KR20110075429A - 압전 액추에이터 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압전 액추에이터 모듈과 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 압전 액추에이터 모듈은 복층의 압전체; 상기 압전체의 하부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 짝수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 일측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성되는 제1 전극판; 상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성하되, 상기 측면 외부전극은 최하층 압전체의 하부면으로부터 이격하여 도피되어 있는 제2 전극판; 및 금속 재질로 형성되고, 상기 제1 전극판의 평면 외부전극과 부착되는 플레이트;를 포함하여 이루어짐에 따라, 내구성과 전기적 안전성이 동시에 향상된 압전 액추에이터 모듈 및 그 제조방법을 제공하게 된다.

압전 액추에이터, 피에조(Piezo) 액추에이터, 압전체, 전극판, 플레이트

Description

압전 액추에이터 모듈 및 그 제조방법{Piezoelectric actuator module and method of manufacturing the same}

본 발명은 압전 액추에이터 모듈과 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에 각종 전자제품을 살펴보면 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 하기 위해서 터치스크린 장치의 장착이 보편화 되어 있다. 터치스크린 장치는 정보를 입력한다는 개념 외에도 인터페이스에 사용자의 직관적 경험을 반영하고 피드백을 좀 더 다양화하는 개념이 포함되어 있다.

이와 같은 터치스크린 장치는 인터페이스를 위한 공간을 줄이고 조작이 편리하며 누구든 정보의 접근이 쉽고 사양의 변경이 간편하며 IT 기기와의 연동성이 용이한 것 외에도 사용자 인식이 높고 상품의 차별화 등 많은 장점이 있어 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야에서 폭넓게 이용되고 있는 것이다.

일반적으로 종래 터치스크린 장치는 사용자가 터치스크린 패널을 통해 투시되는 화상을 보면서 터치스크린 패널을 누르면 진동발생수단에 의한 진동이 상기 터치스크린 패널에 전달되어 사용자가 진동을 느낄 수 있도록 형성되어 있다.

이와 같은 진동을 터치스크린 장치의 촉각 구현이라 할 수 있는데, 종래 촉 각 구현 기능을 갖는 터치스크린 장치의 구성을 살펴보면 투명한 터치 패널 하부에 화상을 표시하는 LCD 등의 화상표시부가 부착되고, 상기 화상표시부의 하부에는 압전 액추에이터 모듈이 부착된다.

종래 압전 액추에이터 모듈은 전원을 인가하면 압축이나 팽창 또는 굴곡과 같은 변형에 의해 진동을 발생시키는 진동발생부와 상기 진동발생부의 진동을 화상표시부에 전달하는 플레이트로 구성된다.

상기 진동발생부는 복층의 압전체와 상기 압전체 사이와 압전체의 좌우면 및 상하면을 도포하면서 전기적으로 +측과 -측으로 분리되어 있는 제1,2 전극판으로 구성된다.

여기서 상기 압전체는 세라믹 재질로 형성되기 때문에 쉽게 부러질 수 있으므로 이를 보완하기 위해서 상기 플레이트는 연성과 강성을 모두 가지는 재질로 형성되어야 한다. 이와 같이 연성과 강성을 모두 가지기 위한 플레이트는 금속 재질로 형성되어야 한다.

그러나 상기 플레이트가 금속 재질로 형성된 경우 압전체의 하부면에 형성되는 제1,2 전극판이 동시에 플레이트에 닿기 때문에 전기가 흘러나오면서 쇼트가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압전체가 쉽게 부러지지 않도록 플레이트를 금속재질로 형성하면서 동시에 제1,2 전극판이 플레이트를 통해 쇼트가 발생하지 않도록 한 압전 액추에이터 모듈 및 그 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 압전 액추에이터 모듈은 복층의 압전체; 상기 압전체의 하부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 짝수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 일측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성되는 제1 전극판; 상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성하되, 상기 측면 외부전극은 최하층 압전체의 하부면으로부터 이격하여 도피되어 있는 제2 전극판; 및 금속 재질로 형성되고, 상기 제1 전극판의 평면 외부전극과 부착되는 플레이트;를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 전극판의 평면 외부전극은 제2 전극판의 측면 외부전극이 형성되는 타측면에 근접하도록 넓게 형성된다.

본 발명의 압전 액추에이터 모듈의 제조방법은 압전체에 측면 외부전극을 도포시 상기 압전체의 측면 하부에 도피용 지그를 밀착시킨 후 도포한다.

상기 지그는 길게 형성되고, 길게 형성된 하나의 지그에 다수개의 압전체를 밀착시킨 상태로 측면 외부전극을 도포한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되고, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

본 발명의 압전 액추에이터 모듈 및 그 제조방법에 의하면 금속 재질의 플레이트를 사용하여 내구성을 향상시킴과 동시에 복층의 압전체에 도포되는 제2 전극판이 플레이트에 닿지 않도록 형성하여 전기적 안전성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 사용상태 사시도이고,

도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈을 도시한 저면 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다.

본 발명의 실시 예로서 압전 액추에이터 모듈(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 압전체(110), 제1 전극판(120), 제2 전극판(130) 및 플레이트(140)로 구성된다.

여기서 상기 압전체(110)와 제1,2 전극판(120, 130)은 전원을 인가함으로써, 수축 팽창 또는 굴곡과 같은 변형을 통해 진동이 발생하는 진동발생부를 구성하는 것이다. 상기 제1,2 전극판(120, 130)은 도 2에 도시된 바와 같이 전원의 +측과 -측을 각각 연결하도록 전기적으로 분리되어 있다.

상기 압전체(110)는 압전특성을 갖는 것으로서 복층으로 구성된다. 상기 압전체(110)는 예를 들어 세라믹 재질로 형성되고, 도면에서 도시된 바와 같이 상하 3층으로 구성할 수 있다. 상기 압전체(110)는 3층 이상으로 구성할 수 있으나, 제1,2 전극판(120, 130)이 각 압전체(110)의 상하면에 교차로 형성되어야 하므로 홀 수층으로 적층되어야 한다.

상기 제1 전극판(120)은 상기 압전체(110)의 하부면에 도포되는 평면 외부전극(121)과 상기 압전체(110)의 짝수 층간에 도포되는 내부전극(122)과 상기 평면 외부전극(121)과 내부전극(122)을 연결하면서 압전체(110)의 일측면을 도포하는 측면 외부전극(123)으로 형성된다. 상기 제1 전극판(120) 중 내부전극(122)은 압전체(110)를 적층하는 과정에서 그 사이에 도포되는 것이고, 평면 외부전극(121)과 측면 외부전극(123)은 적층된 압전체의 하부면과 일측면에 도포되는 것이다.

상기 제2 전극판(130)은 상기 압전체(110)의 상부면에 도포되는 평면 외부전극(131)과 압전체(110)의 홀수 층간에 도포되는 내부전극(132)과 상기 평면 외부전극(131)과 내부전극(132)을 연결하면서 압전체(110)의 타측면을 도포하는 측면 외부전극(133)으로 형성하되, 상기 측면 외부전극(133)은 최하층 압전체(110)의 하부면으로부터 일정높이까지 도피되어 있는 것이다. 여기서 상기 측면 외부전극(133)의 도피되는 일정높이는 도 4에 도시된 바와 같이 "d"로 표시되어 있는데, 이는 상기 내부전극(132)을 연결하는 정도로 도피되면 족하다. 상기 제2 전극판(130) 중 내부전극(132)은 압전체(110)를 적층하는 과정에서 그 사이에 도포되는 것이고, 평면 외부전극(131)과 측면 외부전극(133)은 적층된 압전체(110)의 하부면과 타측면에 도포되는 것이다.

상기 플레이트(plate: 140)는 금속 재질로 형성되고, 상기 제1 전극판의 평면 외부전극과 부착된다. 상기 플레이트(140)는 금속재질로서, 금속의 특성상 압전체(110)가 쉽게 부러지지 않도록 견고하게 지지하고, 압전체(110)의 변형에 의해 유연하게 휘어질 수 있도록 강성과 연성을 갖는다. 상기 플레이트(140)는 예를 들어 제1,2 전극판에 전원을 인가시 압전체에서 발생하는 진동을 터치 스크린 장치(10)의 터치 패널로 전달하는 역할을 한다.

상기 플레이트(140)는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 터치 스크린 장치(10)의 하부에 길이 방향 또는 폭 방향으로 나란하게 위치되는 한 쌍 또는 그 이상으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 한 쌍 이상의 플레이트(140)는 양끝을 연결하면서 터치 스크린 장치(10) 테두리를 따라 위치하는 프레임을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 상기 프레임은 나란하게 위치하는 플레이트(140) 사이의 간격을 유지하고 터치 스크린 장치(10)에 대한 접착력의 향상을 도모할 수 있다.

여기서 상기 제1 전극판(120)의 평면 외부전극(121)은 제2 전극판(130)의 측면 외부전극(133)이 형성되는 압전체(110)의 타측면에 근접하도록 넓게 형성된다. 이와 같이 상기 제1 전극판(120)의 평면 외부전극(121)이 압전체(110)의 하부면을 커버하도록 넓게 형성됨으로써, 압전 기능이 향상되는 것이다.

또한, 상기 압전체(110)의 상부면 일측 테두리 부분에는 제2 전극판(130)의 평면 외부전극(131)과 일정간격 떨어진 상태로 제1 전극판(120)의 평면 외부전극(121)이 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제조방법을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도이다.

본 발명의 실시 예로서 압전 액추에이터 모듈(100)의 제조방법은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 압전체(110)에 (133)측면 외부전극을 도포시 상기 압전체(110)의 측면 하부에 도피용 지그(200)를 밀착시킨 후 도포하는 것이다.

예를 들어 앞서 설명한 바와 같이 제2 전극판(130)의 측면 외부전극(133)이 플레이트(140)에 닿지 않도록 도포하기 위해서 상기 측면 외부전극(133)의 도포를 회피하기 위한 압전체(110)의 하부 영역에 도피용 지그(200)를 밀착시킨 후 도포하는 것이다.

이 과정에서 상기 지그(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 길게 형성된 것을 채택하고, 길게 형성된 하나의 지그(200)에 다수개의 압전체(110)를 밀착시킨 상태로 측면 외부전극(133)을 도포한다. 이 경우 여러 개의 압전체(110)에 측면 외부전극(133)을 도포시 여러 번 도피용 지그(200)를 압전체(110)에 밀착시키고 떼 내는 과정을 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 액추에이터 모듈(100) 및 그 제조방법에 의하면 금속 재질의 플레이트(140)를 사용하여 내구성을 향상시킴과 동시에, 복층의 압전체(110)에 도포되는 제2 전극판(130)이 플레이트(140)에 닿지 않기 때문에 전기적 으로 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 구체적인 실시 예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 터치스크린 장치는 이에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 사용상태 사시도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈을 도시한 저면 사시도.

도 4는 도 3의 단면도.

도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제조방법을 도시한 사시도.

도 6은 도 5의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100; 압전 액추에이터 모듈

110: 압전체

120: 제1 전극판 121: 평면 외부전극

122: 내부전극 123: 측면 외부전극

130: 제2 전극판 131: 평면 외부전극

132: 내부전극 133: 측면 외부전극

140: 플레이트

200: 도피용 지그

Claims (4)

1. 복층의 압전체;

   상기 압전체의 하부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 짝수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 일측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성되는 제1 전극판;

   상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성하되, 상기 측면 외부전극은 최하층 압전체의 하부면으로부터 이격하여 도피되어 있는 제2 전극판; 및

   금속 재질로 형성되고, 상기 제1 전극판의 평면 외부전극과 부착되는 플레이트;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전극판의 평면 외부전극은 제2 전극판의 측면 외부전극이 형성되는 타측면에 근접하도록 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
3. 압전체에 측면 외부전극을 도포시 상기 압전체의 측면 하부에 도피용 지그를 밀착시킨 후 도포하는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 지그는 길게 형성된 것을 채택하고, 길게 형성된 하나의 지그에 다수개의 압전체를 밀착시킨 상태로 측면 외부전극을 도포하는 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈의 제조방법.

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