KR20240107683A - Piezoelectric element for piezoelectric speaker - Google Patents

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KR20240107683A
KR20240107683A KR1020220190544A KR20220190544A KR20240107683A KR 20240107683 A KR20240107683 A KR 20240107683A KR 1020220190544 A KR1020220190544 A KR 1020220190544A KR 20220190544 A KR20220190544 A KR 20220190544A KR 20240107683 A KR20240107683 A KR 20240107683A
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이덕규
박기태
박준식
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(주)동일기연
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Abstract

본 발명은 음압특성을 향상시키기 위한 압전스피커용 압전소자로서, 더미용 압전층, 상기 더미용 압전층 상부에 적층된 복수의 상부 압전층; 및 상기 더미용 압전층 하부에 적층된 복수의 하부 압전층을 구비하는 복수의 압전층; 및 상기 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상기 더미용 압전층을 제외한 서로 인전합 압전층에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전압이 인가되는 복수의 전극층을 포함하고, 서로 인접한 압전층은 서로 다른 방향으로 분극되고, 상기 복수의 상부압전층의 개수와 상기 복수의 하부압전층의 개수는 서로 다르게 구비된다. The present invention provides a piezoelectric element for a piezoelectric speaker to improve sound pressure characteristics, comprising: a dummy piezoelectric layer, a plurality of upper piezoelectric layers stacked on top of the dummy piezoelectric layer; and a plurality of piezoelectric layers including a plurality of lower piezoelectric layers stacked below the dummy piezoelectric layer. and a plurality of electrode layers provided between the plurality of piezoelectric layers and to which voltages for forming different electric field directions are applied to the in-conductor piezoelectric layers excluding the dummy piezoelectric layer when driven, and the piezoelectric layers adjacent to each other are They are polarized in different directions, and the number of the plurality of upper piezoelectric layers and the number of the plurality of lower piezoelectric layers are different from each other.

Description

압전스피커용 압전소자{Piezoelectric element for piezoelectric speaker}Piezoelectric element for piezoelectric speaker}

본 발명은 압전소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음압특성을 향상시킨 압전스피커용 압전소자에 관한 것이다. The present invention relates to piezoelectric elements, and more specifically, to piezoelectric elements for piezoelectric speakers with improved sound pressure characteristics.

압전소자는 전기에너지와 기계에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 소자를 말하며, 압전소자에 압력을 가하면 전압이 발생하며, 이와 반대로 압전소자에 전압을 가하면 내부의 압력 변화로 인한 부피나 길이의 증감이 발생한다. 압전소자를 이용한 압전스피커는 소형화가 용이하므로, 휴대폰, 태블릿, 각종 단말에 적용되고 있다. A piezoelectric element refers to an element that can change electrical energy and mechanical energy. When pressure is applied to the piezoelectric element, voltage is generated. Conversely, when voltage is applied to the piezoelectric element, the volume or length increases or decreases due to the change in internal pressure. Occurs. Piezoelectric speakers using piezoelectric elements are easy to miniaturize, so they are applied to mobile phones, tablets, and various terminals.

압전스피커 내에 구비되는 압전소자는 복수의 압전층과 전극으로 구성되어 있으며, 전극을 통해 인가되는 전압에 따라 압전소자가 수축/팽창을 하게 되고, 압전소자가 부착된 진동판이 진동하게 됨으로써 음향을 출력할 수 있다.The piezoelectric element provided in the piezoelectric speaker is composed of a plurality of piezoelectric layers and electrodes. The piezoelectric element contracts/expands depending on the voltage applied through the electrode, and the diaphragm to which the piezoelectric element is attached vibrates, outputting sound. can do.

최근에는 압전스피커의 음압특성을 향상시키기 위한 다수의 기술이 소개되고 있다. 한국특허공개 제2011-0064369호에는 압전소자와 진동판이 수평적으로 어긋난 기울임 구조를 갖도록 부착되어 구조적 대칭성에 의해 발생되는 정상파를 방지함으로써 음의 왜곡을 최소화할 수 있는 압전스피커가 제시되어 있다. 하지만 상기 특허의 경우 압전스피커 내 압전소자의 배치를 다르게 한 것일 뿐, 압전소자 자체의 음압특성 향상시킨 기술은 아니다.Recently, a number of technologies have been introduced to improve the sound pressure characteristics of piezoelectric speakers. Korean Patent Publication No. 2011-0064369 proposes a piezoelectric speaker that can minimize sound distortion by preventing standing waves generated by structural symmetry by attaching the piezoelectric element and the diaphragm to have a tilt structure that is offset horizontally. However, in the case of the above patent, the arrangement of the piezoelectric element within the piezoelectric speaker was changed, and it is not a technology that improves the sound pressure characteristics of the piezoelectric element itself.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 소형화가 가능하면서 음압특성을 향상시킨 압전스피커용 압전소자를 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the purpose of the present invention is to provide a piezoelectric element for a piezoelectric speaker that can be miniaturized and has improved sound pressure characteristics.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 압전스피커용 압전소자는, 더미용 압전층, 상기 더미용 압전층 상부에 적층된 복수의 상부 압전층; 및 상기 더미용 압전층 하부에 적층된 복수의 하부 압전층을 구비하는 복수의 압전층; 및 상기 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상기 더미용 압전층을 제외한 서로 인전합 압전층에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가되는 복수의 전극층을 포함하고, 서로 인접한 압전층은 서로 다른 방향으로 분극된다.In order to solve the above problems, the piezoelectric element for a piezoelectric speaker of the present invention includes a dummy piezoelectric layer, a plurality of upper piezoelectric layers stacked on top of the dummy piezoelectric layer; and a plurality of piezoelectric layers including a plurality of lower piezoelectric layers stacked below the dummy piezoelectric layer. and a plurality of electrode layers provided between the plurality of piezoelectric layers and to which power for forming different electric field directions is applied to the in-conductor piezoelectric layers excluding the dummy piezoelectric layer when driven, and the piezoelectric layers adjacent to each other are are polarized in different directions.

또한 실시예에 있어서, 상기 복수의 상부압전층의 개수는, 상기 복수의 하부압전층의 개수보다 많게 구비된다.Also, in an embodiment, the number of the plurality of upper piezoelectric layers is greater than the number of the plurality of lower piezoelectric layers.

또한 실시예에 있어서, 상기 더미용 압전층의 상부 및 하부 각각의 전극에는 서로 동일한 전압이 인가된다.Additionally, in an embodiment, the same voltage is applied to each of the upper and lower electrodes of the dummy piezoelectric layer.

또한 실시예에 있어서, 상기 복수의 상부 압전층의 개수는 n개(n은 3이상의 자연수)이고, 상기 복수의 하부 압전층의 개수는 m개(m은 3이상의 자연수)이고, 상기 n/n+m은 0.6 내지 0.7 사이에 위치하도록 구비된다.Also, in an embodiment, the number of the plurality of upper piezoelectric layers is n (n is a natural number of 3 or more), the number of the plurality of lower piezoelectric layers is m (m is a natural number of 3 or more), and n/n +m is provided to be located between 0.6 and 0.7.

또한 실시예에 있어서, 상기 더미용 압전층을 제외한 나머지 복수의 압전층 각각의 두께는 서로 동일하게 설정된다. Additionally, in the embodiment, the thickness of each of the plurality of piezoelectric layers other than the dummy piezoelectric layer is set to be equal to each other.

또한 실시예에 있어서, 상기 더미용 압전층의 두께는 상기 복수의 상부 압전층 각각 또는 상기 복수의 하부 압전층 각각의 두께보다 두껍게 구비되도록 설정된다. Additionally, in an embodiment, the thickness of the dummy piezoelectric layer is set to be thicker than the thickness of each of the plurality of upper piezoelectric layers or each of the plurality of lower piezoelectric layers.

본 발명의 실시예에 다른 압전스피커용 압전소자는, 복수의 하부압전층, 상기 복수의 하부압전층 상부에 적층된 하부더미용압전층, 상기 하부더미용압전층 상부에 적층된 복수의 중간압전층, 상기 복수의 중간압전층 상부에 적층된 상부더미용압전층, 상기 상부더미용압전층 상부에 적층된 복수의 상부압전층을 구비하는 복수의 압전층; 및 상기 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상기 상부더미용압전층 및 상기 하부더미용압전층을 제외한 서로 인전합 압전층에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가되는 복수의 전극층을 포함하고, 서로 인접한 압전층은 서로 다른 방향으로 분극된다.A piezoelectric element for a piezoelectric speaker according to an embodiment of the present invention includes a plurality of lower piezoelectric layers, a lower dummy piezoelectric layer stacked on top of the plurality of lower piezoelectric layers, and a plurality of intermediate piezoelectric layers stacked on top of the lower dummy piezoelectric layer. a plurality of piezoelectric layers including a layer, an upper dummy piezoelectric layer stacked on top of the plurality of intermediate piezoelectric layers, and a plurality of upper dummy piezoelectric layers stacked on top of the upper dummy piezoelectric layer; and a plurality of electrode layers provided between the plurality of piezoelectric layers and to which power for forming different electric field directions is applied to the in-conductor piezoelectric layers excluding the upper dummy piezoelectric layer and the lower dummy piezoelectric layer when driven. and piezoelectric layers adjacent to each other are polarized in different directions.

또한 실시예에 있어서, 상기 상부더미용압전층 및 상기 하부더미용압전층의 두께는 서로 다르게 형성된다.Also, in the embodiment, the thickness of the piezoelectric layer for the upper dummy and the piezoelectric layer for the lower dummy are formed differently.

또한 실시예에 있어서, 상기 상부압전층의 개수는, 중간압전층의 개수와 서로 다르고, 상기 하부압전층의 개수는, 중간압전층의 개수와 서로 다르게 형성된다.Additionally, in an embodiment, the number of upper piezoelectric layers is different from the number of middle piezoelectric layers, and the number of lower piezoelectric layers is different from the number of middle piezoelectric layers.

또한 실시예에 있어서, 상기 상부압전층의 개수, 중간압전층의 개수 및 상기 하부압전층의 개수는 서로 다르게 형성된다.Additionally, in the embodiment, the number of upper piezoelectric layers, the number of middle piezoelectric layers, and the number of lower piezoelectric layers are formed differently.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자에서 상부압전층 및 하부압전층 사이에 분극정도가 상대적으로 약한 더미용압전층이 구비됨으로써, 더미용압전층이 상부압전층 및 하부압전층의 팽창/수축에 따른 진동의 크기를 증폭시킬 수 있다. According to the present invention, in the piezoelectric element for a piezoelectric speaker, a dummy piezoelectric layer with a relatively weak degree of polarization is provided between the upper piezoelectric layer and the lower piezoelectric layer, so that the dummy piezoelectric layer expands/contracts the upper piezoelectric layer and the lower piezoelectric layer. The size of vibration can be amplified.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자에서 상부압전층의 개수와 하부압전층의 개수가 서로 다르게 비대칭으로 구비됨으로써, 비대칭 구조에 따른 진동정도가 강화되어 음압특성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, in the piezoelectric element for a piezoelectric speaker, the number of upper piezoelectric layers and the number of lower piezoelectric layers are provided asymmetrically, so that the degree of vibration according to the asymmetric structure is strengthened, thereby improving sound pressure characteristics.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자의 전극층에 제1 내지 제4 타입의 전극층을 적용함으로써 분극과 구동시 전압을 용이하게 인가할 수 있다. According to the present invention, voltage can be easily applied during polarization and driving by applying the first to fourth types of electrode layers to the electrode layer of the piezoelectric element for a piezoelectric speaker.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전스피커용 압전소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극층을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 압전소자 분극시와 구동시 전극층의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 압전소자의 구동방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 압전소자가 적용된 압전스피커의 음압특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전스피커용 압전소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric element for a piezoelectric speaker according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the electrode layer shown in FIG. 1.
Figure 3 is a diagram for explaining the connection relationship between electrode layers when polarizing and driving a piezoelectric element.
FIG. 4 is a diagram for explaining the driving method of the piezoelectric element shown in FIG. 1.
Figures 5a and 5b are diagrams for explaining the sound pressure characteristics of a piezoelectric speaker to which the piezoelectric element of the present invention is applied.
Figure 6 is a cross-sectional view for explaining a piezoelectric element for a piezoelectric speaker according to a second embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 압전스피커용 압전소자를 설명하기 위한 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view for explaining a piezoelectric element for a piezoelectric speaker according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 압전소자(10)는 복수의 압전층(100)과 복수의 압전층(100) 사이에 구비되는 전극(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the piezoelectric element 10 includes a plurality of piezoelectric layers 100 and an electrode 200 provided between the plurality of piezoelectric layers 100.

압전소자(10)는 복수의 압전층(100)과 그 상부에 마련되는 전극층(200)으로 구성되어 전극을 통해 압전층에 가해지는 전압에 따라 압력이 변화되며, 이에 따라 압전 소자가 부착된 진동판(미도시)이 진동하게 된다.The piezoelectric element 10 is composed of a plurality of piezoelectric layers 100 and an electrode layer 200 provided on top of the piezoelectric layer, and the pressure changes depending on the voltage applied to the piezoelectric layer through the electrode, and accordingly, the diaphragm to which the piezoelectric element is attached (not shown) vibrates.

압전층(100)은, 상부압전층(110), 더미용압전층(120), 하부압전층(130)을 포함한다.The piezoelectric layer 100 includes an upper piezoelectric layer 110, a dummy piezoelectric layer 120, and a lower piezoelectric layer 130.

더미용압전층(120)은 하나로 구비되고, 더미용압전층(120)의 상부에는 상부압전층(110)이 복수로 구비되고, 더미용압전층(120)의 하부에는 하부압전층(130)이 복수로 구비된다.The dummy piezoelectric layer 120 is provided as one, a plurality of upper piezoelectric layers 110 are provided on the upper part of the dummy piezoelectric layer 120, and a lower piezoelectric layer 130 is provided on the lower part of the dummy piezoelectric layer 120. This plurality is provided.

상부압전층(110) 및 하부압전층(130)은 더미용압전층(120)를 기준으로 상부 또는 하부에 위치하였는지를 기준으로 구분되는 것으로서, 더미용압전층(120), 상부압전층(110), 하부압전층(130)은 모두 동일 재질로 구비될 수 있다.The upper piezoelectric layer 110 and the lower piezoelectric layer 130 are classified based on whether they are located above or below the dummy piezoelectric layer 120, and are divided into the dummy piezoelectric layer 120 and the upper piezoelectric layer 110. , the lower piezoelectric layer 130 may all be made of the same material.

한편 도 1에서 상부압전층(110) 및 하부압전층(130)의 개수는 예시에 불과한 것으로서, 다르게 구비될 수 있다. Meanwhile, the number of upper piezoelectric layers 110 and lower piezoelectric layers 130 in FIG. 1 is only an example and may be provided differently.

압전소자(10)는 제조과정에서 분극공정을 거치는데, 서로 인접한 압전층(100)은 서로 다른 두께방향으로 분극되도록 한다. 도 1에 표시된 화살표는 분극방향을 나타낸다.The piezoelectric element 10 undergoes a polarization process during the manufacturing process, and the piezoelectric layers 100 adjacent to each other are polarized in different thickness directions. The arrow shown in Figure 1 indicates the polarization direction.

예를 들어, 더미용압전층(120)이 압전측의 두께방향 중 제1 방향으로 분극된 경우, 더미용압전층(120)의 바로 상부에 위치한 제1 상부압전층(110a)은 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 분극되고, 제1 상부압전층(110a)의 상부에 위치한 제2 상부압전층(110b)은 제 1 방향으로 분극된다. 그리고 제2 상부압전층(110b)의 상부에 위치한 제3 상부압전층(110c)은 제2 방향으로 분극되고, 제3 상부압전층(110c)의 상부에 위치한 제4 상부압전층(110d)은 제1 방향으로 분극된다. 그리고 제4 상부압전층(110d)의 상부에 위치한 제5 상부압전층(110f)은 제2 방향으로 분극된다.For example, when the dummy piezoelectric layer 120 is polarized in the first direction among the thickness directions of the piezoelectric side, the first upper piezoelectric layer 110a located immediately above the dummy piezoelectric layer 120 is polarized in the first direction. is polarized in a second direction opposite to that, and the second upper piezoelectric layer 110b located on top of the first upper piezoelectric layer 110a is polarized in the first direction. And the third upper piezoelectric layer 110c located above the second upper piezoelectric layer 110b is polarized in the second direction, and the fourth upper piezoelectric layer 110d located above the third upper piezoelectric layer 110c is polarized. Polarized in the first direction. And the fifth upper piezoelectric layer 110f located on top of the fourth upper piezoelectric layer 110d is polarized in the second direction.

제1 방향으로 분극된 더미용압전층(120)의 바로 하부에 위치한 제1 하부압전층(130a)은 제2 방향으로 분극되고, 제1 하부압전층(130a)의 하부에 위치한 제2 하부압전층(130b)는 제 1 방향으로 분극된다. 그리고 제2 하부압전층(130b)의 하부에 위치한 제3 하부압전층(130c)은 제2 방향으로 분극된다. The first lower piezoelectric layer 130a located immediately below the dummy piezoelectric layer 120 polarized in the first direction is polarized in the second direction, and the second lower piezoelectric layer located below the first lower piezoelectric layer 130a Layer 130b is polarized in the first direction. And the third lower piezoelectric layer 130c located below the second lower piezoelectric layer 130b is polarized in the second direction.

전극층(200)은, 복수의 압전층(100) 사이마다 구비되어 외부로부터 인가되는 전압을 압전층(100)에 제공한다. The electrode layer 200 is provided between each of the plurality of piezoelectric layers 100 to provide the piezoelectric layer 100 with a voltage applied from the outside.

구동시 전극층(200)은 더미용압전층(120)을 제외한 서로 인전합 압전층(110, 130)에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가되도록 복수의 전극층(200)이 구비된다. When driving, the electrode layer 200 is provided with a plurality of electrode layers 200 so that power for forming different electric field directions is applied to the piezoelectric layers 110 and 130, which are electrically inductive to each other except for the dummy piezoelectric layer 120.

더미용압전층(120)의 상부 및 하부 각각의 상부더미용전극층(220a) 및 하부더미용전극층(220b)에는 구동시 서로 동일한 전압이 인가되도록 전극층(200)이 구비된다. 구체적으로 더미용압전층(120)의 상부에 위치한 상부더미전극층(220a)과 더미용압전층(120)의 하부에 위치한 하부더미전극층(220b)는 동일한 전압이 인가될 수 있도록 전기적으로 서로 연결된다. The upper and lower dummy electrode layers 220a and 220b of the dummy piezoelectric layer 120, respectively, are provided with electrode layers 200 so that the same voltage is applied to each other when driven. Specifically, the upper dummy electrode layer 220a located above the dummy piezoelectric layer 120 and the lower dummy electrode layer 220b located below the dummy piezoelectric layer 120 are electrically connected to each other so that the same voltage can be applied. .

이에 따라 더미용압전층(120)은 인가되는 전압에 의해 자체적으로 수축이나 팽창을 하지 않게 되지만, 상부압전층(110) 및 하부압전층(130)의 수축/팽창에 의해 더미용압전층(120)이 진동하게 됨으로써, 더미용압전층(120)은 압전스피커의 음압특성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the dummy piezoelectric layer 120 does not contract or expand on its own due to the applied voltage, but the dummy piezoelectric layer 120 is caused by the contraction/expansion of the upper piezoelectric layer 110 and the lower piezoelectric layer 130. ) vibrates, the dummy piezoelectric layer 120 can improve the sound pressure characteristics of the piezoelectric speaker.

특히 더미용압전층(120)의 두께는 복수의 상부압전층(110) 각각 또는 복수의 하부압전층(130)의 각각의 두께보다 두껍게 구비되고, 복수의 상부압전층(110) 및 복수의 하부압전층(130) 각각의 두께는 서로 동일하게 구비되는 것이 바람직하다.In particular, the thickness of the dummy piezoelectric layer 120 is thicker than each of the plurality of upper piezoelectric layers 110 or the plurality of lower piezoelectric layers 130, and the plurality of upper piezoelectric layers 110 and the plurality of lower piezoelectric layers 130 are thicker than each other. It is preferable that the thickness of each piezoelectric layer 130 is the same.

상부압전층(120) 및 하부압전층(130)의 두께는 40 내지 60um일 때, 더미용압전층(120)의 두께는 상부압전층(120) 및 하부압전층(130) 두께의 1.5배 내지 3배 정도 될 수 있다. 상부압전층(120) 및 하부압전층(130)보다 두께가 두꺼운 더미용압전층(120)의 분극상태가 약하게 유지되어 분극차이에 의한 분극진동이 유발되며, 이와 동시에 상부압전층(120) 및 하부압전층(130)의 팽창/수축에 의한 진동이 중앙에 배치된 두께가 두꺼운 더미용압전층(120)에 의해 증폭된다. When the thickness of the upper piezoelectric layer 120 and the lower piezoelectric layer 130 is 40 to 60 μm, the thickness of the dummy piezoelectric layer 120 is 1.5 times the thickness of the upper piezoelectric layer 120 and the lower piezoelectric layer 130. It could be about three times that. The polarization state of the dummy piezoelectric layer 120, which is thicker than the upper piezoelectric layer 120 and the lower piezoelectric layer 130, is maintained weakly, causing polarization vibration due to the polarization difference, and at the same time, the upper piezoelectric layer 120 and The vibration caused by the expansion/contraction of the lower piezoelectric layer 130 is amplified by the thick dummy piezoelectric layer 120 disposed in the center.

한편 구동시 상부더미용전극층(220a) 및 하부더미용전극층(220b)에 제1 전압(V1)이 인가될 때, 제1 상부압전층(110a)과 제2 상부압전층(110b)의 사이에 위치한 제1 상부압전전극층(210a)에는 제2 전압(V2)이 인가되고, 제2 상부압전층(110b)과 제3 상부압전층(110c)의 사이에 위치한 제2 상부압전전극층(210b)에는 제1 전압(V1)이 인가되고, 제3 상부압전층(110c)과 제4 상부압전층(110d)의 사이에 위치한 제3 상부압전전극층(210c)에는 제2 전압(V2)이 인가되고, 제4 상부압전층(110d)과 제5 상부압전층(110e)의 사이에 위치한 제4 상부압전전극층(210d)에는 제1 전압(V1)이 인가된다.Meanwhile, when the first voltage V1 is applied to the upper dummy electrode layer 220a and the lower dummy electrode layer 220b during driving, between the first upper piezoelectric layer 110a and the second upper piezoelectric layer 110b. A second voltage (V2) is applied to the first upper piezoelectric electrode layer 210a, and to the second upper piezoelectric electrode layer 210b located between the second upper piezoelectric layer 110b and the third upper piezoelectric layer 110c. A first voltage (V1) is applied, and a second voltage (V2) is applied to the third upper piezoelectric electrode layer (210c) located between the third upper piezoelectric layer (110c) and the fourth upper piezoelectric layer (110d), The first voltage V1 is applied to the fourth upper piezoelectric electrode layer 210d located between the fourth upper piezoelectric layer 110d and the fifth upper piezoelectric layer 110e.

이를 위해 서로 동일한 전압이 인가되는 상부더미전극층(220a), 하부더미전극층(220b), 제2 상부압전전극층(210b), 제2 하부압전전극층(230b), 제4 상부압전전극층(210d)은 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 그리고 서로 동일한 전압이 인가되는 제1상부압전전극층(210a), 제1하부압전전극층(230a), 제3상부압전전극층(210c), 제3하부압전전극층(230c)는 전기적으로 서로 연결될 수 있다. For this purpose, the upper dummy electrode layer 220a, lower dummy electrode layer 220b, second upper piezoelectric electrode layer 210b, second lower piezoelectric electrode layer 230b, and fourth upper piezoelectric electrode layer 210d to which the same voltage is applied are electrically can be connected to each other. And the first upper piezoelectric electrode layer 210a, first lower piezoelectric electrode layer 230a, third upper piezoelectric electrode layer 210c, and third lower piezoelectric electrode layer 230c to which the same voltage is applied may be electrically connected to each other.

도 2는 도 1에 도시된 전극층을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 압전소자 분극시와 구동시 전극층의 연결관계를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2 is a diagram for explaining the electrode layer shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining the connection relationship between the electrode layers when polarizing and driving the piezoelectric element.

도 2와 같이 전극층(200)의 일측에는 분극 및 구동을 위한 돌출전극(280)이 형성된다.As shown in Figure 2, a protruding electrode 280 for polarization and driving is formed on one side of the electrode layer 200.

돌출전극(280)은 전극층(200)의 일측에 2개씩 돌출 형성되며, 제0 내지 제4단자(t0, ta, tb, tc, td)는 위치에 따라 구분된다.The protruding electrodes 280 are formed to protrude two at a time on one side of the electrode layer 200, and the 0th to 4th terminals (t0, ta, tb, tc, and td) are distinguished according to their positions.

모든 타입의 전극층(200a, 200b, 200c, 200d)는 제0단자(to)를 기본적으로 포함하되, 구체적으로 제1 타입 전극층(200a)는 제1 단자(ta), 제0단자(to)를 포함하고, 제2 타입 전극층(200b)는 제2 단자(tb), 제0단자(to)를 포함하고, 제3 타입 전극층(200c)는 제3 단자(tc), 제0단자(to)를 포함하고, 제4 타입 전극층(200d)는 제1 단자(td), 제0단자(to)를 포함한다. All types of electrode layers (200a, 200b, 200c, 200d) basically include a zero terminal (to), but specifically, the first type electrode layer (200a) includes a first terminal (ta) and a zero terminal (to). The second type electrode layer 200b includes a second terminal (tb) and a zero terminal (to), and the third type electrode layer (200c) includes a third terminal (tc) and a zero terminal (to). and the fourth type electrode layer 200d includes a first terminal (td) and a zero terminal (to).

제1 내지 제4 타입 전극층(200a, 200b, 200c, 200d)는 분극방향 및 인가되는 전원에 따라 배치된다.The first to fourth type electrode layers 200a, 200b, 200c, and 200d are arranged according to the polarization direction and the applied power.

압전소자의 윗부분과 아랫부분은 서로 구분되며, 윗부분 및 아랫부분 각각에서 서로 인접한 전극층간에는 서로 다른 타입의 형태가 번걸아가며 배치된다.The upper and lower parts of the piezoelectric element are separated from each other, and different types of shapes are alternately arranged between the electrode layers adjacent to each other in the upper and lower parts.

구체적으로 압전소자의 윗부분에 해당되는 상부더미전극(220a)이 제1 타입 전극층(200a)으로 형성되고, 상부더미전극(220a)의 상부에 적층된 제1 상부압전전극(210a)가 제2 타입 전극층(200b)으로 형성되는 경우, 제1 상부압전전극(210a) 상에 적층된 제2 상부압전전극(210b)는 제1 타입 전극층(200c)으로 형성되고, 제3 상부압전전극(210c)는 제2 타입 전극층(200b)으로 형성되고, 제4 상부압전전극(210d)는 제1 타입 전극층(200a)으로 형성되고, 제5 상부압전전극(210e)는 제2 타입 전극층(200b)으로 형성된다.Specifically, the upper dummy electrode 220a corresponding to the upper part of the piezoelectric element is formed of the first type electrode layer 200a, and the first upper piezoelectric electrode 210a laminated on the upper dummy electrode 220a is the second type. When formed of the electrode layer 200b, the second upper piezoelectric electrode 210b stacked on the first upper piezoelectric electrode 210a is formed of the first type electrode layer 200c, and the third upper piezoelectric electrode 210c is It is formed of the second type electrode layer 200b, the fourth upper piezoelectric electrode 210d is formed of the first type electrode layer 200a, and the fifth upper piezoelectric electrode 210e is formed of the second type electrode layer 200b. .

그리고 압전소자의 아랫부분에 해당되는 하부더미전극(220b)은 제3 타입 전극층(200c)으로 형성되고, 하부더미전극(220b)의 하부에 배치된 제1 하부압전전극(230a)가 제4 타입의 전극층(200d)로 배치되는 경우, 제2 하부압전전극(230b)는 제3 타입의 전극층(200c)으로 형성된다.And the lower dummy electrode 220b corresponding to the lower part of the piezoelectric element is formed of the third type electrode layer 200c, and the first lower piezoelectric electrode 230a disposed below the lower dummy electrode 220b is the fourth type. When disposed with the electrode layer 200d, the second lower piezoelectric electrode 230b is formed with the third type of electrode layer 200c.

도 3을 참조하면, 도 3의 (a)와 같이 분극공정에서 제1단자(ta)와 제4단자(td)를 연결하고, 제2단자(tb)와 제3단자(tc)를 연결하여 분극을 수행한다. 그리고 구동시에는 도 3의 (b)와 같이 제1단자(ta)와 제3단자(tc)를 연결하여 제1 전압을 인가하고, 제2단자(tb)와 제4단자(td)를 연결하여 제2 전압을 인가한다. Referring to FIG. 3, in the polarization process, as shown in (a) of FIG. 3, the first terminal (ta) and the fourth terminal (td) are connected, and the second terminal (tb) and the third terminal (tc) are connected. Perform polarization. When driving, the first voltage is applied by connecting the first terminal (ta) and the third terminal (tc), and the second terminal (tb) and the fourth terminal (td) are connected as shown in Figure 3 (b). Then apply the second voltage.

상기와 같이 압전소자(10) 내 제1 내지 제4 타입의 전극층(200a, 200b, 200c, 200d)이 배치된 상태에서, 분극 시와 구동 시 각 타입의 전극층을 2개씩 연결하여 전압을 동시에 인가할 수 있어 분극공정 및 구동과정이 용이해진다. With the first to fourth types of electrode layers 200a, 200b, 200c, and 200d disposed in the piezoelectric element 10 as described above, voltage is applied simultaneously by connecting two electrode layers of each type during polarization and driving. This makes the polarization process and driving process easier.

여기서 전극층을 연결한다는 것은 돌출전극인 각 전극층의 제1단자 내지 제4단자(ta, tb, tc, td)를 전기적으로 연결한다는 의미이다. Here, connecting the electrode layers means electrically connecting the first to fourth terminals (ta, tb, tc, td) of each electrode layer, which are protruding electrodes.

즉, 도 3의 (a)와 같이 분극시에는 상부더미전극(220a)은 하부더미전극(220b)과 서로 다른 전압이 인가되어야 하므로 제1 타입 전극층(200a)의 제1 전극(ta)과 제4 타입 전극층(200d)의 제4 전극(td)를 서로 연결하고, 제2 타입 전극층(200b)의 제2전극(tb)과 제3 타입 전극층(200c)의 제3전극(tc)을 서로 연결한 상태에서 전압이 인가되어 분극공정이 수행된다.That is, as shown in (a) of FIG. 3, when polarizing, a different voltage must be applied to the upper dummy electrode 220a than the lower dummy electrode 220b, so that the first electrode ta of the first type electrode layer 200a and the second electrode 220b are connected to each other. The fourth electrode (td) of the 4 type electrode layer (200d) is connected to each other, and the second electrode (tb) of the second type electrode layer (200b) and the third electrode (tc) of the third type electrode layer (200c) are connected to each other. In one state, a voltage is applied and a polarization process is performed.

그리고 도 3의 (b)와 같이 구동시 상부더미전극(220a)은 하부더미전극(220b)과 서로 같은 전압이 인가되어야 하므로, 제1 타입 전극층(200a)의 제1 전극(ta)과 제3 타입 전극층(200c)의 제3 전극(tc)을 전기적으로 연결하고, 제2 타입 전극층(200b)의 제2 전극(tb)과 제4 타입 전극층(200d)의 제4 전극(td)를 서로 전기적으로 연결한 상태에서 전압이 인가되어 구동과정이 이루어진다. And, as shown in (b) of FIG. 3, when driving, the upper dummy electrode 220a must be applied with the same voltage as the lower dummy electrode 220b, so the first electrode (ta) and the third electrode of the first type electrode layer 200a The third electrode tc of the type electrode layer 200c is electrically connected, and the second electrode tb of the second type electrode layer 200b and the fourth electrode td of the fourth type electrode layer 200d are electrically connected to each other. When connected, voltage is applied and the driving process takes place.

본 발명은 제1 내지 제4 타입의 전극층 배치구조를 이용하여 분극과 구동시 전압을 용이하게 인가할 수 있다. The present invention can easily apply voltage during polarization and driving by using the first to fourth types of electrode layer arrangement structures.

도 4는 도 1에 도시된 압전소자의 구동방식을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for explaining the driving method of the piezoelectric element shown in FIG. 1.

도 4의 (a)의 종래의 단순적층구조의 압전소자는 상부압전층이 팽창할 때 하부압전층도 팽창하고, 상부압전층이 수축할 때 하부압전층도 수축하는 구조로 이루어짐에 따라 진동판의 진동이 발생하였다.The piezoelectric element of the conventional simple stack structure shown in (a) of Figure 4 is structured so that when the upper piezoelectric layer expands, the lower piezoelectric layer also expands, and when the upper piezoelectric layer contracts, the lower piezoelectric layer also contracts. Vibration occurred.

하지만 도 4의 (b)의 본 발명의 압전소자는 상부압전층(110)이 팽창할 때 하부압전층(130)이 수축하거나, 또는 상부압전층(110)이 수축할 때 하부압전층(130)이 팽창하는 구조를 갖는다. 특히 상부압전층(110)과 하부압전층(130)의 서로 다른 수축팽창으로 인하여 더미용압전층(120)이 자체적으로 진동함에 따라 진동의 정도가 향상됨으로써 음압특성이 향상될 수 있다. However, in the piezoelectric element of the present invention shown in Figure 4 (b), the lower piezoelectric layer 130 contracts when the upper piezoelectric layer 110 expands, or the lower piezoelectric layer 130 contracts when the upper piezoelectric layer 110 contracts. ) has an expanding structure. In particular, due to the different contraction and expansion of the upper piezoelectric layer 110 and the lower piezoelectric layer 130, the dummy piezoelectric layer 120 vibrates on its own, thereby improving the degree of vibration, thereby improving sound pressure characteristics.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 압전소자가 적용된 압전스피커의 음압특성을 설명하기 위한 도면이다. Figures 5a and 5b are diagrams for explaining the sound pressure characteristics of a piezoelectric speaker to which the piezoelectric element of the present invention is applied.

도 5a는 더미압전층 없이 상부압전층과 하부압전층으로만 이루어진 단순적층구조의 압전스피커와 본 발명에 따른 더미용압전층, 상부압전층, 하부압전층으로 이루어진 복합적층구조의 압전스피커의 음압특성을 나타내는 그래프이다.Figure 5a shows the sound pressure of a piezoelectric speaker with a simple laminated structure consisting of only an upper piezoelectric layer and a lower piezoelectric layer without a dummy piezoelectric layer and a piezoelectric speaker with a complex laminated structure consisting of a dummy piezoelectric layer, an upper piezoelectric layer, and a lower piezoelectric layer according to the present invention. This is a graph representing the characteristics.

도 5a에 따르면, 본 발명의 4개의 상부압전층(110), 더미용압전층(120), 4개의 하부압전층(130)으로 이루어진 압전스피커의 음압특성은, 단순적층구조의 압전스피커보다 800Hz이하 및 3000Hz 이상에서 음압특성이 향상되었음을 알 수 있다. According to Figure 5a, the sound pressure characteristics of the piezoelectric speaker consisting of four upper piezoelectric layers 110, a dummy piezoelectric layer 120, and four lower piezoelectric layers 130 of the present invention are 800Hz higher than that of a piezoelectric speaker with a simple laminated structure. It can be seen that the sound pressure characteristics have improved below and above 3000 Hz.

도 5b는 5개의 상부압전층(110), 1개의 더미용압전층(120), 3개의 하부압전층(130)으로 구성된 압전스피커의 음압특성 값들에서, 4개의 상부압전층(110), 1개의 더미용압전층(120), 4개의 하부압전층(130)으로 구성된 압전스피커의 음압특성 그래프의 차이를 뺀 결과그래프를 나타내는 그래프이다.Figure 5b shows the sound pressure characteristic values of a piezoelectric speaker composed of 5 upper piezoelectric layers 110, 1 dummy piezoelectric layer 120, and 3 lower piezoelectric layers 130, 4 upper piezoelectric layers 110, 1 This is a graph showing the result of subtracting the difference in the sound pressure characteristic graph of a piezoelectric speaker composed of four dummy piezoelectric layers 120 and four lower piezoelectric layers 130.

도 5b를 참조하면, 상부압전층(110)의 개수와 하부압전층(130)의 개수가 4개로 서로 동일하여 대칭인 구조를 갖는 것보다, 상부압전층(110)의 개수가 5개이고 하부압전층(130)의 개수가 3개로서 개수가 서로 달라 비대칭인 경우, 100Hz 내지 5000Hz 사이에서 0이 아닌 일정 값을 갖는 바 음압특성이 일부 향상되고, 특히 5000Hz이상에서 큰 값을 갖는 바 음압특성이 현저히 향상되었음을 알 수 있다.Referring to FIG. 5b, rather than having a symmetrical structure in which the number of upper piezoelectric layers 110 and the lower piezoelectric layer 130 are the same as four, the number of upper piezoelectric layers 110 is five and the lower piezoelectric layer is four. When the number of layers 130 is three and the numbers are different and asymmetric, the sound pressure characteristics are partially improved as they have a constant value other than 0 between 100 Hz and 5000 Hz, and in particular, the sound pressure characteristics as they have a large value above 5000 Hz are improved. It can be seen that there has been significant improvement.

상기 결과에 의하면, 본 발명의 압전소자의 복수의 상부압전층(110)의 개수는 복수의 하부압전층(130)의 개수와 서로 다르게 구비됨으로써 음압특성을 더욱 향상시킬 수 있다. According to the above results, the number of the plurality of upper piezoelectric layers 110 of the piezoelectric element of the present invention is provided differently from the number of the plurality of lower piezoelectric layers 130, so that the sound pressure characteristics can be further improved.

구체적으로 본 발명의 압전소자(10)의 경우, 상부압전층의 개수가 n개(n은 3이상의 자연수)이고, 하부압전층의 개수가 m개(m은 3이상의 자연수)일 때, 상부압전층의 개수 n은 하부압전층의 개수 m보다 크게 설정한다. 즉, 더미용압전층(120)을 기준으로 상부압전층(110)과 하부압전층(130)의 개수를 비대칭으로 하여 진동의 크기를 증폭시킬 수 있다.Specifically, in the case of the piezoelectric element 10 of the present invention, when the number of upper piezoelectric layers is n (n is a natural number of 3 or more) and the number of lower piezoelectric layers is m (m is a natural number of 3 or more), the upper piezoelectric The number n of layers is set larger than the number m of the lower piezoelectric layer. In other words, the magnitude of the vibration can be amplified by making the number of the upper piezoelectric layer 110 and the lower piezoelectric layer 130 asymmetrical based on the dummy piezoelectric layer 120.

한편 상부압전층 및 하부압전층의 총계수(n+m) 대비 상부압전층(110)의 개수(n)의 비율(z)은 n/(n+m)으로 나타낼 수 있으며, 비율z는 바람직하게는 0.6 내지 0.7 사이에 위치하도록 상부압전층 및 하부압전층의 개수를 설정할 수 있다.Meanwhile, the ratio (z) of the number (n) of the upper piezoelectric layer 110 to the total coefficient (n+m) of the upper and lower piezoelectric layers can be expressed as n/(n+m), and the ratio z is preferable. Typically, the number of upper and lower piezoelectric layers can be set to be between 0.6 and 0.7.

예를 들어, 도 1에서, 상부압전층(110)의 개수(n)가 5개이고 하부압전층(130)의 개수(m)가 3이므로, z= 5/8 = 0.625가 된다. 위와 유사하게 상부압전층(110)의 개수(n)가 7개이고 하부압전층(130)의 개수(m)가 3인 경우, z= 7/10 = 0.7이 될 수도 있다. 또한 상부압전층(110)의 개수(n)가 8개이고 하부압전층(130)의 개수(m)가 4인 경우, z= 8/12 = 0.67이 될 수도 있다. 또한 상부압전층(110)의 개수(n)가 9개이고 하부압전층(130)의 개수(m)가 5인 경우, z= 9/14 = 0.64가 될 수도 있다. For example, in Figure 1, since the number (n) of the upper piezoelectric layers 110 is 5 and the number (m) of the lower piezoelectric layers 130 is 3, z = 5/8 = 0.625. Similar to the above, if the number (n) of the upper piezoelectric layers 110 is 7 and the number (m) of the lower piezoelectric layers 130 is 3, z = 7/10 = 0.7. Additionally, if the number (n) of the upper piezoelectric layers 110 is 8 and the number (m) of the lower piezoelectric layers 130 is 4, z = 8/12 = 0.67. Additionally, if the number (n) of the upper piezoelectric layers 110 is 9 and the number (m) of the lower piezoelectric layers 130 is 5, z = 9/14 = 0.64.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자에서 상부압전층의 개수가 하부압전층의 개수와 서로 다르게 비대칭으로 구비됨으로써 진동정도가 강화되어 음압특성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, in the piezoelectric element for a piezoelectric speaker, the number of upper piezoelectric layers is provided asymmetrically and differently from the number of lower piezoelectric layers, thereby strengthening the degree of vibration and improving sound pressure characteristics.

도 6는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압전스피커용 압전소자를 설명하기 위한 단면도이다. Figure 6 is a cross-sectional view for explaining a piezoelectric element for a piezoelectric speaker according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 압전스피커용 압전소자(30)는 압전층(300) 및 전극층(400)을 포함한다.Referring to FIG. 6, the piezoelectric element 30 for a piezoelectric speaker includes a piezoelectric layer 300 and an electrode layer 400.

압전층(300)은 복수의 하부압전층(350), 복수의 하부압전층 상부에 적층된 하부더미용압전층(340), 하부더미용압전층 상부에 적층된 복수의 중간압전층(330), 복수의 중간압전층(330) 상부에 적층된 상부더미용압전층(320), 상부더미용압전층(340) 상부에 적층된 복수의 상부압전층(310)을 포함한다. 서로 인접한 압전층(300)은 서로 다른 방향으로 분극된다.The piezoelectric layer 300 includes a plurality of lower piezoelectric layers 350, a lower dummy piezoelectric layer 340 laminated on the upper part of the plurality of lower piezoelectric layers, and a plurality of intermediate piezoelectric layers 330 laminated on the lower dummy piezoelectric layer. , an upper dummy piezoelectric layer 320 stacked on top of a plurality of intermediate piezoelectric layers 330, and a plurality of upper dummy piezoelectric layers 310 stacked on top of the upper dummy piezoelectric layer 340. Piezoelectric layers 300 adjacent to each other are polarized in different directions.

전극층(400)은 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상부더미용압전층(320) 및 하부더미용압전층(340)을 제외한 서로 인전합 압전층(310, 330, 350)에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가된다. The electrode layer 400 is provided between a plurality of piezoelectric layers, and when driven, the piezoelectric layers 310, 330, and 350, except for the upper dummy piezoelectric layer 320 and the lower dummy piezoelectric layer 340, have different Power to form the electric field direction is applied.

하부압전층(350), 중간압전층(330), 상부압전층(310)은 제1 실시예에서 설명한 상부압전층(110), 하부압전층(130)의 설명과 중복되므로 상세한 설명은 생략한다. 또한 상부더미용압전층(340) 및 하부더미용압전층(320)은 제1 실시예에서 설명한 더미용압전층(120)의 설명과 중복되므로 상세한 설명은 생략한다.Since the lower piezoelectric layer 350, middle piezoelectric layer 330, and upper piezoelectric layer 310 overlap with the description of the upper piezoelectric layer 110 and lower piezoelectric layer 130 described in the first embodiment, detailed descriptions are omitted. . In addition, since the piezoelectric layer 340 for the upper dummy and the piezoelectric layer 320 for the lower dummy overlap with the description of the piezoelectric layer 120 for the dummy described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

제1 실시예의 압전소자(10)와 달리, 제2 실시예의 압전소자(30)는 2개의 더미용압전층(320, 340)을 포함한다. 이때 더미용압전층(320, 340)의 두께가 서로 다르게 형성될 수도 있다. 서로 다른 두께를 갖는 더미용압전층(320, 340)은 제1 실시예에서의 압전스피커용 압전소자의 음압특성에서 음압특성 중 일부주파수대역의 음압특성을 보완하는 기능을 수행한다. Unlike the piezoelectric element 10 of the first embodiment, the piezoelectric element 30 of the second embodiment includes two dummy piezoelectric layers 320 and 340. At this time, the dummy piezoelectric layers 320 and 340 may have different thicknesses. The dummy piezoelectric layers 320 and 340 having different thicknesses function to complement the sound pressure characteristics of some frequency bands among the sound pressure characteristics of the piezoelectric element for the piezoelectric speaker in the first embodiment.

그리고 상부압전층(310), 중간압전층(330)의 층 개수는 서로 다르게 형성되고 하부압전층(350) 및 중간압전층(330)의 층 개수도 서로 다르게 형성되거나, 또는 상부압전층(310), 중간압전층(330) 및 하부압전층(350)의 개수가 서로 다르게 형성될 수도 있다. 이와 같이 압전층의 개수를 서로 달리 설정하여 비대칭구조를 유지함으로써 음압을 향상시킬 수 있다.In addition, the number of layers of the upper piezoelectric layer 310 and the middle piezoelectric layer 330 are formed differently, and the number of layers of the lower piezoelectric layer 350 and the middle piezoelectric layer 330 are also formed differently, or the number of layers of the upper piezoelectric layer 310 is formed differently. ), the numbers of the middle piezoelectric layer 330 and the lower piezoelectric layer 350 may be formed differently. In this way, the sound pressure can be improved by maintaining an asymmetric structure by setting the number of piezoelectric layers differently.

한편 압전스피커는 상기 압전소자(10, 30)에 진동판을 접착수단을 통해 접착하고, 케이스 내에 장착함으로서 구성될 수 있다. Meanwhile, the piezoelectric speaker can be constructed by attaching a diaphragm to the piezoelectric elements 10 and 30 using an adhesive means and mounting it in a case.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자에서 상부압전층 및 하부압전층 사이에 분극정도가 상대적으로 약한 더미용압전층이 구비됨으로써, 더미용압전층이 상부압전층 및 하부압전층의 팽창/수축에 따른 진동의 크기를 증폭시킬 수 있다. According to the present invention, in the piezoelectric element for a piezoelectric speaker, a dummy piezoelectric layer with a relatively weak degree of polarization is provided between the upper piezoelectric layer and the lower piezoelectric layer, so that the dummy piezoelectric layer expands/contracts the upper piezoelectric layer and the lower piezoelectric layer. The size of vibration can be amplified.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자에서 상부압전층의 개수와 하부압전층의 개수가 서로 다르게 비대칭으로 구비됨으로써, 비대칭 구조에 따른 진동정도가 강화되어 음압특성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, in the piezoelectric element for a piezoelectric speaker, the number of upper piezoelectric layers and the number of lower piezoelectric layers are provided asymmetrically, so that the degree of vibration according to the asymmetric structure is strengthened, thereby improving sound pressure characteristics.

본 발명에 따르면, 압전스피커용 압전소자의 전극층에 제1 내지 제4 타입의 전극층을 적용함으로써 분극과 구동시 전압을 용이하게 인가할 수 있다. According to the present invention, voltage can be easily applied during polarization and driving by applying the first to fourth types of electrode layers to the electrode layer of the piezoelectric element for a piezoelectric speaker.

10, 30: 압전스피커용 압전소자
100: 압전층 110, 310: 상부압전층
120: 더미용압전층 130, 350: 하부압전층
200: 전극층
210a, 210b, 210c,210d, 210e: 상부압전전극층
220a: 상부더미용전극층 220b: 하부더미용전극층
230a, 230b, 230c: 하부압전전극층
320: 상부더미용압전층 330: 중간압전층
340: 하부더미용압전층10, 30: Piezoelectric element for piezoelectric speaker
100: Piezoelectric layer 110, 310: Upper piezoelectric layer
120: dummy piezoelectric layer 130, 350: lower piezoelectric layer
200: electrode layer
210a, 210b, 210c, 210d, 210e: upper piezoelectric electrode layer
220a: electrode layer for upper dummy 220b: electrode layer for lower dummy
230a, 230b, 230c: lower piezoelectric electrode layer
320: Piezoelectric layer for upper dummy 330: Middle piezoelectric layer
340: Piezoelectric layer for lower pile

Claims (10)

압전스피커용 압전소자에 있어서,
복수의 하부압전층, 상기 복수의 하부압전층 상부에 적층된 더미용압전층 및 상기 더미용압전층 상부에 적층된 복수의 상부 압전층을 구비하는 복수의 압전층; 및
상기 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상기 더미용압전층을 제외한 서로 인전합 압전층에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가되는 복수의 전극층을 포함하고,
서로 인접한 압전층은 서로 다른 방향으로 분극되는 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.In the piezoelectric element for a piezoelectric speaker,
A plurality of piezoelectric layers including a plurality of lower piezoelectric layers, a dummy piezoelectric layer stacked on top of the plurality of lower piezoelectric layers, and a plurality of upper piezoelectric layers stacked on top of the dummy piezoelectric layer; and
It is provided between the plurality of piezoelectric layers, and when driven, the in-conductor piezoelectric layers excluding the dummy piezoelectric layer include a plurality of electrode layers to which power is applied to form different electric field directions,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, wherein adjacent piezoelectric layers are polarized in different directions. 제1항에 있어서,
상기 복수의 상부압전층의 개수는, 상기 복수의 하부압전층의 개수와 서로 다른 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.According to paragraph 1,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, wherein the number of the plurality of upper piezoelectric layers is different from the number of the plurality of lower piezoelectric layers. 제1항에 있어서,
상기 더미용 압전층의 상부 및 하부 각각의 전극에는 서로 동일한 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.According to paragraph 1,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, characterized in that the same voltage is applied to each of the upper and lower electrodes of the dummy piezoelectric layer. 제2항에 있어서,
상기 복수의 상부 압전층의 개수는 n개(n은 3이상의 자연수)이고,
상기 복수의 하부 압전층의 개수는 m개(m은 3이상의 자연수)이고,
n/n+m은 0.6 내지 0.7 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.According to paragraph 2,
The number of the plurality of upper piezoelectric layers is n (n is a natural number of 3 or more),
The number of the plurality of lower piezoelectric layers is m (m is a natural number of 3 or more),
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, wherein n/n+m is located between 0.6 and 0.7. 제1항에 있어서,
상기 더미용 압전층을 제외한 나머지 복수의 압전층 각각의 두께는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자. According to paragraph 1,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, characterized in that the thickness of each of the plurality of piezoelectric layers other than the dummy piezoelectric layer is the same. 제5항에 있어서,
상기 더미용 압전층의 두께는 상기 복수의 상부 압전층 각각 또는 상기 복수의 하부 압전층 각각의 두께보다 두껍게 구비되는 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.According to clause 5,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, characterized in that the thickness of the piezoelectric layer for the dummy is thicker than each of the plurality of upper piezoelectric layers or each of the plurality of lower piezoelectric layers. 압전스피커용 압전소자에 있어서,
복수의 하부압전층, 상기 복수의 하부압전층 상부에 적층된 하부더미용압전층, 상기 하부더미용압전층 상부에 적층된 복수의 중간압전층, 상기 복수의 중간압전층 상부에 적층된 상부더미용압전층, 상기 상부더미용압전층 상부에 적층된 복수의 상부압전층을 구비하는 복수의 압전층; 및
상기 복수의 압전층 사이마다 구비되며, 구동시 상기 상부더미용압전층 및 상기 하부더미용압전층을 제외한 서로 인전합 압전층에는 서로 다른 전계방향을 형성하기 위한 전원이 인가되는 복수의 전극층을 포함하고,
서로 인접한 압전층은 서로 다른 방향으로 분극되는 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자.In the piezoelectric element for a piezoelectric speaker,
A plurality of lower piezoelectric layers, a lower dummy piezoelectric layer stacked on top of the plurality of lower piezoelectric layers, a plurality of intermediate piezoelectric layers stacked on top of the lower dummy piezoelectric layer, and an upper dummy layer stacked on top of the plurality of intermediate piezoelectric layers. A plurality of piezoelectric layers including a cosmetic piezoelectric layer and a plurality of upper piezoelectric layers stacked on top of the upper dummy piezoelectric layer; and
It is provided between the plurality of piezoelectric layers, and when driven, the inductive piezoelectric layers excluding the upper dummy piezoelectric layer and the lower dummy piezoelectric layer include a plurality of electrode layers to which power is applied to form different electric field directions. do,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, wherein adjacent piezoelectric layers are polarized in different directions. 제7항에 있어서,
상기 상부더미용압전층 및 상기 하부더미용압전층의 두께는 서로 다른 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자In clause 7,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, characterized in that the thickness of the piezoelectric layer for the upper dummy and the piezoelectric layer for the lower dummy are different from each other. 제7항에 있어서,
상기 상부압전층의 개수는, 중간압전층의 개수와 서로 다르고,
상기 하부압전층의 개수는, 중간압전층의 개수와 서로 다른 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자. In clause 7,
The number of upper piezoelectric layers is different from the number of middle piezoelectric layers,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, characterized in that the number of the lower piezoelectric layers is different from the number of middle piezoelectric layers. 제7항에 있어서,
상기 상부압전층의 개수, 중간압전층의 개수 및 상기 하부압전층의 개수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 압전스피커용 압전소자. In clause 7,
A piezoelectric element for a piezoelectric speaker, wherein the number of upper piezoelectric layers, the number of middle piezoelectric layers, and the number of lower piezoelectric layers are different from each other.
KR1020220190544A 2022-12-30 Piezoelectric element for piezoelectric speaker KR20240107683A (en)

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