KR20200132523A - 초음파 마스크 및 이를 포함하는 피부 관리 기기 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 초음파 마스크는, 제 1 기재; 상기 제 1 기재의 내부에 배치되는 제 1 배선; 상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 제 2 기재; 상기 제 2 기재의 내부에 배치되는 제 2 배선; 상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재 사이에 배치되는 복수의 압전 부재; 상기 제 1 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 하부면에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 상부면에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 기재, 상기 제 2 기재 및 상기 압전 부재 사이에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 배열되고, 상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배열되고, 상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생한다.
Description
실시예는 특정 주파수 근방에서 다수의 공진을 형성할 수 있고, 초음파를 이용하여 미용을 촉진시키는 초음파 마스크에 관한 것이다.
인간의 피부는 환경오염, 자외선, 스트레스 등의 외적 요인에 따라 손상되거나 오염될 수 있고, 노화 및 호르몬 변화 등의 내적 요인에 의해 주름이 생길 수 있다. 최근 피부에 대한 관심이 높아지면서 피부 치료, 미용 및 안티에이징에 대한 다양한 기기가 개발되고 있다.
자세하게, 피부에 열에너지를 인가할 수 있는 기기, 예컨대 적외선 에너지를 인가하여 피부의 탄력을 개선할 수 있는 기기가 개발되고 있다. 또한, 피부에 화장품 또는 약물을 효과적으로 주입하기 위해 음파 또는 광선을 이용한 기기가 개발되고 있다. 예를 들어, 소노포레시스(sonophoresis) 및 레이저폴레션(iaserporation)를 이용하여 피부에 화장품 또는 약물이 주입되는 경로를 형성할 수 있는 기기가 개발되고 있다. 또한, 피부에 화장품 또는 약물을 효과적으로 주입하기 위해 전기적 추진력을 이용한 기기가 개발되고 있다. 예를 들어, 이온토포레시스(iontophoresis), 일렉트로포레이션(electroporation), 일렉트로오스모시스(electroosmosis) 등을 이용하여 화장품 또는 약물에 포함된 이온성 물질을 피부 내부에 효과적으로 주입할 수 있는 기기가 개발되고 있다. 즉, 피부에 광에너지, 미세 전류, 진동 등을 제공하여 사용자의 피부를 케어 또는 치료할 수 있는 다양한 기기가 개발되고 있다.
한편, 이러한 기기들 중 소노포레시스(Sonophoresis) 원리는 초음파를 이용하여 미용 성분 또는 약물 성분을 전달하는 수단이다. 따라서, 초음파를 발생시키기 위해, 기기의 내부에 초음파를 발생하는 압전 부재가 배치되고, 이러한 압전 부재에서 발생하는 초음파를 이용하여 미용 성분 또는 약물 성분을 전달할 수 있다.
한편, 이러한 압전 부재는 공진 방향에 따라, 넓이(area) 공진 모드와 두께 공진 모드로 구별될 수 있다.
넓이 공진 모드에서는 면적 방향으로 초음파가 방사되고, 두께 공진 모드에서는 두께 방향으로 초음파가 방사될 수 있다.
한편, 두께 공진 모드의 경우 압전 부재의 두께가 증가되는 문제가 있고, 넓이 공진 모드의 경우, 초음파가 피부 방향이 아닌 측면 방향으로 방사되는 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 압전 부재 및 이를 포함하는 초음파 마스크가 요구된다.
실시예는 굴곡 모드로 다수의 공진을 형성할 수 있는 압전 부재 및 이를 포함하는 초음파 마스크를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 초음파 마스크는, 제 1 기재; 상기 제 1 기재의 내부에 배치되는 제 1 배선; 상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 제 2 기재; 상기 제 2 기재의 내부에 배치되는 제 2 배선; 상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재 사이에 배치되는 복수의 압전 부재; 상기 제 1 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 하부면에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 상부면에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 기재, 상기 제 2 기재 및 상기 압전 부재 사이에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 배열되고, 상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배열되고, 상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생한다.
또한, 실시예에 따른 초음파 마스크는 제 1 기재; 상기 제 1 기재의 내부에 배치되는 제 1 배선; 상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 제 2 기재; 상기 제 2 기재의 내부에 배치되는 제 2 배선; 상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재 사이에 배치되는 복수의 압전 부재; 상기 제 1 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 하부면에 배치되는 제 1 전극; 상기 제 2 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 상부면에 배치되는 제 2 전극; 및 상기 제 1 기재, 상기 제 2 기재 및 상기 압전 부재 사이에 배치되는 보호층을 포함하고, 상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 배열되고, 상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배열되고, 상기 압전 부재는 상기 제 2 전극과 접촉하는 제 1 층; 및 상기 제 1 층의 하부에 배치되고,상기 제 1 전극과 접촉하는 제 2 층을 포함하고, 상기 제 1 층은 금속을 포함하고, 상기 제 2 층은 압전 물질을 포함하고, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나의 층에는 관통홀이 형성된다.
실시예에 따른 초음파 마스크는 초음파를 이용하여 인체의 피부 내부로 용이하게 물질을 전달할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 초음파 마스크의 압전 부재는 굴곡 모드로 초음파를 발진하여 두께 방향으로 초음파를 방사할 수 있으므로, 피부의 넓은 영역에 초음파를 발진할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 초음파 마스크의 압전 부재는 적어도 3개의 주파수 대역으로 굴곡 모드의 초음파를 방사할 수 있으므로, 사용자의 피부 환경에 따라 적합한 주파수 대역의 초음파로 초음파 마스크를 사용할 수 있으므로, 사용자의 피부 환경에 따른 초음파의 전달 효율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 리지드한 압전 부재와 플렉서블한 기재 및 배선을 통해 사용자가 착용하고자 하는 대상체의 위치, 형상 및 크기에 따라 용이하게 화장품 등의 미용 물질을 전달할 수 있다.
또한, 인장 및 복원이 가능한 기재 및 배선을 통해 사용자가 초음파 마스크를 착용시 초음파 마스크의 변형에 의해 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 매칭층 및 백킹층에 의해 압전 부재에서 발생하는 초음파의 방향성을 제어함으로써, 전달 중 발생하는 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 매칭층 및 백킹층의 두께를 제어하여, 압전 부재에서 발생하는 초음파의 주파수 대역에 따라 초음파의 이동을 제어함으로써, 전달 중 발생하는 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 초음파 마스크가 인장 또는 복원될 때, 곡률 패턴이 연속되는 형상을 가지는 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 스프링처럼 함께 인장되거나 복원되므로, 인장 또는 복원에 따른 응력 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로만 연장되고, 상기 제 2 배선은 제 2 방향으로만 연장되므로, 실시예에 따른 초음파 마스크를 인장 또는 복원할 때 방향에 따른 제약을 최소화할 수 있다. 즉, 초음파 마스크의 유연성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 초음파 마스크의 상면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대 도시한 상면도를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 상면도를 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 상면도를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 C-C' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재의 단면도를 도시판 도면들이다.
도 10은 도 6의 D 영역의 확대도를 도시한 도면이다.
도 11은 실시예에 따른 압전 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 12는 실시예에 따른 압전 부재의 분리 사시도를 도시한 도면이다.
도 13은 도 11의 단면도로서, 압전 부재의 다양한 형상을 도시한 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16의 E-E' 영역을 절단한 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 18은 도 16의 F-F' 영역을 절단한 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다
도 21은 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 22는 도 21의 G-G' 영역을 절단한 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 23은 도 21의 H-H' 영역을 절단한 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 24 및 도 25는 실시예에 따른 초음파 마스크의 접착층과 전극의 중첩관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 실시예에 따른 초음파 마스크의 다른 상면을 도시한 도면이다.
도 27은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 다른 단면도를 도시한 도면이다.
도 28 및 도 29는 스페이서에 따른 미용 성분의 배치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 30 및 도 31은 실시예에 따른 초음파 마스크의 스페이서의 위치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 32 및 도 33은 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 측면을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대 도시한 상면도를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 상면도를 도시한 도면이다.
도 4는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 상면도를 도시한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 C-C' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재의 단면도를 도시판 도면들이다.
도 10은 도 6의 D 영역의 확대도를 도시한 도면이다.
도 11은 실시예에 따른 압전 부재의 사시도를 도시한 도면이다.
도 12는 실시예에 따른 압전 부재의 분리 사시도를 도시한 도면이다.
도 13은 도 11의 단면도로서, 압전 부재의 다양한 형상을 도시한 도면이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 16은 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 17은 도 16의 E-E' 영역을 절단한 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 18은 도 16의 F-F' 영역을 절단한 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 19는 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다.
도 20은 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 2 기재의 다른 상면도를 도시한 도면이다
도 21은 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 제 1 기재 및 제 2 기재가 중첩된 상면도를 도시한 도면이다.
도 22는 도 21의 G-G' 영역을 절단한 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 23은 도 21의 H-H' 영역을 절단한 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 단면도를 도시한 도면이다.
도 24 및 도 25는 실시예에 따른 초음파 마스크의 접착층과 전극의 중첩관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 실시예에 따른 초음파 마스크의 다른 상면을 도시한 도면이다.
도 27은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 다른 단면도를 도시한 도면이다.
도 28 및 도 29는 스페이서에 따른 미용 성분의 배치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 30 및 도 31은 실시예에 따른 초음파 마스크의 스페이서의 위치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 32 및 도 33은 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 측면을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한개이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다.
또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여, 실시예들에 따른 초음파 마스크를 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 초음파 마스크를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 초음파 마스크(1000)는 사람의 얼굴 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 초음파 마스크는 사람의 얼굴 피부에 상기 초음파 마스크의 일 표면에 형성된 화장품 또는 약물 등의 미용 성분이 전달될 수 있도록 사람의 얼굴 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 사용자의 얼굴을 커버 할 수 있는 소정의 크기로 제공되며 사용자의 얼굴과 밀착하기 위해 소정의 탄성을 가질 수 있다. 상기 초음파 마스크(1000)는 사용자의 피부와 접촉하는 일면 및 상기 일면과 반대되는 타면을 포함하며, 상기 초음파 마스크(1000)의 일면은 인체에 무해한 재질로 제공되어 사용자의 피부와 장시간 접촉하여도 무해할 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 개구부(1010) 및/또는 절단부(1020)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 개구부(1010)는 사용자의 눈, 입 등과 대응되는 부위에 형성될 수 있다. 상기 개구부(1010)는 상기 마스크(1000)의 일면 및 타면을 관통하는 영역으로 사용자가 상기 마스크(1000)를 착용할 경우 사용자의 눈, 입 등은 상기 개구부(1010)에 삽입될 수 있고, 상기 개구부(1010)를 제외한 영역은 사용자의 얼굴과 밀착할 수 있다.
또한, 상기 절단부(1020)는 상기 마스크(1000)와 피부와의 밀착력을 향상시키기 위해 상대적으로 굴곡진 양쪽 볼 라인, 턱 등과 대응되는 부위에 형성될 수 있다. 상기 절단부(1020)는 상기 마스크(1000)의 일면 및 타면이 부분적으로 절단된 형태를 가질 수 있다.
상기 초음파 마스크는 사람의 얼굴에 부착되어 화장품 또는 약물 물질 등의 미용 성분을 마스크가 접촉되는 사람의 얼굴 영역에 전달할 수 있다.
예를 들어, 상기 초음파 마스크는 인체의 피부와 직접 접착되고, 피부에 미리 도포되는 미용 물질 등은 초음파 마스크에서 발생하는 초음파에 의해 피부의 각질층을 통해 표피층으로 용이하게 전달될 수 있다.
즉, 상기 초음파 마스크는 초음파를 통해 인체의 피부에 물질이 이동하는 경로를 형성하고, 이에 따라, 피부에 흡수하고자 하는 물질을 피부 내부로 용이하게 전달시켜 피부에 흡수시킬 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 마스크는 소노포레시스(Sonophoresis) 원리를 이용하여 미용 물질 또는 약물 물질을 마스크가 접촉되는 인체의 일 영역에 전달할 수 있다.
소노포레시스(Sonophoresis) 원리는 초음파를 이용하여 미용 성분 또는 약물 성분을 전달하는 수단이다. 자세하게, 소노포레시스(Sonophoresis) 원리는 초음파를 통하여 피부 내부에 있는 마이크로 버블(micro buble)을 확장시켜, 피부에 미세 채널을 형성하여, 극성, 무극성 입자 및 5㎛ 이내의 거대분자의 흡수를 가능하게 하는 것으로 정의된다.
즉, 실시예에 따른 초음파 마스크는 마스크 내부에 배치되는 압전 부재에 의해 인체의 피부 방향으로 초음파가 인가되고, 인체의 피부와 마주보는 초음파 마스크의 일면에 위치하는 미용 물질 등의 성분은 상기 초음파에 의해 형성되는 피부의 미세 채널을 통해 피부의 각질층을 통과하여 표피층까지 전달될 수 있다.
한편, 이하에서 설명하는 실시예에 따른 초음파 마스크는 마스크 방식을 이용하여 간단한 방법으로 미용 물질 등의 성분을 피부 내부로 흡수시키고, 초음파의 손실을 최소화하여 약물 전달 효율을 향상시키며, 마스크 착용에 따른 마스크 내부의 전극 등의 손상을 최소화할 수 있는 초음파 마스크에 대한 것이다.
또한, 실시예에 따른 초음파 마스크는 굴곡 모드로 발진하는 다중 공진을 발생하여, 사용자의 필요에 따라 주파수 대역을 조절함으로써, 사용자의 피부 환경에 적합한 주파수를 발진할 수 있는 초음파 마스크에 대한 것이다.
이하, 도 2 내지 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 마스크의 내부 구조를 통해 실시예에 따른 초음파 마스크를 상세하게 설명한다.
도 2는 실시예에 따른 초음파 마스크의 일 단면도를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 초음파 마스크는 서로 이격하여 배치되는 복수의 압전 부재(500)들을 포함할 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 초음파를 발생하며, 상기 초음파는 이하에서 설명하는 전극, 배선 및 일정한 기능층의 역할을 하는 베이스층들을 통해 초음파 마스크와 인체의 피부 사이에 배치되는 미용 성분을 피부 내부로 용이하게 침투될 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 서로 다른 주파수를 가지는 적어도 3개 이상의 초음파를 발생할 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)는 서로 다른 주파수를 가지고, 굴곡 모드롤 발진하는 적어도 3개 이상의 초음파를 발생할 수 있다.
상기 압전 부재(500)의 다중 공진 및 굴곡 모드에서는 이하에서 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 초음파 마스크의 복수의 압전 부재(500)들은 복수의 배선을 통해서 서로 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)의 하부면은 제 1 배선(210)과 연결될 수 있고, 상기 압전 부재(500)의 상부면은 제 2 배선(220)과 연결될 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 초음파 마스크의 하부 기재인 제 1 기재(110) 상에 배치되는 제 1 배선(210)과 압전 부재(500)의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 실시예에 따른 초음파 마스크의 상부 기재인 제 2 기재(120) 상에 배치되는 제 2 배선(220)과 압전 부재(500)의 전기적 연결을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 1 배선(210)은 상가 제 1 기재(110)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로 배열될 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(210)은 열 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
자세하게, 각각의 압전 부재(500)의 일단 및 타단은 두 개의 연결 배선들과 연결되고, 단위 배선들은 서로 연결되는 연결 배선들의 집합체로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(110)은 열 방향으로 연장하고, 서로 이격하는 복수의 단위 배선들의 집합체로 정의될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 일면 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 더 자세하게, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 내부에 배치될 수 있다.
상기 제 2 배선(220)은 제 2 방향으로 연장하며 배치될 수 있다. 상기 제 2 배선(220)은 제 2 방향으로 배열될 수 있다. 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향은 서로 교차하는 방향일 수 있다.
즉, 상기 제 2 배선(220)은 제 2 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(220)은 행 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
자세하게, 각각의 압전 부재(500)의 일단 및 타단은 두 개의 연결 배선들과 연결되고, 단위 배선들은 서로 연결되는 연결 배선들의 집합체로 정의될 수 있다.
또한, 상기 제 2 배선(110)은 행 방향으로 연장하고, 서로 이격하는 복수의 단위 배선들의 집합체로 정의될 수 있다.
상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나의 배선은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나의 배선은 다양한 금속을 포함할 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나의 배선은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 일정한 두께 및 선폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 선폭은 50㎛ 내지 500㎛일 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 두께는 상기 선폭에 대해 약 1/10 이하의 크기를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 두께는 약 5㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 선폭 및 두께를 제어하여, 상기 초음파 마스크가 일 방향으로 휘어지거나 구부러질 때, 상기 배선들이 단선되거나 손상되는 것을 방지하여 초음파 마스크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나의 배선은 연신 특성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 인장 방향으로 늘어나는 연신 특성을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 총 길이에 대해 약 10% 내지 약 50% 만큼 인장될 수 있다.
상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나의 배선은 곡선 형상을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 적어도 하나 배선은 곡률을 가지면서 연장될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시되어 있듯이, 상기 제 1 배선(210)은 곡률을 가지면서 제 1 방향으로 배열될 수 있고, 상기 제 2 배선(220)도 곡률을 가지면서 제 2 방향으로 배열될 수 있다.
상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 서로 동일한 곡률크기를 가지는 패턴이 연속되거나, 또는, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 서로 다른 곡률 크기를 가지는 패턴이 연속되면서 각각 연장될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 배선(210)은 5R 내지 15R 크기의 곡률 크기(㎜)를 가지는 패턴들이 연속되면서 제 1 방향으로 연장될 수 있고, 상기 제 2 배선(220)은 5R 내지 15R 크기의 곡률 크기(㎜)를 가지는 패턴들이 연속되면서 제 2 방향으로 연장될 수 있다.
상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 곡률을 가지는 곡선 형상으로 형성됨에 따라, 실시예에 따른 초음파 마스크를 인장 또는 복원할 때 발생하는 응력에 의해 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 변형 또는 손상되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 초음파 마스크가 인장 또는 복원될 때, 곡률 패턴이 연속되는 형상을 가지는 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 스프링처럼 함께 인장되거나 복원되므로, 인장 또는 복원에 따른 응력 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로만 연장되고, 상기 제 2 배선은 제 2 방향으로만 연장되므로, 실시예에 따른 초음파 마스크를 인장 또는 복원할 때 방향에 따른 제약을 최소화할 수 있다. 즉, 초음파 마스크의 유연성을 향상시킬 수 있다.
도 5는 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)가 서로 중첩된 것을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)는 상하부로 중첩되어 배치되고, 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 배치되는 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 기재(120)의 하부면에 배치되는 상기 제 2 배선(220)도 서로 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 기재(110)의 하부면 또는 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다, 즉, 제 1 방향으로 연장하는 상기 제 1 배선(210)과 제 2 방향으로 연장하는 상기 제 2 배선(220)이 서로 오버랩되면서, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 배선(220)을 포함하는 배선은 전체적으로 메쉬 형상으로 형성될 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여, 실시예에 따른 초음파 마스크의 전체적인 구성을 상세하게 설명한다.
도 6 은 도 5의 B-B' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 전체적인 단면도를 도시한 도면이고, 도 7은 도 5의 C-C' 영역을 절단한 실시예에 따른 초음파 마스크의 전체적인 단면도를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 초음파 마스크는 기재, 배선, 전극, 압전 부재 및 베이스층을 포함할 수 있다.
상기 기재는 제 1 기재(110) 및 제 2 기재(120)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 기재(110)는 실시예에 따른 초음파 마스크의 하부 기재일 수 있고, 상기 제 2 기재(120)는 상부 기재일 수 있다.
상기 제 1 기재(110)는 상기 제 1 기재(110)의 내부에 배치되는 제 1 배선(210), 제 1 전극(410)을 지지할 수 있고, 상기 제 2 기재(120)는 상기 제 2 기재(120)의 내부에 배치되는 제 2 배선(220) 및 제 2 전극(420)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 지지 기재일 수 있다.
상기 제 2 기재(120)는 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 서로 이격하여 배치되고, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에는 압전 부재(500)가 배치될 수 있다.
상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 플렉서블(flexible)할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 휘어지거나(bending) 접힐 수 있도록(foldable) 플렉서블할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 중 적어도 하나의 기재는 앞서 설명한 사람의 얼굴과 간접적으로 접촉되므로, 인체에 무해한 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 플라스틱을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 프로필렌 글리콜(propylene glycol, PPG) 폴리 카보네이트(PC) 등의 연성 플라스틱을 포함할 수 있다.
이에 따라, 사용자가 얼굴 등에 초음파 마스크를 착용하면서, 사용자의 얼굴의 크기 및 형상에 따라 초음파 마스크를 인장하거나 복원하는 변형을 인가할 때, 초음파 마스크의 형상을 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 일정한 두께를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 약 0.5㎛ 내지 약 5㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 두께가 약 0.5㎛ 미만인 경우, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 상에 배치되는 구성들, 예컨대, 압전 부재(500) 등의 무게에 의해 상기 구성들과 중첩되는 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 영역의 형상이 변화되어 밀착력 및 미용 성분의 흡수에 영향을 줄 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 신뢰성이 저하될 수 있고, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 상에 배치되는 구성들의 얼라인(align) 공차가 증가될 수 있다.
또한, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 두께가 약 5㎛를 초과하는 경우, 실시예에 따른 초음파 마스크(1000)의 전체 두께가 증가될 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 초음파 마스크(1000)가 사용자의 피부 형상에 따라 효율적으로 가변하지 못하여 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 약 0.5㎛ 내지 약 3㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 신뢰성 및 얼라인 특성을 유지하며 사용자의 피부와 대응되는 형태로 효율적으로 가변할 수 있고, 실시예에 따른 초음파 마스크(1000)의 전체 두께 및 무게를 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)는 복수의 음각부(I)들과 복수의 양각부(E)들이 형성될 수 있다. 각각의 양각부(E)는 상기 음각부(I)들 사이에 형성될 수 있다.
자세하게, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제 1 기재(110)에는 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 형성되는 복수의 제 1 음각부(I1)들이 형성될 수 있고, 상기 제 2 기재(120)에는 상기 제 2 기재(120)의 하부면에 형성되는 복수의 제 2 음각부(I2)들이 형성될 수 있다.
즉, 상기 제 1 음각부(I1)가 형성되는 영역에서의 제 1 기재(110)의 두께는 상기 제 1 음각부(I1)가 형성되지 않는 영역에서의 제 1 기재(110)의 두께보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제 2 음각부(I2)가 형성되는 영역에서의 제 2 기재(120)의 두께는 상기 제 2 음각부(I2)가 형성되지 않는 영역에서의 제 2 기재(120)의 두께보다 작을 수 있다.
상기 제 1 기재(110)의 상부면 및 상기 제 2 기재(120)의 하부면에는 앞서 설명한 제 1 배선(210) 및 제 2 배선(220)이 각각 배치될 수 있다.
상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 제 1 음각부(I1) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 형성되는 상기 제 1 음각부(I1)의 내부를 채우면서 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 내부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 제 2 음각부(I2) 내부에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 하부면에 형성되는 상기 제 2 음각부(I2)의 내부를 채우면서 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 내부에 배치될 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로만 연장하여 형성되고, 상기 제 2 배선(220)은 제 2 방향으로만 연장하여 형성되므로, 도 5의 B-B' 절단 영역인 도 6에서는 상기 압전 부재(500)들 사이에 곡선 형상의 제 2 배선(220)만이 배치되고, 도 5의 C-C' 절단 영역인 도 7에서는 상기 압전 부재(500)들 사이에 곡선 형상의 제 1 배선(210)만이 배치될 수 있다.
상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 각각 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)에 형성된 상기 제 1 음각부(I1) 및 상기 제 2 음각부(I2) 내부에 배치되므로, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 두께에 의한 초음파 마스크의 두께 증가를 방지할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 상기 음각부들 내부에서 음각부에 의해 고정되면서 배치되므로, 초음파 마스크를 인장 또는 복원 등의 가변 중 배선들이 탈막되는 현상을 방지하여 초음파 마스크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치되고, 상기 제 2 기재(120)의 하부면의 하부에 배치될 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 초음파를 발생하고, 상기 압전 부재(500)에서 발생되는 초음파는 상기 제 1 기재(110)에서 상기 제 2 기재(120) 방향으로 이동될 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에서 복수 개 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)들은 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에서 서로 이격하여 배치되고, 이에 따라, 상기 초음파 마스크의 전 면적에서 초음파를 발생할 수 있다.
한편, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에서 동일 또는 유사한 거리로 이격하여 배치될 수 있다.
또는 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에서 서로 다른 거리로 이격하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 초음파 마스크가 인체의 피부에 착용될 때 휘어지는 크기에 따라, 압전 부재(500)의 이격거리가 달라질 수 있다.
예를 들어, 상기 초음파 마스크는 인체의 피부에 착용 될 때, 얼굴의 형상 및 크기에 의해 각각의 영역마다 휘어지는 영역이 달라질 수 있다. 이때, 초음파 마스크가 휘어지는 영역에서는 압전 부재(500)의 거리가 증가될 수 있고, 이에 따라, 휘어지는 영역이 큰 영역에서는 압전 부재(500)의 거리를 감소시켜, 착용시 압전 부재의 거리가 영역마다 달라지는 것을 보상할 수 있다.
앞서 설명하였듯이. 상기 압전 부재(500)는 다중 공진할 수 있다. 즉, 상기 압전 부재(500)는 주파수가 서로 상이한 적어도 3개 이상의 초음파를 발진할 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)는 주파수거 서로 상이하고, 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 초음파를 발진할 수 있다.
도 10 및 도 13을 참조하면, 상기 압전 부재(500)는 다층 구조일 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)는 제 1 층(510) 및 제 2 층(520)으로 구성되는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 제 1 층(510)은 상기 피부와 마주보는 영역에 위치하여, 제 2 전극(420)과 접촉할 수 있고, 상기 제 2 층(520)은 상기 제 1 전극(410)과 접촉할 수 있다.
상기 제 1 층(510)은 금속 물질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 층(510)은 알루미늄, 스테인레스 스틸(SUS) 및 황동(brass) 중 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 층(510)은 탄성을 가질 수 있다.
또한, 상기 제 2 층(520)은 압전 물질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재는 단결정 세라믹스 또는 다결정 세라믹스등의 세라믹 압전 물질을 포함할 수 있다.
상기 단결정 세라믹스의 압전 소재로는 α-AlPO4, α-SiO2, LiTiO3, LiNbO3, SrxBayNb2O3, Pb5-Ge3O11, Tb2(MnO4)3, Li2B4O7, CdS, ZnO, Bi12SiO20 또는 Bi12GeO20을 포함할 수 있다.
또한, 상기 다결정 세라믹스의 압전 소재로는 PZT계, PT계, PZT-Complex Perovskite계 또는 BaTiO3을 포함할 수 있다.
상기 복수의 압전 부재(500)는 상기 단결정 세라믹스 및 다결정 세라믹스 중 적어도 하나의 압전 소재를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 압전 부재(500)는 PZT계의 다결정 세라믹스의 압전 물질을 포함할 수 있다.
상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 원형의 형상으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경의 크기가 높이의 크기보다 큰 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520) 중 적어도 하나의 층은 원형의 형상 내부에 관통홀이 형성된 링 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520) 중 적어도 하나의 층에는 관통홀이 형성될 수 있다.
다시 말해. 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 원형의 형상으로 형성되고, 적어도 어느 하나의 층은 관통홀이 형성되므로, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경 및/또는 내경과 두께를 가지면서 형성될 수 있다.
상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경, 내경 및 두께를 특정 범위로 제한함으로써, 상기 압전 부재(500)가 적어도 3개 이상의 굴곡 모드로 발진하는 다중 공진을 구현할 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경, 내경 및 두께에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
도 13(a)를 참조하면, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경은 동일하고, 상기 제 2 층(520)에는 관통홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)의 외경 부분에서 굴곡 모드의 주파수가 형성되고, 상기 제 2 층(520)의 관통홀에서 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성되며, 제 2 층(520)에서 순수한 두께 모드가 아닌 굴곡이 섞인 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성될 수 있다.
도 13(b)를 참조하면, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경은 상이하고, 상기 제 2 층(520)에는 관통홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 층(510)의 외경 부분에서 굴곡 모드의 주파수가 형성되고, 상기 제 2 층(520)의 외경 부분에서 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성되고, 상기 제 2 층(520)의 관통홀에서 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성될 수 있다.
도 13(c)를 참조하면, 상기 압전 부재(500)는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)은 외경은 상이하고, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)에는 각각 관통홀이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)의 외경 부분에서 굴곡 모드의 주파수가 형성되고, 상기 제 1 층(510)의 외경 부분에서 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성되고, 상기 제 2 층(520)의 관통홀에서 굴곡 모드면서 다른 크기를 가지는 주파수가 형성될 수 있다.
즉, 상기 압전 부재는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520)의 외경, 내경 및 두께를 제어하여, 굴곡 모드를 가지면서 서로 다른 크기를 가지는 적어도 3개의 주파수를 발진할 수 있다.
자세하게, 상기 압전 부재(500)에 전계가 인가되면, 상기 압전 부재(500)의 제 2 층(520) 즉, 압전 물질은 길이 방향으로 팽창 또는 수축을 하게 되고, 상기 제 1 층(510)은 상기 제 2 층(520)의 수축과 팽창에 따라 상하로 굴곡 변위를 일으키게 된다.
즉, 상기 압전 부재(500)는 넓이(area) 공진 모드와 두께 공진 모드가 결합된 굴곡 모드로 초음파를 발진할 수 있다.
앞서 설명하였듯이. 두께 모드의 경우, 피부 방향으로 초음파를 전달하기 유리하나, 두께의 증가로 인한 문제점이 있고, 넓이 공진 모드의 경우 두께에 대한 문제를 해결할 수 있으나, 피부 방향으로 초음파를 전달하기 어려운 구조이다.
따라서, 실시예에 따른 초음파 마스크의 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 압전 부재에 의해 두께에 대한 문제 없이 초음파를 피부 방향으로 용이하게 전달할 수 있다.
또한, 상기 압전 부재(500)는 다중 공진을 할 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)는 적어도 3개 이상의 크기가 다른 주파수를 발진할 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전 부재(500)는 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 크기가 다른 주파수를 발진할 수 있다.
상기 압전 부재(500)는 중심 주파수를 발생하고, 중심 주파수 전후에서 크기가 다른 적어도 2개 이상의 주파수를 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 압전 부재(500)는 상기 중심 주파수 전후 약 150㎑ 범위의 서로 다른 크기의 2개 이상의 주파수를 발생할 수 있다. 일례로, 상기 압전 부재(500)는 약 200㎑ 내지 약 400㎑의 중심 주파수를 가지고, 상기 중심 주파수 전후에서 약 150㎑ 범위의 서로 다른 크기의 2개 이상의 주파수를 발생할 수 있다.
예를 들어, 상기 압전 부재(500)는 232㎑의 중심 주파수를 발진하고, 상기 중심 주파수 부근인 115㎑ 및 357㎑의 주파수를 발진할 수 있다. 즉, 상기 압전 부재(500)는 중심 주파수 부근에서 중심 주파수보다 높은 제 1 주파수와 낮은 제 2 주파수를 발진하고, 이때, 중심 주파수, 제 1, 2 주파수는 굴곡 모드로 발진할 수 있다.
따라서, 사용자는 원하는 주파수 크기를 선택하여 초음파 마스크를 사용할 수 있다. 자세하게, 사용자의 피부 환경에 따라 피부가 얇은 사용자의 경우에는 고주파의 초음파를 사용하고, 피부가 두꺼운 사용자의 경우에는 저주파의 초음파를 사용할 수 있다.
이에 따라, 피부 환경 및 상태가 서로 다른 사용자가 사용자에게 적합한 주파수를 선택하여 초음파 마스크를 사용할 수 있으므로, 초음파 마스크의 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 압전 부재(500)가 굴곡 모드로 발진하며, 다중 공진하기 위해서는 상기 압전 부재(500)를 구성하는 제 1 층(510) 및 제 2 층(520)의 내경, 외경 및 두께의 크기가 일정 크기 범위로 제어될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 층(510)의 두께(t1) 및 상기 제 2 층(520)의 두께(t2)는 약 200㎛ 내지 1500㎛일 수 있다. 상기 제 1층(510)의 두께(t1) 및 상기 제 2 층(520)의 두께(t2)가 약 200㎛ 미만으로 형성하는 것은 공정상 구현하기 어려우며, 상기 제 1층(510)의 두께(t1) 및 상기 제 2 층(520)의 두께(t2)가 약 1500㎛ 을 초과하여 형성되는 경우, 압전 부재(500)의 두께가 두꺼워져서, 초음파 마스크의 전체적인 두께가 증가될 수 있다.
또한, 상기 제 1층의 두께(t1)는 상기 제 2층의 두께(t2)의 두께에 대해 80% 내지 120%의 두께를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 층(510)의 두께(t1)와 상기 제 2 층의 두께(t2)는 서로 동일하거나, 또는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520) 중 어느 하나의 층의 두께가 더 클 수 있다.
이때, 상기 제 1층의 두께(t1)가 상기 제 2층의 두께(t2)의 두께에 대해 80% 미만이거나, 상기 제 1층의 두께(t1)가 상기 제 2층의 두께(t2)의 두께에 대해 120%를 초과하는 경우, 상기 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파의 주파수가 커지게 된다. 즉, 초음파 마스크에서 미용 목적에 적합하지 않은 주파수의 초음파가 발생할 수 있고, 굴곡 모드로 발진하는 주파수의 수가 3개 미만으로 발생될 수 있다.
또한, 상기 제 1 층(510)의 외경(R1)과 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)은 약 3㎜ 내지 8㎜일 수 있다. 또한, 상기 제 1층의 외경(R1)은 상기 제 2층의 외경(R2)에 대해 92% 내지 108%의 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 층(510)의 외경(R1)과 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)은 서로 동일하거나, 또는 상기 제 1 층(510) 및 상기 제 2 층(520) 중 어느 하나의 층의 외경이 더 클 수 있다.
상기 제 1층의 외경(R1)이 상기 제 2층의 외경(R2)에 대해 92% 미만이거나, 상기 제 1층의 외경(R1)이 상기 제 2층의 외경(R2)에 대해 108%을 초과하는 경우, 상기 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파의 주파수가 커지게 된다. 즉, 초음파 마스크에서 미용 목적에 적합하지 않은 주파수의 초음파가 발생할 수 있고, 굴곡 모드로 발진하는 주파수의 수가 3개 미만으로 발생될 수 있다.
또한, 상기 제 1 층(510)의 내경(r1)은 0㎜ 내지 1.5㎜이고(내경이 0㎜ 인경우, 상기 제 1 층은 관통홀이 형성되지 않음), 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)은 약 1.5㎜ 내지 5.6㎜일 수 있다. 또한, 상기 제 1 층(510)의 내경(r1)은 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)에 대해 약 20% 이하일 수 있다. 즉, 상기 제 1 층(510)의 내경(r1)이 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)보다 더 작을 수 있다.
상기 제 1 층(510)의 내경(r1)이 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)에 대해 약 20%를 초과하는 경우, 상기 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파의 주파수가 커지게 된다. 즉, 초음파 마스크에서 미용 목적에 적합하지 않은 주파수의 초음파가 발생할 수 있다.
또한, 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)은 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)에 대해 약 50% 내지 약 70%의 크기를 가질 수 있다.
즉, 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)은 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)보다 더 작을 수 있다.
상기 제 2 층(520)의 내경(r2)이 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)에 대해 50% 미만이거나, 상기 제 2 층(520)의 내경(r2)이 상기 제 2 층(520)의 외경(R2)에 대해 70%을 초과하는 경우, 상기 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파의 주파수가 커지게 된다. 즉, 초음파 마스크에서 미용 목적에 적합하지 않은 주파수의 초음파가 발생할 수 있고, 굴곡 모드로 발진하는 주파수의 수가 3개 미만으로 발생될 수 있다.
이하의 표 1은 제 1 층(510)의 외경 및 내경과 상기 제 2 층(520)의 외경 및 내경을 상기 범위로 제어하였을 때 발생하는 주파수 대역을 설명하기 위한 것이다.
| 제1층 두께 : 300㎛ 제2층 두꼐 : 700㎛ |
공진주파수(㎑) |
|||||
| 제1층 외경 (㎜) |
제1층 내경 (㎜) |
제2층 외경 (㎜) |
제2층 내경 (㎜) |
굴곡모드 공진1 | 굴곡모드 공진2(중심주파수) | 굴곡모드 공진3 |
| 6 | 0 | 6 | 4 | 115 | 232 | 357 |
| 6 | 0 | 5.7 | 2.5 | 264 | 380 | 501 |
| 5 | 0 | 4.8 | 3 | 210 | 338 | 446 |
| 5 | 0.4 | 4.8 | 2.4 | 189 | 335 | 437 |
| 5 | 0.1 | 4.8 | 3 | 215 | 337 | 445 |
| 5 | 0 | 5 | 2.5 | 263 | 392 | 535 |
| 5 | 0 | 4.8 | 2.3 | 317 | 458 | 535 |
상기 표 1을 참조하면, 실시예에 따른 초음파 마스크는, 제 1 층의 두께, 외경 및 내경과 제 2 층의 두께, 외경 및 내경을 특정 수치 범위로 제어하여 굴곡 모드의 다중 공진을 구현할 수 있는 것을 알 수 있다.
즉, 실시예에 따른 초음파 마스크는 굴곡 모드를 가지면서, 중심 주파수 전후 150 이내의 주파수를 가지는 적어도 두 개의 주파수를 가질 수 있다.
한편, 상기 압전 부재(500)의 하부면 및 상부면에는 각각 전극이 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압전 부재(500)의 하부면에는 제 1 전극(410)이 배치되고, 상기 압전 부재(500)의 상부면에는 제 2 전극(420)이 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 전극(410)은 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치될 수 있고, 상기 제 2 전극(420)은 상기 제 2 기재(120)의 하부면의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)은 상기 압전 부재(500)와 접촉될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(410)은 상기 압전 부재(500)의 하부면과 직접 접촉하며 배치되고, 상기 제 2 전극(420)은 상기 압전 부재(500)의 상부면과 직접 접촉하며 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)은 상기 압전 부재(500)의 양면에 각각 배치되고, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)에 의해 상기 압전 부재(500)에 전압이 인가되어, 상기 압전 부재(500)가 진동될 수 있다.
자세하게, 상기 초음파 마스크의 외부에서 인가되는 전압은 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)을 통해 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)으로 전달되고, 이에 의해, 상기 압전 부재(500)에 전압이 인가되어, 상기 압전 부재(500)는 진동되고 특정 주파수 범위의 초음파를 발생시킬 수 있다.
상기 제 1 전극(410)은 상기 압전 부재(500) 하부면의 전(全)면 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(420)은 상기 압전 부재(500)의 상부면의 전(全)면 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 압전 부재의 상부면 및 하부면의 전면은 공정 중 오차를 포함하는 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420) 중 적어도 하나의 전극은 다양한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420) 중 적어도 하나의 전극은 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 몰리브덴(Mo). 금(Au), 티타튬(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
또는, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420) 중 적어도 하나의 전극은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420) 중 적어도 하나의 전극은 복수 개의 서브 전극들을 포함할 수 있고, 상기 서브 전극들은 메쉬 형상으로 서로 교차하면서 배치될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420) 중 적어도 하나의 전극은 메쉬 형상으로 서로 교차하는 복수 개의 서브 전극들에 의해 메쉬선(LA) 및 상기 메쉬선(LA) 사이의 메쉬 개구부(OA)를 포함할 수 있다.
상기 메쉬선(LA)의 선폭은 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛일 수 있다. 상기 메쉬선(LA)의 선폭이 약 0.1㎛ 미만인 메쉬선은 제조 공정 상 불가능할 수 있고, 약 10㎛를 초과하는 경우, 전극 패턴이 외부에서 시인되어 시인성이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 메쉬선(LA)의 선폭은 약 1㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 더 자세하게, 상기 메쉬선(LA)의 선폭은 약 1.5㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다.
또한, 상기 메쉬선(LA)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 1000㎚ 일 수 있다. 상기 메쉬선의 두께가 약 100㎚ 미만인 경우, 전극 저항이 높아져서 전기적 특성이 저하될 수 있고, 약 1000㎚을 초과하는 경우, 초음파 마스크의 전체적인 두께가 두꺼워지고, 공정 효율이 저하될 수 있다. 자세하게, 상기 메쉬선(LA)의 두께는 약 150㎚ 내지 약 500㎚일 수 있다. 더 자세하게, 상기 메쉬선(LA)의 두깨는 약 180㎚ 내지 약 200㎚일 수 있다.
또한, 상기 메쉬 개구부는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 메쉬 개구부(OA)는 사각형, 다이아몬드형, 오각형, 육각형의 다각형 형상 또는 원형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 메쉬 개구부는 규칙적인(regular) 형상 또는 랜덤(random)한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 전극과 상기 배선은 서로 접착될 수 있다. 자세하게, 상기 전극과 상기 배선은 전도성 접착층을 통해 서로 접착될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 1 전극(410)은 제 1 접착층(310)을 통해 접착될 수 있고, 상기 제 2 배선(210)과 상기 제 2 전극(420)은 상기 제 2 접착층(320)을 통해 접착될 수 있다.
상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 2 접착층(320)은 전도성을 가질 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 2 접착층(320)은 전도성 페이스트일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 2 접착층(320) 은(Ag) 페이스트를 포함할 수 있다/
이에 따라, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 배선(220)과 상기 제 2 전극(420)은 상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 2 접착층(320)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 2 접착층(320)은 서로 동일 유사한 두께로 형성될 수 있다. 또는, 상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 2 접착층(320)은 서로 다른 두께로 형성될 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 접착층(310)의 두께는 상기 제 2 접착층(320)의 두께보다 클 수 있다, 즉, 상기 피부로부터 더 멀게 배치되는 상기 제 1 접착층(310)의 두께는 상기 제 2 접착층(320)의 두께보다 클 수 있다.
또는, 상기 제 1 접착층(310)은 제 1-1 접착층 및 제 1-2 접착층을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 기재(110)를 기준으로, 상기 제 1-1 접착층은 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 배치되고, 상기 제 1-2 접착층은 상기 제 1 기재(110)의 하부면에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 2 접착층의 두께를 다르게 하여, 상기 압전 부재(500)에서 발생하여 상기 피부의 반대 방향으로 이동되는 초음파를 상기 제 1 접착층(310)에서 반사시켜 상기 피부 방향으로 전달시킬 수 있어, 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 외면에는 각각 초음파를 용이하게 피부로 전달하기 위한 베이스층들이 배치될 수 있다.
앞서 설명한 기재, 배선, 전극 및 압전 부재들은 상기 베이스층들 사이에 배치될 수 있다, 즉, 상기 베이스층들은 복수의 구성들을 지지하는 지지층일 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 기재(120)가 배치되는 위치가 인체의 피부와 가까운 곳이고, 제 1 기재(110)가 배치되는 위치가 인체의 피부와 먼 곳이라고 정의될 때, 상기 제 1 기재(110)의 외면 즉, 상기 제 1 기재(110)의 하부면에는 상기 인체의 피부 방향으로 초음파가 전달되도록 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파가 반사되는 제 1 베이스층(610)이 배치될 수 있다.
상기 제 2 기재(120)의 외면 즉, 상기 제 2 기재(120)의 상부면에는 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파가 상기 인체의 피부 방향으로 용이하게 전달될 수 있는 제 2 베이스층(620)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 베이스층(620)은 인체의 피부와 직접 접촉되어 초음파를 전달하는 층으로 정의될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 기재(120)의 상부면에는 제 2 베이스층(620)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 베이스층(620)은 매칭층(matching layer)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 베이스층(620)은 압전 부재와 대상체 즉 인체의 피부 간의 음향 임피던스 차이로 인해 초음파 신호의 반사에 의한 에너지 손실을 줄일 수 있다. 이를 위해, 상기 제 2 베이스층(620)은 압전 부재의 음향 임피던스와 인체의 피부의 음향 임피던스 사이에 해당하는 음향 임피던스를 가지는 재료로 형성하여, 압전 부재에 인접하는 제 2 베이스층(620)으로부터 점진적으로 작아지는 음향 임피던스를 가지는 복수의 음향 매칭 레이어로 구성하여 초음파 신호의 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
일례로, 상기 제 2 베이스층(620)은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 베이스층(620)은 실리콘 또는 실리콘 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 베이스층(620)의 두께는 약 1㎜ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 매칭층의 두께는 약 300㎛ 내지 약 1㎜일 수 있다.
상기 제 2 베이스층(620)의 두께는 상기 압전 부재(500)에서 발생되는 초음파의 주파수에 따라 변화될 수 있다.
자세하게, 상기 제 2 베이스층(620)의 두께는 하기 수식으로 산출되는 파장(λ)에서 상기 파장에 대해 λ/4의 크기 이상으로 정의될 수 있다.
[수식]
제 2 베이스층의 음속 = 압전부재에서 발생되는 주파수 * 파장(λ)
즉, 상기 제 2 베이스층(620)의 두께는 상기 수식에 의해 계산되는 파장의 크기에 대해 약 25% 이상의 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 2 베이스층(620)이 실리콘(Si)을 포함하는 경우, 상기 압전 부재에서 발생되는 주파수 영역의 크기에 따라 파장 값이 정해지고, 상기 제 2 베이스층(620)의 두께는 상기 파장의 크기에 대해 약 25% 이상의 크기로 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 매칭층에 의해 상기 압전 부재에서 발생되는 초음파가 인체의 피부로 전달될 때 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
상기 제 1 기재(110)의 하부면에는 제 1 베이스층(610)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 베이스층(610)은 백킹층(backing layer)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 베이스층(610)은 상기 압전 부재(500)에서 발생되어 이동하는 초음파 중 인체의 피부와 반대 방향인 제 1 기재 방향으로 이동하는 초음파를 상기 인체의 피부 방향으로 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(610)은 초음파를 반사시키는 반사층일 수 있다.
상기 백킹층은 상기 매칭층과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 백킹층은 실리콘(Si)을 포함할 수 있다.
상기 백킹층은 상기 매칭층과 다른 두께로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 백킹층은 상기 매칭층보다 동일하거나 또는 작은 두께로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스층(610)은 상기 초음파를 용이하게 반사시키기 위해, 내부에 공기층이 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(610) 내부에 복수의 기공들을 형성하여, 상기 제 1 베이스층(610) 내부로 입사되는 초음파를 제 2 베이스층(620) 방향으로 반사시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스층(610)은 상기 제 2 베이스층(620)과 다른 형상으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 베이스층(610)은 상기 압전 부재(500)와 대응되는 영역에 형성되는 홈을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 홈 내부에 형성되는 공기층에 의해 상기 제 1 베이스층(610) 내부로 입사되는 초음파를 제 2 베이스층(620) 방향으로 반사시킬 수 있다.
상기 제 1 베이스층(610) 및 상기 제 2 베이스층(620)은 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)와 동일 또는 유사한 크기로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(610) 및 상기 제 2 베이스층(620)은 복수의 압전 부재를 덮으면서 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 베이스층(610) 및 상기 제 2 베이스층(620)은 상기 압전 부재의 면적보다 크게 형성되어, 상기 압전 부재에서 방사되는 초음파를 인체의 피부 방향으로 효과적으로 전달시킬 수 있다.
이에 따라, 압전 부재에서 방사형으로 발생되는 초음파를 상기 제 1 베이스층 및 상기 제 2 베이스층에 의해 용이하게 피부 방향으로 전달할 수 있다.
한편, 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에는 보호층(150)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)은 상기 제 1 베이스층(510) 및 상기 제 2 베이스층(520) 중 적어도 하나의 베이스층과 동일 또는 유사한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(150)은 실리콘 또는 실리콘계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 배선(220)은 상기 보호층(150)과 접촉될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 배선(220)의 일부는 상기 보호층(150)과 접촉될 수 있다.
자세하게, 상기 압전 부재(500)들을 연결하는 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 연결 배선은 상기 보호층(150)과 접촉될 수 있다.
즉, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)의 연결 배선은 각각 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120)의 음각부에 배치되면서, 연결 배선의 일면이 외부로 노출되는 노출면이 형성되고, 상기 연결배선의 노출면은 상기 보호층(150)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(150)은 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이에 배치되어, 상기 압전 부재(400), 전극 및 배선 등과 접촉하며 배치될 수 있다. 상기 보호층(150)에 의해 상기 제 1 기재(110) 및 상기 제 2 기재(120) 사이의 압전 부재, 전극 및 배선 등을 외부의 충격 또는 불순물로부터의 손상을 방지하여, 초음파 마스크의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 외부로 노출되는 상기 제 1 배선 및 상기 제 2 배선의 연결 배선을 덮으면서 배치됨에 따라, 금속을 포함하는 배선의 산화를 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 초음파 마스크는 초음파를 이용하여 인체의 피부 내부로 용이하게 물질을 전달할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 초음파 마스크의 압전 부재는 굴곡 모드로 초음파를 발진하여 두께 방향으로 초음파를 방사할 수 있으므로, 피부의 넓은 영역에 초음파를 발진할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 초음파 마스크의 압전 부재는 적어도 3개의 주파수 대역으로 굴곡 모드의 초음파를 방사할 수 있으므로, 사용자의 피부 환경에 따라 적합한 주파수 대역의 초음파로 초음파 마스크를 사용할 수 있으므로, 사용자의 피부 환경에 따른 초음파의 전달 효율 저하를 방지할 수 있다.
또한, 리지드한 압전 부재와 플렉서블한 기재 및 배선을 통해 사용자가 착용하고자 하는 대상체의 위치, 형상 및 크기에 따라 용이하게 화장품 등의 미용 물질을 전달할 수 있다.
또한, 인장 및 복원이 가능한 기재 및 배선을 통해 사용자가 초음파 마스크를 착용시 초음파 마스크의 변형에 의해 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 매칭층 및 백킹층에 의해 압전 부재에서 발생하는 초음파의 방향성을 제어함으로써, 전달 중 발생하는 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 매칭층 및 백킹층의 두께를 제어하여, 압전 부재에서 발생하는 초음파의 주파수 대역에 따라 초음파의 이동을 제어함으로써, 전달 중 발생하는 초음파의 손실을 최소화할 수 있다.
또한, 초음파 마스크가 인장 또는 복원될 때, 곡률 패턴이 연속되는 형상을 가지는 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)이 스프링처럼 함께 인장되거나 복원되므로, 인장 또는 복원에 따른 응력 영향을 최소화할 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로만 연장되고, 상기 제 2 배선은 제 2 방향으로만 연장되므로, 실시예에 따른 초음파 마스크를 인장 또는 복원할 때 방향에 따른 제약을 최소화할 수 있다. 즉, 초음파 마스크의 유연성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 18을 참조하여, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크를 설명한다. 다른 실시예에 따른 초음파 마스크에 대한 설명에서는 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 초음파 마스크와 동일 유사한 설명에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크에 대한 설명에서는 앞서 설명한 실시예에 따른 초음파 마스크와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
도 14 내지 도 18을 참조하면, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 앞서 설명한 제 1 실시예에 따른 초음파 마스크와 제 1, 2 배선이 연장되는 방향성이 다를 수 있다.
자세하게, 도 14를 참조하면, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 배선(210)은 서로 교차하는 방향인 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 배선(210)은 서로 다른 두 방향으로 배열될 수 있다.
즉, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 제 2 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(210)은 행 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 열 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
또한, 도 15를 참조하면, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(1210)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 제 2 배선(220)은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연장하며 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 배선(220)은 서로 다른 두 방향으로 연장하며 배치될 수 있고, 상기 제 2 배선(220)이 연장되는 방향성은 상기 제 1 배선(220)의 방향성과 유사할 수 있다.
즉, 상기 제 2 배선(220)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 제 2 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(220)은 행 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 열 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 기재(110)의 하부면에서 보았을 때, 상기 제 1 배선(210) 메쉬 형상으로 형성될 수 있고, 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 상기 제 2 배선(220)은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다,
도 16은 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)가 서로 중첩된 것을 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)는 상하부로 중첩되어 배치되고, 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 배치되는 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 기재(120)의 하부면에 배치되는 상기 제 2 배선(220)도 서로 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 기재(110)의 하부면 또는 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다, 즉, 제 1 방향으로 연장하는 상기 제 1 배선(210)과 제 2 방향으로 연장하는 상기 제 2 배선(220)이 서로 오버랩되면서, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 배선(220)을 포함하는 배선은 전체적으로 메쉬 형상으로 형성될 수 있다.
다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 제 1 배선이 두 개의 방향으로 연장하며 형성되고, 제 2 배선도 두 개의 방향으로 배열될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 모두 제 1 방향 및 제 2 방향으로 서로 다른 두 방향으로 배열될 수 있다.
따라서, 도 16의 D-D' 절단 영역인 도 17에서는 상기 압전 부재(500)들 사이에 곡선 형상의 제 1 배선(210) 및 제 2 배선(220)이 모두 배치되고, 도 16의 E-E' 절단 영역인 도 18에서도 상기 압전 부재(500)들 사이에 곡선 형상의 제 1 배선(210) 및 제 2 배선(220)이 모두 배치된다.
이에 따라, 하나의 압전 부재(500)에서 행 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에 단락이 발생되어도 열 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에서 통전이 되고, 열 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에 단락이 발생되어도 행 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에서 통전이 되므로, 단락에 따른 특성 저하를 방지할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 상기 초음파 마스크는 인체의 피부 형상에 맞게 가변될 수 있고, 이러한 가변과정에서 발생되는 응력에 의해 배선에 단락이 발생될 수 있다.
다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 배선을 행 방향 및 열 방향으로 모두 연장하며 배치되므로, 일 방향에서 배선이 단락되어도 다른 방향으로 연장하는 배선에 의해 전체적인 단락을 방지할 수 있어, 초음파 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 19 내지 도 23을 참조하여, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크를 설명한다. 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크에 대한 설명에서는 앞서 설명한 실시예들에 따른 초음파 마스크와 동일 유사한 설명에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크에 대한 설명에서는 앞서 설명한 실시예들에 따른 초음파 마스크와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여한다.
도 19 내지 도 23을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 앞서 설명한 실시예들에 따른 초음파 마스크와 제 1, 2 배선의 방향성이 다를 수 있다.
자세하게, 도 19를 참조하면, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 상부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선(210)은 상기 제 1 기재(110)의 내부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향만으로 배열될 수 있다.
즉, 상기 제 1 배선(210)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(210)은 열 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
또한, 도 20을 참조하면, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 하부면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 배선(220)은 상기 제 2 기재(120)의 내부에 배치될 수 있다.상기 제 2 배선(220)은 제 1 방향 및 제 2 방향으로 배열될 수 있다.
즉, 상기 제 2 배선(220)은 제 1 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 제 2 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(220)은 행 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들과 열 방향으로 연장하는 복수의 단위 배선들을 포함하고, 상기 단위 배선들은 서로 이격하여 배치될 수 있다.
즉, 상기 제 1 기재(110)의 하부면에서 보았을 때, 상기 제 1 배선(210) 형상과 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 상기 제 2 배선(220)의 형상은 서로 상이할 수 있다.
도 19 및 도 20에서는 제 1 배선이 하나의 방향으로 연장하고, 제 2 배선이 두 방향으로 배열되는 것을 도시하였으나, 실시예는 이에 제한되지 않고, 반대로, 제 1 배선이 두 방향으로 배열되고, 제 2 배선이 하나의 방향으로 배열될 수도 있다.
도 21은 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)가 서로 중첩된 것을 도시한 도면이다.
도 21을 참조하면, 상기 제 1 기재(110)와 상기 제 2 기재(120)는 상하부로 중첩되어 배치되고, 상기 제 1 기재(110)의 상부면에 배치되는 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 기재(120)의 하부면에 배치되는 상기 제 2 배선(220)도 서로 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 기재(110)의 하부면 또는 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220)은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다, 즉, 제 1 방향으로 연장하는 상기 제 1 배선(210)과 제 2 방향으로 연장하는 상기 제 2 배선(220)이 서로 오버랩되면서, 상기 제 1 배선(210)과 상기 제 2 배선(220)을 포함하는 배선은 전체적으로 메쉬 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 제 1 배선은 열 방향으로만 연장하고, 제 2 배선은 행 방향 및 열 방향으로 연장하므로, 상기 제 1 기재(110)의 하부면 또는 상기 제 2 기재(120)의 상부면에서 보았을 때, 열 방향의 배선의 두께가 행 방향의 배선의 두께보다 더 두껍게 보일 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 제 1 배선은 하나의 방향으로 배열되고, 제 2 배선은 두 방향으로 배열될 수 있다.
이에 따라, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 하나의 배선은 하나의 방향으로만 연장되고, 다른 하나의 배선은 두 방향으로 연장되므로, 하나의 압전 부재(500)에서 행 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에 단락이 발생되어도 열 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에서 통전이 되고, 열 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에 단락이 발생되어도 행 방향의 제 1 배선 또는 제 2 배선에서 통전이 되므로, 단락에 따른 특성 저하를 방지할 수 있다.
앞서 설명하였듯이, 상기 초음파 마스크는 인체의 피부 형상에 맞게 가변될 수 있고, 이러한 가변과정에서 발생되는 응력에 의해 배선에 단락이 발생될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 배선을 행 방향 및 열 방향으로 모두 연장하며 배치되므로, 일 방향에서 배선이 단락되어도 다른 방향으로 연장하는 배선에 의해 전체적인 단락을 방지할 수 있어, 초음파 소자의 전기적 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1 배선(210) 및 상기 제 2 배선(220) 중 하나의 배선은 하나의 방향으로만 연장되고, 다른 하나의 배선은 두 방향으로 연장되므로, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크를 인장 또는 복원할 때 방향에 따른 제약을 최소화할 수 있다. 즉, 초음파 마스크의 유연성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 24 및 도 25를 참조하여 실시예에 따른 초음파 마스크의 접착층과 전극의 중첩관계를 설명한다,
도 24 및 도 25를 참조하면, 상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 2 접착층(320)은 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)의 일면과 중첩되는 영역에 배치된다.
상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 2 전극(420)의 일면은 상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 2 접착층(320)의 일면보다 크거나 동일할 수 있다. 즉, 상기 전극과 상기 접착층의 접촉 면적은 각각의 전극의 일면보다 작을 수 있다.
상기 제 1 접착층(310)과 상기 제 1 전극(410)의 일면이 중첩되는 영역을 제 1 중첩 영역으로 정의하고, 상기 제 2 접착층(320)과 제 2 전극(420)의 타면이 중첩되는 영역을 제 2 중첩 영역으로 정의할 때, 상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적은 상기 제 1 전극(410) 또는 상기 제 2 전극(420)의 전체 면적에 대해 약 20% 이상일 수 있다.
자세하게, 상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적은 상기 제 1 전극(410) 또는 상기 제 2 전극(420)의 전체 면적에 대해 약 20% 내지 약 100% 일 수 있다.
상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적이 상기 제 1 전극(410) 또는 상기 제 2 전극(420)의 전체 면적에 대해 약 20% 미만인 경우, 상기 제 1 전극(410) 또는 상기 제 2 전극(420)과 연결되는 상기 배선과의 전기적 특성이 저하되어 초음파 마스크의 신뢰성이 저하될 수 있다.
즉, 상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 1 전극(410)과 상기 제 2 접착층(320) 및 상기 제 2 전극(420)은 서로 완전히 중첩되며 접착되거나 또는 상기 제 1 전극(410) 또는 상기 제 2 전극(420)의 일면을 노출하며 상기 제 1 접착층(310) 및 상기 제 2 접착층(320)이 접촉될 수 있다.
또한, 복수의 전극들 상에 배치되는 접착층의 상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적들은 균일한 크기로 배치될 수 있다.
예를 들어, 복수의 전극들 상에 배치되는 접착층의 상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적의 차이는 약 10% 이하일 수 있다. 자세하게, 복수의 전극들 상에 배치되는 접착층의 상기 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적의 차이는 5% 내지 10%일 수 있다.
이에 따라, 제 1 중첩 영역 및 제 2 중첩 영역의 중첩 면적의 차이를 최소화함에 따라. 복수의 압전 부재(400)들에서 발생하는 초음파를 초음파 마스크의 각 영역마다 균일한 크기로 전달할 수 있다.
이하, 도 26을 참조하여, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크를 설명한다.
도 26을 참조하면, 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 인디케이터(indicator)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 초음파 마스크의 일 영역에는 초음파 마스크의 작동 상태를 식별할 수 있는 인디케이터(800)가 배치될 수 있다.
상기 인디케이터(800)는 사용자가 외부에서 식별할 수 있도록 초음파 마스크의 외면에 배치될 수 있다. 즉, 초음파 마스크에서 화장품 등의 물질이 배치되는 면의 반대면에 형성될 수 있다.
상기 인디케이터(800)는 초음파 마스크의 다양한 작동 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 인디케이터(800)는 초음파 마스크의 시작/종료를 표시할 수 있다. 또한, 상기 인디케이터(800)는 상기 초음파 마스크에서 발생하는 주파수 대역을 표시할 수 있다.
상기 인디케이터(800)는 LED, 디스플레이, 버저(buzzer) 등과 같이 시각적, 청각적 등 사용자에게 정보를 전달할 수 있는 부재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인디케이터(800)는 상기 초음파 마스크(1000)의 외측에 배치되어 상기 마스크(1000)의 동작 상태를 표시할 수 있다. 일례로, 상기 인디케이터(800)는 버저(buzzer)로부터 발생한 청각적 정보를 통해 상기 초음파 마스크(1000)의 동작 시작에 대한 정보, 동작 중임을 알리는 정보, 동작 완료에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 인디케이터(800)는 LED의 발광 색상에 따라 동작 상태를 표시할 수 있다. 또한, 상기 인디케이터는 상기 디스플레이를 통해 동작중인 주파수 영역대에 대한 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 인디케이터(800)는 상기 초음파 마스크(1000)와 피부 사이의 밀착 여부에 대한 정보를 제공할 수 있다.
이하, 도 27 내지 도 31을 참조하여, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크를 설명한다.
도 27 내지 도 31을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 베이스층 상에 배치되는 복수의 스페이서(700)를 포함할 수 있다.
자세하게, 실시예에 따른 초음파 마스크는 피부와 가까운 제 2 베이스층(620) 즉, 매칭층 상에 배치되는 복수의 스페이서(900)들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 스페이서(900)들은 서로 이격하며 배치될 수 있다. 예를 들어, 각각의 스페이서(900)는 상기 압전 부재(500)가 배치되는 영역과 중첩되지 않도록 배치할 수 있다. 자세하게, 압전 부재(500)에서 발생하는 초음파가 전달되는 압전 부재의 이동에 영향을 주지 않도록 각각의 스페이서(900)는 상기 압전 부재(500)가 배치되는 영역과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 스페이서(900)들은 상기 압전 부재(500)들 사이에 각각 배치될 수 있다.
상기 스페이서(900)는 인체의 피부에 도포되는 화장품 또는 약물 물질 등을 포함하는 미용 성분(950) 등이 도포되는 매칭층 상에 배치되어 미용 물질 또는 약물 물질이 일 영역에 뭉치는 것을 방지할 수 있다.
자세하게, 도 28을 참조하면, 상기 초음파 마스크가 피부에 도포된 화장품 등의 물질과 접촉될 때, 압전 부재에서 발생하는 진동 및 압력에 의해 압전 부재가 배치되는 영역에서 화장품 등의 물질이 외측으로 이동되어 단차가 형성될 수 있다.
이에 따라, 압전 부재가 배치되는 영역에 미용 물질의 양이 감소되어 초음파를 통한 미용 물질의 이동 효율이 저하될 수 있다.
이에 따라, 도 29와 같이 압전 부재가 배치되는 영역 사이에 복수의 스페이서(900)를 배치함으로써, 초음파 마스크가 피부와 접촉시 미용 물질 등이 외부로 이동되어 압전 부재와 중첩되는 영역에서 미용 물질 등의 양이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 30 및 도 31을 참조하면, 이러한 스페이서(900)들은 도 30과 같이 압전 부재(500) 사이에서 닷(dot) 형상으로 이격하여 배치되거나, 또는, 도 31과 같이 압전 부재(500) 사이에서 서로 연결되는 직선 형상으로 형성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크는 압전 부재와 중첩되지 않는 영역에 서로 이격하는 복수의 스페이서들을 배치하여 초음파 마스크가 피부에 접촉한 후, 압전 부재에서 발생하는 진동 및 압력에 의해 미용 물질이 일 영역으로 뭉쳐지는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 또 다른 실시예에 따른 초음파 마스크의 미용 물질 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 32 및 도 33을 참조하여, 실시예에 따른 초음파 마스크의 사용예를 설명한다.
도 32는 실시예에 따른 마스크를 착용한 사용자를 도시한 도면이고, 도 33은 실시예에 따른 마스크가 적용된 피부 관리 기기를 도시한 도면이다.
도 32는 참조하면, 사용자(50)는 상기 초음파 마스크(1000)를 착용할 수 있다. 상기 초음파 마스크(1000)는 상술한 개구부(1010)를 포함할 수 있고 사용자는 상기 개구부(1010)를 통해 시야를 확보할 수 있다. 또한, 상기 마스크(1000)는 상술한 절단부(1020)를 포함할 수 있고, 상기 절단부(1020)에 의해 상기 초음파 마스크(1000)는 굴곡진 피부와 효과적으로 밀착할 수 있다. 이때, 상기 제 2 베이스층(620)의 일면은 사용자의 피부와 직접 접촉할 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 상기 초음파 마스크(1000)와 연결된 외부 전원을 통해 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 또한, 상기 초음파 마스크(1000)는 상기 초음파 마스크(1000)의 외측, 예컨대 상기 제 2 베이스층(620)의 하면 상에 배치된 전원부(미도시)를 통해 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
또한, 도 33을 참조하면, 상기 마스크(1000)는 피부 관리 기기(1)에 적용되어 동작할 수 있다. 자세하게, 도 41을 참조하면 상기 피부 관리 기기(1)는 일측이 오픈되며 내부에 수용 공간(11)을 포함하는 본체(10)를 포함할 수 있다.
상기 본체(10)는 가벼우며 외부의 충격이나 접촉 등으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 본체(10)는 플라스틱, 세라믹 재질을 포함하여 외부 환경으로부터 향상된 신뢰성을 가질 수 있고, 상기 수용 공간(11) 내부에 배치되는 상기 마스크(1000)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 본체(10)는 사용자의 눈과 대응되는 위치에 형성되는 시야부(13)를 포함할 수 있다. 상기 시야부(13)는 상기 마스크(1000)의 개구부(1010)와 대응되는 영역에 형성되며 사용자는 상기 시야부(13)를 통해 외부 시야를 확보할 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 상기 본체(10)의 수용 공간(11) 내에 배치될 수 있다. 상기 초음파 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 사용자(50)의 피부 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 초음파 마스크(1000)의 제 1 베이스층(610)은 상기 본체(10)의 수용 공간(11)과 마주하게 배치될 수 있고, 상기 초음파 마스크(1000)의 제 2 베이스층(620)은 사용자의 피부와 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 결합할 수 있다. 일례로, 상기 초음파 마스크(1000)는 체결 부재(미도시)에 의해 상기 수용 공간(11) 내에서 설정된 위치에 고정될 수 있고, 상기 본체(10)로부터 착탈착 가능한 구조를 가질 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 상기 마스크(1000)의 외측에 배치된 전원부(미도시)를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 이와 다르게, 상기 초음파 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 연결되어 상기 본체(10)에 배치된 전원부(미도시)를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
상기 초음파 마스크(1000)는 상기 제 1 베이스층(610)의 하부면에 배치되는 완충 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 완충 부재는 상기 제 1 베이스층(610)과 직접 접촉할 수 있고, 상기 본체(10)의 수용 공간(11)과 마주하며 배치될 수 있다. 즉, 상기 본체(10)와 상기 마스크(1000)의 제 1 베이스층(610) 사이에는 상기 변형 부재가 배치될 수 있다.
상기 변형 부재는 외부 압력에 의해 형태가 변화하는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 변형 부재는 에어갭(air gap) 또는 스펀지 등의 재질을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않으며 외부 압력에 의해 형태가 변하는 다양한 재질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 사용자가 상기 피부 관리 기기(1)를 착용할 경우, 상기 변형 부재는 사용자의 얼굴 형태와 대응되는 형태로 변형할 수 있다. 따라서, 상기 초음파 마스크(1000)와 사용자의 피부가 효과적으로 밀착할 수 있다.
또한, 복수의 사용자가 상기 피부 관리 기기(1)를 착용할 경우, 각각의 얼굴 형태와 대응되도록 변형하여 사용자의 피부와 상기 마스크(1000)가 효과적으로 밀착할 수 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (13)
- 제 1 기재;
상기 제 1 기재의 내부에 배치되는 제 1 배선;
상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 제 2 기재;
상기 제 2 기재의 내부에 배치되는 제 2 배선;
상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재 사이에 배치되는 복수의 압전 부재;
상기 제 1 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 하부면에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 2 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 상부면에 배치되는 제 2 전극; 및
상기 제 1 기재, 상기 제 2 기재 및 상기 압전 부재 사이에 배치되는 보호층을 포함하고,
상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 배열되고,
상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배열되고,
상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생하는 초음파 마스크. - 제 1항에 있어서,
상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 초음파의 중심 주파수 전후 150㎑에서 굴곡모드로 발진하는 적어도 2개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생하는 초음파 마스크. - 제 3항에 있어서,
상기 초음파의 중심 주파수는 200㎑ 내지 400㎑인 초음파 마스크. - 제 1 기재;
상기 제 1 기재의 내부에 배치되는 제 1 배선;
상기 제 1 기재의 상부에 배치되는 제 2 기재;
상기 제 2 기재의 내부에 배치되는 제 2 배선;
상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재 사이에 배치되는 복수의 압전 부재;
상기 제 1 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 하부면에 배치되는 제 1 전극;
상기 제 2 배선과 연결되고, 상기 압전 부재의 상부면에 배치되는 제 2 전극; 및
상기 제 1 기재, 상기 제 2 기재 및 상기 압전 부재 사이에 배치되는 보호층을 포함하고,
상기 제 1 배선은 제 1 방향으로 배열되고,
상기 제 2 배선은 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 배열되고,
상기 압전 부재는 상기 제 2 전극과 접촉하는 제 1 층; 및 상기 제 1 층의 하부에 배치되고,상기 제 1 전극과 접촉하는 제 2 층을 포함하고,
상기 제 1 층은 금속을 포함하고, 상기 제 2 층은 압전 물질을 포함하고,
상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 중 적어도 하나의 층에는 관통홀이 형성되는 초음파 마스크. - 제 4항에 있어서,
상기 제 1 층은 금속을 포함하고,
상기 제 2 층은 압전 물질을 포함하는 초음파 마스크. - 제 4항에 있어서,
상기 제 1 층의 두께 및 상기 제 2 층의 두께는 200㎛ 내지 1500㎛이고,
상기 제 1층의 두께는 상기 제 2층의 두께의 두께에 대해 80% 내지 120%의 두께를 가지는 초음파 마스크. - 제 6항에 있어서,
상기 제 1 층의 외경과 상기 제 2 층의 외경은 약 3㎜ 내지 8㎜이고,
상기 제 1층의 외경은 상기 제 2층의 외경에 대해 92% 내지 108%의 크기를 가지는 초음파 마스크. - 제 7항에 있어서,
상기 제 1 층의 내경은 0㎜ 내지 1.5㎜이고 상기 제 2 층의 내경은 1.5㎜ 내지 5.6㎜이고,
상기 제 1 층의 내경은 상기 제 2 층의 내경에 대해 20% 이하의 크기를 가지는 초음파 마스크. - 제 8항에 있어서,
상기 제 2 층의 내경은 상기 제 2 층의 외경에 대해 50% 내지 70%의 크기를 가지는 초음파 마스크. - 제 1항에 있어서,
상기 압전 부재는 상기 제 1 기재에서 상기 제 2 기재 방향으로 초음파를 발생하고,
상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 적어도 3개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생하는 초음파 마스크. - 제 10항에 있어서,
상기 압전 부재는 굴곡 모드로 발진하는 초음파의 중심 주파수 전후 150㎑에서 굴곡모드로 발진하는 적어도 2개 이상의 주파수를 가지는 초음파를 발생하고,
상기 초음파의 중심 주파수는 200㎑ 내지 400㎑인 초음파 마스크. - 일측이 오픈되고 상기 오픈 영역 내부에 수용 공간이 형성되는 본체; 및
상기 오픈 영역 내에 배치되며 상기 본체와 연결되는 마스크를 포함하고,
상기 마스크는 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 마스크를 포함하는 피부 관리 기기. - 제 12항에 있어서,
상기 제 1 베이스층의 하부면에 배치되는 완충 부재를 더 포함하는 피부 관리 기기.
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-
2019
- 2019-05-17 KR KR1020190058195A patent/KR20200132523A/ko not_active Application Discontinuation
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