KR20210010680A - 마스크 및 이를 포함하는 피부 관리 기기 - Google Patents

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KR20210010680A
KR20210010680A KR1020190086080A KR20190086080A KR20210010680A KR 20210010680 A KR20210010680 A KR 20210010680A KR 1020190086080 A KR1020190086080 A KR 1020190086080A KR 20190086080 A KR20190086080 A KR 20190086080A KR 20210010680 A KR20210010680 A KR 20210010680A
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Abstract

실시예에 따른 마스크는 제 1 베이스층 상에 배치되는 제 1 배선, 상기 제 1 배선 상에 배치되는 압전소자, 상기 압전소자 상에 배치되는 제 2 배선, 상기 제 2 배선 상에 배치되는 제 2 베이스층, 상기 제 1 및 제 2 베이스층 사이에 배치되며 상기 제 1 배선, 상기 제 2 배선 및 상기 압전소자를 감싸는 보호층 및 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고, 상기 제어부의 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화한다.
또한, 상기 마스크는 복수의 동작 모드를 포함하고, 상기 마스크는 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부 및 상기 마스크의 온도를 감지하는 감지부를 포함하고, 상기 마스크의 온도 제어 방법은 상기 동작 모드를 설정하는 단계, 상기 압전소자의 구동 주파수를 설정하는 단계 및 설정된 상기 구동 주파수로 동작하는 단계를 포함하고, 상기 제어부는 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고, 상기 제어부의 상기 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화한다.
또한, 실시예에 따른 피부 관리 기기는 일측이 오픈되고 상기 오픈된 영역 내부에 수용 공간을 포함하는 본체 및 상기 오픈 영역 내에 배치되며 상기 본체와 연결되는 상기 마스크를 포함한다.

Description

마스크 및 이를 포함하는 피부 관리 기기{MASK AND SKIN CARE DEVICE INCLUDING THE SAME}
실시예는 마스크 및 이를 포함하는 피부 관리 기기에 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.
일반적으로 상술한 기기들은 피부에 탈부착 가능한 패치(patch) 형태로 제공될 수 있고, 특정 피부 영역에 부착되어 부착된 영역의 피부를 케어 또는 치료한다. 또한, 상술한 기기들은 사용자의 얼굴 전체를 덮으며 배치되는 마스크팩 형태로 제공되어 얼굴 피부를 케어 또는 치료한다.
그러나, 상기 기기들은 소정의 두께로 형성됨에 따라 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하기 어려울 수 있다.
또한, 상기 기기들은 양 볼, 코 등과 같이 상대적으로 굴곡진 영역에서 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하기 어려울 수 있다. 자세하게, 상기 기기의 재질, 가변 특성 등에 의해 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 상기 기기는 사용자의 피부와 밀착하지 않은 상태에서 동작할 수 있고, 동작하는 과정에 사용자의 움직임 및 기기의 진동 등에 의해 사용자의 피부와 이격될 수 있다. 이로 인해, 상기 기기를 이용한 케어 또는 치료 효과가 미미할 수 있다.
또한, 사용자의 피부에 상기 기기를 밀착하는 과정에 상기 기기가 변형되는 문제가 있다. 이로 인해, 상기 기기의 압전소자에서 발생한 초음파의 투과율 특성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 기기가 사용자의 피부와 밀착하는 과정에 발생하는 기기의 변형으로 내부 전선이 파손되는 문제가 있다. 특히, 상기 기기 중 상대적으로 굴곡진 피부와 대응되는 영역의 전선은 상기 기기를 착용 시 발생하는 기기의 변형에 의해 단선되는 문제점이 있다.
또한, 상기 기기가 온열 기능을 포함할 경우 상기 기기는 내부에는 별도의 발열 부재가 배치될 수 있다. 그러나, 상기 발열 부재에 의해 상기 기기의 전체 두께가 두꺼워지는 문제점이 있으며, 두께의 증가로 인해 사용자의 피부와 밀착력이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 상기 기기는 사용자의 피부에 초음파 에너지를 효과적으로 전달하기 어려운 문제점이 있고, 피부 전체 영역에 초음파 에너지를 고르게 전달하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 마스크가 요구된다.
실시예는 가변성을 가지고 향상된 신뢰성을 가지는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 사용자의 피부와 효과적으로 밀착할 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 사용자의 피부에 균일한 초음파 에너지를 제공할 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 별도의 발열 부재를 포함하지 않고 사용자에게 온열 기능을 제공할 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 별도의 냉각 부재를 포함하지 않고 사용자에게 쿨링 기능을 제공할 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 전체적인 두께 및 무게를 감소시킬 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 동작 중 발생하는 초음파 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 마스크 및 피부 관리 기기를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 마스크는 제 1 베이스층 상에 배치되는 제 1 배선, 상기 제 1 배선 상에 배치되는 압전소자, 상기 압전소자 상에 배치되는 제 2 배선, 상기 제 2 배선 상에 배치되는 제 2 베이스층, 상기 제 1 및 제 2 베이스층 사이에 배치되며 상기 제 1 배선, 상기 제 2 배선 및 상기 압전소자를 감싸는 보호층 및 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고, 상기 제어부의 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화한다.
또한, 상기 마스크는 복수의 동작 모드를 포함하고, 상기 마스크는 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부 및 상기 마스크의 온도를 감지하는 감지부를 포함하고, 상기 마스크의 온도 제어 방법은 상기 동작 모드를 설정하는 단계, 상기 압전소자의 구동 주파수를 설정하는 단계 및 설정된 상기 구동 주파수로 동작하는 단계를 포함하고, 상기 제어부는 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고, 상기 제어부의 상기 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화한다.
또한, 실시예에 따른 피부 관리 기기는 일측이 오픈되고 상기 오픈된 영역 내부에 수용 공간을 포함하는 본체 및 상기 오픈 영역 내에 배치되며 상기 본체와 연결되는 상기 마스크를 포함한다.
실시예에 따른 마스크는 제 1 베이스층, 제 2 베이스층 등에 의해 사용자의 굴곡진 피부 형태에 따라 탄성 변형할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크는 사용자의 피부와 효과적으로 밀착할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 마스크는 복수 개의 압전소자를 포함하며, 상기 압전소자는 상기 마스크의 전체 영역에 초음파 에너지를 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크를 착용한 사용자에게 균일한 세기의 초음파 에너지를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 압전소자는 사용자의 얼굴 형태에 따라 서로 상이한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 코 및 볼 등과 같이 상대적으로 굴곡진 영역과 이마 등과 같이 평평한 영역에 배치되는 압전소자는 서로 다른 간격으로 배치되어, 사용자의 얼굴 중 굴곡진 영역에도 균일한 세기의 초음파 에너지를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 마스크는 다양한 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크는 쿨링 모드, 온열 모드 등을 포함할 수 있고, 사용자의 피부에 쿨링 효과, 온열 효과 등을 제공할 수 있다. 이때, 상기 마스크는 별도의 발열 부재 및 쿨링 부재 없이 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하여 상술한 효과를 제공할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 마스크는 보다 슬림하게 제공될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 마스크는 상기 마스크의 온도를 감지하는 감지부를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 마스크는 상기 감지부에 의해 온도를 감지할 수 있고, 감지한 온도를 바탕으로 상기 마스크의 구동 주파수를 보정할 수 있다. 이에 따라, 실시예는 상기 마스크의 온도를 제어할 수 있고, 상기 온도에 의해 사용자가 저온 화상 등과 피해를 보는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 마스크의 정면도이다.
도 2는 도 1의 A1 영역의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 A1 영역의 상면도이다.
도 4는 도 1의 A1 영역의 다른 상면도이다.
도 5는 도 4의 A-A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 A2 영역의 확대도이다.
도 7은 실시예에 따른 마스크의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 마스크의 동작 모드별 순서도이다.
도 11은 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수별 온도에 대한 데이터이다.
도 12는 실시예에 따른 마스크의 구동 주파수별 상기 마스크의 온도에 대한 데이터이다.
도 13은 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수별 온도 및 임피던스에 대한 그래프이다.
도 14는 실시예에 따른 마스크의 구동 주파수별 상기 마스크의 온도 및 임피던스에 대한 데이터이다.
도 15는 도 1의 A1 영역의 다른 분해 사시도이다.
도 16은 도 15의 마스크의 단면을 도시한 단면도이다.
도 17 내지 도 19는 실시예에 따른 마스크에 인디케이터, 돌기가 제공된 예를 도시한 도면이다.
도 20은 실시예에 따른 마스크를 착용한 사용자를 도시한 도면이다.
도 21은 실시예에 따른 마스크가 적용된 피부 관리 기기를 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, 실시 예들간 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 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 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.
또한, 발명의 실시예에 대한 설명을 하기 앞서 제 1 방향은 도면에 도시된 x축 방향을 의미할 수 있고, 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 다른 방향일 수 있다. 일례로, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로 도면에 도시된 y축 방향을 의미할 수 있다. 또한, 수평 방향은 제 1 및 제 2 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 상기 제 1 및 제 2 방향 중 적어도 한 방향과 수직인 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 방향은 도면의 x축 및 y축 방향을 의미할 수 있고, 수직 방향은 도면의 z축 방향으로 상기 x축 및 y축 방향과 수직인 방향일 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 마스크의 정면도이고, 도 2는 도 1의 A1 영역의 분해 사시도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 도 1의 A1 영역의 상면도이고, 도 5는 도 4의 A-A' 단면을 도시한 단면도이며 도 6은 도 5의 A2 영역의 확대도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 실시예에 따른 마스크(1000)는 사람의 얼굴 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 마스크(1000)는 사용자의 얼굴을 커버할 수 있는 소정의 크기로 제공되며 사용자의 얼굴과 밀착하기 위해 소정의 탄성을 가질 수 있다. 상기 마스크(1000)는 사용자의 피부와 접촉하는 일면 및 상기 일면과 반대되는 타면을 포함하며, 상기 마스크(1000)의 일면은 인체에 무해한 재질로 제공되어 사용자의 피부와 장시간 접촉하여도 무해할 수 있다.
상기 마스크(1000)는 개구부(1010) 및 절단부(1020) 중 적어도 하나를 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 사용자의 피부와 마주하는 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 있으며 이에 대해 제한하지는 않는다. 상기 절단부(1020)는 상기 마스크(1000)의 일면 및 타면이 부분적으로 절단된 형태를 가질 수 있다.
상기 마스크(1000)는 사용자의 피부 상에 접착되며 내부에 포함된 압전 부재를 통해 사용자의 피부에 초음파를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000) 및 상기 피부 사이의 약물 또는 화장품을 사용자에게 효과적으로 제공할 수 있다.
실시예에 따른 마스크(1000)에서 상기 개구부(1010)를 제외한 영역은 제 1 베이스층(110), 제 1 배선(200), 압전소자(400), 제 2 배선(300), 제 2 베이스층(120), 보호층(550) 및 제어부(600)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 마스크(1000)는 상기 제 1 베이스층(110) 상에 순차적으로 배치되는 제 1 배선(200), 압전소자(400), 제 2 배선(300), 제 2 베이스층(120)을 포함할 수 있고, 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120) 사이에 배치되는 보호층(550)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 베이스층(110)은 인체에 무해한 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 베이스층(110)은 연질이면서 탄성을 가지는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 베이스층(110)은 실리콘, 열가소성 수지, 열가소성 실리콘 수지, 열가소성 탄성중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 무해성 가소제 및 안정제가 첨가된 폴리염화비닐(PVC) 재질 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 베이스층(110)은 비교적 가볍고 사용자의 피부와 접촉 시 자극을 최소화할 수 있고 소정의 탄성을 가지는 실리콘 탄성중합체를 포함할 수 있다.
상기 제 1 베이스층(110)은 후술할 압전소자(400)에서 방출된 파장을 상기 마스크(1000)의 일면 방향으로 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(110)은 반사층일 수 있다.
이를 위해 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)는 후술할 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)보다 얇거나 같을 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)에서 상기 제 1 베이스층(110) 방향으로 방출된 파장이 상기 제 1 베이스층(110)에 반사되기 위해 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)는 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)보다 얇거나 같을 수 있다. 즉, 상기 제 2 베이스층(120)은 사용자의 피부와 마주하는 베이스층일 수 있고, 상기 제 1 베이스층(110)은 상기 제 2 베이스층(120)과 반대되는 영역에 배치되는 베이스층일 수 있다.
상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)는 약 50㎛ 내지 약 10mm 일 수 있다. 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)가 약 50㎛ 미만인 경우, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)가 상대적으로 얇아 상기 제 1 베이스층(110) 상에 배치된 구성들을 효과적으로 보호할 수 없다. 자세하게, 상기 마스크(1000)가 탄성 변형하여 상기 제 1 베이스층(110)이 탄성 변형할 경우 상기 제 1 베이스층(110) 상의 배선들(200, 300) 및 압전소자(400)를 효과적으로 보호할 수 없다.
또한, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)가 약 10mm를 초과할 경우, 전체 마스크(1000)의 두께가 증가할 수 있고, 상기 압전소자(400)에서 상기 제 1 베이스층(110) 방향으로 방출된 파장 대부분이 상기 제 1 베이스층(110)을 통과하여 상기 마스크(1000)의 일면 방향으로 반사되는 양이 적을 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)가 약 10mm를 초과할 경우, 상기 마스크(1000)의 일면 방향으로의 반사를 위해 상기 제 2 베이스층(120)의 요구 두께가 증가할 수 있고, 반사를 위해 상기 압전소자(400)에서 발생하는 파장의 영역대가 높아 마스크(1000)에 사용하기 적절하지 않을 수 있다.
또한, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)가 약 10mm를 초과할 경우, 상기 마스크(1000)의 탄성 변형 특성이 저하될 수 있다. 이에 따라 상기 마스크(1000)가 사용자의 피부와 대응되는 형태로 효과적으로 탄성 변형하지 못할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)는 상기와 같은 문제를 방지하기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게, 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)는 약 100㎛ 내지 약 1000㎛ 일 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(110)은 신뢰성, 반사 특성, 제조되는 마스크(1000)의 가변성, 두께, 무게 및 초음파 임피던스 특징 등을 고려하여 약 100㎛ 내지 약 1000㎛의 두께 범위를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 베이스층(110)은 상기 압전소자(400)에서 발생하는 파장을 효과적으로 반사시키기 위해 내부에 홈, 기공 등이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 홈, 기공은 효과적인 반사를 상기 압전소자(400)와 중첩되는 영역에 배치될 수 있으며 이에 대해 제한하지 않는다.
상기 제 1 베이스층(110) 상에는 제 1 배선(200)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선(200)은 상기 압전소자(400)와 마주하는 상기 제 1 베이스층(110)의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 배선(200)은 상기 제 1 베이스층(110) 상에서 제 1 방향(x축 방향)으로 연장할 수 있다. 상기 제 1 배선(200)은 상기 제 1 베이스층(110)의 일면과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 1 배선(200)은 상기 제 1 베이스층(110)의 일면 상에 증착, 인쇄, 접착 등의 공정으로 형성될 수 있다. 상기 제 1 배선(200)은 상기 압전소자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 배선(200)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(200)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 배선(200)은 카본(carbon) 등과 같은 비금속을 포함할 수 있고, 전도성 탄성체 등을 포함할 수 있다.
상기 제 1 배선(200)은 하나의 층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 1 배선(200)은 상술한 재질 중 선택되는 하나를 포함하는 단일층 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 배선(200)은 상술한 재질 중 선택되는 금속 재질과 전도성 탄성체를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 제 1 배선(200)은 상기 제 1 베이스층(110) 상에 배치되는 복수의 제 1 서브 배선(201)들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 1 서브 배선(201) 각각은 제 1 방향으로 연장하며 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향으로 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 복수의 제 1 서브 배선(201)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 다른 방향으로 상기 제 1 방향과 수직인 방향일 수 있으나 이에 대해 제한하지 않는다.
상기 제 1 서브 배선(201)의 두께는 약 2㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께는 약 2㎛ 내지 약 40㎛일 수 있다. 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께가 약 2㎛ 미만인 경우 전기적 특성이 저하될 수 있고, 균일하게 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께가 약 50㎛를 초과할 경우 상기 마스크(1000)의 전체 두께가 증가할 수 있고, 상기 제 1 배선(200)의 제조 시간이 증가할 수 있다. 또한, 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께가 너무 두꺼워 스트레쳐블 특성이 저하될 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께는 수평 방향으로의 스트레쳐블 특성, 신뢰성 및 공정 효율을 고려하여 약 5㎛ 내지 약 35㎛ 이하일 수 있다.
또한, 제 1 서브 배선(201)의 선폭은 약 50㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 서브 배선(201)의 선폭은 약 100㎛ 내지 약 450㎛일 수 있다. 상기 제 1 서브 배선(201)의 선폭은 상기 제 1 서브 배선(201)의 두께보다 클 수 있다. 상기 제 1 서브 배선(201)의 선폭이 약 50㎛ 미만인 경우 신뢰성에 저하될 수 있고, 상기 제 1 서브 배선(201)의 선폭이 약 500㎛를 초과할 경우 연신율이 저하되어 스트레쳐블 특성이 저하될 수 있다. 바람직하게 상기 제 1 서브 배선(201)의 선폭은 스트레쳐블 특성을 고려하여 약 100㎛ 내지 약 400㎛일 수 있다.
상기 제 1 배선(200)은 제 1 연결부(210) 및 제 1 연장부(220)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 상기 제 1 서브 배선(201)은 제 1 연결부(210) 및 상기 제 1 연결부(210)와 연결되는 제 1 연장부(220)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)의 하면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)의 하면과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)의 하면과 마주할 수 있다. 상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)와 대응되는 개수로 제공될 수 있다.
상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)의 하면과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 연결부(210)는 상기 압전소자(400)의 하면과 대응되는 너비를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 1 연결부(210)의 수평 방향 너비는 상기 압전소자(400) 하면의 수평 방향 너비보다 작거나 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 연결부(210)의 수평 방향 너비는 상기 압전소자(400) 하면의 수평 방향 너비의 약 50% 내지 약 100%일 수 있다. 상기 제 1 연결부(210)의 수평 방향 너비가 약 50% 미만인 경우, 상기 제 1 배선(200)과 상기 압전소자(400) 사이의 전기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 1 연결부(210)의 수평 방향 너비가 상기 압전소자(400)의 하면 너비보다 클 경우 초음파 에너지의 투과율이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 연결부(210)의 수평 방향 너비는 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제 1 연장부(220)는 상기 제 1 연결부(210)로부터 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제 1 연장부(220)는 복수의 제 1 연결부(210) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 연장부(220)는 제 1 방향으로 이격된 상기 제 1 연결부(210) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 연장부(220)는 인접한 상기 제 1 연결부(210)들 사이를 연결할 수 있다.
상기 제 1 배선(200)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 평면에서 보았을 때 상기 복수의 제 1 서브 배선(201)들 각각은 도 3과 같이 직선의 형태로 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 자세하게, 복수의 제 1 서브 배선(201)은 인접한 제 1 서브 배선(201)과 등간격으로 제 2 방향으로 이격되며, 직선의 형태로 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선(200)의 제 1 연장부(220)는 제 1 방향으로 연장하는 직선의 형태를 가질 수 있다.
이와 다르게, 평면에서 보았을 때, 상기 복수의 제 1 서브 배선(201)들 각각은 도 4와 같이 곡선의 형태로 제 1 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제 1 서브 배선(201)들 각각은 구불거리는 패턴이 반복되는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제 1 배선(200)의 제 1 연장부(220)는 제 1 방향으로 연장하는 곡선의 형태를 가질 수 있다.
이때, 상기 제 1 연장부(220)는 약 3R 내지 약 20R(mm)의 곡률 패턴을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)가 일 방향으로 연신되거나 수축할 경우, 상기 제 1 배선(200)은 스트레쳐블(stretchable) 특성을 가지며 끊어지지 않을 수 있다. 바람직하게, 상기 제 1 연장부(220)는 약 5R 내지 약 15R(mm)의 곡률 패턴을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 연장부(220)는 약 10% 내지 약 50%의 연신율을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 배선(200)은 보다 향상된 스트레쳐블 특성을 가질 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 피부와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이와 또 다르게, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 제 1 연장부(220)는 제 1 방향으로 연장하는 직선 및 곡선이 혼재된 패턴이 반복되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 평면에서 보았을 때 사용자의 얼굴 중 상대적으로 굴곡진 영역(코, 볼 등)과 중첩되는 영역에 위치한 상기 제 1 연장부(220)는 곡선 형태로 제공될 수 있고, 상대적으로 평평한 영역(이마 등)과 중첩되는 영역에 위치한 상기 제 1 연장부(220)는 직선 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)를 사용자의 얼굴에 부착할 경우, 상기 마스크(1000)의 변형에 의해 상기 제 1 배선(200)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 1 연장부(220)는 직선 및 곡선이 혼재된 형태로 제공되어 전기적 특성을 유지함과 동시에 상기 제 1 배선(200)이 차지하는 비율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 상기 제 1 배선(200)의 제조 비용을 감소할 수 있고, 상기 압전소자(400)에서 방출되는 초음파 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.
상기 제 1 베이스층(110) 상에는 압전소자(400)가 배치될 수 있다. 상기 압전소자(400)는 상기 제 1 배선(200) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)는 상기 제 1 배선(200)의 제 1 연결부(210) 상에 배치되어 상기 제 1 배선(200)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 압전소자(400)는 세라믹 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 압전소자(400)는 ZnO, AlN, LiNbO4, 납 안티몬 주석산염(lead antimony stannate), 납 마그네슘 탄탈산염(lead magnesium tantalate), 납 니켈 탄탈산염(lead nickel tantalate), 티탄산염(titanates), 텅스텐산염(tungstates), 지르콘산염(zirconates), 또는 납 지르콘산염 티탄산염[Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT)], 납 란탄 지르콘산염 티탄산염(PLZT), 납 니오브 지르콘산염 티탄산염(PNZT), BaTiO3, SrTiO3, 납 마그네슘 니오브산염, 납 니켈 니오브산염, 납 망간 니오브산염, 납 아연 니오브산염, 납 티탄산염을 포함하는 납, 바륨, 비스무스, 또는 스트론튬의 니오브산염(niobates) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 압전소자(400)는 상기 제 1 배선(200) 상에 복수개가 배치될 수 있다. 상기 복수의 압전소자(400)는 상기 제 1 서브 배선(201) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 압전소자(400)는 상기 제 1 서브 배선(201) 상의 제 1 연결부(210) 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 하나의 상기 압전소자(400)는 하나의 제 1 연결부(210) 상에 배치될 수 있다. 상기 압전소자(400)의 하면 중심은 상기 제 1 서브 배선(201)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)의 하면 중심은 상기 제 1 연결부(210)와 중첩될 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전소자(400)의 하면 중심은 상기 제 1 연결부(210)의 중심과 중첩될 수 있다.
상기 복수의 압전소자(400)는 상기 제 1 서브 배선(201) 상에서 등간격으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 하나의 제 1 서브 배선(201) 상에 배치된 복수의 압전소자(400)는 제 1 방향을 기준으로 등간격으로 배치될 수 있다. 또한, 인접한 제 1 서브 배선(201) 상에 배치된 압전소자(400)는 제 2 방향을 기준으로 등간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 인접한 상기 복수의 압전소자(400)의 중심을 제 1 방향 및 제 2 방향으로 연결한 가상의 선은 메쉬(mesh) 형태를 가질 수 있다.
또한, 하나의 제 1 서브 배선(201) 상에 배치된 압전소자(400)는 상기 하나의 제 1 서브 배선(201)과 최인접한 제 1 서브 배선(201) 상에 배치된 압전소자(400)와 제 2 방향으로 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있다. 일례로, 평면에서 보았을 때 상기 압전소자(400)는 인접한 제 1 서브 배선(201) 상에 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
또한, 일부 압전소자(400) 사이의 간격은 등간격으로 배치될 수 있고, 나머지 압전소자(400)는 등간격으로 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 사용자의 얼굴 표면 중 상대적으로 평평한 영역과 중첩되는 영역에서는 상기 압전소자(400) 사이의 간격이 등간격으로 배치될 수 있다. 그러나, 상대적으로 굴곡진 피부 영역과 중첩되는 영역에서는 상기 압전소자(400) 사이의 간격이 등간격으로 배치되지 않을 수 있다. 즉, 피부 표면의 굴곡진 정도에 따라 상기 압전소자(400) 사이의 간격이 상대적으로 좁거나 클 수 있다. 일례로, 사용자의 코, 양 볼 등과 같이 굴곡진 영역과 중첩되는 영역의 압전소자(400) 사이의 간격은 상대적으로 좁을 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 마스크(1000)는 굴곡진 피부에도 효과적으로 초음파 에너지를 효과적으로 제공할 수 있다.
상기 압전소자(400)는 상기 마스크(1000) 전체 영역 상에 배치되어 초음파 에너지를 고르게 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 압전소자(400)는 인가되는 전류에 의해 약 1MHz 이하의 초음파 에너지를 발생할 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)는 약 10KHz 내지 약 1MHz의 초음파 에너지를 발생할 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전소자(400)는 약 100KHz 내지 약 800KHz의 초음파 에너지를 발생할 수 있다. 상기 압전소자(400)에서 발생한 초음파 에너지는 상기 마스크(1000)의 일면 방향으로 이동할 수 있고, 사용자의 피부에 전달되며 사용자의 피부를 마사지할 수 있다.
상기 압전소자(400)의 두께는 약 1500㎛ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)의 두께는 약 1200㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게 상기 압전소자(400)의 두께는 약 1000㎛ 이하일 수 있다. 상기 압전소자(400)의 두께는 상기 마스크(1000)의 전체 두께 및 가변 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 압전소자(400)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 압전소자(400)는 하면 및 상면이 다각형인 다각 기둥 형상을 가질 수 있고, 하면 및 상면이 원인 원 기둥 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 압전소자(400)는 하면 및 상면 중 하나의 면이 다각형이고 나머지 면이 원인 기둥 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 압전소자(400)의 하면 및 상면 중 적어도 하나의 면적은 약 100mm2 이하일 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 압전소자(400)는 다양한 기둥 형상을 가질 수 있고, 상기 기둥 형상에 따라 발생하는 초음파 에너지의 강도, 발진 방향 등을 제어할 수 있다. 또한, 상기 압전소자(400)의 크기, 배치 간격, 배치 밀도 등에 따라 사용자의 피부에 전달하는 초음파 에너지의 세기를 조절할 수 있다.
상기 압전소자(400)는 다양한 파동을 발생할 수 있다. 일례로, 상기 압전소자(400)는 파동이 나아가는 방향과 매질의 진동 방향이 수직인 횡파 및 파동이 나아가는 방향과 매질의 진동 방향이 같은 종파 중 적어도 하나의 파동을 발생할 수 있다. 또한, 상기 압전소자(400)는 다중 공진할 수 있다. 예를 들어, 상기 압전소자(400)는 적어도 하나의 비아홀을 포함할 수 있고, 형성된 상기 비아홀에 의해 다중 공진할 수 있다. 이때, 상기 비아홀의 상부 면적은 다중 공진을 위해 상기 압전소자(400)의 상면 면적의 약 10% 내지 약 45%일 수 있다. 또한, 상기 압전소자(400)가 상기 비아홀에 의해 다중 공진할 경우, 다중 공진 주파수 영역의 수는 상기 비아홀의 개수와 대응될 수 있다. 즉, 상기 압전소자(400)는 설정된 비아홀의 개수 범위에서 상기 비아홀의 개수가 많을수록 다양한 주파수 영역의 파장, 예컨대 초음파 에너지를 방출할 수 있다.
상기 압전소자(400) 상에는 제 2 베이스층(120)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 베이스층(120)은 사용자의 피부와 마주하며 상기 피부와 접할 수 있는 부분으로 인체에 무해한 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 베이스층(120)은 연질이면서 탄성을 가지는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 베이스층(120)은 실리콘, 열가소성 수지, 열가소성 실리콘 수지, 열가소성 탄성중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 무해성 가소제 및 안정제가 첨가된 폴리염화비닐(PVC) 재질 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 베이스층(120)은 비교적 가볍고 사용자의 피부와 접촉 시 자극을 최소화할 수 있고 소정의 탄성을 가지는 실리콘 탄성중합체를 포함할 수 있다. 상기 제 1 베이스층(110)은 상기 제 2 베이스층(120)과 동일한 재질로 제공될 수 있다.
상기 제 2 베이스층(120)은 상기 압전소자(400)에서 방출된 파장을 상기 마스크(1000)의 일면 방향으로 통과시켜 사용자의 피부에 전달할 수 있다. 즉, 상기 제 2 베이스층(120)은 투과층으로 정합층(matching layer)일 수 있다.
이를 위해, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)는 상기 제 2 베이스층(120)의 임피던스(impedance)와 상기 압전소자(400)의 구동 주파수에 따라 변화할 수 있다. 또한, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)는 상기 제 1 베이스층(110)의 두께(t1)보다 두껍거나 같을 수 있다.
일례로, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수가 약 1MHz 이하일 경우, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)는 약 50㎛ 내지 약 10mm 일 수 있다. 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)가 약 50㎛ 미만인 경우, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)가 상대적으로 얇아 상기 제 2 베이스층(120) 상에 배치된 구성들을 효과적으로 보호할 수 없다. 자세하게, 상기 마스크(1000)가 탄성 변형하여 상기 제 2 베이스층(120)이 탄성 변형할 경우, 상기 제 2 베이스층(120) 상의 상기 배선들(200, 300) 및 상기 압전소자(400)를 효과적으로 보호할 수 없다.
또한, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)가 약 10mm를 초과할 경우, 전체 마스크(1000)의 두께가 증가할 수 있다. 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)는 상기 압전소자(400)에서 방출된 파장을 효과적으로 통과시키기 위해 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 제 2 베이스층(120)의 두께(t2)는 신뢰성, 투과 특성, 제조되는 마스크(1000)의 가변성, 두께, 무게 및 초음파 임피던스 특성 등을 고려하여 약 100㎛ 내지 약 1000㎛의 두께 범위를 가질 수 있다.
즉, 실시예에 따른 압전소자(400)에서 방출된 초음파 에너지의 일부는, 상기 제 2 베이스층(120) 방향으로 방출되고 상기 제 2 베이스층(120)을 통과하여 사용자의 피부에 전달될 수 있다. 또한, 상기 초음파 에너지의 다른 일부는 상기 제 1 베이스층(110) 방향으로 방출되고 상기 제 1 베이스층(110)에 의해 상기 제 2 베이스층(120) 방향으로 반사될 수 있다. 이후 반사된 상기 초음파 에너지는 상기 제 2 베이스층(120)을 통과하여 사용자의 피부에 전달될 수 있다.
상기 제 2 베이스층(120) 상에는 제 2 배선(300)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 압전소자(400)와 마주하는 상기 제 2 베이스층(120)의 일면 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 2 베이스층(120) 상에서 상기 제 1 배선(200)과 다른 방향으로 연장할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 1 방향과 수직인 제 2 방향(y축 방향)으로 연장할 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 2 베이스층(120)의 일면과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 2 베이스층(120)의 일면 상에 증착, 인쇄, 접착 등의 공정으로 형성될 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 압전소자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 배선(300)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(300)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 배선(300)은 카본(carbon) 등과 같은 비금속을 포함할 수 있고, 전도성 탄성체 등을 포함할 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 1 배선(200)과 동일한 재질을 포함할 수 있다.
상기 제 2 배선(300)은 하나의 층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 2 배선(300)은 상술한 재질 중 선택되는 하나를 포함하는 단일층 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 배선(300)은 상술한 재질 중 선택되는 금속과 전도성 탄성체를 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 1 배선(200)과 동일한 구조를 가질 수 있다.
상기 제 2 배선(300)은 상기 제 2 베이스층(120) 상에 배치되는 복수의 제 2 서브 배선(301)들을 포함할 수 있다. 상기 복수의 제 2 서브 배선(301) 각각은 상기 제 2 방향으로 연장하며 상기 제 1 방향으로 서로 이격하여 배치될 수 있다. 상기 복수의 제 2 서브 배선(301)들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 2 서브 배선(301)의 두께는 약 2㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께는 약 2㎛ 내지 약 40㎛일 수 있다. 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께가 약 2㎛ 미만인 경우 전기적 특성이 저하될 수 있고, 균일하게 형성하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께가 약 50㎛를 초과할 경우 상기 마스크(1000)의 전체 두께가 증가할 수 있고, 상기 제 2 배선(300)의 제조 시간이 증가할 수 있다. 또한, 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께가 너무 두꺼워 스트레쳐블 특성이 저하될 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께는 수평 방향으로의 스트레쳐블 특성, 신뢰성 및 공정 효율을 고려하여 약 5㎛ 내지 약 35㎛ 이하일 수 있다.
또한, 제 2 서브 배선(301)의 선폭은 약 50㎛ 내지 약 500㎛일 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 서브 배선(301)의 선폭은 약 100㎛ 내지 약 450㎛일 수 있다. 상기 제 2 서브 배선(301)의 선폭은 상기 제 2 서브 배선(301)의 두께보다 클 수 있다. 상기 제 2 서브 배선(301)의 선폭이 약 50㎛ 미만인 경우 신뢰성에 저하될 수 있고, 상기 제 2 서브 배선(301)의 선폭이 약 500㎛를 초과할 경우 연신율이 저하되어 스트레쳐블 특성이 저하될 수 있다. 바람직하게 상기 제 2 서브 배선(301)의 선폭은 스트레쳐블 특성을 고려하여 약 100㎛ 내지 약 400㎛일 수 있다.
상기 제 2 배선(300)은 제 2 연결부(310) 및 제 2 연장부(320)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 상기 제 2 서브 배선(301)은 제 2 연결부(310) 및 상기 제 2 연결부(310)와 연결되는 제 2 연장부(320)를 포함할 수 있다.
상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)의 상면과 대응되는 영역에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)의 상면과 마주할 수 있다. 상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)와 대응되는 개수로 제공될 수 있다.
상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)의 상면과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 상기 제 2 연결부(310)는 상기 압전소자(400)의 상면과 대응되는 너비를 가질 수 있다. 일례로, 상기 제 2 연결부(310)의 수평 방향 너비는 상기 압전소자(400) 상면의 수평 방향 너비보다 작거나 같을 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 연결부(310)의 수평 방향 너비는 상기 압전소자(400) 상면의 수평 방향 너비의 약 50% 내지 약 100%일 수 있다. 상기 제 2 연결부(310)의 수평 방향 너비가 약 50% 미만인 경우, 상기 제 2 배선(300)과 상기 압전소자(400) 사이의 전기적 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제 2 연결부(310)의 수평 방향 너비가 상기 압전소자(400)의 하면 너비보다 클 경우 초음파 에너지의 투과율이 저하될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 연결부(310)의 수평 방향 너비는 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
상기 제 2 연장부(320)는 상기 제 2 연결부(310)로부터 제 2 방향으로 연장할 수 있다. 상기 제 2 연장부(320)는 복수의 제 2 연결부(310) 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 연장부(320)는 제 2 방향으로 이격된 상기 제 2 연결부(310) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 2 연장부(320)는 인접한 상기 제 2 연결부(310)들 사이를 연결할 수 있다.
상기 제 2 배선(300)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 평면에서 보았을 때 상기 복수의 제 2 서브 배선(301)들 각각은 도 3과 같이 직선의 형태로 제 2 방향으로 연장할 수 있다. 자세하게, 복수의 제 2 서브 배선(301)은 인접한 제 2 서브 배선(301)과 등간격으로 제 1 방향으로 이격되며, 직선의 형태로 제 2 방향으로 연장할 수 있다. 즉, 상기 제 2 배선(300)의 제 2 연장부(320)는 제 2 방향으로 연장하는 직선의 형태를 가질 수 있다.
이와 다르게, 평면에서 보았을 때, 상기 복수의 제 2 서브 배선(301)들 각각은 도 4와 같이 곡선의 형태로 제 2 방향으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 제 2 서브 배선(301)들 각각은 구불거리는 패턴이 반복되는 형태로 제공될 수 있다. 즉, 상기 제 2 배선(300)의 제 2 연장부(320)는 제 2 방향으로 연장하는 곡선의 형태를 가질 수 있다.
이때, 상기 제 2 연장부(320)는 약 3R 내지 약 20R(mm)의 곡률 패턴을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)가 일 방향으로 연신되거나 수축할 경우, 상기 제 2 배선(300)은 스트레쳐블(stretchable) 특성을 가지며 끊어지지 않을 수 있다. 바람직하게, 상기 제 2 연장부(320)는 약 5R 내지 약 15R(mm)의 곡률 패턴을 가질 수 있다. 또한, 상기 제 2 연장부(320)는 약 10% 내지 약 50%의 연신율을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 배선(300)은 보다 향상된 스트레쳐블 특성을 가질 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 사용자의 피부와의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
이와 또 다르게, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 제 2 연장부(320)는 제 2 방향으로 연장하는 직선 및 곡선이 혼재된 패턴이 반복되는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 평면에서 보았을 때 사용자의 얼굴 중 상대적으로 굴곡진 영역(코, 볼 등)과 중첩되는 영역에 위치한 상기 제 2 연장부(320)는 곡선 형태로 제공될 수 있고, 상대적으로 평평한 영역(이마 등)과 중첩되는 영역에 위치한 상기 제 2 연장부(320)는 직선 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)를 사용자의 얼굴에 부착할 경우, 상기 마스크(1000)의 변형에 의해 상기 제 2 배선(300)이 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제 2 연장부(320)는 직선 및 곡선이 혼재된 형태로 제공되어 전기적 특성을 유지함과 동시에 상기 제 2 배선(300)이 차지하는 비율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 실시예는 상기 제 2 배선(300)의 제조 비용을 감소할 수 있고, 상기 압전소자(400)에서 방출되는 초음파 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.
상기 제 1 배선(200) 및 상기 제 2 배선(300)은 서로 교차하며 배치될 수 있다. 자세하게, 도 3과 같이 평면에서 보았을 때, 제 1 서브 배선(201) 및 상기 제 2 서브 배선(301)은 메쉬(mesh) 형상으로 서로 교차하며 배치될 수 있고, 상기 서브 배선들(201, 301) 사이에는 상기 배선들(200, 300)이 배치되지 않은 오픈 영역이 형성될 수 있다.
상기 압전소자(400)는 상기 제 1 배선(200) 및 상기 제 2 배선(300)이 교차하는 영역 상에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)의 중심은 상기 제 1 서브 배선(201) 및 상기 제 2 서브 배선(301)의 교차점과 중첩될 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전소자(400)의 하면 및 상면 각각의 중심은 상기 제 1 배선(200)의 제 1 연결부(210)의 중심 및 상기 제 2 배선(300)의 제 2 연결부(310)의 중심과 중첩될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 압전소자 상에는 진동 부재(미도시)가 더 배치될 수 있다. 상기 압전소자(400)의 진동 특성을 개선하기 위해 상기 압전소자(400)의 상면 상에는 진동 부재가 더 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 진동 부재는 진동판일 수 있다. 상기 진동 부재는 상기 압전소자(400) 및 상기 제 2 배선(300) 사이에 배치될 수 있다.
상기 진동 부재는 상기 압전소자(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 진동 부재는 금속 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 진동 부재는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 은(Ag), 금(Pt), 스테인리스 스틸(SUS) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 진동 부재는 상기 압전소자(400)와 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 진동 부재는 상기 압전소자(400)의 상면과 대응되는 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 진동 부재는 상기 압전소자(400)의 상면과 대응되는 수평 방향 너비를 가질 수 있다.
상기 진동 부재의 두께는 약 1500㎛ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 진동 부재의 두께는 약 1200㎛ 이하일 수 있다. 바람직하게 상기 진동 부재의 두께는 약 1000㎛ 이하일 수 있다. 상기 진동 부재의 두께는 상기 마스크(1000)의 가변 특성, 상기 압전소자(400)의 진동 특성을 고려하여 상술한 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
실시예에 따른 마스크(1000)는 보호층(550)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110)의 일면 및 상기 제 2 베이스층(120)의 일면과 직접 접촉하며 배치될 수 있다.
상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120) 사이에 배치되어 상기 압전소자(400)를 보호할 수 있다. 자세하게, 상기 보호층(550)은 상기 베이스층(110, 120) 사이에서 상기 압전소자(400) 및 상기 배선들(200, 300)을 감싸며 배치되어 상기 구성들을 보호할 수 있다.
상기 보호층(550)은 연질이며 탄성을 가지는 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(550)은 실리콘, 열가소성 수지, 열가소성 실리콘 수지, 열가소성 탄성중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 무해성 가소제 및 안정제가 첨가된 폴리염화비닐(PVC) 재질 중 적어도 하나의 재질을 포함할 수 있다. 이 중에서 상기 보호층(550)은 비교적 가볍고 사용자의 피부와 접촉 시 자극을 최소화할 수 있으며, 소정의 탄성을 가지는 실리콘 탄성중합체를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120)과 물리적으로 연결되어 내부에 배치된 구성들을 보호할 수 있다.
상기 보호층(550)은 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120)과 동일한 재질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 베이스층(110), 상기 제 2 베이스층(120) 및 상기 보호층(550)은 동종의 재질을 포함함에 따라 향상된 결합력을 가질 수 있다.
도 6을 참조하여, 상기 압전소자(400), 상기 제 1 배선(200) 및 상기 제 2 배선(300)의 연결 관계에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 6을 참조하면 상기 압전소자(400)는 제 1 배선(200) 및 제 2 배선(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)는 하면 상에 배치되는 제 1 전극(410)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(410)은 전기적 특성을 고려하여 상기 압전소자(400)의 하면 전체 면적의 약 80% 이상의 면적으로 배치될 수 있다. 상기 제 1 전극(410)은 상기 압전소자(400)의 하면 전체 면적의 약 90%의 면적으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 전극(410)은 상기 압전소자(400)의 하면 전체 영역 상에 배치될 수 있다.
상기 제 1 전극(410)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 전극(410)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(410)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(410)은 상기 제 1 배선(200)과 마주하며 배치되고, 상기 제 1 배선(200)과 전기적으로 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 1 배선(200) 사이에는 제 1 본딩층(451)이 배치될 수 있다. 상기 제 1 본딩층(451)은 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 1 배선(200)을 물리적, 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제 1 본딩층(451)과 상기 제 1 배선(200)의 오버래핑 비율은 물리적, 전기적 특성을 고려하여 약 20% 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)와 마주하는 상기 제 1 배선(200)의 일면과 상기 제 1 본딩층(451)의 오버래핑 비율은 약 20% 이상일 수 있다.
상기 제 1 본딩층(451)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 약 100㎛ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 약 20㎛ 내지 약 80㎛일 수 있다. 바람직하게 상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 약 30㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다.
상기 제 1 본딩층(451)은 상기 제 1 전극(410) 및 상기 제 1 배선(200) 사이에 배치되어 전도성 접착제 역할을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 본딩층(451)은 상기 제 1 배선(200) 상에 페이스트 형태로 도포될 수 있고, 상기 제 1 본딩층(451) 상에 상기 제 1 전극(410)을 포함하는 압전소자(400)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 압전소자(400)는 상기 제 1 배선(200)과 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 압전소자(400)는 상면 상에 배치되는 제 2 전극(420)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극(420)은 전기적 특성을 고려하여 상기 압전소자(400)의 상면 전체 면적의 약 80% 이상의 면적으로 배치될 수 있다. 상기 자세하게, 제 2 전극(420)은 상기 압전소자(400)의 상면 전체 면적의 약 90%의 면적으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 전극(420)은 상기 압전소자(400)의 하면 전체 영역 상에 배치될 수 있다.
상기 제 2 전극(420)은 전도성 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 전극(420)은 금속 재질을 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(420)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 2 전극(420)은 상기 제 2 배선(300)과 마주하며 배치되고, 상기 제 2 배선(300)과 전기적으로 연결될 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 전극(420) 및 상기 제 2 배선(300) 사이에는 제 2 본딩층(452)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 본딩층(452)은 상기 제 2 전극(420) 및 상기 제 2 배선(300)을 물리적, 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제 2 본딩층(452)과 상기 제 2 배선(300)의 오버래핑 비율은 물리적, 전기적 특성을 고려하여 약 20% 이상일 수 있다. 자세하게, 상기 압전소자(400)와 마주하는 상기 제 2 배선(300)의 일면과 상기 제 2 본딩층(452)의 오버래핑 비율은 약 20% 이상일 수 있다.
상기 제 2 본딩층(452)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 및 이들의 합금 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 제 2 본딩층(452)의 두께는 약 100㎛ 이하일 수 있다. 자세하게, 상기 제 2 본딩층(452)의 두께는 약 20㎛ 내지 약 80㎛일 수 있다. 바람직하게 상기 제 2 본딩층(452)의 두께는 약 30㎛ 내지 약 60㎛일 수 있다.
상기 제 2 본딩층(452)은 상기 제 2 전극(420) 및 상기 제 2 배선(300) 사이에 배치되어 전도성 접착제 역할을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 본딩층(452)은 상기 제 2 배선(300) 상에 페이스트 형태로 도포될 수 있고, 상기 제 2 본딩층(452) 상에 상기 제 2 전극(420)을 포함하는 압전소자(400)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 압전소자(400)는 상기 제 2 배선(300)과 물리적 및 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 상기 제 2 본딩층(452)의 두께와 같거나 상이할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 상기 제 2 본딩층(452)의 두께와 동일하게 제공되어 상기 마스크(1000)의 가변성을 향상시킬 수 있다. 다른 예로, 상기 제 1 본딩층(451)의 두께는 상기 제 2 본딩층(452)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이에 따라, 상기 압전소자(400)에서 상기 제 1 베이스층(110) 방향으로 방출된 파장은 상기 제 1 본딩층(451)에 반사되어 상기 제 2 베이스층(120) 방향으로 이동할 수 있다.
상기 보호층(550)은 상기 압전소자(400), 상기 제 1 배선(200), 상기 제 2 배선(300), 상기 제 1 전극(410), 상기 제 2 전극(420), 상기 제 1 본딩층(451) 및 상기 제 2 본딩층(452)을 감싸며 배치될 수 있고, 상기 구성들이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 마스크의 구성을 나타내는 블록도이다.
실시예에 따른 마스크(1000)는 전원부(650)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(650)는 상기 마스크(1000)에 전원을 공급할 수 있다. 일례로, 상기 전원부(650)는 상기 마스크(1000)와 연결되는 별도의 외부 전원일 수 있다. 또한, 상기 전원부(650)는 상기 마스크(1000)의 내외부에 배치되는 배터리일 수 있다. 상기 전원부(650)는 상기 압전소자(400), 후술할 제어부(600) 및 감지부(605) 등에 전원을 공급할 수 있다.
실시예에 따른 마스크(1000)는 제어부(600)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 일반적으로 압전소자는 공진 주파수를 가지며 최적의 초음파 출력을 위해 상기 공진 주파수를 구동 주파수로 구동한다.
그러나, 실시예에 따른 마스크(1000)는 상기 제어부(600)에 의해 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 변화시킬 수 있고 다양한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(600)에 의해 상기 압전소자(400)는 공진 주파수 또는 상기 공진 주파수와 다른 주파수로 구동할 수 있다.
자세하게, 상기 제어부(600)는 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 상기 제 1 범위는 상기 압전소자(400)의 공진 주파수와 반공진 주파수에 의해 결정되는 범위로 하기 [수식 1]을 만족할 수 있다.
[수식 1]
fo=fr±k*(fa-fr)
(fo는 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수이고, fr는 실시예에 따른 압전소자의 공진 주파수이다. 또한, k는 상수 값이고, fa는 상기 압전소자의 반공진 주파수이다)
이때, 상기 [수식 1]에서 상수 k의 값은 약 0.2 내지 약 0.3일 수 있다. 자세하게, 상기 상수 k의 값은 약 0.22 내지 약 0.27일 수 있다. 상기 상수 k의 값이 약 0.2 미만인 경우, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수의 변화가 미미할 수 있다. 또한, 상기 상수 k의 값이 약 0.3을 초과할 경우 상기 압전소자(400)의 구동 주파수의 변화가 너무 클 수 있고, 일부 초음파 에너지가 손실될 수 있다. 또한, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수 변화에 따른 상기 압전소자(400)의 온도의 변화가 너무 커 사용자의 피부에 사용하기 적합하지 않을 수 있다.
바람직하게, 상기 상수 k의 값은 사용자의 피부에 효과적으로 초음파 에너지를 전달하고, 쿨링 및 온열 등의 효과를 고려하여 약 0.25일 수 있다. 이 경우, 상기 압전소자의 구동 주파수(f0)는 하기 [수식 2]를 만족할 수 있다.
[수식 2]
fo=fr±0.25*(fa-fr)
(fo는 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수이다. 또한, fr는 실시예에 따른 압전소자의 공진 주파수이고, fa는 상기 압전소자의 반공진 주파수이다.)
즉, 상기 제어부(600)는 상기 수식들에 의한 제 1 범위 내에서 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있고, 상기 마스크(1000)는 상기 제어부(600)에 의해 제어된 구동 주파수로 동작할 수 있다.
상기 제어부(600)는 상기 제 1 범위 내에서 상기 압전소자(400)의 공진 주파수(fr)보다 높은 주파수 대역으로 정의되는 제 1 주파수를 구동 주파수로 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어부(600)는 상기 제 1 범위 내에서 상기 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역으로 정의되는 제 2 주파수를 구동 주파수로 설정할 수 있다.
상기 제어부(600)는 상기 마스크(1000)의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크(1000)가 공진 주파수로 동작할 때와 비교하여 상기 마스크(1000)가 상기 제 1 주파수로 동작할 경우 상기 압전소자(400)의 온도는 감소할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)의 전체 온도는 상기 공진 주파수로 동작하는 마스크(1000)와 비교하여 감소할 수 있다.
또한, 상기 마스크(1000)가 상기 제 2 주파수로 동작할 경우, 상기 압전소자(400)의 온도는 증가할 수 있다. 이에 따라 상기 마스크(1000)의 전체 온도는 상기 공진 주파수로 동작하는 마스크(1000)와 비교하여 증가할 수 있다.
즉, 실시예에 따른 마스크(1000)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수에 의해 온도가 변화할 수 있고, 사용자는 상기 마스크(1000)의 동작 모드를 선택하여 상기 마스크(1000)의 온도를 설정할 수 있다. 자세하게, 사용자는 마스크(1000)의 동작 모드를 선택하여 사용자의 피부와 직접 접촉하는 상기 마스크(1000)의 표면 온도, 예컨대 상기 제 2 베이스층(120)의 표면 온도를 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자는 상기 마스크(1000)의 동작 모드를 일반 모드(normal mode)로 선택할 수 있고, 상기 일반 모드에서 상기 마스크(1000)는 상기 압전소자(400)의 공진 주파수로 동작할 수 있다.
또한, 사용자는 상기 마스크(1000)의 동작 모드를 쿨링 모드(cooling mode)로 선택할 수 있다. 여기서 쿨링 모드는 상기 마스크(1000)가 공진 주파수로 동작할 때의 온도보다 낮은 온도로 동작하는 모드를 의미할 수 있다. 이 경우 상기 마스크(1000)는 상기 제 1 주파수, 예컨대 상기 공진 주파수보다 높은 주파수로 동작할 수 있다. 이에 따라, 상기 압전소자(400)의 온도는 상기 압전소자(400)가 공진 주파수로 동작할 때보다 낮은 온도로 구동될 수 있고, 상기 마스크(1000) 전체의 열 발생을 감소시킬 수 있다.
또한, 사용자가 상기 마스크(1000)의 동작 모드를 온열 모드(heating mode)로 선택할 수 있다. 여기서 온열 모드는 상기 마스크(1000)가 공진 주파수로 동작할 때의 온도보다 높은 온도로 동작하는 모드를 의미할 수 있다. 이 경우, 상기 마스크(1000)는 상기 제 2 주파수, 예컨대 상기 공진 주파수보다 낮은 주파수로 동작할 수 있다. 이에 따라, 상기 압전소자(400)의 온도는 상기 압전소자(400)가 공진 주파수로 동작할 때보다 높은 온도로 구동될 수 있고, 상기 마스크(1000) 전체의 열 발생을 증가시킬 수 있다.
보다 자세하게, 상기 마스크(1000)가 상기 일반 모드(normal mode)로 동작할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 마스크(1000)가 동작 시 제 1 온도로 정의되는 온도를 가질 수 있도록 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다.
또한, 상기 마스크(1000)가 상술한 제 1 주파수로 동작하는 쿨링 모드로 동작할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 마스크(1000)가 동작 시 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 정의되는 온도를 가질 수 있도록 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 이때, 상기 제 1 주파수와 상기 공진 주파수의 차이가 클수록 상기 제 2 온도는 점점 감소할 수 있다.
또한, 상기 마스크(1000)가 상술한 제 2 주파수로 동작하는 온열 모드로 동작할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 마스크(1000)가 동작 시 상기 제 1 온도보다 높은 제 3 온도로 정의되는 온도를 가질 수 있도록 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 이때, 상기 제 2 주파수와 상기 공진 주파수의 차이가 클수록 상기 제 2 온도는 점점 증가할 수 있다.
실시예에 따른 마스크(1000)는 감지부(605)를 포함할 수 있다. 상기 감지부(605)는 상기 제어부(600)와 연결되어 상기 마스크(1000)의 온도를 감지할 수 있다. 자세하게, 상기 감지부(605)는 상기 마스크(1000) 내에 배치되어 상기 압전소자(400), 상기 보호층(550), 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 2 베이스층(120) 중 적어도 하나의 구성의 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 감지부(605)는 사용자의 피부와 직접 접하는 상기 마스크(1000)의 표면 온도, 예컨대 상기 제 2 베이스층(120)의 표면 온도를 감지할 수 있다.
상기 감지부(605)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 감지부(605)는 열전대(Thermocouple), RTD(Resistance temperature detectors) 센서, 써미스터(Thermistor) 센서, 바이메탈(Bitemtal) 방식 중 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다.
상기 마스크(1000)가 상술한 일반 모드 및/또는 쿨링 모드로 동작 시 상대적으로 낮은 온도로 동작할 수 있다. 또한, 상기 마스크(1000)가 상술한 온열 모드로 동작 시 상대적으로 높은 온도로 동작할 수 있다.
이 경우, 상기 마스크(1000)의 온도는 사용자의 피부에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 적당한 온열 온도 및 쿨링 온도는 사용자의 모공을 넓히거나 좁히며 화장품 또는 약물의 흡수를 도울 수 있고, 피부 진정 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 지나친 온열 온도 및 쿨링 온도는 오히려 사용자의 피부에 악영향을 미칠 수 있다. 일례로, 상기 마스크(1000)가 장시간 온열 모드로 동작할 경우, 사용자의 피부에는 저온 화상 등과 같은 화상을 입을 수 있고, 지나친 쿨링 온도는 모공을 막아 화장품 또는 약물의 흡수를 막을 수 있다.
그러나, 실시예에 따른 마스크(1000)는 상기 감지부(605)에 의해 상술한 문제를 방지할 수 있다. 즉, 상기 감지부(605)는 상기 마스크(1000)의 온도 정보를 상기 제어부(600)에 전달할 수 있고, 상기 제어부(600)는 수신한 정보를 바탕으로 상기 압전소자(400)의 동작 및/또는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 보정할 수 있다.
이에 대해서는 도 8 내지 도 10을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 8 내지 도 10은 실시예에 따른 마스크의 동작 모드의 순서도이다.
먼저 도 8을 참조하면, 상기 마스크(1000)는 사용자의 선택에 의해 일반 모드로 동작할 수 있다. 이때, 상기 제어부(600)는 상기 일반 모드에 대응되는 주파수를 상기 압전소자(400)의 구동 주파수로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)는 공진 주파수로 동작할 수 있다.
상기 마스크(1000)가 일반 모드로 동작하는 과정에 상기 감지부(605)는 상기 마스크(1000)의 온도를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 마스크(1000)의 온도, 예컨대 상기 제 2 베이스층(120)의 표면 온도가 상기 설정된 온도를 만족할 경우, 상기 마스크(1000)는 상기 공진 주파수를 구동 주파수로 설정된 시간 또는 사용자의 종료 시점까지 동작할 수 있다.
그러나, 상기 감지부(605)가 감지한 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도 미만이거나 초가할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 현 시점의 구동 주파수보다 높이거나 낮추는 보정을 진행하여 상기 마스크(1000)의 온도가 상기 일반 모드와 대응되도록 제어할 수 있다. 이후 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도 범위에 도달할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 공진 주파수로 다시 제어할 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면 상기 마스크(1000)는 사용자의 선택에 의해 쿨링 모드로 동작할 수 있다. 이때, 상기 제어부(600)는 상기 쿨링 모드에 대응되는 주파수를 상기 압전소자(400)의 구동 주파수로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)는 제 1 주파수로 동작할 수 있다.
상기 마스크(1000)가 쿨링 모드로 동작하는 과정에 상기 감지부(605)는 상기 마스크(1000)의 온도를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 마스크(1000)의 온도가 상기 설정된 온도를 만족할 경우, 상기 마스크(1000)는 상기 제 1 주파수를 구동 주파수로 설정된 시간 또는 사용자의 종료 시점까지 동작할 수 있다.
그러나, 상기 감지부(605)가 감지한 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도를 벗어날 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도보다 낮을 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 현 시점의 구동 주파수보다 낮추는 보정을 진행할 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 상기 제 1 주파수에서 상기 공진 주파수 대역으로 낮추거나, 상기 제 1 주파수에서 상기 제 2 주파수 영역으로 낮출 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)의 온도를 높일 수 있어 사용자의 피부가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이후 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도 범위에 도달할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 상기 제 1 주파수로 다시 제어할 수 있다.
또한, 도 10을 참조하면 상기 마스크(1000)는 사용자의 선택에 의해 온열 모드로 동작할 수 있다. 이때, 상기 제어부(600)는 상기 온열 모드에 대응되는 주파수를 상기 압전소자(400)의 구동 주파수로 설정할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)는 제 2 주파수로 동작할 수 있다.
상기 마스크(1000)가 온열 모드로 동작하는 과정에 상기 감지부(605)는 상기 마스크(1000)의 온도를 감지할 수 있다. 일례로, 상기 마스크(1000)의 온도가 상기 설정된 온도를 만족할 경우, 상기 마스크(1000)는 상기 제 2 주파수를 구동 주파수로 설정된 시간 또는 사용자의 종료 시점까지 동작할 수 있다.
그러나, 상기 감지부(605)가 감지한 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도를 초과할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 제어할 수 있다. 자세하게, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 현 시점의 구동 주파수보다 높이는 보정을 진행할 수 있다. 더 자세하게, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 상기 제 2 주파수에서 상기 공진 주파수 대역으로 높이거나, 상기 제 2 주파수에서 상기 제 1 주파수 영역으로 높일 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)의 온도를 낮출 수 있어 사용자의 피부가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이후 상기 마스크(1000)의 온도가 설정된 온도 범위에 도달할 경우, 상기 제어부(600)는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수를 상기 제 2 주파수로 다시 제어할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수별 온도에 대한 데이터이고, 도 12는 실시예에 따른 마스크의 구동 주파수별 상기 마스크의 온도에 대한 데이터이다. 또한, 도 13은 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수별 온도 및 임피던스에 대한 그래프이고, 도 14는 실시예에 따른 마스크의 구동 주파수별 상기 마스크의 온도 및 임피던스에 대한 데이터이다.
자세하게, 도 11 및 도 13은 상기 제 1 베이스층(110), 상기 제 2 베이스층(120) 및 상기 보호층(550) 등을 생략하고 상기 압전소자(400)에 전극만을 연결하여 주파수별 온도 및 임피던스를 측정한 데이터이다.
또한, 도 12 및 도 14는 상기 보호층(550)의 상하부에 제 1 베이스층(110) 및 제 2 베이스층(120)을 배치하고, 상기 보호층(550) 내에 상기 압전소자(400)와 전극을 배치하여 마스크를 제조하고, 구동 주파수별 상기 마스크(1000)의 온도 및 임피던스를 측정한 데이터이다. 자세하게, 도 12는 상기 압전소자(400)의 구동 주파수별 사용자의 피부와 접하는 상기 제 2 베이스층(120)의 표면 온도를 측정한 데이터이다.
또한, 도 11 및 도 12에서 적색(red)에 가까울수록 상대적으로 온도가 높을 것을 의미하고, 청색(blue)에 가까울수록 상대적으로 온도가 낮은 것을 의미한다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 실시예에 따른 압전소자(400)의 공진 주파수는 약 334khz일 수 있다. 상기 마스크(1000)가 상기 공진 주파수로 구동할 경우 사용자의 피부에는 약 334.5khz의 초음파를 제공할 수 있다. 이때, 상기 압전소자(400)의 온도는 약 28.5℃일 수 있고, 상술한 제 1 온도로 정의되는 상기 마스크(1000)의 온도는 약 42.7℃도 일 수 있다.
또한, 상기 압전소자(400)의 공진 주파수가 약 334khz일 경우, 상기 압전소자(400)의 반공진 주파수는 약 353khz일 수 있고, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수 최소 및 최대 범위는 상술한 [수식 2]에 따라 약 329.25khz 내지 약 338.75khz일 수 있다.
[수식 2]
fo=fr±0.25*(fa-fr)
(fo는 실시예에 따른 압전소자의 구동 주파수이다. 또한, fr는 실시예에 따른 압전소자의 공진 주파수이고, fa는 상기 압전소자의 반공진 주파수이다.)
즉, 상기 마스크(1000)가 상술한 수식의 최대 주파수 값, 예컨대 쿨링 모드(약 338.75khz)로 동작할 경우, 상기 압전소자(400)의 온도는 약 24.7℃(도 11의 338khz)일 수 있고, 상술한 제 2 온도로 정의되는 상기 마스크(1000)의 온도는 약 34.5℃(도 12의 339khz)일 수 있다. 즉, 상기 마스크(1000)는 사용자의 체온보다 낮은 온도를 가지며 동작하여 사용자에게 쿨링 효과를 줄 수 있다.
이때, 압전소자(400)의 구동 주파수가 상술한 범위를 벗어날 경우, 상기 마스크(1000)의 온도가 지나치게 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수가 약 353khz(도 11 참조)인 경우 상기 압전소자(400)의 온도는 약 23.2℃일 수 있고, 상기 마스크(1000)의 온도는 약 25.2℃(도 12 참조)일 수 있다. 즉, 사용자의 피부에 지나치게 낮은 온도가 제공될 수 있고 이로 인해 사용자의 피부에 피해를 줄 수 있다.
또한, 상기 마스크(1000)가 상술한 수식의 최소 주파수 값, 예컨대 온열 모드(약 329.25khz)로 동작할 경우, 상기 압전소자(400)의 온도는 약 31.2℃(도 11의 330khz)일 수 있고, 상술한 제 3 온도로 정의되는 상기 마스크(1000)의 온도는 약 48.9℃(도 12의 330.7khz)일 수 있다. 즉, 상기 마스크(1000)는 사용자의 체온보다 높은 온도를 가지며 동작하여 사용자에게 온열 효과를 줄 수 있다.
이때, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수가 상술한 범위를 벗어날 경우, 상기 마스크(1000)의 온도가 지나치게 높을 수 있다. 예를 들어, 상기 압전소자(400)의 구동 주파수가 약 325khz(도 11 참조)인 경우 상기 압전소자(400)의 온도는 약 34.7℃일 수 있고, 상기 마스크(1000)의 온도는 약 52℃(도 12 참조)일 수 있다. 즉, 사용자의 피부에 온열 효과가 너무 지나칠 수 있으며, 이로 인해 사용자의 피부에 저온 화상을 유발할 수 있다.
실시예에 따른 마스크(1000)는 다양한 모드로 동작하여 사용자의 피부에 다양한 온도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스크(1000)는 일반 모드, 쿨링 모드 또는 온열 모드 등으로 동작하여 사용자의 피부에 쿨링 또는 온열 효과를 제공할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 마스크(1000)는 별도의 발열 부재, 쿨링 부재 등을 생략하고 상기 압전소자(400)를 이용하여 사용자의 피부에 쿨링 또는 온열 효과를 제공할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 마스크(1000)는 상기 감지부(605)를 포함할 수 있고, 상기 제어부(600)는 상기 감지부(605)에서 감지한 온도 정보를 바탕으로 상기 마스크(1000)의 구동 주파수 및 온도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 마스크(1000)는 상기 마스크(1000)를 사용하는 사용자의 피부가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 사용자의 피부에 화장품 또는 약물이 효과적으로 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
도 15는 도 1의 A1 영역의 다른 분해 사시도이고, 도 16은 도 15의 마스크의 단면을 도시한 단면도이다. 도 15 및 도 16을 이용한 설명에서는 앞서 설명한 마스크와 동일 유사한 구성에 대해서는 설명을 생략하며 동일 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 실시예에 따른 마스크(1000)는 제 1 기재(510) 및 제 2 기재(520)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 기재(510)는 상기 제 1 베이스층(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 1 기재(510)는 상기 제 1 베이스층(110) 및 상기 제 1 배선(200) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 기재(510)는 상기 제 1 베이스층(110)의 일면과 직접 접촉할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 배선(200)은 상기 제 1 베이스층(110)과 이격될 수 있고 상기 제 1 기재(510)와 직접 접촉할 수 있다.
상기 제 1 기재(510)는 투명하며 수분 차단성, 열적 안정성 등을 고려한 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기재(510)는 유연성을 가지며 굴곡진 사용자의 피부 형상에 따라 탄성 변형되는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 기재(510)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 및 폴리이미드(PI) 등의 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 기재(510)는 필름 형태로 제공될 수 있다.
상기 제 1 기재(510)는 약 0.5㎛ 내지 약 5㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기재(510)의 두께가 약 0.5㎛ 미만인 경우, 상기 제 1 기재(510) 상에 배치되는 구성들, 예컨대, 압전소자(400) 등의 무게에 의해 상기 구성들과 중첩되는 상기 제 1 기재(510)의 영역이 쳐지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 기재(510)의 신뢰성이 저하될 수 있고, 상기 제 1 기재(510) 상에 배치되는 구성들의 얼라인(align) 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기재(510)의 두께가 약 5㎛를 초과하는 경우, 상기 마스크(1000)의 전체 두께가 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)가 사용자의 피부 형상에 따라 효율적으로 탄성 변형하지 못하여 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하지 못하는 문제점이 있다. 바람직하게, 상기 제 1 기재(510)는 약 0.5㎛ 내지 약 3㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 1 기재(510)의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 신뢰성 및 얼라인 특성을 유지하며 사용자의 피부와 대응되는 형태로 효율적으로 탄성 변형할 수 있고, 상기 마스크(1000)의 전체 두께 및 무게가 감소할 수 있다.
상기 제 2 기재(520)는 상기 제 2 베이스층(120) 상에 배치될 수 있다. 상기 제 2 기재(520)는 상기 제 2 베이스층(120) 및 상기 제 2 배선(300) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 기재(520)는 상기 제 2 베이스층(120)의 일면과 직접 접촉할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 배선(300)은 상기 제 2 베이스층(120)과 이격될 수 있고 상기 제 2 기재(520)와 직접 접촉할 수 있다.
상기 제 2 기재(520)는 투명하며 수분 차단성, 열적 안정성 등을 고려한 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 기재(520)는 유연성을 가지며 굴곡진 사용자의 피부 형상에 따라 탄성 변형되는 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 2 기재(520)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나트탈레이트(PEN), 및 폴리이미드(PI) 등의 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 기재(520)는 필름 형태로 제공될 수 있다. 상기 제 2 기재(520)는 상기 제 1 기재(510)와 동일한 재질 및 동일한 형태를 가질 수 있으며, 이에 대해 제한하지는 않는다.
상기 제 2 기재(520)는 약 0.5㎛ 내지 약 5㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 2 기재(520)의 두께가 약 0.5㎛ 미만인 경우, 상기 제 2 기재(520) 상에 배치되는 구성들, 예컨대, 압전소자(400) 등의 무게에 의해 상기 구성들과 중첩되는 상기 제 2 기재(520)의 영역이 쳐지는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 기재(520)의 신뢰성이 저하될 수 있고, 상기 제 2 기재(520) 상에 배치되는 구성들의 얼라인(align) 문제가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제 2 기재(520)의 두께가 약 5㎛를 초과하는 경우, 상기 마스크(1000)의 전체 두께가 증가될 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)가 사용자의 피부 형상에 따라 효율적으로 탄성 변형하지 못하여 사용자의 피부와 효과적으로 밀착하지 못하는 문제점이 있다. 바람직하게, 상기 제 2 기재(520)는 약 0.5㎛ 내지 약 3㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 제 2 기재(520)의 두께가 상술한 범위를 만족할 경우, 신뢰성 및 얼라인 특성을 유지하며 사용자의 피부와 대응되는 형태로 효율적으로 탄성 변형할 수 있고, 상기 마스크(1000)의 전체 두께 및 무게가 감소할 수 있다. 상기 제 2 기재(520)는 상기 제 1 기재(510)와 동일한 두께를 가질 수 있으며, 이에 대해 제한하지는 않는다.
실시예는 상기 제 1 기재(510) 및 상기 제 2 기재(520)가 추가됨에 따라 상기 압전소자(400)의 얼라인(align) 특성을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기재(510) 및 상기 제 2 기재(520)가 추가됨에 외부로부터 내부로 유입된 수분, 이물질의 유입 경로를 증가시킬 수 있어 상기 마스크(1000)는 향상된 신뢰성을 가질 수 있다.
도 17 내지 도 19는 실시예에 따른 마스크에 인디케이터, 돌기가 제공된 예를 도시한 도면이다.
도 17을 참조하면, 상기 마스크(1000)는 인디케이터(610)를 포함할 수 있다. 상기 인디케이터(610)는 LED, 디스플레이, 버저(buzzer) 등과 같이 시각적, 청각적 등 사용자에게 정보를 전달할 수 있는 부재 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인디케이터(610)는 상기 마스크(1000)의 외측에 배치되어 상기 마스크(1000)의 동작 상태를 표시할 수 있다. 일례로, 상기 인디케이터(610)는 버저(buzzer)로부터 발생한 청각적 정보를 통해 상기 마스크(1000)의 동작 시작에 대한 정보, 동작 중임을 알리는 정보, 동작 완료에 대한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 인디케이터(610)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, 도 18 및 도 19를 참조하면, 상기 마스크(1000)는 외측면 상에 배치되는 돌기(620)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 돌기(620)는 사용자의 피부와 마주하는 상기 제 2 베이스층(120)의 면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 돌기(620)는 상기 제 2 배선(300)이 배치되는 상기 제 2 베이스층(120)의 일면과 반대되는 타면 상에 배치될 수 있다.
상기 돌기(620)는 인체에 무해한 재질을 포함하며 상기 제 2 베이스층(120)의 타면으로부터 사용자의 피부 방향으로 돌출된 형태로 배치될 수 있다. 상기 돌기(620)는 상기 제 2 베이스층(120)의 타면 상에 서로 이격되는 복수의 점 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 돌기(620)는 상기 제 2 베이스층(120)의 타면 상에 서로 이격된 복수의 직선 또는 곡선 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 돌기(620)는 상기 제 2 베이스층(120)의 타면 상에 적어도 하나의 선(line) 형태로 배치될 수 있다. 일례로, 상기 돌기(620)는 상기 제 2 베이스층(120)의 타면 상에 적어도 하나의 나선 형태로 배치될 수 있다.
상기 돌기(620)는 사용자가 상기 마스크(1000)를 착용할 때, 상기 마스크(1000)와 사용자의 피부 사이에 소정의 공간을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 마스크(1000)를 착용 시 발생하는 압력 및/또는 상기 압전소자(400)에서 발생하는 초음파 에너지에 의해 상기 마스크(1000)와 피부 사이의 화장품 또는 약물이 상기 마스크(1000)의 가장자리 영역으로 밀려나가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 돌기(620)는 화장품 또는 약물이 상기 마스크(1000)로부터 벗어나는 것을 방지하는 격벽 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 마스크(1000)를 이용하여 피부에 화장품 또는 약물을 효과적으로 주입할 수 있다.
도 20은 실시예에 따른 마스크를 착용한 사용자를 도시한 도면이고, 도 19는 실시예에 따른 마스크가 적용된 피부 관리 기기를 도시한 도면이다.
도 20을 참조하면, 사용자(50)는 상기 마스크(1000)를 착용할 수 있다. 상기 마스크(1000)는 상술한 개구부(1010)를 포함할 수 있고 사용자(50)는 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 마스크(1000)는 굴곡진 피부와 효과적으로 밀착할 수 있다. 이때, 상기 제 2 베이스층(120)의 일면은 사용자(50)의 피부와 직접 접촉할 수 있다. 또한, 상기 제 2 베스층(520)과 사용자(50)의 피부 사이에는 약물 또는 화장품이 배치되어 상기 베이스층(520)은 사용자(50)의 피부와 직간접적으로 접촉할 수 있다.
상기 마스크(1000)는 상기 마스크(1000)와 연결된 외부 전원을 통해 전원을 공급받아 동작할 수 있다. 또한, 상기 마스크(1000)는 상기 마스크(1000)의 외측, 예컨대 상기 제 1 베이스층(110)의 타면 상에 배치된 전원부(650)를 통해 전원을 공급받아 동작할 수 있다.
또한, 도 21을 참조하면, 상기 마스크(1000)는 피부 관리 기기(1)에 적용되어 동작할 수 있다.
자세하게, 도 21을 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 마스크(1000)는 상기 본체(10)의 수용 공간(11) 내에 배치될 수 있다. 상기 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 사용자(50)의 피부 사이에 배치될 수 있다. 자세하게, 상기 마스크(1000)의 제 1 베이스층(110)은 상기 본체(10)의 수용 공간(11)과 마주하게 배치될 수 있고, 상기 마스크(1000)의 제 2 베이스층(120)은 사용자(50)의 피부와 마주하도록 배치될 수 있다.
상기 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 결합할 수 있다. 일례로, 상기 마스크(1000)는 체결 부재(미도시)에 의해 상기 수용 공간(11)의 설정된 위치에 고정될 수 있고, 상기 본체(10)로부터 착탈착 가능한 구조를 가질 수 있다.
상기 마스크(1000)는 상기 마스크(1000)의 외측, 예컨대 상기 제 1 베이스층(110)의 타면 상에 배치된 전원부(650)를 통해 전원을 공급받을 수 있다. 이와 다르게, 상기 마스크(1000)는 상기 본체(10)와 연결되어 상기 본체(10)에 배치된 전원부(650)를 통해 전원을 공급받을 수 있다.
상기 마스크(1000)는 상기 제 1 베이스층(110) 하면에 배치되는 변형 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 변형 부재는 상기 제 1 베이스층(110)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(110) 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, 사용자(50)가 상기 피부 관리 기기(1)를 착용할 경우, 상기 변형 부재는 사용자(50)의 얼굴 형태와 대응되는 형태로 변형할 수 있다. 따라서, 상기 마스크(1000)와 사용자(50)의 피부가 효과적으로 밀착할 수 있다. 또한, 복수의 사용자가 상기 피부 관리 기기(1)를 착용할 경우, 각각의 얼굴 형태와 대응되도록 변형하여 사용자(50)의 피부와 상기 마스크(1000)가 효과적으로 밀착할 수 있다.
이상에서 실시예들에 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 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 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, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 제 1 베이스층 상에 배치되는 제 1 배선;
    상기 제 1 배선 상에 배치되는 압전소자;
    상기 압전소자 상에 배치되는 제 2 배선;
    상기 제 2 배선 상에 배치되는 제 2 베이스층;
    상기 제 1 및 제 2 베이스층 사이에 배치되며, 상기 제 1 배선, 상기 제 2 배선 및 상기 압전소자를 감싸는 보호층; 및
    상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고,
    상기 제어부의 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화하는 마스크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 범위는 하기 [수식 1]을 만족하는 마스크.
    [수식 1]
    fo=fr±k*(fa-fr)
    (fo: 압전소자의 구동 주파수, fr: 압전소자의 공진 주파수, k: 상수, fa: 압전소자의 반공진 주파수)
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상수 k값은 0.2내지 0.3인 마스크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 범위의 주파수 대역은 상기 압전소자의 공진 주파수를 포함하고, 상기 압전소자의 반공진 주파수보다 낮고,
    상기 구동 주파수가 상기 압전소자의 공진 주파수 일 때의 상기 압전소자의 온도는, 상기 구동 주파수가 상기 압전소자의 공진 주파수보다 높을 때의 상기 압전소자의 온도보다 높고, 상기 구동 주파수가 상기 압전소자의 공진 주파수보다 낮을 때의 상기 압전소자의 온도보다 낮은 마스크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압전소자의 공진 주파수보다 높은 주파수 대역으로 정의되는 제 1 주파수를 구동 주파수로 설정하여 상기 압전소자의 온도를 감소시키는 마스크.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압전소자의 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역으로 정의되는 제 2 주파수를 구동 주파수로 설정하여 상기 압전소자의 온도를 높이는 마스크.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 마스크의 온도를 감지하는 감지부를 포함하는 마스크.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스층 및 상기 제 1 배선 사이에 배치되는 제 1 기재; 및
    상기 제 2 베이스층 및 상기 제 2 배선 사이에 배치되는 제 2 기재를 더 포함하는 마스크.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스층, 상기 제 2 베이스층 및 상기 보호층은 동일 재질을 포함하는 마스크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 베이스층의 두께는 상기 제 2 베이스층의 두께보다 얇거나 같은 마스크.
  11. 복수의 동작 모드를 포함하는 마스크의 온도 제어 방법에 있어서,
    상기 마스크는 압전소자의 구동 주파수를 제어하는 제어부; 및
    상기 마스크의 온도를 감지하는 감지부를 포함하고,
    상기 온도 제어 방법은,
    상기 동작 모드를 설정하는 단계;
    상기 압전소자의 구동 주파수를 설정하는 단계; 및
    설정된 상기 구동 주파수로 동작하는 단계를 포함하고,
    상기 제어부는 제 1 범위로 정의되는 주파수 대역에서 상기 압전소자의 구동 주파수를 제어하고,
    상기 제어부의 상기 구동 주파수 제어에 의해 상기 압전소자의 온도가 변화하는 마스크의 온도 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 범위는 하기 [수식 1]을 만족하는 마스크의 온도 제어 방법.
    [수식 1]
    fo=fr±k*(fa-fr)
    (fo: 압전소자의 구동 주파수, fr: 압전소자의 공진 주파수, k: 상수, fa: 압전소자의 반공진 주파수)
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 동작 모드를 설정하는 단계에서 온열 모드(heating mode)가 설정될 경우,
    상기 구동 주파수를 설정하는 단계에서 상기 제어부는, 상기 압전소자의 공진 주파수보다 낮은 주파수 대역을 구동 주파수로 설정하는 마스크의 온도 제어 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 동작 모드를 설정하는 단계에서 쿨링 모드(cooling mode)가 설정될 경우,
    상기 구동 주파수를 설정하는 단계에서 상기 제어부는, 상기 압전소자의 공진 주파수보다 높은 주파수 대역을 구동 주파수로 설정하는 마스크의 온도 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 구동 주파수로 동작하는 단계는 상기 마스크의 온도를 감지하는 단계를 포함하고,
    상기 온도를 감지하는 단계에서 상기 마스크의 온도가 설정된 온도 이상인 경우, 상기 제어부는 상기 압전소자의 구동 주파수를 현재 동작 중인 구동 주파수보다 큰 주파수 대역으로 보정하는 마스크의 온도 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 감지부는 사용자의 피부와 접하는 상기 마스크의 표면 온도를 감지하는 마스크의 온도 제어 방법.
  17. 일측이 오픈되고 상기 오픈된 영역 내부에 수용 공간을 포함하는 본체; 및
    상기 오픈 영역 내에 배치되며 상기 본체와 연결되는 마스크를 포함하고,
    상기 마스크는 제 1 항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 마스크를 포함하는 피부 관리 기기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115282486A (zh) * 2022-08-17 2022-11-04 妮贝(上海)科技有限公司 一种全脸覆盖式的家用射频美容面罩

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115282486A (zh) * 2022-08-17 2022-11-04 妮贝(上海)科技有限公司 一种全脸覆盖式的家用射频美容面罩

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