KR20170142951A - 웨어러블 스피커 - Google Patents

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KR20170142951A
KR20170142951A KR1020170104020A KR20170104020A KR20170142951A KR 20170142951 A KR20170142951 A KR 20170142951A KR 1020170104020 A KR1020170104020 A KR 1020170104020A KR 20170104020 A KR20170104020 A KR 20170104020A KR 20170142951 A KR20170142951 A KR 20170142951A
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conductive
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박종진
박성웅
박시용
강미소
박상기
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 압전 필름과 상기 압전 필름의 양면에 형성된 전극을 포함하는 웨어러블 스피커에 있어서, 상기 전극은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종이 기재에 전도성 전극이 형성된 것임을 특징으로 하는 웨어러블 스피커에 관한 것으로, 본 발명의 웨어러블 스피커는 의복 자체에 직조 또는 탈부착 형식으로 고정시켜 제작되는 입을 수 있는 형태의 웨어러블 스피커를 제공한다.

Description

웨어러블 스피커{WEARABLE SPEAKER}
본 발명은 웨어러블 스피커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전도사를 직조하여 형성한 직물 전극이나 가요성 기재위에 그래파이트가 코팅된 전극을 이용하여 제조되어, 입을 수 있는 스피커에 관한 것이다.
최근 전기전자 기술의 눈부신 발전에 힘입어 다양한 기능의 전기소자 및 전자기기들이 개발되고 있다. 예컨대, 전기적인 신호를 이용하여 빛을 내는 발광소자나 정보를 저장하는 메모리 소자, 근/장거리 무선통신소자, 센서소자 등 각종 전기소자의 개발이 계속되고 있고, 이러한 소자들을 사용하여 디스플레이 장치나 휴대폰, MP3 플레이어, 디지털 카메라 등의 휴대용 단말기나 디지털 기기, 정보통신기기가 다양하게 개발되고 있다.
더욱이, 최근에는 인간의 신체에 착용할 수 있는 웨어러블 전자기기들이 미래의 인간 삶을 영위하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대되어 각광받고 있다. 이러한 웨어러블 기기들은 매우 얇은 가요성 기판과 가요성 있는 전극을 이용하여 신장가능하게 제작되고 있다.
스피커는 전기에너지를 음성에너지로 변화시키는 전기 음향 변환장치로 각종 스마트 기기와 함께 사용되는 중요한 기기로서, 최근에는 완구에서 통신기기에 이르기까지 거의 모든 전자제품에 소요되는 필수 부품이다. 스피커는 일반적으로 무빙코일(Moving Coil) 스피커가 가장 많이 사용되고, 특수하게는 정전형(Electrostatic) 스피커와 리본(Ribbon) 스피커, 압전형(Piezoelectric) 스피커 등이 있으며 최근에는 진동면이 얇은 필름으로 구성되는 박막형 스피커가 개발되고 있다.
기존의 박막형 스피커는 폴리비닐리덴 플루오로라이드 (Polyvinylidene fluoride, PVDF)와 같은 압전 폴리머 필름이 전기신호에 대해 진동을 발생시키는 특성을 이용하여 아날로그 전기신호를 음파로 변환하는 스피커의 기능을 필름 형태로 구현한 박막형 스피커를 들 수 있다. 그러나 이러한 필름 스피커들은 굽힐 수 있는 정도에 한계가 있어서, 사물에 부착한다거나 기존 스피커를 대체하는 형태로 적용 가능하지만 입을 수 있는 섬유 기재의 의류에 부착할 수 있는 웨어러블 스피커 형태로 사용하는 경우에는 기술적으로 한계가 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 하나의 목적은 스피커에서 압전 필름을 제외한 전기 신호의 입, 출력 단자로 사용되는 전극을 굽힘성과 내구성이 우수한 직물 전극 또는 그래파이트 코팅된 종이로 대체하여 입을 수 있는 스피커의 기능을 구현할 수 있는 웨어러블 스피커를 제공하는 것이다.
본 발명은 입을 수 있는(wearable) 직물 전극 또는 종이 전극으로 구성된 두 장의 가요성 전극 사이에 다양한 압전물질을 형성하여, 자유롭게 의복에 탈부착하거나 영구적으로 직조에 의해 고정하여 사용할 수 있고, 함께 세탁도 가능하며, 매우 저렴한 비용으로 간단하게 구현이 가능한 웨어러블 스피커를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 압전 필름과 상기 압전 필름의 양면에 형성된 전극을 포함하는 웨어러블 스피커에 있어서, 상기 전극은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종이 기재에 전도성 전극이 형성된 것임을 특징으로 하는 웨어러블 스피커에 관한 것이다.
본 발명의 웨어러블 스피커는 상기 대향하는 직물 전극 또는 종이 전극의 표면에서 성장된 금속산화물 나노구조체를 추가로 포함하고, 압전필름이 대향하는 한 쌍의 금속 산화물 나노구조체들 사이에 삽입될 수 있다.
다른 양상은 직물 기재 또는 그래파이트 코팅된 종이 기재에 형성된 전도성 전극을 갖는 대향하는 한 쌍의 직물 전극 또는 종이 전극, 및 상기 대향하는 직물 전극 또는 종이 전극의 표면에서 성장된 금속산화물 나노구조체 및 상기 금속 산화물 나노구조체들 사이에 삽입되는 압전 필름을 포함하는 웨어러블 스피커에 관한 것이다.
상기 직물 전극은 폴리아미드계, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리올레핀계, 폴리술폰계, 및 폴리에테르이미드계로 구성되는 군에서 선택되는 직물 또는 편물로 구성될 수 있다.
상기 직물 전극 또는 종이 전극 상의 전도성 전극은 백금, 금, 은, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 니켈, 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrol), 폴리티오펜(polythiophene)으로 구성된 군에서 선택된 재료를 포함한다.
본 발명의 웨어러블 스피커에서 상기 압전 필름은 금속산화물 박막 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF) 필름 또는PVDF 나노 웹으로 구성될 수 있다.
상기 금속 산화물 나노구조체는 In2O3, ZnO 및 SnO2을 포함하는 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예의 웨어러블 스피커에 의하면, 전극 기재로서 직물 전극이나 그래파이트 코팅된 종이를 이용하고, 압전 필름으로서 폴리비닐리덴플루오라이드 필름이나 폴리비닐리덴플루오라이드 나노웹을 이용하여, 입을 수 있는 섬유 기재의 의류에 부착할 수 있는 웨어러블 스피커 형태로 사용할 수 있다.
본 발명의 웨어러블 스피커는 굽힘이나 휨에 강하고, 내구성이 우수한 직물 기재 또는 직물과 유사한 특성을 갖는 종이 기재를 사용하여, 손쉽게 옷에 직조한다거나 굽힘이 심해 졌을 때, 복원력에 대한 문제 등을 해소할 수 있어, 아웃도어 의류 등에 적용 시에도 신뢰도에 문제가 없고, 더 나아가 자유롭게 의복에 탈부착하거나 영구적으로 직조에 의해 고정하여 사용할 수 있고, 함께 세탁도 가능하며, 매우 저렴한 비용으로 간단하게 구현이 가능한 웨어러블 스피커를 제공할 수 있다.
도1은 종래의 필름형 스피커의 개략블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 스피커의 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 스피커의 음원 모듈에 연결된 시스템의 개략사시도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 스피커의 분해사시도이다.
도5는 본 발명의 다른 실시예의 웨어러블 스피커의 분해사시도이다.
도6은 본 발명의 다른 실시예의 웨어러블 스피커의 직물 전극 위에 성장된ZnO 나노구조체의FE-SEM 이미지 사진이다.
도 7은 본 발명의 ZnO 나노구조체를 포함하는 웨어러블 스피커의 구현예의 사진이다.
이하, 본 발명에 대해서 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면들 중 도면 부호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 도면부호들로 표시하였다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 입을 수 있는 스피커는 굽힙성과 내구성을 갖는 직물 전극 그리고 가볍고 가요성이 있는 종이 기재 위에 형성된 전극 사이에 다양한 형태로 만들어진 압전 물질과 작동부에 각각 신호를 인가해주는 모듈로 구성된다. 두 개의 전극 기판 위에 신호를 뿌려 줄 수 있는 굽힘성을 가지는 전도성 전극을 형성한다. 이 때 전극은 전도사(conductive yarn)를 직조한다거나, 전면에 전극을 코팅하는 형태로 형성될 수 있다. 두 개의 전극에 외부 모듈의 신호에 의해 전압 및 전류가 인가되면, 이때 상 하판의 가운데에 있는 압전 물질이 그 신호에 맞게 떨리는 현상이 발생하게 된다. 이러한 형태의 스피커의 볼륨 조절은 압전 물질의 면적 또는 작동부 전체의 압착되는 정도 또는 휘어지는 텐션과 인가되는 신호의 세기에 따라 소리가 증폭되거나, 줄어들게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 스피커를 설명하기 위한 개략사시도이고, 도3은 본 발명의 일 실시예의 웨어러블 스피커의 음원 모듈에 연결된 시스템의 개략사시도이다. 본 발명의 웨어러블 스피커는 의복에 탈부착되어 입을 수 있는 형태의 스피커로 이용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 스피커는 압전 필름(120)과 상기 압전 필름의 양면에 형성된 전극(110, 120)을 포함하는 웨어러블 스피커에 있어서, 상기 전극(110, 120)은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종이 기재에 전도성 전극이 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 스피커는 직물 기재 또는 그래파이트 코팅된 종이 기재에 형성된 전도성 전극을 갖는 제1 직물 전극 또는 종이 전극(110); 상기 제1 직물 전극과 대향하여 형성되고, 직물 기재 또는 그래파이트 코팅된 종이 기재에 형성된 전도성 전극을 갖는 제2 직물 전극 또는 종이 전극(120); 상기 제1 직물(종이) 전극과 제2 직물(종이) 전극 사이에 형성되는 압전 필름(120))을 포함한다. 본 발명의 웨어러블 스피커에는 단자부(미도시)가 전기적으로 접속될 수 있다.
본 발명에서 설명의 간략화를 위해서 직물 전극이라고 표현하나, 이러한 표현은 그래파이트 코팅된 종이 전극을 포함하는 의미로 사용된다.
상기 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)은 직물 또는 그래파이트 코팅된 종이 기재와 이러한 기재 상에 도전성 물질이 패터닝되어 형성된 전도성 패턴을 포함한다. 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)은 각각의 전도성 패턴들이 서로 대향되도록 배치될 수 있다. 제1 직물 전극(110) 및 제2 직물 전극(130)에 형성된 전도성 패턴은 직물 또는 그래파이트 코팅된 종이에 전도성 잉크를 프린팅하거나, 직물의 직조 시에 두 개의 선 전극을 그리드 형태로 함께 직조하여 형성하거나, 직물 위에 은전도사 등의 도전사를 자수하여 형성될 수 있다.
상기 직물은 임의의 직물 소재(textile material), 직조된 소재(woven material), 편물, 부직포, 인공 시트(sheet) 또는 의복의 직물의 일부분일 수 있다. 웨어러블 스피커는 의복 내부로 감춰지거나 적어도 부분적으로 보여질 수 있다.
본 발명에서 직물 전극을 구성하는 직물로는 폴리아미드계, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리올레핀계, 폴리술폰계, 및 폴리에테르이미드계 등을 예로 들 수 있다. 이들의 구체적인 예로는DynamicTM,DynamicTM-creo, Spandex(lycra,elastane), 旭化成섬유®선플레이, 旭化成섬유®임팩트, 니케®아로스트레치, 三菱레이온®소아나, 帝人파이버®테비아, KB세이렌®에스판시오네FF, KB세이렌®에라스코트, KB세이렌®미노우브, KB세이렌®라펫시, KB세이렌®구라샘ES, KB세이렌®에스판시오네, 쿠라보®Dow XLA, 도레이®바디조이, 도레이®트린티, 도레이®파카나, 도레이®사라카라홑, KB세이렌®에스팬티, KB세이렌®시데리아, 쿠라레®에바, 쿠라레®푸루네, 시키보®유니파왈, 帝人파이버®스페이실, 도요보®브레스에어, 도레이®T-400 파이버, 도레이®핏티, 도레이®비텔, 도레이®푸루에라, 유니티카®제트텐, 유니타카®페오스, 쿠라레®스판텔 등을 예로 들 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다.
직물로서 신축성 직물도 이용할 수 있는데, 이러한 신축성 직물의 예로는SHIELDEX®사, SHIELDEX®가연사, SHIELDEX®섬유, SHIELDEX®TPU 사, SHIELDEX®직물, SHIELDEX®편물, SHIELDEX®부직포, Nanjing Bright Textiles®강철사, Nanjing Bright Textiles®니켈, 또는 구리 도금 폴리에스테르사 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 직편물은 수지 코팅한 것이어도 된다. 상기 직편물이 수지 코팅한 것일 경우에는, 예를 들면 직편물에 수지 코팅하여 작성할 수 있다. 상기 수지 코팅에 사용하는 코팅 재료로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 우레탄 수지를 들 수 있다.
본 발명의 직편물에 있어서, 조직으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 평직, 능직, 주자직, 각각의 짜는 방법을 응용한 것 등을 들 수 있다. 직밀도를 올리기 쉽다는 점에서 능직이 바람직하다.
본 발명의 웨어러블 스피커는 전극으로서 그래파이트 코팅된 종이를 사용할 수 있다. 그래파이트는 결정구조가 6각형(hexagonal) 구조로 탄소 여섯 개로 이루어진 고리가 연결되어 층을 이룬 모양이며 층면간 거리는 0.33 nm로서 층간 서로 분리되어 있다. 그래파이트는 내열성이 우수하고 낮은 열팽창 계수를 갖고 높은 열전도율, 높은 내열 충격성, 경량 및 우수한 가공성, 높은 전기 전도성을 갖고 있다.
그래파이트는 높은 결정질 탄소의 일 형태이다. 본 발명에서 사용되는 그래파이트는 합성 또는 천연 생성(occurring)으로 얻을 수 있다. 합성 그래파이트가 특히 바람직하며, 이는 높은 온도 및 압력에서 탄소를 가공함으로써 제조될 수 있다. 상기 그래파이트는 상기 코팅 내에서 그래파이트 입자의 균일한 분산물을 얻기 위해서, 상기 코팅액 내에 균일하게 분포되는 것이 바람직하다.
종이는 당업자에게 알려진 임의의 방법에 의해, 그래파이트를 포함하는 코팅 조성물로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅된 섬유는 하기와 같이 제조될 수 있다: 상기 그래파이트를 액체상 비히클(liquid vehicle)에 넣어 현탁액으로 만들고, 상기 현탁액을 사용하여 종이를 코팅한다. 그래파이트 입자는 액체상 비히클에 음파로(ultrasonically) 혼합될 수 있다.
상기 종이는 신문용지, 백상지, 차급백상지, 중질지, 서적용지, 그라비아용지, 증권용지, 은행권용지, 백편지, 경량(박엽)인쇄지, 아트지, 코트지, 경량코트지, 경면광택지, 엠보스지, 아트포스트지, 색백상지, 색엠보스지, 관제엽소용지, 우표용지, 필기용지, 노트용지, 장부용지, 편지지, 잡기용지, 수채화용지, 켄트지, 목탄지, 도표용지, 화선지, 서도지, 화폐용지 등에서 선택하여 사용할 수 있다.
굽힘성과 유연성 기재는 종이, 필름 등에서 선택하여 사용 할 수 있다, 특히 종이는, 한솔페이퍼®A4용지, 한솔페이퍼®PET필름, HP®glossy paper, PE 필름®한솔 페이퍼, 삼성®스카치테이프 , 효성®양면테이프 , ㈜삼원특수지®색지, ㈜삼원특수지®수공예지, ㈜삼원특수지®골판지, ㈜삼원특수지®그래픽용지, ㈜삼원특수지®아트지, ㈜삼원특수지®코팅지, ㈜삼원특수지®레터지, ㈜삼원특수지®크라프트지, ㈜삼원특수지®트레싱지, ㈜삼원특수지®켄트지, ㈜삼원특수지®하드보드, ㈜삼원특수지®수채화지, ㈜삼원특수지®판화지, ㈜삼원특수지®아크릴, ㈜삼원특수지®드로잉페이퍼, ㈜삼원특수지®스케치북, ㈜삼원특수지®재생용지, 한솔페이퍼®아트지, 한솔페이퍼®하이벌크지, 한솔페이퍼®백상지, 한솔페이퍼®복사지, 한솔페이퍼®HI-Q GSC, 한솔페이퍼®HI-Q SC, 한솔페이퍼®GK, 한솔페이퍼®HI-Q IV, 한솔페이퍼®인쇄용지, 한솔페이퍼®펄지, 한솔페이퍼®워터마크지, 한솔페이퍼®흑지, 한솔페이퍼®화일지, 한솔페이퍼®나염원지, 한솔페이퍼®박리지, 한솔페이퍼®글라스지, 한솔페이퍼®감열지, 한솔페이퍼®감압지, 한솔페이퍼®통장용지, 한국 조폐공사 지폐용지에서 선택하여 사용할 수 있다.
상기 제1 직물 전극 및 상기 제2 직물 전극에 형성되는 전도성 패턴은 금, 은, 팔라듐, 니켈, 구리 등을 포함할 수 있는데, 구체적인 예로는 일본精線®Brauswick, Brausmet, 도레이®토루카, 쿠라레®쿠쿠, 쿠라레®세루멧구, Rohm & Haars®X-static, Teijin®메다리온, ICI®Epitoropic fiber, Rhone Poulene®Nylfrance, Du pont®Antron-Ⅲ, 쿠라레®쿠라가보, Monsanto®ultron, 종방®베루도롱, 유니타카®무가Ⅲ, 도레이®SA-7 에서 선택하여 사용 할 수 있다.
상기 전도성 전극은 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrol), 폴리티오펜(polythiophene) 등의 전도성 고분자로 구성될 수도 있다.
상기 전도성 패턴은 직물에 전도성 잉크를 스크린 인쇄, 롤러 프린팅, 또는 전기수력학적 프린팅에 의해 프린팅하여 형성되거나, 직물의 직조 시에 두 개의 선 전극을 그리드 형태로 함께 직조하여 형성할 수 있고, 대안으로 전기전도성 은사 또는 전도사(conductive yarn)를 자수하여 형성할 수 있다. 본 발명에서 전도성 패턴은 전극에 밀착되도록 코팅되므로, 종래의 구리테이프를 부착한 접점 구조에 비해, 압전 필름의 진동에도 불구하고 접점의 손상이나 탈락이 방지되어 내구성이 증대된다.
상기 전도사로는, 예를 들면 구리, 철, 금, 은, 합금 등의 금속선을 들 수 있고, 그 중에서도 충분한 가요성, 도전성을 얻을 수 있으며 저가인 점에서, 구리선이 바람직하다. 그 중에서도, 구리와 은의 합금을 피복한 구리선이 바람직하다. 상기 구리와 은의 합금을 피복한 구리선이라면, 비교적 가는 지름의 것이라도 복수 가닥 꼬아 합치는 등에 의해 원하는 강도를 갖추는 것이 용이하다. 또한, 상기한 바와 같이 꼼으로써, 직편물 내에서 금속선의 들뜸이 발생하기 어려워져 바람직하다. 상기 전도사는 모노필라멘트, 멀티필라멘트의 어느 것이어도 된다. 또한, 이들이 유기물에 의해 피복된 피복 전도사이어도 된다. 피복 전도사일 경우에는, 누전 등을 방지할 수 있다는 점에서 바람직하다.
상기한 바와 같이 가는 지름의 것을 복수 가닥 꼬아 합한 것은 가요성을 가진 것으로 되기 쉽기 때문에 강도나 제직성의 점에서도 적합하다. 또한, 상기한 바와 같이, 한 가닥의 섬유가 절단되더라도 전기를 통하기 쉽고, 직물로 했을 때에도 가요성이 풍부한 것으로 할 수 있기 때문에, 음질, 음량 모두 뛰어난 것을 얻기 쉽고, 내구성도 뛰어난 것이 된다.
본 발명의 직편물의 작성 방법으로는, 일반적으로 사용되고 있는 직기, 편기를 이용하여, 상기 전도성 패턴 형상이 직조직의 일부를 형성하도록 전도사를 짜 넣거나 편조직의 일부를 형성하도록 전도사를 떠 넣음으로써 작성할 수 있다.
압전 필름(120)은 전기적인 신호, 즉 음향 신호에 상응하는 전압이 인가되면 역압전 효과에 의해 기계적인 진동을 함으로써 음향을 재생할 수 있게 한다. 역압전 효과란 압전성을 가지는 진동판에 고주파 전압을 걸면 판이 주기적으로 신축하며, 특히 전압의 주파수를 판의 고유 진동수에 맞추면 공진하여 압전 필름이 강하게 진동하는 현상을 일컫는다. 압전 필름(110)은 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF; Polyvinylidene fluoride) 또는 폴리비닐리덴플루오라이드를 전기방사하여 수득한 나노웹으로 형성되는 것이 바람직하나, 이 외에 다양한 소재로 형성될 수 있음은 물론이다. 나노웹은 고분자 물질을 전기 방사방법으로 방사하여 다수의 기공을 갖는3차원 네트워크 구조로 이루어진 것으로서, 내구성이 우수하고, 유연성이 향상된다.
한편, PVDF 나노 웹은 고분자 물질과 용매를 일정 비율로 혼합하여 방사용액을 만들고, 전기방사(electrospinning), 에어 전기방사(AES: Air-Electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electrobrown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 플래쉬 전기방사(flash-electrospinning) 중 어느 하나의 방사방법에 의해 방사하여 수득할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 웨어러블 스피커는 직물 기재 또는 그래파이트 코팅된 종이 기재에 형성된 전도성 전극을 갖는 대향하는 한 쌍의 직물 전극 또는 종이 전극, 및 상기 대향하는 직물 전극 또는 종이 전극의 표면에서 성장된 금속산화물 나노구조체 및 상기 금속 산화물 나노구조체들 사이에 삽입되는 압전 필름을 포함한다. 이러한 본 발명의 웨어러블 스피커는 모듈에 배선을 하여 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨어러블 스피커의 분해사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨어러블 스피커는 제1 직물(또는 종이) 전극(110), 압전 필름(120), 제2 직물(종이) 전극(130) 및 상기 제1 및 제2 직물 전극(110, 130)의 표면에서 성장시킨, 금속산화물 나노구조체(140)를 포함한다. 여기서, 금속산화물 나노구조체(140)는 In2O3, ZnO 또는 SnO2 중에서 선택된 어느 하나의 산화물로 형성되며, 이들 중에 두 가지를 선택하여 구성한 화합물로도 형성될 수 있다.
촉매에 의한 나노와이어 성장, 레이저를 이용한 촉매에 의한 나노와이어 성장, 자기촉매(self-catalytic) VLS 방법, VLS Vapor-Liquid-Solid) 방법, VS(Vapor-Solid) 성장기구, 용액 내에서의 나노와이어 합성, 수열합성, 탄소나노튜브 템플릿 이용 방법, 다공성 템플릿 이용 방법, 화학기상증착법(CVD) 등 다양한 방법으로 나노구조체를 성장시킬 수 있다.
이상 본 발명의 구체적 실시예와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.
110: 제1 직물 전극
130: 제2 직물 전극
120: 압전필름
140: 금속산화물 나노구조체

Claims (8)

  1. 압전 필름과 상기 압전 필름의 양면에 형성된 전극을 포함하는 웨어러블 스피커에 있어서, 상기 전극은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종이 기재에 전도성 전극이 형성된 것임을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  2. 제1항에 있어서, 상기 직물 전극은 폴리아미드계, 폴리우레탄계, 폴리에스터계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리올레핀계, 폴리술폰계, 및 폴리에테르이미드계로 구성되는 군에서 선택되는 직물, 편물 또는 부직포로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전도성 전극은 백금, 금, 은, 구리, 팔라듐, 알루미늄, 니켈, 폴리아닐린, 폴리피롤, 및 폴리티오펜으로 구성된 군에서 선택된 재료에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전도성 전극은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종기 기재의 전면에 전도성 물질이 코팅되어 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전도성 전극은 직물 기재 또는 그래파이트가 코팅된 종기 기재에 전도사를 함께 직조하거나, 전도사를 자수하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  6. 제1항에 있어서, 상기 압전 필름은 금속산화물 박막 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 필름 또는 PVDF 나노 웹인 것을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  7. 제1항에 있어서, 상기 웨어러블 스피커가
    상기 대향하는 직물 전극 또는 종이 전극의 표면에서 성장된 금속산화물 나노구조체를 추가로 포함하고, 압전필름이 대향하는 한 쌍의 금속 산화물 나노구조체들 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
  8. 제7항에 있어서, 상기 금속산화물 나노구조체는 In2O3, ZnO 및 SnO2를 포함하는 군 중에서 선택된 어느 하나의 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 스피커.
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