KR20140052929A - 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기 - Google Patents

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기 Download PDF

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Abstract

주파수 특성을 평탄하게 하는 것을 과제로 한다. 이러한 과제를 해결하기 위해서 실시형태에 의한 음향 발생기는 압전 소자(여진기)(1)와, 필름(막형상의 진동체)(3)를 구비한다. 상기 압전 소자(1)는 전기 신호가 입력되어서 진동한다. 상기 필름(3)은 상기 압전 소자(1)가 접합재(21)를 통해 접합되고, 이러한 압전 소자(1)의 진동에 의해 이 압전 소자(1)와 함께 진동한다. 또한, 실시형태에 의한 음향 발생기는 상기 접합재(21) 내에 공극(21a)을 갖고 있다.

Description

음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기{ACOUSTIC GENERATOR, ACOUSTIC GENERATION DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 압전 스피커로 대표되는 음향 발생기는 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 소형, 저전류 구동의 음향 기기로서 알려져 있고, 예를 들면 모바일 컴퓨팅 기기 등 소형의 전자 기기에 장착되는 음향 발생 장치로서 사용되어 있다.
일반적으로 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 음향 발생기는 금속제의 진동판에 은박막 등에 의한 전극이 형성된 압전 소자를 접착제로 접착한 구조로 되어 있다. 압전체를 전기 음향 변환 소자에 사용한 음향 발생기의 발음 기구는 압전 소자의 양면에 교류 전압을 인가함으로써 압전 소자에 형상 변형을 발생시키고, 압전 소자의 형상 변형을 금속제의 진동판으로 전달해서 진동시킨다.
일본 특허 공개 2001-285994호 공보 일본 특허 공개 2004-023436호 공보
그러나, 상기 음향 발생기는 압전 소자의 진동에 유도된 공진에 기인한 변형에 의해 피크 딥(peak dip)이 발생하기 쉽고, 특정 주파수에 있어서 음압이 급격하게 변화되어버린다는 문제가 있다. 이 때문에 음압의 주파수 특성을 평탄화하는 것이 요구되고 있다.
개시의 기술은 상기를 감안하여 이루어진 것이며, 음압의 주파수 특성이 평탄해지는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원의 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기는 하나의 실시형태에 있어서 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와, 상기 여진기가 접합재를 통해 접합되고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 막형상의 진동체를 구비하고, 상기 접합재 내에 공극을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
(발명의 효과)
본원의 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기의 하나의 실시형태에 의하면 주파수 특성을 평탄하게 할 수 있다는 효과를 나타낸다.
도 1a는 제 1 형태에 의한 음향 발생기를 나타내는 평면도이다.
도 1b는 제 1 형태에 의한 음향 발생기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 3a는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이며, 공극이 접합재 내의 진동체측에 존재하는 실시형태를 나타내는 것이다.
도 3b는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이며, 공극이 접합재 내의 여진기측에 존재하는 실시형태를 나타내는 것이다.
도 4는 제 3 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다.
도 5a는 제 4 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이며, 공극이 진동체와 접합재의 계면에 존재하는 실시형태를 나타내는 것이다.
도 5b는 제 4 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이며, 공극이 여진기와 접합재의 계면에 존재하는 실시형태를 나타내는 것이다.
도 6은 제 5 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이며, 공극이 여진기측으로부터 진동체측까지 접합재의 내부를 관통하는 실시형태를 나타내는 것이다.
이하에 본원의 개시하는 음향 발생기, 음향 발생 장치 및 전자 기기의 실시형태를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 그리고, 실시형태로서 하기에 예시하는 각 형태는 음향 발생기를 구성하는 각 부재의 형상이나 치수를 모순시키지 않는 범위에서 적당히 조합시키는 것이 가능하다.
[제 1 형태]
(음향 발생기의 구조)
우선, 음향 발생기의 일례를 도 1a 및 도 1b에 의거해서 설명한다. 도 1a는 음향 발생기를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 1b에는 도 1a에 나타내는 A-A선을 따른 단면도가 나타내어져 있다. 또한, 도 1b에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 여진기로서 나타낸 적층형의 압전 소자(1)의 두께 방향(y 방향)을 확대해서 나타내고 있다.
또한, 본 실시형태의 음향 발생기에 적용할 수 있는 여진기로서는 하기에 나타내는 압전 소자(1) 이외에 전기 신호가 입력되어서 여진하는 기능을 갖고 있는 것이면 좋고, 예를 들면 스피커를 진동시키는 여진기로서 알려진 동전형의 여진기, 정전형의 여진기 또는 전자형의 여진기이어도 상관없다. 여기에서, 동전형의 여진기는 영구 자석의 자극의 사이에 배치된 코일에 전류를 흘려서 코일을 진동시키는 것이다. 또한, 정전형의 여진기는 마주보는 2개의 금속판에 바이어스와 전기 신호를 흘려서 금속판을 진동시키는 것이다. 또한, 전자형의 여진기는 전기 신호를 코일에 흘려서 얇은 철판을 진동시키는 것이다. 또한, 본 실시형태에서는 진동체로서 필름(3)을 예시하고 있다.
도 1a 및 도 1b에 나타내는 음향 발생기는 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기인 압전 소자(1)가 막형상의 진동체로서의 필름(3) 상에 접합재(21)에 의해 접합된 구성으로 되어 있고, 이 경우 이 필름(3)은 여진기인 압전 소자(1)의 진동에 의해 압전 소자(1)와 함께 진동하도록 되어 있다. 필름(3)은, 예를 들면 사각형의 형상으로 중앙 영역을 개구시킨 프레임 부재(5)에 부착되어 있어도 좋다. 이 음향 발생기는 도 1b에 나타내는 바와 같이 장력이 가해진 상태에서 필름(3)을 제 1 및 제 2 프레임 부재(5a, 5b)로 협지함으로써 필름(3)이 제 1 및 제 2 프레임 부재(5a, 5b)에 고정되어 있고, 이 필름(3)의 상면에 적층형의 압전 소자(1)가 배치되어 있다. 또한, 프레임 부재(5)는 도 1b에 나타내는 바와 같이 필름(3)을 한쌍의 프레임 부재(5)가 협지하는 구성이어도 좋지만 필름(3)은 반드시 프레임 부재(5)에 끼워 넣을 필요는 없고, 음향 발생기의 저배화 및 저비용화가 도모된다는 점에서 프레임 부재(5)는 필름(3)의 한쪽 주면측에만 부착된 구성이어도 좋다.
이 중 압전 소자(1)는, 예를 들면 판상으로 형성되어 있고, 상하의 주면은 정방형상, 장방형상 등 직사각형상 이외에 다각형상이나 외주에 곡선부를 갖는 형상 중 어느 하나로 되어 있다. 이러한 여진기인 압전 소자(1)는, 예를 들면 4층의 세락믹스로 이루어지는 압전체층(7)과 3층의 내부 전극층(9)을 교대로 적층해서 이루어지는 적층체(13)와, 이 적층체(13)의 상하 양면에 형성된 표면 전극층(15a, 15b)과, 적층체(13)의 길이 방향(x)의 양단부에 각각 설치된 한쌍의 외부 전극(17, 19)을 갖고 있다.
외부 전극(17)은 표면 전극층(15a, 15b)과 1층의 내부 전극층(9b)에 접속되어 있다. 또한, 외부 전극(19)은 2층의 내부 전극층(9a, 9c)에 접속되어 있다. 압전체층(7)은 도 1b에 화살표로 나타내는 바와 같이 분극되어 있고, 압전체층(7a, 7b)이 줄어들 경우에는 압전체층(7c, 7d)이 길어지도록, 또는 압전체층(7a, 7b)이 길어질 경우에는 압전체층(7c, 7d)이 줄어들도록 외부 전극(17, 19)에 전압이 인가되도록 구성되어 있다.
외부 전극(19)의 상하단부는 적층체(13)의 상하면까지 전부 연장되어서 각각 반환 외부 전극(19a)이 형성되어 있고, 이들의 반환 외부 전극(19a)은 적층체(13)의 표면에 형성된 표면 전극층(15a, 15b)에 접촉하지 않도록 표면 전극층(15a, 15b)과의 사이에서 소정의 거리를 두고 연장되어 있다.
상기 4층의 압전체층(7) 및 상기 3층의 내부 전극층(9)은 적층된 상태로 동시에 소성되어서 형성된 것이며, 표면 전극층(15a, 15b)은 적층체(13)를 제작한 후 페이스트를 도포하여 베이킹해서 형성되어 있다.
또한, 여진기인 압전 소자(1)는 필름(3)측의 주면과 필름(3)이 접합재(21)에 의해 접합되어 있다. 이들 여진기인 압전 소자(1)와 필름(3) 사이의 접합재(21)의 두께는, 예를 들면 0.02㎛ 이상 20㎛ 이하로 되어 있고, 특히 그 접합재(21)의 두께는 10㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 접합재(21)의 두께가 20㎛ 이하일 경우에는 적층체(13)의 진동을 필름(3)에 전달하기 쉬워진다.
접합재(21)를 형성하기 위한 접착제로서는 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지 등의 공지의 것을 사용할 수 있다. 접착제에 사용하는 수지의 경화 방법으로서는 열경화, 광경화나 혐기성 경화 등 중 어느 방법을 사용해도 진동체를 제작할 수 있다.
또한, 이 제 1 형태의 음향 발생기에서는 압전 소자(1)를 매설하도록 프레임 부재(5a)의 내측에 수지가 충전되어서 필름(3) 상에 수지층(20)이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 도 1a에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 수지층(20)의 도시를 생략했다.
수지층(20)에는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지나 고무 등을 채용할 수 있다. 또한, 수지층(20)은 스퓨리어스를 억제하는 관점으로부터 압전 소자(1)를 완전히 덮는 상태로 도포되는 것이 바람직하다. 또한, 지지판이 되는 필름(3)도 압전 소자(1)와 일체가 되어서 진동하는 점에서 압전 소자(1)로 덮이지 않는 필름(3)의 영역도 마찬가지로 수지층(20)에 의해 피복되어 있는 것이 좋다.
이와 같이 제 1 형태의 음향 발생기에서는 압전 소자(1)를 수지층(20)으로 매설함으로써 압전 소자(1)의 공진 현상에 수반되는 피크 딥에 대하여 적당한 덤핑 효과를 발휘시킬 수 있다. 이러한 덤핑 효과에 의해 공진 현상을 억제함과 아울러 피크 딥을 작게 억제할 수 있다. 이 결과 음압의 주파수 의존성을 작게 하는 것이 가능해진다.
압전체층(7)으로서는 지르콘산 납(PZ), 티탄산 지르콘산 납(PZT), Bi층상 화합물, 텅스텐 브론즈 구조 화합물 등의 비납계 압전체 재료 등 기존의 압전 세라믹스를 사용할 수 있다. 압전체층(7)의 두께는 저전압 구동이라는 관점으로부터 10~100㎛인 것이 바람직하다.
내부 전극층(9)의 재료로서는 은 및 팔라듐을 주로 하는 금속 성분과 압전체층(7)을 구성하는 재료 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 내부 전극층(9)에 압전체층(7)을 구성하는 세라믹 성분을 함유시킴으로써 압전체층(7)과 내부 전극층(9)의 열팽창차에 의한 응력을 저감할 수 있고, 적층 불량이 없는 압전 소자(1)를 얻을 수 있다. 내부 전극층(9)의 재료로서는 특히 은과 팔라듐으로 이루어지는 금속 성분에 한정되는 것은 아니고, 다른 금속 성분이어도 좋다. 또한, 세라믹 성분으로서도 압전체층(7)을 구성하는 재료 성분에 한정되는 것은 아니고, 다른 세라믹 성분이어도 좋다.
표면 전극층(15a, 15b)과 외부 전극(17, 19)의 재료는 은을 주로 하는 금속 성분에 유리 성분을 함유하는 것이 바람직하다. 이와 같이 유리 성분을 함유시킴으로써 압전체층(7)이나 내부 전극층(9)과, 표면 전극층(15a, 15b) 또는 외부 전극(17, 19) 사이에 강고한 밀착력을 얻을 수 있다.
프레임 부재(5a, 5b)는, 예를 들면 두께 100~5000㎛의 스테인리스제로 되어 있다. 또한, 프레임 부재(5a, 5b)의 재질은 스테인리스제에 한정되지 않고 수지층(20)보다 변형되기 어려운 것이면 좋고, 예를 들면 경질 수지, 플라스틱, 엔지니어링 플라스틱, 세라믹스, 유리 등을 사용할 수 있고, 본 형태에서는 프레임 부재(5a, 5b)의 재질, 두께 등은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한 프레임 형상도 직사각형상에 한정되는 것은 아니고, 내주부 또는 외주부의 일부 또는 전부를 원형, 타원형으로 해도 좋고, 내주부 또는 외주부를 능형으로 해도 좋다.
필름(3)은 상술한 바와 같이 프레임 부재(5a, 5b) 사이에 필름(3)의 외주부를 끼워 넣음으로써 필름(3)이 면방향으로 장력이 가해진 상태로 프레임 부재(5a, 5b)에 고정되어 필름(3)이 진동판의 역할을 하고 있다. 필름(3)의 두께는, 예를 들면 10~200㎛로 하고, 필름(3)의 재료로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 수지 또는 펄프나 섬유 등으로 이루어지는 종이 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 소망의 음압 특성을 얻을 수 있는 진동판이 될 수 있는 필름이면 상술한 유기계 재료에 한정되지 않고 금속계 재료도 적용하는 것이 가능하다. 이들의 재료를 사용함으로써 피크 딥을 억제할 수 있다.
(접합재)
이어서, 접합재(21)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 제 1 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 2는 접합재(21)의 상태를 알기 쉽도록 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 골라내서 기재한 단면도로 되어 있다.
본 실시형태에 의한 음향 발생기에서는 압전 소자(1)는 접합재(21)를 개재해서 필름(3) 상에 접합되어 있고, 이 접합재(21)는 도 2에 나타내는 바와 같이 접합재(21) 내에 다수의 공극(21a), 소위 「보이드」를 갖고 있다. 또한, 공극(21a)은 접합재(21) 내의 모든 방향으로부터의 응력이나 공진의 에너지를 흡수하기 쉽게 하기 위해서 구형상인 것이 바람직하다. 또한, 구형상으로 함으로써 압전 소자(1)나 음향 발생기의 내구성이 향상된다.
또한, 공극(21a)의 직경으로서는 0.01~100㎛인 것이 좋다. 이 공극(21a)의 직경은 임의의 단면에서 같은 길이의 선분을 임의로 5개 뽑아 각각의 선분이 횡단하는 공극(21a)의 길이를 개수로 나눈 값을 평균값으로 해서 구할 수 있다.
또한, 공극(21a)은 0.1~100㎛의 간격으로 형성되는 것이 좋다. 공극(21a)의 간격이 좁을 때는 고음 영역의 피크 딥을 억제하고, 또한 공극(21a)의 간격이 넓을 때는 저음 영역의 피크 딥을 억제할 수 있다. 따라서, 편평한 주파수 특성으로 하기 위해서는 직경이 다른 공극을 다양한 간격으로 배치시키는 것이 바람직하다.
또한, 접합재(21)를 평면으로 보았을 경우, 공극(21a)은 압전 소자(1)의 둘레 가장자리를 따라 분포되어 있는 것이 바람직하고, 이렇게 분포되어 있음으로써 압전 소자(1)의 가장 변위가 큰 위치에서 접합재(21) 내에 영률이 다른 영역을 점재시킬 수 있으므로 가장 공진 주파수를 일치시키기 어렵게 할 수 있다.
이와 같이 압전 소자(1)와 필름(3)을 접합하는 접합재(21)에 공극(21a)을 형성함으로써 접합재(21) 내에 영률이 다른 영역이 점재하게 되는 점에서 공진 주파수가 부분적으로 일치하지 않게 되고, 공진점에서의 음압 피크가 완만해진다. 이 결과 피크 딥이 억제되어 주파수 특성을 평탄화할 수 있다.
이때 압전 소자(1)를 수지층(20)에 매설함으로써 압전 소자(1)의 공진 현상에 수반하는 피크 딥에 대하여 적당한 덤핑 효과를 발휘시킬 뿐만 아니라 수지층(20) 내부에서의 공진 주파수가 일치되어 있지 않은 신호파끼리가 반사해서 맞부딪침으로써 공진 주파수에서의 피크 강도가 더 억제되기 때문에 주파수 특성을 보다 평탄화할 수 있다.
또한, 접합재(21)는 압전 소자(1)와 필름(3) 사이의 접합성을 향상시킬 수 있다는 이유로부터 압전 소자(1)의 주면의 전체면에 부착되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 2에서 나타낸 공극(21a)의 수는 어디까지나 일례이며, 실시형태를 한정하는 것은 아니다.
또한, 접합재(21)를 형성하기 위한 접착제로서는 에폭시계 수지, 실리콘계 수지 또는 아크릴계 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이들의 재질의 접착제를 접합재(21)에 사용했을 경우에는 필름(3)의 접착 강도가 높아지고, 이것에 의해 접합재(21)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 음향 발생기로서의 내구성도 향상시킬 수 있다.
(제법)
본 발명의 음향 발생기의 제법에 대해서 설명한다.
최초에 바이모르프형의 압전 소자(1)를 준비한다. 이러한 압전 소자(1)는 압전 재료의 분말에 바인더, 분산제, 가소재, 용제를 혼련하여 슬러리를 제작한다. 압전 재료로서는 납계, 비납계 중 어느 것이어도 사용할 수 있다.
이어서, 상기 슬러리를 시트상으로 성형하여 그린시트를 얻을 수 있고, 이 그린시트에 내부 전극 페이스트를 인쇄해서 내부 전극 패턴을 형성하고, 이 전극 패턴이 형성된 그린시트를 3매 적층하고, 최상층에는 그린시트만 적층해서 적층 성형체를 제작한다.
이어서, 상기 적층 성형체를 탈지, 소성하고, 소정 치수로 커팅함으로써 적층체(13)를 얻을 수 있다. 적층체(13)는 필요에 따라 외주부를 가공하고, 적층체(13)의 압전체층(7)의 적층 방향의 주면에 표면 전극층(15a, 15b)의 페이스트를 인쇄하고, 이어서 적층체(13)의 길이 방향(x)의 양단면에 외부 전극(17, 19)을 인쇄하고, 소정의 온도에서 전극의 베이킹을 행함으로써 도 1a 및 도 1b에 나타내는 바이모르프형의 압전 소자(1)를 얻을 수 있다.
이어서, 바이모르프형의 압전 소자(1)에 압전성을 부여하기 위해서 표면 전극층(15a, 15b) 또는 외부 전극(17, 19)을 통해 직류 전압을 인가해서 바이모르프형의 압전 소자(1)의 압전체층(7)의 분극을 행한다. 이러한 분극은 도 1b에 화살표로 나타내는 방향이 되도록 DC 전압을 인가해서 행한다.
이어서, 지지체가 되는 필름(3)을 준비하고, 이 필름(3)의 외주부를 프레임 부재(5a, 5b) 사이에 끼워 필름(3)에 장력을 가한 상태로 고정한다. 이 후 압전 소자(1) 또는 필름(3) 또는 양자에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포해서 그 필름(3) 상에 바이모르프형의 압전 소자(1)의 표면 전극층(15a)측을 압박하고, 이 후 접합재(21)에 열이나 자외선을 조사함으로써 경화시킨다. 그리고, 수지를 프레임 부재(5a)의 내측에 흘러 넣는다. 또한, 바이모르프형의 압전 소자(1)를 완전히 매설시켜 수지층(20)을 경화시킴으로써 제 1 형태의 음향 발생기를 얻을 수 있다.
이때 접합재(21) 중에 공극(21a)을 형성시키기 위해서 필름(3)에 접합재(21)를 도포할 때 또는 접합재(21)에 열이나 자외선을 조사할 때에 접합재(21)가 되는 접착제 중에 공기를 불어넣거나 껍데기상의 입자를 혼입함으로써 접합재(21)에 공극(21a)을 형성할 수 있다.
[제 2 형태]
이어서, 공극(21a)이 존재하는 영역이 제 1 형태와 다른 예를 설명한다. 도 3a와 도 3b는 제 2 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 도 3의 각 도면은 도 2와 마찬가지로 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 골라내어 기재한 단면도로 되어 있다.
도 3a에 나타내는 바와 같이 접합재(21)는 압전 소자(1)와 필름(3)의 거리의 중심을 나타내는 점선(c)으로부터 필름(3)측에 공극(21a)을 갖는다. 이와 같이 공극(21a)이 필름(3)측에 존재함으로써 공극(21a)에 의해 진동의 노이즈가 저감되고, 또한 필름(3)측으로의 응력이 약해지는 점에서 필름(3)과 접합재(21)의 계면에 크랙이 생기기 어려워진다. 이 결과 소리의 안정화와 내구성의 향상이 도모된다.
또한, 필름(3)측에 공극(21a)을 갖는 구성으로 하기 위해서는, 예를 들면 압전 소자(1)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포한 후 공극(21a)이 접합재(21)의 상면에 떠오르는 것을 이용해서 접합재(21)를 상방을 향해서 압전 소자(1)를 가만히 방치하고, 그 상면으로부터 필름(3)을 부착하면 좋다.
한편, 도 3b에 나타낸 접합재(21)는 압전 소자(1)와 필름(3)의 거리의 중심을 나타내는 점선(c)으로부터 압전 소자(1)측에 공극(21a)을 갖는다. 이와 같이 공극(21a)이 압전 소자(1)측에 존재함으로써 진동원인 압전 소자(1)의 진동을 공극(21a)이 억제하기 때문에 압전 소자(1)와 접합재(21)의 계면의 응력을 억제할 수 있어 내구성이 향상된다. 또한, 압전 소자(1)에서 발생하는 열이 전달되기 어려워지고 필름(3)의 긴장이 안정되어 소리의 변형이 발생하기 어려워진다. 또한, 압전 소자(1)로부터의 진동의 전파를 공극(21a)이 억제하기 때문에 필름(3) 내의 공진 피크는 압전 소자(1)에 근접할수록 완만해져 필름(3)면 내에서의 공진점의 음압 피크가 흩어지기 때문에 주파수 특성을 평탄화할 수 있다.
또한, 압전 소자(1)측에 공극(21a)을 갖는 구성으로 하기 위해서는, 예를 들면 필름(3)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포한 후 공극(21a)이 접합재(21)의 상면에 떠오르는 것을 이용해서 접합재(21)를 상방을 향해서 필름(3)을 가만히 방치하고, 그 후 상면으로부터 압전 소자(1)를 부착하면 좋다.
[제 3 형태]
제 2 형태에서는 접합재(21) 중의 공극(21a)이 압전 소자(1) 또는 필름(3)의 일방측에 존재하는 예를 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 그래서, 본 형태에서는 공극(21a)이 필름(3)측보다 압전 소자(1)측에 많이 존재하는 예를 설명한다. 도 4는 제 3 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 또한, 도 4에 대해서도 도 3의 각 도면 등과 마찬가지로 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 골라내어 기재한 단면도로 되어 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이 접합재(21)는 압전 소자(1)와 필름(3)의 거리의 중심을 나타내는 점선(c)을 경계로 해서 필름(3)측보다 압전 소자(1)측에 공극(21a)을 많이 갖는다. 이와 같이 공극(21a)이 필름(3)측보다 압전 소자(1)측에 많이 존재함으로써 진동원인 압전 소자(1)의 진동을 공극(21a)이 억제할 수 있음과 아울러 공극(21a)에 의해 진동의 노이즈가 감소된다. 이 결과 내구성을 유지하면서 소리의 안정화를 도모할 수 있다.
또한, 필름(3)측보다 압전 소자(1)측에 공극(21a)을 많이 갖는 구성으로 하기 위해서는, 예를 들면 필름(3)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포한 후, 공극(21a)이 접합재(21)의 상면에 떠오르는 것을 이용해서 접합재(21)를 상방을 향해서 필름(3)을 가만히 방치하고, 모든 공극(21a)이 떠오르기 전에 상면으로부터 압전 소자(1)를 부착하면 좋다.
[제 4 형태]
이어서, 접합재(21) 내의 공극(21a)이 존재하는 영역에 대해서 다른 형태를 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 제 4 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 또한, 도 5의 각 도면에 대해서도 도 3의 각 도면 등과 마찬가지로 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 골라내어 기재한 단면도로 되어 있다.
도 5a에 나타내는 바와 같이 접합재(21)는 접합재(21)와 필름(3)의 계면에 공극(21a)을 갖는다. 바꿔 말하면, 공극(21a)이 필름(3)의 계면에 면하고 있다. 이와 같이 공극(21a)을 접합재(21)와 필름(3)의 계면에 존재시켜도 필름(3)측으로의 응력이 약해지므로 필름(3)과 접합재(21)의 계면에 크랙이 생기기 어려워진다. 이 결과 내구성이 향상된다. 여기에서, 계면이란 접합재(21)와 필름(3)이 접하고 있는 면을 말하지만, 단면으로 보았을 때에 공극(21a)과 필름(3) 사이에 접합재(21)의 얇은(예를 들면, 0.05㎛ 이하)층이 존재하고 있는 경우도 포함된다.
또한, 공극(21a)이 필름(3)의 계면에 면하고 있는 구성으로 하기 위해서는 압전 소자(1)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포할 때 표면이 요철이 되도록 스크린 인쇄이면 메쉬를 크게 하고, 디스펜서에 의한 도포이면 맥동시키거나 니들을 상하시키거나 하면서 주사시킨다. 그 후 공극(21a)이 접합재(21)의 상면에 떠오르는 것을 이용해서 접합재(21)를 상방을 향해서 압전 소자(1)를 가만히 방치하고, 그 후 상면으로부터 필름(3)을 부착한다. 또한, 압전 소자(1)를 가압하면서 필름(3)의 면을 따라 왕복 운동시켜서 부착한다.
한편, 도 5b에 나타낸 접합재(21)는 접합재(21)와 압전 소자(1)의 계면에 공극(21a)을 갖는다. 바꿔 말하면, 공극(21a)이 압전 소자(1)의 계면에 면하고 있다. 즉, 공극(21a)이 접합재(21)와 압전 소자(1)의 계면에 존재하는, 즉 압전 소자(1)로부터 필름(3)으로의 직하 방향에 공극(21a)이 존재한다. 이렇게 함으로써 이상 신호에 의해 압전 소자(1)가 이상 진동했을 경우에 공극(21a)이 진동을 흡수할 수 있어 압전 소자(1) 또는 음향 발생기의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 공극(21a)이 압전 소자(1)와의 계면에 면하고 있는 구성으로 하기 위해서는 필름(3)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포할 때 표면이 요철이 되도록 스크린 인쇄이면 메쉬를 크게 하고, 디스펜서에 의한 도포이면 맥동시키거나 니들을 상하시키거나 하면서 주사시킨다. 그 후 공극(21a)이 접합재(21) 상면에 떠오르는 것을 이용해서 접합재(21)를 상방을 향해서 필름(3)을 가만히 방치하고, 그 후 상면으로부터 압전 소자(1)를 부착한다. 또한, 압전 소자(1)를 가압하면서 필름(3)의 면을 따라 왕복 운동시켜서 부착한다.
[제 5 형태]
이어서, 접합재(21) 내의 공극(21a)이 존재하는 영역에 대해서 다른 형태를 설명한다. 도 6은 제 5 형태에 의한 음향 발생기의 개략 단면도이다. 또한, 도 6에 대해서도 도 3의 각 도면 등과 마찬가지로 도 1b의 단면도로부터 설명에 필요한 부분을 골라내어 기재한 단면도로 되어 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이 접합재(21)는 접합재(21)와 압전 소자(1)의 계면 및 접합재(21)와 필름(3)의 계면에 면한 공극(21a)을 갖고 있다. 바꿔 말하면, 공극(21a)이 여진기[압전 소자(1)]측으로부터 진동체[필름(3)]측까지 접합재(21)의 내부를 관통하고 있다. 이와 같이 공극(21a)을 접합재(21)의 내부에서 관통시키면 압전 소자(1)로부터 접합재(21)를 통해 필름(3)에 진동이 전파되는 영역과, 공기를 통해 진동이 전파되는 영역이 혼재한다. 이때, 접합재(21) 내부의 전파 속도와 공기 중의 전파 속도가 다르기 때문에 공진 주파수가 더욱 불균일해져 주파수 특성이 매우 좋은 음향 발생기로 할 수 있다. 여기에서, 접합재(21)와 필름(3)의 계면이란 접합재(21)와 필름(3)이 접하고 있는 면을 말하지만, 단면으로 보았을 때 공극(21a)과 필름(3) 사이에 접합재(21)의 얇은(예를 들면, 0.05㎛ 이하)층이 존재하고 있는 경우도 포함된다.
또한, 공극(21a)이 여진기[압전 소자(1)]측으로부터 진동체[필름(3)]측까지 접합재(21)의 내부를 관통하고 있는 구성으로 하기 위해서는 압전 소자(1) 또는 필름(3)에 접합재(21)가 되는 접착제 등을 도포할 때 전체면에 도포하지 않고, 공극(21a)이 생성되도록 부분적인 인쇄를 행하면 좋다. 예를 들면, 스크린 인쇄이면 패턴 인쇄를 행하고, 디스펜서에 의한 도포이면 니들 지름보다 주사 간격을 넓혀서 주사시킨다. 그 후 공극(21a)이 남아있는 것을 확인하고나서 압전 소자(1)와 필름(3)을 부착한다. 또한, 압전 소자(1)를 가압하면서 필름(3)의 면을 따라 왕복 운동시켜서 접합재(21)를 압전 소자(1) 외부로 돌출시키면서 부착한다.
[제 6 형태]
그런데, 지금까지 실시형태의 각 형태에 대해서 설명했지만 본 실시형태는 상술한 형태 이외에도 여러 가지 다른 형태로 실시되어도 좋은 것이다. 그래서, 이하에서는 본 실시형태에 포함되는 다른 형태를 설명한다.
다른 형태에 의한 음향 발생기는 접합재(21)가 여진기[압전 소자(1)]의 바깥 가장자리로부터 돌출된 돌출부를 갖고 있다. 이러한 구성으로 함으로써 압전 소자(1)의 주위에 있어서 필름(3) 단체에서 진동하는 영역과 필름(3) 및 접합재(21)가 접합된 구조에서 진동하는 영역이 혼재하고, 각각의 공진 조건이 다른 점에서 공진 주파수가 일치하기 어려워지고, 피크 딥을 보다 억제할 수 있다.
또한, 여진기[압전 소자(1)]의 바깥 가장자리로부터 돌출된 돌출부에 공극(21a)을 구비함으로써, 또한 공진 조건이 다를 뿐만 아니라 공극(21a)에 의한 진동 완화가 발생함으로써, 또한 공진 주파수가 일치하기 어려워지고, 피크 딥을 보다 억제할 수 있다.
(적용 범위)
예를 들면, 상기 제 1 형태에서는 바이모르프형의 압전 소자를 예시했지만 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명은 압전 소자가 바이모르프형일 경우에 한정되지 않고, 유니모르프형이어도 상기 제 1~제 6 형태와 마찬가지의 접합재(21)를 채용함으로써 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(스피커 장치)
또한, 상기 제 1~제 6 형태에서 설명한 음향 발생기는 상기 음향 발생기를 수납하는 하우징, 소위 공명 박스에 수납함으로써 음향 발생 장치, 소위 「스피커 장치」로서 구성할 수도 있다. 예를 들면, 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터 등에 사용되는 대형의 스피커 장치로서 구성할 수도 있으면, 스마트폰, 휴대전화기, PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 모바일 단말에 탑재되는 중형 또는 소형의 스피커 장치로서 구성할 수도 있다. 또한, 스피커 장치는 상기 용도에 한정되지 않고, 청소기, 세탁기나 냉장고 등의 임의의 전자 기기에 탑재하는 스피커 장치로서 구성할 수 있다.
(전자 기기)
또한, 상기 제 1~제 6 형태에서 설명한 음향 발생기는 상기 음향 발생기에 접속된 전자 회로와, 상기 전자 회로 및 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 갖고 있고, 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖는 전자 기기로서 구성할 수도 있다. 이러한 전자 기기의 일례로서는 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터, 각종의 모바일 단말 이외에 청소기, 세탁기나 냉장고 등을 들 수 있다.
1 : 압전 소자 3 : 필름
5, 5a, 5b : 프레임 부재 7, 7a, 7b, 7c, 7d : 압전체층
9, 9a, 9b, 9c : 내부 전극층 13 : 적층체
15a, 15b : 표면 전극층 17, 19 : 외부 전극
20 : 수지층 21 : 접합재
21a : 공극 x : 적층체의 길이 방향
y : 압전 소자의 두께 방향

Claims (15)

  1. 전기 신호가 입력되어서 진동하는 여진기와,
    상기 여진기가 접합재를 통해 접합되고, 상기 여진기의 진동에 의해 상기 여진기와 함께 진동하는 막형상의 진동체를 구비하고,
    상기 접합재 내에 공극을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 여진기측으로부터 상기 진동체측까지 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 접합재 내에 있어서 상기 진동체에 근접한 위치보다 상기 여진기에 근접한 위치에 많이 존재하는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 접합재 내의 상기 진동체측에 존재하는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 접합재 내의 상기 여진기측에 존재하는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 진동체와의 계면에 면해 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 여진기와의 계면에 면해 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접합재는 상기 여진기의 바깥 가장자리로부터 돌출된 돌출부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공극은 상기 돌출부에 존재하고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여진기를 매설하도록 상기 진동체 상에 형성된 수지층을 구비하는 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공극은 구형상인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여진기는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 여진기는 바이모르프형 압전 소자인 것을 특징으로 하는 음향 발생기.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 갖고 있는 것을 특징으로 하는 음향 발생 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 음향 발생기와,
    상기 음향 발생기에 접속된 전자 회로와,
    상기 전자 회로 및 상기 음향 발생기를 수용하는 하우징을 적어도 갖고 있고,
    상기 음향 발생기로부터 음향을 발생시키는 기능을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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