 일측에만 상부 전극이 형성되고 하부 전극 대신 동판이 적용되는 일반적인 PZT 압전 소자와 달리 하부 전극 역시 PZT층의 하부에 상부 전극과 동일한 형태로 형성하여 준비한다.The illustrated
도 4는 도 3에 마련된 PZT 소자(30)를 이용한 필름형 스피커의 예를 보인 것으로, 전극 패턴(43, 44)이 형성된 필름(41) 상의 일측 전극 패턴(43) 종단에 상기 PZT 소자(30)를 밀착 배치한 후 인접한 전극 패턴(44)과 상기 PZT 소자(30)의 상부 전극을 서로 연결하는 연결부(45)를 더 적용하는 것으로 필름형 피에조 스피커(40)를 형성할 수 있다. FIG. 4 illustrates an example of a film type speaker using the
이러한 형태의 필름형 피에조 스피커(40)에서, 상기 필름(41)은 상기 PZT 소자(30)의 진동을 확산하는 진동판으로 동작하게 되어 상기 PZT 소자를 수십 V 이상의 전압으로 구동시킬 경우 진동판의 종방향 진동에 의해 충분한 음량을 제공하는 고출력 스피커를 구성할 수 있게 된다. In the film type
하지만, 이러한 구성의 경우, 도 5와 같이 PZT 소자(30)의 하부 전극(31)과 연결되는 전극(43)과의 접합부 및 상기 상부 전극(32)과 연결되는 전극(44)의 절곡부(A)가 PZT 소자(30)의 고출력 동작 시 발생되는 지속적인 전극에 의해 박리 또는 단선되는 상황이 빈번히 나타나게 된다.However, in this configuration, as shown in FIG. 5, the junction part of the
특히, 일반적으로 알려져 있는 도전성 접착제(실버 페이스트 등)를 적용할 경우 접착력이 좋지 않아 쉽게 박리되며, 특히 절곡부(A)의 경우 절곡되는 부분의 반복적인 스트레스에 의해 해당 부분의 전극이 물리적으로 손상되며 수십 V 이상의 고주파 가변 전압에 의해 물리적 손상에 의해 저항이 높아진 부분이 발열하면서 쉽게 단선 된다.In particular, in the case of applying a generally known conductive adhesive (silver paste, etc.), the adhesive force is poor, and thus peels easily. Especially, in the case of the bent portion A, the electrode of the portion is physically damaged by the repeated stress of the bent portion. In addition, the part whose resistance is increased by physical damage due to high frequency variable voltage of several tens of V or more is easily disconnected while generating heat.
따라서, 이러한 구성의 경우 낮은 전압을 이용하는 저출력(예를 들어, 30V 이하의 전압)에서는 사용이 가능하지만, 수십V 이상(경우에 따라서 100V 이상)의 전압으로 구동되는 고출력 스피커 구성으로 적용할 경우에는 신뢰성이 낮아질 수 있다.Therefore, such a configuration can be used at a low output (for example, a voltage of 30 V or less) that uses a low voltage, but when applied to a high output speaker configuration driven by a voltage of several tens of V or more (100 V or more in some cases). The reliability can be lowered.
도 6은 이러한 전극 연결의 신뢰성을 더욱 높이기 위한 방법으로, 동일한 전극 패턴(52, 55)이 형성된 코팅 필름(51, 54)를 준비한 후, 상기 코팅 필름(51, 53)의 전극 패턴(52, 55)에 맞추어 상기 PZT 소자(30)를 배치한 후 상기 코팅용 필름(51, 53)을 코팅하는 것으로 PZT 소자(30)가 적용된 필름형 피에조 스피커를 형성한 경우를 보인 것이다. FIG. 6 is a method for further improving the reliability of the electrode connection. After the
상기 PZT 소자(30)는 수십~수백 ㎛정도 두께를 가지도록 하여 비록 세라믹 소재로 이루어진 것이나 코팅 장치에 코팅 필름(51, 55)과 함께 투입하더라도 파손 없는 안전한 코팅이 가능하다.The
도 7은 상기 PZT 소자(30)가 코팅 필름(51, 54) 사이에 코팅된 부분을 확대한 단면도로서, 도시한 바와 같이 하부 코팅 필름(54)에 형성된 전극(55)의 위에 PZT층(33)에 형성된 하부 전극(31)이 밀착되고, 상기 PZT층(33)에 형성된 상부 전극(32)은 상부 코팅 필름(51)에 형성된 전극(52)에 밀착된다. 상기 PZT 소자(30)는 상기 코팅 필름(51, 55)의 코팅접착력에 의해서 지지되며, 별도의 접착성분은 음향품질을 저해하기 때문에 사용되지 않는다. 한편, 상기 코팅 필름 상의 전극(52, 55)에는 접착성분이 없기 때문에 상기 PZT 소자(30)는 상기 PZT 소자(30) 주변의 필름 코팅에 의해 고정되게 된다.FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a portion in which the
이와 같은 필름(51, 55)의 코팅에 의한 접착력은 상당히 뛰어나지만 그 사이 에 배치되는 PZT 소자(30)를 수십 V 이상의 전압으로 구동되는 고출력 스피커용 진동자로 이용할 경우 그 진동은 빠르고 크며, 이러한 진동이 지속적으로 상기 코팅에 의한 접착 방향(화살표)으로 힘을 가하기 때문에 상기 PZT 소자(30)가 고정된 필름의 코팅 부분은 점차 벌어지게 되어 전기적 접속 품질이 나빠지고, 진동이 필름으로 잘 전달되지 않으며 소음이 발생하게 된다. Although the adhesive force by the coating of the
즉, 이러한 구성을 이용할 경우 비교적 낮은 전압으로 구동할 경우 실용성이 있으나, 아주 고출력의 스피커로 이용할 경우에는 다소 신뢰성이 낮아지는 문제점이 있다.In other words, when using such a configuration, there is a practical use when driving at a relatively low voltage, but when used as a speaker of a very high output, there is a problem that the reliability is somewhat lower.
그에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 필름을 진동판으로 사용하고, 별도의 전극을 사용하지 않으면서도 신뢰성 있는 PZT 접착이 가능한 구성을 이용한다. Accordingly, another embodiment of the present invention uses a film as a diaphragm, and uses a configuration that enables reliable PZT adhesion without using a separate electrode.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 기초 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 상하부 전극이 PZT 층에 형성된 PZT 소자(30)의 상하부에 상기 PZT 소자(30)의 전극 영역에 해당하는 부분에 관통부(110, 111)가 형성된 코팅 필름(100, 101)을 부착 및 코팅하여 기본적인 필름 진동판과 PZT 진동부가 구성된 스피커의 기초 구성을 만든다.8 shows a basic configuration of a film type piezo speaker according to another embodiment of the present invention. As shown in the drawing, an electrode region of the
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 구성을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 앞서 도 8의 과정을 통해서 제조한 스피커 기초 구성에마련된 상기 각 관통부(110, 111)가 포함되도록 상기 코팅 필름(100, 101) 상에 전극(120, 121)을 각각 형성한다. 이를 통해서 상기 관통부(110, 111)를 통해서 상기 PZT 소자(30)의 상하부 전극과 연결되면서 완만하게 형성되는 상기 전극(120, 121) 으로 전원을 안정적으로 공급할 수 있게 된다. 여기서, 상기 관통부(110, 111)는 단일 관통 패턴으로 구성될 수도 있으나, 상기 코팅 필름(100, 101)이 PZT 소자(30)를 신뢰성 있게 고정시키기 위해서는 상기 관통부(110, 111)는 복수의 관통 패턴들이 도시된 바와 같이 분산 구성되어 형성되는 것이 바람직하다.9 is a view illustrating a configuration of a film type piezo speaker according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the through
상기 전극(120, 121)은 은과 같은 도전체가 포함된 다양한 인쇄용 전극으로 구성될 수 있으며, 그 외의 투명 전극 등과 같은 다른 소재로도 구현이 가능하다. The
상기 전극(120, 121)은 도전 성분으로 구성되며 외부에 노출되기 때문에 수십 V의 구동 전압에 의해 감전 위험이 존재하게 된다. 따라서, 상기 전극(120, 121) 부분의 상부를 전기적으로 차폐하기 위한 비도전 코팅층을 더 형성할 수 있다. 이는 비도전 물질을 인쇄하거나, 별도의 추가 필름으로 다시 한번 코팅하는 방식을 이용할 수도 있다.Since the
여기서, 상기 PZT 소자(30)는 도시된 바와 같이 하나만 구성될 수도 있으나, 복수로 배치되어 직병렬 연결되는 구성을 가질 수 있으며, 이렇게 복수의 PZT 소자(30)를 배치할 경우 디자인 측면에서 다양하게 활용할 수 있고, 커패시턴스 성분을 가지는 PZT 소자(30)를 구동하기 위한 구동부의 출력에 맞추어 커패시턴스 성분을 조절할 수 있다.In this case, only one
도 10은 상기 도 9에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 단면을 보인 것으로, 도시한 바와 같이 PZT 소자(30)는 직접 제 1코팅 필름들(100, 101) 사이에 완전히 밀착되어 코팅됨으로써 코팅에 따른 접착력이 충분히 제공되며, 상기 제 1코팅 필름들(100, 101)에 형성된 관통부(110, 111)를 통해 연결된 전극(120, 121)에 의해 안정적으로 전원을 공급받을 수 있다. 한편, 필요에 따라서, 제 2코팅 필름(200, 201)을 상기 구조물 상하면에 추가로 적용하여 코팅함으로써 다시 한번 상기 PZT 소자(30)를 고정시키면서 전극(120, 121)의 노출을 차단할 수 있으며, 필요한 진동판의 두께를 맞출 수 있게 된다.10 is a cross-sectional view of a film type piezo speaker according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 9, as shown in the
도 11은 앞서 구성한 도 4 혹은 도 9와 같은 필름형 피에조 스피커의 음향 출력을 높이기 위한 지지구조물 적용 예로서 도시된 것은 도 9의 구성에 제 2 코팅 필름이 적용된 경우를 나타낸 것이다. PZT 소자(30)는 음파가 발산되는 방향으로 진동하는 종방향 진동체이기 때문에 그 진동이 진동판 역할을 하는 필름(210)에 충실하게 전달되어야 풍부한 음향을 제공할 수 있게 된다. FIG. 11 is a view showing an example of applying a support structure for increasing the sound output of the film type piezo speaker as illustrated in FIG. 4 or FIG. 9, in which the second coating film is applied to the configuration of FIG. 9. Since the
하지만, 상기 PZT 소자(30)는 실질적으로 상기 필름(210)에 지지 되면서 허공에 부유하고 있는 상태가 되기 때문에 그 부유 상태에 의해서 진동이 상기 필름(210)으로 완전히 전달되지 못한다. However, since the
따라서, 기본적으로 상기 필름(210)의 테두리 부분에 프레임을 구성하여 상기 필름을 전체적으로 안정감 있게 인장 고정하게 되는데, 이러한 프레임 재질이나 탄성 및 상기 필름(210)의 크기에 따라서 이러한 음향 증가는 한계가 있게 된다.Therefore, the frame is basically formed on the edge portion of the
그에 따라, 상기 필름(210)을 상기 PZT 소자를 기준으로 휘어서 상기 필름(210)에 대한 진동 전달이 잘 되도록 하면서 발생되는 음향이 휘어진 필름(210)의 안쪽으로 모이도록 함으로써 추가적인 음향 품질 개선이 가능하다.Accordingly, the
더불어, 본 실시예에서는 상기 PZT 소자(30)의 진동이 충분히 필름(210)으로 전달될 수 있도록, 상기 PZT 소자(30)의 진동에 대한 물리적 기준점을 제공하기 위 해 도시한 바와 같은 지지구조물(300)을 상기 필름형 피에조 스피커의 후면에 구성한다. 즉, PZT 소자(30)가 허공 중에 부유하면서 필름(210)에 진동을 제공하는 경우에 비해 고정된 지지대를 기준으로 필름(210)에 진동을 제공하므로 실질적으로 훨씬 고품질의 음향을 제공할 수 있게 된다. 한편, 이러한 지지구조물(300)과 상기 PZT 소자(30) 사이의 밀착을 담보하고 이격이 발생할 경우의 소음을 차단하기 위해서 상기 지지구조물(300)과 상기 PZT 소자(30)사이에 충격을 일부 흡수하는 소재로 완충부(310)가 구성될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the support structure as shown in order to provide a physical reference point for the vibration of the
더불어, 앞서 예로 든 바와 같이 상기 필름(210)을 스피커의 후면 방향으로 휘어지도록 구성하면서 상기 휘어진 곡면의 중간 부분에 상기 지지구조물(300)을 밀착시켜 고정하게 되면 사용에 따라 필름(210)과 지지구조물(300) 사이의 이격이 발생할 가능성을 현저히 줄일 수 있게 된다.In addition, as described above, the
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다. In the above, certain preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. .
도 1은 피에조 압전 소자의 구성을 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a piezoelectric piezoelectric element.
도 2는 피에조 압전 소자를 적용한 스피커 구조의 예.2 is an example of a speaker structure to which a piezoelectric piezoelectric element is applied.
도 3은 본 발명 실시예에 따른 PZT 소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of a PZT device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 PZT 소자를 접착한 필름형 압전 스피커의 예.4 is an example of a film type piezoelectric speaker to which a PZT element is bonded.
도 5는 도 4의 압전부 전극 구조.5 is a piezoelectric electrode structure of FIG.
도 6은 본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 구성예.6 is a configuration example of a film-type piezo speaker according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 단면도.7 is a cross-sectional view of a film type piezo speaker according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커의 기초 구조 구성예.8 is a structural example of the basic structure of a film-type piezo speaker according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 구조의 예.9 is an example of a film type piezo speaker structure according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명 실시예에 따른 필름형 피에조 스피커 구조의 단면도.10 is a cross-sectional view of a film type piezo speaker structure according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명 실시예에 따른 지지구조물이 부가된 필름형 피에조 스피커 구조의 단면도.11 is a cross-sectional view of a film type piezo speaker structure to which a support structure is added according to an embodiment of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
30: PZT 소자 100, 101: 코팅 필름30:
110, 120: 관통부 120, 121: 전극110, 120: penetrating
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KR1020090062706A KR20110005148A (en) | 2009-07-09 | 2009-07-09 | Film type piezo speaker and manufacturing method thereof |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140142017A (en) | 2013-06-03 | 2014-12-11 | 삼성전기주식회사 | vibrator |
KR101495089B1 (en) * | 2013-12-09 | 2015-02-25 | 범진시엔엘 주식회사 | Piezoelectric Speaker |
KR102076362B1 (en) | 2018-12-12 | 2020-02-11 | 박소희 | Piezo speaker block assembly with woofer and sound control system thereof |
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- 2009-07-09 KR KR1020090062706A patent/KR20110005148A/en active IP Right Grant
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