KR20160055640A - 청취장치 - Google Patents

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KR20160055640A
KR20160055640A KR1020140155705A KR20140155705A KR20160055640A KR 20160055640 A KR20160055640 A KR 20160055640A KR 1020140155705 A KR1020140155705 A KR 1020140155705A KR 20140155705 A KR20140155705 A KR 20140155705A KR 20160055640 A KR20160055640 A KR 20160055640A
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thermoelectric semiconductor
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신종배
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은 음향을 청취하는 헤드셋 장비에 냉각 또는 발열을 구현하여 사용의 편의성을 증진할 수 있는 장치에 대한 것으로, 사용자의 귀에 부착되는 스피커 하우징 내부에 열전소자를 포함하는 열전환모듈을 구비하여, 음향을 청취하면서 청취부 주변에 냉각 또는 온열의 열전환 효과를 제공하여 사용자의 이용의 편의성을 증진할 수 있도록 한다.

Description

청취장치{Head-set}
본 발명의 실시예들은 음향을 청취하는 헤드셋 장비에 냉각 또는 발열을 구현하여 사용의 편의성을 증진할 수 있는 장치에 대한 것이다.
헤드폰 또는 이어폰(이하, '헤드셋'이라 통칭한다.)은 음향기기의 출력전기신호를 음향신호로 변환하여 외부로 유출됨 없이 개인적인 청취가 가능한 스테레오형 청취장치의 일종이다. 헤드셋은 스피커로 듣는 것에 비하면 훨씬 작은 음성신호라도 재생청취할 수가 있고, 제3자에게 폐를 끼치지 않고 재생음을 들을 수가 있으며, 또 주위의 잡음에 구애받지 않고, 이어폰에 비해 위생적이며, 훨씬 좋은 음질이 나온다는 이유 등으로 통신·방송 등의 업무용이나 학습용 또는 음악감상용 등 널리 사용되고 있다.
특히, 음악이나 동영상 등 음향을 포함하는 다양한 컨텐츠는 운동중이나 등산, 업무 등 장소와 시간에 구애받지 않고 범용적으로 헤드셋을 매개로 하여 사용자에게 제공되고 있다.
이러한 장소와 시간에 구애받지 않는 사용 중 더운 환경이나 추운 환경, 운동으로 인한 습한 환경은 헤드셋과 인체가 접촉하는 귀나 주변의 피부에 불쾌한 착용감을 제공하여 이용의 편의성을 떨어뜨리는 문제가 발생하게 된다.
본 발명의 실시예는 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 사용자의 귀에 부착되는 스피커 하우징 내부에 열전소자를 포함하는 열전환모듈을 구비하여, 음향을 청취하면서 청취부 주변에 냉각 또는 온열의 열전환 효과를 제공하여 사용자의 이용의 편의성을 증진할 수 있는 청취장치를 제공할 수 있도록 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 실시예에서는, 내부에 스피커를 수용하는 몸체부와 상기 몸체의 일면에 배치되며, 상기 스피커의 음향을 외부로 방출하는 접촉부, 상기 몸체부 또는 상기 접촉부의 외각의 일부를 커버하는 패드부를 포함하며, 상기 몸체부 또는 상기 패드부 중 적어도 어느 하나에 삽입되어 열전환을 구현하는 열전모듈을 포함하는 청취장치를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자의 귀에 부착되는 스피커 하우징 내부에 열전소자를 포함하는 열전환모듈을 구비하여, 음향을 청취하면서 청취부 주변에 냉각 또는 온열의 열전환 효과를 제공하여 사용자의 이용의 편의성을 증진할 수 있도록 한다.
또한, 열전모듈의 열전소자를 시트형 부재를 적층하여 원하는 형태 또는 크기로 용이하게 형성하여, 경량화한 헤드셋을 구현함과 동시에 열전효율을 극대화하한 청취장취를 제공할 수 있는 효과도 있다.
아울러, 시트 기재상에 반도체층을 포함하는 단위부재를 적층하여 열전소자를 구현한 반도체소자를 청취장치에 포함시켜, 열전도도를 낮추며 전기전도도를 상승시켜, 냉각용량(Qc) 및 온도변화율(ΔT)가 현저하게 향상시킬 수 있는 한편, 적층구조의 단위부재 사이에 전도성패턴층을 포함시켜 전기전도도를 극대화할 수 있으며, 전체적인 벌크타입의 열전소자에 비해 현저하게 두께가 박형화가 가능한 효과도 있다.
나아가, 열전모듈의 냉각효과 또는 발열효과를 자유롭게 조절가능하도록 구현하여 하나의 장치로 냉/난방의 효과를 제공할 수 있는 장점도 제공한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 청취장치의 구성을 설명하기 위한 다양한 구현 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청취장치에 삽입되는 열전모듈의 일반적인 구성을 도시한 단면 개념도이다.
도 3은 열전반도체 소자를 제조하는 공정개념도이다.
도 4는 도 2의 구조에서 열전모듈 구조를 박형화함과 동시에 열전효율을 극대화할 수 있는 열전반도체 소자의 구조를 도시한 것이다.
도 5는 열전소자에 적용되는 도전성패턴의 예시도이다.
도 6a 내지 도6c는 도 2의 구성을 변형하여 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 구현예를 설명하기 위한 개념도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 청취장치의 구성을 설명하기 위한 다양한 구현 예시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 청취장치에 삽입되는 열전모듈의 일반적인 구성을 도시한 단면 개념도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 청취장치는, 내부에 스피커를 수용하는 몸체부(210)와 상기 몸체부의 일면에 배치되며, 상기 스피커의 음향을 외부로 방출하는 접촉부(220), 상기 몸체부(210) 또는 상기 접촉부(220)의 외각의 일부를 커버하는 패드부(230)를 포함하여 구성된다. 특히, 이 경우, 상기 몸체부(210) 또는 상기 패드부(230) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 열전반도체 소자를 포함하는 열전모듈이 배치되어, 상기 몸체부나 접촉부, 또는 패드부에 냉각이나 발열의 열전환효과를 구현할 수 있도록 한다. 물론, 본 발명의 실시예에서는 패드부와 몸체부를 별도의 구성으로 제시하고 있으나, 패드부가 생략되는 구조로 구현하는 것도 가능하며, 패드부와 몸체부가 일체형으로 구현되는 구조도 본 발명의 실시예로 적용할 수 있다.
상기 몸체부(210)는 외부의 음향신호를 증폭하여 방출하는 마이크로폰과 같은 스피커를 수용할 수 있는 수용공간을 형성하는 하우징 기능을 수행한다. 따라서 이러한 몸체부(210)의 형상은 도 1a나 도 1b에 도시된 것과 같이 다양한 형상으로 구현될 수 있으며, 도시된 도 1a나 도 1b는 본 발명의 실시예 중 일부 형태를 예시한 것이다.
또한, 상기 접촉부(220)는 도 1a나 도 1b에 도시된 몸체부의 말단 테부리에 개구부를 커버하는 구조로 배치되는 판형태의 구조물로, 상기 몸체부(210) 내부의 마이크로폰의 음향을 외부로 방출하는 통로이자, 사용자의 귀와 직접 밀착하는 부위에 해당하며, 다양한 형상으로 개구부(221)가 형성되어 음향의 전달과 청력의 보호를 구현한다.
아울러, 상기 몸체부(210)와 상기 접촉부(220)의 경계 또는 외각 둘레를 따라서 착용감을 향상시키기 위한 패드부(230)이 부가될 수 있다. 상기 패드부(230)은 완충특성을 가지는 합성수지로 구현되어 사용자가 귀에 청취장취를 밀착하여 착용하는 경우, 피부와의 마찰력을 경감시키고 일정한 탄성을 제공하여 찰용감을 증진할 수 있도록 하는 구성이다.
상술한 몸체부와 접촉부, 그리고 패드부는 도 1a나 도 1b에 도시된 것과 같이 일반적인 헤드셋 류의 청취장치의 기본 구성이며, 추가로 사용자의 머리나 목에 청취장치를 고정하기 위한 지지부재(10)와 상기 지지부재(10)를 몸체(210)에 고정하기 위한 고정부재(20)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징적은 구성은 상술한 일반적인 헤드셋 류의 청취장취의 구성인 몸체부(210)나 패드부(220)의 내부에 냉각 또는 발열 기능을 수행하는 열전모듈을 장착하는 데 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 청취장치에 포함되는 열전모듈(100)은 상호 대향하는 제1기재(140) 및 제2기재(150)과 상기 제1기재(140) 및 제2기재(150) 사이에 제1반도체소자(120)와 전기적으로 연결되는 제2반도체소자(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우 도 1에서 상술한 청취장치에서 몸체부(210)나 패드부(220)의 내부에 수용되어, 흡열반응이 일어나서 냉각이 이루어지는 제1기재(140)이나 발열반응이 일어나서 발열이 이루어지는 제2기재(150)이 몸체부(210)나 패드부(220)의 표면과 접촉하여 냉각기능이나 발열 효과가 본 청취장치에서 구현되어, 여름철이나 겨울철에 사용의 편의성을 증진할 수 있게 할 수 있다. 이 경우, 도 1에서 상술한 몸체부(210)나 패드부(220)의 표면과 접촉하는 경계에는 히트싱크와 같은 구조물을 장착하여 열전달의 범위를 증가시킬 수 있으며, 냉/온 기능을 전환할 수 있는 제어모듈을 구비하여 사용자의 편의에 따라 냉각과 발열로 인한 난방효과를 구현할 수 있도록 한다.
상기 제1기재(140) 및 상기 제2기재(150)은 열전모듈의 경우 통상 절연기재, 이를테면 알루미나 기재을 사용할 수 있으며, 또는 본 발명의 실시형태의 경우 금속기재을 사용하여 방열효율 및 박형화를 구현할 수 있도록 할 수 있다.
즉, 사용자가 귀에 착용하는 방식으로 사용되는 헤드셋류의 청취장치의 경우, 그 중량은 착용감에 중요한 요소로 작용하게 되는바, 무엇보다 열전모듈의 경량화와 동시에 냉/온 반응의 효율성은 본 청취장치에 핵심적인 요소라 할 것이다. 따라서 이를 동시에 구현하기 위해 금속기재의 경우, Cu 또는 Cu 합금을 적용할 수 있으며, 박형화가 가능한 두께는 0.1mm~0.5mm 범위로 형성이 가능하다. 이 경우 금속기재의 두께가 0.1mm 보나 얇은 경우나 0.5mm를 초과하는 두께에서는 방열 특성이 지나치게 높거나 열전도율이 너무 높아 열전모듈의 신뢰성이 크게 저하되게 된다. 물론, 금속기재으로 형성하는 경우에는 도 4에 도시된 것과 같이 제1기재 및 제2기재(140, 150)에 형성되는 전극층(160a, 160b)과의 사이에 유전체층(170a, 170b)를 더 포함하여 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 유전체층(170a, 170b)의 경우 고방열 성능을 가지는 유전소재로서 냉각용 열전모듈의 열전도도를 고려하면 5~10W/K의 열전도도를 가지는 물질을 사용하며, 두께는 0.01mm~0.15mm의 범위에서 형성될 수 있다.이 경우, 두께가 0.01mm 미만에서는 절연효율(혹은 내전압 특성)이 크게 저하되며, 0.15mm를 초과하는 경우에는 열전전도도가 낮아져 방열효율이 떨어지게 된다. 상기 전극층(160a, 160b)은 Cu, Ag, Ni 등의 전극재료를 이용하여 제1반도체 소자 및 제2반도체 소자를 전기적으로 연결하게 된다. 상기 전극층의 두께는 0.01mm~0.3mm의 범위에서 형성될 수 있다. 전극층의두께가 0.01mm 미만에서는 전극으로서 기능이 떨어져 전기 전도율이 불량하게 되며, 0.3mm를 초과하는 경우에도 저항의 증가로 전도효율이 낮아지게 된다.
이와 같이, 제1기재(140)과 제2기재(150)의 사이에 본 발명의 실시예에 따른 열전소자를 배치하고, 전극층 및 유전체층을 포함하는 구조의 열전모듈을 구현하는 경우 전체 두께(Th)는 1.mm~1.5mm의 범위로 형성이 가능하게 되는바, 기존 벌크형 소자를 이용하는 것에 비해 현저한 박형화를 실현할 수 있게 된다.
특히, 상술한 제1기재 및 제2기재를 통해 열변환 효과가 전달되는 경우, 그 효율성을 극대화하기 위해 패드부나 몸체부, 접촉부 중 어느 하나의 재질을 열전도성 소재로 형성할 수 있다. 이러한 열전도성 소재의 예로는 PPS(Polyphenylene Sulfide), LCP(Luquid Crystal Polymer) 또는 나일론 중 어느 하나로 이루어지는 열가소성 수지와 열전도성 필러(Filler)로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 열전도성 필러는 금속 산화물(metal oxide), 금속 탄화물(metal carbide), 금속 분말(metal powder) 등의 금속 계열, 그라파이트, 탄소 섬유 등의 탄소 계열 또는 세라믹 금속 탄소 계열의 혼합으로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 2의 구조에서 열전모듈 구조를 박형화함과 동시에 열전효율을 극대화할 수 있는 열전반도체 소자의 공정개념도를 도시한 것이며, 도 4는 이러한 열전반도체 소자의 구조를 도시한 것이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 청취장취는 상술한 것과 같이 굴곡진 형태의 하우징인 몸체부와 패드부와 같은 개소에 장착되는바, 디자인의 자유도가 커야 함은 물론, 전체적으로 박형화되어야 하고, 경량화되어야 한다. 동시에 한정된 공간에 장착되어 적은 재료의 투입으로도 열전효율도 향상되어야 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는, 열전 반도체소자를 벌크(Bulk) 타입과는 달리, 다층으로 적층되는 시트형 구조를 가지는 구조물로 구현한다. 즉, 도 3에 도시된 것과 같이, 반도체 소재 물질을 포함하는 재료를 페이스트 형태로 제작하고, 시트, 필름 등의 시트부재(111) 상에 페이스트를 도포하여 반도체층(112)을 형성하여 하나의 단위부재(110)를 형성한다. 상기 단위부재(110)은 도 3에 도시된 것과 같이 다수의 단위부재(100a, 100b, 100c)를 적층하여 적층구조물을 형성하고, 이후 적층구조물을 절단하여 단위소자(120)를 형성한다. 즉, 본 발명에 따른 단위소자(120)은 시트부재(111) 상에 반도체 층(112)가 적층된 단위부재(110)이 다수가 적층된 구조물로 형성될 수 있다.
상술한 공정에서 시트부재(111) 상에 반도체 페이스트를 도포하는 공정은 다양한 방법을 이용하여 구현될 수 있으며, 일예로는 테이프캐스팅(Tape casting), 즉 매우 미세한 반도체 소재 분말을 수계 또는 비수계 용매(solvent)와 결합제(binder), 가소제(plasticizer), 분산제(dispersant), 소포제(defoamer), 계면활성제 중 선택되는 어느 하나를 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조한 후 움직이는 칼날(blade)또는 움직이는 운반 시트부재위에 일정한 두께로 목적하는 바에 따라서 성형하는 공정으로 구현될 수 있다. 이 경우 상기 시트부재의 두께는 10um~100um의 범위의 필름, 시트 등의 자재를 사용할 수 있으며, 도포되는 반도체소재는 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료를 적용할 수 있다.
상술한 도 3의 공정에서, 상기 단위부재(110)을 다층으로 어라인하여 적층하는 공정은 50℃~250℃의 온도로 압착하여 적층구조로 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이러한 단위부재(110)의 적층 수는 2~50개의 범위에서 이루어질 수 있다. 이후, 원하는 형태와 사이즈로 커팅공정이 이루어질 수 있으며, 소결공정이 추가될 수 있다.
상술한 공정에 따라 제조되는 단위부재(110)이 다수 적층되어 형성되는 단위소자는 두께 및 형상 사이즈의 균일성을 확보할 수 있다. 즉, 기존의 벌크(Bulk) 형상의 열전소자는 잉곳분쇄, 미세화 볼-밀(ball-mill) 공정 후, 소결한 벌크구조를 커팅하게 되는바, 커팅공정에서 소실되는 재료가 많음은 물론, 균일한 크기로 절단하기도 어려우며, 두께가 3mm~5mm 정도로 두꺼워 박형화가 어려운 문제가 있었으나, 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 구조의 단위소자는, 시트형상의 단위부재를 다층 적층한 후, 시트 적층물을 절단하게 되는바, 재료 손실이 거의 없으며, 소재가 균일한 두께를 가지는바 소재의 균일성을 확보할 수 있으며, 전체 단위소자의 두께도 1.5mm 이하로 박형화가 가능하게 되며, 다양한 형상(도 5a 내지 도 5c)으로 적용이 가능하게 된다.
또한, 도 4에 도시된 것과 같이, 도 2에서 상술한 열전소자(120, 130)는 도 4의 (a)에 도시된 것과 같이, 상부 방향(X) 및 하부방향(Y)으로 수평하게 배치되어, 제1시트부재 및 제2시트부재과 반도체층 및 시트부재의 표면이 인접하도록 배치되는 구조로 열전모듈을 형성할 수 있으나, (b)에 도시된 것과 같이, 열전소자 자체를 수직으로 세워, 단위소자의 측면부가 상기 제1 및 제2시트부재에 인접하게 배치 되도록 하는 구조도 가능하다. 이와 같은 구조에서는 수평배치구조보다 측면 부에 전도층의 말단부가 노출되며, 수직방향의 열전도 효율을 낮추는 동시에 전기전도특성을 향상할 수 있어 냉각효율을 더욱 높일 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 실시형태에 따른 열전소자의 제조공정에서, 단위부재(110)의 적층구조를 형성하는 공정 중에 각 단위부재(110)의 표면에 도전성 패턴층을 형성하는 공정을 더 포함하여 구현될 수 있도록 할 수 있다.
즉, 도 3의 (c)의 적층구조물의 단위부재의 사이 사이에 도 5의 구조와 같은 전도성층을 형성할 수 있다. 상기 전도성층은 반도체층이 형성되는 시트부재면의반대면에 형성될 수 있으며, 이 경우 단위부재의 표면이 노출되는 영역이 형성되도록 패턴화된 층으로 구성할 수 있다. 이는 전면 도포되는 경우에 비하여 전기전도도를 높일 수 있음과 동시에 각 단위부재간의 접합력을 향상시킬 수 있게 되며, 열전도도를 낮추는 장점을 구현할 수 있게 된다. 즉, 도 3에 도시된 것은 본 발명의 실시형태에 따른 전도성층(C)의 다양한 변형예를 도시한 것으로, 단위부재의 표면이 노출되는 패턴이라 함은 도 5의 (a),(b)에 도시된 것과 같이, 폐쇄형 개구패턴(c1, c2)을 포함하는 메쉬타입 구조 또는 도 5의 (c), (d)에 도시된 것과 같이, 개방형 개구패턴(c3, c4)을 포함하는 라인타입 등으로 다양하게 변형하여 설계될 수 있다. 이상의 전도성층은 단위부재의 적층구조로 형성되는 단위소자의 내부에서 각 단위부재간의 접착력을 높이는 것은 물론, 단위부재간 열전도도를 낮추며, 전기전도도는 향상시킬 수 있게 하는 장점이 구현되며, 종래 벌크형 열전소자 대비 냉각용량(Qc) 및 ΔT(℃) 가 개선되며, 특히 파워 팩터(Power factor)가 1.5배, 즉 전기전도도가 1.5배 상승하게 된다. 전기전도도의 상승은 열전효율의 향상과 직결되는바, 냉각효율을 증진하게 된다. 상기 전도성층은 금속물질로 형성할 수 있으며, Cu, Ag, Ni 등의 재질의 금속계열의 전극물질은 모두 적용이 가능하다.
도 6a 내지 도6c는 도 2의 구성을 변형하여 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 구현예를 설명하기 위한 개념도이다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 청취장치의 구조는 도 1a 및 도 2를 참조하면, 몸체부(210) 또는 상기 패드부(230) 중 적어도 어느 하나의 내부에는 열전반도체 소자를 포함하는 열전모듈이 배치되는바, 매우 협소한 공간에 한정된 형상을 취할 수 밖에 없게 된다.
따라서, 상술한 바와 같이 굴곡진 형태의 하우징인 몸체부와 패드부와 같은 개소에 장착되는바, 디자인의 자유도가 커야 함은 물론, 전체적으로 박형화되어야 하고, 경량화되어야 한다. 동시에 한정된 공간에 장착되어 적은 재료의 투입으로도 열전효율도 향상할 수 있어야 한다. 이를 위해, 본 발명이 실시예에서는 열전모듈의 형태를 도 6a 내지 6b에 도시된 형상과 같이 몸체부와 패드부의 형상에 대응되도록 구현하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 4에서 상술한 시트형 태의 열전반도체 소자의 구조로 구현하는 경우, 이러한 다양한 형상의 디자인의 구현의 자유도가 커질 수 있다.
예를 들면, 도 6a 내지 6c와 같이, 몸체부(210)와 패드부(230)을 구비하는 구성을 개략화하여 보면, 고리모향의 환형의 몸체부(210) 또는 패드부(230)의 내부 공간에 삽입되는 구조인바, 도 2에서 상술한 한 쌍의 기재(140, 150)의 형태도 이에 상응하게 구현하며, 한 쌍의 기재 사이에 배치되는 P형, N형 반도체 소자의 형상도 이에 상응하게 제작한다. 이 경우 그 형태는 도 2와 같이 기둥형이 아니라 도 6a와 같이 다양하게 변형이 가능하다. 물론, 도 2에서 상술한 전극이나 유전체 등이 다른 구성의 배치, 상호 이격되도록 열전반도체 소자를 배치하는 구성 등은 본 실시예도 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에서의 열전반도체소자인 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료는 다음과 같은 재료를 적용할 수 있다. 구체적으로 상기 N형 반도체소자는, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이를테면, 상기 주원료물질은 Bi-Se-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Se-Te 전체 중량의 00.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다.즉, Bi-Se-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1.0g의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.
상기 P형 반도체 재료는, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성함이 바람직하다. 이를 테면, 상기 주원료물질은 Bi-Sb-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Sb-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다. 즉, Bi-Sb-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1g의 범위에서 투입될 수 있다. 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 열전모듈
120: 단위소자
130: 단위소자
140: 제1기재
150: 제2기재
160a, 160b: 전극층
210: 몸체부
220: 접촉부
230: 패드부

Claims (11)

  1. 내부에 스피커를 수용하는 몸체부;
    상기 몸체부의 일면에 배치되며, 상기 스피커의 음향을 외부로 방출하는 접촉부;
    상기 몸체부 또는 상기 접촉부의 외각의 일부를 커버하는 패드부;를 포함하며
    상기 몸체부 또는 상기 패드부 중 적어도 어느 하나와 인접하어 열전환을 구현하는 열전모듈;을 포함하는 청취장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열전모듈은,
    상호 대향하는 한쌍의 기재 사이에 서로 이격되어 배치되는 열전 반도체소자를 포함하며,
    상기 기재를 경유한 열전환 작용이 상기 몸체부 또는 상기 패드부, 또는 상기 접촉부의 표면으로 전달되는 청취장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열전반도체소자는 수용되는 상기 몸체부 또는 상기 패드부의 내주를 따라 배치되는 환형타입인 청취장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재와 인접하여, 상기 열전 반도체 소자의 상기 열전환 작용을 매개하는 히트싱크 부재를 더 포함하는 청취장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 기재는 금속기판인 청취장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 접촉부는,
    열전도성 폴리머인 청취장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 열전 반도체 소자는,
    P형 반도체 또는 N 형 반도체인 청취장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 열전 반도체소자는,
    시트부재상에 반도체층이 마련되는 단위부재가 2 이상 적층되는 구조인 청취장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 열전 반도체소자는,
    인접하는 단위부재 사이에 도전패턴층을 더 포함하는 청취장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    단위부재가 2 이상 적층되는 단위소자의 측면부가 상기 기재의 표면에 인접하게 배치되는 청취장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 열전 반도체소자의 두께는 0.01mm~0.5mm 범위인 청취장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021066782A1 (en) * 2019-09-30 2021-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermo-electric cooling headsets
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