KR101630353B1 - Piezoelectric speaker having weight and method of producing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압전 스피커의 음향 진동판의 상부 또는 상하부에 연성 재질의 질량체를 부착하여 압전 스피커의 주파수 응답특성을 균일하게 하여 음의 평탄도를 개선하는 질량체를 가진 압전 스피커 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 질량체를 가진 압전 스피커는, 압전층과, 상기 압전층의 상부 또는 상하부에 형성되어 상기 압전층에 전기신호를 인가하는 전극을 갖는 압전 소자; 상기 압전 소자 보다 면적이 넓고, 상기 압전 소자의 한면에 접착되는 음향진동판; 상기 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 부착되는 프레임; 및 상기 압전 소자가 부착된 음향 진동판의 상부 또는 상하부에 부착되어 진동을 제어하는 질량체를 포함하는 것을 특징으로 한다.[0001] The present invention relates to a piezoelectric speaker having a mass which improves the flatness of sound by uniformly attaching a mass of a soft material to the upper or lower portion of the acoustic diaphragm of the piezoelectric speaker by making the frequency response characteristic of the piezoelectric speaker uniform, A piezoelectric speaker having a mass body includes: a piezoelectric layer; a piezoelectric element formed on the upper or lower portion of the piezoelectric layer and having an electrode for applying an electric signal to the piezoelectric layer; An acoustic diaphragm having an area larger than that of the piezoelectric element and bonded to one surface of the piezoelectric element; A frame attached to surround the side surface of the acoustic diaphragm; And a mass body attached to an upper portion or upper and lower portions of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is attached to control the vibration.

Description

질량체를 가진 압전 스피커 및 그 제조 방법{PIEZOELECTRIC SPEAKER HAVING WEIGHT AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a piezoelectric speaker having a mass,

본 발명은 질량체를 가진 압전 스피커 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압전 스피커의 음향 진동판의 상부 또는 상하부에 연성 재질의 질량체를 부착하여 압전 스피커의 주파수 응답특성을 균일하게 하여 음의 평탄도를 개선하는 질량체를 가진 압전 스피커 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a piezoelectric speaker having a mass body and a method of manufacturing the piezoelectric speaker. More particularly, the present invention relates to a piezoelectric speaker with a massive body, And a method of manufacturing the same.

최근 휴대폰, 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 휴대 단말기를 비롯하여 OLED TV 등의 초슬림화 추세에 따라, 기존의 자석 코일을 이용한 다이나믹 스피커(Dynamic Speaker)의 두께 한계를 극복할 수 있는 압전 스피커가 큰 주목을 받고 있다. 압전 스피커는 기존의 다이나믹 스피커에 비해 얇고 가벼우며 전력소모가 적은 장점이 있어 향후 기존의 다이나믹 스피커를 대체할 수 있는 미래형 스피커로 적극 탐색되고 있는 추세이다. In recent years, with the trend toward ultra-slimmer OLED TVs including mobile phones such as mobile phones, smart phones and tablet PCs, piezoelectric speakers that can overcome the thickness limit of dynamic speakers using conventional magnet coils . Piezoelectric speakers are thinner and lighter than conventional dynamic speakers and have less power consumption, so they are actively being explored as futuristic speakers that can replace conventional dynamic speakers.

압전 스피커는 기존의 다이나믹 스피커와는 달리 자석 코일을 이용하지 않고 압전 박막 자체의 공진을 적극 이용하는 원리로 구동된다. 즉, 압전 박막에 교류 신호가 입력될 때 일어나는 압전 박막의 수축-팽창으로 인해 진동판에 변위가 발생하게 되고 주파수에 따른 모드-변위 특성을 따라 공기 중에 소밀파를 형성하여 음을 재생하는 원리로 구동되는 것이다. 따라서, 압전 스피커는 주파수 응답특성에 있어서 다수의 공진 모드를 포함하므로 픽-딥(peak-dip 또는 hump-hollow)이 발생하기 쉽다는 단점을 안고 있다. 즉, 상기와 같은 주파수 응답특성의 픽-딥 현상으로 인해 압전 스피커의 출력이 불안해지고, 음의 왜곡이 쉬우며 재생음의 음질이 저하되는 것이다. Unlike the conventional dynamic speaker, the piezoelectric speaker is driven by the principle of utilizing the resonance of the piezoelectric thin film itself without using the magnet coil. That is, displacement occurs in the diaphragm due to shrinkage-expansion of the piezoelectric film which occurs when an AC signal is inputted to the piezoelectric thin film, and the piezoelectric thin film is driven by the principle of reproducing a sound by forming a compact wave in the air according to the mode- will be. Accordingly, the piezoelectric speaker has a disadvantage in that a peak-dip or a hump-hollow is likely to occur because it includes a plurality of resonance modes in frequency response characteristics. That is, the output of the piezoelectric speaker becomes unstable due to the pick-dip phenomenon of the frequency response characteristic as described above, the distortion of the sound becomes easy, and the sound quality of the reproduced sound decreases.

상기의 압전 스피커의 음질 문제를 개선하기 위한 종래의 방법으로는 서로 다른 공진 주파수를 갖는 압전 소자를 진동판의 양면에 접합하는 방법(한국, 10-2010027915)과 진동 조정부를 압전 박막의 정중앙부에 두어 압전체의 질량을 높이는 방법(한국, 10-2000-0032846 및 미국, 12/023,496)등이 제시되어 있다. 그러나, 종래의 방법들은 공진주파수를 낮춤으로서 진폭을 조정하는 방법으로 주로 저음에서의 픽-딥을 개선하고자 한 방법들이다. As a conventional method for improving the sound quality problem of the above-mentioned piezoelectric speaker, a method of bonding a piezoelectric element having different resonance frequencies to both surfaces of a diaphragm (Korea, 10-2010027915) and a vibration adjusting part are placed in the center of the piezoelectric thin film And a method of increasing the mass of a piezoelectric body (Korean, 10-2000-0032846 and USA, 12 / 023,496). However, the conventional methods are methods for adjusting the amplitude by lowering the resonance frequency and mainly for improving the pick-dip at the bass.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 압전 스피커의 음향 진동판 상부 또는 상하부에 연성 재질의 질량체를 부착하여 주파수 응답 특성의 픽-딥 현상을 개선하고 균일한 음질을 갖는 압전 스피커 및 그 제작 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric speaker in which a mass of a soft material is attached to an upper portion or an upper portion of an acoustic diaphragm of a piezoelectric speaker to improve a pick- And to provide a manufacturing method thereof.

이를 위하여, 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명에 따른 질량체를 가진 압전 스피커는, 한 층 이상의 압전층과, 상기 압전층의 상부 또는 상하부에 형성되어 상기 압전층에 전기신호를 인가하는 전극을 갖는 압전 소자; 상기 압전 소자 보다 면적이 넓고, 상기 압전 소자의 한면에 접착되는 음향진동판; 상기 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 부착되는 프레임 및 상기 압전 소자가 부착된 음향 진동판의 상부 또는 상하부에 부착되어 진동을 제어하는 질량체를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to a first aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric speaker having a mass body according to the first aspect of the present invention, comprising: a piezoelectric layer including at least one layer; and a piezoelectric layer formed above or above the piezoelectric layer, ; An acoustic diaphragm having an area larger than that of the piezoelectric element and bonded to one surface of the piezoelectric element; A frame attached in a form surrounding the side surface of the acoustic diaphragm, and a mass body attached to an upper portion or upper and lower portions of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is attached, for controlling the vibration.

이를 위하여, 본 발명의 제2 측면에 따르면, 본 발명에 따른 질량체를 가진 압전 스피커를 제조하는 방법은 음향 진동판 상에 압전 소자를 고탄성 댐핑 물질을 이용하여 접착하는 압전 소자 접착 단계; 상기 압전 소자가 접착된 음향 진동판의 상부에 연성 재질의 질량체를 음향 진동판의 장축 길이 방향으로 중앙을 따라 부착하는 상부 질량체 부착 단계; 상기 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 프레임을 부착하는 프레임 부착 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. To this end, according to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a piezoelectric speaker having a mass body according to the present invention, comprising: bonding a piezoelectric element on an acoustic diaphragm using a high-elasticity damping material; An upper mass attaching step of attaching a mass of soft material to the upper portion of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is bonded, along the center in the longitudinal direction of the acoustic diaphragm; And a frame attaching step of attaching the frame so as to surround the side surface of the acoustic diaphragm.

본 발명에 따르면, 압전 스피커의 음향 진동판 상부 또는 하부에 연성 재질의 질량체를 부착함으로써, 압전 스피커의 공진 모드에서의 진폭을 제어할 수 있으며 이로 인해 주파수 응답특성에 있어서의 픽-딥 현상을 개선하고 음의 평탄도를 높여 음질을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to control the amplitude in the resonance mode of the piezoelectric speaker by attaching a mass of soft material to the upper or lower portion of the acoustic diaphragm of the piezoelectric speaker, thereby improving the pick-dip phenomenon in the frequency response characteristic The sound quality is improved by increasing the flatness of the sound.

또한, 압전 스피커 상부 또는 하부에 부착된 연성 재질의 질량체로 인해 압전층의 질량을 더하여 스피커의 초기 공진주파수를 낮출 수 있으며 이로 인해 주파수 대역이 넓어져 풍성한 출력을 재생할 수 있는 효과가 있다.Further, the mass of the flexible material attached to the upper portion or the lower portion of the piezoelectric speaker can add mass of the piezoelectric layer to lower the initial resonance frequency of the speaker, thereby widening the frequency band and reproducing an abundant output.

도 1은 종래 압전 스피커의 단면도,
도 2 및 도 3은 각각 종래 압전 스피커의 주파수 응답 특성을 나타낸 그래프 및 딥(dip) 주파수에서의 (3,3) 모드 형상,
도 4 및 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도,
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전 스피커의 분해 사시도,
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전 스피커의 분해 사시도,
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압전 스피커의 주파수 응답 특성을 나타낸 그래프,
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도,
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도,
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 스피커에 복수의 음향홀을 구비한 보호캡과 인클로저로 패키징한 단면도,
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 질량체를 가진 압전 스피커의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a cross-sectional view of a conventional piezoelectric speaker,
Figures 2 and 3 are graphs illustrating the frequency response characteristics of conventional piezoelectric loudspeakers and (3,3) mode shapes at dip frequencies, respectively,
4 and 5 are sectional views of a piezoelectric speaker according to a first embodiment of the present invention,
6 is an exploded perspective view of the piezoelectric speaker according to the first embodiment of the present invention,
7 is an exploded perspective view of a piezoelectric speaker according to a second embodiment of the present invention,
8 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to a third embodiment of the present invention,
9 is a graph showing frequency response characteristics of a piezoelectric speaker according to an embodiment of the present invention,
10 is a sectional view of a piezoelectric speaker according to a fourth embodiment of the present invention,
11 is a sectional view of a piezoelectric speaker according to a fifth embodiment of the present invention,
FIG. 12 is a sectional view of a piezoelectric speaker according to a fourth embodiment of the present invention packaged in a protective cap and an enclosure having a plurality of acoustic holes,
13 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a piezoelectric speaker having a mass according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.

도 1은 압전 스피커의 단면도이며, 도 2 및 도 3은 각각 종래 압전 스피커의 주파수 응답 특성 및 딥(dip) 주파수에서의 (3,3) 모드 형상을 나타낸다.Fig. 1 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker, and Figs. 2 and 3 respectively show frequency response characteristics and (3, 3) mode shapes at a dip frequency of a conventional piezoelectric speaker.

도 1을 참조하면, 압전 스피커는 스피커를 구동하는 압전층(102)과, 압전층의 상부 또는 상하부(상부와 하부)에 형성되는 전극(101, 103)을 포함하는 압전 소자(100)와, 압전 소자(100)와 부착되어 있는 음향 진동판(110)과, 압전 소자(100)와 음향 진동판(110)을 부착하는 고탄성 댐핑물질층(140)과, 음향 진동판(110)의 측면을 둘러싸는 형태의 프레임(120) 등을 포함한다. 1, a piezoelectric speaker includes a piezoelectric layer 102 for driving a speaker, a piezoelectric element 100 including electrodes 101 and 103 formed on upper and lower portions (upper and lower portions) of the piezoelectric layer, A highly elastic damping material layer 140 for attaching the piezoelectric element 100 and the acoustic diaphragm 110 and an elastic diaphragm layer 140 surrounding the side surface of the acoustic diaphragm 110, And a frame 120 of FIG.

이와 같은 압전 스피커는 압전층(102) 및 음향 진동판(110)의 공진 모드를 적극 이용하기 때문에, 도 2 및 도 3에서와 같이 주파수 응답 특성에 있어서 픽-딥(peak-dip)이 자주 발생하게 된다. 이러한 픽-딥 현상은 압전 스피커의 출력 특성을 불안하게 하고 음질을 저하시킨다.Since such a piezoelectric speaker actively utilizes the resonance modes of the piezoelectric layer 102 and the acoustic diaphragm 110, a peak-dip often occurs in frequency response characteristics as shown in FIGS. 2 and 3 do. Such a pick-dip phenomenon makes the output characteristics of the piezoelectric speaker unstable and deteriorates the sound quality.

본 발명은 압전 스피커의 이러한 픽-딥을 개선하고 출력 음압 편차를 좁혀 균일한 주파수 응답특성을 갖도록 하기 위하여 제안된 것이다. The present invention has been proposed in order to improve such a pick-dip of a piezoelectric speaker and narrow the output sound pressure deviation to have a uniform frequency response characteristic.

도 2의 압전 스피커의 픽-딥은 각각 홀수 및 짝수 모드에 의한 것으로 실험적으로 분석되었으며, 특히 압전 스피커의 재생 주파수 대역에서의 가장 큰 딥이 (3,3)모드에서 발생되는 것을 확인하였다. The pick-dip of the piezoelectric speaker of FIG. 2 has been experimentally analyzed by odd and even modes, respectively, and it has been found that the largest dip in the regenerative frequency band of the piezoelectric speaker, in particular, occurs in the (3,3) mode.

도 3을 참조하면, (3,3)모드에서 압전 스피커의 진동에 따른 변위가 음향 진동판(302)의 상부 또는 하부 방향으로 엇갈리며 분할 진동이 일어나는 것을 알 수 있다. 따라서, 음향 진동판(302)의 분할 진동에 있어서 뒤틀리는 음향 진동판(302)의 상부 및 하부에 지지대(301)를 더함으로써 음향 진동판에 강성을 더하여 변위를 제어함으로써 픽딥을 개선할 수 있다. 즉, 압전 스피커의 고차 모드에서의 뒤틀리는 음향 진동판(302)의 분할 진동을 연성 재질의 질량체를 부착하여 변위를 제어함으로써 픽-딥 현상을 개선한다.Referring to FIG. 3, it can be seen that in the (3, 3) mode, the displacement due to the vibration of the piezoelectric speaker is staggered in the upper or lower direction of the acoustic diaphragm 302 and the divided vibration occurs. Thus, by adding a support 301 to the upper and lower portions of the acoustic diaphragm 302 which is twisted in the divided vibration of the acoustic diaphragm 302, the rigidity is added to the acoustic diaphragm to control the displacement to improve the pickip. That is, the divided vibration of the acoustic diaphragm 302, which is twisted in the higher-order mode of the piezoelectric speaker, is adhered to a mass of a soft material to improve the pick-dip phenomenon by controlling the displacement.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 질량체를 가진 압전 스피커는 한 층 이상의 압전층(402, 502)과, 상기 압전층(402, 502)의 상부 또는 상하부(상부와 하부)에 형성되어 상기 압전층(402, 502)에 전기신호를 인가하는 전극(401, 403, 501, 503)을 갖는 압전 소자(400, 500)와, 상기 압전 소자(400, 500) 보다 면적이 넓고, 상기 압전 소자(400, 500)의 한면에 접착되는 음향 진동판(410, 510)과, 압전 소자(400, 500)와 음향 진동판(410, 510)을 부착하는 고탄성 댐핑물질층(440, 540)과, 상기 음향 진동판(410, 510)의 측면을 둘러싸는 형태로 부착되는 프레임(420, 520)과, 음향 진동판(410, 510)과 프레임(420, 520)을 부착하는 고탄성 접착제(450, 550) 및 음향 진동판(410, 510)의 상부 또는 상하부에 부착되어 공진 모드의 진폭을 제어하는 질량체(460, 560) 등을 포함한다. 4 and 5, a piezoelectric speaker having a mass according to the first and second embodiments of the present invention includes at least one piezoelectric layer 402 and 502, (400, 500) having electrodes (401, 403, 501, 503) formed at upper and lower portions (upper and lower portions) for applying an electric signal to the piezoelectric layers (402, 502) 500 and an acoustic diaphragm 410 and 510 attached to one side of the piezoelectric elements 400 and 500 and an elastic diaphragm 410 and 510 attached to one side of the piezoelectric elements 400 and 500, 520 attached to the acoustic damping plates 410 and 510 in such a manner as to surround the sides of the acoustic diaphragms 410 and 510 and the acoustic diaphragms 410 and 510 and the frames 420 and 520 Elastic adhesives 450 and 550 to be attached and masses 460 and 560 attached to upper and lower portions of the acoustic diaphragms 410 and 510 to control the amplitude of the resonance mode.

여기서, 압전층(402, 502)은 인가된 전기 신호에 대하여 진동으로 변환하고 이를 음향 진동판(410, 510)에 전달하여 공기 중에 소밀파를 형성하여 음향을 출력한다. Here, the piezoelectric layers 402 and 502 convert the applied electrical signals into vibrations and transmit them to the acoustic diaphragms 410 and 510 to form a sine wave in the air to output sound.

압전층(402, 502)은 후막 형태의 압전 세라믹에 대해 연마 공정을 수행한 단층 박막이거나, 코팅 또는 스크린 프린팅 등의 방법으로 압전 소재를 적층한 적층 압전 세라믹 등을 포함한다. The piezoelectric layers 402 and 502 are single-layer thin films obtained by performing a polishing process on a piezoelectric ceramic in a thick film form, or laminated piezoelectric ceramics in which piezoelectric materials are laminated by a method such as coating or screen printing.

압전층(402, 502)은 PZT와 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 유연 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 등의 무연 압전 신소재 등을 포함할 수 있다. 또한, 압전층(402, 502)은 사각형뿐만 아니라, 원형, 타원형 및 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.The piezoelectric layers 402 and 502 are made of a single crystal piezoelectric material such as PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT and PYN-PT as well as polycrystalline ceramics such as PZT, flexible piezoelectric polymer materials such as PVDF and PVDF- (BaNiTiO3), and BZT-BCT, and the like. In addition, the piezoelectric layers 402 and 502 may have various shapes such as a circle, an ellipse, and a polygon as well as a square.

전극(401, 403, 501, 503)은 압전층(402, 502)의 상부 또는 상하부에 형성되어, 압전층(402, 502)의 양측면을 전기적으로 오픈함으로써, 압전층(402, 502)에 전기 신호를 인가한다. 상하부 전극 형성 시, 압전층 하부의 전극을 상부의 소정 영역으로 연결시켜 압전층의 상부에 양극 및 음극을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 전극(401, 403, 501, 503)으로서, 맞물림 전극을 사용할 수 있다.The electrodes 401, 403, 501, and 503 are formed on the upper or lower portions of the piezoelectric layers 402 and 502 to electrically open both side surfaces of the piezoelectric layers 402 and 502, Signal. When the upper and lower electrodes are formed, the electrodes below the piezoelectric layer may be connected to a predetermined region on the upper side to form the positive electrode and the negative electrode on the piezoelectric layer. In the present invention, as the electrodes 401, 403, 501, and 503, an engaging electrode can be used.

음향 진동판(410, 510)은 하나 이상의 물질로 구성되는 것을 특징으로 하며, 저음특성을 담당하는 연성 진동판 소재 및 고음역을 담당하는 강성 진동판 소재의 이종접합 복합 진동판으로 구성되는 것을 포함한다. 연성 진동판은 영률이 낮고 진동흡수율이 큰 고무, 실리콘, 우레탄 등을 포함한다. 또한, 강성 진동판은 영률이 높은 플라스틱, 금속, 금속 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 등을 포함할 수 있고, 연성 진동판의 두께에 비해 얇게 구성된다. 음향 진동판(410, 510)은 연성 진동판 또는 강성 진동판 중 하나로 구성되거나, 이 둘의 이종접합 복합 진동판으로 구성될 수 있다. 또한 음향 진동판은 단일 구조의 나노복합소재 - 고무, 실리콘, 우레탄 등의 폴리머와 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 등의 나노구조물질을 합성한 재료로 이루어질 수 있다. The acoustic diaphragms 410 and 510 are formed of one or more materials, and include those composed of a flexible diaphragm material for bass characteristics and a heterogeneous composite diaphragm for rigid diaphragm material for high frequencies. The soft diaphragm includes rubber, silicone, urethane, etc., which have low Young's modulus and high vibration absorption rate. In addition, the rigid diaphragm may include plastics, metals, metal carbon nanotubes (CNTs) and graphene having a high Young's modulus, and is made thinner than the thickness of the flexible diaphragm. The acoustic diaphragms 410 and 510 may be formed of one of a flexible diaphragm or a rigid diaphragm, or may be composed of two kinds of hybrid composite diaphragms. The acoustic diaphragm can also be made of a composite of nanocomposites of a single structure - polymers such as rubber, silicon, urethane, and nanostructured materials such as carbon nanotubes (CNT) and graphene.

음향 진동판(410, 510)은 상기의 압전층(402, 502)과 고탄성 댐핑물질층(440, 540)에 의해 부착된다. 고탄성 댐핑물질층(440, 540)은 실리콘 에폭시, 열경화성 수지 등을 포함할 수 있다. The acoustic diaphragms 410 and 510 are attached by the piezoelectric layers 402 and 502 and the high-elasticity damping material layers 440 and 540, respectively. The high-elasticity damping material layers 440 and 540 may include silicon epoxy, thermosetting resin, and the like.

프레임(420, 520)은 고탄성 접착제(450, 550)를 이용하여 음향 진동판(410, 510)의 측면을 둘러싸는 형태로 부착되고, 음향 진동판(410, 510)이 진동할 때 내부 손실에 의한 반진동을 최소화하기 위해 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 및 폴리카보네이트(PC) 등을 포함하는 플라스틱이나 알루미늄, 또는 스테인레스 스틸을 포함하는 금속이나 합금을 포함할 수 있다. 또한, 프레임(420, 520)은 불필요하게 사이즈가 커지는 것을 방지하기 위해 1 ㎜ 이하의 두께로 제작하는 것이 바람직하다.The frames 420 and 520 are attached so as to surround the sides of the acoustic diaphragms 410 and 510 using the high elastic adhesives 450 and 550 so that when the acoustic diaphragms 410 and 510 vibrate, And may include metals or alloys such as plastic or aluminum or stainless steel including polybutylene terephthalate (PBT), polyacetal (POM), and polycarbonate (PC) to minimize vibration. In addition, the frames 420 and 520 are preferably formed to a thickness of 1 mm or less to prevent unnecessarily increasing the size.

압전 스피커의 균일한 주파수 응답 특성 및 음질 개선을 위해 음향 진동판(410, 510) 상부 또는 상하부에 부착되는 진동을 제어하는 질량체(460, 560)는 음향 진동판(410, 510)의 분할 진동에 따른 진동의 뒤틀림을 개선하는 역할을 하며, 진동의 상호 엇갈린 변위를 제어하는 연성 재질로 형성되며, 연성 재질의 재료는 실리콘, 고무, 비닐, 우레탄 등을 포함한다. The mass bodies 460 and 560 for controlling the vibration applied to the upper portions or the upper and lower portions of the acoustic diaphragms 410 and 510 in order to improve the uniform frequency response characteristics and sound quality of the piezoelectric speaker, And it is formed of a soft material which controls mutually staggered displacement of vibration, and the material of the soft material includes silicon, rubber, vinyl, urethane and the like.

질량체(460, 560)는 연성 재질로 형성되어 음향 진동판(410, 510)에 큰 강성을 부여함으로써 공진주파수의 이동을 일으키지 않도록 충분히 연성 재질이어야 하는 것을 특징으로 한다. 질량체(460, 560)는 에폭시 또는 폼의 형태를 갖는 것이 좋으며, 질량체(460, 560)가 에폭시 또는 폼의 형태인 경우 직접 코팅 및 경화하고, 질량체(460, 560)가 에폭시 또는 폼의 형태가 아닌 경우 고탄성 에폭시를 이용하여 질량체(460, 560)를 부착하는 방법이 좋다.The mass bodies 460 and 560 are formed of a soft material so that the acoustic diaphragms 410 and 510 are sufficiently flexible so as not to cause a resonance frequency shift by giving great rigidity. The masses 460 and 560 may be in the form of epoxy or foam and may be coated and hardened when the masses 460 and 560 are in the form of epoxy or foam and the masses 460 and 560 may be in the form of epoxy or foam It is preferable to attach the masses 460 and 560 using a high elasticity epoxy.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 질량체(460, 560)는 음향 진동판(410, 510)의 상부 중앙 및 하부 좌우편에 평행한 방향으로 부착하거나, 상부 중앙에 부착하는 것을 특징으로 한다. 질량체(460, 560)를 부착하는 방향은 압전 스피커의 음향 진동판(410, 510)에 있어서 장축 방향으로 부착하는 것이 더욱 바람직하다. 음향 진동판 상부에 부착되는 질량체(460, 560)는 음향 진동판(410, 510)의 단축 길이의 적어도 1/4 이상의 폭을 갖는 형태를 갖고, 음향 진동판(410, 510)의 장축 길이보다 작은 것을 특징으로 한다. 이는 질량체(460, 560)가 음향 진동판의 강성에는 크게 영향을 미치지 않고 단지 진동만을 제어하기 위해서이다. 4 and 5, the mass bodies 460 and 560 according to an embodiment of the present invention may be attached in a direction parallel to the upper center and lower right and left sides of the acoustic diaphragms 410 and 510, . It is more preferable that the direction in which the mass bodies 460 and 560 are attached is attached in the longitudinal direction of the acoustic diaphragms 410 and 510 of the piezoelectric speaker. The masses 460 and 560 attached to the upper portion of the acoustic diaphragm have a shape having a width of at least 1/4 of the minor axis length of the acoustic diaphragms 410 and 510 and are smaller than the major axis length of the acoustic diaphragms 410 and 510 . This is because the masses 460 and 560 do not greatly affect the stiffness of the acoustic diaphragm but only the vibration.

또한, 음향 진동판의 하부 외곽에 부착되는 질량체(470)는 뒤틀린 음향 진동판의 진동을 억제하기 위한 효과적인 방법으로 상부의 질량체와 평행한 방향으로 음향 진동판 하부 좌우편에 부착하는 것을 특징으로 한다. 음향 진동판 하부에 부착하는 질량체(470)는 주로 상부의 질량체와 위치 상으로 겹치지 않도록 하고, 바람직하게는 음향 진동판의 단축 길이를 3등분하여 중앙부의 위치에 상부 질량체를 부착하고 좌우면 각각의 위치에 하부 질량체를 부착하는 것이 좋다. 상부 질량체(460, 560) 및 하부 질량체(470) 각각은 음향 진동판(410, 510)의 단축 길이의 1/4 정도의 폭을 갖는 것이 좋다. Further, the mass 470 attached to the lower outer edge of the acoustic diaphragm is an effective method for suppressing the vibration of the distorted acoustic diaphragm, and is attached to the left and right sides of the lower portion of the acoustic diaphragm in a direction parallel to the upper mass. The mass body 470 attached to the lower part of the acoustic diaphragm is preferably formed so as not to overlap with the mass body on the upper side in position, preferably by dividing the minor axis length of the acoustic diaphragm into three equal parts and attaching the upper mass body to the central part, It is better to attach the lower mass. Each of the upper masses 460 and 560 and the lower masses 470 may have a width of about 1/4 of the minor axis length of the acoustic diaphragms 410 and 510.

또한, 도 5에서와 같이 상기의 질량체(560)는 음향 진동판(510)의 하부에는 부착되지 않고 음향 진동판(510)의 상부 중앙부에만 부착될 수 있다. 5, the mass body 560 may not be attached to the lower portion of the acoustic diaphragm 510 but may be attached only to the upper center portion of the acoustic diaphragm 510.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 질량체(460, 560)는 사각의 형태에만 국한되지 않고 유사한 타원형, 다각형의 형태로도 가능하다.The masses 460 and 560 as shown in Figs. 4 and 5 are not limited to the rectangular shape, but may be formed in a similar elliptical shape or polygonal shape.

본 발명의 일 실시예에 따른 질량체는 압전 스피커의 주파수 응답 특성에 대하여 가장 큰 딥(dip)을 개선하고자 한 것을 특징으로 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 (3,3)모드의 진동 제어를 위한 질량체의 구성에만 한정하지 않고 압전 스피커의 크기에 따라 필요한 딥(dip)의 개선을 위해 2차 모드 또는 4차 모드 이상의 고차 모드 제어를 위한 질량체의 구성의 응용이 가능하다. The mass according to an embodiment of the present invention is intended to improve the largest dip with respect to the frequency response characteristic of the piezoelectric speaker. However, the present invention is not limited to the configuration of the mass body for vibration control of the (3, 3) mode according to an embodiment of the present invention, but may be a secondary mode or a quaternary mode It is possible to apply the configuration of the mass for higher-order mode control.

도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 압전 스피커의 분해 사시도이다. 본 발명에 따른 압전 스피커는 상기의 각 부품의 조립 및 질량체를 부착하는 방법은 상기에 기술한 내용으로 설명될 수 있다. 6 and 7 are exploded perspective views of the piezoelectric speaker according to the first and second embodiments of the present invention, respectively. The piezoelectric speaker according to the present invention can be described in terms of the above-described methods of assembling the above components and attaching the masses.

도 6은 압전 스피커의 압전층(402) 및 음향 진동판(410)이 대칭적 구조로 부착된 형태를 보이며, 도 7은 압전 스피커의 압전층(502) 및 음향 진동판(510)이 기울임 구조 또는 비대칭 구조로 부착된 것을 보인다. 6 shows the piezoelectric layer 402 of the piezoelectric speaker and the acoustic diaphragm 410 attached in a symmetrical structure. FIG. 7 shows the piezoelectric layer 502 and the acoustic diaphragm 510 of the piezoelectric speaker, Structure.

도 7에서 보인 압전층(502)은 구조적 대칭성을 피하기 위해 음향 진동판(510)에 기울임 구조 또는 임의의 비대칭 구조로 부착될 수 있다. 자세하게는, 압전층(502)이 음향 진동판(510)에 대해 45<α<90 도의 각도로 형성되는 것이 바람직하며, 60~75 도의 각을 갖는 기울임 구조가 가장 이상적이다. 즉, 압전 스피커의 상하좌우의 구조적 대칭성은 피하되, 프레임(520)의 네 꼭지점에서의 응력이 균일하도록 기울임 구조를 갖는다. 이러한 기울임 구조는 압전층(502)에서 발생된 기계적 진동이 압전 스피커의 프레임(520)에 의해 정상파(Standing Wave)를 형성하는 것을 방지하여 음의 왜곡을 줄이고 음질을 개선해준다.The piezoelectric layer 502 shown in FIG. 7 may be attached to the acoustic diaphragm 510 in an inclined or any asymmetric structure to avoid structural symmetry. In detail, it is preferable that the piezoelectric layer 502 is formed at an angle of 45 < alpha < 90 degrees with respect to the acoustic diaphragm 510, and an inclined structure having an angle of 60 to 75 degrees is most ideal. That is, the structural symmetry of the piezoelectric speaker is avoided in the up, down, left, and right directions, but has a tilted structure so that the stress at the four vertexes of the frame 520 is uniform. This tilted structure prevents the mechanical vibration generated in the piezoelectric layer 502 from forming a standing wave by the frame 520 of the piezoelectric speaker, thereby reducing negative distortion and improving sound quality.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도이다. 8 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to a third embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 음향 진동판(810)은 이종접합 복합 진동판(812, 814)의 구성을 특징으로 하며, 압전 스피커의 저음역을 담당하는 연성 음향 진동판(812) 및 중고음역을 담당하는 강성 음향 진동판(814)을 포함한다. 또한, 연성 음향 진동판(812)은 강성 음향 진동판(814) 보다 넓은 면적을 갖도록 구성하고, 프레임(820)에 고정된다. 즉, 프레임을 따라 음향 진동판의 외곽은 연성 음향 진동판(812)으로 구성되어 압전 스피커의 저음역을 보상하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 질량체(860)는 강성 음향 진동판(814)이 위치하는 영역 내에만 부착되는 것이 바람직하며, 질량체(860) 및 단차를 포함하는 이종접합 복합 진동판(812, 814)의 구성을 통해 압전 스피커의 음질 개선 뿐만 아니라 저음역 개선 효과까지 기대할 수 있다. 8, the acoustic diaphragm 810 according to the present invention is characterized by the configuration of the hetero-junction composite diaphragms 812 and 814, and includes a flexible acoustic diaphragm 812 for taking charge of the low-frequency sound of the piezoelectric speaker, And a rigid acoustical diaphragm 814 for receiving the acoustic wave. Further, the flexible acoustic diaphragm 812 is configured to have a larger area than the rigid acoustical diaphragm 814, and is fixed to the frame 820. [ That is, the outer periphery of the acoustic diaphragm along the frame is constituted by the flexible acoustic diaphragm 812, which compensates for the low-frequency sound of the piezoelectric speaker. It is therefore preferred that the masses 860 be attached only in the region where the rigid acoustical diaphragm 814 is located and that the masses 860 and 814 of the piezoelectric loudspeakers 814, Not only the sound quality can be improved but also the effect of improving the low frequency range can be expected.

도 9는 본 발명에 따른 압전 스피커의 주파수 응답 특성을 나타낸 그래프이다. 9 is a graph showing frequency response characteristics of a piezoelectric speaker according to the present invention.

도 9를 참조하면, 압전 스피커의 (3,3) 모드에서의 딥(dip)이 진동 제어를 위한 질량체에 의해서 약 10 dB 이상 개선된 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 진동 제어를 위한 질량체에 의해서 압전 스피커의 주파수 응답 특성을 균일하게 개선하고 음질을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다. Referring to FIG. 9, it can be seen that the dip in the (3, 3) mode of the piezoelectric speaker is improved by about 10 dB or more by the mass for vibration control. That is, it can be seen that the frequency response characteristic of the piezoelectric speaker can be uniformly improved and the sound quality can be improved by the mass body for vibration control according to the embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도이다. 상기 본 발명의 제3 실시예에서의 음향 진동판과 비교하여, 제4 실시예의 압전 스피커는 연성 음향 진동판(1012)에 일정 패턴의 주름 형상(1080)이 형성되어 있다. 이종접합 복합 진동판(1012, 1014)에 있어서 연성 음향 진동판(1012)의 이러한 주름 형상(1080)은 저음 대역을 담당하는 연성 음향 진동판(1012)에 유연성을 더하여 저주파에서의 재생 특성을 더욱 향상시키는 효과가 있다. 따라서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 스피커는 주름 구조를 갖는 연성 음향 진동판(1012) 및 질량체(1060)에 의해 저음 특성 및 음질 특성을 더욱 크게 개선하는 구조로 고안된 것이다. 10 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to a fourth embodiment of the present invention. Compared with the acoustic diaphragm according to the third embodiment of the present invention, the piezoelectric speaker of the fourth embodiment has a wrinkle shape 1080 of a predetermined pattern formed on the acoustic acoustic diaphragm 1012. This corrugated shape 1080 of the flexible acoustic diaphragm 1012 in the heterojunction composite diaphragms 1012 and 1014 has the effect of adding flexibility to the soft acoustic diaphragm 1012 responsible for the low frequency band to further improve the reproduction characteristics at low frequencies . Therefore, the piezoelectric speaker according to the fourth embodiment of the present invention is designed to further improve the bass characteristics and sound quality characteristics by the flexible acoustic diaphragm 1012 and the mass body 1060 having a wrinkle structure.

도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 압전 스피커의 단면도이다. 자세하게는, 압전 스피커의 이종접합 복합 음향 진동판(1112, 1114)에 있어서, 강성 음향 진동판(1114)과 연성 음향 진동판(1112)은 전면에 걸쳐 부착되지 않고 연성 음향 진동판(1112)을 프레임(1120)의 내곽을 따라 소정 영역에만 구성되도록 한 것이다. 고음역을 재생하는 음향 진동판의 중앙부가 강성 음향 진동판(1112)으로만 구성되어 더욱 큰 변위로 진동할 수 있게 하고 출력 특성을 크게 향상할 수 있게 된다. 또한, 프레임(1120)의 내곽을 따라 소정 영역으로 구성된 연성 음향 진동판(1112)은 상부로 휘어진 형태로 구성되어 압전 스피커 전면부로 출력 특성을 보강하고 뒤틀림을 방지하는 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 제5 실시예에 따른 음향 진동판(1112,1114) 구성 및 진동제어 질량체(1160)에 의해서 압전 스피커의 출력 음압 특성을 향상시키고 진동판의 뒤틀림을 억제하여 균일하고 우수한 음질을 구현할 수 있게 된다.11 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to a fifth embodiment of the present invention. The rigid acoustic diaphragm 1114 and the flexible acoustic diaphragm 1112 are not attached over the entire surface and the flexible acoustic diaphragm 1112 is attached to the frame 1120 in the heterojunction composite acoustic diaphragms 1112 and 1114 of the piezoelectric speaker. And only a predetermined region is formed along the inner edge of the inner wall of the housing. The central portion of the acoustic diaphragm for reproducing the high-frequency range is constituted only by the rigid acoustical diaphragm 1112 so that it can vibrate at a larger displacement and the output characteristic can be greatly improved. The flexible acoustic diaphragm 1112, which is formed as a predetermined region along the inner edge of the frame 1120, is bent upward to reinforce output characteristics to the front surface of the piezoelectric speaker and prevent distortion. Therefore, by the configuration of the acoustic diaphragms 1112 and 1114 according to the fifth embodiment of the present invention and the vibration control mass 1160, it is possible to improve the output sound pressure characteristics of the piezoelectric speaker and suppress the distortion of the diaphragm, .

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 압전 스피커에 복수의 음향홀을 구비한 보호캡과 인클로저로 패키징한 단면도이다. 12 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to a fourth embodiment of the present invention packaged in a protective cap and an enclosure having a plurality of acoustic holes.

도 12를 참조하면, 압전 스피커는 음향의 후면 방사를 봉쇄하는 인클로저(1220)와 압전 스피커의 전면부를 보호하는 보호캡(1290)으로 패키징된다. 압전 스피커의 전면부에 일정 간격을 두고 설치된 보호캡(1290)은 후면의 인클로저(1220)와 조립되어 완전 패키징되며, 전면에 복수의 음향홀(1295)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 보호캡(1290) 전면의 복수의 음향홀(1295)은 압전 스피커의 음향 방사 특성을 왜곡하지 않는 다양한 형태로 배치될 수 있고, 각각의 원형, 타원형, 다각형 또는 초승달 형태의 음향홀을 매트릭스 형태로 배치할 수 있다. 12, the piezoelectric speaker is packaged into an enclosure 1220 that blocks the back radiation of the sound and a protection cap 1290 that protects the front portion of the piezoelectric speaker. The protective cap 1290, which is installed at a predetermined interval in the front portion of the piezoelectric speaker, is assembled with the enclosure 1220 at the rear and is completely packaged, and has a plurality of acoustic holes 1295 at the front. The plurality of acoustic holes 1295 on the front surface of the protection cap 1290 can be arranged in various forms without distorting the acoustic radiation characteristics of the piezoelectric speaker and the acoustic holes of each circular, elliptical, polygonal or crescent- Can be deployed.

추가로, 보호캡(1290)의 전면에는 복수의 음향홀(1295)을 보호하는 부직포(미도시)가 부착될 수 있다.In addition, a nonwoven fabric (not shown) may be attached to the front surface of the protective cap 1290 to protect the plurality of acoustic holes 1295.

본 발명의 실시예에 따른 질량체를 가진 압전 스피커의 제조 방법은, 먼저 압전층의 상부 또는 상하부에 전극을 적층시켜 압전 소자를 형성한다(S100). In a method of manufacturing a piezoelectric speaker having a mass according to an embodiment of the present invention, first, electrodes are laminated on an upper portion or upper and lower portions of a piezoelectric layer to form a piezoelectric element (S100).

여기에서 압전층은 후막 형태의 압전 세라믹에 대해 연마 공정을 수행한 단층 박막이거나, 코팅 또는 스크린 프린팅 등의 방법으로 압전 소재를 적층한 적층 압전 세라믹 등을 포함한다. Here, the piezoelectric layer is a single-layer thin film obtained by performing a polishing process on a piezoelectric ceramic of a thick film type, or a laminated piezoelectric ceramics obtained by laminating a piezoelectric material by a method such as coating or screen printing.

또한, 압전층은 사각형뿐만 아니라, 원형, 타원형 및 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.In addition, the piezoelectric layer may have various shapes such as a circle, an ellipse, and a polygon as well as a square.

다음, 압전 소자를 음향 진동판 상에 고탄성 댐핑물질을 이용하여 접착한다(S200). Next, the piezoelectric element is bonded to the acoustic diaphragm using a high-elasticity damping material (S200).

다음, 압전 소자가 접착된 음향 진동판에 연성 재질의 질량체를 부착한다(S300). Next, a mass of a soft material is attached to the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is bonded (S300).

질량체는 음향 진동판의 상부 또는 상하부에 부착하며, 음향 진동판의 상부에 부착시, 질량체는 음향 진동판의 장축 길이 방향으로 중앙을 따라 부착한다. 또한, 음향 진동판의 하부에 부착시, 상기 상부 질량체와 위치 상으로 겹치지 않도록 위치하고, 상기 음향 진동판의 하부 좌우편에 서로 평행하게 위치하도록 부착한다. The mass is attached to the upper or upper portion of the acoustic diaphragm, and when attached to the upper portion of the acoustic diaphragm, the mass adheres along the center in the longitudinal direction of the acoustic diaphragm. In addition, when attached to the lower part of the acoustic diaphragm, it is positioned so as not to overlap with the upper mass body in position, and is attached so as to be parallel to each other on the lower left and right sides of the acoustic diaphragm.

상기 상부 질량체와 상기 하부 질량체는 상기 음향 진동판의 단축 길이의 1/4 이상의 폭을 갖고, 상기 음향 진동판의 장축 길이보다는 짧은 길이를 갖는다. The upper mass and the lower mass have a width equal to or greater than 1/4 of the minor axis length of the acoustic diaphragm and have a length shorter than the major axis length of the acoustic diaphragm.

또한, 질량체는 음향 진동판의 분할 진동에 따른 진동의 뒤틀림을 개선하기 위해, 진동의 상호 엇갈린 변위를 제어하는 연성 재질로 형성되며, 연성 재질의 재료는 실리콘, 고무, 비닐, 우레탄 등을 포함한다. Further, the mass body is formed of a soft material that controls mutually staggered displacement of vibration to improve the distortion of the vibration due to the divided vibration of the acoustic diaphragm, and the material of the soft material includes silicon, rubber, vinyl, urethane and the like.

마지막으로, 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 프레임을 형성한다(S400). Finally, a frame is formed to surround the side surface of the acoustic diaphragm (S400).

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다. The foregoing description is merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

100, 200,...,1200: 압전소자 101, 103, 201,...,1201, 1203: 전극
110, 210,...,1210: 음향 진동판 140,240,...,1240: 댐핑물질층
120, 220,...,1220: 프레임 150,250,...,1250: 고탄성 접착제
460, 560,...,1260: 질량체 1290: 전면 보호캡
1295: 음향홀100, 200, ..., 1200: piezoelectric elements 101, 103, 201, ..., 1201, 1203:
110, 210, ..., 1210: acoustic diaphragm 140, 240, ..., 1240: damping material layer
120, 220, ..., 1220: frame 150, 250, ..., 1250: high elasticity adhesive
460, 560, ..., 1260: mass 1290: front protection cap
1295: Sound Hall

Claims (20)

압전층과, 상기 압전층의 상부 또는 상하부에 형성되어 상기 압전층에 전기신호를 인가하는 전극을 갖는 압전 소자;
상기 압전 소자 보다 면적이 넓고, 상기 압전 소자의 한면에 접착되는 음향진동판;
상기 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 부착되는 프레임;
상기 압전 소자가 부착된 음향 진동판의 상부에 부착되어 있는 적어도 하나 이상의 상부 질량체;및
상기 압전 소자가 부착된 음향 진동판의 하부에 부착되는 적어도 하나 이상의 하부 질량체;를 포함하고,
상기 음향 진동판은 이종접합 복합 구조 또는 나노복합소재로 형성된 단일구조이고 상기 이종접합 복합 구조는 제 1 음향 진동판과 제 2 음향 진동판이 접합된 구조이고,
상기 적어도 하나 이상의 하부 질량체는 상기 적어도 하나 이상의 상부 질량체와 수직방향에 있어 겹치지 않도록 배치되고,
상기 제 1 음향 진동판은 상기 제 2 음향 진동판 하부에 부착되고 상기 제 1 음향 진동판은 상기 제 2 음향 진동판보다 영률이 낮은 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. A piezoelectric device comprising: a piezoelectric layer; and a piezoelectric element formed on an upper portion or upper and lower portions of the piezoelectric layer and having an electrode for applying an electric signal to the piezoelectric layer;
An acoustic diaphragm having an area larger than that of the piezoelectric element and bonded to one surface of the piezoelectric element;
A frame attached to surround the side surface of the acoustic diaphragm;
At least one upper mass attached to an upper portion of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is attached;
And at least one lower mass attached to a lower portion of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is attached,
Wherein the acoustic diaphragm is a single structure formed of a heterojunction composite structure or a nanocomposite material and the heterojunction composite structure is a structure in which a first acoustic diaphragm and a second acoustic diaphragm are bonded,
Wherein the at least one lower mass body is disposed so as not to overlap with the at least one upper mass body in the vertical direction,
Wherein the first acoustic diaphragm is attached to a lower portion of the second acoustic diaphragm and the first acoustic diaphragm has a lower Young's modulus than the second acoustic diaphragm. 제1항에 있어서, 상기 상부 질량체는 상기 음향 진동판의 장축 길이 방향으로 중앙을 따라 부착되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the upper mass is attached along the center in the longitudinal direction of the longitudinal axis of the acoustic diaphragm. 제2항에 있어서, 상기 하부 질량체는 상기 음향 진동판의 하부 좌우편에 서로 평행하게 위치하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 2, wherein the lower mass is positioned parallel to the lower right and left sides of the acoustic diaphragm. 제1항에 있어서, 상기 상부 질량체 또는 상기 하부 질량체는 상기 음향 진동판의 단축 길이의 1/4 이상의 폭을 갖고, 상기 음향 진동판의 장축 길이보다는 짧은 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the upper mass or the lower mass has a width of at least 1/4 of a minor axis length of the acoustic diaphragm, and has a length shorter than a major axis length of the acoustic diaphragm. 제1항에 있어서,
상기 압전층의 소재는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, PVDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3) 및 BZT-BCT 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The method according to claim 1,
Characterized in that the material of the piezoelectric layer includes any one of PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, PVDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3) and BZT- Piezoelectric speaker with. 제1항에 있어서, 상기 압전층은 정상파 형성을 방지하기 위해 기울임 구조 또는 비대칭 구조로 상기 음향 진동판에 부착되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the piezoelectric layer is attached to the acoustic diaphragm in an inclined or asymmetric structure to prevent standing wave formation. 제1항에 있어서, 상기 제1 음향 진동판은 고무, 실리콘 및 우레탄 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the first acoustic diaphragm includes any one of rubber, silicone, and urethane. 제1항에 있어서, 상기 제2 음향 진동판은 플라스틱, 금속, 탄소나노튜브(CNT) 및 그래핀 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the second acoustic diaphragm includes any one of plastic, metal, carbon nanotube (CNT), and graphene. 제1항에 있어서, 상기 나노복합소재는 폴리머와 탄소나노튜브(CNT) 또는 그래핀을 포함하는 나노구조물질을 합성하여 형성되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the nanocomposite material is formed by synthesizing a polymer and a nanostructure material including carbon nanotube (CNT) or graphene. 제1항에 있어서, 상기 제1 음향 진동판과 상기 제2 음향 진동판은 접합, 코팅 중 증착 중 어느 하나의 방법을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.The piezoelectric speaker according to claim 1, wherein the first acoustic diaphragm and the second acoustic diaphragm are formed by using any one of bonding and deposition during coating. 제1항에 있어서, 상기 제1 음향 진동판은 상기 제2 음향 진동판에 비해 면적이 넓고 상기 프레임에 고정되어 있으며, 상기 제2 음향 진동판은 상기 프레임과 이격되어 구성되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.The piezoelectric transducer according to claim 1, wherein the first acoustic diaphragm has a larger area than the second acoustic diaphragm and is fixed to the frame, and the second acoustic diaphragm is spaced apart from the frame. speaker. 제11항에 있어서, 상기 제2 음향 진동판이 없는 제1 음향 진동판의 소정 영역에 주름이 형성되어 유연성을 더하는 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.12. The piezoelectric speaker according to claim 11, wherein a predetermined area of the first acoustic diaphragm without the second acoustic diaphragm is formed with a corrugation to add flexibility. 제1항에 있어서, 상기 제2 음향 진동판은 상기 프레임과 이격되어 음향 진동판의 중앙에 위치하고,
상기 제1 음향 진동판은 상기 프레임과 상기 제2 음향 진동판의 사이에 위치하며, 압전 스피커 전면부 방향으로 휘어진 굴곡 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.2. The acoustic transducer according to claim 1, wherein the second acoustic diaphragm is located at the center of the acoustic diaphragm,
Wherein the first acoustic diaphragm is located between the frame and the second acoustic diaphragm and has a bent shape bent toward the front surface of the piezoelectric speaker. 제1항에 있어서, 상기 프레임은 상기 음향 진동판의 후면의 음향 방사를 봉쇄하는 인클로저 형태로 구성되고, 상기 음향 진동판의 하부면과 이격되어 일정 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커.The piezoelectric speaker as claimed in claim 1, wherein the frame is configured in an enclosure shape for blocking acoustic radiation on a rear surface of the acoustic diaphragm, and is spaced apart from a lower surface of the acoustic diaphragm to form a certain space. 제14항에 있어서, 압전 스피커의 전면을 하우징하고, 전면에 복수의 음향홀이 마련되어 있는 보호캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커. 15. The piezoelectric speaker according to claim 14, further comprising a protection cap housing a front surface of the piezoelectric speaker and having a plurality of acoustic holes in the front surface thereof. 음향 진동판 상에 압전 소자를 고탄성 댐핑물질을 이용하여 접착하는 압전 소자 접착 단계;
상기 압전 소자가 접착된 음향 진동판의 상부에 연성 재질의 질량체를 음향 진동판의 장축 길이 방향으로 중앙을 따라 부착하는 상부 질량체 부착 단계;
상기 상부 질량체 부착 단계 이후에, 상기 음향 진동판의 하부에 하부 질량체를 부착하는 하부 질량체 부착 단계;및
상기 음향 진동판의 측면을 둘러싸는 형태로 프레임을 부착하는 프레임 부착 단계;를 포함하고
상기 음향 진동판은 이종접합 복합 구조 또는 나노복합소재로 형성된 단일구조이고, 상기 이종접합 복합 구조는 제 1 음향 진동판과 제 2 음향 진동판이 접합된 구조이고,
상기 하부 질량체는 상기 상부 질량체와 수직방향에 있어서 겹치지 않도록 배치되고,
상기 제 1 음향 진동판은 상기 제 2 음향 진동판 하부에 부착되고 상기 제 1 음향 진동판은 상기 제 2 음향 진동판보다 영률이 낮은 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커 제조 방법. A piezoelectric element bonding step of bonding a piezoelectric element on an acoustic diaphragm using a high-elasticity damping material;
An upper mass attaching step of attaching a mass of soft material to the upper portion of the acoustic diaphragm to which the piezoelectric element is bonded, along the center in the longitudinal direction of the acoustic diaphragm;
Attaching the lower mass to the lower portion of the acoustic diaphragm after the upper mass attaching step;
And a frame attaching step of attaching the frame so as to surround the side surface of the acoustic diaphragm
Wherein the acoustic diaphragm is a single structure formed of a heterojunction composite structure or a nanocomposite material, and the heterojunction composite structure is a structure in which a first acoustic diaphragm and a second acoustic diaphragm are joined,
Wherein the lower mass body is disposed so as not to overlap with the upper mass body in the vertical direction,
Wherein the first acoustic diaphragm is attached to a lower portion of the second acoustic diaphragm and the first acoustic diaphragm has a lower Young's modulus than the second acoustic diaphragm. 제16항에 있어서,
상기 하부 질량체는 상기 상부 질량체와 겹치지 않도록 위치하고, 상기 음향 진동판의 하부 좌우편에 서로 평행하게 위치하도록 부착하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커 제조 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the lower mass body is positioned so as not to overlap with the upper mass body and is attached so as to be parallel to each other on the lower left and right sides of the acoustic diaphragm. 제17항에 있어서, 상기 상부 질량체와 상기 하부 질량체는 상기 음향 진동판의 단축 길이의 1/4 이상의 폭을 갖고, 상기 음향 진동판의 장축 길이보다는 짧은 길이를 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 질량체를 가진 압전 스피커 제조 방법.


18. The piezoelectric vibrator according to claim 17, wherein the upper mass and the lower mass are formed to have a width equal to or greater than 1/4 of the minor axis length of the acoustic diaphragm and to have a length shorter than the major axis length of the acoustic diaphragm. Method of manufacturing a speaker.


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