KR20120013274A - 압전 액추에이터 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압전 액추에이터 모듈에 관한 것으로서, 구체적으로는 복층의 압전체; 상기 압전체의 하부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 짝수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 일측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성된 제1 전극판; 상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성된 제2 전극판;을 포함하고, 상기 제1,2 전극판의 내부전극을 압전체 사이의 전체 면에 형성하되, 상기 내부전극과 마주하는 반대측 측면 외부전극 사이에 쇼트방지영역;이 형성됨에 따라, 압전 효율이 더욱 향상되는 압전 액추에이터 모듈을 제공하게 된다.

Description

압전 액추에이터 모듈{Piezoelectric actuator module}

본 발명은 압전 액추에이터 모듈에 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 촉각 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.

상기 제1 전극판은 압전체의 하부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 짝수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 일측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성되고, 상기 제2 전극판은 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성된다.

여기서 상기 압전체가 진동을 발생시키는 범위는 상기 제1,2 전극판의 내부전극이 도포된 범위와 비례한다. 따라서 상기 압전체의 압전 특성이 최대의 효율을 발휘하기 위해서는 압전체 사이에 도포되는 내부전극을 최대한 넓게 도포해야 한다.

그러나 종래 제1,2 전극판의 내부전극은 압전체 사이에 접착력을 위해 좌우 끝 부분에 상당 부분 도피 영역이 형성되어 있으므로 그만큼 압전 효율이 저하되는 단점이 있었다.

본 발명은 상기 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 압전체 사이에 도포되는 제1,2 전극판의 내부전극이 최대한 넓게 형성되도록 한 압접 액추에이터 모듈을 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 형성된 제1 전극판; 상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성된 제2 전극판;을 포함하고, 상기 제1,2 전극판의 내부전극을 압전체 사이의 전면에 형성하되, 상기 내부전극과 마주하는 반대측 측면 외부전극 사이에 쇼트방지영역;이 형성된다.

상기 쇼트방지영역은 내부전극의 끝단을 동일한 폭으로 깎아낸 내부 쇼트방지영역;이거나, 내부전극의 끝단 일부분을 절개한 내부 쇼트방지영역; 및 상기 내부전극의 절개되지 않은 다른 끝단과 마주하는 측면 외부전극의 일부분을 절개한 외부 쇼트방지영역;으로 구성된다.

상기 내부 쇼트방지영역은 단차지게 형성되거나, 사선으로 경사지게 형성되도록 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 모듈에 의하면 압전체 사이에 도포되는 제1,2 전극판의 내부전극이 쇼트방지를 위한 최소한의 쇼트방지영역을 제외하고 최대한 넓게 형성됨에 따라, 압전 효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 사용상태 사시도.
도 2는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈을 설명하기 위한 평면도.
도 3은 본 발명의 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도.
도 4는 도 3을 도시한 요부 분해 사시도.
도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도.
도 6은 도 5의 분해 사시도.
도 7은 도 5의 A-A선 단면도.
도 8은 도 5의 B-B선 단면도.
도 9는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제3 실시 예를 도시한 평단면도.

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 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈을 설명하기 위한 평면도이며, 도 3은 본 발명의 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제1 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3을 도시한 요부 분해 사시도이다.

본 발명의 압전 액추에이터 모듈(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 압전체(110), 제1 전극판(120) 및 제2 전극판(130)으로 구성하되, 도 2에 도시된 바와 같이 압전체(110) 사이에 도포되는 제1,2 전극판(120, 130)의 내부전극(122, 132)을 최대한 넓게 형성하여 압전 특성을 향상시키는 것이다.

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. 예를 들어 상기 진동발생부는 도 1에 도시된 바와 같이 플레이트(20)를 통해 터치 스크린 장치(10)의 하부에 부착됨으로써, 진동을 터치 스크린 장치(10)의 터치 패널로 전달하는 것이다.

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)의 내부전극(122, 132) 각 압전체(110)의 상하면에 교차로 형성되어야 하므로 홀수층으로 적층하는 것이 바람직하다.

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 압전체(110)의 하부면과 일측면에 도포되는 것이다.

상기 제2 전극판(130)은 상기 압전체(110)의 상부면에 도포되는 평면 외부전극(131)과 상기 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 형성된다. 이때, 상기 측면 외부전극(133)은 최하층 압전체(110)의 하부면으로부터 일정높이까지 도피되어 있을 수 있다. 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.

이와 같은 구성에서 상기 제1,2 전극판(120, 130)의 내부전극(122, 132)은 압전체(110) 사이의 전면에 형성하는 한편, 상기 내부전극(122, 132)과 마주하는 반대측 측면 외부전극(123, 133) 사이에 쇼트방지영역이 형성된다.

따라서 상기 제1,2 전극판(120, 130)의 내부전극(122, 132)이 압전체(110) 사이에 최대한 넓게 도포되어 압전체(110)의 압전 특성이 향상되고, 상기 쇼트방지영역에 의해 제1,2 전극판(120, 130) 사이의 쇼트를 방지할 수 있게 된다.

상기 쇼트방지영역의 제1 실시 예로는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내부전극의 끝단을 동일한 폭으로 깎아낸 내부 쇼트방지영역(140)으로 이루어진다.

즉, 압전 특성의 향상을 위해 상기 제1 전극판(120)의 내부전극(122)은 압전체(110) 사이의 전면에 형성한 상태에서 제2 전극판(130)의 측면 외부전극(133)과 전기적으로 단락되지 않도록 하기 위해서 상기 제1 전극판(120)의 내부전극(122)의 끝단을 최소한의 폭으로 잘라내는 내부 쇼트방지영역(140)이 형성되고, 상기 제2 전극판(130)의 내부전극(132)은 압전체(110) 사이의 전면에 형성한 상태에서 제1 전극판(120)의 측면 외부전극(123)과 전기적으로 단락되지 않도록 하기 위해서 상기 제2 전극판(130)의 내부전극(132)의 끝단을 최소한의 폭으로 잘라내는 내부 쇼트방지영역(140)이 형성되는 것이다. 여기서 최소한의 폭은 도 3에서 "d"로 표시되어 있다.

도 5는 본 발명이 적용된 압전 액추에이터 모듈의 제2 실시 예를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 분해 사시도이며, 도 7은 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 8은 도 5의 B-B선 단면도이며, 도 9는 본 발명이 적용된 내부 쇼트방지영역의 다른 실시 예를 도시한 평단면도이다.

상기 쇼트방지영역의 제2 실시 예로는 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 내부전극(122, 132)의 끝단 일부분을 절개한 내부 쇼트방지영역(140) 및 상기 내부전극(122, 132)의 절개되지 않은 다른 끝단과 마주하는 측면 외부전극(123, 133)의 일부분을 절개한 외부 쇼트방지영역(150)으로 구성된다.

즉, 상기 제1,2 전극판(120, 130)의 내부전극(122, 132)을 압전체(110) 사이에 도포함에 있어서 내부전극(122, 132)의 일부분을 제외한 전체가 압전체(110)의 끝까지 도포되어 압전 특성을 향상시킬 수 있는 것이다.

여기서, 상기 내부전극(122, 132)의 일부분에 내부 쇼트방지영역(140)을 형성하는 것은 측면 외부전극(123, 133)을 상하로 연결하는 상태로 도포하는 영역을 확보하기 위함이고, 외부 쇼트방지영역(150)을 형성하는 것은 내부전극(122, 132)이 압전체(110)의 끝까지 도포시 접촉에 의한 쇼트를 방지하기 위함이다.

한편, 상기 내부 쇼트방지영역(140)을 형성함에 있어서 도 7에 도시된 바와 같이 단차지게 형성할 수 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 사선으로 경사지게 형성할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 압전 액추에이터 모듈(100)에 의하면 압전체(110) 사이에 도포되는 제1,2 전극판(120, 130)의 내부전극(122, 132)이 쇼트방지를 위한 최소한의 쇼트방지영역을 제외하고 최대한 넓게 형성됨에 따라, 압전체에 의한 압전 효율이 더욱 향상된다.

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 전기적으로 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.

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: 내부 쇼트방지영역
150: 외부 쇼트방지영

Claims (5)

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 형성된 제1 전극판;
   상기 압전체의 상부면에 도포되는 평면 외부전극과 상기 압전체의 홀수 층간에 도포되는 내부전극과 상기 평면 외부전극과 내부전극을 연결하면서 압전체의 타측면을 도포하는 측면 외부전극으로 형성된 제2 전극판;을 포함하고,
   상기 제1,2 전극판의 내부전극을 압전체 사이의 전면에 형성하되, 상기 내부전극과 마주하는 반대측 측면 외부전극 사이에 쇼트방지영역;이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 쇼트방지영역은 내부전극의 끝단을 동일한 폭으로 깎아낸 내부 쇼트방지영역;인 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 쇼트방지영역은 내부전극의 끝단 일부분을 절개한 내부 쇼트방지영역; 및
   상기 내부전극의 절개되지 않은 다른 끝단과 마주하는 측면 외부전극의 일부분을 절개한 외부 쇼트방지영역;으로 구성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 내부 쇼트방지영역은 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 내부 쇼트방지영역은 사선으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 압전 액추에이터 모듈.

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