KR20080075303A - Piezoelectric polymer speaker and method of manufacture thereof - Google Patents

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Abstract

A piezoelectric polymer speaker and a manufacturing method thereof are provided to minimize loss of a piezoelectric polymer sheet by forming conductive polymer films without cutting the piezoelectric polymer sheet. A piezoelectric polymer speaker includes a piezoelectric polymer film(200), a polymer conductor film(202), an electrode(204), and a terminal(206). The piezoelectric polymer film has a predetermined shape and is surface-treated by using a corona method. The polymer conductor film is coated on both sides of the piezoelectric polymer film by being mixed with a binder and supplies the piezoelectric polymer film with power. The electrode is formed to be extended along an edge of the polymer conductor film. The terminal is extended outside the polymer conductor film from the electrode.

Description

압전 폴리머 스피커 및 그의 제조방법{Piezoelectric polymer speaker and method of manufacture thereof}Piezoelectric polymer speaker and method of manufacture

도 1은 종래기술에 따른 압전 폴리머 스피커의 전면도.1 is a front view of a piezoelectric polymer speaker according to the prior art.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압전 폴리머 스피커의 전면도.2 is a front view of a piezoelectric polymer speaker according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압전 폴리머 스피커의 고분자 전도체막의 저항값에 따른 주파수별 음압을 도시한 그래프.Figure 3 is a graph showing the sound pressure for each frequency according to the resistance value of the polymer conductor film of the piezoelectric polymer speaker according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 압전 폴리머 쉬트 102 : 고분자 전도체막100: piezoelectric polymer sheet 102: polymer conductor film

104 : 동선 테이프 전극 106 : 동선 테이프 단자104: copper wire tape electrode 106: copper wire tape terminal

200 : 압전 폴리머 필름 202 : 고분자 전도체막200 piezoelectric polymer film 202 polymer conductor film

204 : 전극 206 : 단자204: electrode 206: terminal

208 : 보강 테이프208: Reinforcement Tape

본 발명은 압전 폴리머 스피커에 관한 것으로 고분자 쉬트의 양면에 전도성을 띄는 막을 형성함에 있어 별도로 쉬트를 가공함이 없이 바인더를 포함하는 전도성 고분자를 사용하여 쉬트 양면에 막이 형성되도록 하는데 특징이 있다.The present invention relates to a piezoelectric polymer speaker, and in forming a conductive film on both sides of the polymer sheet, the film is formed on both sides of the sheet using a conductive polymer including a binder without processing the sheet separately.

근래에 들어 가전제품의 소형화, 박막화 추세에 따라 기존의 방식을 이용한 스피커를 대신하여 얇은 압전소자를 이용한 필름형 스피커가 개발되기 시작하였다.In recent years, in accordance with the trend of miniaturization and thinning of home appliances, film-type speakers using thin piezoelectric elements have been developed in place of the conventional speakers.

필름형 스피커란, 전압을 가할 경우 기계적 진동을 일으키게 되는 압전소자의 특성을 이용하여 음향신호를 재생할 수 있도록 구성된 스피커를 말한다.The film-type speaker refers to a speaker configured to reproduce an acoustic signal by using a characteristic of a piezoelectric element that causes mechanical vibration when a voltage is applied.

기존스피커는 소리로 변환된 전기가 전자석을 연결했다 떨어뜨렸다 하면, 이때 발생하는 떨림이 진동판에 전달돼 공기를 진동시키는 원리로 작동한다.Conventional speakers operate on the principle that vibrations of air are transmitted to the diaphragm when the electricity converted to sound connects and drops the electromagnet.

이러한 효과(소리를 내는 것)를 내기 위해서는 원추형이나 타원형과 같은 무겁고 고정된 모양을 가진 넓은 공간을 차지하는 장치(스피커)가 필요했는데, 이러한 장치를 만들기 위해서는 기존 스피커의 기본 소재인 세라믹스를 고온에서 성형하는 등 여러 제조공정이 필요하므로 복잡한 생산라인과 많은 인원이 소요되는 문제가 있다. 그리고 기존 스피커는 한정된 크기로 인쇄가 불가능할 뿐만 아니라 디자인의 제약이 있고 형태의 변형이 불가능한 문제가 있다. 그리고 높은 음역대역 위해 기능에 맞는 스피커를 첨부해야하는 문제가 있다. To produce this effect (sounding), a large-spaced device (speaker) with a heavy, fixed shape, such as a cone or an ellipse, was required.To make such a device, ceramics, the basic material of a conventional speaker, were molded at high temperature. Since several manufacturing processes are required, there is a problem that requires a complicated production line and a large number of people. In addition, the existing speaker is not only limited to printing in a limited size, but also has a design limitations and forms of deformation is impossible. In addition, there is a problem in that a speaker corresponding to the function needs to be attached to the high range.

이러한 문제를 해결하기 위해 필름스피커가 개발되었다. To solve this problem, film speakers have been developed.

플라즈마 이온공법을 응용한 표면개질 기술을 이용하여 재료의 표면을 물과 친한 성질(친수성), 혹은 물을 멀리하는 성질(소수성)로 변화시켜 금속이나 전도성 물질이 붙지 않아 스피커 소재로 사용할 수 없었던 이불소화비닐(Poly Vinylidene Fluoride : PVDF)을 압전 성질을 갖는 특수 플라스틱으로 표면성질을 바꿔 전극을 형성함으로써 기존 스피커와 같은 용도로 사용할 수 있게 한 특수스피커이다. 상온에서 PVDF 필름의 표면을 친수성으로 바꾸어 전극을 형성함으로써 스피커로 기능 할 수 있다.Using the surface modification technology applying plasma ion method, the surface of the material is changed into water-friendly property (hydrophilic) or water-free property (hydrophobic) so that the metal or conductive material does not adhere to the quilt, which could not be used as a speaker material Polyvinylidene Fluoride (PVDF) is a special plastic with piezoelectric properties. It is a special speaker that can be used for the same purpose as existing speakers by forming electrodes by changing the surface properties. At room temperature, the surface of the PVDF film is made hydrophilic to form an electrode, which can function as a speaker.

압전이란 압력(물리적 변형)이 전기로 바뀌는 것으로 1880년 큐리 형제에 의해 발견됐다. 이와 반대로 재료의 양쪽에 전기를 흘려주면 물리적 변형(힘)을 일으키는 것도 압전 현상에 속하는데, 필름 스피커는 바로 이 원리를 이용해 얇은 압전 플라스틱 필름 양쪽에 전기를 흘려보냄으로써 필름을 진동시켜 소리를 만들어낸다. 필름 스피커가 완전히 동작하려면 압전 플라스틱 양쪽으로 전기가 흐를 수 있도록 금속이나 산화물 전도체 등 전극물질을 부착시켜야 한다. 압전 필름과 같은 고분자 재료는 소수성이라는 특성을 지니는데, 소수성 때문에 필름 위에 전극물질을 붙이기가 쉽지 않은 문제가 있다. Piezoelectricity is the transformation of pressure (physical deformation) into electricity, discovered by the Currie brothers in 1880. On the contrary, when the electricity is applied to both sides of the material, it is the piezoelectric phenomenon that the film speaker uses this principle to make the sound by vibrating the film by sending electricity to both sides of the thin piezoelectric plastic film. Serve In order for the film speaker to work fully, it is necessary to attach electrode materials such as metal or oxide conductors to allow electricity to flow on both sides of the piezoelectric plastic. Polymeric materials, such as piezoelectric films, have the property of hydrophobicity, which makes it difficult to attach the electrode material on the film due to hydrophobicity.

도 1은 종래기술에 따른 필름형 스피커의 전면도 이다. 1 is a front view of a film type speaker according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 종래기술에 의한 필름형 스피커는 전압에 의하여 기계적 진동을 일으키는 압전 폴리머 쉬트(100)와 압전 폴리머 쉬트(100) 양면에 도포된 고분자 전도체막(102)과 압전 폴리머쉬트(100) 양면에 도포 된 각 고분자 전도체막(102)의 일측면에 형성된 동선 테이프 전극(104) 및 동선 테이프 단자(106)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the film-type speaker according to the related art has a piezoelectric polymer sheet 100 and a piezoelectric polymer sheet coated on both surfaces of the piezoelectric polymer sheet 100 and the piezoelectric polymer sheet 100 that generate mechanical vibrations due to voltage. 100) copper wire tape electrodes 104 and copper wire tape terminals 106 formed on one side of each polymer conductor film 102 coated on both surfaces thereof.

따라서 동선 테이프로 형성된 단자(106)에 출력전압을 공급하게 되면, 동선 테이프 전극(104)이 고분자 전도체막(102)에 출력전압을 공급하고, 각 고분자 전도 체막(102)의 전위차에 의해 전압차가 발생하며, 이러한 전압에 따라 압전 폴리머 쉬트(100)가 진동되면서 고유의 음을 발생시키게 되는 것이다.Therefore, when the output voltage is supplied to the terminal 106 formed of copper wire tape, the copper wire electrode 104 supplies the output voltage to the polymer conductor film 102, and the voltage difference is caused by the potential difference between the polymer conductor films 102. In response to the voltage, the piezoelectric polymer sheet 100 vibrates to generate unique sound.

그러나 이러한 구성을 가진 종래기술에 따른 필름형 스피커의 압전 폴리머 쉬트(100)는 그 화학적 특성으로 인하여 압전 폴리머 쉬트(100)에 전도성 고분자를 도포하여 고분자 전도체막(102)을 형성하기 힘들다는 문제점이 있었다.However, the piezoelectric polymer sheet 100 of the film type speaker according to the related art having such a configuration is difficult to form the polymer conductor film 102 by applying a conductive polymer to the piezoelectric polymer sheet 100 due to its chemical properties. there was.

또한, 전도성 고분자가 고르게 도포 되지 않아 불균일한 고분자 전도체막(102)이 형성되어 필름형 스피커의 출력이 일정하지 않으며, 일정한 수준의 음질이 보장되지 않는다는 문제점이 있었다.In addition, since the conductive polymer is not evenly applied, a non-uniform polymer conductor film 102 is formed, and thus the output of the film-type speaker is not constant, and there is a problem that a certain level of sound quality is not guaranteed.

압전 폴리머 쉬트의 표면개질 방법으로는 특허 제0327557호 '압전 폴리머 스피커를 포함하는 음향장치'에는, 진공하에서 이온보조반응방법으로 표면처리한 소정형상의 고분자 쉬트, 상기 고분자 쉬트의 양면에 도포된 전도성 고분자막으로 구성된 전극, 상기 전극에 증폭된 외부 음원 신호를 인가하는 단자, 상기 고분자 쉬트의 기계적 진동을 유발하여 음을 방사하는 압전 폴리머 스피커로 이루어진 압전 폴리머 스피커를 포함하는 음향장치 발명이 개시되어 있다.As a surface modification method of a piezoelectric polymer sheet, Patent No. 0327557, "Acoustic device including a piezoelectric polymer speaker," has a predetermined shape of a polymer sheet surface-treated by an ion assist reaction method under vacuum, and conductive coating applied to both surfaces of the polymer sheet. Disclosed is an acoustic apparatus including a piezoelectric polymer speaker comprising an electrode composed of a polymer film, a terminal for applying an amplified external sound source signal to the electrode, and a piezoelectric polymer speaker that emits sound by causing mechanical vibration of the polymer sheet.

위 발명에 의하면 이온 보조 반응법을 이용하여 폴리머 물질의 표면 개질을 하여야 하는데, 진공상태 하에서 반응성 가스가 산소, 질소, 수소, 암모니아, 일산화탄소 및 이들의 혼합가스 중에서 선택되는 반응성 가스를 폴리카보네이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리아미드, 테프론, PVDF, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리올레핀계 수지 및 실리콘 러버 등을 포함하는 고분자 표면에 직접 불어 넣어주면서, 아르곤, 산소, 공기, 크립톤 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 조사 량이 1×1014 ~5×1017 이온/㎤이며, 0.5 KeV ~ 2.5 KeV 범위의 에너지를 가진 이온입자를 고분자 표면에 조사하며 고분자 표면의 접촉각을 감소시키거나 접착력을 증대시키는 것으로 이루어지는 고분자 표면의 개질방법으로 이온 보조 반응 방법을 사용하는 것이다.According to the above invention, the surface modification of the polymer material should be performed by using an ion assisted reaction method. The reactive gas selected from oxygen, nitrogen, hydrogen, ammonia, carbon monoxide, and a mixture thereof under vacuum is polycarbonate, poly Irradiation selected from argon, oxygen, air, krypton and mixtures thereof, while blowing directly onto the surface of the polymer including methyl acrylate, polyamide, teflon, PVDF, polyethylene terephthalate, polyethylene, polyolefin resins and silicone rubber The amount of 1 × 10 14 to 5 × 10 17 ions / cm 3, ion particles having an energy in the range of 0.5 KeV to 2.5 KeV are irradiated onto the surface of the polymer, and the contact surface of the polymer surface is reduced or the adhesion is increased. As a reforming method, an ion assisted reaction method is used.

그러나 이러한 이온 반응 방법으로 폴리머의 표면을 개질하기 위해서는 진공상태에서 공정이 이루어져야 하는 문제점뿐만 아니라 진공상태로 되는 공간의 한계로 인하여 폴리머의 길이를 절단하여 작업하게 되어 폴리머 쉬트가 불필요하게 손실되어야 하는 문제가 있다. However, in order to modify the surface of the polymer by such an ionic reaction method, not only the process must be performed in a vacuum state but also the problem that the polymer sheet is unnecessarily lost due to cutting the length of the polymer due to the limitation of the space to be in a vacuum state. There is.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 폴리머 쉬트의 표면을 개질 함이 없이 폴리머 쉬트의 양면에 전도성 고분자막이 형성되는 압전 폴리머 스피커를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a piezoelectric polymer speaker in which a conductive polymer film is formed on both surfaces of a polymer sheet without modifying the surface of the polymer sheet.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 소정 형상의 압전 폴리머 필름;상기 압전 폴리머 필름의 양면에 바인더와 혼합하여 도포 되며, 상기 압전 폴리머 필름에 전원을 공급하는 고분자 전도체막; 상기 각 고분자 전도체막의 테두리를 따라 연장되어 형성되는 전극; 및 상기 각 전극으로부터 상기 각 고분자 전도체막의 외측으로 연장되어 형성되는 단자를 포함하여 이루어지는 압전 폴리머 스피커를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a piezoelectric polymer film having a predetermined shape; a polymer conductor film which is applied by mixing with a binder on both sides of the piezoelectric polymer film and supplies power to the piezoelectric polymer film; Electrodes extending along edges of the polymer conductor films; And it provides a piezoelectric polymer speaker comprising a terminal extending from the respective electrodes to the outside of each of the polymer conductor film.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment for.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커의 전면도이다.2 is a front view of a film type speaker using a corona method according to an embodiment of the present invention.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커에 대하여 상세히 설명한다.With reference to the accompanying drawings will be described in detail a film-type speaker using a corona method according to an embodiment of the present invention.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커는 압전 폴리머 필름(200), 고분자 전도체막(202), 전극(204) 및 단자(206)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the film type speaker using the corona method according to the preferred embodiment of the present invention includes a piezoelectric polymer film 200, a polymer conductor film 202, an electrode 204, and a terminal 206. can do.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커는 보강 테이프(208)를 더 포함할 수 있다.In addition, the film type speaker using a corona method according to an embodiment of the present invention may further include a reinforcing tape (208).

압전 폴리머 필름(200)은 입력되는 전압에 따라 기계적으로 진동하여 전압에 상응하는 음향을 출력하게 된다.The piezoelectric polymer film 200 is mechanically vibrated according to the input voltage to output a sound corresponding to the voltage.

압전 폴리머 필름(200)은 압전소자의 역압전 현상을 이용한 것으로서, 역압전 현상이란 압전성을 가지는 결정판에 고주파 전압을 걸면 판이 주기적으로 신축하며, 특히 전압의 주파수를 판의 고유진동수에 맞추면 공진하여 판이 강하게 진동하게 되어 음이 발생 되는 현상을 말한다.The piezoelectric polymer film 200 uses a reverse piezoelectric phenomenon of a piezoelectric element. The reverse piezoelectric phenomenon is a plate that is periodically stretched when a high frequency voltage is applied to a crystal plate having piezoelectricity. In particular, when the frequency of the voltage is matched to the natural frequency of the plate, the plate is resonated. It is a phenomenon that sound is generated due to strong vibration.

본 발명에서는 압전 폴리머 필름(200)으로서 이불소화비닐(Poly Vinylidene Fluoride, PVDF) 필름을 이용하고 있으나, 이 이외에도 다양한 압전 폴리머 필름이 사용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.In the present invention, a polyvinyl fluoride (PVDF) film is used as the piezoelectric polymer film 200. However, it will be apparent to those skilled in the art that various piezoelectric polymer films may be used.

압전 폴리머 스피커에 있어서, 상기 고분자 쉬트는 PVDF (polyvinylidenfluoride) 와 그 유도체, HEP 등의 첨가물을 넣은 고분자 혼합물, VDF/TrFE(Vinylidenfluoride/Trifluoroethylene) 등의 코폴리머(copolymer)로 구성된 그룹에서 선택하여 형성할 수 있다. In the piezoelectric polymer speaker, the polymer sheet may be formed by selecting from a group consisting of a polymer mixture containing PVDF (polyvinylidenfluoride), a derivative thereof, an additive such as HEP, and a copolymer such as VDF / TrFE (Vinylidenfluoride / Trifluoroethylene). Can be.

압전판은 전기를 걸어주면 모양이 저절로 변형된다. 반대로 압전판에 압력을 주면 전류가 발생한다. 필름 스피커의 핵심 재료는 다름 아닌 PVDF (Poly Vinyli Dene Fluoride)라고 불리는 고분자 압전성 필름이다. PVDF는 융점 170- 185℃, 연속 사용온도는 120℃로서 불수수지 중에서는 최저이나, 사출성형, 압출성형 그 밖의 가공적성이 있고 기계적 특성이나 내후성이 뛰어나며 압전성이 있다. PVDF 쉬트 타입 또는 PVDF 필름은 분극이 되는 폴리머 중에서 가장 상용화되어 있으며 우수한 압전 및 초전 특성을 갖는다. The piezoelectric plate deforms itself by applying electricity. On the contrary, when pressure is applied to the piezoelectric plate, current is generated. The core material of the film speaker is none other than the polymer piezoelectric film called PVDF (Poly Vinyli Dene Fluoride). PVDF has a melting point of 170-185 ℃ and a continuous working temperature of 120 ℃, which is the lowest among insoluble resins, but it has injection molding, extrusion molding and other processability, and has excellent mechanical properties, weather resistance, and piezoelectricity. PVDF sheet type or PVDF film is the most commercialized among polarized polymers and has excellent piezoelectric and pyroelectric properties.

고분자 쉬트의 양면에는 전도성 고분자막을 형성하게 되는데, 상기 전도성 고분자막은 polyaniline, polythiophene, poly(3,4-ethylene dioxythiophene), polypyrrole, PPV(polyphenylenevinylene) 등의 전도성 고분자와 그의 유도체 등과 유기물 전도체 등으로 구성된 그룹에서 선택해서 형성된다. 이러한 전도성 고분자를 다양한 방식으로 조합하거나, 또는, 전도성 고분자 이외에 일정한 저항성 물질을 첨가함으로써, 고분자 전도체막(202)의 저항값을 다양하게 변경할 수 있다.On both sides of the polymer sheet, a conductive polymer film is formed. The conductive polymer film is a group consisting of conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, poly (3,4-ethylene dioxythiophene), polypyrrole, and polyphenylenevinylene (PPV), derivatives thereof, and organic conductors. It is formed by selecting from. By combining such conductive polymers in various ways, or by adding a certain resistive material in addition to the conductive polymer, the resistance value of the polymer conductor film 202 may be variously changed.

바인더는 전도성 충전재를 피착물과 밀착시킴과 동시에 충전재를 쇄상으로 연결시켜 전도성을 나타내게 하며, 전도성 도막의 물리적, 화학적 안정성을 부여하는 역할을 하는 것으로 사용 목적과 요구 특성에 따라 선정하게 되며, 에폭시 수지를 비롯한 폴리우레탄계, 실리콘계, 폴리이미드계, 페놀계, 폴리에스테르계 등의 고분자재료와 저융점 유리 등이 사용되고 있다. 이 외에 접착제의 작업성, 전도성 충전제의 분산성을 향상시키기 위해 적합한 용제, 첨가제 등으로 이루어져 있다. 한편 전도성 접착제에 있어서는 다음과 같은 특성이 요구된다. The binder makes the conductive filler closely adhered to the adherend and at the same time connects the filler in a chain form to show conductivity, and plays a role of conferring physical and chemical stability of the conductive coating film. Polymer materials such as polyurethane-based, silicone-based, polyimide-based, phenol-based, polyester-based, low melting point glass, and the like are used. In addition, it is composed of a suitable solvent, additives and the like to improve the workability of the adhesive, the dispersibility of the conductive filler. On the other hand, the following properties are required for the conductive adhesive.

1) 보존 안정성 및 가사시간1) Storage stability and pot life

3개월 이상은 점도 상승 등 변질되지 않고 안정해야 한다. 주제와 경화제로 분리된 형태의 경우, 혼합 후 가사시간이 적어도 8시간 이상은 필요하다. 전도성 접착제는 수지와 전도성 충전제의 복합재료로서 페이스트상 액체이기 때문에 전도성 충전제의 침강과 분리가 가능 한 적어야 한다. More than 3 months should be stable without deterioration such as viscosity increase. In the case of separate forms from the main and the hardener, a pot life of at least 8 hours after mixing is required. Since the conductive adhesive is a paste liquid as a composite material of the resin and the conductive filler, it should be as small as possible to settle and separate the conductive filler.

2) 작업성2) Workability

전도성 접착제는 통상 마이크로디스펜서를 이용하여 도포하고 있으므로 니들로부터의 토출량이 일정해야 하고 흘러내리지 않아야 한다. 이 외에 온도나 시간 변화에 따른 점도 변화가 적어야 한다. 또한 스크린 인쇄법에 사용할 경우, 양호한 인쇄적성이 요구되며 스크린상에서의 건조성 및 기포의 혼입에 주의하여야 한다. Since the conductive adhesive is usually applied using a micro dispenser, the discharge amount from the needle should be constant and not flow down. In addition, the viscosity change with temperature or time should be small. In addition, when used in the screen printing method, good printability is required, and care should be taken in the dryness and mixing of bubbles on the screen.

3) 경화조건 3) Curing condition

저온, 단시간 내에 경화하는 것이 이상적이다. 그러나 접착제의 반응속도는 온도에 비례하기 때문에 저온에서는 약간 시간이 길어지고, 고온에서는 매우 짧아진다. 개방 상태에서 경화할 경우 1액형은 150℃에서 30-60분, 2액형은 130℃에서 20-40분 정도가 표준이다. 최근에는 200℃에서 수십초 정도에서의 경화도 가능하게 되었다.It is ideal to cure at low temperature and in a short time. However, since the reaction rate of the adhesive is proportional to temperature, it is slightly longer at low temperatures and very short at high temperatures. In the case of curing in the open state, the one-component type is 30-60 minutes at 150 ° C and the two-component type is about 20-40 minutes at 130 ° C. In recent years, curing at about 200 ° C. for several tens of seconds has also become possible.

4) 전도성4) conductive

체적고유 저항치는 가능한 낮은 편이 좋으나 ρ=5X10 -4Ω·cm 이하가 바람직하다.It is preferable that the volume specific resistance is as low as possible, but ρ = 5X10 -4Ω · cm or less is preferable.

5) 접착강도5) Adhesive strength

접착강도는 30kg/㎤ 이상이 바람직하다. 또한 후가공에서 열을 가할 필요가 있을 경우 접착강도의 열화가 없어야 한다. The adhesive strength is preferably at least 30 kg / cm 3. In addition, if it is necessary to apply heat in post processing, there should be no deterioration in adhesive strength.

6) 불순물6) impurities

전기적 특성이 엄격한 분야에서는 할로겐 알칼리 금속 이온 등의 불순물 이온을 가능한 한 억제시켜야 한다. In fields with severe electrical characteristics, impurity ions such as halogen alkali metal ions should be suppressed as much as possible.

7) 경시 안정성 7) Stability over time

접착제는 일정 조건에서 경화한 후 열이력이 가해지면 서서히 경화가 진행된다. 따라서 경화 후에도 경시적으로 열화가 일어나지 않거나 적어야 한다. 열화의 원인은 전도성 충전제 및 수지 바인더의 산화, 체적팽창률 차이에 의한 접촉불량에 있다. 체적고유 저항은 은계 접착제의 경우 거의 저하되는 경향을 보이며, 접착제 강도의 경우도 통상 환경시험 조건하에서는 열에 의해 경화가 진행되어 접착강도의 상승이 일어난다.The adhesive cures under a certain condition and then gradually hardens when a heat history is applied. Therefore, deterioration does not occur over time even after curing. The cause of deterioration is the contact failure due to the oxidation of the conductive filler and the resin binder and the difference in volume expansion rate. The volume intrinsic resistance tends to be lowered in the case of silver-based adhesives, and in the case of adhesive strengths, under normal environmental test conditions, the curing proceeds by heat, resulting in an increase in adhesive strength.

한편, 본 발명에 의한 압전 폴리머 스피커는 압전 폴리머(특히 PVDF) 쉬트의 양 면에 전도성 고분자막을 형성함에 있어서 고분자 쉬트의 표면을 개질함이 없이 상기 전도성 고분자와 그 유도체 등과 유기물 전도체 등으로 구성된 그룹에서 선택된 물질에 바인더를 혼합하여 고분자 쉬트에 막을 형성한다.On the other hand, the piezoelectric polymer speaker according to the present invention in the formation of the conductive polymer film on both sides of the piezoelectric polymer (especially PVDF) sheet without modifying the surface of the polymer sheet in the group consisting of the conductive polymer and its derivatives and organic conductors, etc. The binder is mixed with the selected material to form a film on the polymer sheet.

전도성 고분자 물질에 혼합하는 바인더로는 기재필름에 따라 다음과 같은 관능기를 포함하는 바인더를 사용하여 접착력 등의 물성을 조절하게 된다. 아크릴, 우레탄, 에폭시, 아미드, 이미드, 에스터, 카르복실, 수산기 등의 관능기를 한 개 이상 포함하는 그룹에서 일 이상 선택하여 바인더로 사용한다. 전도성 접착제 수지로는 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 아크릴 수지, 폴리이미드 수지, 폴리술폰 에폭시 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지 필러 은, 구리, 금, 팔라듐, 은-팔라듐 합금, 탄소, 니켈 기타 용제 첨가제 경화제 첨가제 현재 실용적인 전도성 수지 재료로서는 전도성 접착제(ECA: 등방성 접착 제), 이방전도성 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film) 및 이방전도성 페 이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste)가 있으며, 모두 유기고분자화합 물을 매트릭스로 하여 전도성 미립자를 분산시킨 것이다. 이방전도성 재료 매트릭스와 전도성 필러의 배합비를 변경하면 경화물의 비저항이 변화된다. 전도성 필러를 서서히 감소시키면 이방전도성이 발현된다. 전도성 접착제가 전도성을 발현하는 원리에 대해서는 접착제 중에 분산되어 있는 전도성 필러가 경화 또는 고화 단계에서 필러와 필러의 접촉이 일어나 전도성을 발현하는 것이다. 전도성 접착제를 분류하면 상온 건조형, 상온 경화형, 열경화형, 고온 소성 형, UV 경화형 및 기타로 분류할 수 있다. 상온 건조형은 아크릴계 등 열가 소성 수지를 사용하고 있고, 용제를 포함하고 있으며, 상온 경화형은 2액형 으로 반응성이 높은 경화제를 사용하고 있다. 전도성 충전제로는 금, 백금, 은, 구리, 니켈 등의 금속분말, 카본 또는 카 본 섬유, 흑연 및 복합 분말 등이 사용되고 있다. 바인더로서는 에폭시계, 폴리우레탄계, 실리콘계, 폴리이미드계, 페놀계, 폴 리에스테르계 등의 고분자 재료와 저융점 유리 등이 사용되고 있다. 열경화형 전도성 접착제에 있어서는 에폭시계를 주로 바인더로 사용하고 있으며, 폴리파라반산이나 비스말레이미드 수지를 혼용하거나 마이크로캡슐화 함으로써 작업성과 안정성을 개선할 수 있다. 전도성 접착제에 요구되는 특성으로 먼저 보존 안정성 및 가사시간 3개월 이상은 점도 상승 등 변질 되지 않고 안정해야 한다. 주제와 경화제 로 분리된 형태의 경우, 혼합 후 가사시간이 적어도 8시간 이상은 필요하다. 전도성 접착제는 수지와 전도성 충전제의 복합재료로서 페이스트상 액체이기 때문에 전도성 충전제의 침강과 분리가 가능 한 적어야 하며, 온도나 시간 변화에 따른 점도 변화가 적어야 한다. 또한 스크린 인쇄법에 사용할 경우, 양호한 인쇄적성이 요구되며 스크린상에서의 건조성 및 기포의 혼입에 주의하여야 한다.As a binder to be mixed with the conductive polymer material, physical properties such as adhesive strength may be controlled by using a binder including the following functional group according to the base film. At least one selected from the group containing at least one functional group such as acryl, urethane, epoxy, amide, imide, ester, carboxyl, and hydroxyl group is used as the binder. Conductive adhesive resins include epoxy resins, polyester resins, acrylic resins, polyimide resins, polysulfone epoxy resins, phenol resins, melamine resins, polyimide resin fillers silver, copper, gold, palladium, silver-palladium alloys, carbon, nickel Other Solvent Additives Curing Agent Additives Currently, conductive resin materials include conductive adhesives (ECAs), anisotropic conductive films (ACFs) and anisotropic conductive pastes (ACPs), all of which are organic polymer compounds. Conductive fine particles were dispersed by using water as a matrix. Changing the compounding ratio of the anisotropic material matrix and the conductive filler changes the specific resistance of the cured product. Slowly reducing the conductive filler results in anisotropic conductivity. As for the principle that the conductive adhesive expresses conductivity, the conductive filler dispersed in the adhesive is brought into contact with the filler in the curing or solidifying step to express the conductivity. The conductive adhesive can be classified into room temperature drying type, room temperature curing type, thermosetting type, high temperature baking type, UV curing type and others. The room temperature drying type uses a thermoplastic resin such as acrylic, contains a solvent, and the room temperature curing type uses a two-component, highly reactive curing agent. As the conductive filler, metal powders such as gold, platinum, silver, copper, nickel, carbon or carbon fiber, graphite, composite powder, and the like are used. As the binder, polymer materials such as epoxy, polyurethane, silicone, polyimide, phenol, polyester, and low melting glass are used. In the thermosetting conductive adhesive, epoxy is mainly used as a binder, and workability and stability can be improved by mixing or microencapsulating polyparabanic acid or bismaleimide resin. As a property required for conductive adhesives, storage stability and pot life of 3 months or more should be stable without deterioration such as viscosity increase. In the case of separate forms of main and hardeners, a pot life of at least 8 hours after mixing is required. Since the conductive adhesive is a paste liquid as a composite material of the resin and the conductive filler, it should be as small as possible to settle and separate the conductive filler, and the viscosity change with temperature or time should be small. In addition, when used in the screen printing method, good printability is required, and care should be taken in the dryness and mixing of bubbles on the screen.

상기 압전 폴리머 양면에 전도성 고분자막을 형성하기 위해 바인더를 혼합한 전도성 고분자물질을 압전 폴리머 쉬트에 도포한 후 건조시키게 되는데, 상기 바인더가 경화되기 위해서는 저온, 단시간 내에 경화하는 것이 이상적이다. 그러나 접착제의 반응속도는 온도에 비례하기 때문에 저온에서는 약간 시간이 길어지고, 고온에서는 매우 짧아진다. 개방 상태에서 경화할 경우 1액형은 150℃에서 30-60분, 2액형은 130℃에서 20-40분 정도가 표준이다. 최근에는 200℃에서 수십 초 정도에서의 경화도 가능하게 되었다. 전도성 체적 고유저항치는 가능한 낮은 편이 좋으나 ρ=5X10 -4Ω·cm 이하가 바람직하다. 접착강도 접착강도는 30kg/㎤이상이 바람직 하다. 또한 후 가공에서 열을 가할 필요가 있을 경우 접착강도의 열화가 없어야 한다. In order to form a conductive polymer film on both surfaces of the piezoelectric polymer, a conductive polymer material mixed with a binder is applied to the piezoelectric polymer sheet and dried. Ideally, the binder is cured at a low temperature and in a short time. However, since the reaction rate of the adhesive is proportional to temperature, it is slightly longer at low temperatures and very short at high temperatures. In the case of curing in the open state, the one-component type is 30-60 minutes at 150 ° C and the two-component type is about 20-40 minutes at 130 ° C. In recent years, curing at about 200 ° C. for several tens of seconds has also become possible. It is preferable that the conductive volume resistivity is as low as possible, but ρ = 5X10 -4? Cm or less is preferable. Adhesive Strength The adhesive strength is preferably at least 30 kg / cm 3. In addition, if it is necessary to apply heat in post processing, there should be no deterioration in adhesive strength.

실리콘계 전도성 접착제 실리콘 접착제는 규소-산소 결합을 골격으로 한 실록산결합(Si-O-Si)으로 되어 있으며, 탄소-탄소결합을 골격으로 하는 일반 유기수지와는 달리 특히 내-7 -열성, 내한성이 우수하며, 광범위한 온도에서 안정한 특성을 나타내며, 내후성, 전기특성, 내약품성 등이 우수한 접착제이다. 최근 반도체 디바이스의 고기능화, 고집적화, 고속화, 표면실장으로 대표되는 고밀도 실장화에 따라, 반도체소자는 대형화하고, 그 동작에 따른 발열량도 증가 되고 있다. 각종 구성 재료의 열팽창계수의 차이에 의해 실장 프로세스 시나 동작시에 발생하는 이종 재료 간의 열 스트레스에 의해 반도체소자 혹은 전자부품에 여러 가지 문제가 생기고, 응력을 완화하는 재료의 요구가 증가하고 있다. 실리콘 엘라스토머는 영율(Young's modulus)이 낮고, 응력 완화재로서 특성을 가지고있으며, 다채로운 경화시스템을 겸비하고 있기 때문에 이 용도에 널리 이용되고 있다. 전도성 접착제는 전도성 입자, 수지, 용제 3가지 성분으로 구성되어 있으며, 신뢰성과 취급용이성 면에서 전도성 입자로는 은분, 동분, 니켈 분말과 같은 금속분말이 사용되고 있으며, 바인더 수지는 전도성 입자를 피착물과 밀착시킴과 동시에 입자를 쇄상으로 연결시켜, 전도성을 나타내게 하는 것으로 사용목적과 요구 특성에 따라 에폭시 수지, 폴리우레탄, 실리콘, 폴리이미드, 페놀, 폴리에스테르 등 고분자재료와 유리 등이 사용되고 있다. 이 외에 접착제의 작업성, 전도성 입자의 분산성을 향상시키기 위해 적합한 용제, 첨가제 등으로 구성되어 있다. 실리콘 접착제의 형태는 1액 의 페이스트상과 고체상(쉬트상)의 핫멜트 형 (반응성, 비반응성) 등이 사용되고 있다. 경화 시스템은 바인더에 따라 다르며, 열경화형, 열가소형, 실온경화형으로 대별되며, 그 외에 혐기성 타입, 습기경화 타입이 있다.Silicone-based conductive adhesives Silicone adhesives are made of siloxane bonds (Si-O-Si) with a silicon-oxygen bond as a backbone, and unlike general organic resins with a carbon-carbon bond as a backbone, they are particularly resistant to heat and cold resistance. It is an excellent adhesive, exhibits stable properties over a wide range of temperatures, and has excellent weather resistance, electrical properties, and chemical resistance. BACKGROUND ART In recent years, with the high-density packaging represented by high-performance, high-integration, high-speed, and surface-mounting of semiconductor devices, semiconductor devices have become larger and the amount of heat generated by their operation has also increased. Due to differences in thermal expansion coefficients of various constituent materials, various problems arise in semiconductor devices or electronic components due to thermal stresses between dissimilar materials generated during mounting processes or during operation, and there is an increasing demand for materials that relieve stress. Silicone elastomers are widely used in this application because of their low Young's modulus, their properties as stress relieving materials, and the combination of various curing systems. The conductive adhesive is composed of three components: conductive particles, resin, and solvent.In terms of reliability and ease of handling, conductive powders include metal powders such as silver powder, copper powder, and nickel powder. In addition to adhesion, the particles are connected in a chain and exhibit conductivity, and polymer materials such as epoxy resins, polyurethanes, silicones, polyimides, phenols, polyesters, and glass are used depending on the purpose of use and required properties. In addition, it is composed of a suitable solvent, additives and the like to improve the workability of the adhesive and the dispersibility of the conductive particles. As the form of the silicone adhesive, one-liquid paste and solid (sheet) hot melt type (reactive, non-reactive) and the like are used. The curing system varies depending on the binder, and is classified into a thermosetting type, a thermoplastic type, and a room temperature type. In addition, there are an anaerobic type and a moisture type.

에폭시계 전도성 접착제 전도성 접착제로서는 상온 건조형, 상온 경화형, 열경화형, 고온 소성형, UV 경화형 등이 있으며, 상온 건조형은 아크릴계 등 열가소성 수지를 사용하고 있고, 용제를 포함하고 있으며, 경화형은 2액형으로 반응성이 높은 경-8 -화제를 사용하고 있다. 열경화형은 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등 열경화성 수지를 바인더로 사용하고 있으며, 1액형과 2액형의 2종류가 있다. 전도성 충전제로는 금, 백금, 은, 구리, 니켈 등의 금속분말, 카본 또는 카 본 섬유, 흑연 및 복합 분말 등이 사용되고 있다. 열경화형 전도성 접착제에 있어서는 에폭시계 바인더가 주류를 이루고 있으며, 폴리파라반산이나 비스말레이미드 수지를 혼용하거나 마이크로캡슐화 함으로써 작업성과 안정성을 개선하고 있다. 에폭시계 전도성 접착제는 에폭시수지 중에 적어도 70%의 은분을 혼합할 필요가 있으며, 10-4Ωcm의 전도성을 나타낸다. 한편 에폭시계 수지를 바인더로 하는 일액성 무용제형의 전도성 접착제는 고온 고습 환경에서 전도특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 개발된 것으로, 고온 고습 환경 하에서 전도성의 변화가 매우 적다. 경화조건은 110℃/30 분 -150℃이상/5-10분이다. ③ 장시간의 열충격 시험이나 고온(150℃) 방치시험에 있어서도 접촉저항의 변화가 없다.Epoxy Conductive Adhesives Conductive adhesives include room temperature drying type, room temperature curing type, thermosetting type, high temperature firing type, UV curing type, and the like.At room temperature drying type, a thermoplastic resin such as acrylic type is used, and a solvent is included. The highly reactive hardening agent is used. The thermosetting type | mold uses thermosetting resins, such as an epoxy, a phenol, and a polyimide, as a binder, and there are two types of 1-component type and 2-component type. As the conductive filler, metal powders such as gold, platinum, silver, copper, nickel, carbon or carbon fiber, graphite, composite powder, and the like are used. In thermosetting conductive adhesives, epoxy-based binders are the mainstream, and workability and stability are improved by mixing or microencapsulating polyparabanic acid and bismaleimide resin. Epoxy-based conductive adhesives need to mix at least 70% silver powder in epoxy resin, and exhibit a conductivity of 10-4? Cm. On the other hand, the one-component solvent-free conductive adhesive using an epoxy resin as a binder was developed to prevent the conductive property from deteriorating in a high temperature and high humidity environment, and the conductivity change is very small in a high temperature and high humidity environment. Curing conditions are 110 degreeC / 30 minutes -150 degreeC or more / 5-10 minutes. ③ There is no change of contact resistance in long-term thermal shock test or high temperature (150 ℃) standing test.

이하 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실시예 Example

일본 쿠레하사의 KF 피에조에서 생산한 PVDF로 두께는 30um을 사용하였다. PVDF 쉬트(필름)를 평탄한 곳에 위치 시키고, 쉬트가 움직이지 못하도록 금속제를 이용하여 만든 틀에 고정시키고 진공 흡입구를 이용하여 틀이 고정될 수 있도록 하였다. 전도성 고분자 물질로는 PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))을 사용하였다. PEDOT 5중량%에 바인더로 에폭시를 95중량%로 혼합하여 접착력 등의 물성을 조절한다. 고정된 쉬트 위에 실크 스크린을 고정시킨 후에 바인더와 혼합된 전도성 고분자 용액을 약 40cc 정도 주입하였다. 실크 스크린은 메쉬에 사용된 섬유의 직경이 약 100㎛ 인 것을 사용하여 폴리머의 전극층 두께를 제어하였다. 용액의 주입 후에 스퀴즈(squeez)를 이용하여 용액을 전면으로 평탄하게 도포 도록 하였다. 부분 건조가 되지 않도록 스퀴즈가 2회 이상 전면을 지나가도록 하여 시간 간격을 두고 스크린을 탈착하였다. 실크 스크린을 탈착한 후, 기울임에 의해 전극의 두께가 변하지 않도록 코팅용 틀을 건조용 장소로 이동시킨 다음 건조시켰다.It is PVDF produced by KF Piezo of Kureha, Japan, and its thickness is 30um. The PVDF sheet (film) was placed on a flat surface, fixed to a frame made of metal to prevent the sheet from moving, and the frame could be fixed using a vacuum inlet. PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) was used as the conductive polymer material. 95% by weight of epoxy is mixed with a binder in 5% by weight of PEDOT to control physical properties such as adhesion. After fixing the silk screen on the fixed sheet, about 40 cc of the conductive polymer solution mixed with the binder was injected. The silk screen was used to control the thickness of the electrode layer of the polymer using that the diameter of the fibers used in the mesh is about 100 μm. After injection of the solution, the solution was applied to the entire surface using a squeeze (squeez). The screen was detached at time intervals with the squeeze passing through the front two or more times to avoid partial drying. After detaching the silk screen, the coating mold was moved to a drying place so as not to change the thickness of the electrode by tilting, and then dried.

본 발명에서 고분자 전도체막(202)은 압전 폴리머 필름(200)의 양측 표면에 형성되어 압전 폴리머 필름(200)에 전압을 공급하게 된다. 전도성 고분자로 구성되어 있어 외부로부터 인가되는 전압을 압전 폴리머 필름(200) 전체에 고르게 공급할 수 있게 된다. 하나의 압전 폴리머 필름(200)에 2개의 고분자 전도체막(202)이 형성되며, 일측의 고분자 전도체막(202)은 전원의 양극에 연결되고 타측의 고분자 전도체막(202)은 전원의 음극에 연결되어 압전 폴리머 필름(200)에 양측에 전위차를 형성하여 전압을 공급하게 된다.In the present invention, the polymer conductor film 202 is formed on both surfaces of the piezoelectric polymer film 200 to supply voltage to the piezoelectric polymer film 200. Since it is made of a conductive polymer, a voltage applied from the outside can be evenly supplied to the entire piezoelectric polymer film 200. Two polymer conductor films 202 are formed on one piezoelectric polymer film 200, and one polymer conductor film 202 is connected to the anode of the power source and the other polymer conductor film 202 is connected to the cathode of the power source. The potential difference is formed on both sides of the piezoelectric polymer film 200 to supply voltage.

보다 바람직하게 본 발명에 따른 고분자 전도체막(202)은 압전 폴리머 필름(200)의 테두리로부터 내측으로 소정 거리 이격 되어 형성될 수 있다.More preferably, the polymer conductor film 202 according to the present invention may be formed spaced apart from the edge of the piezoelectric polymer film 200 by a predetermined distance.

즉, 압전 폴리머 필름(200)의 테두리로부터 내측으로 소정 거리를 이격 하여 전도성 고분자를 도포하여, 고분자 전도체막(202)이 형성되지 않은 압전 폴리머 필름(200)이 고분자 전도체막(202)이 형성된 압전 폴리머 필름(200)의 사면 테두리를 둘러싸고 있는 형태로 고분자 전도체막(202)을 형성하게 되는 것이다.That is, the piezoelectric polymer film 200, in which the polymer conductor film 202 is not formed, is applied to the piezoelectric polymer film 202 by applying the conductive polymer at a predetermined distance away from the edge of the piezoelectric polymer film 200. The polymer conductor film 202 is formed to surround the slope of the polymer film 200.

이러한 방식으로 고분자 전도체막(202)이 형성되면, 고분자 전도체막(202)이 형성된 압전 폴리머 필름(200)은 형성되는 전압에 의하여 진동하게 되지만, 고분자 전도체막(202)이 형성되지 않은 압전 폴리머 필름(200)은 전압을 공급받지 아니하므로 진동을 하지 않게 된다.When the polymer conductor film 202 is formed in this manner, the piezoelectric polymer film 200 on which the polymer conductor film 202 is formed is vibrated by the voltage to be formed, but the piezoelectric polymer film on which the polymer conductor film 202 is not formed is formed. 200 does not vibrate because no voltage is supplied.

따라서 고분자 전도체막(202)이 형성되지 않은 압전 폴리머 필름(200)이 진동하는 고분자 전도체막(202)이 형성된 압전 폴리머 필름(200)의 테두리 역할을 하게 되며, 이에 따라서 음이 압전 폴리머 필름(200)의 테두리 부분에서 깨지는 현상이 방지될 수 있는 것이다.Therefore, the piezoelectric polymer film 200 in which the polymer conductor film 202 is not formed acts as an edge of the piezoelectric polymer film 200 in which the polymer conductor film 202 is vibrated, so that the negative piezoelectric polymer film 200 This can be prevented from breaking at the edge of the frame.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고분자 전도체막(202)은 20Ω ~ 2,000Ω 사이의 범위에서 특정한 저항값을 가지도록 구성될 수 있다.In addition, the polymer conductor film 202 according to the preferred embodiment of the present invention may be configured to have a specific resistance value in the range of 20Ω ~ 2,000Ω.

통상적으로 고분자 전도체막(202)은 Polyaniline polythiophene, PEDOT, polypyrrole, PPV 등의 전도성 고분자로 구성되는데, 이러한 전도성 고분자를 다양한 방식으로 조합하거나, 또는, 전도성 고분자 이외에 일정한 저항성 물질을 첨가 함으로써, 고분자 전도체막(202)의 저항값을 다양하게 변경할 수 있다.Typically, the polymer conductor film 202 is composed of a conductive polymer such as polyaniline polythiophene, PEDOT, polypyrrole, PPV, etc., by combining these conductive polymers in various ways, or by adding a certain resistive material in addition to the conductive polymer, The resistance value of 202 can be variously changed.

고분자 전도체막(202)은 필요한 저항값에 따라 전도성 고분자 및 접착용 바인더를 일정 비율로 혼합한 전도성 고분자 용액을 기재 필름에 코팅함으로써 형성되며, 이때 상기 전도성 고분자 용액은 전도성 고분자 0.5 ~ 50 중량부, 접착용 바인더 10 ~ 30 중량부 및 용매 20 ~ 89.5 중량부로 구성된다. The polymer conductor film 202 is formed by coating a conductive polymer solution mixed with a conductive polymer and an adhesive binder in a predetermined ratio according to a required resistance value on a base film, wherein the conductive polymer solution is 0.5 to 50 parts by weight of the conductive polymer, It consists of 10 to 30 parts by weight of the adhesive binder and 20 to 89.5 parts by weight of the solvent.

이때 바인더는 기재필름과 고분자 전도체막과의 밀착력 및 접착력을 향상시키는 역할을 하는데, 상기 바인더는 아크릴, 우레탄, 에테르, 에스터, 에폭시, 아미드, 이미드 등에서 선택된 하나 이상의 관능기를 포함한다. In this case, the binder serves to improve adhesion and adhesion between the base film and the polymer conductor film, and the binder includes at least one functional group selected from acryl, urethane, ether, ester, epoxy, amide, imide, and the like.

또한 용매로는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로필알콜, 노르말부탄올, 물, 톨루엔, 자일렌, 1-메틸-2-피롤리디논, 클로로포름, 에틸아세테이트, 2-메톡시에탄올, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디메틸술폭사이드 중에서 선택된 1종류를 사용하거나 또는 상기 용매를 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 디메틸술폭사이드 등의 용매를 사용하여 전도성 고분자 용액을 제조할 경우에는 전도성 고분자의 저항값을 보다 낮출 수 있기 때문에 효과적이다. In addition, the solvent is methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, normal butanol, water, toluene, xylene, 1-methyl-2-pyrrolidinone, chloroform, ethyl acetate, 2-methoxyethanol, ethylene glycol, polyethylene glycol , One kind selected from dimethyl sulfoxide, or two or more kinds of the above solvents may be mixed and used. In particular, when the conductive polymer solution is prepared using a solvent such as ethylene glycol, polyethylene glycol, or dimethyl sulfoxide, the resistance value of the conductive polymer can be lowered, which is effective.

또한 상기 전도성 고분자 용액은 저항값을 낮추기 위해서 금속 분말이나 카본블랙 또는 카본 나노튜브 등을 일정함량 혼합하여 사용할 수 있다. In addition, the conductive polymer solution may be used by mixing a certain amount of metal powder, carbon black or carbon nanotubes in order to lower the resistance value.

고분자 전도체막(202)의 저항값 변화에 따른 주파수별 음압 특성은 이후에 도 4를 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Frequency-specific sound pressure characteristics according to the resistance value change of the polymer conductor film 202 will be described in detail later with reference to FIG. 4.

전극(204)은 각 고분자 전도체막(202)의 테두리를 따라 연장되어 형성되어 고분자 전도체막(202)에 전원을 공급하게 된다.The electrode 204 is formed to extend along the edge of each polymer conductor film 202 to supply power to the polymer conductor film 202.

보다 바람직하게 본 발명에 따른 전극(204)은 실버페이스트(Silver-Paste) 또는 전도성 혼합잉크를 고분자 전도체막(202)의 테두리를 따라 프린팅하여 형성된다.More preferably, the electrode 204 according to the present invention is formed by printing a silver paste or a conductive mixed ink along the edge of the polymer conductor film 202.

통상적으로 필름형 스피커의 전극은 동선 테이프 이용하여 구성되었으나, 상술한 바와 같이 동선 테이프가 전도성 고분자막에 완전히 밀착되지 하기 때문에 동선 테이프 전극과 전도성 고분자막의 접점부분에 단락이 발생하는 문제점이 있었다.Typically, the electrode of the film-type speaker is configured using a copper wire tape, but as described above, since the copper wire tape is not completely adhered to the conductive polymer film, there is a problem in that a short circuit occurs at the contact portion between the copper wire tape electrode and the conductive polymer film.

본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 동보다 전도율이 뛰어난 은이 포함된 실버페이스트 또는 전도성 혼합잉크를 나노기술을 이용하여 고분자 전도체막(202)에 프린팅함으로써 전극(204)을 고분자 전도체막(202)에 완전히 밀착시켜 형성하게 된다.In the present invention, in order to solve this problem, the electrode 204 to the polymer conductor film 202 by printing a silver paste or conductive mixed ink containing silver having a higher conductivity than copper to the polymer conductor film 202 using nanotechnology. It is formed in close contact with the.

단자(206)는 전극(204)으로부터 고분자 전도체막(202)의 외측으로 연장되어 형성되며, 외부 전원공급원에 연결되어 전극(204)을 통하여 고분자 전도체막(202)에 전압을 공급하게 된다.The terminal 206 extends from the electrode 204 to the outside of the polymer conductor film 202 and is connected to an external power supply to supply a voltage to the polymer conductor film 202 through the electrode 204.

본 발명에 따른 단자(206)는 전극(204)의 대략 중앙부 또는 전극(204)의 모서리부분에 형성될 수 있다.The terminal 206 according to the present invention may be formed at approximately the center of the electrode 204 or at the corner of the electrode 204.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 필름형 스피커는 단자(206)의 일측면에 형성되어 단자(206)를 지지하고, 단자(206)의 일측면을 절연하는 보강 테이프(208)를 더 포함할 수 있다.In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, the film type speaker further includes a reinforcing tape 208 formed on one side of the terminal 206 to support the terminal 206 and to insulate one side of the terminal 206. can do.

단자(206)는 고분자 전도체막(202)의 외측으로 연장되어 형성되므로, 단자(206)의 양면이 모두 전도성을 띠고 있기 때문에 이로 인한 합선이나 누전 등을 방지하기 위하여 단자의 일측면을 절연시킬 수 있는 보강 테이프(208)를 부착하게 된다.Since the terminal 206 extends to the outside of the polymer conductor film 202, both sides of the terminal 206 are conductive, so that one side of the terminal may be insulated to prevent short circuits or short circuits. Attaching reinforcing tape 208.

또한, 보강 테이프(208)는 단자(206)의 형태가 변형되지 않도록 단자를 지지하게 된다.In addition, the reinforcing tape 208 supports the terminal so that the shape of the terminal 206 is not deformed.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압전 폴리머 스피커의 고분자 전도체막 저항값에 따른 주파수별 음압을 도시한 그래프이다.3 is a graph showing sound pressure for each frequency according to the resistance value of the polymer conductor film of the piezoelectric polymer speaker according to the exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 보다 상세하게 설명하면, 고분자 전도체막(202)의 저항이 각각 60Ω, 100Ω, 400Ω, 800Ω, 1500Ω인 경우, 본 발명에 따른 필름형 스피커로부터 출력되는 주파수별 음압을 도시한 그래프이다.Referring to Figure 3 in more detail, when the resistance of the polymer conductor film 202 is 60Ω, 100Ω, 400Ω, 800Ω, 1500Ω, respectively, it is a graph showing the sound pressure for each frequency output from the film-type speaker according to the present invention.

첨부된 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커의 저항값 변화에 따른 주파수별 음압특성에 대하여 상세히 설명한다.With reference to the accompanying Figure 3 will be described in detail with respect to the frequency-specific sound pressure characteristics according to the resistance value change of the film-type speaker using a corona method according to an embodiment of the present invention.

일반적으로 스피커로부터 출력되는 음압이 82db 정도일 때, 사용자에게 좋은 음질의 음향을 제공할 수 있게 된다.In general, when the sound pressure output from the speaker is about 82db, it is possible to provide a good sound quality to the user.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자 전도체막(202)의 저항값을 60Ω 이상 1500Ω 이하의 범위 내의 임의의 값으로 선택한 경우, 본 발명에 따른 필름형 스피커는 일정한 레벨의 음압(즉, 스피커로 이용될 수 있을 정도의 음향출력 특성)을 출력하게 된다.Therefore, as shown in Fig. 3, when the resistance value of the polymer conductor film 202 according to the present invention is selected to any value within the range of 60Ω or more and 1500Ω or less, the film type speaker according to the present invention has a constant level of sound pressure. (I.e., sound output characteristics that can be used as a speaker).

따라서 필름형 스피커의 용도(저대역, 중대역, 고대역용 등)에 따라, 적절한 주파수대역에서 좋은 출력특성을 나타낼 수 있도록 고분자 전도체막(202)의 저항값을 조절할 수 있다.Therefore, the resistance value of the polymer conductor film 202 can be adjusted to show good output characteristics in an appropriate frequency band according to the use of the film type speaker (low band, mid band, high band, etc.).

즉, 800Hz 부터 2,000Hz 대역의 출력특성을 강화하고자 하는 경우, 고분자 전도체막(202)의 저항값이 400Ω 이상 1500Ω 이내의 범위에 속하도록, 고분자 전도체막(202)을 구성하는 전도성 고분자 및 저항성 물질을 조합하게 되는 것이다.That is, when the output characteristics of the 800Hz to 2,000Hz band are to be enhanced, the conductive polymer and the resistive material constituting the polymer conductor film 202 such that the resistance value of the polymer conductor film 202 falls within a range of 400Ω to 1500Ω. Will be combined.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes and additions within the spirit and scope of the present invention. Additions should be considered to be within the scope of the following claims.

본 발명에 따른 압전 폴리머 스피커는 압전 폴리머 쉬트 표면을 개질하는 공정이 없이 전도성 고분자 물질에 바인더를 혼합하여 상기 쉬트 양면에 직접적으로 막을 형성하므로 공정이 간단할 뿐만 아니라 별도의 작업환경을 구비할 필요 없이 상온에서 대기중에 작업할 수 있어 편리한 이점이 있으며, 압전 폴리머 쉬트를 절단하지 않고도 전도성 고분자막을 형성할 수 있으므로 압전 폴리머 쉬트의 손실을 최소화하는 이점이 있다.The piezoelectric polymer speaker according to the present invention forms a film directly on both sides of the sheet by mixing a binder with a conductive polymer material without modifying the surface of the piezoelectric polymer sheet, so that the process is not only simple and does not require a separate working environment. There is a convenient advantage to work in the air at room temperature, there is an advantage of minimizing the loss of the piezoelectric polymer sheet because the conductive polymer film can be formed without cutting the piezoelectric polymer sheet.

Claims (4)

소정 형상의 압전 폴리머 필름;Piezoelectric polymer films of a predetermined shape; 상기 압전 폴리머 필름의 양면에 바인더와 혼합하여 도포 되며, 상기 압전 폴리머 필름에 전원을 공급하는 고분자 전도체막;A polymer conductor film which is applied to both surfaces of the piezoelectric polymer film by mixing with a binder and supplies power to the piezoelectric polymer film; 상기 각 고분자 전도체막의 테두리를 따라 연장되어 형성되는 전극; 및Electrodes extending along edges of the polymer conductor films; And 상기 각 전극으로부터 상기 각 고분자 전도체막의 외측으로 연장되어 형성되는 단자를 포함하여 이루어지는 압전 폴리머 스피커.And a terminal extending from the electrodes to the outside of each of the polymer conductor films. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더는 아크릴, 우레탄, 에폭시, 아미드, 이미드, 에스터, 카르복실, 수산기 등의 관능기를 한개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 폴리머 스피커.The binder includes at least one functional group such as acryl, urethane, epoxy, amide, imide, ester, carboxyl, hydroxyl, and the like. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 전도체막은 상기 압전 폴리머 필름의 테두리로부터 내측으로 소정거리 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커.The polymer conductor film is a film-type speaker using a corona method, characterized in that formed spaced apart a predetermined distance inward from the edge of the piezoelectric polymer film. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고분자 전도체막의 저항값은 50Ω 이상 100Ω 이내의 범위에서 소정의 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 코로나 방식을 이용한 필름형 스피커.The resistance value of the polymer conductor film is a film-type speaker using a corona method, characterized in that it has a predetermined resistance value in the range of 50Ω or more and 100Ω.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100531093B1 (en) * 2003-04-30 2005-11-30 주식회사 피앤아이 Piezo Polymer Speaker System
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KR100634488B1 (en) * 2005-08-24 2006-10-16 드림 소닉 테크놀러지 리미티드 Contacts of film speaker

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120016801A (en) * 2010-08-17 2012-02-27 서울시립대학교 산학협력단 Film speaker and method for manufacturing thereof

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