KR102198700B1 - 박막 스피커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명한 구조로 이루어짐과 더불어 구조가 간단하고 가벼우며 출력 음량을 제고할 수 있도록 된 박막 스피커에 관한 것이다. 본 발명에 따른 박막 스피커는 전기적인 음성신호를 이용하여 음향을 생성하도록 된 박막 스피커에 있어서, 투명한 재질로 구성되는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 투명한 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성됨과 더불어 투명한 도전성 물질로 구성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되며, 상기 강유전체층은 중앙 부분이 양측면에 비해 두께가 크도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

박막 스피커{Thin Film Speaker}

본 발명은 투명한 구조로 이루어짐과 더불어 구조가 간단하고 가벼우며 출력 음량을 제고할 수 있도록 된 박막 스피커에 관한 것이다.

최근 정보통신기기의 경박단소화가 진행되면서 이들 정보기기에 채용되는 스피커의 경우에도 소형화가 급속도로 진행되고 있다. 스피커의 소형화에 가장 적합한 것으로서 박막 스피커 또는 평판 스피커가 주목받고 있다.

박막 스피커는 예컨대 압전 세라믹 등으로 구성되는 압전소자를 이용하여 진동판이나 진동 패널을 진동시킴으로써 전기적인 신호를 물리적인 음파에너지로 변동하도록 된 것이다. 이러한 박막 스피커 등에 대해서는 특허출원 10-2001-0015695, 10-2001-0033419, 10-2001-0078293, 특허등록 10-0533714, 10-1367453, 실용등록 20-0350350 등에 개시되어 있다.

진동 패널의 진동이 주변 매질, 즉 공기를 진동시킴으로써 음파 에너지를 생성하게 된다. 따라서 스피커의 출력 음량을 제고하기 위해서는 진동 패널의 상하 진동 변위량을 증가시키는 것이 요구된다.

그러나 박막 스피커의 크기가 축소됨에 따라 박막 스피커의 출력 음량을 제고하는데는 한계가 있게 되고, 박막 스피커의 크기를 키우게 되면 박막 스피커의 사용 용도가 제한되게 되므로 박막 스피커의 사용상 많은 제약이 따르게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 박막 스피커를 투명화 함으로써 그 설치 장소에 대한 제약을 제거할 수 있도록 된 박막 스피커를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 출력음량을 제고할 수 있도록 된 박막 스피커를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 박막 스피커는 전기적인 음성신호를 이용하여 음향을 생성하도록 된 박막 스피커에 있어서, 투명한 재질로 구성되는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 투명한 재질의 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성됨과 더불어 투명한 도전성 재질로 구성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되며, 상기 강유전체층은 중앙 부분이 양측면에 비해 두께가 크도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전 물질이 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 PVDF가 β상 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전체층에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동패널의 상면 중앙 부분에는 1개 이상의 홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 크기는 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 형상은 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 패널의 양측 상면에는 1개 이상의 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 돌기의 크기는 다른 돌기와는 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 돌기의 형상은 다른 돌기와는 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 박막 스피커는 전기적인 음성신호를 이용하여 음향을 생성하도록 된 박막 스피커에 있어서, 투명한 재질로 구성되는 프레임과, 상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고, 상기 진동 패널은 투명한 재질의 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성됨과 더불어 투명한 도전성 재질로 구성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되며, 상기 강유전체층은 양측면이 중앙 부분에 비해 두께가 크도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전 물질이 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 PVDF가 β상 PVDF인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 강유전체층에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동 패널의 중앙 부분에는 1개 이상의 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 돌기의 크기는 다른 돌기와는 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 돌기가 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 돌기의 형상은 다른 돌기와는 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 진동패널의 양측 상면에는 1개 이상의 홈이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 크기는 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈이 2개 이상 구비되고, 적어도 하나의 홈의 형상은 다른 홈과 다르게 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 박막 스피커가 투명한 재질로 구성되어 전체적으로 투명한 박막 스피커가 구현된다. 또한 박막 스피커를 구성하는 강유전체층의 중앙 부분에 다수의 홈을 형성하여 강유전 필름과 공기와의 접촉 면적을 넓힘으로써 박막 스피커의 출력 음량을 제고할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 스피커의 단면구성을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1에서 진동 패널(20)의 구체적인 구성을 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 패널(30)의 다른 구성 예를 나타낸 단면도.
도 4는 도 3에 나타낸 진동 패널(30)의 외관 형상을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동 패널(50)의 또 다른 구성 예를 나타낸 단면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 나타낸 것으로서, 이러한 실시예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 박막 스피커의 단면구조를 나타낸 단면도이고,

도면에서 박막 스피커는 프레임(10)과, 이 프레임(10)의 상측에 결합되는 진동패널(20)을 구비한다.

상기 프레임(10)은 예컨대 폴리염화비닐(PVC)이나 폴리우레탄(PU) 등의 투명한 재질로 구성된다. 또한 프레임(10)을 구성하는 재질로서는 특정한 것에 한정되지 않고 유리나 아크릴 등과 같이 투명성이 보장되는 임의의 재질을 바람직하게 적용하여 실시할 수 있다.

진동 패널(20)은 투명한 재질로 구성된다. 이 진동 패널(20)은 외부로부터 전기적인 음성신호가 인가되면 상하로 진동하여 주변의 공기를 진동시킴으로써 음향신호를 발생시키게 된다.

도 2는 도 1에서 진동 패널(20)의 단면 구성을 나타낸 단면도이다. 진동 패널(20)은 강유전 필름으로 구성되는 강유전체층(21)과, 이 강유전체층(21)의 상, 하측에 각각 결합되는 제1 및 제2 도전층(22), 이 제1 및 제2 도전층(22)에 결합되는 전극(23)을 구비하여 구성된다.

상기 강유전체층(21)은 투명한 특성을 갖는 강유전 물질로 구성된다. 이때 강유전 물질로서는 PVDF로 구성되고, 보다 바람직하게는 β상을 갖는 PVDF로 구성된다. 또한 보다 바람직하게는 상기 강유전체층(21)에는 예컨대 철(Fe) 등의 금속 물질이 혼합된다. 이때 금속 물질이 혼합비는 대략 2 중량% 이하로 설정된다.

상기 β상 PVDF 필름은 통상적인 방법으로 PVDF 필름을 형성하고, 이를 β상을 나타내는 온도, 예컨대 65도에서 PVDF 필름을 급속 냉각하는 방법으로 구현한다.

상기 제1 및 제2 도전층(22)으로서는 예컨대 SnO2, ITO, TCO, FTO, ZnO, CNT등의 투명한 재질의 것이 이용된다. 그리고 제1 및 제2 도전층(22)에는 금속, 바람직하게는 투명한 재질로 구성되는 전극(23)이 전기적으로 결합된다.

상기한 구성으로 된 박막 스피커는 프레임(10)과 진동 패널(20)이 모두 투명한 재질로 구성된다. 따라서 박막 스피커는 전체적으로 투명한 특성을 나타낸다.

또한 통상적인 박막 스피커에 있어서는 강유전체층의 두께를 전체적으로 평탄하게 제조한다. 그러나 본 실시예에 있어서는 강유전체층(21)의 중앙 부분의 두께가 양측면에 비해 크도록 설정된다. 따라서 본 실시예의 박막 스피커는 진동 패널(20)의 전체적인 무게 중심이 중앙 부분에 위치하게 됨으로써 외부 전기신호에 의해 강유전체층이 진동하게 될 때 측면 부분에 비해 중앙 부분의 변위폭이 커지게 된다. 그리고 이러한 현상은 박막 스피커의 출력 음량을 증대하는 효과를 제공하게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 진동 패널(30)의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 4는 그 외관형상을 나타낸 사시도이다. 또한 도 3 및 도 4에서는 도 2에서 전극(23)은 그 도시를 생략하였다.

본 실시예에 있어서는 도 2의 실시예와 마찬가지로 강유전체층(31)의 중앙 부분이 양측면에 비해 두께가 크게 설정되면서 중앙부 상면에는 다수의 홈(311)이 형성된다. 그리고 강유전체층(31)의 상측 및 하측면에는 제1 및 제2 도전층(31, 32)이 형성된다.

본 실시예에서 상기 홈(311)은 반구 형상으로 이루어지는데, 여기서 상기 홈(311)의 형상이나 크기는 특정한 것에 한정되지 않는다. 또한 본 실시예에서 바람직하게는 상기 홈(311)은 다수개 구비되고, 이 홈(311)들의 크기나 형상이 서로 다르게 설정될 수 있다.

본 실시예의 박막 스피커는 도 1 및 도 2의 실시예와 마찬가지로 도전층(32)을 통해 전기적인 음성신호가 인가되면, 그 음성신호에 따라 강유전체층(31)이 진동하면서 진동패널(30)이 상하로 진동하게 된다. 그리고 이러한 진동에 의해 그 진동 에너지가 매질, 즉 진동 패널(30)을 에워싸고 있는 공기를 진동시키게 되고 이러한 공기의 진동이 음파 에너지로서 방사되게 된다.

본 실시예에서 진동패널(30)의 상면에는 다수의 홈(311)이 형성된다. 이 홈(311)의 진동패널(30)과 매질, 공기와의 접촉 면적을 확대시키게 된다. 이에 따라 진동패널(30)의 진동에너지는 보다 효과적으로 공기를 진동시키게 된다. 특히 홈(311)은 진동패널(30)의 진동에너지를 매질의 특정 방향으로 집중시켜 전달함으로써 박막 스피커로부터 방출되는 음파에너지가 다방향으로 분산되는 것을 최소화하게 된다. 즉 박막 스피커의 지향성이 향상된다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 진동 패널(50)의 구성을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 있어서도 강유전체층(51)의 상측 및 하측면에 도전층(52)이 형성된다. 그러나 본 실시예에서는 상술한 실시예와 달리 강유전체층(51)의 중앙 부분에 비해 양측면의 두께가 보다 크도록 설정된다.

본 실시예에 있어서는 도 1에서 프레임(10)에 의해 지지되는 측면의 강유전체층(51)의 두께를 크게 하여 강유전체층(51)의 진동수를 제어함으로써 저음역에 대한 음향 특성을 보다 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 그리고 그 밖의 동작은 상술한 실시예와 동일하므로 보다 구체적인 설명은 생략한다.

이상으로 본 발명에 따른 실시예를 설명하였다. 본 발명에 있어서는 강유전체층의 두께를 중앙 부분과 양측면이 서로 다르도록 설정하여 박막 스피커의 주파수 특성을 변경시킴으로써 특히 박막 스피커의 저음역에 대한 주파수 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 예를 들어 도 3 및 도 4의 실시예에 있어서는 강유전체층(31)의 상면에 홈(311)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 상기 홈(311) 대신에 예컨대 반원형의 돌기를 형성하는 경우에도 진동 패널(30)과 공기와의 접촉면적을 효과를 얻을 수 있다.

또한 이 경우에도 돌기의 형상이나 크기는 특정한 것에 한정되지 않는다. 또한 돌기가 다수개 구비되면서 돌기들의 크기나 형상이 서로 다르게 설정될 수 있다.

또한 도 3에서 강유전체층(31)의 중앙 부분에는 홈(311)을 형성하면서 양측면의 상측에는 돌기를 형성하고, 반대로 도 5의 실시예에 있어서는 강유전체층(51)의 중앙 부분에 돌기를 형성하면서 양측면에 홈을 형성하는 방법도 바람직하게 채용할 수 있다.

10 : 프레임, 20 : 진동패널,
21 : 강유전체층, 22 : 도전층,
23 : 전극.

Claims (25)

1. 전기적인 음성신호를 이용하여 음향을 생성하도록 된 박막 스피커에 있어서,
   투명한 재질로 구성되는 프레임과,
   상기 프레임의 상측에 결합되는 진동패널을 구비하여 구성되고,
   상기 진동 패널은 투명한 재질의 강유전 물질로 구성되는 강유전체층과, 상기 강유전체층의 상측 및 하측에 형성됨과 더불어 투명한 도전성 재질로 구성되는 제1 및 제2 전극층 및, 상기 제1 및 제2 전극층에 각각 전기적으로 결합되는 전극을 구비하여 구성되며,
   상기 강유전체층은 중앙 부분이 양측면에 비해 두께가 크도록 설정되는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강유전 물질이 PVDF인 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
3. 제2항에 있어서,
   상기 PVDF가 β상 PVDF인 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 강유전체층에 금속이 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
5. 제1항에 있어서,
   상기 진동패널의 상면 중앙 부분에는 1개 이상의 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
6. 제5항에 있어서,
   상기 홈이 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 진동 패널의 양측 상면에는 1개 이상의 돌기가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
10. 제9항에 있어서,
    상기 돌기가 반구형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 스피커.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
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22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제

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