KR101442632B1 - 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 압전 복합 필름에 의하면, 압전성의 필러와 도전성의 필러를 함께 매트릭스 내에 분산시키거나, 압전성의 필러의 표면에 도전성의 코팅막을 형성하여 매트릭스 내에 분산시킴으로써, 매트릭스 내에 전기적 흐름을 향상시킬 수 있다. 즉, 매트릭스 내에서, 전극과 인접하는 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스 내에 분산된 복수의 압전성 필러에 대해 전기 신호가 용이하게 전달되도록 할 수 있다. 이에, 압전층의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기 다른 문제를 최소화할 수 있다.
Description
본 발명은 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치에 관한 것으로, 전기적 흐름이 향상된 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말한다. 이러한 압전 소자는 한국등록특허 10-0707949에 개시된 바와 같이, O-3형 압전 복합체 즉, O-3형 압전층과, 압전층의 상부 및 하부에 형성된 전극을 포함한다. 여기서 O-3형 압전층은 고분자로 이루어진 매트릭스에 PZT와 같은 압전 분말이 분산되어 있는 구조이다. 이에 상하부에 형성된 전극으로부터 전기 신호가 인가되면, 그 전기 신호가 압전 분말로 전달되며, 이에 따라 압전층의 변위가 발생하게 되어 기계적 진동을 발생시킨다.
그런데, 매트릭스 내에 분산되어 있는 압전 분말 중, 매트릭스의 상부 또는 하부 영역에 위치하여, 상대적으로 상하부 전극과 인접하여 위치하는 압전 분말로는 전기 신호의 전달이 용이하나, 매트릭스의 중심 영역에 위치하여 상하부 전극과 상대적으로 멀리 떨어져 있는 압전 분말로는 전기 신호의 전달이 어렵다. 즉, 매트릭스의 상부 영역 또는 하부 영역에 분산되어 있는 압전 분말에 비해 매트릭스의 중심 영역에 분산되어 있는 압전 분말로의 전기 신호 전달이 어렵거나, 전기적 흐름이 작다. 따라서 압전층의 중심 영역의 압전 특성 또는 진동의 크기가 상부 및 하부 영역에 비해 작을 수 있으며, 이는 O-3형 압전층을 사용하는 다양한 장치의 특성을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.
본 발명은 전기적 흐름이 향상된 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 전극 위치에 상관없이 압전층 내로 전기적 신호가 용이하게 전달될 수 있는 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 압전 복합 필름은 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러를 포함한다.
본 발명에 따른 압전 복합 필름은 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고, 상기 필러의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막이 형성된다.
상기 매트릭스는 고분자(polymer) 이다.
상기 매트릭스는 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 폴리플루오린화비닐리덴(polyvinylidene fluoride; PVDF), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 도전성의 재료는 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나이다.
본 발명은 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서, 상기 압전 복합 필름은, 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러를 포함한다.
본 발명은 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서, 상기 압전 복합 필름은, 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고, 상기 필러의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막이 형성된다.
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 도전성의 재료는 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태들에 따른 압전 복합 필름에 의하면, 압전성의 필러와 도전성의 필러를 함께 매트릭스 내에 분산시키거나, 압전성의 필러의 표면에 도전성의 코팅막을 형성하여 매트릭스 내에 분산시킴으로써, 매트릭스 내에 전기적 흐름을 향상시킬 수 있다. 즉, 매트릭스 내에서, 전극과 인접하는 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스 내에 분산된 복수의 압전성 필러에 대해 전기 신호가 용이하게 전달되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 종래와 같이 전극과 멀리 떨어져 있을수록 전기적 신호 또는 흐름이 약한 문제를 방지할 수 있어, 압전층의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기 다른 문제를 최소화할 수 있다. 따라서, 압전 복합 필름의 압전 특성 및 기계적 진동 효과가 향상되며, 이러한 압전 복합 필름이 적용되는 압전 장치 예컨대, 압전 스피커, 압전 엑츄에이터, 압전 에너지 하베스터의 특성 또한 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 압전 복합 필름이 적용된 압전 스피커를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 압전 복합 필름이 적용된 압전 스피커를 도시한 단면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)은 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a, 112b)가 분산된 압전층(110), 압전층(110)의 일면 예컨대, 상면에 형성된 제 1 전극(120a), 압전층(110)의 타면 예컨대, 하면에 형성된 제 2 전극(120b)을 포함한다.
압전층(110)은 두께 방향으로 분극(poling)시켜서 압전 특성을 갖는 수단으로서, 본 실시예에서는 대략 사각형인 필름 형태로 형성된다. 상기 압전층(110)의 형상은 상술한 사각형에 한정되지 않고, 설지 구조 및 사용 목적에 따라 다양한 형상으로 변경 가능하다.
이러한 압전층(110)은 상술한 바와 같이 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a, 112b)가 분산된 0-3 구조의 복합체로서, 매트릭스(111)는 고분자 재료인 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS)로 이루어진 얇은 박막 또는 필름 형태이다. 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS)에 한정되지 않고, 폴리플루오린화비닐리덴(polyvinylidene fluoride; PVDF), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 등 다양한 고분자 물질을 이용할 수 있다.
복수의 필러(112a, 112b)는 압전 복합 필름(100)에 압전 특성을 부여하기 위한 것으로, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러(112a)와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러(112b)를 포함하며, 상기 복수의 제 1 필러(112a)와, 복수의 제 2 필러(112b)는 상호 이격되도록 분산되어 있다. 여기서 복수의 제 1 필러(112a)는 압전 특성을 가지며, 복수의 입자로 이루어진 분말(powder) 형태로서, PZT와 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나이다.
제 2 필러(112b)는 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가되는 전기 신호 즉, 전압이 압전층(110) 전체에 대해 용이하게 전달되도록 하는 것으로, 도전성의 재료인 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 중 어느 하나로 이루어지며, 복수의 입자로 이루어진 분말(powder) 형태이다. 여기서, 금속으로는 카본(C), Ag, Cu, Al, Ni, Fe 등의 전기적 도전성을 가지는 다양한 재료가 사용될 수 있다.
제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 각각 압전층(110)의 상면 및 하면에 형성되어, 압전층(110)에 전기 신호 즉, 전압을 인가한다. 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 도전성의 물질로 형성되며, 예컨대 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C) 분말 또는 Al 등의 금속 페이스트(paste)를 이용하거나, polyaniline, polythiophene, PEDOT(poly(3,4-ethylene-dioxythiophene)), polypyrrole, PPV(polyphenylenevinylene) 등의 도전성 고분자와 그의 유도체 및 유기물 전도체 중 적어도 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 사각형, 부채꼴 등의 다양한 다각형의 형상으로 제조될 수 있다.
이러한 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)의 동작을 위해, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)에 전기 신호 즉, 전압을 인가하면, 인가된 전기 신호는 압전층(110)으로 전달된다. 압전층(110)은 상술한 바와 같이, 0-3 구조의 복합체로서, 매트릭스(111) 내에 압전성인 복수의 제 1 필러(112a)와 도전성인 복수의 제 2 필러(112b)가 혼합되어 분산되어 있는 구조이다. 이에, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가된 전기 신호는 매트릭스(111)를 통해 복수의 제 1 필러(112a)와 복수의 제 2 필러(112b)로 전달되며, 전달된 전기 신호에 의해 압전층(110)의 변위가 발생하게 되어 기계적 진동을 발생시킨다.
한편, 압전층(110)의 상면 및 하면에 전극(120a, 120b)이 형성되어 있기 때문에, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 인접하여 위치하는 제 1 필러(112a)에 비해 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는 제 1 필러(112a)로 전기 신호가 전달되기가 어렵다. 다시 말하면, 매트릭스(111)의 상부 영역 또는 하부 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)에 비해 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로 전기 신호가 전달되기가 어렵다.
그런데, 본 실시예에서는 매트릭스(111) 내에 압전성의 제 1 필러(112a) 이외에 도전성의 복수의 제 2 필러(112b)를 분산시킨다. 제 2 필러(112b)는 매트릭스(111) 내 전체 영역에 대해 분산되어 있어, 매트릭스(111) 내에서 전기 신호의 흐름을 용이하게 하는 일종의 전기적 네트워크 또는 매개체 역할을 한다. 따라서, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가된 전기 신호 중 적어도 일부는 제 2 필러(112b)로 전달되어 인접한 제 1 필러(112a)로 전달되거나 또는 제 2 필러(112b)로 전달된 전기 신호는 다른 제 2 필러(112b)를 통해 인접한 제 1 필러(112a)로 전달되어, 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 고르게 전달될 수 있다. 이에, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 이격되어 있는 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산된 제 1 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달된다. 이로 인해 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이 매트릭스(111) 내로의 전기 전달 흐름이 향상되며, 균일한 크기의 전기 신호가 전달될 수 있어, 압전 복합 필름(100)의 특성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 설명한다. 이때, 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나, 간략히 설명한다.
제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)은 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a)가 분산된 압전층(110), 압전층(110)의 일면 예컨대, 상면에 형성된 제 1 전극(120a), 압전층(110)의 타면 예컨대, 하면에 형성된 제 2 전극(120b)을 포함하여, 제 1 실시예와 유사하다. 다만, 본 실시예에 따른 압전층(110)에서는 매트릭스(111) 내에 분산된 복수의 필러(112a)는 압전성의 재료로 이루어지고, 필러(112a)의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막(112c)이 형성된다.
압전성을 가지는 복수의 필러(112a)는 제 1 실시예에서와 마찬가지로 파우더 또는 입자 형태로서, PZT와 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나이다.
코팅막(112c)은 복수의 필러(112a) 각각의 표면을 피복하도록 코팅되며, 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 금속 재료로는 카본(C), Ag, Cu, Al, Ni, Fe 등이 사용될 수 있다. 필러(112a) 표면에 코팅막(112c)을 형성하는 방법은 무전해 도금 전해 도금 또는 졸-겔 반응(sol-gel reaction)에 의한 다양한 표면 코팅 방법으로 형성할 수 있다.
이러한 코팅막(112c)은 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가되는 전기 신호가 압전층(110) 전체에 대해 용이하게 전달되도록 일종의 전기적 네트워크(network) 또는 매개체 역할을 한다. 즉, 다시 말하면 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)으로부터 인가된 전기 신호는 최외각층인 도전성의 코팅막(112c)을 통해 압전성의 필러(112a)로 전달된다. 이때, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는, 예컨대 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달되는데, 이는 필러(112a)의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성되어 있어, 코팅막(112c)에 의해 매트릭스(111) 내 전기 전달 흐름이 향상되기 때문이다. 이와 같이, 각각의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성된 필러(112a)는 매트릭스(111) 내에서 도메인을 형성하며, 각각의 도메인이 제너레이터(generator)가 된다. 이로 인해 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스(111) 전체에 대해 균일한 전기 신호를 인가할 수 있어, 압전 복합 필름(100)의 특성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합 필름이 적용된 압전 스피커를 도시한 단면도이다.
이하에서는 도 3를 참조하여 본 발명의 압전 복합 필름(100)이 적용된 압전 스피커를 설명한다. 이때, 상술한 압전 복합 필름과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 스피커는 압전 복합 필름(100)과, 압전 복합 필름(100)을 지지하는 프레임(400), 압전 복합 필름(100)의 상측에 위치하여 상기 압전 복합 필름(100)을 커버하는 캡(600), 압전 복합 필름(100)과 프레임(400) 간을 접합시키는 접착층(500)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 압전 복합 필름(100)의 하부에 진동 부재가 부착될 수 있으며, 진동 부재는 금속, 천연 펄프 또는 고분자 수지로 이루어진 필름 형태일 수 있다.
여기서, 압전 복합 필름(100)은 압전층(110), 압전층(110)의 상면 및 하면 각각에 형성된 전극(120a, 120b)을 포함하고, 압전층(110)은 고분자 매트릭스(111) 내에 복수의 필러가 분산된 O-3 복합체 구조이다. 이때, 압전층(110)은 도 1에 도시된 제 1 실시예에서와 같이, 매트릭스(111) 내에 압전성인 제 1 필러(112a)와 도전성의 제 2 필러(112b)가 분산되어 있는 구조이거나, 도 2에 도시된 제 2 실시예에서와 같이 압전성인 필러(112a)의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 코팅된 형태이다.
접착층(500)은 압전 복합 필름(100)과 프레임(400) 사이에 도포되어, 압전 복합 필름(100)의 하부에 프레임(400)을 접합시킨다. 이러한 접착층(500)은 고탄성율의 재료를 사용하는 것이 효과적이며, 본 발명의 실시예에서는 에폭시(epoxy) 실리콘(silicon) 수지 및 아크릴 올리고머(acryl oligomer) 중 적어도 어느 하나를 사용한다.
프레임(400)은 접착층(500)에 의해 적어도 압전 복합 필름(100)의 하부를 둘러싸는 형태로 부착되어, 압전 복합 필름(100)을 지지한다. 이러한 프레임(400)은 압전 복합 필름(100)이 진동할 때, 반진동을 최소화하기 위해, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 및 폴리카보네이트(PC) 등을 포함하는 플라스틱이나 알루미늄 중 어느 하나로 제조되는 것이 바람직하다. 실시예에 따른 프레임(400)의 경우, 압전 복합 필름(100)의 하측에 대응하는 영역, 즉 프레임(400)의 하부가 폐쇄된 형태이나, 이에 한정되지 않고, 하부가 개구된 형상일 수도 있다.
캡(600)은 압전 스피커를 보호하는 것으로, 압전 복합 필름(100)의 상측에서 프레임(400)과 연결되도록 설치되어, 압전 복합 필름(100)을 커버하며, 전면에 복수의 음향홀(610)을 포함한다. 음향홀(610)의 형상은 원형, 타원형 다각형 등으로 다양하게 변경 가능하다.
상술한 압전 스피커의 동작을 위해서는 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)을 통해 전기 신호 즉, 전압을 인가한다. 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)을 통해 인가된 전기 신호는 압전층(100)의 매트릭스(111) 내로 전달되는데, 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)에 의하면(도 1 참조), 일부는 압전성인 복수의 제 1 필러(112a)로 직접 전달되고, 적어도 일부는 도전성인 복수의 제 2 필러(112b)를 거쳐 제 1 필러(112a)로 전달될 수 있다. 특히, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 인접하도록 매트릭스(111)의 상부 또는 하부 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로는 전기 신호가 직접 전달되고, 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로는 도전성의 제 2 필러(112b)를 매개로 전달될 수 있다. 따라서, 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역에 상관없이 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 걸쳐 전기 신호가 용이하게 전달될 수 있어, 종래와 같이 압전층(110)의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기가 다르거나 하는 문제를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 압전 스피커의 특성이 향상된다.
또한, 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)에 의하면(도 2참조), 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)으로부터 인가된 전기 신호는 최외각층인 도전성의 코팅막(112c)을 통해 압전성의 필러(112a)로 전달된다. 이때, 도전성의 코팅막(112c)에 의해 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는 즉, 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달된다. 또한, 각각의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성된 필러(112a)는 매트릭스(111) 내에서 도메인을 형성하며, 각각의 도메인이 제너레이터(generator)가 된다. 따라서, 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 대해 전기 신호가 용이하게 전달될 수 있다. 이로 인해, 압전층(110)의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기가 다른 현상을 최소화할 수 있고, 이에 압전 스피커의 특성이 향상된다.
상기에서는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합 필름이 적용되는 압전 장치로 압전 스피커를 예를 들어 설명하였다. 하지만, 다양한 압전 장치 예컨대, 기계적인 변위 또는 운동을 발생시키는 압전 엑츄에이터(piezoelectric actuator) 또는 변위를 받아서 전기 에너지로 변환시키는 압전 에너지 하베스팅(Piezoelectric energy harvesting) 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 압전 복합 필름 110: 압전층
111: 매트릭스 112a: 제 1 필러,
112b: 제 2 필러 112c: 코팅막
120a, 120b: 전극 400: 프레임
500: 접착층 600: 캡
111: 매트릭스 112a: 제 1 필러,
112b: 제 2 필러 112c: 코팅막
120a, 120b: 전극 400: 프레임
500: 접착층 600: 캡
Claims (10)
- 삭제
- 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나로 이루어진 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및
상기 압전층의 양면에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나로 형성된 전극;
을 포함하고,
상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고,
상기 필러의 표면에 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나의 도전성의 재료로 이루어져, 상기 전극으로 인가된 전압을 전달받아 상기 매트릭스 내에서 전기적 네트워크를 형성하는 코팅막이 형성된 압전 복합 필름. - 삭제
- 삭제
- 청구항 2에 있어서,
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 압전 복합 필름. - 삭제
- 삭제
- 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서,
상기 압전 복합 필름은,
폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나로 이루어진 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및
상기 압전층의 양면에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나로 형성된 전극;
을 포함하고,
상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고,
상기 필러의 표면에 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나의 도전성의 재료로 이루어져, 상기 전극으로 인가된 전압을 전달받아 상기 매트릭스 내에서 전기적 네트워크를 형성하는 코팅막이 형성된 압전 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 압전 장치. - 삭제
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