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KR101442632B1 - piezoelectric composite film and piezoelectric apparatus using the same - Google Patents

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KR101442632B1
KR101442632B1 KR1020130036143A KR20130036143A KR101442632B1 KR 101442632 B1 KR101442632 B1 KR 101442632B1 KR 1020130036143 A KR1020130036143 A KR 1020130036143A KR 20130036143 A KR20130036143 A KR 20130036143A KR 101442632 B1 KR101442632 B1 KR 101442632B1
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KR
South Korea
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piezoelectric
matrix
composite film
dispersed
filler
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윤지선
백종후
조정호
정영훈
남중희
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한국세라믹기술원
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Abstract

본 발명에 따른 압전 복합 필름에 의하면, 압전성의 필러와 도전성의 필러를 함께 매트릭스 내에 분산시키거나, 압전성의 필러의 표면에 도전성의 코팅막을 형성하여 매트릭스 내에 분산시킴으로써, 매트릭스 내에 전기적 흐름을 향상시킬 수 있다. 즉, 매트릭스 내에서, 전극과 인접하는 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스 내에 분산된 복수의 압전성 필러에 대해 전기 신호가 용이하게 전달되도록 할 수 있다. 이에, 압전층의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기 다른 문제를 최소화할 수 있다.According to the piezoelectric composite film of the present invention, the electric flow can be improved in the matrix by dispersing the piezoelectric filler and the conductive filler together in the matrix, or by forming a conductive coating film on the surface of the piezoelectric filler and dispersing the matrix in the matrix have. That is, the electric signals can be easily transmitted to the plurality of piezoelectric pillars dispersed in the matrix, irrespective of the region adjacent to the electrode and the region not adjacent to the electrode in the matrix. Thus, it is possible to minimize other problems such as the degree of displacement or the magnitude of the mechanical vibration in each region of the piezoelectric layer.

Description

압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치{piezoelectric composite film and piezoelectric apparatus using the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a piezoelectric composite film and a piezoelectric device including the piezoelectric composite film.

본 발명은 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치에 관한 것으로, 전기적 흐름이 향상된 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric composite film and a piezoelectric device including the piezoelectric composite film, and more particularly, to a piezoelectric composite film having improved electrical current flow and a piezoelectric device including the same.

일반적으로 압전 소자는 전기적 에너지와 기계적 에너지를 서로 간에 변화시킬 수 있는 특성을 지닌 소자를 말한다. 이러한 압전 소자는 한국등록특허 10-0707949에 개시된 바와 같이, O-3형 압전 복합체 즉, O-3형 압전층과, 압전층의 상부 및 하부에 형성된 전극을 포함한다. 여기서 O-3형 압전층은 고분자로 이루어진 매트릭스에 PZT와 같은 압전 분말이 분산되어 있는 구조이다. 이에 상하부에 형성된 전극으로부터 전기 신호가 인가되면, 그 전기 신호가 압전 분말로 전달되며, 이에 따라 압전층의 변위가 발생하게 되어 기계적 진동을 발생시킨다.Generally, a piezoelectric element is a device having a characteristic capable of changing electric energy and mechanical energy with each other. Such a piezoelectric element includes an O-3 type piezoelectric composite, that is, an O-3 type piezoelectric layer and electrodes formed on the upper and lower portions of the piezoelectric layer, as disclosed in Korean Patent No. 10-0707949. Here, the O-3 type piezoelectric layer is a structure in which a piezoelectric powder such as PZT is dispersed in a matrix made of a polymer. When an electric signal is applied from the upper and lower electrodes, the electric signal is transferred to the piezoelectric powder, which causes displacement of the piezoelectric layer, thereby generating mechanical vibration.

그런데, 매트릭스 내에 분산되어 있는 압전 분말 중, 매트릭스의 상부 또는 하부 영역에 위치하여, 상대적으로 상하부 전극과 인접하여 위치하는 압전 분말로는 전기 신호의 전달이 용이하나, 매트릭스의 중심 영역에 위치하여 상하부 전극과 상대적으로 멀리 떨어져 있는 압전 분말로는 전기 신호의 전달이 어렵다. 즉, 매트릭스의 상부 영역 또는 하부 영역에 분산되어 있는 압전 분말에 비해 매트릭스의 중심 영역에 분산되어 있는 압전 분말로의 전기 신호 전달이 어렵거나, 전기적 흐름이 작다. 따라서 압전층의 중심 영역의 압전 특성 또는 진동의 크기가 상부 및 하부 영역에 비해 작을 수 있으며, 이는 O-3형 압전층을 사용하는 다양한 장치의 특성을 저하시키는 요인으로 작용할 수 있다.However, among the piezoelectric powders dispersed in the matrix, the piezoelectric powder located in the upper or lower region of the matrix and located adjacent to the upper and lower electrodes relatively facilitates the transmission of electrical signals, but is located in the central region of the matrix, It is difficult to transfer electrical signals to piezoelectric powder, which is relatively far away from the electrodes. That is, it is difficult to transmit electric signals to the piezoelectric powder dispersed in the central region of the matrix, or electric current is small, as compared with the piezoelectric powder dispersed in the upper region or the lower region of the matrix. Therefore, the piezoelectric characteristics or the magnitude of the vibration of the central region of the piezoelectric layer may be smaller than those of the upper and lower regions, which may deteriorate the characteristics of various devices using the O-3 piezoelectric layer.

한국등록특허 10-0707949Korean Patent No. 10-0707949

본 발명은 전기적 흐름이 향상된 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치를 제공한다.The present invention provides a piezoelectric composite film with improved electrical current flow and a piezoelectric device including the piezoelectric composite film.

또한, 본 발명은 전극 위치에 상관없이 압전층 내로 전기적 신호가 용이하게 전달될 수 있는 압전 복합 필름 및 이를 포함하는 압전 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a piezoelectric composite film in which an electrical signal can be easily transferred into a piezoelectric layer regardless of the position of an electrode, and a piezoelectric device including the piezoelectric composite film.

본 발명에 따른 압전 복합 필름은 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러를 포함한다.A piezoelectric composite film according to the present invention includes: a piezoelectric layer in which a plurality of fillers are dispersed in a matrix; And electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric layer. The plurality of fillers dispersed in the matrix include a plurality of first fillers made of a piezoelectric material and a plurality of second fillers made of a conductive material.

본 발명에 따른 압전 복합 필름은 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고, 상기 필러의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막이 형성된다.A piezoelectric composite film according to the present invention includes: a piezoelectric layer in which a plurality of fillers are dispersed in a matrix; And electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric layer. The plurality of pillars dispersed in the matrix are made of a piezoelectric material, and a coating film made of a conductive material is formed on the surface of the filler.

상기 매트릭스는 고분자(polymer) 이다.The matrix is a polymer.

상기 매트릭스는 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 폴리플루오린화비닐리덴(polyvinylidene fluoride; PVDF), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.The matrix may be selected from the group consisting of polydimethyl siloxane (PDMS), polyvinylidene fluoride (PVDF), epoxy, silicone rubber, polyurethane (PU), polymethylmethacrylate or polymethylmethacrylate (PMMA) is preferably used.

상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that any one of PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3) and BZT-BCT is used as the piezoelectric material.

상기 도전성의 재료는 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나이다.
The conductive material is any one of a carbon nanotube (CNT) and a metal material.

본 발명은 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서, 상기 압전 복합 필름은, 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러를 포함한다.The present invention provides a piezoelectric device comprising a piezoelectric composite film in one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric actuator, and piezoelectric energy harvesting, wherein the piezoelectric composite film comprises: a piezoelectric layer in which a plurality of fillers are dispersed in a matrix; And electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric layer. The plurality of fillers dispersed in the matrix include a plurality of first fillers made of a piezoelectric material and a plurality of second fillers made of a conductive material.

본 발명은 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서, 상기 압전 복합 필름은, 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및 상기 압전층의 양면에 형성된 전극;을 포함하고, 상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고, 상기 필러의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막이 형성된다.The present invention provides a piezoelectric device comprising a piezoelectric composite film in one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric actuator, and piezoelectric energy harvesting, wherein the piezoelectric composite film comprises: a piezoelectric layer in which a plurality of fillers are dispersed in a matrix; And electrodes formed on both surfaces of the piezoelectric layer. The plurality of pillars dispersed in the matrix are made of a piezoelectric material, and a coating film made of a conductive material is formed on the surface of the filler.

상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The piezoelectric material is preferably any one of PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3) and BZT-BCT.

상기 도전성의 재료는 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The conductive material is preferably any one of carbon nanotubes (CNTs) and metal materials.

본 발명의 실시형태들에 따른 압전 복합 필름에 의하면, 압전성의 필러와 도전성의 필러를 함께 매트릭스 내에 분산시키거나, 압전성의 필러의 표면에 도전성의 코팅막을 형성하여 매트릭스 내에 분산시킴으로써, 매트릭스 내에 전기적 흐름을 향상시킬 수 있다. 즉, 매트릭스 내에서, 전극과 인접하는 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스 내에 분산된 복수의 압전성 필러에 대해 전기 신호가 용이하게 전달되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 종래와 같이 전극과 멀리 떨어져 있을수록 전기적 신호 또는 흐름이 약한 문제를 방지할 수 있어, 압전층의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기 다른 문제를 최소화할 수 있다. 따라서, 압전 복합 필름의 압전 특성 및 기계적 진동 효과가 향상되며, 이러한 압전 복합 필름이 적용되는 압전 장치 예컨대, 압전 스피커, 압전 엑츄에이터, 압전 에너지 하베스터의 특성 또한 향상되는 효과가 있다.According to the piezoelectric composite film according to the embodiments of the present invention, the piezoelectric filler and the conductive filler are dispersed together in the matrix, or a conductive coating film is formed on the surface of the piezoelectric filler and dispersed in the matrix, Can be improved. That is, the electric signals can be easily transmitted to the plurality of piezoelectric pillars dispersed in the matrix, irrespective of the region adjacent to the electrode and the region not adjacent to the electrode in the matrix. In other words, it is possible to prevent the problem of a weak electrical signal or flow as it is farther away from the electrode as in the conventional art, so that the problem of the degree of displacement or the magnitude of the mechanical vibration can be minimized in each region of the piezoelectric layer. Therefore, the piezoelectric characteristics and the mechanical vibration effect of the piezoelectric composite film are improved, and the characteristics of the piezoelectric devices such as the piezoelectric speaker, the piezoelectric actuator, and the piezoelectric energy harvester to which the piezoelectric composite film is applied are also improved.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 압전 복합 필름이 적용된 압전 스피커를 도시한 단면도
1 is a cross-sectional view of a piezoelectric composite film according to a first embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view showing a piezoelectric composite film according to a second embodiment of the present invention
3 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker to which a piezoelectric composite film according to embodiments of the present invention is applied

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric composite film according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric composite film according to a second embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)은 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a, 112b)가 분산된 압전층(110), 압전층(110)의 일면 예컨대, 상면에 형성된 제 1 전극(120a), 압전층(110)의 타면 예컨대, 하면에 형성된 제 2 전극(120b)을 포함한다.1, a piezoelectric composite film 100 according to a first embodiment of the present invention includes a piezoelectric layer 110 in which a plurality of pillars 112a and 112b are dispersed in a matrix 111, For example, a first electrode 120a formed on the upper surface, and a second electrode 120b formed on the other surface, for example, the lower surface of the piezoelectric layer 110. [

압전층(110)은 두께 방향으로 분극(poling)시켜서 압전 특성을 갖는 수단으로서, 본 실시예에서는 대략 사각형인 필름 형태로 형성된다. 상기 압전층(110)의 형상은 상술한 사각형에 한정되지 않고, 설지 구조 및 사용 목적에 따라 다양한 형상으로 변경 가능하다.The piezoelectric layer 110 is a means having a piezoelectric property by poling in a thickness direction, and is formed in the form of a film having a substantially rectangular shape in the present embodiment. The shape of the piezoelectric layer 110 is not limited to the rectangle described above, and may be changed into various shapes depending on the structure of the pad and the purpose of use.

이러한 압전층(110)은 상술한 바와 같이 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a, 112b)가 분산된 0-3 구조의 복합체로서, 매트릭스(111)는 고분자 재료인 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS)로 이루어진 얇은 박막 또는 필름 형태이다. 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS)에 한정되지 않고, 폴리플루오린화비닐리덴(polyvinylidene fluoride; PVDF), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 등 다양한 고분자 물질을 이용할 수 있다.
The piezoelectric layer 110 is a composite of a 0-3 structure in which a plurality of pillars 112a and 112b are dispersed in a matrix 111 as described above and the matrix 111 is a polydimethyl siloxane polymer material. PDMS). ≪ / RTI > (PVDF), epoxy, silicone rubber, polyurethane (PU), polymethylmethacrylate (PVDF), and the like, as well as polydimethylsiloxane (PDMS) Various polymer materials such as polymethylmethacrylate (PMMA) can be used.

복수의 필러(112a, 112b)는 압전 복합 필름(100)에 압전 특성을 부여하기 위한 것으로, 압전성의 재료로 이루어진 복수의 제 1 필러(112a)와, 도전성의 재료로 이루어진 복수의 제 2 필러(112b)를 포함하며, 상기 복수의 제 1 필러(112a)와, 복수의 제 2 필러(112b)는 상호 이격되도록 분산되어 있다. 여기서 복수의 제 1 필러(112a)는 압전 특성을 가지며, 복수의 입자로 이루어진 분말(powder) 형태로서, PZT와 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나이다.The plurality of pillars 112a and 112b are for imparting piezoelectric characteristics to the piezoelectric composite film 100 and include a plurality of first pillars 112a made of a piezoelectric material and a plurality of second pillars 112b made of a conductive material The plurality of first pillar 112a and the plurality of second pillar 112b are dispersed to be spaced apart from each other. The plurality of first pillars 112a have a piezoelectric characteristic and are in the form of a powder composed of a plurality of particles. The first pillar 112a may be formed of PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT , Piezoelectric polymer materials such as PVDF and PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO 3 ), and BZT-BCT.

제 2 필러(112b)는 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가되는 전기 신호 즉, 전압이 압전층(110) 전체에 대해 용이하게 전달되도록 하는 것으로, 도전성의 재료인 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 중 어느 하나로 이루어지며, 복수의 입자로 이루어진 분말(powder) 형태이다. 여기서, 금속으로는 카본(C), Ag, Cu, Al, Ni, Fe 등의 전기적 도전성을 가지는 다양한 재료가 사용될 수 있다.The second pillar 112b allows an electric signal, that is, a voltage applied from the first and second electrodes 120a and 120b, to be easily transmitted to the entire piezoelectric layer 110, CNT) and metal, and is in the form of a powder composed of a plurality of particles. As the metal, various materials having electrical conductivity such as carbon (C), Ag, Cu, Al, Ni, and Fe may be used.

제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 각각 압전층(110)의 상면 및 하면에 형성되어, 압전층(110)에 전기 신호 즉, 전압을 인가한다. 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 도전성의 물질로 형성되며, 예컨대 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C) 분말 또는 Al 등의 금속 페이스트(paste)를 이용하거나, polyaniline, polythiophene, PEDOT(poly(3,4-ethylene-dioxythiophene)), polypyrrole, PPV(polyphenylenevinylene) 등의 도전성 고분자와 그의 유도체 및 유기물 전도체 중 적어도 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 이러한 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)은 사각형, 부채꼴 등의 다양한 다각형의 형상으로 제조될 수 있다.The first and second electrodes 120a and 120b are formed on the top and bottom surfaces of the piezoelectric layer 110 to apply an electric signal or voltage to the piezoelectric layer 110, respectively. The first and second electrodes 120a and 120b are formed of a conductive material and may be formed using a metal paste such as carbon nanotube (CNT), Ag, carbon (C) powder or Al, polyaniline, polythiophene , PEDOT (poly (3,4-ethylene-dioxythiophene)), polypyrrole, PPV (polyphenylenevinylene), derivatives thereof and organic conductors. The first and second electrodes 120a and 120b may be formed in various polygonal shapes such as a square, a sector, and the like.

이러한 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)의 동작을 위해, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)에 전기 신호 즉, 전압을 인가하면, 인가된 전기 신호는 압전층(110)으로 전달된다. 압전층(110)은 상술한 바와 같이, 0-3 구조의 복합체로서, 매트릭스(111) 내에 압전성인 복수의 제 1 필러(112a)와 도전성인 복수의 제 2 필러(112b)가 혼합되어 분산되어 있는 구조이다. 이에, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가된 전기 신호는 매트릭스(111)를 통해 복수의 제 1 필러(112a)와 복수의 제 2 필러(112b)로 전달되며, 전달된 전기 신호에 의해 압전층(110)의 변위가 발생하게 되어 기계적 진동을 발생시킨다.When an electric signal, that is, a voltage is applied to the first and second electrodes 120a and 120b for the operation of the piezoelectric composite film 100 according to the first embodiment, the applied electric signal is applied to the piezoelectric layer 110 . As described above, the piezoelectric layer 110 is composed of a composite of 0-3 structures, in which a plurality of first fillers 112a that are piezoelectric and a plurality of second fillers 112b that are electrically conductive are mixed and dispersed in the matrix 111 . The electric signals applied from the first and second electrodes 120a and 120b are transmitted to the plurality of first pillars 112a and the plurality of second pillars 112b through the matrix 111, Displacement of the piezoelectric layer 110 is caused by the vibration of the piezoelectric layer 110 and mechanical vibration is generated.

한편, 압전층(110)의 상면 및 하면에 전극(120a, 120b)이 형성되어 있기 때문에, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 인접하여 위치하는 제 1 필러(112a)에 비해 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는 제 1 필러(112a)로 전기 신호가 전달되기가 어렵다. 다시 말하면, 매트릭스(111)의 상부 영역 또는 하부 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)에 비해 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로 전기 신호가 전달되기가 어렵다.On the other hand, since the electrodes 120a and 120b are formed on the top and bottom surfaces of the piezoelectric layer 110, the first and second electrodes 120a and 120b are relatively adjacent to the first and second pillars 112a and 120b, It is difficult for the electric signals to be transmitted to the first pillars 112a which are relatively far from the first and second electrodes 120a and 120b. In other words, it is difficult to transmit an electric signal to the first filler 112a dispersed in the central region of the matrix 111, compared to the first filler 112a dispersed in the upper region or the lower region of the matrix 111 .

그런데, 본 실시예에서는 매트릭스(111) 내에 압전성의 제 1 필러(112a) 이외에 도전성의 복수의 제 2 필러(112b)를 분산시킨다. 제 2 필러(112b)는 매트릭스(111) 내 전체 영역에 대해 분산되어 있어, 매트릭스(111) 내에서 전기 신호의 흐름을 용이하게 하는 일종의 전기적 네트워크 또는 매개체 역할을 한다. 따라서, 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가된 전기 신호 중 적어도 일부는 제 2 필러(112b)로 전달되어 인접한 제 1 필러(112a)로 전달되거나 또는 제 2 필러(112b)로 전달된 전기 신호는 다른 제 2 필러(112b)를 통해 인접한 제 1 필러(112a)로 전달되어, 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 고르게 전달될 수 있다. 이에, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 이격되어 있는 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산된 제 1 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달된다. 이로 인해 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이 매트릭스(111) 내로의 전기 전달 흐름이 향상되며, 균일한 크기의 전기 신호가 전달될 수 있어, 압전 복합 필름(100)의 특성을 향상시킬 수 있다.
However, in this embodiment, a plurality of electrically conductive second pillars 112b are dispersed in the matrix 111 in addition to the piezoelectric first pillar 112a. The second pillars 112b are distributed over the entire region of the matrix 111 and serve as a kind of electrical network or medium that facilitates the flow of electrical signals in the matrix 111. [ Accordingly, at least a part of the electrical signals applied from the first and second electrodes 120a and 120b are transmitted to the first pillar 112a adjacent to the second pillar 112b or transmitted to the second pillar 112b, The electric signal is transmitted to the adjacent first pillar 112a through the second pillar 112b and can be uniformly transmitted to the entirety of the matrix 111 or the piezoelectric layer 110. [ Accordingly, electric signals are also easily transmitted to the first filler 112a dispersed in the central region of the matrix 111, which is relatively distant from the first and second electrodes 120a and 120b. As a result, the flow of electric current into the matrix 111 is improved irrespective of the region adjacent to the first electrode 120a and the region adjacent to the second electrode 120b, and an electric signal of a uniform size can be transmitted, The characteristics of the piezoelectric composite film 100 can be improved.

이하에서는 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름을 설명한다. 이때, 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략하거나, 간략히 설명한다.Hereinafter, a piezoelectric composite film according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. At this time, the description overlapping with the first embodiment will be omitted or briefly explained.

제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)은 매트릭스(111) 내에 복수의 필러(112a)가 분산된 압전층(110), 압전층(110)의 일면 예컨대, 상면에 형성된 제 1 전극(120a), 압전층(110)의 타면 예컨대, 하면에 형성된 제 2 전극(120b)을 포함하여, 제 1 실시예와 유사하다. 다만, 본 실시예에 따른 압전층(110)에서는 매트릭스(111) 내에 분산된 복수의 필러(112a)는 압전성의 재료로 이루어지고, 필러(112a)의 표면에 도전성의 재료로 이루어진 코팅막(112c)이 형성된다.The piezoelectric composite film 100 according to the second embodiment includes a piezoelectric layer 110 in which a plurality of pillars 112a are dispersed in a matrix 111, a first electrode 120a formed on one surface of the piezoelectric layer 110, And a second electrode 120b formed on the other surface of the piezoelectric layer 110, for example, on the lower surface. In the piezoelectric layer 110 according to the present embodiment, the plurality of pillars 112a dispersed in the matrix 111 are made of a piezoelectric material, and a coating film 112c made of a conductive material is formed on the surface of the filler 112a. .

압전성을 가지는 복수의 필러(112a)는 제 1 실시예에서와 마찬가지로 파우더 또는 입자 형태로서, PZT와 같은 다결정 세라믹뿐 아니라, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT 등의 단결정 압전 소재, PVDF, PVDF-TrFE 등의 압전 폴리머 소재, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나이다.The plurality of pillars 112a having piezoelectricity can be made of a single crystal piezoelectric material such as PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT or PYN-PT as well as polycrystalline ceramics such as PZT Material, a piezoelectric polymer material such as PVDF or PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), or BZT-BCT.

코팅막(112c)은 복수의 필러(112a) 각각의 표면을 피복하도록 코팅되며, 탄소나노튜브(CNT) 및 금속 재료 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 금속 재료로는 카본(C), Ag, Cu, Al, Ni, Fe 등이 사용될 수 있다. 필러(112a) 표면에 코팅막(112c)을 형성하는 방법은 무전해 도금 전해 도금 또는 졸-겔 반응(sol-gel reaction)에 의한 다양한 표면 코팅 방법으로 형성할 수 있다.The coating film 112c is coated to cover the surface of each of the plurality of fillers 112a and may be formed of any one of carbon nanotubes (CNTs) and metal materials. Examples of the metal material include carbon (C), Ag, Cu, Al , Ni, Fe, and the like can be used. The method of forming the coating film 112c on the surface of the filler 112a can be formed by various surface coating methods by electroless plating electroplating or sol-gel reaction.

이러한 코팅막(112c)은 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)으로부터 인가되는 전기 신호가 압전층(110) 전체에 대해 용이하게 전달되도록 일종의 전기적 네트워크(network) 또는 매개체 역할을 한다. 즉, 다시 말하면 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)으로부터 인가된 전기 신호는 최외각층인 도전성의 코팅막(112c)을 통해 압전성의 필러(112a)로 전달된다. 이때, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는, 예컨대 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달되는데, 이는 필러(112a)의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성되어 있어, 코팅막(112c)에 의해 매트릭스(111) 내 전기 전달 흐름이 향상되기 때문이다. 이와 같이, 각각의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성된 필러(112a)는 매트릭스(111) 내에서 도메인을 형성하며, 각각의 도메인이 제너레이터(generator)가 된다. 이로 인해 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스(111) 전체에 대해 균일한 전기 신호를 인가할 수 있어, 압전 복합 필름(100)의 특성을 향상시킬 수 있다.
The coating layer 112c serves as a kind of electrical network or medium so that electric signals applied from the first and second electrodes 120a and 120b can be easily transmitted to the entire piezoelectric layer 110. [ In other words, the electric signals applied from the first electrode 120a and the second electrode 120b are transmitted to the piezoelectric filler 112a through the conductive coating film 112c which is the outermost layer. At this time, electric signals are also easily transmitted to the filler 112a, which is dispersed in the central region of the matrix 111, which is relatively far from the first and second electrodes 120a and 120b. This is because the filler 112a, Since the conductive coating film 112c is formed on the surface of the matrix 111 and the electric conduction flow in the matrix 111 is improved by the coating film 112c. As described above, the filler 112a having the conductive coating film 112c formed on each surface forms a domain in the matrix 111, and each domain becomes a generator. This makes it possible to apply a uniform electrical signal to the entire matrix 111 irrespective of the region adjacent to the first electrode 120a and the region adjacent to the second electrode 120b, The characteristics can be improved.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합 필름이 적용된 압전 스피커를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a piezoelectric speaker to which a piezoelectric composite film according to an embodiment of the present invention is applied.

이하에서는 도 3를 참조하여 본 발명의 압전 복합 필름(100)이 적용된 압전 스피커를 설명한다. 이때, 상술한 압전 복합 필름과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.Hereinafter, a piezoelectric speaker to which the piezoelectric composite film 100 of the present invention is applied will be described with reference to FIG. At this time, the contents overlapping with the piezoelectric composite film described above will be omitted or briefly explained.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 압전 스피커는 압전 복합 필름(100)과, 압전 복합 필름(100)을 지지하는 프레임(400), 압전 복합 필름(100)의 상측에 위치하여 상기 압전 복합 필름(100)을 커버하는 캡(600), 압전 복합 필름(100)과 프레임(400) 간을 접합시키는 접착층(500)을 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 압전 복합 필름(100)의 하부에 진동 부재가 부착될 수 있으며, 진동 부재는 금속, 천연 펄프 또는 고분자 수지로 이루어진 필름 형태일 수 있다.3, a piezoelectric speaker according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric composite film 100, a frame 400 for supporting the piezoelectric composite film 100, A cap 600 covering the piezoelectric composite film 100 and an adhesive layer 500 bonding the piezoelectric composite film 100 and the frame 400. Further, although not shown, a vibration member may be attached to the lower portion of the piezoelectric composite film 100, and the vibration member may be in the form of a film made of metal, natural pulp or polymer resin.

여기서, 압전 복합 필름(100)은 압전층(110), 압전층(110)의 상면 및 하면 각각에 형성된 전극(120a, 120b)을 포함하고, 압전층(110)은 고분자 매트릭스(111) 내에 복수의 필러가 분산된 O-3 복합체 구조이다. 이때, 압전층(110)은 도 1에 도시된 제 1 실시예에서와 같이, 매트릭스(111) 내에 압전성인 제 1 필러(112a)와 도전성의 제 2 필러(112b)가 분산되어 있는 구조이거나, 도 2에 도시된 제 2 실시예에서와 같이 압전성인 필러(112a)의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 코팅된 형태이다.The piezoelectric composite film 100 includes a piezoelectric layer 110 and electrodes 120a and 120b formed on the upper and lower surfaces of the piezoelectric layer 110. The piezoelectric layer 110 includes a plurality Of the O-3 complex structure. The piezoelectric layer 110 may have a structure in which a piezoelectric first filler 112a and a conductive second filler 112b are dispersed in the matrix 111 as in the first embodiment shown in FIG. 1, The conductive coating film 112c is coated on the surface of the piezoelectric filler 112a as in the second embodiment shown in FIG.

접착층(500)은 압전 복합 필름(100)과 프레임(400) 사이에 도포되어, 압전 복합 필름(100)의 하부에 프레임(400)을 접합시킨다. 이러한 접착층(500)은 고탄성율의 재료를 사용하는 것이 효과적이며, 본 발명의 실시예에서는 에폭시(epoxy) 실리콘(silicon) 수지 및 아크릴 올리고머(acryl oligomer) 중 적어도 어느 하나를 사용한다.The adhesive layer 500 is applied between the piezoelectric composite film 100 and the frame 400 to bond the frame 400 to the lower portion of the piezoelectric composite film 100. The adhesive layer 500 is effective to use a material having a high modulus of elasticity. In the present embodiment, at least one of an epoxy silicone resin and an acryl oligomer is used.

프레임(400)은 접착층(500)에 의해 적어도 압전 복합 필름(100)의 하부를 둘러싸는 형태로 부착되어, 압전 복합 필름(100)을 지지한다. 이러한 프레임(400)은 압전 복합 필름(100)이 진동할 때, 반진동을 최소화하기 위해, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 및 폴리카보네이트(PC) 등을 포함하는 플라스틱이나 알루미늄 중 어느 하나로 제조되는 것이 바람직하다. 실시예에 따른 프레임(400)의 경우, 압전 복합 필름(100)의 하측에 대응하는 영역, 즉 프레임(400)의 하부가 폐쇄된 형태이나, 이에 한정되지 않고, 하부가 개구된 형상일 수도 있다.The frame 400 is attached by the adhesive layer 500 at least in the form of surrounding the lower portion of the piezoelectric composite film 100 to support the piezoelectric composite film 100. Such a frame 400 may be formed of a plastic material such as polybutylene terephthalate (PBT), polyacetal (POM), and polycarbonate (PC) or the like in order to minimize the half vibration when the piezoelectric composite film 100 is vibrated Aluminum, or the like. In the case of the frame 400 according to the embodiment, the area corresponding to the lower side of the piezoelectric composite film 100, that is, the lower part of the frame 400 may be closed, but not limited thereto, .

캡(600)은 압전 스피커를 보호하는 것으로, 압전 복합 필름(100)의 상측에서 프레임(400)과 연결되도록 설치되어, 압전 복합 필름(100)을 커버하며, 전면에 복수의 음향홀(610)을 포함한다. 음향홀(610)의 형상은 원형, 타원형 다각형 등으로 다양하게 변경 가능하다.
The cap 600 covers the piezoelectric composite film 100 and is connected to the frame 400 at the upper side of the piezoelectric composite film 100 to protect the piezoelectric speaker and includes a plurality of acoustic holes 610, . The shape of the acoustic hole 610 can be variously changed into a circular shape, an elliptic shape, and the like.

상술한 압전 스피커의 동작을 위해서는 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)을 통해 전기 신호 즉, 전압을 인가한다. 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)을 통해 인가된 전기 신호는 압전층(100)의 매트릭스(111) 내로 전달되는데, 제 1 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)에 의하면(도 1 참조), 일부는 압전성인 복수의 제 1 필러(112a)로 직접 전달되고, 적어도 일부는 도전성인 복수의 제 2 필러(112b)를 거쳐 제 1 필러(112a)로 전달될 수 있다. 특히, 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 인접하도록 매트릭스(111)의 상부 또는 하부 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로는 전기 신호가 직접 전달되고, 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 제 1 필러(112a)로는 도전성의 제 2 필러(112b)를 매개로 전달될 수 있다. 따라서, 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역에 상관없이 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 걸쳐 전기 신호가 용이하게 전달될 수 있어, 종래와 같이 압전층(110)의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기가 다르거나 하는 문제를 최소화할 수 있으며, 이로 인해 압전 스피커의 특성이 향상된다. In order to operate the above-described piezoelectric speaker, an electric signal, that is, a voltage is applied through the first and second electrodes 120a and 120b. An electric signal applied through the first and second electrodes 120a and 120b is transmitted into the matrix 111 of the piezoelectric layer 100. According to the piezoelectric composite film 100 according to the first embodiment ), A part of which is directly transmitted to a plurality of piezoelectric first pillar 112a, and at least part of which can be transmitted to the first pillar 112a through a plurality of conductive second pillar 112b. Particularly, electric signals are directly transmitted to the first pillars 112a dispersed in the upper or lower region of the matrix 111 so as to be adjacent to the first and second electrodes 120a and 120b, The first filler 112a dispersed in the central region can be transmitted through the conductive second filler 112b. Therefore, electric signals can be easily transmitted over the entirety of the matrix 111 or the piezoelectric layer 110 irrespective of the region adjacent to the first electrode 120a and the second electrode 120b, The problem that the degree of displacement or the magnitude of the mechanical vibration differs depending on the area of the piezoelectric speaker 110 can be minimized, thereby improving the characteristics of the piezoelectric speaker.

또한, 제 2 실시예에 따른 압전 복합 필름(100)에 의하면(도 2참조), 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)으로부터 인가된 전기 신호는 최외각층인 도전성의 코팅막(112c)을 통해 압전성의 필러(112a)로 전달된다. 이때, 도전성의 코팅막(112c)에 의해 상대적으로 제 1 및 제 2 전극(120a, 120b)과 멀리 떨어져 있는 즉, 매트릭스(111)의 중심 영역에 분산되어 있는 필러(112a)에도 전기 신호가 용이하게 전달된다. 또한, 각각의 표면에 도전성의 코팅막(112c)이 형성된 필러(112a)는 매트릭스(111) 내에서 도메인을 형성하며, 각각의 도메인이 제너레이터(generator)가 된다. 따라서, 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역에 상관없이, 매트릭스(111) 또는 압전층(110) 전체에 대해 전기 신호가 용이하게 전달될 수 있다. 이로 인해, 압전층(110)의 영역별로 변위 정도 또는 기계적 진동의 크기가 다른 현상을 최소화할 수 있고, 이에 압전 스피커의 특성이 향상된다.
2), the electric signal applied from the first electrode 120a and the second electrode 120b is an outermost layer of a conductive coating film 112c. In this case, To the piezoelectric filler 112a. At this time, electrical signals can be easily transmitted to the filler 112a, which is dispersed in the center region of the matrix 111, that is, far away from the first and second electrodes 120a and 120b by the conductive coating film 112c . A filler 112a having a conductive coating film 112c on each surface forms a domain in the matrix 111, and each domain becomes a generator. Therefore, electric signals can be easily transmitted to the entire matrix 111 or the piezoelectric layer 110 irrespective of the region adjacent to the first electrode 120a and the region adjacent to the second electrode 120b. Thus, the phenomenon that the degree of displacement or the magnitude of the mechanical vibration varies depending on the region of the piezoelectric layer 110 can be minimized, thereby improving the characteristics of the piezoelectric speaker.

상기에서는 본 발명의 실시예에 따른 압전 복합 필름이 적용되는 압전 장치로 압전 스피커를 예를 들어 설명하였다. 하지만, 다양한 압전 장치 예컨대, 기계적인 변위 또는 운동을 발생시키는 압전 엑츄에이터(piezoelectric actuator) 또는 변위를 받아서 전기 에너지로 변환시키는 압전 에너지 하베스팅(Piezoelectric energy harvesting) 등에 적용될 수 있다.
In the above description, a piezoelectric speaker to which a piezoelectric composite film according to an embodiment of the present invention is applied has been described as an example. However, it can be applied to various piezoelectric devices, for example, a piezoelectric actuator for generating mechanical displacement or motion, or a piezoelectric energy harvesting for receiving a displacement to convert it into electric energy.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the appended claims. You will understand.

100: 압전 복합 필름 110: 압전층
111: 매트릭스 112a: 제 1 필러,
112b: 제 2 필러 112c: 코팅막
120a, 120b: 전극 400: 프레임
500: 접착층 600: 캡
100: Piezoelectric composite film 110: Piezoelectric layer
111: Matrix 112a: First filler,
112b: second filler 112c: coating film
120a, 120b: electrode 400: frame
500: adhesive layer 600: cap

Claims (10)

삭제delete 폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나로 이루어진 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및
상기 압전층의 양면에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나로 형성된 전극;
을 포함하고,
상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고,
상기 필러의 표면에 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나의 도전성의 재료로 이루어져, 상기 전극으로 인가된 전압을 전달받아 상기 매트릭스 내에서 전기적 네트워크를 형성하는 코팅막이 형성된 압전 복합 필름.
A plurality of fillers in a matrix of any one of polydimethyl siloxane (PDMS), epoxy, silicone rubber, polyurethane (PU), and polymethylmethacrylate (PMMA) A dispersed piezoelectric layer; And
An electrode formed on either side of the piezoelectric layer and formed of any one of carbon nanotube (CNT), Ag, carbon (C), and Al;
/ RTI >
The plurality of pillars dispersed in the matrix are made of a piezoelectric material,
A coating film formed of a conductive material selected from the group consisting of carbon nanotubes (CNT), Ag, carbon (C), and aluminum (Al) on the surface of the filler and having an electrical network in the matrix, Formed piezoelectric composite film.
삭제delete 삭제delete 청구항 2에 있어서,
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 압전 복합 필름.
The method of claim 2,
Wherein the piezoelectric material is any one of PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO 3 ) and BZT-BCT.
삭제delete 삭제delete 압전 스피커, 압전 엑츄에이터 및 압전 에너지 하베스팅 중 어느 하나에 압전 복합 필름이 구비되는 압전 장치로서,
상기 압전 복합 필름은,
폴리디메틸실록산(polydimethyl siloxane; PDMS), 에폭시(epoxy), 실리콘 러버(silicon rubber), 폴리우레탄(polyurethane; PU), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 중 어느 하나로 이루어진 매트릭스 내에 복수의 필러가 분산된 압전층; 및
상기 압전층의 양면에 형성되며, 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나로 형성된 전극;
을 포함하고,
상기 매트릭스 내에 분산된 복수의 필러는 압전성의 재료로 이루어지고,
상기 필러의 표면에 탄소나노튜브(CNT), Ag, 카본(C), Al 중 어느 하나의 도전성의 재료로 이루어져, 상기 전극으로 인가된 전압을 전달받아 상기 매트릭스 내에서 전기적 네트워크를 형성하는 코팅막이 형성된 압전 장치.
A piezoelectric device in which a piezoelectric composite film is provided in any one of a piezoelectric speaker, a piezoelectric actuator and a piezoelectric energy harvesting,
In the piezoelectric composite film,
A plurality of fillers in a matrix of any one of polydimethyl siloxane (PDMS), epoxy, silicone rubber, polyurethane (PU), and polymethylmethacrylate (PMMA) A dispersed piezoelectric layer; And
An electrode formed on either side of the piezoelectric layer and formed of any one of carbon nanotube (CNT), Ag, carbon (C), and Al;
/ RTI >
The plurality of pillars dispersed in the matrix are made of a piezoelectric material,
A coating film formed of a conductive material selected from the group consisting of carbon nanotubes (CNT), Ag, carbon (C), and aluminum (Al) on the surface of the filler and having an electrical network in the matrix, Lt; / RTI >
청구항 8에 있어서,
상기 압전성의 재료는 PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO3), BZT-BCT 중 어느 하나인 압전 장치.
The method of claim 8,
Wherein the piezoelectric material is any one of PZT, PMN-PT, PZN-PT, PIN-PT, PYN-PT, VDF, PVDF-TrFE, BNT (BaNiTiO 3 ) and BZT-BCT.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160082839A (en) * 2014-12-29 2016-07-11 경북대학교 산학협력단 A guide device for CardioPulmonaryResuscitation with force sensors
KR101761317B1 (en) * 2016-01-13 2017-07-26 한국과학기술원 Energy Harvesting Device Using Piezoelectric Composite And Method for Manufacturing the Same
CN108801336A (en) * 2018-05-04 2018-11-13 东南大学 A kind of method of piezoelectric-array monitoring vehicle speed and load-carrying
US10147869B2 (en) 2016-03-11 2018-12-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Flexible piezoelectric composite and piezoelectric device including the same
KR20200039303A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability
KR20200039304A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability and method for manufacturing the same
US11140500B2 (en) * 2015-07-27 2021-10-05 Fujifilm Corporation Electroacoustic transduction film and manufacturing method thereof, electroacoustic transducer, flexible display, vocal cord microphone, sensor for musical instrument
CN118679868A (en) * 2022-02-11 2024-09-20 W.L.戈尔及同仁股份有限公司 Structurally reinforced ferroelectric articles and methods of making and using the same
KR20240155000A (en) * 2023-04-19 2024-10-28 성균관대학교산학협력단 Transparent piezoelectric nanogenerator and method for preparing the same
US12396365B2 (en) 2021-06-03 2025-08-19 Korea Electronics Technology Institute Method of manufacturing flexible large-area piezoelectric composite materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332434A (en) * 1994-06-02 1995-12-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Damping composite material and manufacturing method thereof
JP2002022560A (en) * 2000-07-06 2002-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible piezoelectric element
KR100707949B1 (en) * 2005-12-12 2007-04-13 주식회사 제닉슨 Film speaker using O-3 type piezoelectric composite and its manufacturing method
JP2012142546A (en) * 2010-12-17 2012-07-26 Fujifilm Corp Polymer composite piezoelectric body and method of producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332434A (en) * 1994-06-02 1995-12-22 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Damping composite material and manufacturing method thereof
JP2002022560A (en) * 2000-07-06 2002-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Flexible piezoelectric element
KR100707949B1 (en) * 2005-12-12 2007-04-13 주식회사 제닉슨 Film speaker using O-3 type piezoelectric composite and its manufacturing method
JP2012142546A (en) * 2010-12-17 2012-07-26 Fujifilm Corp Polymer composite piezoelectric body and method of producing the same

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102123817B1 (en) * 2014-12-29 2020-06-19 경북대학교 산학협력단 A guide device for CardioPulmonaryResuscitation with force sensors
KR20160082839A (en) * 2014-12-29 2016-07-11 경북대학교 산학협력단 A guide device for CardioPulmonaryResuscitation with force sensors
US11540074B2 (en) 2015-07-27 2022-12-27 Fujifilm Corporation Electroacoustic transduction film and manufacturing method thereof, electroacoustic transducer, flexible display, vocal cord microphone, sensor for musical instrument
US20210392453A1 (en) * 2015-07-27 2021-12-16 Fujifilm Corporation Electroacoustic transduction film and manufacturing method thereof, electroacoustic transducer, flexible display, vocal cord microphone, sensor for musical instrument
US11140500B2 (en) * 2015-07-27 2021-10-05 Fujifilm Corporation Electroacoustic transduction film and manufacturing method thereof, electroacoustic transducer, flexible display, vocal cord microphone, sensor for musical instrument
KR101761317B1 (en) * 2016-01-13 2017-07-26 한국과학기술원 Energy Harvesting Device Using Piezoelectric Composite And Method for Manufacturing the Same
US10147869B2 (en) 2016-03-11 2018-12-04 Electronics And Telecommunications Research Institute Flexible piezoelectric composite and piezoelectric device including the same
CN108801336A (en) * 2018-05-04 2018-11-13 东南大学 A kind of method of piezoelectric-array monitoring vehicle speed and load-carrying
KR20200039303A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability
KR102102185B1 (en) 2018-10-05 2020-04-21 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability
KR102102186B1 (en) 2018-10-05 2020-04-21 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability and method for manufacturing the same
KR20200039304A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 한국과학기술연구원 Conducting polymer composite with high strechability and method for manufacturing the same
US12396365B2 (en) 2021-06-03 2025-08-19 Korea Electronics Technology Institute Method of manufacturing flexible large-area piezoelectric composite materials
CN118679868A (en) * 2022-02-11 2024-09-20 W.L.戈尔及同仁股份有限公司 Structurally reinforced ferroelectric articles and methods of making and using the same
KR20240155000A (en) * 2023-04-19 2024-10-28 성균관대학교산학협력단 Transparent piezoelectric nanogenerator and method for preparing the same
KR102776119B1 (en) * 2023-04-19 2025-03-04 성균관대학교산학협력단 Transparent piezoelectric nanogenerator and method for preparing the same

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