KR20140083912A - Piezoelectric device and piezoelectric speaker having the same - Google Patents

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KR20140083912A
KR20140083912A KR1020130164127A KR20130164127A KR20140083912A KR 20140083912 A KR20140083912 A KR 20140083912A KR 1020130164127 A KR1020130164127 A KR 1020130164127A KR 20130164127 A KR20130164127 A KR 20130164127A KR 20140083912 A KR20140083912 A KR 20140083912A
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piezoelectric
piezoelectric element
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piezoelectric layers
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KR1020130164127A
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박인길
노태형
박성철
정현철
신희섭
정인섭
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주식회사 이노칩테크놀로지
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers

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Abstract

In the present invention, suggested are a piezoelectric device and a piezoelectric speaker including the same. The piezoelectric device includes a vibration inducing layer which is not polarized and at least two piezoelectric layers which are formed on the upper and lower sides of the vibration inducing layer and are polarized and laminated in a thickness direction. The piezoelectric layers are laminated such that the polarization directions are opposite to each other.

Description

압전 소자 및 이를 구비하는 압전 스피커{Piezoelectric device and piezoelectric speaker having the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a piezoelectric device,

본 발명은 압전 스피커에 관한 것으로, 특히 출력과 음압을 향상시킬 수 있는 압전 소자를 이용한 압전 스피커에 관한 것이다.
The present invention relates to a piezoelectric speaker, and more particularly, to a piezoelectric speaker using a piezoelectric element capable of improving output and sound pressure.

일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말한다. 즉, 압전 소자는 압력을 가하면 전압이 발생하고(압전 효과), 전압을 가하면 내부의 압력 변화로 인한 부피나 길이의 증감이 발생한다(역압전 효과). 압전 소자는 압전층과 그 상부에 마련되는 전극으로 구성되어 전극을 통해 압전층에 가해지는 전압에 따라 압력이 변화한다.Generally, a piezoelectric element is a device having a characteristic capable of changing electric energy and mechanical energy with each other. That is, a piezoelectric element generates a voltage when a pressure is applied (a piezoelectric effect), and when a voltage is applied, the volume or length of the piezoelectric element is increased or decreased due to a change in pressure inside the piezoelectric element. The piezoelectric element is composed of a piezoelectric layer and an electrode provided on the piezoelectric layer, and the pressure changes according to the voltage applied to the piezoelectric layer through the electrode.

이러한 압전 소자를 이용하여 압전 스피커, 진동 장치 등 대양한 부품을 제조할 수 있다. 그중에 압전 스피커는 압전 소자의 기계적 움직임을 진동판에 의해 음향적으로 변환시켜 원하는 주파수 대역의 음향을 발생시키는 부품이다. 이러한 압전 스피커는 기존의 다이나믹 스피커에 비해 얇고 가벼우며 전력소모가 적은 장점이 있으며, 이에 따라 소형, 박형, 경량이 요구되는 스마트폰 등의 전자기기에 이용될 수 있다. 압전 스피커는 압전 소자와, 압전 소자보다 크게 형성되어 압전 소자의 일면에 접합되어 압전 소자에서 발생되는 진동을 증폭시키는 진동판을 포함한다. 이러한 압전 스피커의 음향 특성은 주파수별 음압으로 판단되고, 진동판의 재질 및 물성에 따라 주파수별 음압은 다양하게 변화할 수 있다. 특성이 좋은 압전 스피커는 높은 출력이 구현되고, 주파수별 음압이 높으며 평탄한 형태를 가지면서 넓은 음역을 가지는 것을 의미한다. 한편, 한국특허공개 제2011-0064369호에는 압전 소자와 진동판이 수평적으로 어긋난 기울임 구조를 갖도록 부착되어 구조적 대칭성에 의해 발생되는 정상파를 방지함으로써 음의 왜곡을 최소화할 수 있는 압전 스피커가 제시되어 있다.By using these piezoelectric elements, it is possible to manufacture omnidirectional parts such as piezoelectric speaker and vibration device. In the meantime, the piezoelectric speaker is a part that generates a sound of a desired frequency band by acoustically converting the mechanical movement of the piezoelectric element by the diaphragm. Such a piezoelectric speaker is advantageous in that it is thin, light and consumes less power than a conventional dynamic speaker, and thus can be used in electronic devices such as a smart phone requiring a compact, thin and light weight. The piezoelectric speaker includes a piezoelectric element and a diaphragm formed larger than the piezoelectric element and bonded to one surface of the piezoelectric element to amplify vibration generated in the piezoelectric element. The acoustic characteristics of these piezoelectric loudspeakers are judged to be the sound pressure of each frequency, and the sound pressure of each frequency may vary according to the material and properties of the diaphragm. A piezoelectric speaker with a good characteristic means that it has a high output, a high frequency sound pressure, a flat shape, and a wide sound range. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0064369 discloses a piezoelectric speaker capable of minimizing distortion of a sound by preventing a standing wave generated due to structural symmetry by attaching the piezoelectric element and the diaphragm so that they have a tilted structure that is horizontally offset .

압전 스피커에 적용되는 진동판은 금속 재료, 폴리머 재료 및 펄프 등이 사용된다. 금속계 진동판의 경우, 탄성이 우수하고 전달 속도가 빨라서 압전 소자의 진동을 음파로 변환시키는 출력을 증가시키는 장점이 있으나, 좁은 음역 대역만이 구현되고, 주파수별 음압 저하 현상이 발생하며, 두께가 두껍고 무게가 무거운 단점이 있다. 반면에, 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판의 경우, 탄성이 부족하여 상대적으로 금속계 진동판에 비해 음압이 낮고 출력이 감소되는 단점이 있지만, 최저 공진 주파수나 주파수 대역에서의 음압 저하 현상은 금속계 진동판에 비해 우수한 장점이 있다.The diaphragm applied to the piezoelectric speaker is made of a metal material, a polymer material, pulp or the like. In the case of a metal-based diaphragm, there is an advantage of increasing the output for converting the vibration of the piezoelectric element into a sound wave because of its excellent elasticity and high transmission speed. However, only a narrow band is implemented, a sound pressure- There is a drawback that the weight is heavy. On the other hand, in the case of a polymer diaphragm or a pulp diaphragm, there is a disadvantage in that the sound pressure is lower and the output is lower than that of the metal diaphragm due to lack of elasticity. However, the sound pressure drop phenomenon at the lowest resonance frequency and frequency band There is an excellent advantage.

따라서, 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판을 이용할 경우 압전 소자의 진동을 음파로 변환시키는 출력이 저하되는 단점을 극복하여야 한다.
Therefore, when the polymer diaphragm or the pulp diaphragm is used, it is necessary to overcome the disadvantage that the output for converting the vibration of the piezoelectric element into a sound wave is lowered.

본 발명은 출력과 음압을 향상시킬 수 있는 압전 스피커를 제공한다.The present invention provides a piezoelectric speaker capable of improving output and sound pressure.

본 발명은 출력과 음압을 향상시킬 수 있는 압전 소자를 폴리머계 진동판 또는 펄프계 진동판과 함께 이용하는 압전 스피커를 제공한다.
The present invention provides a piezoelectric speaker in which a piezoelectric element capable of improving output and sound pressure is used together with a polymer diaphragm or a pulp diaphragm.

본 발명의 일 양태에 따른 압전 소자는 분극되지 않은 진동 유발층; 상기 진동 유발층의 상부 및 하부에 각각 마련되며, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하고, 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다.A piezoelectric device according to one aspect of the present invention includes a non-polarized vibration inducing layer; And at least two piezoelectric layers provided on upper and lower portions of the vibration inducing layer and polarized and laminated in the thickness direction, respectively, and each of the piezoelectric layers is laminated such that the polarization directions thereof are opposite to each other.

상기 진동 유발층 및 압전층은 동일 물질로 형성된다.The vibration inducing layer and the piezoelectric layer are formed of the same material.

상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 소정 영역에 관통 형성된 적어도 하나의 비아 플러그를 통해 동일 극성의 전압을 인가받는 상기 전극들이 연결된다.Electrodes are formed between the vibration inducing layer and the piezoelectric layers, and the electrodes to which the same polarity voltage is applied are connected through at least one via plug formed in a predetermined region of the vibration inducing layer and the piezoelectric layers .

상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 전극들은 적층된 상기 압전층들의 서로 대향되는 두 측면으로 노출되어 서로 다른 극성의 전압을 인가받는다
Electrodes are formed between the vibration inducing layer and the piezoelectric layers, and the electrodes are exposed to two opposing sides of the laminated piezoelectric layers, and are supplied with voltages of different polarities

본 발명의 다른 양태에 따른 압전 소자는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하며, 상기 압전층들중 가운데 위치하는 압전층이 다른 압전층들보다 두껍고, 상기 두꺼운 압전층의 상부 및 하부에 마련된 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다.The piezoelectric element according to another aspect of the present invention includes at least two piezoelectric layers that are polarized and laminated in the thickness direction, and the piezoelectric layer positioned at the center of the piezoelectric layers is thicker than the other piezoelectric layers, The piezoelectric layers provided on the upper and lower sides are laminated so that their polarization directions are opposite to each other.

상기 압전층들 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 압전층들의 소정 영역에 관통 형성된 적어도 하나의 비아 플러그를 통해 동일 극성의 전압을 인가받는 상기 전극들이 연결된다.
Electrodes are formed between the piezoelectric layers, and the electrodes to which the same polarity voltage is applied are connected through at least one via plug formed in a predetermined region of the piezoelectric layers.

본 발명의 또다른 양태에 따른 압전 스피커는 진동판; 상기 진동판 상에 마련된 압전 소자; 및 상기 진동판 및 압전 소자를 내부에 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 압전 소자는, 분극되지 않은 진동 유발층과, 상기 진동 유발층의 상부 및 하부에 각각 마련되며, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하고, 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric speaker comprising: a diaphragm; A piezoelectric element provided on the diaphragm; And a case accommodating the diaphragm and the piezoelectric element therein, wherein the piezoelectric element comprises: a non-polarized vibration inducing layer; and a plurality of piezoelectric ceramic layers provided on the upper and lower portions of the vibration inducing layer, The piezoelectric layer includes two or more piezoelectric layers, and the piezoelectric layers are laminated so that their polarization directions are opposite to each other.

상기 진동판은 폴리머계 또는 펄프계 물질로 형성된다.The diaphragm is formed of a polymer-based or pulp-based material.

상기 압전 소자와 진동판 사이에 마련된 접착 테이프와, 상기 압전 소자의 적어도 일 측면에 마련된 접착제를 더 포함한다.
An adhesive tape provided between the piezoelectric element and the vibration plate, and an adhesive provided on at least one side of the piezoelectric element.

본 발명의 또다른 양태에 따른 압전 스피커는 압전 소자; 및 상기 압전 소자의 측면이 내측면과 접착되어 상기 압전 소자를 수용하는 케이스를 포함하고, 상기 압전 소자는, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하며, 상기 압전층들중 가운데 위치하는 압전층이 다른 압전층들보다 두껍고, 상기 두꺼운 압전층의 상부 및 하부에 마련된 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a piezoelectric speaker comprising: a piezoelectric element; And a case in which the side surface of the piezoelectric element is bonded to the inner side to receive the piezoelectric element, wherein the piezoelectric element includes at least two piezoelectric layers that are polarized and laminated in the thickness direction, The piezoelectric layer positioned at the center is thicker than the other piezoelectric layers, and the piezoelectric layers provided at the upper and lower portions of the thick piezoelectric layer are laminated so that their polarization directions are opposite to each other.

본 발명은 분극되지 않은 진동 유발층의 상부 및 하부에 두께 방향으로 분극된 복수의 압전층이 마련되고, 분극된 복수의 압전층이 팽창 및 수축되면 진동 유발층에 의해 팽창 및 수축이 증폭되어 별도의 진동판이 마련되지 않고도 진동판에 의해 진동되는 것과 유사한 특성을 나타내게 된다. 이러한 압전 소자를 폴리머계 또는 펄프계 진동판에 접촉시켜 압전 스피커를 제작하게 되면, 압전 소자에서 발생된 1차 진동을 진동판이 2차 진동시키게 되어 진동을 더욱 증폭시킬 수 있다.The present invention is characterized in that a plurality of piezoelectric layers polarized in the thickness direction are provided on upper and lower portions of a non-polarized vibration inducing layer, and when the plurality of polarized piezoelectric layers are expanded and contracted, expansion and contraction are amplified by the vibration inducing layer A characteristic similar to the vibration of the diaphragm is provided without the diaphragm of the diaphragm. When such a piezoelectric element is brought into contact with a polymer-based or pulp-based diaphragm to manufacture a piezoelectric speaker, the diaphragm makes a secondary vibration of the primary vibration generated in the piezoelectric element, so that the vibration can be further amplified.

따라서, 진동판으로 폴리머계 또는 펄프계 진동판을 이용하더라도 종래보다 음압 및 출력을 더욱 향상시킬 수 있다.
Therefore, even if a polymer-based or pulp-based diaphragm is used as the diaphragm, sound pressure and output can be further improved as compared with the conventional art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비하는 압전 스피커의 분해 사시도 및 결합 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 압전 스피커의 단면도.
1 is a cross-sectional view of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a piezoelectric device according to another embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a piezoelectric device according to another embodiment of the present invention.
4 and 5 are an exploded perspective view and an assembled cross-sectional view of a piezoelectric speaker with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker in accordance with another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자(100)는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)과, 제 3 압전층(130) 하부에 마련되며 분극되지 않은 진동 유발층(140)과, 진동 유발층(140) 하부에 마련되며 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)을 포함한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자(100)는 진동 유발층(140)을 중심으로 그 상부에 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)이 마련되고 그 하부에 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)이 마련된다. 여기서, 진동 유발층(140)과 복수의 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)은 동일 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다.1, a piezoelectric device 100 according to an embodiment of the present invention includes first to third piezoelectric layers 110, 120, and 130 that are polarized and laminated in a thickness direction, a third piezoelectric layer 130, And a fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 that are provided under the vibration inducing layer 140 and are polarized and laminated in the thickness direction. That is, in the piezoelectric element 100 according to an embodiment of the present invention, the first to third piezoelectric layers 110, 120, and 130 are provided on the vibration inducing layer 140, To sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 are provided. The vibration inducing layer 140 and the plurality of piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, 160 and 170 may be formed of the same material. For example, PZT (Pb, Zr, Ti), NKN , K, Nb) and BNT (Bi, Na, Ti) based piezoelectric materials.

제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)은 두께 방향으로 분극(poling)시켜 압전 특성을 갖는 수단으로서, 대략 원형 또는 사각형 형상의 박판으로 형성될 수 있다. 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)의 형상은 압전 스피커에 적용될 수 있는 압전 특성이 형성된다면 제시된 실시 예에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다. 예를 들어, 제 1 및 제 3 압전층(110, 130)은 진동 유발층(140)의 반대 방향, 즉 상측 방향으로 분극되고, 제 2 압전층(120)은 진동 유발층(140)의 방향, 즉 하측 방향으로 분극될 수 있다. 제 1 압전층(110)은 상면에 제 1a 전극(111)이 형성되고, 하면에 제 1b 전극(113)이 형성되며, 제 1b 전극(113)에서 제 1a 전극(111) 방향으로 분극될 수 있다. 제 2 압전층(120)은 상면에 제 2b 전극(123)이 형성되어 제 1 압전층(110)의 제 1b 전극(113)에 접합되고, 하면에 제 2a 전극(121)이 형성되며, 제 2b 전극(123)에서 제 2a 전극(121) 방향으로 분극될 수 있다. 이때, 제 1b 전극(113)과 제 2b 전극(123)은 일체로 형성될 수 있다. 제 3 압전층(130)은 상면에 제 3a 전극(131)이 형성되어 제 2 압전층(120)의 제 2a 전극(121)에 접합되고, 하면에 제 3b 전극(133)이 형성되며, 제 3b 전극(133)에서 제 3a 전극(131) 방향으로 분극될 수 있다. 이때, 제 2a 전극(121)과 제 3a 전극(131)은 일체로 형성될 수 있다.The first to third piezoelectric layers 110, 120, and 130 may be formed as a thin plate having a substantially circular or rectangular shape as a means having a piezoelectric property by poling in the thickness direction. The shapes of the first to third piezoelectric layers 110, 120 and 130 are not limited to the illustrated embodiments and may be variously changed if piezoelectric characteristics applicable to the piezoelectric speaker are formed. The first to third piezoelectric layers 110, 120 and 130 are stacked so that their polarization directions are opposite to each other. For example, the first and third piezoelectric layers 110 and 130 are polarized in an opposite direction to the vibration inducing layer 140, that is, the upper direction, and the second piezoelectric layer 120 is polarized in the direction of the vibration inducing layer 140 That is, in the downward direction. The first piezoelectric layer 110 has a first electrode 111 formed on the upper surface thereof and a first b electrode 113 formed on the lower surface thereof and polarized in the direction of the first electrode 113 from the first b electrode 113 have. The second piezoelectric layer 120 has a second b electrode 123 formed on its top surface and is bonded to the first b electrode 113 of the first piezoelectric layer 110. The second electrode 121 is formed on the bottom surface of the second piezoelectric layer 120, And may be polarized in the direction of the 2a electrode 121 from the 2b electrode 123. At this time, the first and second electrodes 113 and 123 may be integrally formed. A third electrode 131 is formed on the upper surface of the third piezoelectric layer 130 and bonded to the second electrode 121 of the second piezoelectric layer 120. A third electrode 133 is formed on the lower surface of the third piezoelectric layer 130, The third electrode 131 may be polarized in the direction of the third electrode 131. At this time, the 2a electrode 121 and the 3a electrode 131 may be integrally formed.

진동 유발층(140)은 두께 방향으로 분극시키지 않아서 압전 특성을 갖지 않는 세라믹판으로서, 제 3 및 제 4 압전층(130, 150)에서 진동이 일어나는 것을 유발 및 증폭시키거나 직접 진동판의 역할을 한다. 진동 유발층(140)의 상면 및 하면에는 제 3b 전극(133) 및 제 4b 전극(153)과 전기적으로 각각 연결되는 한 쌍의 전극(143)이 형성된다. 이때, 진동 유발층(140)의 상면에 형성되는 전극(143)과 제 3b 전극(133)은 일체로 형성될 수 있다.The vibration inducing layer 140 does not polarize in the thickness direction and does not have piezoelectric characteristics. It induces and amplifies vibration in the third and fourth piezoelectric layers 130 and 150, or acts as a direct diaphragm . A pair of electrodes 143 electrically connected to the third electrode 133 and the fourth electrode 153 are formed on the upper surface and the lower surface of the vibration inducing layer 140, respectively. At this time, the electrode 143 and the third electrode 133 formed on the upper surface of the vibration inducing layer 140 may be integrally formed.

제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)은 두께 방향으로 분극(poling)시켜 압전 특성을 갖는 수단으로서, 대략 원형 또는 사각형 형상의 박판으로 형성될 수 있다. 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)의 형상은 압전 스피커에 적용될 수 있는 압전 특성이 형성된다면 제시된 실시 예에 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된다. 예를 들어, 제 4 및 제 6 압전층(150, 170)은 진동 유발층(140)의 반대 방향, 즉 하측 방향으로 분극되고, 제 5 압전층(160)은 진동 유발층(140)의 방향, 즉 상측 방향으로 분극될 수 있다. 제 4 압전층(150)은 상면에 제 4b 전극(153)이 형성되어 진동 유발층(140)의 전극(143)에 접합되고, 하면에 제 4a 전극(151)이 형성되며, 제 4b 전극(143)에서 제 4a 전극(141) 방향으로 분극될 수 있다. 이때, 진동 유발층(140) 하면에 형성된 전극(143)은 제 4 압전층(150)의 제 4b 전극(153)과 일체로 형성될 수 있다. 제 5 압전층(160)은 상면에 제 5a 전극(151)이 형성되어 제 4 압전층(120)의 제 4a 전극(151)에 접합되고, 하면에 제 5b 전극(153)이 형성되며, 제 5b 전극(153)에서 제 5a 전극(151) 방향으로 분극될 수 있다. 이때, 제 4a 전극(151)과 제 5a 전극(161)을 일체로 형성할 수 있다. 제 6 압전층(170)은 상면에 제 6b 전극(173)이 형성되어 제 5 압전층(160)의 제 5b 전극(163)에 접합되고, 하면에 제 6a 전극(171)이 형성되며, 제 6b 전극(173)에서 제 6a 전극(171) 방향으로 분극될 수 있다. 이때, 제 5b 전극(163)과 제 6b 전극(173)을 일체로 형성할 수 있다.The fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 may be formed of a substantially circular or rectangular thin plate as a means having a piezoelectric characteristic by poling in the thickness direction. The shape of the fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 may be variously changed without being limited to the illustrated embodiment if piezoelectric characteristics applicable to the piezoelectric speaker are formed. The fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 are stacked so that their polarization directions are opposite to each other. For example, the fourth and sixth piezoelectric layers 150 and 170 are polarized in the opposite direction to the vibration inducing layer 140, that is, the downward direction, and the fifth piezoelectric layer 160 is polarized in the direction of the vibration inducing layer 140 That is, in the upward direction. The fourth piezoelectric layer 150 includes a fourth electrode 153 formed on the upper surface thereof and bonded to the electrode 143 of the vibration inducing layer 140 and a fourth electrode 151 formed on the lower surface of the fourth piezoelectric layer 150, 143 in the direction of the fourth electrode 141. The electrode 143 formed on the lower surface of the vibration inducing layer 140 may be formed integrally with the fourth electrode 153 of the fourth piezoelectric layer 150. The fifth piezoelectric layer 160 has a fifth electrode 151 formed on its top surface and bonded to the fourth electrode 151 of the fourth piezoelectric layer 120 and a fifth electrode 153 formed on the bottom surface thereof, 5b electrode 153 to the 5a electrode 151 direction. At this time, the fourth electrode 151 and the fifth electrode 161 may be integrally formed. The sixth piezoelectric layer 170 has a sixth electrode 173 formed on the top surface thereof and bonded to the fifth electrode 163 of the fifth piezoelectric layer 160 and a sixth electrode 171 formed on the bottom surface thereof. 6b electrode 173 to the sixth electrode 171. In this case, At this time, the 5b electrode 163 and the 6b electrode 173 can be integrally formed.

여기서, 제 1 내지 제 6 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)의 제 1a, 제 2a, 제 3a, 제 4a, 제 5a 및 제 6a 전극(111, 121, 131, 151, 161, 171)은 전기적으로 서로 연결되고, 제 1b, 제 2b, 제 3b, 제 4b, 제 5b 및 제 6b 전극(113, 123, 133, 153, 163, 173)은 전기적으로 서로 연결된다. 또한, 제 1a, 제 2a, 제 3a, 제 4a, 제 5a 및 제 6a 전극(111, 121, 131, 151, 161, 171)과 제 1b, 제 2b, 제 3b, 제 4b, 제 5b 및 제 6b 전극(113, 123, 133, 153, 163, 173)은 서로 절연된다. 제 1 내지 제 6 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)의 제 1a, 제 2a, 제 3a, 제 4a, 제 5a 및 제 6a 전극(111, 121, 131, 151, 161, 171)이 전기적으로 서로 연결되기 위하여 제 1 내지 제 6 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)과 진동 유발층(140)을 관통하도록 형성된 제 1 비아홀이 도전 물질로 매립된 제 1 비아 플러그(180)가 형성된다. 또한, 제 1 내지 제 6 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)의 제 1b, 제 2b, 제 3b, 제 4b, 제 5b 및 제 6b 전극(113, 123, 133, 153, 163, 173)이 전기적으로 서로 연결되기 위하여 제 2 내지 제 5 압전층(120, 130, 150, 160) 및 진동 유발층(140)을 관통하도록 형성된 제 2 비아홀에 도전 물질이 매립된 제 2 비아 플러그(190)가 형성된다. 여기서, a 전극들과 b 전극들이 단락되지 않도록 하기 위해 압전층들(110 내지 170)의 제 1 비아 플러그(180)가 형성된 영역에는 제 1b, 제 2b, 제 3b, 제 4b, 제 5b 및 제 6b 전극(113, 123, 133, 153, 163, 173)이 형성되지 않고, 제 2 비아 플러그(190)가 형성된 영역에는 제 2a, 제 3a, 제 4a 및 제 5a 전극(121, 131, 151, 161)이 형성되지 않는다.The first, second, third, fourth, fifth and sixth electrodes 111, 121, 131, 151 and 151 of the first through sixth piezoelectric layers 110, 120, 130, 161, and 171 are electrically connected to each other and the first, second, third, fourth, fifth, and sixth electrodes 113, 123, 133, 153, 163, and 173 are electrically connected to each other. The first, second, third, fourth, fifth and sixth electrodes 111, 121, 131, 151, 161, 171 and first, second, 6b electrodes 113, 123, 133, 153, 163, and 173 are insulated from each other. The first, second, third, fourth, fifth and sixth electrodes 111, 121, 131, 151, 161 and 161 of the first, second, third, and fourth piezoelectric layers 110, A first via hole formed to penetrate the first through sixth piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, 160, and 170 and the vibration inducing layer 140 to be electrically connected to each other, One via plug 180 is formed. The first, the second, the third, the fourth, the fifth and the sixth electrodes 113, 123, 133 and 153 of the first to sixth piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, 163 and 173 are electrically connected to each other, a second via hole in which a conductive material is buried in a second via hole formed to pass through the second to fifth piezoelectric layers 120, 130, 150, and 160 and the vibration inducing layer 140, A plug 190 is formed. In order to prevent short-circuiting between the a-electrodes and the b-electrodes, the first via plug 180 of the piezoelectric layers 110 to 170 is formed in the region of the first via plug 180 in the first, second, third, fourth, fifth, 3a, 4a and 5a electrodes 121, 131, 151, and 151 are formed in the region where the second via plugs 190 are formed without the electrodes 611, 6b, 113, 123, 133, 153, 163, 161 are not formed.

이러한 압전 소자(100)는 전원 공급 수단(10)의 (+) 극이 예를 들어 제 1a 전극(111)에 연결되고, (-)극이 제 6b 전극(173)에 연결되어 전원을 공급받는다. 즉, 제 1a, 제 2a, 제 3a, 제 4a, 제 5a 및 제 6a 전극(111, 121, 131, 151, 161, 171)에 (+) 전원이 인가되고, 제 1b, 제 2b, 제 3b, 제 4b, 제 5b 및 제 6b 전극(113, 123, 133, 153, 163, 173)에 (-) 전원이 인가된다.
In this piezoelectric element 100, the (+) pole of the power supply means 10 is connected to the first electrode 111, for example, and the (-) pole is connected to the sixth electrode 173, . That is, positive power is applied to the electrodes 1a, 2a, 3a, 4a, 5a and 6a electrodes 111, 121, 131, 151, 161 and 171, (-) power is applied to the first, fourth, fifth, and sixth electrodes 113, 123, 133, 153, 163, and 173.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a piezoelectric element according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 압전 소자(100)는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)과, 제 3 압전층(130) 하부에 마련되며 분극되지 않은 진동 유발층(140)과, 진동 유발층(140) 하부에 마련되며 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)을 포함한다. 여기서, 진동 유발층(140)과 복수의 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)은 동일 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 압전 소자(100)는 복수의 압전층(110 내지 170)이 적층된 적층체 내부에 압전층들(110 내지 170) 사이에 형성된 복수의 내부 전극(112, 122, 132, 152, 162, 172)이 구비된다. 내부 전극(112, 122, 132, 152, 162, 172)은 적층체의 양측면으로 교호로 노출된다. 또한, 적층체의 일측면에는 제 1 단면 전극(182)이 형성되며 이는 일측면으로 노출되는 내부 전극들(122, 132, 152, 172)과 연결되고, 적층체의 타측면에는 제 2 단면 전극(184)이 형성되며 이는 타측면으로 노출되는 내부 전극들(122, 162) 과 연결된다, 그리고, 적층체의 상부면에는 제 1 단면 전극(182)과 연결되는 제 1 상면 전극(186a) 및 제 2 단면 전극(184)과 연결되는 제 2 상면 전극(186b)이 이격되어 형성되고, 적층체의 하부면에는 제 1 단면 전극(182)과 연결되는 제 1 하면 전극(188a) 및 제 2 단면 전극(184)과 연결되는 제 2 하면 전극(188b)이 이격되어 형성되고, 제 1 상면 전극(186a) 및 제 2 상면 전극(186b) 상에는 각각 외부 연결을 위한 단자가 형성된다.2, the piezoelectric device 100 according to another embodiment of the present invention includes first to third piezoelectric layers 110, 120, and 130 that are polarized and laminated in the thickness direction, a third piezoelectric layer 130, And a fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160, and 170 that are provided under the vibration inducing layer 140 and are polarized and laminated in the thickness direction. The vibration inducing layer 140 and the plurality of piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, 160 and 170 may be formed of the same material. For example, PZT (Pb, Zr, Ti), NKN , K, Nb) and BNT (Bi, Na, Ti) based piezoelectric materials. The piezoelectric element 100 includes a plurality of internal electrodes 112, 122, 132, 152, 162, and 162 formed between the piezoelectric layers 110 to 170 in a laminated body in which a plurality of piezoelectric layers 110 to 170 are stacked. 172 are provided. The internal electrodes 112, 122, 132, 152, 162, 172 are alternately exposed to both sides of the laminate. A first end face electrode 182 is formed on one side of the laminate body and connected to the internal electrodes 122, 132, 152, 172 exposed on one side face, and a second end face electrode 182 is formed on the other side face of the laminate body. A first upper surface electrode 186a connected to the first end surface electrode 182 and a second upper surface electrode 182 connected to the upper surface of the laminate body, A first lower electrode 188a connected to the first end face electrode 182 and a second upper face electrode 186b connected to the second end face electrode 184 are formed on the lower face of the laminate body, A second lower surface electrode 188b connected to the electrode 184 is formed apart from the first upper surface electrode 186a and a terminal for external connection is formed on the first upper surface electrode 186a and the second upper surface electrode 186b.

이러한 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자와 동일 구조를 갖지만, 내부 전극들이 외부로 노출되어 단면 전극과 연결되는 것이 상이하다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자는 복수의 압전층을 관통하도록 제 1 및 제 2 비아홀이 형성되고 비아홀을 통해 전극들이 서로 연결되었으나, 본 발명의 또다른 실시 예에 다른 압전 소자는 내부 전극들(112, 122, 132, 152, 162, 172)이 적층체의 양측면에 교호로 노출되고 제 1 및 제 2 단면 전극(182, 184)이 적층체의 일측면 및 타측면에서 내부 전극들(112, 122, 132, 152, 162, 172)과 연결된다.
The piezoelectric element according to another embodiment of the present invention has the same structure as the piezoelectric element according to an embodiment of the present invention but differs in that the internal electrodes are exposed to the outside to be connected to the end electrode. That is, in the piezoelectric element according to the embodiment of the present invention, the first and second via holes are formed so as to penetrate the plurality of piezoelectric layers, and the electrodes are connected to each other through the via hole. However, in the piezoelectric element according to another embodiment of the present invention, The inner electrodes 112, 122, 132, 152, 162 and 172 are alternately exposed to both sides of the laminate and the first and second end electrodes 182 and 184 are exposed from one side surface and the other side of the laminate, 112, 122, 132, 152, 162, 172, respectively.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예 및 다른 실시 예에 따른 압전 소자는 분극되지 않은 진동 유발층(140)이 중심부에 마련되고, 그 상부 및 하부에 두께 방향으로 분극된 복수의 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)이 마련된다. 따라서, 분극된 복수의 압전층(110, 120, 130, 150, 160, 170)에 전압이 인가되어 팽창 및 수축되면 진동 유발 세라믹판(140)에 의해 팽창 및 수축이 증폭된다. 즉, 진동 유발층(140)이 진동을 증폭시키는 역할을 하여 진동판이 마련되지 않고도 진동판에 의해 진동되는 것과 유사한 특성을 나타내게 된다.
As described above, the piezoelectric element according to one embodiment of the present invention and the other embodiment of the present invention includes a non-polarized vibration inducing layer 140 provided at a central portion, a plurality of piezoelectric layers 110 , 120, 130, 150, 160, 170). Accordingly, when voltage is applied to the plurality of polarized piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, 160, 170 and expanded and contracted, expansion and contraction are amplified by the vibration-inducing ceramic plate 140. That is, the vibration inducing layer 140 serves to amplify the vibration, so that the vibration inducing layer 140 exhibits characteristics similar to those of being vibrated by the vibration plate without providing the vibration plate.

도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a piezoelectric device according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자(100)는 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 내지 제 5 압전층(110, 120, 130, 150, 160)을 포함하고, 제 3 압전층(130)의 두께는 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 압전층(110, 120, 160, 160)의 두께보다 두껍게 형성된다. 또한, 제 1 내지 제 5 압전층(110, 120, 130, 140, 150)은 동일 물질로 형성될 수 있는데, 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다.3, a piezoelectric device 100 according to another embodiment of the present invention includes first through fifth piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, and 160 which are polarized and laminated in a thickness direction, The thickness of the third piezoelectric layer 130 is greater than the thickness of the first, second, fourth, and fifth piezoelectric layers 110, 120, 160, and 160. The first to fifth piezoelectric layers 110, 120, 130, 140 and 150 may be formed of the same material. For example, PZT (Pb, Zr, Ti), NKN (Na, K, BNT (Bi, Na, Ti) based piezoelectric material.

제 1 내지 제 5 압전층(110, 120, 130, 150, 160)의 구성 및 형상은 전술된 일 실시 예에 제시된 제 1 내지 제 5 압전층(110, 120, 130, 150, 160)의 구성과 대응한다. 다만, 본 실시 예에서는 제 3 압전층(130)의 두께는 제 1, 제 2, 제 4 및 제 5 압전층(110, 120, 150, 160)의 두께보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 이렇게 제 3 압전층(130)의 두께를 다른 압전층(110, 120, 150, 160)의 두께보다 두껍게 형성함에 따라 제 3 압전층(130)의 분극 상태가 다른 압전층(110, 120, 150, 160)의 분극 상태보다 부족한 상태를 유지하도록 하여 분극 차이에 의한 분극 진동을 유발한다. 설명되지 않은 도면 부호 180, 190은 비아 플러그이다.
The configuration and shape of the first to fifth piezoelectric layers 110, 120, 130, 150 and 160 are the same as those of the first to fifth piezoelectric layers 110, 120, 130, 150, . However, it is preferable that the thickness of the third piezoelectric layer 130 is thicker than the thickness of the first, second, fourth, and fifth piezoelectric layers 110, 120, 150, and 160 in this embodiment. As the thickness of the third piezoelectric layer 130 is made thicker than the thicknesses of the other piezoelectric layers 110, 120, 150 and 160, the piezoelectric layers 110, 120 and 150 having different polarization states of the third piezoelectric layer 130 , 160), thereby causing a polarization vibration due to the polarization difference. Unexplained reference numerals 180 and 190 are via plugs.

상기한 바와 같이 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 압전 소자는 두꺼운 두께의 분극된 제 3 압전층(130)이 중심부에 마련되고, 제 3 압전층(130)보다 얇은 두께의 압전층들(110, 120, 140, 150)이 그 상부 및 하부에 마련된다. 따라서, 분극된 압전층들(110, 120, 130, 140, 150)에 전압이 인가되어 팽창 및 수축이 발생되고, 이러한 팽창 및 수축이 중앙부의 제 3 압전층(130)에 의해 증폭된다. 즉, 두께가 두꺼운 제 3 압전층(130)이 진동을 증폭시키는 역할을 하여 진동판이 마련되지 않고도 진동판에 의해 진동되는 것과 유사한 특성을 나타내게 된다.
As described above, according to another embodiment of the present invention, the piezoelectric layer 130 having a thick thickness is provided at the center and the piezoelectric layers 110 having a thickness thinner than that of the third piezoelectric layer 130 , 120, 140, 150) are provided at the upper and lower portions thereof. Accordingly, the voltage is applied to the polarized piezoelectric layers 110, 120, 130, 140, and 150 to expand and contract, and the expansion and contraction is amplified by the third piezoelectric layer 130 at the center. That is, the third piezoelectric layer 130 having a large thickness functions to amplify the vibration, so that the piezoelectric layer 130 exhibits characteristics similar to the vibration of the diaphragm without providing the diaphragm.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 소자를 구비하는 압전 스피커의 분해 사시도 및 결합 단면도이다. 여기서, 압전 소자는 도 2를 이용하여 설명한 압전 소자를 예로 들어 설명한다. 4 and 5 are an exploded perspective view and an assembled cross-sectional view of a piezoelectric speaker with a piezoelectric device according to an embodiment of the present invention. Here, the piezoelectric element will be described taking the piezoelectric element described with reference to Fig. 2 as an example.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압전 스피커는 장방형의 압전 소자(100)와, 압전 소자(100)의 진동을 증가시키는 진동판(200)과, 진동판(200)에 압전 소자(100)를 접착하기 위한 접착 테이프(300)과, 진동판(200)에 부착된 압전 소자(100)를 수납하는 케이스(400)를 포함한다. 또한, 압전 소자(100)의 측면에 마련되어 압전 소자(100)를 접착 테이프(300)에 접착하는 접착제(500)를 더 포함한다.4 and 5, a piezoelectric speaker according to an embodiment of the present invention includes a rectangular piezoelectric element 100, a diaphragm 200 for increasing the vibration of the piezoelectric element 100, An adhesive tape 300 for adhering the piezoelectric element 100 and a case 400 for housing the piezoelectric element 100 attached to the diaphragm 200. [ The piezoelectric device 100 further includes an adhesive 500 provided on a side surface of the piezoelectric device 100 and adhering the piezoelectric device 100 to the adhesive tape 300.

압전 소자(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 1 내지 제 3 압전층(110, 120, 130)과, 제 3 압전층(130) 하부에 마련되며 분극되지 않은 진동 유발층(140)과, 진동 유발층(140) 하부에 마련되며 두께 방향으로 분극되어 적층되는 제 4 내지 제 6 압전층(150, 160, 170)을 포함한다. 또한, 압전 소자(100)는 복수의 압전층(110 내지 170)이 적층된 적층체 내부에 압전층들(110 내지 170) 사이에 형성된 복수의 내부 전극(112, 122, 132, 152, 162, 172)이 구비된다. 내부 전극(112, 122, 132, 152, 162, 172)은 적층체의 양측면으로 교호로 노출된다. 또한, 적층체의 일측면에는 제 1 단면 전극(182)이 형성되며 이는 일측면으로 노출되는 내부 전극들(122, 132, 152, 172)과 연결되고, 적층체의 타측면에는 제 2 단면 전극(184)이 형성되며 이는 타측면으로 노출되는 내부 전극들(122, 162) 과 연결된다, 그리고, 적층체의 상부면에는 제 1 단면 전극(182)과 연결되는 제 1 상면 전극(186a) 및 제 2 단면 전극(184)과 연결되는 제 2 상면 전극(186b)이 이격되어 형성되고, 적층체의 하부면에는 제 1 단면 전극(182)과 연결되는 제 1 하면 전극(188a) 및 제 2 단면 전극(184)과 연결되는 제 2 하면 전극(188b)이 이격되어 형성되고, 제 1 상면 전극(186a) 및 제 2 상면 전극(186b) 상에는 각각 외부 연결을 위한 단자(600)가 형성된다. 즉, 단자(600)를 통해 외부로부터 전원을 인가받을 수 있다.The piezoelectric element 100 includes first to third piezoelectric layers 110, 120 and 130 which are polarized and laminated in the thickness direction as shown in FIG. 2, and first to third piezoelectric layers 110, 120 and 130 which are provided under the third piezoelectric layer 130 A vibration inducing layer 140 and fourth to sixth piezoelectric layers 150, 160 and 170 which are provided under the vibration inducing layer 140 and are polarized and laminated in the thickness direction. The piezoelectric element 100 includes a plurality of internal electrodes 112, 122, 132, 152, 162, and 162 formed between the piezoelectric layers 110 to 170 in a laminated body in which a plurality of piezoelectric layers 110 to 170 are stacked. 172 are provided. The internal electrodes 112, 122, 132, 152, 162, 172 are alternately exposed to both sides of the laminate. A first end face electrode 182 is formed on one side of the laminate body and connected to the internal electrodes 122, 132, 152, 172 exposed on one side face, and a second end face electrode 182 is formed on the other side face of the laminate body. A first upper surface electrode 186a connected to the first end surface electrode 182 and a second upper surface electrode 182 connected to the upper surface of the laminate body, A first lower electrode 188a connected to the first end face electrode 182 and a second upper face electrode 186b connected to the second end face electrode 184 are formed on the lower face of the laminate body, A second lower electrode 188b connected to the electrode 184 is spaced apart and a terminal 600 for external connection is formed on the first upper electrode 186a and the second upper electrode 186b. That is, power can be supplied from the outside through the terminal 600. [

진동판(200)은 폴리머계 또는 펄프계 물질을 이용할 수 있다. 예를 들어, 진동판(200)은 수지 필름을 이용할 수 있는데, 에틸렌 플로필렌 고무계, 스티렌 부타디엔 고무계 등 영율이 1MPa∼10GPa로 손실 계수가 큰 재료를 이용할 수 있다. 진동판(200)은 압전 소자(100)보다 큰 장방형으로 마련되며, 진동판(200)의 상면에 압전 소자(100)가 접착된다. 또한, 진동판(200)은 가장자리가 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(400)의 가장자리에 협지될 수 있다. 즉, 진동판(200)은 중앙부에 접착된 압전 소자(100)가 케이스(400) 내부의 공간에 마련되고, 가장자리가 하부 케이스(410) 및 상부 케이스(420)의 가장자리 사이에 위치하여 이들에 의해 고정될 수 있다. The diaphragm 200 may be made of a polymer-based material or a pulp-based material. For example, the diaphragm 200 can use a resin film, and a material having a Young's modulus of 1 MPa to 10 GPa and a large loss coefficient such as an ethylene propylene rubber system or a styrene butadiene rubber system can be used. The diaphragm 200 is provided in a rectangular shape larger than the piezoelectric element 100 and the piezoelectric element 100 is bonded to the upper surface of the diaphragm 200. Further, the edge of the diaphragm 200 can be held at the edge of the case 400 as shown in Fig. That is, the diaphragm 200 is provided with a piezoelectric element 100 bonded to the center of the diaphragm 200 in a space inside the case 400 and an edge positioned between the edges of the lower case 410 and the upper case 420, Can be fixed.

또한, 진동판(200)은 그 상부에 접착 테이프(300)가 마련되어 접착 테이프(300)에 의해 압전 소자(100)가 진동판(200)에 부착된다. 이러한 접착 테이프(300)는 고무계, 아크릴계, 실리콘계 등의 접착 물질을 이용할 수 있다. 한편, 접착 테이프(300)는 진동판(200)과 동일 형태 및 크기를 가질 수 있고, 압전 소자(100)와 동일 형태 및 크기를 가질 수 있다. 접착 테이프(300)가 예를 들어 진동판(200)과 동일 크기로 마련되는 경우 접착 테이프(300)의 가장자리는 진동판(200)의 가장자리와 함께 케이스(400)의 가장자리 사이에 협지될 수 있다. An adhesive tape 300 is provided on the diaphragm 200 and the piezoelectric element 100 is attached to the diaphragm 200 by the adhesive tape 300. The adhesive tape 300 may be an adhesive material such as a rubber, acrylic, or silicone adhesive. On the other hand, the adhesive tape 300 may have the same shape and size as the diaphragm 200, and may have the same shape and size as the piezoelectric element 100. The edge of the adhesive tape 300 may be sandwiched between the edges of the case 400 together with the edge of the diaphragm 200 when the adhesive tape 300 is provided in the same size as the diaphragm 200, for example.

한편, 압전 소자(100)의 적어도 일 측면에 접착제(500)가 도포될 수 있다. 예를 들어, 접착제(500)는 압전 소자(100)의 일 상면의 가장자리로부터 측면에 도포될 수 있고, 압전 소자(100)의 네 상면의 가장자리로부터 측면에 모두 도포될 수도 있다. 또한, 접착제(500)는 압전 소자(100)의 적어도 일 측면에 적어도 일부 마련될 수 있다. 즉, 접착제(500)는 압전 소자(100)의 측면에 부분적으로 도포될 수도 있고, 전체적으로 도포될 수도 있다. 접착제(500)는 압전 소자(100)의 측면과 접착 테이프(300)의 계면에서 박리가 발생하는 것을 방지하기 위한 보강제이다. 접착제(500)로서는 가능한 한 압전 소자(100)의 변위를 구속하지 않는 우레탄계, 실리콘계 등의 영률이 낮은 열경화형 접착제를 사용하는 것이 좋다.On the other hand, the adhesive 500 may be applied to at least one side of the piezoelectric element 100. For example, the adhesive 500 may be applied to the side surface from the edge of the upper surface of the piezoelectric element 100, and may be applied to all the sides from the edge of the four upper surfaces of the piezoelectric element 100. Further, the adhesive 500 may be provided at least partially on at least one side of the piezoelectric element 100. That is, the adhesive 500 may be partially applied to the side surface of the piezoelectric element 100, or may be applied as a whole. The adhesive 500 is a reinforcing agent for preventing peeling from occurring at the interface between the side surface of the piezoelectric element 100 and the adhesive tape 300. As the adhesive 500, it is preferable to use a thermosetting adhesive having a low Young's modulus such as urethane or silicone which does not restrict the displacement of the piezoelectric element 100 as much as possible.

케이스(400)는 내부에 소정 공간이 마련되어 압전 소자(100) 및 진동판(200) 등을 수용한다. 이러한 케이스(400)는 압전 소자(100)의 상측에 마련된 상부 케이스(410)와, 진동판(200)의 하측에 마련된 하부 케이스(420)를 포함할 수 있다. 상부 및 하부 케이스(410, 420)는 진동판(200)의 가장자리를 협지하여 압전 소자(100)가 내부에 위치되도록 한다. 또한, 케이스(400)는 내부에서 압전 소자(100)의 상면 및 진동판(200)의 하면과 소정 간격 이격되어 소정의 공간이 마련된다. 이렇게 케이스(400) 내부의 압전 소자(100) 및 진동판(200)과 이루는 공간이 압전 소자(100)의 진동 공간이 된다. 이를 위해 상부 케이스(410)는 진동판(200)의 가장자리를 따라 마련된 제 1 평면부와, 제 1 평면부의 내측으로부터 압전 소자(100)의 측면과 소정 간격 이격되어 상측으로 연장된 수직부와, 압전 소자(100)의 상면과 대면하고 수직부 사이에 마련된 제 2 평면부를 포함할 수 있다. 이때, 수직부의 높이에 따라 압전 소자(100)와 제 2 평면부 사이의 공간이 결정된다. 또한, 하부 케이스(420)는 상부 케이스(410)와 대향되어 동일 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 진동판(200)의 가장자리를 따라 마련된 제 1 평면부와, 제 1 평면부의 내측으로부터 하측으로 연장된 수직부와, 진동판(200)의 하면과 대면하고 수직부 사이에 마련된 제 2 평면부를 포함할 수 있다. 한편, 상부 케이스(410)의 소정 영역, 예를 들어 수직부에는 복수의 방음 구멍(412)이 형성될 수 있다. 방음 구멍(412)은 원형의 형상으로 마련될 수 있는데, 그 이외에 사각형, 타원형 등의 다양한 형상으로 마련될 수도 있다. 또한, 하부 케이스(420)의 소정 영역에도 방음 구멍(422)이 형성될 수 있다. 방음 구멍(422)은 예를 들어 하부 케이스(420)의 제 2 평면부에 형성될 수 있다. 한편, 상부 케이스(410)의 제 2 평면부는 압전 소자(100)와 대면하고 있으므로 압전 소자(100)와 접촉하지 않도록 이격되어야 하지만, 하부 케이스(420)의 제 2 평면부는 압전 소자(100)의 변위를 허용할 수 있는 간격이면 되므로 상부 케이스(410)의 간격보다 작을 수 있다.
The case 400 is provided with a predetermined space therein to receive the piezoelectric element 100 and the diaphragm 200 and the like. The case 400 may include an upper case 410 provided on the upper side of the piezoelectric element 100 and a lower case 420 provided on the lower side of the diaphragm 200. The upper and lower cases 410 and 420 sandwich the edges of the diaphragm 200 so that the piezoelectric element 100 is positioned inside. The case 400 is spaced apart from the upper surface of the piezoelectric element 100 and the lower surface of the diaphragm 200 by a predetermined space. The space between the piezoelectric element 100 and the diaphragm 200 in the case 400 becomes a vibration space of the piezoelectric element 100. [ To this end, the upper case 410 includes a first plane portion provided along the edge of the diaphragm 200, a vertical portion extending upward from the inner side of the first plane portion and spaced apart from the side surface of the piezoelectric element 100 by a predetermined distance, And a second plane portion facing the upper surface of the element 100 and provided between the vertical portions. At this time, the space between the piezoelectric element 100 and the second plane portion is determined according to the height of the vertical portion. Further, the lower case 420 may be provided in the same shape as the upper case 410 so as to face the upper case 410. That is, it includes a first plane portion provided along the edge of the diaphragm 200, a vertical portion extending downward from the inside of the first plane portion, and a second plane portion provided between the bottom portion of the diaphragm 200 and the vertical portion can do. Meanwhile, a plurality of sound insulation holes 412 may be formed in a predetermined area of the upper case 410, for example, a vertical portion. The soundproofing hole 412 may be formed in a circular shape, or may be formed in various shapes such as a quadrangle, an ellipse, and the like. Also, a sound-proof hole 422 may be formed in a predetermined area of the lower case 420. The sound-proofing hole 422 may be formed in the second plane portion of the lower case 420, for example. The second planar portion of the lower case 420 is spaced apart from the second planar portion of the piezoelectric element 100 so that the second planar portion of the upper case 410 faces the piezoelectric element 100, It may be smaller than the distance between the upper case 410 and the upper case 410. [

상기한 바와 같이 본 발명의 실시 예들에 따른 압전 소자를 폴리머계 또는 펄프계 진동판에 접촉시켜 압전 스피커를 제작하게 되면, 압전 소자에서 발생된 1차 진동을 진동판이 2차 진동시키게 되어 진동을 더욱 증폭시킬 수 있다. 따라서, 진동판으로 폴리머계 또는 펄프계 진동판을 이용하더라도 종래보다 음압 및 출력을 더욱 향상시킬 수 있다.
As described above, when the piezoelectric device according to the embodiments of the present invention is brought into contact with the polymer-based or pulp-based diaphragm to manufacture the piezoelectric speaker, the diaphragm vibrates the primary vibration generated by the piezoelectric device secondarily, . Therefore, even if a polymer-based or pulp-based diaphragm is used as the diaphragm, sound pressure and output can be further improved as compared with the conventional art.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 압전 스피커의 개략 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 압전 소자(100)의 측면이 접착제(500)에 의해 케이스(410, 420) 내부에 고정된다. 즉, 진동판 등이 마련되지 않고 도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 압전 소자(100)가 케이스(410, 420) 내부에 케이스(410, 420) 측면과 이격되어 마련되고, 접착제(500)에 의해 압전 소자(100)가 케이스(410, 420) 내부에 고정된다. 이렇게 본 발명의 실시 예들에 따른 압전 소자(100)를 케이스(400) 내측면에 고정되도록 압전 스피커를 제작하게 되면, 압전 소자(100) 자체가 진동하게 되고, 그에 따라 별도의 진동판을 이용하지 않고도 큰 진동을 발생시킬 수 있다.
6 is a schematic cross-sectional view of a piezoelectric speaker according to another embodiment of the present invention. The side surface of the piezoelectric element 100 is fixed to the inside of the case 410 or 420 by the adhesive 500 as shown in FIG. That is, the piezoelectric element 100 according to the embodiments of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 is provided in the case 410, 420 without a diaphragm or the like and spaced apart from the sides of the cases 410, 420, The piezoelectric element 100 is fixed to the inside of the case 410, 420 by the adhesive 500. When the piezoelectric speaker 100 is made to be fixed to the inner surface of the case 400 according to the embodiments of the present invention, the piezoelectric device 100 itself vibrates, and thus, without using a separate diaphragm, A large vibration can be generated.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the technical idea of the present invention has been specifically described according to the above embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation purposes only and not for the purpose of limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

100 : 압전 소자 110, 120, 130, 150, 160, 170 : 압전층
140 : 진동 유발층 200 : 진동판
300 : 접착 테이프 400 : 케이스
500 : 접착제 600 : 단자
100: Piezoelectric elements 110, 120, 130, 150, 160, 170:
140: vibration inducing layer 200: diaphragm
300: adhesive tape 400: case
500: adhesive 600: terminal

Claims (10)

분극되지 않은 진동 유발층;
상기 진동 유발층의 상부 및 하부에 각각 마련되며, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하고,
상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된 압전 소자.
A non-polarized vibration inducing layer;
And at least two piezoelectric layers provided on the upper and lower portions of the vibration inducing layer and polarized and laminated in the thickness direction,
Wherein each of the piezoelectric layers is laminated such that the polarization directions thereof are opposite to each other.
청구항 1에 있어서, 상기 진동 유발층 및 압전층은 동일 물질로 형성된 압전 소자.
The piezoelectric element according to claim 1, wherein the vibration inducing layer and the piezoelectric layer are formed of the same material.
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 소정 영역에 관통 형성된 적어도 하나의 비아 플러그를 통해 동일 극성의 전압을 인가받는 상기 전극들이 연결되는 압전 소자,
The piezoelectric vibrator according to any one of claims 1 and 2, wherein electrodes are formed between the vibration inducing layer and the piezoelectric layers, and voltages of the same polarity are transmitted through at least one via plug formed in a predetermined region of the vibration inducing layer and the piezoelectric layers A piezoelectric element to which the electrodes to be applied are connected,
청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 진동 유발층 및 상기 압전층들의 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 전극들은 적층된 상기 압전층들의 서로 대향되는 두 측면으로 노출되어 서로 다른 극성의 전압을 인가받는 압전 소자.
The piezoelectric vibrator according to claim 1 or 2, wherein electrodes are formed between the vibration inducing layer and the piezoelectric layers, respectively, and the electrodes are exposed to two opposing sides of the laminated piezoelectric layers, device.
두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하며,
상기 압전층들중 가운데 위치하는 압전층이 다른 압전층들보다 두껍고, 상기 두꺼운 압전층의 상부 및 하부에 마련된 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된 압전 소자.
At least two piezoelectric layers which are polarized and laminated in the thickness direction,
Wherein the piezoelectric layer positioned at the center of the piezoelectric layers is thicker than the other piezoelectric layers and the piezoelectric layers provided at the upper and lower portions of the thick piezoelectric layer are laminated so that their polarization directions are opposite to each other.
청구항 5에 있어서, 상기 압전층들 사이에 전극들이 각각 형성되고, 상기 압전층들의 소정 영역에 관통 형성된 적어도 하나의 비아 플러그를 통해 동일 극성의 전압을 인가받는 상기 전극들이 연결되는 압전 소자,
The piezoelectric element according to claim 5, wherein electrodes are formed between the piezoelectric layers, and the electrodes to which the voltages of the same polarity are applied through at least one via plug formed in a predetermined region of the piezoelectric layers are connected,
진동판;
상기 진동판 상에 마련된 압전 소자; 및
상기 진동판 및 압전 소자를 내부에 수용하는 케이스를 포함하고,
상기 압전 소자는,
분극되지 않은 진동 유발층과,
상기 진동 유발층의 상부 및 하부에 각각 마련되며, 두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하고,
상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된 압전 스피커.
tympanum;
A piezoelectric element provided on the diaphragm; And
And a case accommodating the diaphragm and the piezoelectric element therein,
The piezoelectric element includes:
A non-polarized vibration inducing layer,
And at least two piezoelectric layers provided on the upper and lower portions of the vibration inducing layer and polarized and laminated in the thickness direction,
Wherein each of the piezoelectric layers is laminated such that polarization directions thereof are opposite to each other.
청구항 7에 있어서, 상기 진동판은 폴리머계 또는 펄프계 물질로 형성된 압전 스피커.
8. The piezoelectric speaker of claim 7, wherein the diaphragm is formed of a polymeric or pulp-based material.
청구항 7 또는 8에 있어서, 상기 압전 소자와 진동판 사이에 마련된 접착 테이프와, 상기 압전 소자의 적어도 일 측면에 마련된 접착제를 더 포함하는 압전 스피커.
The piezoelectric speaker according to claim 7 or 8, further comprising: an adhesive tape provided between the piezoelectric element and the diaphragm; and an adhesive provided on at least one side of the piezoelectric element.
압전 소자; 및
상기 압전 소자의 측면이 내측면과 접착되어 상기 압전 소자를 수용하는 케이스를 포함하고,
상기 압전 소자는,
두께 방향으로 분극되어 적층되는 적어도 2층 이상의 압전층을 포함하며,
상기 압전층들중 가운데 위치하는 압전층이 다른 압전층들보다 두껍고, 상기 두꺼운 압전층의 상부 및 하부에 마련된 상기 각각의 압전층은 분극 방향이 서로 역방향이 되도록 적층된 압전 스피커.
A piezoelectric element; And
And a case having a side surface of the piezoelectric element adhered to an inner surface thereof to receive the piezoelectric element,
The piezoelectric element includes:
At least two piezoelectric layers which are polarized and laminated in the thickness direction,
Wherein the piezoelectric layer positioned at the center of the piezoelectric layers is thicker than the other piezoelectric layers, and the piezoelectric layers provided at the upper and lower portions of the thick piezoelectric layer are laminated so that their polarization directions are opposite to each other.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101588132B1 (en) 2014-09-18 2016-01-25 고려대학교 산학협력단 Stretchable acoustic device using liquid metal coil
KR20190127126A (en) * 2018-05-03 2019-11-13 엘지이노텍 주식회사 Piezoelectric device, piezoelectric actuator including the device, and piezoelectric module including the actuator

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