KR20190127132A - Piezoelectric device, piezoelectric actuator including the device, and piezoelectric module including the actuator - Google Patents

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KR20190127132A KR1020180051317A KR20180051317A KR20190127132A KR 20190127132 A KR20190127132 A KR 20190127132A KR 1020180051317 A KR1020180051317 A KR 1020180051317A KR 20180051317 A KR20180051317 A KR 20180051317A KR 20190127132 A KR20190127132 A KR 20190127132A
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Abstract

The present invention is to provide a piezoelectric device having a low resonance frequency while having low power consumption and heat generation, a piezoelectric actuator including the device, and a piezoelectric module including the actuator. The piezoelectric device according to the embodiment includes: a piezoelectric part; a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes which are alternately placed a predetermined distance apart from each other to be stacked in the piezoelectric part; and at least four outer electrodes which are disposed on one side of the piezoelectric part, and are connected to at least some of the plurality of first electrode and the plurality of second electrodes, respectively. One of a plurality of separation distances formed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes can be different from another separation distance.

Description

압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈{Piezoelectric device, piezoelectric actuator including the device, and piezoelectric module including the actuator}Piezoelectric element, piezoelectric actuator including the element, and piezoelectric module comprising the actuator

실시 예는 압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈에 관한 것이다.Embodiments relate to a piezoelectric element, a piezoelectric actuator including the element, and a piezoelectric module including the actuator.

일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말한다.In general, a piezoelectric device refers to a device having a property of changing electrical energy and mechanical energy from each other.

압전 스피커는 이러한 압전 소자의 기계적 움직임을 진동판에 의해 음향적으로 변환시켜서 원하는 주파수 대역의 음향을 발생시키는 음향 부품의 대표적인 제품이다. 이때 압전 소자는 압전 세라믹에 가해지는 힘에 의해 전압이 발생하고, 그 힘의 세기에 따라 발생되는 전압의 양이 달라진다.Piezoelectric speaker is a representative product of the acoustic component that generates the sound of the desired frequency band by acoustically converting the mechanical movement of the piezoelectric element by the diaphragm. At this time, the piezoelectric element generates a voltage by the force applied to the piezoelectric ceramic, and the amount of the generated voltage varies depending on the strength of the piezoelectric element.

특히, 최근의 모바일 기기는 방수나 방진 목적은 물론 디자인의 자유도를 위해서도 외부로 드러나는 스피커 홀을 삭제하는 경향이 두드러져 압전 스피커의 수요가 증가하고 있는 실정이다. 예를 들어, 이러한 압전 스피커는 스마트폰이나 스마트 태블릿과 같은 모바일 기기의 디스플레이 하부에 배치되어 디스플레이 패널 자체를 진동시켜 음향을 출력하도록 한다. In particular, the recent trend of the mobile device is to increase the demand for piezoelectric speakers, as the trend of eliminating the speaker hole that is exposed to the outside for the purpose of waterproof or dustproof as well as design freedom. For example, the piezoelectric speaker is disposed under the display of a mobile device such as a smart phone or a smart tablet to vibrate the display panel itself to output sound.

일반적으로 특성이 좋은 압전 스피커는 높은 출력이 구현되고, 주파수별 음압이 높으며 평탄한 형태를 가지면서 넓은 음역을 가지는 것을 의미한다. 그러나, 기존의 압전 소자의 경우, 20Khz 이하의 주파수 영역에서는 공진 변위가 발생하기 어렵기 때문에 저음을 출력하기 어려운 문제점을 갖는다.In general, a piezoelectric speaker having good characteristics means high output, high frequency sound pressure, and a flat shape and a wide sound range. However, the conventional piezoelectric element has a problem that it is difficult to output the bass because the resonance displacement is difficult to occur in the frequency region of 20Khz or less.

실시 예는 낮은 공진 주파수를 갖되 소모 전력과 발열량이 낮은 압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈을 제공한다.The embodiment provides a piezoelectric element having a low resonance frequency but low power consumption and heat generation amount, a piezoelectric actuator including the element, and a piezoelectric module including the actuator.

실시예에 따른 압전소자는 압전부; 상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및 상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고, 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다를 수 있다.The piezoelectric element according to the embodiment includes a piezoelectric unit; A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And at least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric part and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively, and the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. One of the plurality of separation intervals formed between the electrodes may be different from the other separation interval.

예를 들어, 상기 적어도 네 개의 외측 전극은, 상기 복수의 제1 전극 중 일부와 연결되는 제1-1 외측 전극; 상기 복수의 제1 전극 중 나머지 일부와 연결되는 제1-2 외측 전극; 상기 복수의 제2 전극 중 일부와 연결되는 제2-1 외측 전극; 및 상기 복수의 제2 전극 중 나머지 일부와 연결되는 제2-2 외측 전극을 포함할 수 있다.For example, the at least four outer electrodes may include: a first-first outer electrode connected to a portion of the plurality of first electrodes; A first second outer electrode connected to the remaining part of the plurality of first electrodes; A 2-1 outer electrode connected to some of the plurality of second electrodes; And a second second outer electrode connected to the remaining portion of the plurality of second electrodes.

예를 들어, 상기 복수의 제1 전극 중 상기 제1-1 외측 전극과 연결되는 상기 일부 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 중 상기 제2-1 외측 전극과 연결되는 상기 일부 제2 전극은 제1 군 전극을 구성하고, 상기 복수의 제1 전극 중 상기 제1-2 외측 전극과 연결되는 상기 나머지 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 중 상기 제2-2 외측 전극과 연결되는 상기 나머지 제2 전극은 제2 군 전극을 구성하고, 상기 제1 군 전극 중 최하부 전극은, 상기 제2 군 전극 중 최상부 전극과 인접하되, 상기 최하부 전극 및 상기 최상부 전극은 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 어느 하나에 포함될 수 있다.For example, the partial first electrode connected to the first-first outer electrode of the plurality of first electrodes and the partial second electrode connected to the second-first outer electrode of the plurality of second electrodes may be The remaining first electrode configured to be a first group electrode, and connected to the second second outer electrode of the plurality of first electrodes and the second first electrode connected to the second outer electrode; The second electrode constitutes a second group electrode, and the lowermost electrode of the first group electrode is adjacent to the uppermost electrode of the second group electrode, wherein the lowermost electrode and the uppermost electrode are the plurality of first electrodes and the It may be included in any one of the plurality of second electrodes.

예를 들어, 상기 압전부는 상기 최하부 전극 및 상기 최상부 전극 사이에서 정의되는 더미부를 포함할 수 있다.For example, the piezoelectric part may include a dummy part defined between the lowermost electrode and the uppermost electrode.

예를 들어, 상기 복수의 이격 간격은 상기 압전부의 두께 방향으로 상기 더미부에서 상측 또는 하측으로 가면서 감소할 수 있다.For example, the plurality of separation intervals may decrease while going upward or downward from the dummy part in the thickness direction of the piezoelectric part.

예를 들어, 상기 압전부는 서로 인접하는 제1 전극과 제2 전극에 의해 정의되는 복수의 분극부를 포함하고, 상기 복수의 분극부 중 상기 제1 군 전극에 의해 정의되는 분극부는 상기 제1 군 전극에 의해 인가되는 전기장의 방향과 일치하고, 상기 복수의 분극부 중 상기 제2 군 전극에 의해 정의되는 분극부는 상기 제2 군 전극에 의해 인가되는 전기장의 방향과 반대일 수 있다.For example, the piezoelectric part includes a plurality of polarization parts defined by a first electrode and a second electrode adjacent to each other, and a polarization part defined by the first group electrode among the plurality of polarization parts is the first group electrode. The polarization part defined by the second group electrode among the plurality of polarization parts may be opposite to the direction of the electric field applied by the second group electrode.

예를 들어, 상기 적어도 네 개의 외측 전극은, 서로 이격되되 일 방향을 따라 상기 일 측면 상에서 나란히 배치될 수 있다.For example, the at least four outer electrodes may be spaced apart from each other and arranged side by side on the one side in one direction.

예를 들어, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 동일한 평면 상에 배치되되, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 이격된 복수의 더미 전극을 더 포함할 수 있다.For example, the plurality of dummy electrodes may be disposed on the same plane as each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes and spaced apart from each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. can do.

예를 들어, 상기 복수의 더미 전극 각각은, 1mm 내지 2mm의 폭을 가질 수 있다.For example, each of the plurality of dummy electrodes may have a width of 1 mm to 2 mm.

예를 들어, 상기 두께 방향으로 서로 이격되며, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 동일한 평면 상에서 배치되되, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 평면 상에서 서로 인접한 적어도 일부를 서로 이격되도록 하는 복수의 플로팅 전극을 더 포함할 수 있다.For example, spaced apart from each other in the thickness direction, disposed on the same plane as each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, each other on a plane of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes The display apparatus may further include a plurality of floating electrodes spaced apart from each other at least adjacent to each other.

예를 들어, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각은 평면 상에서 적어도 하나의 모서리를 갖되, 상기 적어도 하나의 모서리는 0.1R 내지 3R의 곡률을 가질 수 있다.For example, each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may have at least one corner on a plane, and the at least one corner may have a curvature of 0.1R to 3R.

예를 들어, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각의 가장자리는 평면 상에서 물결 형상을 가질 수 있다.For example, edges of each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes may have a wave shape on a plane.

일 실시예에 따른 압전 액츄에이터는, 압전 소자; 상기 압전 소자 위에 배치된 디스플레이부; 상기 압전 소자와 상기 디스플레이부 사이에 배치된 접착층; 및 상기 디스플레이부 위에 배치된 커버 부재를 포함할 수 있다. 여기서 상기 압전 소자는 압전부; 상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및 상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고, 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다를 수 있다.A piezoelectric actuator according to one embodiment includes a piezoelectric element; A display unit disposed on the piezoelectric element; An adhesive layer disposed between the piezoelectric element and the display unit; And a cover member disposed on the display unit. The piezoelectric element may include a piezoelectric unit; A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And at least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric part and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively, and the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. One of the plurality of separation intervals formed between the electrodes may be different from the other separation interval.

일 실시예에 따른 압전 모듈은, 압전 액츄에이터; 및 상기 압전 액츄에이터를 구동하는 구동 제어부를 포함하고, 상기 압전 액츄에이터는 압전 소자; 상기 압전 소자 위에 배치된 디스플레이부; 상기 압전 소자와 상기 디스플레이부 사이에 배치된 접착층; 및 상기 디스플레이부 위에 배치된 커버 부재를 포함할 수 있다. 여기서 상기 압전 소자는 압전부; 상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및 상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고, 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다를 수 있다.According to an embodiment, a piezoelectric module may include a piezoelectric actuator; And a driving controller for driving the piezoelectric actuator, wherein the piezoelectric actuator comprises a piezoelectric element; A display unit disposed on the piezoelectric element; An adhesive layer disposed between the piezoelectric element and the display unit; And a cover member disposed on the display unit. The piezoelectric element may include a piezoelectric unit; A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And at least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric part and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively, and the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. One of the plurality of separation intervals formed between the electrodes may be different from the other separation interval.

실시 예에 따른 압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈은 낮은 주파수에서 공진 변위가 발생하여 저음 출력이 탁월하며, 압전 레이어 간의 간격 증대로 인해 전극간 정전용량이 감소하여 낮은 소모 전력과 발열량을 갖는다.The piezoelectric element according to the embodiment, the piezoelectric actuator including the element, and the piezoelectric module including the actuator generate resonance displacement at a low frequency so that the bass output is excellent, and the capacitance between electrodes is increased due to the increase in the interval between the piezoelectric layers. It has a low power consumption and heat generation.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 압전체의 분극 방향과 전압(또는 전기장) 방향에 따른 변형 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 진동 모드별 공진 주파수 대역 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 의한 압전 소자의 단면도를 나타낸다.
도 4는 도 3에 도시된 압전 소자의 외관 사시도의 일례를 나타낸다.
도 5는 도 3의 ‘A’ 부분을 확대한 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 압전 소자의 제조 공정을 나타내는 순서도이다.
도 7은 실시예에 따른 공정 사시도의 일례를 나타낸다.
도 8은 비교례에 따른 압전 소자의 단면도를 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 압전 소자와 비교례에 따른 압전 소자의 공진 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 다른 실시예에 의한 압전 소자의 단면도를 나타내고, 도 11은 도 10에 도시된 압전 소자의 외관 사시도의 일례를 나타낸다.
도 12는 비교례에 따른 압전 소자의 단면도를 나타내고, 도 13은 다른 실시예에 따른 압전 소자와 비교례에 따른 압전 소자의 변위 특성을 나타내는 그래프이다.
도 14는 또 다른 실시예에 의한 압전 소자의 단면도를 나타내고, 도 15는 도 14에 도시된 압전 소자의 외관 사시도의 일례를 나타낸다.
도 16은 또 다른 실시예에 의한 압전 소자의 외관 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 압전 소자의 네 가지 전극 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17에 도시된 전극 패턴의 배치 순서를 나타내는 분해 사시도이다.
도 19는 도 17의 'B' 부분을 확대한 도면이고, 도 20은 도 17의 'C' 부분을 확대한 도면이다.
도 21은 실시예에 따른 압전소자의 종폭과 횡폭의 비율에 따른 변위차를 나타내는 그래프이다.
도 22는 일 실시 예에 의한 압전 엑츄에이터의 단면도를 나타낸다.
도 23은 다른 실시 예에 의한 압전 엑츄에이터의 단면도를 나타낸다.
도 24는 일 실시 예에 의한 압전 모듈의 사시도를 나타낸다.
도 25는 스피커 역할을 하는 압전 소자의 실시 예에 의한 구동 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 26은 수신기 역할을 하는 압전 소자의 실시 예에 의한 구동 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 27은 실시 예에 의한 제1 음향신호의 왜곡 보상 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 28a는 기존의 휴대 전화의 외관 사시도를 개략적으로 나타내고, 도 28b는 실시 예에 의한 휴대 전화의 외관 사시도를 나타낸다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings are provided to facilitate understanding of the present invention, and provide embodiments of the present invention together with the detailed description. However, the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.
FIG. 1 is a diagram for explaining a variation in accordance with a polarization direction and a voltage (or electric field) direction of a piezoelectric body.
2 is a diagram for describing resonance frequency band characteristics of vibration modes.
3 is a cross-sectional view of a piezoelectric element according to an embodiment.
FIG. 4 shows an example of an external perspective view of the piezoelectric element shown in FIG. 3.
5 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'A' of FIG. 3.
6 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the piezoelectric element according to the embodiment.
7 shows an example of a process perspective view according to an embodiment.
8 is a sectional view of a piezoelectric element according to a comparative example.
9 is a graph illustrating resonance characteristics of a piezoelectric element according to an exemplary embodiment and a piezoelectric element according to a comparative example.
10 is a sectional view of a piezoelectric element according to another embodiment, and FIG. 11 is an example of an external perspective view of the piezoelectric element shown in FIG. 10.
12 is a sectional view of a piezoelectric element according to a comparative example, and FIG. 13 is a graph showing displacement characteristics of the piezoelectric element and the piezoelectric element according to the comparative example according to another embodiment.
14 is a sectional view of a piezoelectric element according to still another embodiment, and FIG. 15 is an example of an external perspective view of the piezoelectric element shown in FIG. 14.
16 is an external perspective view of a piezoelectric element according to still another embodiment;
FIG. 17 is a plan view illustrating four electrode patterns of the piezoelectric element illustrated in FIG. 16.
FIG. 18 is an exploded perspective view showing the arrangement order of the electrode patterns shown in FIG. 17.
FIG. 19 is an enlarged view of portion 'B' of FIG. 17 and FIG. 20 is an enlarged view of portion 'C' of FIG. 17.
21 is a graph illustrating a displacement difference depending on a ratio of a longitudinal width and a horizontal width of a piezoelectric element according to an embodiment.
22 is a sectional view of a piezoelectric actuator according to one embodiment.
23 is a sectional view of a piezoelectric actuator according to another embodiment.
24 is a perspective view of a piezoelectric module according to an embodiment.
25 is a flowchart illustrating a driving method according to an embodiment of a piezoelectric element serving as a speaker.
26 is a flowchart illustrating a driving method according to an embodiment of a piezoelectric element serving as a receiver.
27 is a flowchart for describing a method of compensating for distortion of a first sound signal according to an exemplary embodiment.
28A schematically illustrates an external perspective view of a conventional mobile phone, and FIG. 28B illustrates an external perspective view of a mobile phone according to an embodiment.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, and the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments according to the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on the "on" or "on" (under) of each element, the upper (up) or the lower (down) (on or under) includes both the two elements are in direct contact with each other (directly) or one or more other elements are formed indirectly between the two elements (indirectly). In addition, when expressed as "up" or "on (under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.Further, the relational terms such as "first" and "second," "upper / upper / up" and "lower / lower / lower", etc., as used below, may be used to refer to any physical or logical relationship between such entities or elements, or It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.

이하, 실시 예에 의한 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D), 이 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)를 포함하는 압전 액츄에이터(2000A 내지 2000C), 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈(3000)을 데카르트 좌표계를 이용하여 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축, z축은 직교하는 대신에 서로 교차할 수 있다.Hereinafter, the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D according to the embodiment, the piezoelectric actuators 2000A to 2000C including the elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D, and the piezoelectric modules 3000 including the actuators. ) Is described using the Cartesian coordinate system, but the embodiment is not limited thereto. That is, according to the Cartesian coordinate system, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are orthogonal to each other, but the embodiment is not limited thereto. That is, the x-axis, y-axis, and z-axis may cross each other instead of being orthogonal.

본 발명의 실시예들에 따른 실시 예에 따른 압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈을 설명하기 앞서, 공진 타입 압전 액츄에이터의 구동 방식과 진동 모드별 주파수 특성을 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.Before describing the piezoelectric element, the piezoelectric actuator including the element, and the piezoelectric module including the actuator according to the embodiments of the present invention, the driving characteristics and the frequency characteristics of each vibration mode of the resonance type piezoelectric actuator will be described. It demonstrates with reference to FIG.

도 1은 압전체의 분극 방향과 전압(또는 전기장) 방향에 따른 변형 형태를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 진동 모드별 공진 주파수 대역 특성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view for explaining a deformation mode according to a polarization direction and a voltage (or electric field) direction of a piezoelectric body, and FIG. 2 is a view for explaining resonance frequency band characteristics for each vibration mode.

공진 타입의 압전 액츄에이터는 압전체에 교류 전계를 인가하여 고유 진동수와 유사한 팽창과 수축을 반복하는 주기적인 진동을 발생시키는 방법으로 구동된다. 예를 들어, 도 1의 좌측에 도시된 바와 같이 압전체(10)의 분극 방향이 화살표 방향으로 표시될 때, 분극 방향과 전압 방향이 일치할 경우 압전체(10)는 수직방향으로 팽창하며, 평면 방향으로는 수축한다. 반대로, 도 1의 우측에 도시된 바와 같이 압전체(10)의 분극 방향과 전압 방향이 반대일 경우 압전체(10)는 평면 방향으로 팽창하며, 수직 방향으로는 수축한다.The resonant piezoelectric actuator is driven by applying an alternating electric field to the piezoelectric body to generate periodic vibrations that repeat expansion and contraction similar to natural frequencies. For example, as shown in the left side of FIG. 1, when the polarization direction of the piezoelectric body 10 is indicated by the arrow direction, when the polarization direction and the voltage direction coincide, the piezoelectric body 10 expands in the vertical direction, and the plane direction Shrinks. On the contrary, as shown in the right side of FIG. 1, when the polarization direction and the voltage direction of the piezoelectric body 10 are opposite to each other, the piezoelectric body 10 expands in the planar direction and contracts in the vertical direction.

다음으로, 도 2를 참조하면, 압전체의 공진 모드는, 굴곡(flextural) 모드, 길이(length) 모드, 면 팽창(Area expansion) 모드, 두께 전단(Thickness shear) 모드, 두께 팽창(Thickness expansion) 모드, 표면 음향파(Surface Acoustic Wave) 모드 및 BGS(Bleustein-Gulyaev-Shimizu)/SH(shear horizontal) 파(wave) 모드 등 7가지로 구분될 수 있다. 7 종의 서로 다른 공진 모드는 각각에 대응되는 공진 주파수 대역을 갖는다. 결국, 표 2에 의하면 굴곡 모드만이 10kHz 이하의 낮은 공진 주파수를 가짐을 알 수 있다.Next, referring to FIG. 2, the resonant mode of the piezoelectric body includes a flexural mode, a length mode, an area expansion mode, a thickness shear mode, and a thickness expansion mode. , Surface acoustic wave (Surface Acoustic Wave) mode and BGS (Bleustein-Gulyaev-Shimizu) / shear (wave) wave mode (SH) can be divided into seven types. Seven different resonance modes each have a corresponding resonant frequency band. As a result, it can be seen from Table 2 that only the bending mode has a low resonance frequency of 10 kHz or less.

따라서, 본 발명의 실시예들에서는 압전체가 굴곡 모드로 진동하도록 하여, 우수한 저음 출력 특성을 갖는 압전 소자, 이 소자를 포함하는 압전 액츄에이터, 및 이 엑츄에이터를 포함하는 압전 모듈이 제안된다.Accordingly, in the embodiments of the present invention, a piezoelectric element having an excellent low sound output characteristic by causing the piezoelectric element to vibrate in a bending mode, a piezoelectric actuator including the element, and a piezoelectric module including the actuator are proposed.

도 3은 일 실시예에 의한 압전 소자(1000A)의 단면도를 나타내고, 도 4는 도 3에 도시된 압전 소자(1000A)의 외관 사시도의 일례를 나타낸다. 또한, 도 5는 도 3의 ‘A’ 부분을 확대한 단면도이다.3 illustrates a cross-sectional view of the piezoelectric element 1000A according to an exemplary embodiment, and FIG. 4 illustrates an example of an external perspective view of the piezoelectric element 1000A illustrated in FIG. 3. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion 'A' of FIG. 3.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 의한 압전 소자(1000A)는 압전부(100A), 제1 전극부(PE1), 제2 전극부(NE1) 및 외측 전극부(OE11, OE12)를 포함할 수 있다.3 to 5, the piezoelectric element 1000A according to an exemplary embodiment may include a piezoelectric part 100A, a first electrode part PE1, a second electrode part NE1, and an outer electrode part OE11 and OE12. It may include.

실시 예에 의한 압전 소자(1000A)는 전기적 신호를 음향 신호로 변환하는 일종의 스피커로서 동작할 수 있다. 또한, 실시 예에 의한 압전 소자(1000A)는 음향 신호를 전기적 신호로 변환하는 일종의 수신기(receiver)(또는, 마이크)로서 동작할 수도 있다.The piezoelectric element 1000A according to the embodiment may operate as a kind of speaker for converting an electrical signal into an acoustic signal. In addition, the piezoelectric element 1000A according to the embodiment may operate as a kind of receiver (or microphone) for converting an acoustic signal into an electrical signal.

압전부(100A)는 Z축 방향으로 높이(또는, 두께)(Z1), 횡폭(Y1) 및 종폭 (X1)을 갖는 판 형상일 수 있으나, 실시 예는 압전부(100A)의 특정한 형상에 국한되지 않는다. 여기서, 횡폭(Y1) 및 종폭(X1)은 적어도 높이(Z1)보다 클 수 있다. The piezoelectric part 100A may have a plate shape having a height (or thickness) Z1, a width Y1, and a longitudinal width X1 in the Z-axis direction, but the embodiment is limited to a specific shape of the piezoelectric part 100A. It doesn't work. Here, the horizontal width Y1 and the vertical width X1 may be at least greater than the height Z1.

압전부(100A)는 세라믹계 압전 물질을 포함할 수 있다. 세라믹계 압전 물질은 단결정일 수도 있고, 다결정일 수도 있다. 예를 들어, 단결정 세라믹계 압전 물질은 PZN-PT[Pb(Zn2/3Nb1/3)O3-PbTiO3] 또는 PMN-PT [Pb(Mg2/3Nb1/3)O3-PbTiO3] 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, 다결정 세라믹계 압전 물질은 Pb계 또는 non-Pb계 기본 조성을 포함할 수 있다. 예를 들어, Pb계 기본 조성을 갖는 다결정 세라믹계 압전 물질은 Pb(Zr, Ti)O3 또는 PZT(Pb Zirconate Titanate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는, non-Pb계 기본 조성을 갖는 다결정 세라믹계 압전 물질은 K0.5Na0.5NbO3 또는 KNN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The piezoelectric part 100A may include a ceramic piezoelectric material. The ceramic piezoelectric material may be single crystal or polycrystalline. For example, the single crystal ceramic piezoelectric material may include at least one of PZN-PT [Pb (Zn2 / 3Nb1 / 3) O3-PbTiO3] or PMN-PT [Pb (Mg2 / 3Nb1 / 3) O3-PbTiO3]. have. Alternatively, the polycrystalline ceramic piezoelectric material may include a Pb-based or non-Pb-based base composition. For example, the polycrystalline ceramic piezoelectric material having a Pb-based base composition may include at least one of Pb (Zr, Ti) O 3 or PZT (Pb Zirconate Titanate). Alternatively, the polycrystalline ceramic piezoelectric material having a non-Pb based base composition may include at least one of K0.5Na0.5NbO3 or KNN.

그러나, 압전부(100A)의 재질은 세라믹계 압전 물질에 국한되지 않는다. 즉, 적층이 가능하고, 제1 전극부(PE1), 제2 전극부(NE1) 및 외측 전극부(OE11, OE12)를 증착, 인쇄 또는 부착시킬 수 있다면, 압전부(100A)의 재질은 특정한 종류의 압전 물질에 국한되지 않는다. 예를 들어, 제1 전극부(PE1), 제2 전극부(NE1) 및 외측 전극부(OE11, OE12) 중 적어도 하나는 스크린 프린팅(screen printing) 기법으로 인쇄되어 형성될 수 있다.However, the material of the piezoelectric portion 100A is not limited to the ceramic piezoelectric material. That is, if the lamination is possible and the first electrode part PE1, the second electrode part NE1, and the outer electrode parts OE11 and OE12 can be deposited, printed, or adhered to, the material of the piezoelectric part 100A may be specified. It is not limited to kinds of piezoelectric materials. For example, at least one of the first electrode part PE1, the second electrode part NE1, and the outer electrode parts OE11 and OE12 may be printed and formed by a screen printing technique.

다른 실시 예에 의하면, 압전부(100A)의 재질은 폴리머계 압전 물질일 수도 있다.According to another embodiment, the material of the piezoelectric part 100A may be a polymer piezoelectric material.

한편, 제1 전극부(PE1) 및 제2 전극부(NE1)는 압전부(100A)의 내부 또는 외부에서 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 적어도 일부가 서로 중첩되되, 두께 방향으로 서로 이격되며, X-Y 평면을 따라 나란히 배치될 수 있다.Meanwhile, the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1 overlap at least a part of each other in the thickness direction (for example, the Z-axis direction) inside or outside the piezoelectric part 100A, but in the thickness direction. Spaced apart from one another, they may be arranged side by side along the XY plane.

일 실시 예에 의하면, 제1 전극부(PE1) 및 제2 전극부(NE1) 각각은 다수의 평판형 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극부(PE1)는 압전부(100A)의 상면에 배치되는 제1-1 전극(PE11), 압전부(100A) 내부에 배치되는 제1-2 전극(PE12), 제1-3 전극(PE13), 제1-4 전극(PE14) 및 압전부(100A) 저면에 배치되는 제1-5 전극(PE15)을 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 제1-1 전극(PE11)의 상면 및 제1-5 전극(PE15)의 저면은 압전부(100A)의 외부로 노출되고, 제1-2 전극(PE12), 제1-3 전극(PE13) 및 제1-4 전극(PE14)은 압전부(100A) 내부에 배치되는 것으로 볼 수 있다. 물론, 실시예에 따라 제1-2 전극(PE12), 제1-3 전극(PE13) 및 제1-4 전극(PE14)의 적어도 일부는 압전부(100A)의 측면에 노출될 수도 있다. 또한, 다른 실시예의 의하면, 제1-1 전극(PE11) 및 제1-5 전극(PE15) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다. According to an embodiment, each of the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1 may include a plurality of flat plate type electrodes. For example, the first electrode part PE1 may include the first-first electrode PE11 disposed on the upper surface of the piezoelectric part 100A, the first-second electrode PE12 disposed inside the piezoelectric part 100A, and the first electrode part PE1. The first electrode PE13, the first-4 electrode PE14, and the first to fifth electrodes PE15 disposed on the bottom surface of the piezoelectric part 100A may be included. Accordingly, at least the top surface of the first-first electrode PE11 and the bottom surface of the first-5 electrode PE15 are exposed to the outside of the piezoelectric part 100A, and the first-second electrode PE12 and the first-three electrode The PE13 and the first to fourth electrodes PE14 may be disposed in the piezoelectric part 100A. In some embodiments, at least a portion of the first-second electrode PE12, the first-three electrode PE13, and the first-fourth electrode PE14 may be exposed on the side surface of the piezoelectric part 100A. According to another embodiment, at least one of the 1-1 st electrode PE11 and the 1-5 th electrode PE15 may be omitted.

아울러, 도 5에 도시된 바와 같이 압전부(100A)의 최외곽에 배치되는 전극, 예를 들어, 제1-1 전극(PE11)의 저면은 압전부(100A)의 상면보다 낮을 수 있다. 즉, 제1-1 전극(PE11)의 적어도 일부는 압전부(100A)에 매립된 형태를 가질 수 있다. 물론, 다른 실시예에 의하면 제1-1 전극(PE11)의 저면은 압전부(100A)의 상면과 나란할 수도 있다. 이를 통해 제1-1 전극(PE11)와 압전부(100A)의 밀착력을 향상시킬 수 있어 압전소자(1000A)의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5, an electrode disposed at the outermost portion of the piezoelectric part 100A, for example, a bottom surface of the first-first electrode PE11 may be lower than an upper surface of the piezoelectric part 100A. That is, at least a part of the first-first electrode PE11 may have a form embedded in the piezoelectric part 100A. Of course, according to another exemplary embodiment, the bottom surface of the first-first electrode PE11 may be parallel to the top surface of the piezoelectric part 100A. As a result, adhesion between the first-first electrode PE11 and the piezoelectric part 100A may be improved, thereby improving reliability of the piezoelectric element 1000A.

제2 전극부(NE1)는 압전부(100A) 내부에 배치되는 제2-1 전극(NE11), 제2-2 전극(NE12), 제2-3 전극(NE13) 및 제2-4 전극(NE14)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 전극부(NE1)의 각 전극은 제1 전극부(PE1)의 각 전극과 압전부(100A)의 두께 방향(예를 들어, Z축)으로 서로 이격되어 상호 교호적으로 반복하여 배치될 수 있다. The second electrode part NE1 includes the 2-1st electrode NE11, the 2-2nd electrode NE12, the 2-3rd electrode NE13, and the 2-4th electrode disposed in the piezoelectric part 100A. NE14). In this case, each electrode of the second electrode part NE1 is spaced apart from each other in the thickness direction (for example, Z axis) of each electrode of the first electrode part PE1 and the piezoelectric part 100A, and alternately and repeatedly. Can be arranged.

외측 전극부(OE11, OE12)는 제1 외측 전극(OE11)과 제2 외측 전극(OE12)을 포함할 수 있다. 제1 외측 전극(OE11)은 압전부(100A)의 일 측면에 배치되고, 제2 외측 전극(OE12)은 제1 외측 전극(OE11)이 배치된 일측면과 대향하는 타측면에 배치될 수 있다. 여기서, 압전부(100A)의 측면이란, 도 3에서 높이(Z1)와 종폭(X1)에 의해 정의되는 면을 의미할 수 있다.The outer electrode parts OE11 and OE12 may include a first outer electrode OE11 and a second outer electrode OE12. The first outer electrode OE11 may be disposed on one side of the piezoelectric part 100A, and the second outer electrode OE12 may be disposed on the other side facing the one side on which the first outer electrode OE11 is disposed. . Here, the side surface of the piezoelectric part 100A may mean a surface defined by the height Z1 and the vertical width X1 in FIG. 3.

제1 외측 전극(OE11)은 압전부(100A)의 일측면에 노출된 제1 전극부(PE1)의 평판형 전극들의 일단과 전기적으로 연결되며, 제2 외측 전극(OE12)은 압전부(100A)의 타측면에 노출된 제2 전극부(NE1)의 평판형 전극들의 일단과 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 제1 전극부(PE1)의 평판형 전극들은 Y축 방향으로 압전부(100A)의 타측면과 이격되고, 제2 전극부(NE1)의 평판형 전극들은 압전부(100A)의 일측면과 이격된다. 이를 통해 후술될 구동 제어부(2500) 와 효율적으로 신호 전달을 할 수 있다.The first outer electrode OE11 is electrically connected to one end of the flat electrodes of the first electrode part PE1 exposed on one side of the piezoelectric part 100A, and the second outer electrode OE12 is the piezoelectric part 100A. Is electrically connected to one end of the plate-shaped electrodes of the second electrode part NE1 exposed at the other side of the substrate. To this end, the flat electrodes of the first electrode part PE1 are spaced apart from the other side of the piezoelectric part 100A in the Y-axis direction, and the flat electrodes of the second electrode part NE1 are one of the piezoelectric parts 100A. Spaced apart from the sides; Through this, the signal can be efficiently transmitted with the driving controller 2500 to be described later.

또한, 제1 전극부(PE1)와 제1 외측 전극(OE11)은 양(+)의 전극이고 제2 전극부(NE1)와 제2 외측 전극(OE12)은 음(-) 또는 그라운드 전극일 수 있다. 또는, 제1 전극부(PE1)와 제1 외측 전극(OE11)은 음(-) 또는 그라운드 전극이고, 제2 전극부(NE1)와 제2 외측 전극(OE12)은 양(+)의 전극일 수 있다.In addition, the first electrode part PE1 and the first outer electrode OE11 may be positive electrodes, and the second electrode part NE1 and the second outer electrode OE12 may be negative or ground electrodes. have. Alternatively, the first electrode part PE1 and the first outer electrode OE11 are negative or ground electrodes, and the second electrode part NE1 and the second outer electrode OE12 are positive electrodes. Can be.

압전부(100A)는 복수의 분극부(또는 분극된 압전체 레이어)를 포함할 수 있다. 각각의 분극부는 제1 전극부(PE1)와 제2 전극부(NE1) 중 서로 인접하여 대면하는 전극을 통해 정의될 수 있다. 예를 들어, 압전부(100A) 중 제1-1 전극(PE11)과 제2-1 전극(NE11) 사이에 위치하는 부분을 하나의 분극부로 볼 수 있다. 다른 예로, 압전부(100A) 중 제2-1 전극(NE11)과 제1-2 전극(PE12) 사이에 위치하는 부분도 하나의 분극부로 볼 수 있다. 따라서, 압전부(100A)는 동일한 평면 형상(예를 들어, 사각형 평면 형상)을 갖는 판상형의 복수의 분극부가 두께 방향으로 적층된 것으로 볼 수 있으며, 도 3의 경우에는 총 8개의 분극부가 존재하는 것으로 볼 수 있다.The piezoelectric part 100A may include a plurality of polarization parts (or polarized piezoelectric layers). Each polarization part may be defined by an electrode facing adjacent to each other among the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1. For example, a portion of the piezoelectric portion 100A positioned between the 1-1 st electrode PE11 and the 2-1 th electrode NE11 may be viewed as one polarization portion. As another example, a portion of the piezoelectric portion 100A positioned between the 2-1st electrode NE11 and the 1-2-2 electrode PE12 may also be regarded as one polarization portion. Accordingly, the piezoelectric part 100A may be regarded as having a plurality of plate-shaped polarization parts having the same planar shape (for example, a rectangular planar shape) stacked in the thickness direction, and in the case of FIG. 3, a total of eight polarization parts exist. It can be seen as.

압전부(100A)는 분극부 단위로 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 분극될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 분극 방향은 두께 방향을 따라 교호적으로 변경될 수 있다. 이때, 각 분극부의 분극 방향은 해당 분극부의 상하에 배치된 전극에 걸리는 전기장의 방향과 동일한 방향일 수 있다.The piezoelectric part 100A may be polarized in the thickness direction (for example, Z-axis direction) in units of polarization parts, and as shown in FIG. 3, the polarization direction may be alternately changed along the thickness direction. In this case, the polarization direction of each polarization part may be the same direction as the direction of the electric field applied to the electrodes disposed above and below the polarization part.

아울러, 제1 전극부(PE1) 및 제2 전극부(NE1) 중 서로 인접하여 대면하는 두 전극 사이의 두께 방향 이격 거리(즉, 각 분극부의 두께)는 압전부(100A)의 두께 방향을 따라 센터로 가면서 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 압전 소자(1000A)에서 서로 인접한 두 전극 사이의 거리(T1 내지 T8)는 두께 방향을 따라 일 방향으로 갈수록 점차 증가할 수 있다. 이는 복수의 분극부 각각의 두께가 수직 방향을 따라 일 방향으로 갈수록 커짐을 의미할 수 있다. 이를 통해 각 분극부의 팽창/수축 율이 달라 짐으로 인해 굴곡 모드를 형성 할 수 있다.In addition, the distance in the thickness direction (that is, the thickness of each polarization part) between two electrodes facing each other adjacent to each other among the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1 may be along the thickness direction of the piezoelectric part 100A. It can change as you go to the center. For example, in the piezoelectric elements 1000A illustrated in FIGS. 3 and 4, the distances T1 to T8 between two adjacent electrodes may gradually increase in one direction along the thickness direction. This may mean that the thickness of each of the plurality of polarization parts increases in one direction along the vertical direction. Through this, it is possible to form a bending mode due to the change in the expansion / contraction ratio of each polarization part.

이때, 서로 인접한 분극부 간의 두께 변동폭은 1% 내지 50%일 수 있다. 그런데, 두께 변동폭이 너무 크면 압전부(100A)의 전체적 변위가 감소하며, 두께 변동폭이 너무 작으면 압전부(100A)에서 굴곡 모드에 해당하는 진동이 약해진다. 따라서, 두께 변동폭은 15% 내지 25%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 8% 내지 15%일 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 각 전극간 거리(T1 내지 T8)는 아래 표 1과 같이 설정될 수 있다.At this time, the thickness fluctuation range between the polarization adjacent to each other may be 1% to 50%. However, if the thickness variation is too large, the overall displacement of the piezoelectric portion 100A is reduced, and if the thickness variation is too small, the vibration corresponding to the bending mode in the piezoelectric portion 100A is weakened. Therefore, the thickness variation range may be 15% to 25%, and more preferably 8% to 15%. For example, the distances T1 to T8 between the electrodes in FIG. 3 may be set as shown in Table 1 below.

구분division T1T1 T2T2 T3T3 T4T4 T5T5 T6T6 T7T7 T8T8 두께(um)Thickness (um) 3636 4040 4444 5050 5555 6161 6767 7474

표 1에서는 매 분극부마다 두께가 변동하는 경우를 나타내나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 분극층의 두께 관계는 “T1=T2<T3=T4<T5…” 등과 같이 두 개(또는 N개, N>1인 자연수)의 서로 인접한 분극층이 동일한 두께를 갖는 등의 규칙성을 가질 수도 있고, 불규칙한 패턴으로 증가할 수도 있다.Table 1 shows a case in which the thickness varies for each polarization portion, but is not necessarily limited thereto. For example, the thickness relationship of the polarizing layer is "T1 = T2 <T3 = T4 <T5... And two (or N, N> 1 natural numbers) adjacent to each other may have regularity, such as having the same thickness, or may increase in an irregular pattern.

전술한 바와 같이 두께 방향을 따라 전극간 간격(또는 분극부의 두께)이 변화함으로 인해, 압전소자(1000A)에 전원이 인가될 때 굴곡 모드 동작이 보장될 수 있다. 예를 들어, 도 3과 같은 구조에서 표 1과 같은 분극부 두께 변동을 갖는다고 가정하면, 분극 방향과 전기장의 방향이 동일한 바, 도 1의 좌측과 같은 압전부(100A) 변형이 발생한다. 이때, 압전부(100A)의 상측에 위치하는 분극부는 하측에 위치하는 분극부보다 상대적으로 두께가 작기 때문에, 변형의 폭이 작다. 따라서, 압전부(100A)의 하측이 상측보다 평면 방향으로의 수축이 커지기 때문에 평면 상에서 압전부(100A)의 중심은 상대적으로 올라가고, 가장자리는 상대적으로 내려가는 형태로 압전부(100A)에 굴곡이 발생하게 된다.As described above, because the distance between electrodes (or the thickness of the polarization portion) changes along the thickness direction, the bending mode operation may be guaranteed when power is applied to the piezoelectric element 1000A. For example, assuming that the polarization portion thickness variation shown in Table 1 is the same as that of Table 1, the polarization direction and the electric field direction are the same, and thus the piezoelectric portion 100A deformation as shown in the left side of FIG. 1 occurs. At this time, since the polarization portion located above the piezoelectric portion 100A is relatively smaller in thickness than the polarization portion located below, the width of deformation is small. Therefore, since the contraction of the lower side of the piezoelectric part 100A in the plane direction becomes larger than the upper side, the center of the piezoelectric part 100A is relatively raised on the plane, and the edges are relatively lowered, so that bending occurs in the piezoelectric part 100A. Done.

충분한 음향 출력을 위해, 압전부(100A)의 두께는 40um보다는 큰 것이 바람직하다. 이는 실시예에 따른 압전소자(1000A)가 디스플레이 하부에 배치됨을 가정할 때, 일반적으로 약 500um 두께를 갖는 디스플레이 패널에 충분한 변위를 만들기 위함이다. 또한, 압전부(100A)는 두께 방향으로 5 개 이상의 분극부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 후술할 제조 과정에서 하나의 분극부에 해당하는 압전 박막의 두께가 10um 이하로는 제조되기 어렵기 때문이다.For sufficient acoustic output, the thickness of the piezoelectric portion 100A is preferably greater than 40 um. This assumes that the piezoelectric element 1000A according to the embodiment is disposed under the display, so as to make sufficient displacement in the display panel having a thickness of about 500 um. In addition, the piezoelectric portion 100A preferably includes five or more polarization portions in the thickness direction. This is because the thickness of the piezoelectric thin film corresponding to one polarization part is less than 10 μm in the manufacturing process to be described later.

한편, 도시되지는 아니하였으나, 실시예에 따른 압전 소자(1000A)는 최외곽의 적어도 일부에 각 전극부 및 압전부(100A)의 손상을 방지하기 위한 보호부(passivation layer)를 더 포함할 수도 있다. 보호부는 전기적 절연성과 방수성이 우수한 재질로 구현될 수 있다. 아울러, 보호부는 접착력이 높고, 기계적 변형률이 낮은 재질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 보호부는 Urethane, Epoxy, Silicone 또는 Acryl 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.Although not shown, the piezoelectric element 1000A according to the embodiment may further include a passivation layer for preventing damage to each electrode unit and the piezoelectric unit 100A in at least a part of the outermost part. have. The protection part may be made of a material having excellent electrical insulation and water resistance. In addition, the protection unit may be implemented in a material having a high adhesive strength, low mechanical strain. For example, the protection unit may include at least one of Urethane, Epoxy, Silicone or Acryl, but embodiments are not limited thereto.

또한, 보호부는 2 MPa 내지 300 MPa의 탄성율(modulus)과, 5MPa 내지 45 MPa의 접착력과, 30 내지 70의 경도와, 20 ㎛ 내지 70 ㎛의 두께(t1) 및 1x109Ω 이상의 절연률을 가질 수 있다. 전술한 보호부(400)가 배치됨으로써, 큰 폭으로 진동하는 압전 소자(1000A)의 외측 전극(OE11, OE12)의 깨지거나 들뜨는 현상이 방지될 수 있고, 외부로부터 각 전극부(PE1, NE1)를 완전히 절연시킴으로써, 압전부(100A)의 휨 강도(bending strength)를 보강할 수 있다.In addition, the protection unit may have a modulus of 2 MPa to 300 MPa, an adhesive force of 5 MPa to 45 MPa, a hardness of 30 to 70, a thickness t1 of 20 μm to 70 μm, and an insulation ratio of 1 × 10 9 Ω or more. . By disposing the above-described protection unit 400, the breakage or lifting of the outer electrodes OE11 and OE12 of the piezoelectric element 1000A vibrating largely can be prevented, and the respective electrode units PE1 and NE1 can be prevented from the outside. By completely insulating, the bending strength of the piezoelectric portion 100A can be reinforced.

게다가, 추후에 설명되는 바와 같이, 외측 전극(OE11, OE12)이 배선(2610, 2620)을 통해 구동 제어부(2500)와 연결될 때, 외측 전극(OE11, OE12)과 배선(2610, 2620)이 접합되는 접합부(예를 들어, 솔더링(soldering)부)를 보호부로 감싸도록 배치함으로써, 접합부의 부착력을 보강할 수도 있다.In addition, as described later, when the outer electrodes OE11 and OE12 are connected to the drive control unit 2500 via the wirings 2610 and 2620, the outer electrodes OE11 and OE12 and the wirings 2610 and 2620 are joined. It is also possible to reinforce the adhesive force of the joint by arranging the joint (for example, a soldering part) to be covered with a protective part.

이하, 도 3 내지 도 5에 도시된 압전 소자(1000A)의 제조 방법을 첨부된 도 6 내지 도 7을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 그러나, 도 3 내지 도 5에 도시된 압전 소자(1000A)는 도 6 내지 도 7과 다른 방법으로 제조될 수도 있다. Hereinafter, a method of manufacturing the piezoelectric element 1000A illustrated in FIGS. 3 to 5 will be described as follows with reference to FIGS. 6 to 7. However, the piezoelectric elements 1000A illustrated in FIGS. 3 to 5 may be manufactured by different methods from those of FIGS. 6 to 7.

도 6은 실시예에 따른 압전 소자(1000A)의 제조 공정(600)을 나타내는 순서도이고, 도 7은 실시예에 따른 공정 사시도의 일례를 나타낸다.6 is a flow chart showing a manufacturing process 600 of the piezoelectric element 1000A according to the embodiment, and FIG. 7 shows an example of a process perspective view according to the embodiment.

도 6을 참조하면, 먼저 파우더 형태의 압전 물질이 솔벤트와 혼합될 수 있다(610). Referring to FIG. 6, first, a piezoelectric material in powder form may be mixed with a solvent (610).

혼합의 결과물은 슬러리(slurry) 형태를 가질 수 있으며, 이러한 결과물로 롤러 압출 등의 방식을 통해 압전 박막이 제조될 수 있다(620). 여기서, 한 층의 압전 박막이 후술할 분극 과정을 거치면 하나의 분극부에 해당할 수 있으며, 압전 박막의 두께는 압출시 롤러간의 간격 조절을 통해 제어될 수 있다.The result of the mixing may be in the form of a slurry (slurry), the piezoelectric thin film can be produced by such a method as roller extrusion (620). Here, the piezoelectric thin film of one layer may correspond to one polarization part through a polarization process to be described later, and the thickness of the piezoelectric thin film may be controlled by adjusting the gap between rollers during extrusion.

서로 다른 두께를 갖는 압전 박막이 준비되면, 압전 박막과 전극이 교번순으로 적층될 수 있다(630). 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 압전 박막(PF1) 위에 제2 전극부(NE1)를 구성하는 하나의 전극(예를 들어, NE14)이 생성될 수 있다. 전극(NE14)이 생성된 후 다시 그(NE14) 위에 압전 박막(PF2)이 적층되며, 그(PF2) 위에 다시 제1 전극부(PE1)를 구성하는 하나의 전극(예를 들어, PE14)이 생성될 수 있다.When piezoelectric thin films having different thicknesses are prepared, the piezoelectric thin films and the electrodes may be alternately stacked in operation 630. For example, as illustrated in FIG. 7, one electrode (eg, NE14) constituting the second electrode part NE1 may be generated on one piezoelectric thin film PF1. After the electrode NE14 is generated, the piezoelectric thin film PF2 is stacked again on the NE14, and one electrode (for example, PE14) constituting the first electrode part PE1 is again stacked on the PF2. Can be generated.

압전 박막과 전극의 교번순 적층이 완료되면, 건조 소성을 통해 솔벤트가 휘발되면서 인접한 압전 박막끼리 접촉하는 면의 경계가 사라지며, 이를 통해 압전부(100A)의 형태가 고정될 수 있다(640).When the alternating stacking of the piezoelectric thin film and the electrode is completed, as the solvent is volatilized through dry firing, the boundary between the surfaces in contact with adjacent piezoelectric thin films disappears, and thus the shape of the piezoelectric part 100A may be fixed (640). .

이후 압전부(100A)의 서로 대면하는 두 측면에 외측 전극이 각각 부착될 수 있으며, 외측 전극에 전압을 인가하여 압전부(100A)가 분극부 단위로 분극될 수 있다(S650). 예를 들어, 분극 과정은 압전부(100A)를 구성하는 압전 물질의 큐리 온도의 약 1/3에 해당하는 온도에서 전극간 두께 방향 이격거리를 기준으로 1 내지 2.5kV/mm에 해당하는 전압을 15분 내지 1시간 동안 인가하는 형태로 수행될 수 있다.Afterwards, outer electrodes may be attached to two side surfaces of the piezoelectric part 100A facing each other, and the piezoelectric part 100A may be polarized in polarization units by applying a voltage to the outer electrode (S650). For example, the polarization process uses a voltage corresponding to 1 to 2.5 kV / mm based on a distance in the thickness direction between electrodes at a temperature corresponding to about 1/3 of the Curie temperature of the piezoelectric material constituting the piezoelectric part 100A. It may be carried out in the form of applying for 15 minutes to 1 hour.

이하에서는 도 8 내지 도 9를 참조하여, 실시예에 따른 압전소자(1000A)의 효과를 비교례와의 비교를 통해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 8 to 9, the effect of the piezoelectric element 1000A according to the embodiment will be described through comparison with a comparative example.

도 8은 비교례에 따른 압전 소자(1000A’)의 단면도를 나타내고, 도 9는 실시예에 따른 압전 소자(1000A)와 비교례에 따른 압전 소자(1000A’)의 공진 특성을 나타내는 그래프이다.8 illustrates a cross-sectional view of a piezoelectric element 1000A 'according to a comparative example, and FIG. 9 is a graph illustrating resonance characteristics of the piezoelectric element 1000A and the piezoelectric element 1000A' according to a comparative example.

도 8을 참조하면, 비교례에 따른 압전 소자(1000A’)는 도 3에 도시된 실시예에 따른 압전 소자(1000A)와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것으로 가정한다. 다만, 실시예에 따른 압전 소자(1000A)는 두께 방향을 따라 인접한 두 전극 간의 거리가 변동하나, 비교례에 따른 압전 소자(1000A’)에서는 두께 방향을 따라 인접한 두 전극 간의 거리가 동일한 것(즉, 복수의 분극부의 두께가 균일)으로 가정한다.Referring to FIG. 8, it is assumed that the piezoelectric element 1000A ′ according to the comparative example has substantially the same size as the piezoelectric element 1000A according to the embodiment shown in FIG. 3. However, in the piezoelectric element 1000A according to the embodiment, the distance between two adjacent electrodes varies along the thickness direction, but in the piezoelectric element 1000A 'according to the comparative example, the distance between the two adjacent electrodes along the thickness direction is the same (that is, Is assumed to be uniform in thickness.

예를 들어, 서로 인접한 두 전극 간의 거리(T’)가 모두 36um이라 가정하고, 압전부(100A’)의 전체 높이가 약 430um(즉, 표 1의 T1 내지 T8의 합과 유사)이라 가정하면, 비교례에 따른 압전 소자(1000A)는 총 12개의 분극부를 갖게 된다. 따라서, 제1 전극부(PE1’)와 제2 전극부(NE1’)를 구성하는 각 전극의 개수도 증가한다. 이러한 경우, 수직 방향으로 분극부의 두께 차이가 없기 때문에 각 전극에 전원이 인가되는 경우, 압전부(100A’)의 진동은 굴곡 모드 형태가 되기 어려우며, 압전부(100A’)의 종폭과 횡폭 중 큰 폭에 대한 길이 모드(Length mode) 형태로 나타난다.For example, assuming that the distances T 'between two adjacent electrodes are all 36um, and the total height of the piezoelectric part 100A' is about 430um (that is, similar to the sum of T1 to T8 in Table 1). The piezoelectric element 1000A according to the comparative example has a total of 12 polarization parts. Therefore, the number of each electrode which comprises the 1st electrode part PE1 'and the 2nd electrode part NE1' also increases. In this case, since there is no difference in thickness of the polarization portion in the vertical direction, when power is applied to each electrode, the vibration of the piezoelectric portion 100A 'is difficult to be in the bending mode, and the larger of the longitudinal width and the horizontal width of the piezoelectric portion 100A'. It appears in the form of length mode for the width.

상술한 가정 하에서, 실시예에 따른 압전소자(1000A)와 비교례에 따른 압전 소자(1000A’)에 동일한 전압을 인가한 경우, 공진 특성이 도 9에 도시된다. 도 9에서는 두 개의 그래프가 도시되되, 공통적으로 가로축은 주파수를, 세로축은 어드미턴스(즉, 임피던스의 역수)를 각각 나타낸다.Under the above-described assumption, when the same voltage is applied to the piezoelectric element 1000A according to the embodiment and the piezoelectric element 1000A 'according to the comparative example, the resonance characteristics are shown in FIG. 9. In FIG. 9, two graphs are shown, in which the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents admittance (ie, reciprocal of impedance).

먼저, 비교례에 해당하는 상단 그래프를 참조하면, 10kHz 이하에서는 공진 주파수가 나타나지 않으며, 압전부(100A’)의 종폭과 횡폭 중 장변의 길이를 40 내지 50mm라 가정할 때, 20 내지 30kHz 영역에서 길이 모드 공진이 최초로 발생할 것으로 예측될 수 있다. 이는 장변을 L이라 하고, f를 공진 주파수라 가정할 때, “L= λf”를 만족하되, λ는 2L에 해당하기 때문이다.First, referring to the upper graph corresponding to the comparative example, the resonance frequency does not appear at 10 kHz or less, and assuming that the length of the long side of the longitudinal width and the horizontal width of the piezoelectric portion 100A 'is 40 to 50 mm, in the 20 to 30 kHz region. It can be expected that the length mode resonance will occur first. This is because when the long side is referred to as L and f is assumed to be a resonance frequency, “L = λf” is satisfied, and λ corresponds to 2L.

비교례와 달리, 실시예에 해당하는 하단 그래프를 참조하면, 680Hz 영역에서 공진 변위가 발생하고, 4.9kHz 영역에서 또 다른 공진 변위가 발생함을 알 수 있다. 이러한 어드미턴스 변화는 비교례에서와 같이 압전부(100A)의 장변 길이가 40 내지 50mm라고 가정할 경우, 각각 1.12mm와 0.32mm의 공진 변위에 해당한다.Unlike the comparative example, referring to the lower graph corresponding to the embodiment, it can be seen that the resonance displacement occurs in the 680 Hz region and another resonance displacement occurs in the 4.9 kHz region. This admittance change corresponds to a resonance displacement of 1.12 mm and 0.32 mm, respectively, assuming that the long side length of the piezoelectric part 100A is 40 to 50 mm as in the comparative example.

따라서, 실시예에 따른 압전소자(1000A)는 10kHz 이하에서 복수의 공진 주파수를 갖게 되므로, 저음 영역에서 굴곡 모드 진동이 발생하여 저음 출력 성능이 뛰어남을 알 수 있다.Therefore, since the piezoelectric element 1000A according to the embodiment has a plurality of resonance frequencies at 10 kHz or less, it can be seen that the bending mode vibration occurs in the low sound region, so that the low sound output performance is excellent.

뿐만 아니라, 동일한 크기의 압전체를 구성할 경우, 실시예의 경우 비교례보다 더 적은 수의 분극부, 즉, 더 적은 수의 전극을 가지므로 제조시 공정 효율이 향상될 수 있다.In addition, when the piezoelectric body having the same size is configured, the embodiment may have fewer polarization parts, that is, fewer electrodes than the comparative example, and thus process efficiency may be improved during manufacturing.

아울러, 실시예에서는 두께 방향으로 전극간 거리가 점진적으로 변경됨에 따라 상대적으로 전극간 거리가 비교례보다 커지게 된다. 정전 용량은 전극간 간격에 반비례하는 바, 이는 실시예에 따른 각 분극부의 정전 용량이 비교례 대비 감소함을 의미한다. 결국, 인가되는 교류 전원이 동일할 때, 전체 소자에 흐르는 전류는 정전 용량에 비례하는 바(즉, IPeak = 2π x f x C x VPeak), 실시예의 경우 비교례보다 전류값이 낮아진다. 그런데, 전류값이 낮아짐은 소비 전력(즉, PAvg = π/4 x f x C x Vpp^2)이 낮아짐을 의미하며, 이는 곧 발열량(즉, PHeat = PAvg x tanδ)도 낮음을 의미한다. 따라서, 실시예에 따른 압전 소자(1000A)는 비교례 대비 낮은 소모 전력과 낮은 발열량을 갖는 바, 높은 에너지 효율과 우수한 발열 특성 또한 가짐을 알 수 있다.In addition, in the embodiment, as the distance between electrodes gradually changes in the thickness direction, the distance between electrodes is relatively larger than that of the comparative example. The capacitance is inversely proportional to the inter-electrode spacing, which means that the capacitance of each polarization portion according to the embodiment decreases as compared with the comparative example. As a result, when the AC power applied is the same, the current flowing through the entire device is proportional to the capacitance (that is, I Peak = 2π xfx C x V Peak ), and in the embodiment, the current value is lower than that of the comparative example. However, the lower current value means lower power consumption (ie, P Avg = π / 4 xfx C x V pp ^ 2), which means lower heat generation (ie, P Heat = P Avg x tanδ). do. Therefore, the piezoelectric element 1000A according to the embodiment has a lower power consumption and a lower heat generation amount than the comparative example, and thus it can be seen that it also has high energy efficiency and excellent heat generation characteristics.

전술된 일 실시예에서는 압전부의 두께 방향을 따라 전극간 거리가 점진적으로 변경되었다. 이와 달리, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 압전부의 두께 방향의 센터에서 외측으로 갈수록 전극간 거리가 점진적으로 변경될 수 있다. 또한, 센터를 기준으로 두께 방향으로 일측은 압전부의 분극방향과 전기장의 방향이 일치하며, 타측은 압전부의 분극방향과 전기장의 방향이 반대일 수 있다.In the above-described embodiment, the distance between electrodes gradually changed along the thickness direction of the piezoelectric part. In contrast, according to another embodiment of the present invention, the distance between electrodes may gradually change from the center in the thickness direction of the piezoelectric part toward the outside. In addition, one side of the thickness direction with respect to the center is the polarization direction of the piezoelectric part and the direction of the electric field, the other side may be the polarization direction and the direction of the electric field of the piezoelectric part.

이를 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

도 10은 다른 실시예에 의한 압전 소자(1000B)의 단면도를 나타내고, 도 11은 도 10에 도시된 압전 소자(1000B)의 외관 사시도의 일례를 나타낸다. 10 is a sectional view of a piezoelectric element 1000B according to another embodiment, and FIG. 11 is an example of an external perspective view of the piezoelectric element 1000B shown in FIG. 10.

도 10 및 도 11을 참조하면, 다른 실시 예에 의한 압전 소자(1000B)는 압전부(100B), 제1 전극부(PE2), 제2 전극부(NE2) 및 외측 전극부(OE21, OE22)를 포함할 수 있다.10 and 11, a piezoelectric element 1000B according to another embodiment may include a piezoelectric part 100B, a first electrode part PE2, a second electrode part NE2, and an outer electrode part OE21 and OE22. It may include.

다른 실시 예에 의한 압전 소자(1000B) 또한 전기적 신호를 음향 신호로 변환하는 일종의 스피커로서 동작할 수 있다. 아울러, 다른 실시 예에 의한 압전 소자(1000B)는 음향 신호를 전기적 신호로 변환하는 일종의 수신기(receiver)(또는, 마이크)로서 동작할 수도 있다.The piezoelectric element 1000B according to another embodiment may also operate as a kind of speaker for converting an electrical signal into an acoustic signal. In addition, the piezoelectric element 1000B according to another embodiment may operate as a kind of receiver (or microphone) for converting an acoustic signal into an electrical signal.

압전부(100B)는 Z축 방향으로 높이(또는, 두께)(Z2), 횡폭(Y2) 및 종폭 (X2)을 갖는 판 형상일 수 있으나, 실시 예는 압전부(100B)의 특정한 형상에 국한되지 않는다. 여기서, 횡폭(Y2) 및 종폭(X2)은 적어도 높이(Z2)보다 클 수 있다. The piezoelectric part 100B may have a plate shape having a height (or thickness) Z2, a width Y2, and a longitudinal width X2 in the Z-axis direction, but the embodiment is limited to a specific shape of the piezoelectric part 100B. It doesn't work. Here, the horizontal width Y2 and the vertical width X2 may be at least greater than the height Z2.

압전부(100B)의 재질은 전술한 일 실시예에 따른 압전부(100A)의 구성과 같으므로 중복되는 기재는 생략하기로 한다.Since the material of the piezoelectric part 100B is the same as that of the piezoelectric part 100A according to the above-described embodiment, overlapping descriptions will be omitted.

제1 전극부(PE2) 및 제2 전극부(NE2)는 압전부(100B)의 내부 또는 외부에서 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 적어도 일부가 서로 중첩되되, 두께 방향으로 서로 이격되며, X-Y 평면을 따라 나란히 배치될 수 있다.At least a portion of the first electrode part PE2 and the second electrode part NE2 overlap each other in the thickness direction (for example, the Z-axis direction) inside or outside the piezoelectric part 100B, but are spaced apart from each other in the thickness direction. And may be arranged side by side along the XY plane.

일 실시 예에 의하면, 제1 전극부(PE2) 및 제2 전극부(NE2) 각각은 다수의 평판형 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극부(PE2)는 압전부(100B)의 상면에 배치되는 제1-1 전극(PE21), 압전부(100B) 내부에 배치되는 제1-2 전극(PE22), 제1-3 전극(PE23), 제1-4 전극(PE24), 제1-5 전극(PE25) 및 압전부(100B) 저면에 배치되는 제1-6 전극(PE26)을 포함할 수 있다. 따라서, 적어도 제1-1 전극(PE21)의 상면 및 제1-6 전극(PE26)의 저면은 압전부(100B)의 외부로 노출되고, 제1-2 전극(PE22), 제1-3 전극(PE23), 제1-4 전극(PE24) 및 제1-5 전극(PE25)은 압전부(100B) 내부에 배치되는 것으로 볼 수 있다. 물론, 실시예에 따라 제1-2 전극(PE22), 제1-3 전극(PE23), 제1-4 전극(PE24) 및 제1-5 전극(PE25)의 적어도 일부는 압전부(100B)의 측면에 노출될 수도 있다. 또한, 다른 실시예의 의하면, 제1-1 전극(PE21) 및 제1-6 전극(PE26) 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다. According to an embodiment, each of the first electrode part PE2 and the second electrode part NE2 may include a plurality of flat plate type electrodes. For example, the first electrode part PE2 may include the first-first electrode PE21 disposed on the upper surface of the piezoelectric part 100B, the first-second electrode PE22 disposed inside the piezoelectric part 100B, and the first electrode part PE2. It may include a 1-3 electrode PE23, a 1-4 electrode PE24, a 1-5 electrode PE25 and the 1-6 electrode PE26 disposed on the bottom surface of the piezoelectric part 100B. Therefore, at least the top surface of the first-first electrode PE21 and the bottom surface of the first-6 electrode PE26 are exposed to the outside of the piezoelectric part 100B, and the first-second electrode PE22 and the first-three electrode are exposed. The PE23, the 1-4th electrode PE24, and the 1-5th electrode PE25 may be disposed in the piezoelectric part 100B. Of course, at least a portion of the first-second electrode PE22, the first-three electrode PE23, the first-fourth electrode PE24, and the first- fifth electrode PE25 may be the piezoelectric part 100B. May be exposed to the side of the. In another embodiment, at least one of the 1-1 st electrode PE21 and the 1-6 th electrode PE26 may be omitted.

아울러, 도 5에 도시된 바와 유사하게, 본 발명의 다른 실시예에서도 압전부(100B)의 최외곽에 배치되는 전극, 예를 들어, 제1-1 전극(PE21)의 저면은 압전부(100B)의 상면보다 낮을 수 있다. 즉, 제1-1 전극(PE21)의 적어도 일부는 압전부(100B)에 매립된 형태를 가질 수 있다. 물론, 다른 실시예에 의하면 제1-1 전극(PE21)의 저면은 압전부(100B)의 상면과 나란할 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 5, in another embodiment of the present invention, an electrode disposed at the outermost part of the piezoelectric part 100B, for example, a bottom surface of the first-first electrode PE21 may be a piezoelectric part 100B. It may be lower than the upper surface of). That is, at least a part of the first-first electrode PE21 may have a form embedded in the piezoelectric part 100B. Of course, according to another exemplary embodiment, the bottom surface of the first-first electrode PE21 may be parallel to the top surface of the piezoelectric part 100B.

제2 전극부(NE1)는 압전부(100B) 내부에 배치되는 제2-1 전극(NE21), 제2-2 전극(NE22), 제2-3 전극(NE23) 및 제2-4 전극(NE24)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 전극부(NE1)의 각 전극은 제1 전극부(PE2)의 각 전극과 압전부(100B)의 두께 방향(예를 들어, Z축)으로 서로 이격되어 상호 교호적으로 반복하여 배치될 수 있다. 다만, 후술되는 분극부(DL)의 상하로는 제1 전극부(PE2) 및 제2 전극부(NE2) 중 어느 하나에 해당하는 두 전극만이(예를 들어, 도 10에서는 제1-3 전극(PE23) 및 제1-4 전극(PE24)) 배치된다.The second electrode part NE1 includes the 2-1st electrode NE21, the 2-2nd electrode NE22, the 2-3rd electrode NE23, and the 2-4th electrode disposed in the piezoelectric part 100B. NE24). In this case, each electrode of the second electrode part NE1 is spaced apart from each other in the thickness direction (for example, Z axis) of each electrode of the first electrode part PE2 and the piezoelectric part 100B, and alternately and repeatedly. Can be arranged. However, only two electrodes corresponding to any one of the first electrode part PE2 and the second electrode part NE2 may be disposed above and below the polarization part DL, which will be described later (for example, in FIG. The electrode PE23 and the first to fourth electrodes PE24 are disposed.

외측 전극부(OE21, OE22)는 제1 외측 전극(OE1)과 제2 외측 전극(OE2)을 포함할 수 있다. 제1 외측 전극(OE11)은 압전부(100A)의 일 측면에 배치되고, 제2 외측 전극(OE22)은 제1 외측 전극(OE21)이 배치된 일측면과 대향하는 타측면에 배치될 수 있다. 여기서, 압전부(100B)의 측면이란, 도 11에서 높이(Z2)와 종폭(X2)에 의해 정의되는 면을 의미할 수 있다.The outer electrode parts OE21 and OE22 may include a first outer electrode OE1 and a second outer electrode OE2. The first outer electrode OE11 may be disposed on one side of the piezoelectric part 100A, and the second outer electrode OE22 may be disposed on the other side facing the one side on which the first outer electrode OE21 is disposed. . Here, the side surface of the piezoelectric part 100B may mean a surface defined by the height Z2 and the vertical width X2 in FIG. 11.

제1 외측 전극(OE21)은 압전부(100B)의 일측면에 노출된 제1 전극부(PE2)의 평판형 전극들의 일단과 전기적으로 연결되며, 제2 외측 전극(OE22)은 압전부(100B)의 타측면에 노출된 제2 전극부(NE2)의 평판형 전극들의 일단과 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 제1 전극부(PE2)의 평판형 전극들은 Y축 방향으로 압전부(100B)의 타측면과 이격되고, 제2 전극부(NE2)의 평판형 전극들은 압전부(100B)의 일측면과 이격된다.The first outer electrode OE21 is electrically connected to one end of the plate-shaped electrodes of the first electrode part PE2 exposed on one side of the piezoelectric part 100B, and the second outer electrode OE22 is the piezoelectric part 100B. Is electrically connected to one end of the plate-shaped electrodes of the second electrode part NE2 exposed at the other side of the substrate. To this end, the flat electrodes of the first electrode part PE2 are spaced apart from the other side of the piezoelectric part 100B in the Y-axis direction, and the flat electrodes of the second electrode part NE2 are one of the piezoelectric parts 100B. Spaced apart from the sides;

또한, 제1 전극부(PE2)와 제1 외측 전극(OE21)은 양(+)의 전극이고 제2 전극부(NE2)와 제2 외측 전극(OE22)은 음(-) 또는 그라운드 전극일 수 있다. 또는, 제1 전극부(PE2)와 제1 외측 전극(OE21)은 음(-) 또는 그라운드 전극이고, 제2 전극부(NE2)와 제2 외측 전극(OE22)은 양(+)의 전극일 수 있다.In addition, the first electrode part PE2 and the first outer electrode OE21 may be positive electrodes, and the second electrode part NE2 and the second outer electrode OE22 may be negative or ground electrodes. have. Alternatively, the first electrode part PE2 and the first outer electrode OE21 are negative or ground electrodes, and the second electrode part NE2 and the second outer electrode OE22 are positive electrodes. Can be.

압전부(100B)는 하나의 더미부(DL)와 복수의 분극부(또는 분극된 압전체 레이어)를 포함할 수 있다. The piezoelectric part 100B may include one dummy part DL and a plurality of polarization parts (or polarized piezoelectric layers).

여기서, 더미부(DL)는 압전부(100B)의 두께 방향의 센터에 위치할 수 있으며, 제1 전극부(PE2) 및 제2 전극부(NE2) 중 어느 하나에 해당하되 서로 인접하여 대면하는 두 전극을 통해 정의될 수 있다. 예컨대, 압전부(100B) 중 제1-3 전극(PE23)과 제1-4 전극(PE24) 사이에 위치하는 부분이 더미부(DL)에 해당한다. 더미부(DL)는 분극부와 달리 동일한 극성을 갖는 두 전극 사이에 위치하므로 전기장이 걸리지 않을 수 있으며, 분극도 되지 않은 상태일 수 있다. 또한, 더미부의 수직 방향(예를 들어, Z축)으로의 두께(T15)는 복수의 분극부 각각의 두께(T11 내지 T14 및 T16 내지 T19)보다 클 수 있다.Here, the dummy part DL may be positioned at the center of the piezoelectric part 100B in the thickness direction, and may correspond to any one of the first electrode part PE2 and the second electrode part NE2 and face each other adjacently. Can be defined through two electrodes. For example, a portion positioned between the 1-3 electrode PE23 and the first-4 electrode PE24 of the piezoelectric portion 100B corresponds to the dummy portion DL. Since the dummy part DL is positioned between two electrodes having the same polarity, unlike the polarization part, the dummy part DL may not be subjected to an electric field, and may not be polarized. In addition, the thickness T15 in the vertical direction (eg, the Z axis) of the dummy part may be greater than the thicknesses T11 to T14 and T16 to T19 of each of the plurality of polarization parts.

각각의 분극부는 제1 전극부(PE2)와 제2 전극부(NE2) 중 서로 인접하여 대면하는 전극을 통해 정의될 수 있다. 예를 들어, 압전부(100B) 중 제1-1 전극(PE21)과 제2-1 전극(NE21) 사이에 위치하는 부분을 하나의 분극부로 볼 수 있다. 다른 예로, 압전부(100B) 중 제2-1 전극(NE21)과 제1-2 전극(PE22) 사이에 위치하는 부분도 하나의 분극부로 볼 수 있다. 따라서, 압전부(100B)는 동일한 평면 형상(예를 들어, 사각형 평면 형상)을 갖는 판상형의 복수의 분극부가 두께 방향으로 적층된 것으로 볼 수 있으며, 도 10의 경우에는 총 8개의 분극부가 존재하는 것으로 볼 수 있다.Each polarization part may be defined by an electrode facing adjacent to each other among the first electrode part PE2 and the second electrode part NE2. For example, a portion of the piezoelectric portion 100B positioned between the 1-1 st electrode PE21 and the 2-1 th electrode NE21 may be viewed as one polarization portion. As another example, a portion of the piezoelectric portion 100B positioned between the 2-1st electrode NE21 and the 1-2-2 electrode PE22 may also be regarded as one polarization portion. Therefore, the piezoelectric part 100B may be regarded as having a plurality of plate-shaped polarization parts having the same planar shape (for example, a rectangular planar shape) stacked in the thickness direction. In FIG. 10, a total of eight polarization parts exist. It can be seen as.

복수의 분극부 각각은 분극부 단위로 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 분극될 수 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이 분극 방향은 두께 방향을 따라 더미부(DL)에서부터 두께방향을 따라 교번순으로 변경될 수 있다. 이때, 각 분극부의 분극 방향은 해당 분극부의 상하에 배치된 전극에 걸리는 전기장의 방향과 동일한 방향이거나 반대 방향일 수 있다. 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이, 더미부(DL)를 기준으로 두께 방향의 상측에 위치하는 분극부들은 전기장의 방향과 분극 방향이 일치하나, 더미부(DL)를 기준으로 두께 방향의 하측에 위치하는 분극부들은 전기장의 방향과 분극 방향이 반대일 수 있다.Each of the plurality of polarization parts may be polarized in a thickness direction (for example, Z-axis direction) in units of polarization parts, and as shown in FIG. 10, the polarization direction may have a thickness direction from the dummy part DL along the thickness direction. It can be changed in turn accordingly. At this time, the polarization direction of each polarization part may be the same direction or the opposite direction to the direction of the electric field applied to the electrodes disposed above and below the polarization part. For example, as illustrated in FIG. 10, polarization parts located in the upper side in the thickness direction with respect to the dummy part DL coincide with the direction of the electric field, but have a thickness direction based on the dummy part DL. Polarization parts located below the polarization direction may be opposite to the direction of the electric field.

아울러, 제1 전극부(PE1) 및 제2 전극부(NE1) 중 서로 인접하여 대면하는 두 전극 사이의 두께 방향 이격 거리(즉, 각 분극부의 두께)는 압전부(100B)의 두께 방향을 따라 센터에서 상측 또는 하측으로 가면서 변화할 수 있다. 예를 들어, 도 10 및 도 11에 도시된 압전 소자(1000B)에서 압전부(100B)의 두께 방향을 따라 센터에서 상측으로 갈수록 서로 인접한 두 전극 사이의 거리(T11 내지 T14)는 점차 감소할 수 있다. 이는 복수의 분극부 각각의 두께가 센터에서 상측으로 갈수록 작아짐을 의미할 수 있다.In addition, the distance in the thickness direction (that is, the thickness of each polarization part) between two electrodes facing each other adjacent to each other among the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1 may be along the thickness direction of the piezoelectric part 100B. It can change from the center up or down. For example, in the piezoelectric elements 1000B illustrated in FIGS. 10 and 11, the distances T11 to T14 between two adjacent electrodes may gradually decrease from the center to the upper side along the thickness direction of the piezoelectric unit 100B. have. This may mean that the thickness of each of the plurality of polarization parts becomes smaller toward the upper side from the center.

또한, 압전 소자(1000B)에서 압전부(100B)의 두께 방향을 따라 센터에서 하측으로 갈수록 서로 인접한 두 전극 사이의 거리(T16 내지 T19)는 점차 감소할 수 있다. 이는 복수의 분극부 각각의 두께가 센터에서 하측으로 갈수록 작아짐을 의미할 수 있다.In addition, in the piezoelectric element 1000B, the distances T16 to T19 between two adjacent electrodes may gradually decrease from the center to the lower side in the thickness direction of the piezoelectric part 100B. This may mean that the thickness of each of the plurality of polarization parts becomes smaller from the center to the lower side.

이때, 서로 인접한 분극부 간의 두께 변동폭은 1% 내지 50%일 수 있다. 그런데, 두께 변동폭이 너무 크면 압전부(100B)의 전체적 변위가 감소하며, 두께 변동폭이 너무 작으면 압전부(100B)에서 굴곡 모드에 해당하는 진동이 약해진다. 따라서, 두께 변동폭은 15% 내지 25%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 8% 내지 15%일 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 각 전극간 거리(T11 내지 T19)는 아래 표 2와 같이 설정될 수 있다.At this time, the thickness fluctuation range between the polarization adjacent to each other may be 1% to 50%. However, if the thickness variation is too large, the overall displacement of the piezoelectric portion 100B is reduced, and if the thickness variation is too small, the vibration corresponding to the bending mode in the piezoelectric portion 100B is weakened. Therefore, the thickness variation range may be 15% to 25%, and more preferably 8% to 15%. For example, the distances T11 to T19 between the electrodes in FIG. 10 may be set as shown in Table 2 below.

구분division T11T11 T12T12 T13T13 T14T14 T15T15 T16T16 T17T17 T18T18 T19T19 두께(um)Thickness (um) 3636 4141 4747 5454 6262 5454 4747 4141 3636

표 2에서는 매 분극부마다 두께가 변동하는 경우를 나타내나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 분극층의 두께 관계는 “T11=T12<T13=T14<T15…” 등과 같이 두 개(또는 N개, N>1인 자연수)의 서로 인접한 분극층이 동일한 두께를 갖는 등의 규칙성을 가질 수도 있고, 불규칙한 패턴으로 두께 방향의 센터를 향해 증가할 수도 있다.Table 2 shows a case where the thickness varies for each polarization portion, but is not necessarily limited thereto. For example, the thickness relationship of the polarizing layer is "T11 = T12 <T13 = T14 <T15... And two (or N, N> 1 natural numbers) adjacent to each other may have regularity, such as having the same thickness, or may increase toward the center in the thickness direction in an irregular pattern.

두께 방향을 따라 전극간 간격(또는 분극부의 두께)이 변화함과 함께, 더미부(DL)를 기준으로 분극 방향의 반전으로 인해, 압전소자(1000B)에 전원이 인가될 때 굴곡 모드 동작이 보장될 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같은 구조에서 표 2과 같은 분극부 두께 변동을 갖는다고 가정하면, 더미부(DL)를 기준으로 압전부(100B)의 상측에 위치하는 분극부는 분극 방향과 전기장의 방향이 동일한 바, 도 1의 좌측과 같은 압전부(100B) 변형이 발생한다. 또한, 더미부(DL)를 기준으로 압전부(100B)의 하측에 위치하는 분극부는 분극 방향과 전기장의 방향이 반대인 바, 도 1의 우측과 같은 압전부(100B) 변형이 발생한다.The gap between the electrodes (or the thickness of the polarization portion) changes along the thickness direction, and the bending mode operation is ensured when power is applied to the piezoelectric element 1000B due to the inversion of the polarization direction with respect to the dummy portion DL. Can be. For example, in the structure shown in FIG. 10, it is assumed that the polarization thickness variation shown in Table 2 is the same, and the polarization portion located above the piezoelectric portion 100B with respect to the dummy portion DL is in the polarization direction and the electric field direction. This same bar causes deformation of the piezoelectric portion 100B as shown in the left side of FIG. In addition, since the polarization part positioned below the piezoelectric part 100B with respect to the dummy part DL is opposite in the polarization direction and the electric field direction, deformation of the piezoelectric part 100B as shown in FIG. 1 occurs.

따라서, 더미부(DL)를 기준으로 압전부(100B)의 상측에 위치하는 분극부는 평면 방향에서 수축이 발생하고, 더미부(DL)를 기준으로 압전부(100B)의 하측에 위치하는 분극부는 평면 방향에서 팽창이 발생한다. 이에 더하며, 각 분극부의 두께가 상이하기 때문에 일 실시예에 따른 압전부(100A)의 변형 원리가 더해지게 된다. 결국, 압전부(100B)의 하측이 상측보다 평면 방향으로의 팽창이 커지기 때문에 평면 상에서 압전부(100B)의 중심은 상대적으로 내려가고, 가장자리는 상대적으로 올라가는 형태로 압전부(100B)에 굴곡이 발생하게 된다.Therefore, the polarization portion positioned above the piezoelectric portion 100B with respect to the dummy portion DL contracts in the planar direction, and the polarization portion positioned below the piezoelectric portion 100B with respect to the dummy portion DL. Expansion occurs in the planar direction. In addition, the deformation principle of the piezoelectric portion 100A according to an embodiment is added because the thickness of each polarization portion is different. As a result, since the expansion of the lower side of the piezoelectric part 100B in the planar direction becomes larger than the upper side, the center of the piezoelectric part 100B is relatively lowered on the plane, and the edges are relatively raised so that the bend of the piezoelectric part 100B is increased. Will occur.

충분한 음향 출력을 위해, 압전부(100B)의 두께는 40um보다는 큰 것이 바람직하다. 이는 실시예에 따른 압전소자(1000B)가 디스플레이 하부에 배치됨을 가정할 때, 일반적으로 약 500um 두께를 갖는 디스플레이 패널에 충분한 변위를 만들기 위함이다. 또한, 압전부(100B)는 두께 방향으로 5 개 이상의 분극부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 후술할 제조 과정에서 하나의 분극부에 해당하는 압전 박막의 두께가 10um 이하로는 제조되기 어렵기 때문이다.For sufficient sound output, the thickness of the piezoelectric portion 100B is preferably larger than 40 um. This assumes that the piezoelectric element 1000B according to the embodiment is disposed under the display, in order to make sufficient displacement in the display panel having a thickness of about 500 μm. In addition, the piezoelectric portion 100B preferably includes five or more polarization portions in the thickness direction. This is because the thickness of the piezoelectric thin film corresponding to one polarization part is less than 10 μm in the manufacturing process to be described later.

한편, 도시되지는 아니하였으나, 실시예에 따른 압전 소자(1000B)는 최외곽의 적어도 일부에 각 전극부 및 압전부(100B)의 손상을 방지하기 위한 보호부(passivation layer)를 더 포함할 수도 있다. 보호부는 특성과 재질은 일 실시예에 따른 압전 소자(1000A)에서 기술된 바와 같으므로 중복되는 기재는 생략하기로 한다.Although not shown, the piezoelectric element 1000B according to the embodiment may further include a passivation layer for preventing damage to each electrode unit and the piezoelectric unit 100B in at least a part of the outermost part. have. Since the protection part has the same characteristics and material as described in the piezoelectric element 1000A according to an exemplary embodiment, overlapping descriptions will be omitted.

아울러, 제조 방법에 있어서도 도 6 내지 도 7을 참조하여 전술된 바와 유사하므로 중복되는 기재를 생략하기로 한다. In addition, since the manufacturing method is similar to that described above with reference to FIGS. 6 to 7, overlapping descriptions will be omitted.

이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여, 실시예에 따른 압전소자(1000B)의 효과를 비교례와의 비교를 통해 설명한다.12 and 13, the effect of the piezoelectric element 1000B according to the embodiment will be described through comparison with a comparative example.

도 12는 비교례에 따른 압전 소자(1000B’)의 단면도를 나타내고, 도 13은 다른 실시예에 따른 압전 소자(1000B)와 비교례에 따른 압전 소자(1000B’)의 변위 특성을 나타내는 그래프이다.12 is a cross-sectional view of a piezoelectric element 1000B 'according to a comparative example, and FIG. 13 is a graph showing displacement characteristics of the piezoelectric element 1000B and the piezoelectric element 1000B' according to a comparative example according to another embodiment.

도 12를 참조하면, 비교례에 따른 압전 소자(1000B’)는 도 10에 도시된 실시예에 따른 압전 소자(1000B)와 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것으로 가정한다. 다만, 실시예에 따른 압전 소자(1000B)는 두께 방향을 따라 인접한 두 전극 간의 거리가 변동하나, 비교례에 따른 압전 소자(1000B’)에서는 두께 방향을 따라 인접한 두 전극 간의 거리가 동일한 것(즉, 복수의 분극부의 두께가 균일)으로 가정한다.Referring to FIG. 12, it is assumed that the piezoelectric element 1000B ′ according to the comparative example has substantially the same size as the piezoelectric element 1000B according to the embodiment illustrated in FIG. 10. However, in the piezoelectric element 1000B according to the embodiment, the distance between two adjacent electrodes varies in the thickness direction, but in the piezoelectric element 1000B 'according to the comparative example, the distance between the two adjacent electrodes in the thickness direction is the same (that is, Is assumed to be uniform in thickness.

예를 들어, 서로 인접한 두 전극 간의 거리(T”)가 모두 36um이라 가정하고, 압전부(100B’)의 전체 높이가 약 430um(즉, 표 1의 T11 내지 T19의 합과 유사)이라 가정하면, 비교례에 따른 압전 소자(1000B)는 총 11개의 분극부와 하나의 더미부(DL')를 갖게 된다. 따라서, 제1 전극부(PE2’)와 제2 전극부(NE2’)를 구성하는 각 전극의 개수도 증가한다. 이러한 경우, 각 전극에 전원이 인가되는 경우 비록 더미부(DL’)를 기준으로 두께 방향의 상측과 하측에 위치하는 각 분극부의 팽창 형태가 상이하더라도 수직 방향으로 분극부의 두께 차이가 없기 때문에, 도 10에 도시된 압전 소자(1000B)보다 적은 변위를 가지게 된다.For example, assuming that the distances T ″ between two adjacent electrodes are all 36 μm, and that the total height of the piezoelectric part 100B ′ is about 430 μm (ie, similar to the sum of T11 to T19 in Table 1). The piezoelectric element 1000B according to the comparative example has a total of eleven polarization parts and one dummy part DL ′. Therefore, the number of each electrode which comprises the 1st electrode part PE2 'and the 2nd electrode part NE2' also increases. In this case, when power is applied to each electrode, since there is no difference in thickness of the polarization portions in the vertical direction, even if the expansion forms of the polarization portions located at the upper side and the lower side in the thickness direction with respect to the dummy portion DL 'are different. It has less displacement than the piezoelectric element 1000B shown in FIG.

상술한 가정 하에서, 실시예에 따른 압전소자(1000B)와 비교례에 따른 압전 소자(1000B’)에 동일한 전압을 인가한 경우, 변위 특성이 도 13에 도시된다.Under the above assumption, when the same voltage is applied to the piezoelectric element 1000B according to the embodiment and the piezoelectric element 1000B 'according to the comparative example, the displacement characteristics are shown in FIG.

도 13에는 두 개의 그래프가 도시되며, 공통적으로 가로축은 하모닉 크기(harmonic magnitude)를, 세로축은 Z축 방향(즉, 두께 방향)의 변위를 각각 나타낸다. 또한, 도 13에서 상단 그래프(제2 비교례)는 도 12에 도시된 비교례에 따른 압전소자(1000B’)의 변위를 나타내고, 하단 그래프(제2 실시예)는 도 10에 도시된 다른 실시예에 따른 압전소자(1000B)의 변위를 각각 나타낸다.Two graphs are shown in FIG. 13, where the horizontal axis represents harmonic magnitude and the vertical axis represents displacement in the Z-axis direction (ie, thickness direction), respectively. In addition, in FIG. 13, the upper graph (second comparative example) shows the displacement of the piezoelectric element 1000B ′ according to the comparative example shown in FIG. 12, and the lower graph (second embodiment) shows another embodiment shown in FIG. 10. The displacement of the piezoelectric element 1000B according to the example is shown, respectively.

도 13을 참조하면, 비교례에 따른 상단 그래프에서는 최대 변위가 약 0.00259로 나타나고, 다른 실시예에 따른 하단 그래프에서는 최대 변위가 약 0.00574로, 실시예에 따른 압전소자(1000B)는 비교례(1000B’) 대비 약 2배의 변위를 가짐을 알 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 압전소자(1000B)는 동일 구동 전압을 인가할 때 보다 큰 음향 출력 성능을 가짐을 알 수 있다. 뿐만 아니라, 동일한 크기의 압전체를 구성할 경우, 실시예의 경우 비교례보다 더 적은 수의 분극부, 즉, 더 적은 수의 전극을 가지므로 제조시 공정 효율이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 13, the maximum displacement is about 0.00259 in the upper graph according to the comparative example, the maximum displacement is about 0.00574 in the lower graph according to another embodiment, and the piezoelectric element 1000B according to the exemplary embodiment is comparative example (1000B). It can be seen that the displacement is about twice that of '). Therefore, it can be seen that the piezoelectric element 1000B according to the embodiment has a larger sound output performance when the same driving voltage is applied. In addition, when the piezoelectric body having the same size is configured, the embodiment may have fewer polarization parts, that is, fewer electrodes than the comparative example, and thus process efficiency may be improved during manufacturing.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 전술한 다른 실시예에 의한 압전소자(1000B)와 유사한 구조를 갖되, 보다 많은 외측 전극이 배치될 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, a structure similar to the piezoelectric element 1000B according to another embodiment described above, more outer electrodes can be disposed.

이를 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

도 14는 또 다른 실시예에 의한 압전 소자(1000C)의 단면도를 나타내고, 도 15는 도 14에 도시된 압전 소자(1000C)의 외관 사시도의 일례를 나타낸다. 14 is a sectional view of a piezoelectric element 1000C according to still another embodiment, and FIG. 15 is an example of an external perspective view of the piezoelectric element 1000C shown in FIG. 14.

도 14 및 도 15의 구성에서, 또 다른 실시 예에 의한 압전 소자(1000C)는 압전부(100C), 제1 전극부(PE3), 제2 전극부(NE3) 및 외측 전극부(OE31, OE32, OE33, OE34)를 포함하되, 외측 전극부(OE31, OE32, OE33, OE34)를 제외한 구성은 도 10 및 도 11을 참조하여 전술한 바와 같으므로, 중복되는 기재는 생략하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.14 and 15, the piezoelectric element 1000C according to another exemplary embodiment may include a piezoelectric unit 100C, a first electrode unit PE3, a second electrode unit NE3, and an outer electrode unit OE31 and OE32. , OE33, OE34, except for the outer electrode portion (OE31, OE32, OE33, OE34) is the same as described above with reference to FIGS. 10 and 11, the description is omitted and overlapping description based on differences Let's do it.

제1 전극부(PE3) 및 제2 전극부(NE3)는 압전부(100C)의 내부 또는 외부에서 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 적어도 일부가 서로 중첩되되, 두께 방향으로 서로 이격되며, X-Y 평면을 따라 나란히 배치될 수 있다.At least a portion of the first electrode part PE3 and the second electrode part NE3 overlap each other in the thickness direction (for example, the Z-axis direction) inside or outside the piezoelectric part 100C, and are spaced apart from each other in the thickness direction. And may be arranged side by side along the XY plane.

본 실시예에 의하면, 외측 전극부(OE31, OE32, OE33, OE34)는 제1 외측 전극(OE31, OE33)과 제2 외측 전극(OE32, OE34)을 포함할 수 있다. 제1 외측 전극(OE31, OE33)은 압전부(100A)의 일 측면에 배치되고, 제2 외측 전극(OE32, OE34)은 제1 외측 전극(OE21)이 배치된 일측면과 대향하는 타측면에 배치될 수 있다. 여기서, 압전부(100C)의 측면이란, 도 15에서 높이(Z3)와 종폭(X3)에 의해 정의되는 면을 의미할 수 있다. According to the present exemplary embodiment, the outer electrode parts OE31, OE32, OE33, and OE34 may include first outer electrodes OE31 and OE33 and second outer electrodes OE32 and OE34. The first outer electrodes OE31 and OE33 are disposed on one side of the piezoelectric part 100A, and the second outer electrodes OE32 and OE34 are on the other side facing the one side on which the first outer electrode OE21 is disposed. Can be deployed. Here, the side surface of the piezoelectric part 100C may mean a surface defined by the height Z3 and the vertical width X3 in FIG. 15.

또한, 제1 외측 전극(OE31, OE33)은 제1-1 외측 전극(OE31)과 제1-2 외측 전극(OE32)을 포함할 수 있으며, 제2 외측 전극(OE32, OE34)은 제2-1 외측 전극(OE32)과 제2-2 외측 전극(OE34)을 포함할 수 있다. 여기서 제1-1 외측 전극(OE31)과 제1-2 외측 전극(OE32)은 서로 절연될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 외측 전극(OE31)과 제1-2 외측 전극(OE32)은 서로 접촉하지 않도록 더미부(DL)의 일 측면에서 두께 방향으로 이격될 수 있다. 또한, 제2-1 외측 전극(OE32)과 제2-2 외측 전극(OE34)은 서로 절연될 수 있다. 예를 들어, 제2-1 외측 전극(OE32)과 제2-2 외측 전극(OE34)은 서로 접촉하지 않도록 더미부(DL)의 타 측면에서 두께 방향으로 이격될 수 있다. 따라서, 제1-1 외측 전극(OE31)은 제1 전극(PE3) 중 제1-1 전극(PE31), 제1-2 전극(PE32) 및 제1-3 전극(PE33)과 전기적으로 연결되고, 제1-2 외측 전극(OE33)은 제1 전극(PE3) 중 제1-4 전극(PE34), 제1-5 전극(PE35) 및 제1-6 전극(PE36)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제2-1 외측 전극(OE32)은 제2 전극(NE3) 중 제2-1 전극(NE31)과 제2-2 전극(NE32)과 전기적으로 연결되고, 제2-2 외측 전극(OE34)은 제2-3 전극(NE33)과 제2-4 전극(NE34)과 전기적으로 연결된다.In addition, the first outer electrode OE31 and OE33 may include the first-first outer electrode OE31 and the first-second outer electrode OE32, and the second outer electrode OE32 and OE34 may include the second-second electrode. The first outer electrode OE32 and the second-2 outer electrode OE34 may be included. The first-first outer electrode OE31 and the first-second outer electrode OE32 may be insulated from each other. For example, the first-first outer electrode OE31 and the first-second outer electrode OE32 may be spaced apart from each other in the thickness direction on one side of the dummy part DL so as not to contact each other. In addition, the 2-1 outer electrode OE32 and the 2-2 outer electrode OE34 may be insulated from each other. For example, the 2-1 outer electrode OE32 and the 2-2 outer electrode OE34 may be spaced apart in the thickness direction from the other side of the dummy part DL so as not to contact each other. Accordingly, the first-first outer electrode OE31 is electrically connected to the first-first electrode PE31, the first-second electrode PE32, and the first-third electrode PE33 of the first electrode PE3. The first-second outer electrode OE33 is electrically connected to the first-fourth electrode PE34, the first-five electrode PE35, and the first- sixth electrode PE36 of the first electrode PE3. In addition, the second-first outer electrode OE32 is electrically connected to the second-first electrode NE31 and the second-second electrode NE32 of the second electrode NE3, and the second-second outer electrode OE34. ) Is electrically connected to the 2-3 electrodes NE33 and the 2-4 electrodes NE34.

한편, 두께 방향을 따라 제1-1 외측 전극(OE31)과 제2-1 외측 전극(OE32)은 더미부(DL)의 상측에 배치된 전극들(PE31, PE32, PE33, NE31, NE32)과 연결되고, 제1-2 외측 전극(OE33)과 제2-2 외측 전극(OE34)은 더미부(DL)의 하측에 배치된 전극들(PE34, PE35, PE36, NE33, NE34)과 연결된다. 따라서, 두께 방향을 따라 더미부(DL)의 상측에 배치된 전극들(PE31, PE32, PE33, NE31, NE32)을 “제1 군 전극”이라 칭하고, 더미부(DL)의 하측에 배치된 전극들(PE34, PE35, PE36, NE33, NE34)을 “제2 군 전극”이라 칭할 수 있다. 이러한 경우, 제1 군 전극의 최하부 전극(PE33)은 제2 군 전극의 최상부 전극(PE34)과 더미부(DL)를 사이에 두고 대면하는 것으로 볼 수 있다. 물론, 이러한 전극의 분류(즉, 제1 군 전극 및 제2 군 전극)는 도 10 및 도 11에 도시된 압전소자(1000B)에도 적용될 수 있다.Meanwhile, along the thickness direction, the first-first outer electrode OE31 and the second-first outer electrode OE32 may be connected to the electrodes PE31, PE32, PE33, NE31, and NE32 disposed above the dummy part DL. The first-second outer electrode OE33 and the second-second outer electrode OE34 are connected to the electrodes PE34, PE35, PE36, NE33, and NE34 disposed under the dummy part DL. Accordingly, the electrodes PE31, PE32, PE33, NE31, and NE32 disposed above the dummy part DL in the thickness direction are referred to as “first group electrodes” and are disposed below the dummy part DL. These PE34, PE35, PE36, NE33, and NE34 may be referred to as “second group electrodes”. In this case, the lowermost electrode PE33 of the first group electrode may be viewed to face the uppermost electrode PE34 of the second group electrode and the dummy part DL therebetween. Of course, the classification of the electrodes (that is, the first group electrode and the second group electrode) may be applied to the piezoelectric elements 1000B shown in FIGS. 10 and 11.

상술한 바와 같이 네 개의 외측 전극이 배치될 경우의 효과를 설명하면 다음과 같다. When the four outer electrodes are arranged as described above will be described as follows.

본 실시예에 따른 압전소자(1000C)의 구동시에는 제1 외측 전극(OE31, OE33)과 제2 외측 전극(OE32, OE34)은 서로 다른 극성의 전원이 인가된다. 예를 들어, 제1-1 외측 전극(OE31)과 제1-2 외측 전극(OE32)은 양의 전극이며, 제2-1 외측 전극(OE32)과 제2-2 외측 전극(OE34)은 음의 전극일 수 있다. 그러나, 도 6을 참조하여 전술한 분극 과정(650)에서는 두께 방향으로 더미부(DL)를 기준으로 전기장의 방향과 분극 방향이 반전된다. 따라서, 제1 군 전극들(PE31, PE32, PE33, NE31, NE32)에 연결된 외측 전극(OE31, OE32)은 분극 과정(650)과 구동 상황에서의 극성이 동일하나, 제2 군 전극들(PE34, PE35, PE36, NE33, NE34)에 연결된 외측 전극(OE33, OE34)은 분극 과정(650)과 구동 상황에서의 극성이 반대이다. 다시 말해, 제1-1 외측 전극(OE31)은 분극 과정(650)과 구동 상황 모두에서 양의 전극이 되며, 제2-1 외측 전극(OE32)는 분극 과정(650)과 구동 상황 모두에서 음의 전극이 된다. 그러나, 제1-2 외측 전극(OE33)은 분극 과정(650)에서는 음의 전극이 되고, 구동 상황에서는 양의 전극이 된다. 또한, 제2-2 외측 전극(OE34)은 분극 과정(650)에서는 양의 전극이 되고, 구동 상황에서는 음의 전극이 된다.When the piezoelectric element 1000C according to the present exemplary embodiment is driven, power sources having different polarities are applied to the first outer electrodes OE31 and OE33 and the second outer electrodes OE32 and OE34. For example, the first-first outer electrode OE31 and the first-second outer electrode OE32 are positive electrodes, and the second-first outer electrode OE32 and the second-second outer electrode OE34 are negative. It may be an electrode of. However, in the polarization process 650 described above with reference to FIG. 6, the direction of the electric field and the polarization direction are reversed based on the dummy part DL in the thickness direction. Accordingly, the outer electrodes OE31 and OE32 connected to the first group electrodes PE31, PE32, PE33, NE31, and NE32 have the same polarity in the driving process as the polarization process 650, but the second group electrodes PE34. The outer electrodes OE33 and OE34 connected to the PE35, PE36, NE33, and NE34 have opposite polarities in the polarization process 650 and the driving situation. In other words, the first-first outer electrode OE31 becomes a positive electrode in both the polarization process 650 and the driving situation, and the second-first outer electrode OE32 is negative in both the polarization process 650 and the driving situation. Becomes an electrode. However, the 1-2 outer electrode OE33 becomes a negative electrode in the polarization process 650, and becomes a positive electrode in the driving situation. In addition, the second-2 outer electrode OE34 becomes a positive electrode in the polarization process 650, and becomes a negative electrode in a driving situation.

결국, 본 실시예와 같이 네 개 또는 그 이상의 외측 전극이 준비되는 경우, 분극 과정과 구동 상황 모두에서 각 외측 전극에 연결되는 전원의 극성만 바뀌면 되므로, 분극 과정과 구동 상황에서 별도의 외측 전극이 추가로 배치되거나 제거될 필요가 없으므로 공정 효율이 향상될 수 있다.As a result, when four or more outer electrodes are prepared as in the present embodiment, only the polarity of the power source connected to each outer electrode needs to be changed in both the polarization process and the driving situation. Process efficiency can be improved since there is no need for further arrangement or removal.

상술한 본 발명의 또 다른 실시예에서, 외측 전극은 4개인 것으로 기술되었으나, 이는 예시적인 것으로 개별 전극과의 전기적 연결 관계를 달리하여 이보다 많은 외측 전극이 구비될 수도 있다.In another embodiment of the present invention described above, the outer electrode is described as four, but this is merely illustrative and may be provided with more than the outer electrode by varying the electrical connection relationship with the individual electrode.

한편, 도시되지는 아니하였으나, 본 실시예에 따른 압전 소자(1000C)는 최외곽의 적어도 일부에 각 전극부 및 압전부(100C)의 손상을 방지하기 위한 보호부(passivation layer)를 더 포함할 수도 있다. 보호부는 특성과 재질은 일 실시예에 따른 압전 소자(1000A)에서 기술된 바와 같으므로 중복되는 기재는 생략하기로 한다.Although not shown, the piezoelectric element 1000C according to the present exemplary embodiment may further include a passivation layer for preventing damage to each electrode unit and the piezoelectric unit 100C in at least a part of the outermost part. It may be. Since the protection part has the same characteristics and material as described in the piezoelectric element 1000A according to an exemplary embodiment, overlapping descriptions will be omitted.

아울러, 제조 방법에 있어서도 도 6 내지 도 7을 참조하여 전술된 바와 유사하므로 중복되는 기재를 생략하기로 한다. In addition, since the manufacturing method is similar to that described above with reference to FIGS. 6 to 7, overlapping descriptions will be omitted.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 압전 소자(1000D)에 4개 이상의 외측 전극이 배치될 수 있으며, 4개 이상의 외측 전극은 압전 소자(1000D)의 일 측면에 나란히 배치될 수 있다. 이를 도 16 내지 도 20을 참조하여 설명한다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, four or more outer electrodes may be disposed on the piezoelectric element 1000D, and four or more outer electrodes may be disposed side by side on the piezoelectric element 1000D. This will be described with reference to FIGS. 16 to 20.

도 16은 또 다른 실시예에 의한 압전 소자의 외관 사시도이다.16 is an external perspective view of a piezoelectric element according to still another embodiment;

도 17은 도 16에 도시된 압전 소자의 네 가지 전극 패턴을 나타내는 평면도이다. FIG. 17 is a plan view illustrating four electrode patterns of the piezoelectric element illustrated in FIG. 16.

도 18은 도 17에 도시된 전극 패턴의 배치 순서를 나타내는 분해 사시도이다.FIG. 18 is an exploded perspective view showing the arrangement order of the electrode patterns shown in FIG. 17.

도 19는 도 17의 ‘B’ 부분을 확대한 도면이고, 도 20은 도 17의 ‘C’ 부분을 확대한 도면이다.FIG. 19 is an enlarged view of portion “B” of FIG. 17 and FIG. 20 is an enlarged view of portion “C” of FIG. 17.

먼저 도 16 내지 도 18을 함께 참조하면, 또 다른 실시예에 의한 압전 소자(1000D)는 압전부(100D), 복수의 제1 전극(PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46), 복수의 제2 전극(NE41, NE42, NE43, NE44) 및 외측 전극부(OE41, OE42, OE43, OE44, OE4F)를 포함할 수 있다.First, referring to FIGS. 16 to 18, a piezoelectric element 1000D according to another embodiment may include a piezoelectric part 100D, a plurality of first electrodes PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46, and a plurality of piezoelectric elements 1000D. The second electrode NE41, NE42, NE43, and NE44 and the outer electrode parts OE41, OE42, OE43, OE44, and OE4F may be included.

여기서, 압전부(100D)의 구성 물질, 두께 방향에 있어서 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극의 상대적 배치 순서와 배치 간격, 분극부의 분극 방향과 전기장 방향의 상대적 관계, 더미층의 구성 등은 도 10 및 도 14를 참조하여 전술한 바와 같으므로 중복되는 기재는 생략하고 차이점을 위주로 설명하기로 한다. 예를 들어, 도 10의 제1-1 전극(PE21)이나 도 14의 제1-1 전극(PE31)은 도 18의 제1-1 전극(PE41)에 대응되고, 도 10의 제2-1 전극(NE21)이나 도 14의 제2-1 전극(NE31)은 도 18의 제2-1 전극(NE41)에 대응된다. 또한, 복수의 제1 전극(PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46)과 복수의 제2 전극(NE41, NE42, NE43, NE44)은 도 10과 유사하게, 압전부(100D)의 내부에서 두께 방향(예를 들어, Z축 방향)으로 적어도 일부가 서로 중첩되되, 두께 방향으로 서로 이격되며, X-Y 평면을 따라 나란히 배치될 수 있다. 다른 예로, 도 10과 유사하게 압전부(100D)는 두께 방향을 따라 제1-3 전극(PE43)과 제1-4 전극(PE44) 사이로 정의되는 더미부(미도시)를 포함한다.Here, the constituent material of the piezoelectric portion 100D, the relative arrangement order and arrangement intervals of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes in the thickness direction, the relative relationship between the polarization direction and the electric field direction of the polarization portion, the configuration of the dummy layer, and the like. Since the same as described above with reference to FIGS. 10 and 14 will not be repeated description and will be described mainly for the difference. For example, the first-first electrode PE21 of FIG. 10 or the first-first electrode PE31 of FIG. 14 corresponds to the first-first electrode PE41 of FIG. 18, and the second-first electrode PE41 of FIG. The electrode NE21 and the second-first electrode NE31 of FIG. 14 correspond to the second-first electrode NE41 of FIG. 18. In addition, the plurality of first electrodes PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, and PE46 and the plurality of second electrodes NE41, NE42, NE43, and NE44 are similar to FIG. 10 in the piezoelectric part 100D. At least a part of the layers overlap each other in the thickness direction (eg, Z-axis direction), spaced apart from each other in the thickness direction, and may be disposed side by side along the XY plane. As another example, similar to FIG. 10, the piezoelectric part 100D includes a dummy part (not shown) defined between the 1-3 electrodes PE43 and the 1-4 electrodes PE44 along the thickness direction.

외측 전극부는 4개 이상의 외측 전극(OE41, OE42, OE43, OE44, OE4F)을 포함하되, 압전 소자(1000D)의 X축과 Y축으로 정의되는 두 측면 중 일 측면 상에 일축(여기서는 X축) 방향을 따라 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다. 이때, 제1 외측 전극(OE41, OE43)은 도 14의 제1 외측 전극(OE31, OE33)에, 제2 외측 전극(OE42, OE44)은 도 14의 제2 외측 전극(OE32, OE34)에 각각 대응되는 전극 연결 관계를 가질 수 있다. 또한, 제1-1 외측 전극(OE41)은 제1-2 외측 전극(OE43)과 서로 인접하며, 제2-1 외측 전극(OE42)은 제2-2 외측 전극(OE44)과 서로 인접하게 배치될 수 있다. The outer electrode part includes four or more outer electrodes OE41, OE42, OE43, OE44, and OE4F, and has one axis (here, X axis) on one of two sides defined as the X axis and the Y axis of the piezoelectric element 1000D. It may be arranged side by side spaced apart from each other along the direction. In this case, the first outer electrodes OE41 and OE43 are respectively connected to the first outer electrodes OE31 and OE33 of FIG. 14, and the second outer electrodes OE42 and OE44 are respectively connected to the second outer electrodes OE32 and OE34 of FIG. 14. It may have a corresponding electrode connection relationship. The first-first outer electrode OE41 is adjacent to the first-second outer electrode OE43, and the second-first outer electrode OE42 is disposed adjacent to the second-second outer electrode OE44. Can be.

외측 전극부는 제1 외측 전극(OE41, OE43)과 제2 외측 전극(OE42, OE44) 외에, 외측 플로팅 전극(OE4F)을 더 포함할 수 있다. 외측 플로팅 전극(OE4F)은 제1 외측 전극(OE41, OE43)과 제2 외측 전극(OE42, OE44) 사이에 배치될 수 있으며, 후술될 복수의 플로팅 전극(FE)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 외측 플로팅 전극(OE4F)은 제1-2 외측 전극(OE43)과 제2-1 외측 전극(OE42) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 외측 전극(OE41, OE43)에 AC 전원이 인가되고, 제2 외측 전극(OE42, OE44)이 그라운드와 연결될 때 외측 플로팅 전극(OE4F)이 존재함으로 인해 두 외측 전극간 간격을 더욱 이격시켜 AC 전원 인가로 인한 영향력을 줄일 수 있다. 이러한 원리는 플로팅 전극(FE)과 후술할 다른 연장 전극(EE1, EE2, EE3, EE4)과의 관계에도 적용될 수 있다. 물론, 실시예에 따라 외측 플로팅 전극(OE4F)은 두 개 이상 배치될 수도 있고, 생략될 수도 있다.The outer electrode part may further include an outer floating electrode OE4F in addition to the first outer electrodes OE41 and OE43 and the second outer electrodes OE42 and OE44. The outer floating electrode OE4F may be disposed between the first outer electrodes OE41 and OE43 and the second outer electrodes OE42 and OE44, and is electrically connected to the plurality of floating electrodes FE to be described later. For example, the outer floating electrode OE4F may be disposed between the first-second outer electrode OE43 and the second-first outer electrode OE42, and AC power is supplied to the first outer electrodes OE41 and OE43. When the second outer electrodes OE42 and OE44 are connected to the ground, the outer floating electrode OE4F is present to further separate the distance between the two outer electrodes, thereby reducing the influence of the AC power supply. This principle can also be applied to the relationship between the floating electrode FE and other extension electrodes EE1, EE2, EE3, and EE4, which will be described later. Of course, two or more outer floating electrodes OE4F may be disposed or omitted according to an embodiment.

한편, 복수의 제1 전극(PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46)과 복수의 제2 전극(NE41, NE42, NE43, NE44) 각각은 외측 플로팅 전극(OE4F)을 제외한 네 개의 외측 전극(OE41, OE42, OE43, OE44) 중 연결되는 외측 전극에 따라 도 17의 (a) 내지 (d) 각각에 도시된 네 가지 패턴 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of first electrodes PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46 and the plurality of second electrodes NE41, NE42, NE43, and NE44 may have four outer electrodes except for the outer floating electrode OE4F. According to the outer electrodes connected among the OE41, OE42, OE43, and OE44, they may have any one of four patterns shown in each of FIGS. 17A to 17D.

도 17의 (a) 내지 (d) 각각은 본 실시예에 따른 압전 소자(1000A)를, 복수의 제1 전극(PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46)과 복수의 제2 전극(NE41, NE42, NE43, NE44)이 배치되는 X-Y 평면을 때라 절단한 단면도에 해당할 수 있다.17A to 17D illustrate the piezoelectric element 1000A according to the present embodiment, the plurality of first electrodes PE41, PE42, PE43, PE44, PE45, PE46 and the plurality of second electrodes NE41. , NE42, NE43, and NE44 may correspond to a cross-sectional view taken along the XY plane.

도 17의 (a) 내지 (d) 각각은, 공통적으로 압전부(100D)의 외곽 형상을 따라 내측에 배치된 내부 전극(IEA, IEB, IEC, IED), 각 내부 전극(IEA, IEB, IEC, IED)과 해당하는 외측 전극 사이를 연결하는 연장 전극(EE1, EE2, EE3, EE4), 연장 전극(EE1, EE2, EE3, EE4)과 일축(여기서는 X축)을 따라 나란히 배치되되 서로 이격된 3개의 더미 전극(DE1, DE2, DE3, DE4) 및 플로팅 전극(FE)을 동일 평면 상에 포함한다.Each of (a) to (d) of FIG. 17 is an internal electrode (IEA, IEB, IEC, or IED) disposed inward along an outer shape of the piezoelectric portion 100D in common, and each internal electrode (IEA, IEB, IEC). , IED and the extension electrode (EE1, EE2, EE3, EE4) connecting between the corresponding outer electrode and one electrode (here, X-axis) and spaced apart from each other and disposed along the extension electrode (EE1, EE2, EE3, EE4) Three dummy electrodes DE1, DE2, DE3, and DE4 and the floating electrode FE are included on the same plane.

예를 들어, 도 17의 (a)의 경우, 하단에 X축 방향을 따라 순서대로 제1 더미 전극(DE1), 제2 더미 전극(DE2), 플로팅 전극(FE), 제3 더미 전극(DE3) 및 제4 연장 전극(EE4)이 배치된다. 여기서, 제4 연장 전극(EE4)은 A 타입 내부 전극(IEA)과 전기적으로 연결된다. 또한, 각 더미 전극(DE1, DE3, DE3) 및 플로팅 전극(FE)은 평면 상에서 서로 일정 간격 이격될 수 있다. For example, in FIG. 17A, the first dummy electrode DE1, the second dummy electrode DE2, the floating electrode FE, and the third dummy electrode DE3 are sequentially disposed along the X-axis direction at the bottom. ) And a fourth extension electrode EE4 are disposed. Here, the fourth extension electrode EE4 is electrically connected to the A type internal electrode IEA. In addition, each of the dummy electrodes DE1, DE3, and DE3 and the floating electrode FE may be spaced apart from each other on a plane.

제1 더미 전극(DE1)은 제1-1 외측 전극(OE41)과 전기적으로 연결되고, 제2 더미 전극(DE2)은 제1-2 외측 전극(OE43)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제3 더미 전극(DE3)은 제2-1 외측 전극(OE42)과 전기적으로 연결되며, 제4 연장 전극(EE4)은 제2-2 외측 전극(OE44)과 전기적으로 연결된다. A 타입 내부 전극(IEA)은 도 18에 도시된 바와 같이 제2-3 전극(NE43) 및 제2-4 전극(NE44)에 적용될 수 있다.The first dummy electrode DE1 is electrically connected to the first-first outer electrode OE41, and the second dummy electrode DE2 is electrically connected to the first-second outer electrode OE43. In addition, the third dummy electrode DE3 is electrically connected to the second-first outer electrode OE42, and the fourth extension electrode EE4 is electrically connected to the second-second outer electrode OE44. As shown in FIG. 18, the A type internal electrode IEA may be applied to the second-3 electrodes NE43 and the second-4 electrodes NE44.

다음으로, 도 17의 (b)의 경우, (a)의 경우 대비 제3 더미 전극(DE3) 대신 제3 연장 전극(EE3)이 배치되고, 제4 연장 전극(EE4) 대신 제4 더미 전극(DE4)이 배치되는 점을 제외하면 동일한 전극 배치 형태를 갖는다.Next, in the case of (b) of FIG. 17, the third extension electrode EE3 is disposed instead of the third dummy electrode DE3 in comparison with the case of (a), and the fourth dummy electrode (instead of the fourth extension electrode EE4). It has the same electrode arrangement form except that DE4) is disposed.

여기서, 제3 연장 전극(EE3)은 B 타입 내부 전극(IEB)과 전기적으로 연결된다. 또한, 제4 더미 전극(DE4)은 제2-2 외측 전극(OE44)과 전기적으로 연결되며, 제3 연장 전극(EE3)은 제2-1 외측 전극(OE42)과 전기적으로 연결된다. B 타입 내부 전극(IEB)는 도 18에 도시된 바와 같이 제2-1 전극(NE41) 및 제2-2 전극(NE42)에 적용될 수 있다.Here, the third extension electrode EE3 is electrically connected to the B type internal electrode IEB. In addition, the fourth dummy electrode DE4 is electrically connected to the second-second outer electrode OE44, and the third extension electrode EE3 is electrically connected to the second-first outer electrode OE42. The B type internal electrode IIB may be applied to the 2-1 th electrode NE41 and the 2-2 th electrode NE42 as shown in FIG. 18.

다음으로, 도 17의 (c)의 경우, (a)의 경우 대비 제2 더미 전극(DE2) 대신 제2 연장 전극(EE2)이 배치되고, 제4 연장 전극(EE4) 대신 제4 더미 전극(DE4)이 배치되는 점을 제외하면 동일한 전극 배치 형태를 갖는다.Next, in the case of (c) of FIG. 17, the second extension electrode EE2 is disposed in place of the second dummy electrode DE2 in comparison with the case of (a), and the fourth dummy electrode (instead of the fourth extension electrode EE4). It has the same electrode arrangement form except that DE4) is disposed.

여기서, 제2 연장 전극(EE2)은 C 타입 내부 전극(IEC) 및 제1-2 외측 전극(OE43)과 전기적으로 연결된다. C 타입 내부 전극(IEC)은 도 18에 도시된 바와 같이 제1-4 전극(PE44), 제1-5 전극(PE45) 및 제1-6 전극(PE46)에 적용될 수 있다.Here, the second extension electrode EE2 is electrically connected to the C-type inner electrode IEC and the first-second outer electrode OE43. As illustrated in FIG. 18, the C type internal electrode IEC may be applied to the first to fourth electrodes PE44, the first to fifth electrodes PE45, and the first to sixth electrodes PE46.

다음으로, 도 17의 (d)의 경우, (a)의 경우 대비 제1 더미 전극(DE1) 대신 제1 연장 전극(EE1)이 배치되고, 제4 연장 전극(EE4) 대신 제4 더미 전극(DE4)이 배치되는 점을 제외하면 동일한 전극 배치 형태를 갖는다.Next, in the case of (d) of FIG. 17, the first extension electrode EE1 is disposed in place of the first dummy electrode DE1 in comparison with the case of (a), and the fourth dummy electrode (instead of the fourth extension electrode EE4). It has the same electrode arrangement form except that DE4) is disposed.

여기서, 제1 연장 전극(EE1)은 D 타입 내부 전극(IED) 및 제1-1 외측 전극(OE41)과 전기적으로 연결된다. D 타입 내부 전극(IED)은 도 18에 도시된 바와 같이 제1-1 전극(PE41), 제1-2 전극(PE42) 및 제1-3 전극(PE43)에 적용될 수 있다.Here, the first extension electrode EE1 is electrically connected to the D-type inner electrode IED and the first-first outer electrode OE41. As illustrated in FIG. 18, the D-type internal electrode IED may be applied to the first-first electrode PE41, the first-second electrode PE42, and the first-three electrode PE43.

한편, 제1-1 외측 전극(OE41)과 제2-1 외측 전극(OE42)은 두께 방향을 기준으로 더미부의 상측에 배치된 전극들(PE41, PE42, PE43, NE41, NE42)과 연결되고, 제1-2 외측 전극(OE43)과 제2-2 외측 전극(OE44)은 더미부의 하측에 배치된 전극들(PE44, PE45, PE46, NE43, NE44)과 연결된다. 따라서, 두께 방향을 따라 더미부의 상측에 배치된 전극들(PE41, PE42, PE43, NE41, NE42)을 “제1 군 전극”이라 칭하고, 더미부의 하측에 배치된 전극들(PE44, PE45, PE46, NE43, NE44)을 “제2 군 전극”이라 칭할 수 있다. 이러한 경우, 제1 군 전극의 최하부 전극(PE43)은 제2 군 전극의 최상부 전극(PE44)과 더미부를 사이에 두고 대면하는 것으로 볼 수 있다. Meanwhile, the first-first outer electrode OE41 and the second-first outer electrode OE42 are connected to the electrodes PE41, PE42, PE43, NE41, and NE42 disposed above the dummy part based on the thickness direction. The first-second outer electrode OE43 and the second-second outer electrode OE44 are connected to the electrodes PE44, PE45, PE46, NE43, and NE44 disposed under the dummy part. Accordingly, the electrodes PE41, PE42, PE43, NE41, and NE42 disposed above the dummy part along the thickness direction are referred to as “first group electrodes,” and the electrodes PE44, PE45, PE46, which are disposed below the dummy part. NE43, NE44) may be referred to as a "second group electrode". In this case, the lowermost electrode PE43 of the first group electrode may be regarded as facing the top electrode PE44 of the second group electrode and the dummy part.

다음으로, 도 19 및 도 20을 참조하여 도 17의 ‘A’ 부분 및 ‘B’ 부분을 보다 상세히 설명한다.Next, the portion 'A' and portion 'B' of FIG. 17 will be described in more detail with reference to FIGS. 19 and 20.

도 19를 참조하면, 내부 전극(IEA)의 가장자리는 물결형상 또는 서펜타일(serpentile) 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우, 물결형상은 일정 곡률(R1)을 가질 수 있으며, 곡률(R1)의 크기는 0.1R 내지 1R, 바람직하게는 0.5R일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 내부 전극의 가장자리는 물결형상 대신 다각형 톱니 형상을 가질 수도 있고, 랜덤한 곡선 형상을 가질 수도 있다. 내부 전극의 가장자리가 직선이 아닌 형상을 가짐으로 인해, 압전부(100D) 내부에서 두께 방향으로 내부 전극들이 적층될 때 상하간에 서로 중첩되지 않는 영역이 발생할 수 있다. 이를 통해 압전부(100D)에서 두께 방향으로 두 전극 사이에 있는 영역(즉, 액티브 영역)과 그렇지 않은 영역(즉, 인액티브 영역)간의 경계의 응력 집중이 해소되어 내구성이 향상될 수 있다.Referring to FIG. 19, an edge of the internal electrode IEA may have a wavy shape or a serpentile shape. In this case, the wavy shape may have a certain curvature (R1), the size of the curvature (R1) may be 0.1R to 1R, preferably 0.5R, but this is illustrative and not necessarily limited thereto. In addition, the edge of the inner electrode may have a polygonal sawtooth shape instead of a wavy shape, or may have a random curved shape. Since the edges of the internal electrodes have a non-linear shape, when the internal electrodes are stacked in the thickness direction inside the piezoelectric part 100D, regions that do not overlap each other may occur. As a result, the stress concentration at the boundary between the region (ie, the active region) and the region (ie, the inactive region) between the two electrodes in the thickness direction of the piezoelectric portion 100D may be solved, thereby improving durability.

다음으로, 도 20을 참조하면, 내부 전극(IEC)의 모서리 부분도 일정 곡률(R2)을 가질 수 있다. 곡률(R2)의 크기는 0.1R 내지 3R에 해당할 수 있으나 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 내부 전극(IEC)의 모서리 부분이 곡률을 가지게 되는 경우, AC 전원 인가시 전압이 꼭지점에 집중되지 않으므로 꼭지점에 응력 집중이 해소되어 내구성이 향상될 수 있다.Next, referring to FIG. 20, the corner portion of the internal electrode IEC may also have a predetermined curvature R2. The size of the curvature R2 may correspond to 0.1R to 3R, but this is merely an example and is not necessarily limited thereto. When the corner portion of the internal electrode (IEC) has a curvature, since the voltage is not concentrated at the vertex when the AC power is applied, stress concentration can be solved at the vertex, thereby improving durability.

한편, 더미 전극(DE1)이 배치됨으로 인해, 도 6을 참조하여 전술한 건조 소성(640) 단계에서 내부 전극이 배치되지 않은 영역에서 압전부(100D)의 소성 수축률을 내부 전극이 배치된 영역과 평준화시키는 효과를 얻을 수 있으며, 이는 압전체(100D)의 변형이나 크랙 발생을 방지하여 내구성 향상에 기여한다.On the other hand, since the dummy electrode DE1 is disposed, the firing shrinkage rate of the piezoelectric part 100D is not equal to the area in which the internal electrode is disposed in the area in which the internal electrode is not disposed in the dry firing 640 described above with reference to FIG. 6. The leveling effect can be obtained, which contributes to improving durability by preventing deformation or cracking of the piezoelectric body 100D.

더미 전극의 크기(W2, W3)는 1mm 내지 2mm일 수 있으며, 더미 전극과 주변의 다른 전극(예컨대, 연장 전극, 내부 전극, 내부 전극 등) 간의 간격(W1, W4)은 100um 내지 1mm일 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The size (W2, W3) of the dummy electrode may be 1mm to 2mm, the spacing (W1, W4) between the dummy electrode and other electrodes (for example, extension electrode, internal electrode, internal electrode, etc.) of the peripheral electrode may be 100um to 1mm However, this is exemplary and is not necessarily limited thereto.

상술한 구조를 갖는 압전소자(1000D)는 도 10 및 도 11을 참조하여 전술한 압전소자(1000B)의 장점은 물론, 도 14 및 도 15를 참조하여 전술한 압전소자(1000C)와 대응되는 효과를 갖는다. 특히, 본 실시예에 따른 압전소자(1000D)는 4개 이상의 외부 전극을 가지기 때문에 분극 과정과 구동 상황 모두에서 각 외측 전극에 연결되는 전원의 극성만 바뀌면 되므로, 분극 과정과 구동 상황에서 별도의 외측 전극이 추가로 배치되거나 제거될 필요가 없으므로 공정 효율이 향상될 수 있다.The piezoelectric element 1000D having the above-described structure has the advantages corresponding to the piezoelectric elements 1000C described above with reference to FIGS. 14 and 15 as well as the advantages of the piezoelectric elements 1000B described above with reference to FIGS. 10 and 11. Has In particular, since the piezoelectric element 1000D according to the present exemplary embodiment has four or more external electrodes, only the polarity of the power source connected to each external electrode needs to be changed in both the polarization process and the driving situation. Process efficiency can be improved since the electrodes do not need to be placed or removed further.

구체적으로, 압전소자(1000D)의 구동시에는 제1 외측 전극(OE41, OE43)과 제2 외측 전극(OE42, OE44)은 서로 다른 극성의 전원이 인가된다. 예를 들어, 제1-1 외측 전극(OE41)과 제1-2 외측 전극(OE42)은 양의 전극이며, 제2-1 외측 전극(OE42)과 제2-2 외측 전극(OE44)은 음의 전극일 수 있다. 그러나, 도 6을 참조하여 전술한 분극 과정(650)에서는 두께 방향으로 더미부를 기준으로 전기장의 방향과 분극 방향이 반전된다. 따라서, 제1 군 전극들(PE41, PE42, PE43, NE41, NE42)에 연결된 외측 전극(OE41, OE42)은 분극 과정(650)과 구동 상황에서의 극성이 동일하나, 제2 군 전극들(PE44, PE45, PE46, NE43, NE44)에 연결된 외측 전극(OE43, OE44)은 분극 과정(650)과 구동 상황에서의 극성이 반대이다. 다시 말해, 제1-1 외측 전극(OE41)은 분극 과정(650)과 구동 상황 모두에서 양의 전극이 되며, 제2-1 외측 전극(OE42)는 분극 과정(650)과 구동 상황 모두에서 음의 전극이 된다. 그러나, 제1-2 외측 전극(OE43)은 분극 과정(650)에서는 음의 전극이 되고, 구동 상황에서는 양의 전극이 된다. 또한, 제2-2 외측 전극(OE44)은 분극 과정(650)에서는 양의 전극이 되고, 구동 상황에서는 음의 전극이 된다.In detail, when the piezoelectric element 1000D is driven, power sources having different polarities are applied to the first outer electrodes OE41 and OE43 and the second outer electrodes OE42 and OE44. For example, the first-first outer electrode OE41 and the first-second outer electrode OE42 are positive electrodes, and the second-first outer electrode OE42 and the second-second outer electrode OE44 are negative. It may be an electrode of. However, in the polarization process 650 described above with reference to FIG. 6, the direction of the electric field and the polarization direction are reversed based on the dummy part in the thickness direction. Accordingly, the outer electrodes OE41 and OE42 connected to the first group electrodes PE41, PE42, PE43, NE41 and NE42 have the same polarity in the driving process as the polarization process 650, but the second group electrodes PE44 The outer electrodes OE43 and OE44 connected to the PE45, PE46, NE43 and NE44 have opposite polarities in the polarization process 650 and the driving situation. In other words, the first-first outer electrode OE41 becomes a positive electrode in both the polarization process 650 and the driving situation, and the second-first outer electrode OE42 is negative in both the polarization process 650 and the driving situation. Becomes an electrode. However, the first-second outer electrode OE43 becomes a negative electrode in the polarization process 650, and becomes a positive electrode in the driving situation. In addition, the second-2 outer electrode OE44 becomes a positive electrode in the polarization process 650, and becomes a negative electrode in a driving situation.

또한, 본 실시예에 따른 압전소자(1000D)는 플로팅 전극(FE)을 가짐으로 인해 AC 전원이 인가되는 전극과 그라운드와 연결되는 전극간의 이격 거리가 보장되며, 더미 전극을 가짐으로 인해 내구성이 향상될 수 있다. 아울러, 본 실시예에 따른 압전소자(1000D)는 내부 전극의 모서리와 가장자리가 곡률을 가짐으로 인해 응력 집중이 해소되며, 그로 인해 내구성이 향상될 수 있다.In addition, since the piezoelectric element 1000D according to the present exemplary embodiment has a floating electrode FE, a separation distance between an electrode to which AC power is applied and an electrode connected to the ground is guaranteed, and durability is improved by having a dummy electrode. Can be. In addition, in the piezoelectric element 1000D according to the present embodiment, stress concentration is eliminated due to the curvature of the edges and edges of the internal electrodes, thereby improving durability.

지금까지의 설명에서는 수직 방향으로의 전극간 간격 및 분극부의 두께 변화에 따른 효과를 중심으로 기재되었다. 이하에서는 압전소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)의 외형, 즉, 종폭(예를 들어, 도 11의 X2)과 횡폭(예를 들어, 도 11의 Y2)의 비율 변화에 따른 효과를 설명한다.In the above description, the effect of the thickness change of the gap between the electrodes and the polarization portion in the vertical direction has been described. Hereinafter, the effects of the ratio of the appearance of the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D, that is, the vertical width (eg, X2 in FIG. 11) and the horizontal width (eg, Y2 in FIG. 11) will be described. .

실시예에 의한 압전소자(예컨대, 1000B)의 종폭(X2)과 횡폭(Y2)을 상대적인 길이에 따라 각각 단축(X)과 장축(Y)이라 가정할 때, 단축(X)과 장축(Y)의 길이 차이가 적을수록 우수한 변위 특성을 보인다. 예를 들어, 동일한 전원을 압전소자(1000B)에 인가할 때 변위의 크기는 X:Y가 1:3인 경우보다 5:7인 경우가 크며, X:Y가 5:7인 경우보다 1:1인 경우가 크게 나타난다. 이를 도 16을 참조하여 설명한다.Assuming that the longitudinal width X2 and the horizontal width Y2 of the piezoelectric element (eg, 1000B) according to the embodiment are short axis X and long axis Y, respectively, according to the relative length, short axis X and long axis Y The smaller the difference in the length, the better the displacement characteristics. For example, when the same power source is applied to the piezoelectric element 1000B, the magnitude of the displacement may be 5: 7 than when X: Y is 1: 3, and 1: when X: Y is 5: 7. 1 is large. This will be described with reference to FIG. 16.

도 21은 실시예에 따른 압전소자의 종폭과 횡폭의 비율에 따른 변위차를 나타내는 그래프이다.21 is a graph illustrating a displacement difference depending on a ratio of a longitudinal width and a horizontal width of a piezoelectric element according to an embodiment.

도 21에는 두 개의 그래프가 도시되며, 공통적으로 가로축은 하모닉 크기(harmonic magnitude)를, 세로축은 Z축 방향(즉, 두께 방향)의 변위를 각각 나타낸다. 또한, 도 10에서 상단 그래프는 X:Y 비율이 5:7인 경우를, 하단 그래프는 X:Y 비율이 1:1인 경우를 각각 나타낸다. 도 10을 참조하면, 상단 그래프에서는 최대 변위가 약 0.0045로 나타나고, 하단 그래프에서는 최대 변위가 약 0.007로, X:Y 비율이 1:1인 경우가 5:7인 경우 대비 50% 이상 큰 변위를 나타냄을 알 수 있다.Two graphs are shown in FIG. 21, in which the horizontal axis represents harmonic magnitude and the vertical axis represents displacement in the Z-axis direction (ie, thickness direction), respectively. In addition, in FIG. 10, the upper graph shows a case where the X: Y ratio is 5: 7, and the lower graph shows a case where the X: Y ratio is 1: 1. Referring to FIG. 10, the maximum displacement is about 0.0045 in the upper graph, the maximum displacement is about 0.007 in the lower graph, and the displacement is 50% or more larger than the case where the X: Y ratio is 1: 1 at 5: 7. It can be seen that.

실시 예에서와 같이, 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)의 진동력이 높을 경우, 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)는 스피커나 수신기 이외에 햅틱(haptic) 기능을 제공할 수 있으며, 근접 센서에도 적용될 수 있다.As in the embodiment, when the vibration force of the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D is high, the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D may provide a haptic function in addition to the speaker or the receiver. It can also be applied to proximity sensors.

이하, 전술한 실시 예에 의한 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)를 포함하는 압전 엑츄에이터의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, embodiments of the piezoelectric actuator including the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D according to the above-described embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.

도 22는 일 실시 예에 의한 압전 엑츄에이터(2000A)의 단면도를 나타낸다.22 is a sectional view of a piezoelectric actuator 2000A according to one embodiment.

도 22에 도시된 압전 엑츄에이터(2000A)는 커버 부재(1100), 디스플레이부(1200A), 접착층(1300) 및 압전 소자(1400)를 포함할 수 있다.The piezoelectric actuator 2000A illustrated in FIG. 22 may include a cover member 1100, a display unit 1200A, an adhesive layer 1300, and a piezoelectric element 1400.

디스플레이부(1200A)는 커버 부재(1100)의 아래에 배치될 수 있다.The display unit 1200A may be disposed under the cover member 1100.

커버 부재(1100)는 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다. 바람직하게는, 커버 부재(1100)는 휘어지거나(bending) 접힐 수 있도록(foldable) 플렉서블할 수 있다.The cover member 1100 may be rigid or flexible. Preferably, the cover member 1100 may be flexible to be bent or foldable.

예를 들어, 커버 부재(1100)는 플라스틱이나 글래스(glass)를 포함할 수 있다. 자세하게, 커버 부재(1100)는 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG), 폴리 카보네이트(PC) 등의 강화 혹은 연성 플라스틱을 포함하거나 사파이어를 포함할 수 있다.For example, the cover member 1100 may include plastic or glass. In detail, the cover member 1100 may include reinforced or soft plastic such as polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), propylene glycol (PPG), polycarbonate (PC), or sapphire. It may include.

또한, 커버 부재(1100)는 광등방성 필름을 포함할 수 있다. 일례로, 커버 부재(1100)는 COC(Cyclic Olefin Copolymer), COP(Cyclic Olefin Polymer), 광등방 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 광등방 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등을 포함할 수 있다.In addition, the cover member 1100 may include a light isotropic film. For example, the cover member 1100 may include a cyclic olefin copolymer (COC), a cyclic olefin polymer (COP), an isotropic polycarbonate (PC), or an isotropic polymethyl methacrylate (PMMA).

디스플레이부(1200A)는 유기전계발광표시(OLED) 패널 기판일 수 있다. 이 경우, 디스플레이부(1200A)는 별도의 광원이 필요하지 않은 자발광 소자를 포함한다.The display unit 1200A may be an organic light emitting display (OLED) panel substrate. In this case, the display 1200A includes a self-light emitting device that does not require a separate light source.

접착층(1300)은 디스플레이부(1200A)와 압전 소자(1400) 사이에 배치되어, 이들(1200A, 1400)을 접착시키는 역할을 한다. 예를 들어, 접착층(1300)은 광학용 투명 접착제일 수 있으나, 실시 예는 접착층(1300)의 특정한 재질에 국한되지 않는다.The adhesive layer 1300 is disposed between the display portion 1200A and the piezoelectric element 1400 to serve to bond the 1200A and 1400. For example, the adhesive layer 1300 may be an optically clear adhesive, but the embodiment is not limited to a specific material of the adhesive layer 1300.

일 실시 예에 의하면, 압전 소자(1400)는 전술한 실시 예에 의한 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)에 해당할 수 있다. 즉, 압전 소자(1400)는 후술되는 구동 제어부(2500)로부터 펄스를 제공받아, 압전부(100A, 100B, 100C, 100D)를 진동시킴으로써 생성한 음향 신호를 전달하는 일종의 스피커의 역할을 수행할 수 있다.According to an embodiment, the piezoelectric element 1400 may correspond to the piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D according to the above-described embodiment. That is, the piezoelectric element 1400 may receive a pulse from the driving controller 2500 to be described later, and may serve as a kind of speaker for transmitting an acoustic signal generated by vibrating the piezoelectric units 100A, 100B, 100C, and 100D. have.

또 다른 실시 예에 의하면, 압전 소자(1400)는 복수의 압전 소자(1000A, 1000B, 1000C, 1000D)를 포함할 수도 있다.According to another embodiment, the piezoelectric element 1400 may include a plurality of piezoelectric elements 1000A, 1000B, 1000C, and 1000D.

도 23은 다른 실시 예에 의한 압전 엑츄에이터(2000B)의 단면도를 나타낸다.23 is a sectional view of a piezoelectric actuator 2000B according to another embodiment.

도 23에 도시된 압전 엑츄에이터(2000B)는 커버 부재(1100), 디스플레이부(1200B), 접착층(1300), 압전 소자(1400) 및 백 플레이트(back plate)(1500)를 포함할 수 있다.The piezoelectric actuator 2000B illustrated in FIG. 23 may include a cover member 1100, a display portion 1200B, an adhesive layer 1300, a piezoelectric element 1400, and a back plate 1500.

도 23에 도시된 커버 부재(1100), 접착층(1300) 및 압전 소자(1400)는 도 17에 도시된 커버 부재(1100), 접착층(1300) 및 압전 소자(1400)에 각각 해당하므로, 동일한 참조부호를 사용하였으며, 중복되는 설명을 생략한다.The cover member 1100, the adhesive layer 1300, and the piezoelectric element 1400 illustrated in FIG. 23 correspond to the cover member 1100, the adhesive layer 1300, and the piezoelectric element 1400 illustrated in FIG. 17, respectively. Symbols are used and redundant descriptions are omitted.

디스플레이부(1200B)는 커버 부재(1100)의 아래에 배치될 수 있으며, 박막트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)를 포함할 수 있다.The display unit 1200B may be disposed under the cover member 1100 and may include a thin film transistor (TFT).

백 플레이트(1500)는 접착층(1300)과 디스플레이부(1200B) 사이에 배치되어 디스플레이부(1200B)를 보호하는 역할을 수행한다.The back plate 1500 is disposed between the adhesive layer 1300 and the display unit 1200B to protect the display unit 1200B.

도 22 및 도 23에서, 압전 소자(1400)가 진동할 때, 압전 소자(1400)의 상부에 배치된 디스플레이부(1200A, 1200B)도 진동한다. 이때, 디스플레이부(1200A, 1200B)의 화소가 진동에 의해 깨질 수도 있다. 그러나, 도 22 및 도 23에 도시된 바와 같이, 접착층(1300)이 디스플레이부(1200A, 1200B)와 압전 소자(1400) 사이에 배치될 경우, 디스플레이부(1200A, 1200B)의 화소가 진동에 의해 깨질 염려가 해소될 수 있다.22 and 23, when the piezoelectric element 1400 vibrates, the display units 1200A and 1200B disposed above the piezoelectric element 1400 also vibrate. In this case, the pixels of the display units 1200A and 1200B may be broken by the vibration. However, as shown in FIGS. 22 and 23, when the adhesive layer 1300 is disposed between the display units 1200A and 1200B and the piezoelectric element 1400, the pixels of the display units 1200A and 1200B are vibrated by vibration. Breaking fear can be resolved.

압전소자(1400)와 마주보는 디스플레이부(1200A, 1200B)의 하면은 압전소자(1400)의 진동력을 전달받아 진동한다. 하면이 수축과 팽창을 반복하면서 소리를 발생시킬 수 있으며, 이때 디스플레이부(1200A, 1200B)는 평판형 스피커의 진동판 역할을 할 수 있다. 또한, 디스플레이부(1200A, 1200B)에 발생하는 파형은 굴곡파 형태일 수 있다. 구체적으로 단일의 압전소자(1400)를 디스플레이 영역에 대하여 상하 및/또는 좌우 비대칭 배치하거나, 복수 개의 압전소자(1400)를 사용하는 등의 방법을 통하여 분산 모드(distributed mode)의 스피커를 구현할 수 있다. 분산 모드는 낮은 지향성 및 넓은 주파수 특성을 가지고 있으나, 진동력이 낮은 경향이 있다.The lower surfaces of the display units 1200A and 1200B facing the piezoelectric element 1400 are vibrated by the vibration force of the piezoelectric element 1400. The lower surface may generate sound while repeating contraction and expansion, and the display units 1200A and 1200B may serve as diaphragms of the flat speaker. In addition, the waveform generated in the display units 1200A and 1200B may be in the form of a bending wave. In more detail, a speaker in a distributed mode may be implemented through a method in which a single piezoelectric element 1400 is disposed upside down and / or left and right asymmetrically with respect to a display area, or a plurality of piezoelectric elements 1400 are used. . Dispersion mode has low directivity and wide frequency characteristics, but tends to have low vibration force.

실시 예의 압전소자(1400)를 적용하면 진동력을 증가시킬 수 있으며, 공진 주파수도 낮출 수 있어, 가청 주파수 대역에서 원활한 출력을 가지는 분산 모드의 평판형 스피커를 구현할 수 있다.When the piezoelectric element 1400 of the embodiment is applied, the vibration force can be increased and the resonance frequency can be lowered, thereby implementing a distributed mode flat panel speaker having a smooth output in the audible frequency band.

이하, 전술한 실시 예에 의한 압전 액츄에이터를 포함하는 압전 모듈의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a piezoelectric module including a piezoelectric actuator according to the above-described embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.

도 24는 일 실시 예에 의한 압전 모듈(3000)의 사시도를 나타낸다.24 is a perspective view of a piezoelectric module 3000 according to an embodiment.

도 24에 도시된 압전 모듈(3000)은 압전 액츄에이터, 구동 제어부(2500) 및 배선(2610, 2620)을 포함할 수 있다.The piezoelectric module 3000 illustrated in FIG. 24 may include a piezoelectric actuator, a driving controller 2500, and wirings 2610 and 2620.

압전 액츄에이터는 도 22 내지 도 23에 예시된 압전 액츄에이터(2000A 내지 2000B)에 해당할 수 있다. 설명의 편의상, 도 24에서 압전 액츄에이터에서 압전 소자 이외의 구성 요소들은 생략되었다.The piezoelectric actuators may correspond to the piezoelectric actuators 2000A to 2000B illustrated in FIGS. 22 to 23. For convenience of description, components other than the piezoelectric element in the piezoelectric actuator are omitted in FIG. 24.

도 24에 도시된 압전 소자는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 압전부(100A) 및 외측 전극(OE11, OE12)을 포함할 수 있다. 구동 제어부(2500)는 압전 액츄에이터를 구동시키는 역할을 한다. 특히, 구동 제어부(2500)는 배선(2610, 2620)을 통해 압전 소자와 연결되어, 압전 소자를 구동시키는 역할을 한다. 배선은 구동 제어부(2500)와 제1 외측 전극(OE11)을 전기적으로 연결하는 제1 배선(2610)과, 구동 제어부(2500)와 제2 외측 전극(OE12)을 전기적으로 연결하는 제2 배선(2620)을 포함할 수 있다.The piezoelectric element illustrated in FIG. 24 may include a piezoelectric part 100A including a first electrode and a second electrode, and outer electrodes OE11 and OE12. The driving control unit 2500 serves to drive the piezoelectric actuator. In particular, the driving controller 2500 is connected to the piezoelectric elements through the wirings 2610 and 2620 to serve to drive the piezoelectric elements. The wiring includes a first wiring 2610 electrically connecting the drive control unit 2500 and the first outer electrode OE11 and a second wiring electrically connecting the drive control unit 2500 and the second outer electrode OE12 ( 2620).

구동 제어부(2500)는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board) 등의 기판(미도시)에 연결될 수 있다. FPCB는 구동 제어부(2500)로부터 외부 전극(300)으로 인가될 펄스를 구동 제어부(2500)로 제공할 수도 있고, 구동 제어부(2500)로부터 제공되는 제2 음향신호에 해당하는 전기적 신호를 제공받을 수도 있다.The driving controller 2500 may be connected to a substrate (not shown) such as a flexible printed circuit board (FPCB). The FPCB may provide a pulse to be applied to the external electrode 300 from the driving controller 2500 to the driving controller 2500 or may receive an electrical signal corresponding to a second sound signal provided from the driving controller 2500. have.

구동 제어부(2500)가 압전 액츄에이터의 압전 소자를 구동시키는 동작에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.The operation of driving the piezoelectric element of the piezoelectric actuator by the driving controller 2500 will be described in detail as follows.

도 25는 스피커 역할을 하는 압전 소자의 실시 예에 의한 구동 방법(3100)을 설명하기 위한 플로우차트이다.25 is a flowchart for describing a driving method 3100 according to an embodiment of a piezoelectric element serving as a speaker.

먼저, 압전 소자가 스피커의 역할을 할 경우, 구동 제어부(2500)는 압전 소자를 다음과 같이 구동시킨다.First, when the piezoelectric element serves as a speaker, the driving control unit 2500 drives the piezoelectric element as follows.

구동 제어부(2500)는 압전부(100)를 진동시키기 위해 적합한 레벨을 갖는 구동 펄스를 외부 전극(300)을 통해 내부 전극(200)으로 인가한다(제3102 단계). 예를 들어, 펄스 신호가 전압 형태일 경우, 양(+)의 전압을 제1 외측 전극(OE11)을 통해 제1 전극부(PE1)로 인가하고, 음(-)의 전압을 제2 외측 전극(OE12)을 통해 제2 전극부(NE1)로 인가할 수 있다. 물론, 전압 방향이 반대로 인가될 수도 있다.The driving controller 2500 applies a driving pulse having an appropriate level to the internal electrode 200 through the external electrode 300 to vibrate the piezoelectric part 100 (step 3102). For example, when the pulse signal is in the form of a voltage, a positive voltage is applied to the first electrode part PE1 through the first outer electrode OE11, and a negative voltage is applied to the second outer electrode. It may be applied to the second electrode part NE1 through OE12. Of course, the voltage direction may be applied in reverse.

제1 전극부(PE1) 및 제2 전극부(NE1)에 양 및 음의 전압을 각각 인가되면, 압전부(100)가 굴곡 모드로 진동한다(제3104 단계).When positive and negative voltages are applied to the first electrode part PE1 and the second electrode part NE1, respectively, the piezoelectric part 100 vibrates in a bending mode (step 3104).

이때, 압전부(100)가 진동하고, 이러한 진동이 압전 소자(100)의 횡폭(W)과 종폭(L)에 의해 정의되는 일면을 통해 압전 액츄에이터의 디스플레이부(1200A, 1200B)로 전달되면, 가진 점에서 디스플레이부(1200A, 1200B)가 진동함으로 음향신호가 전달될 수 있다(제3106 단계). 여기서, 가진 점이란, 압전 액츄에이터가 배치되는 지점을 의미한다.At this time, when the piezoelectric part 100 vibrates, and the vibration is transmitted to the display parts 1200A and 1200B of the piezoelectric actuator through one surface defined by the width W and the longitudinal width L of the piezoelectric element 100, In this case, the sound signals may be transmitted by vibrating the display units 1200A and 1200B (step 3106). Here, an excitation point means the point where a piezoelectric actuator is arrange | positioned.

도 26은 수신기 역할을 하는 압전 소자의 실시 예에 의한 구동 방법(3200)을 설명하기 위한 플로우차트이다.26 is a flowchart for describing a driving method 3200 according to an embodiment of a piezoelectric element serving as a receiver.

도 24에 도시된 압전 소자가 수신기의 역할을 할 경우, 구동 제어부(2500)는 압전 소자를 다음과 같이 구동시킨다.When the piezoelectric element illustrated in FIG. 24 serves as a receiver, the driving controller 2500 drives the piezoelectric element as follows.

외부로부터 제2 음향신호가 압전부(100)로 전달될 경우, 압전부(100)는 진동한다(제3202 단계).When the second sound signal is transmitted from the outside to the piezoelectric part 100, the piezoelectric part 100 vibrates (step 3202).

이러한 진동은 각 전극을 통해 전기적 신호 형태로 변환되어 구동 제어부(2500)로 전달된다(제3204 단계).The vibration is converted into an electrical signal form through each electrode and transmitted to the driving controller 2500 (step 3204).

구동 제어부(2500)는 진동에 상응하여 생성된 전기적 신호를 이용하여 음향 신호를 감지한다(제3206 단계).The driving controller 2500 detects an acoustic signal using an electrical signal generated in response to the vibration (operation 3206).

도 25 및 도 26에서 설명된 바와 같이, 압전 소자는 전기적 신호를 제1 음향 신호로 변환할 수도 있고, 제2 음향신호를 전기적 신호로 변환할 수도 있다.As described with reference to FIGS. 25 and 26, the piezoelectric element may convert an electrical signal into a first acoustic signal, or may convert a second acoustic signal into an electrical signal.

한편, 압전부(100)의 진동에 의해 제1 음향신호가 전달되고 있는 동안, 전달되는 제1 음향 신호가 외부의 조건 변화에 의해 왜곡될 수 있다. 예를 들어, 제1 음향신호가 전달되고 있는 동안 사용자가 디스플레이부(2100A, 2100B)를 터치할 경우, 전달되는 제1 음향 신호에 왜곡이 야기될 수 있다.Meanwhile, while the first sound signal is being transmitted by the vibration of the piezoelectric part 100, the first sound signal transmitted may be distorted by a change in external condition. For example, when the user touches the display units 2100A and 2100B while the first sound signal is being transmitted, distortion may occur in the first sound signal transmitted.

이하, 압전 모듈에서 제1 음향신호의 왜곡을 보상하는 실시 예에 의한 왜곡 보상 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a distortion compensation method according to an embodiment of compensating for distortion of a first sound signal in a piezoelectric module will be described with reference to the accompanying drawings.

도 27은 실시 예에 의한 제1 음향신호의 왜곡 보상 방법(3300)을 설명하기 위한 플로우차트이다.27 is a flowchart for describing a method 3300 of correcting distortion of a first sound signal according to an exemplary embodiment.

구동 제어부(2500)는 제1 음향신호를 전달하는 디스플레이부의 패널(이하, '디스플레이 패널'이라 함)의 변위에 변화가 있는가를 검사한다(제3302 단계).The driving controller 2500 determines whether there is a change in displacement of a panel (hereinafter, referred to as a display panel) of the display unit that transmits the first sound signal (operation 3302).

만일, 디스플레이 패널의 변위 변화가 있을 경우, 변위 변화량을 구한다(제3304 단계).If there is a displacement change of the display panel, the displacement change amount is calculated (step 3304).

이후, 변위 변화량을 보상하도록, 인가 펄스 즉, 전기적 신호의 레벨을 조정하고, 조정된 레벨을 갖는 펄스를 배선(2610, 2620)과 외측 전극(OE11, OE12)을 통해 제1 전극 및 제2 전극(PE1, NE1)으로 공급한다(제3306 단계). 따라서, 제1 음향 신호의 왜곡이 보상될 수 있다.Then, to compensate for the displacement change amount, the applied pulse, that is, the level of the electrical signal is adjusted, and the pulse having the adjusted level is first and second electrodes through the wirings 2610 and 2620 and the outer electrodes OE11 and OE12. It is supplied to (PE1, NE1) (step 3306). Thus, the distortion of the first sound signal can be compensated.

전술한 실시 예에 의한 압전 모듈은 스피커 또는 수신기 중 적어도 하나를 갖는 다양한 기기에 응용될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에 의한 압전 모듈은 모바일 전화, 멀티미디어 인터넷 휴대 전화, 무선 장치, 스마트 폰, 블루투스 장치, 휴대 정보 단말기(PDA), 휴대용 컴퓨터, 넷북(netbook), 노트북, 스마트북, 테블릿(tablets), 자동차용 디스플레이 장치(주행계 및 속도계 포함), 조종석 제어 장치나 디스플레이 장치 등의 전자 기기에 포함될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.The piezoelectric module according to the above embodiment may be applied to various devices having at least one of a speaker and a receiver. For example, the piezoelectric module according to the embodiment may be a mobile phone, a multimedia Internet mobile phone, a wireless device, a smart phone, a Bluetooth device, a PDA, a portable computer, a netbook, a notebook, a smartbook, a tablet. (tablets), display devices for automobiles (including odometers and speedometers), cockpit control devices or display devices, but may be included in electronic devices, but embodiments are not limited thereto.

도 28a는 기존의 휴대 전화(4000A)의 외관 사시도를 개략적으로 나타내고, 도 28b는 실시 예에 의한 휴대 전화(4000B)의 외관 사시도를 나타낸다.28A schematically illustrates an external perspective view of a conventional mobile phone 4000A, and FIG. 28B illustrates an external perspective view of a mobile phone 4000B according to an embodiment.

도 28a에 도시된 기존의 휴대 전화(4000A)는 제1 음향신호를 전달하기 위한 스피커(4100)와 제2 음향 신호를 외부로부터 전달받기 위한 수신기(4200)를 갖는다. 따라서, 기존의 휴대 전화(4000A)는 스피커(4100)와 수신기(4200)를 위한 홀을 마련해야 한다. 특히, 수신기(4200)가 베젤에 배치될 경우, 휴대 전화(4000A)는 베젤을 반드시 요구하는 등, 설계의 자유도가 제한되는 문제점이 있다.The existing mobile phone 4000A illustrated in FIG. 28A has a speaker 4100 for transmitting a first sound signal and a receiver 4200 for receiving a second sound signal from the outside. Therefore, the existing mobile phone 4000A needs to prepare a hole for the speaker 4100 and the receiver 4200. In particular, when the receiver 4200 is disposed on the bezel, the mobile telephone 4000A may require a bezel, thereby limiting the degree of freedom in design.

반면에, 실시 예에 의한 휴대 전화(4000B)는 압전 소자(1000)를 이용하여 제1 음향신호(4300)를 전달하거나, 제2 음향신호(4300)를 전달받을 수 있으므로, 도 23a에 도시된 스피커(4100)나 수신기(4200)를 위한 홀이 필요없게 된다. 따라서, 베젤의 폭을 줄여 휴대 전화(4000B)의 디스플레이 면의 거의 전체를 디스플레이 표시 영역이 차지할 수 있도록 구현하는 등 기존보다 설계의 자유도가 높으면서 고출력의 스피커를 구현할 수 있다.On the other hand, since the mobile phone 4000B according to the embodiment can transmit the first sound signal 4300 or the second sound signal 4300 using the piezoelectric element 1000, the mobile phone 4000B is illustrated in FIG. 23A. There is no need for a hole for the speaker 4100 or the receiver 4200. Accordingly, a speaker having a high degree of freedom in design and a high output speaker may be realized by reducing the width of the bezel so that the display display area may occupy almost the entire display surface of the mobile phone 4000B.

특히 휴대 전화(4000B)의 경우, 내부 공간이 협소하다. 홀을 제거하는 경우, 디스플레이부를 진동판으로 사용해야 하며, 진동소자 또한 얇은 형태로 부착되어야 하며, 따라서 평판형태의 압전 소자가 필요하다. 기존 홀에 사용되던 스피커의 진동판과, 진동판의 역할을 하는 디스플레이의 강성, 탄성 또는 질량 등 중 적어도 하나가 상이하며, 디스플레이는 기존 진동판에 비해 상대적으로 진동을 발생시키기 위해서는 더 많은 진동력이 필요하다.In particular, in the case of the mobile telephone 4000B, the internal space is narrow. In the case of removing the hole, the display unit should be used as a diaphragm, and the vibrating element should also be attached in a thin form, thus requiring a piezoelectric element in a flat form. At least one of the diaphragm of the speaker used in the existing hall and the stiffness, elasticity, or mass of the display serving as the diaphragm is different, and the display requires more vibration force to generate vibration relative to the existing diaphragm. .

이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains are not illustrated above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

10, 1000A, 1000B, 1000C, 1000D, 1400: 압전 소자
100A, 100B, 100C, 100D: 압전부 1100: 커버 부재
1200A, 1200B: 디스플레이부 1300: 접착층
1500: 백 플레이트 1600: 진동판
1700: 고정판
2000A, 2000B: 압전 액츄에이터 2500: 구동 제어부
2610, 2620: 배선 3000: 압전 모듈
4000A, 4000B: 휴대 전화 4100: 스피커
4200: 수신기
10, 1000A, 1000B, 1000C, 1000D, 1400: Piezoelectric Element
100A, 100B, 100C, 100D: Piezoelectric section 1100: Cover member
1200A, 1200B: display unit 1300: adhesive layer
1500: back plate 1600: diaphragm
1700: fixed plate
2000A, 2000B: Piezoelectric Actuator 2500: Drive Control
2610, 2620: Wiring 3000: Piezoelectric Module
4000A, 4000B: Mobile Phone 4100: Speaker
4200: receiver

Claims (14)

압전부;
상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및
상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고,
상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다른, 압전 소자.
Piezoelectric parts;
A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And
At least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric unit and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively;
And one of the plurality of separation intervals formed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes is different from the other one.
제1 항에 있어서,
상기 적어도 네 개의 외측 전극은,
상기 복수의 제1 전극 중 일부와 연결되는 제1-1 외측 전극;
상기 복수의 제1 전극 중 나머지 일부와 연결되는 제1-2 외측 전극;
상기 복수의 제2 전극 중 일부와 연결되는 제2-1 외측 전극; 및
상기 복수의 제2 전극 중 나머지 일부와 연결되는 제2-2 외측 전극을 포함하는, 압전 소자.
According to claim 1,
The at least four outer electrodes,
A first-first outer electrode connected to some of the plurality of first electrodes;
A second outer electrode connected to a portion of the plurality of first electrodes;
A 2-1 outer electrode connected to some of the plurality of second electrodes; And
Piezoelectric element comprising a second-2 outer electrode connected to the remaining portion of the plurality of second electrodes.
제2 항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극 중 상기 제1-1 외측 전극과 연결되는 상기 일부 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 중 상기 제2-1 외측 전극과 연결되는 상기 일부 제2 전극은 제1 군 전극을 구성하고,
상기 복수의 제1 전극 중 상기 제1-2 외측 전극과 연결되는 상기 나머지 제1 전극과 상기 복수의 제2 전극 중 상기 제2-2 외측 전극과 연결되는 상기 나머지 제2 전극은 제2 군 전극을 구성하고,
상기 제1 군 전극 중 최하부 전극은, 상기 제2 군 전극 중 최상부 전극과 인접하되, 상기 최하부 전극 및 상기 최상부 전극은 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 어느 하나에 포함되는, 압전 소자.
The method of claim 2,
The partial first electrode connected to the first-first outer electrode of the plurality of first electrodes and the second partial electrode connected to the second-first outer electrode of the plurality of second electrodes may be a first group electrode. Configure
Among the plurality of first electrodes, the remaining first electrode connected with the first outer second electrode and the remaining second electrode connected with the second outer second electrode among the plurality of second electrodes may be a second group electrode. Configure
The lowermost electrode of the first group electrode is adjacent to the uppermost electrode of the second group electrode, wherein the lowermost electrode and the uppermost electrode are included in any one of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, Piezoelectric element.
제3 항에 있어서,
상기 압전부는,
상기 최하부 전극 및 상기 최상부 전극 사이에서 정의되는 더미부를 포함하는, 압전소자.
The method of claim 3, wherein
The piezoelectric part,
And a dummy part defined between the lowermost electrode and the uppermost electrode.
제4 항에 있어서,
상기 복수의 이격 간격은 상기 압전부의 두께 방향으로 상기 더미부에서 상측 또는 하측으로 가면서 감소하는, 압전소자.
The method of claim 4, wherein
The plurality of spacing is reduced in the thickness direction of the piezoelectric portion while going upward or downward from the dummy portion, the piezoelectric element.
제3 항에 있어서,
상기 압전부는,
서로 인접하는 제1 전극과 제2 전극에 의해 정의되는 복수의 분극부를 포함하고,
상기 복수의 분극부 중 상기 제1 군 전극에 의해 정의되는 분극부는 상기 제1 군 전극에 의해 인가되는 전기장의 방향과 일치하고,
상기 복수의 분극부 중 상기 제2 군 전극에 의해 정의되는 분극부는 상기 제2 군 전극에 의해 인가되는 전기장의 방향과 반대인, 압전소자.
The method of claim 3, wherein
The piezoelectric part,
A plurality of polarization portions defined by first and second electrodes adjacent to each other,
The polarization portion defined by the first group electrode among the plurality of polarization portions corresponds to the direction of the electric field applied by the first group electrode,
The polarizing part defined by the second group electrode among the plurality of polarizing parts is opposite to the direction of the electric field applied by the second group electrode.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 네 개의 외측 전극은,
서로 이격되되 일 방향을 따라 상기 일 측면 상에서 나란히 배치되는, 압전소자.
The method of claim 2,
The at least four outer electrodes,
Spaced apart from each other and disposed side by side on the one side in one direction, the piezoelectric element.
제2 항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 동일한 평면 상에 배치되되, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 이격된 복수의 더미 전극을 더 포함하는, 압전소자.
The method of claim 2,
A piezoelectric element disposed on the same plane as each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, and further comprising a plurality of dummy electrodes spaced apart from each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes. .
제8 항에 있어서,
상기 복수의 더미 전극 각각은,
1mm 내지 2mm의 폭을 갖는, 압전소자.
The method of claim 8,
Each of the plurality of dummy electrodes,
Piezoelectric element having a width of 1mm to 2mm.
제2 항에 있어서,
상기 두께 방향으로 서로 이격되며, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각과 동일한 평면 상에서 배치되되,
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 중 평면 상에서 서로 인접한 적어도 일부를 서로 이격되도록 하는 복수의 플로팅 전극을 더 포함하는, 압전소자.
The method of claim 2,
Spaced apart from each other in the thickness direction and disposed on the same plane as each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes,
And a plurality of floating electrodes spaced apart from each other on at least a portion of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes that are adjacent to each other on a plane.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각은 평면 상에서 적어도 하나의 모서리를 갖되,
상기 적어도 하나의 모서리는 0.1R 내지 3R의 곡률을 갖는, 압전 소자.
According to claim 1,
Each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes has at least one corner on a plane,
Said at least one corner having a curvature of 0.1R to 3R.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극 각각의 가장자리는 평면 상에서 물결 형상을 갖는, 압전 소자.
According to claim 1,
An edge of each of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes has a wave shape on a plane.
압전 소자;
상기 압전 소자 위에 배치된 디스플레이부;
상기 압전 소자와 상기 디스플레이부 사이에 배치된 접착층; 및
상기 디스플레이부 위에 배치된 커버 부재를 포함하고,
상기 압전 소자는
압전부;
상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및
상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고,
상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다른, 압전 액츄에이터.
Piezoelectric elements;
A display unit disposed on the piezoelectric element;
An adhesive layer disposed between the piezoelectric element and the display unit; And
A cover member disposed on the display unit,
The piezoelectric element is
Piezoelectric parts;
A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And
At least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric unit and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively;
And one of the plurality of separation intervals formed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes is different from the other separation interval, the piezoelectric actuator.
압전 액츄에이터; 및
상기 압전 액츄에이터를 구동하는 구동 제어부를 포함하고,
상기 압전 액츄에이터는
압전 소자;
상기 압전 소자 위에 배치된 디스플레이부;
상기 압전 소자와 상기 디스플레이부 사이에 배치된 접착층; 및
상기 디스플레이부 위에 배치된 커버 부재를 포함하고,
상기 압전 소자는
압전부;
상기 압전부 내에서 교대로 소정 간격으로 이격되어 적층되는 복수의 제 1 전극 및 복수의 제 2전극; 및
상기 압전부의 일 측면에 배치되어 상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2전극 중 적어도 일부와 각각 연결되는 적어도 네 개의 외측 전극을 포함하고,
상기 복수의 제 1전극 및 상기 복수의 제 2 전극 사이에 형성되는 복수의 이격 간격 중 하나의 이격 간격은 다른 하나의 이격 간격과 다른, 압전 모듈.
Piezoelectric actuators; And
A driving control unit for driving the piezoelectric actuator,
The piezoelectric actuator is
Piezoelectric elements;
A display unit disposed on the piezoelectric element;
An adhesive layer disposed between the piezoelectric element and the display unit; And
A cover member disposed on the display unit,
The piezoelectric element is
Piezoelectric parts;
A plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes stacked alternately in the piezoelectric part at predetermined intervals; And
At least four outer electrodes disposed on one side of the piezoelectric unit and connected to at least some of the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, respectively;
And one of the plurality of separation intervals formed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes is different from the other one.
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