KR102086417B1 - Pixel-type pressure sensor and method for preparing the same - Google Patents

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KR102086417B1 KR1020180096134A KR20180096134A KR102086417B1 KR 102086417 B1 KR102086417 B1 KR 102086417B1 KR 1020180096134 A KR1020180096134 A KR 1020180096134A KR 20180096134 A KR20180096134 A KR 20180096134A KR 102086417 B1 KR102086417 B1 KR 102086417B1
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정운룡
문성민
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포항공과대학교 산학협력단
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • GPHYSICS
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    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes

Abstract

본 발명은 제1 기판 상에 위치하고, 소정의 간격을 갖는 다수의 제1 금속패턴을 포함하는 제1 전극; 제2 기판 상에 위치하고, 소정의 간격을 갖는 다수의 제2 금속패턴을 포함하는 제2 전극; 및 상기 제1 금속패턴 및 제2 금속패턴 사이에 위치하고, 소정의 간격을 가지고 있고, 다수의 관통홀을 포함하는 절연층;을 포함하고, 상기 제1 금속패턴이 제1 기판의 일단과 타단을 연결하고, 상기 제2 금속패턴이 제1 금속패턴에 대하여 수직 방향으로 제2 기판의 일단과 타단을 연결하고, 상기 다수의 관통홀이 제1 금속패턴 및 제2 금속패턴 상에 위치하는 것인, 압력센서를 제공한다. 본 발명의 압력센서는 픽셀화한 전극층 사이에 픽셀 위치에 구멍이 있는 절연층을 포함함으로써, 압력 인가시에만 상부 및 하부 전극을 통전시켜, 압력 인가 시 주위 픽셀이 함께 반응하는 신호의 기계적 간섭 줄이고, 삽입된 중간층이 픽셀간에 절연시켜 선택적으로 감지가 가능하다. 또한, 본 발명의 압력센서는 절연층의 소재 및 두께를 조절하고, 절연층에 포함된 구멍의 크기 조절을 통해 압력 인지 범위를 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 압력센서는 간단한 공정으로 제조되며, 단순한 구조를 가지고 있으며, 플렉서블하고, 웨어러블하여 전자소자 및 로봇 전자 피부에 응용할 수 있다.The present invention includes a first electrode disposed on a first substrate and including a plurality of first metal patterns having a predetermined distance; A second electrode disposed on the second substrate and including a plurality of second metal patterns having a predetermined distance; And an insulating layer disposed between the first metal pattern and the second metal pattern, the insulating layer having a predetermined gap and including a plurality of through holes, wherein the first metal pattern is disposed at one end and the other end of the first substrate. The second metal pattern is connected to one end and the other end of the second substrate in a direction perpendicular to the first metal pattern, and the plurality of through holes are positioned on the first metal pattern and the second metal pattern. Provide pressure sensor. The pressure sensor of the present invention includes an insulating layer having a hole at a pixel position between the pixelated electrode layers, so that the upper and lower electrodes are energized only when pressure is applied, thereby reducing mechanical interference of signals with which surrounding pixels react together when pressure is applied. The interlayer is inserted between the pixels and can be selectively detected. In addition, the pressure sensor of the present invention can adjust the material and the thickness of the insulating layer, it is possible to adjust the pressure recognition range by adjusting the size of the hole included in the insulating layer. In addition, the pressure sensor of the present invention is manufactured in a simple process, has a simple structure, is flexible, wearable and can be applied to electronic devices and robot electronic skin.

Description

픽셀형 압력센서 및 그의 제조방법{PIXEL-TYPE PRESSURE SENSOR AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}Pixel type pressure sensor and its manufacturing method {PIXEL-TYPE PRESSURE SENSOR AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}

본 발명은 픽셀형 압력센서 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 픽셀화한 전극층 사이에 구멍이 있는 절연층을 포함하는 압력센서 및 그의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pixel type pressure sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a pressure sensor including an insulating layer having a hole between pixelated electrode layers and a method of manufacturing the same.

최근 들어 터치 입력 방식이 도입된 휴대용 단말기나 디스플레이의 상용화, 대중화로 인해 압력 센서의 활용의 범위가 넓어지고 있다. 이러한 터치 기반의 압력센서는 전자 기기뿐만 아니라, 외부 환경에나 자극을 측정하고 대응할 수 있는 로봇 개발에도 적용 가능한 기술로서 주목 받고 있다. 유비쿼터스 (Ubiquitous) 환경에 대한 관심 증대와 휴머노이드 로봇 기술의 발전으로 인하여 일차원적인 명령을 받아서 반복적으로 시행하는 단순한 공정 로봇을 넘어, 복잡하고 유동적인 환경이나 외부의 자극에 스스로 반응하고 대처하는 로봇에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 로봇은 외부의 자극이나 환경의 변화에 스스로 대응하기 위해서 로봇 표면에 장착된 촉각 압력 센서 시스템 (Tactile pressure sensing system)을 통하여 외부의 자극이나 환경의 변화를 전기적 신호로 변환시켜 사용자의 명령과 함께 자발적/유동적으로 반응하여야 한다.Recently, due to the commercialization and popularization of a portable terminal or a display in which a touch input method is introduced, the range of utilization of the pressure sensor is widening. The touch-based pressure sensor is attracting attention as a technology that can be applied not only to electronic devices but also to robots that can measure and respond to external stimuli. Due to the growing interest in the ubiquitous environment and the development of humanoid robot technology, robots that respond to and cope with complex and fluid environments or external stimuli are beyond simple process robots that receive one-dimensional commands and execute them repeatedly. There is increasing interest. In order to respond to external stimuli or changes in the environment, the robot converts external stimuli or changes in the environment into electrical signals through a tactile pressure sensing system mounted on the surface of the robot and together with the user's command. React spontaneously / fluidly

또한, 유연 소자 기반의 압력 센서는 감성형 전자기기, 휴머노이드 로봇뿐만 아니라 신체 활동 및 규칙적인 스포츠 활동을 관리해주는 센서 시스템으로도 적용될 수 있다. 유연 소자 기반의 초민감 압력 센서는 사람 피부를 통한 혈류 맥파 (heart pulse wave)를 측정하거나, 압력센서를 신발 밑창에 부착하여 사람의 걸음 걸이나 습관 등의 데이터를 수집하는 웨어러블 센서 시스템으로도 사용될 수 있다. 이러한 웨어러블 센서 시스템이 구축하기 위해서는 센서 기본 유닛 부분의 휘어짐 및 복원력이 우수하고, 기계적 유연성 및 안정성이 뛰어난 센서의 개발이 요구된다.In addition, the flexible element-based pressure sensor can be applied to a sensor system that manages physical activities and regular sports activities as well as emotional electronic devices and humanoid robots. Flexible element-based hypersensitivity pressure sensors can also be used as wearable sensor systems that measure heart pulse waves through human skin, or collect data such as a person's steps or habits by attaching a pressure sensor to the sole of a shoe Can be. In order to construct such a wearable sensor system, it is required to develop a sensor having excellent bending and resilience of the sensor base unit part, and excellent mechanical flexibility and stability.

실리콘 기반의 고체형 MEMS 기반의 압력 소자는 높은 정확도를 가질 수 있지만, 취성 재료로서 유연성이 없고 깨지기가 쉬워 다양한 표면이나 유연한 표면에 적용 시킬 수 없다. 따라서, 기계적 유연성이 뛰어난 새로의 형태의 유연 전자 소자(Flexible electronic devices)를 개발하기 위해, 실리콘 기반 대신 폴리 피롤 (Polypyrrole), PEDOT:PSS, 폴리어닐린 (Polyanilne)등의 전도성 고분자나 그래핀 (Graphene), 탄소 나노 튜브 (CNT)나 금속 나노 입자 (Metal nanoparticle), 또는 금속 나노선 (Metal nanowire) 등의 여러 나노 구조 재료가 주목을 받고 있다. 특히 탄소나노튜브는 기존의 ITO를 대체 할 수 있는 우수한 광 투과성과 전도성을 가지며, 화학적인 안정성과 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라 최근에는 합성 기술의 발달로 인해 대량 합성이 가능함으로써 경제성도 증가하고 있다. 그러나, 전도성 고분자 기반의 압력 센서의 경우 센서 시스템의 장시간 안전성이나 수분과의 접촉 시에 전도성이 크게 변할 수 있다는 측면에서 압력센서로 구축하기에 어려움이 있다. 또한 나노 물질 기반의 소자의 경우 나노 물질의 특성상 제조 공정상의 재현성을 확보하는데 어려움이 있다.Silicon-based solid state MEMS-based pressure devices can have high accuracy, but they are brittle and inflexible and fragile and cannot be applied to various or flexible surfaces. Therefore, in order to develop new types of flexible electronic devices with excellent mechanical flexibility, instead of silicon-based conductive polymers such as polypyrrole, PEDOT: PSS, polyaniline, or graphene ( Graphite, carbon nanotubes (CNT), metal nanoparticles (metal nanoparticles), and metal nanowires (metal nanowires), such as a number of nanostructured materials are attracting attention. In particular, carbon nanotubes have excellent light transmittance and conductivity, which can replace conventional ITO, have excellent chemical stability and mechanical properties, and recently, due to the development of synthetic technology, the economic efficiency is also increased. . However, in the case of a conductive polymer-based pressure sensor, there is a difficulty in constructing a pressure sensor in terms of long-term safety of the sensor system or conductivity in contact with moisture. In addition, in the case of nanomaterial-based devices, it is difficult to secure reproducibility in the manufacturing process due to the nature of the nanomaterial.

따라서, 휴머노이드형 기반 로봇, 스마트 자동차, 항공 응용, 시뮬레이션, 공정 제어, 인간 친화형 IT, 지문 인식 시스템, 바이오 모니터링 스마트 센서 등 여러 분야에서 적용/응용될 수 있는 전기적 특성이 우수하면서도, 선택적 압력감지 또는 그의 제어가 가능하고, 기계적 유연성 및 안정성이 뛰어난 압력 센서의 개발이 요구된다.Therefore, it has excellent electrical characteristics that can be applied / applied in various fields such as humanoid-based robots, smart cars, aviation applications, simulations, process control, human-friendly IT, fingerprint identification systems, and bio-monitoring smart sensors. Or development of a pressure sensor capable of control thereof and excellent in mechanical flexibility and stability.

KR 10-2016-0118915 AKR 10-2016-0118915 A

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 픽셀화한 전극층 사이에 픽셀 위치에 구멍이 있는 절연층을 포함함으로써, 압력 인가 시에만 상부 및 하부 전극을 통전시키는 절연 필름이 삽입된 압력센서를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention includes an insulating layer having a hole at a pixel position between pixelated electrode layers, thereby providing a pressure sensor having an insulating film inserted therein to energize the upper and lower electrodes only when pressure is applied. To provide.

본 발명의 다른 목적은 압력 인가 시 주위 픽셀이 함께 반응하는 신호의 기계적 간섭 줄이고, 삽입된 중간층이 픽셀 간 절연 효과를 가져다 주어 특정 픽셀만 반응하는 압력센서를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pressure sensor that reduces the mechanical interference of a signal in which surrounding pixels react together when a pressure is applied, and the interlayer inserted layer has an inter pixel effect.

본 발명의 또 다른 목적은 간단한 공정을 가지고, 단순한 구조를 갖는 플렉서블하고, 웨어러블하여 전자소자 및 로봇 전자 피부에 응용 가능한 압력센서 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a pressure sensor having a simple process, a flexible structure having a simple structure, and wearable to be applied to an electronic device and a robot electronic skin, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 압력 인식을 통해 노약자, 영/유아의 수면 상태등을 파악할 수 있는 침대, 사용자의 착석 상태를 파악할 수 있는 의자 등 다양한 분야로 적용이 가능한 압력센서를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a pressure sensor that can be applied to various fields, such as a bed that can grasp an elderly person, a sleep state of an infant / infant, and a chair that can grasp a user's seating state through pressure recognition.

본 발명의 일 측면에 따르면, According to one aspect of the invention,

제1 탄성기판; 상기 제1 탄성기판 상에 위치하고, 제1 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 포함하는 제1 전극 어레이; 제1 전극 어레이 상에 위치하고, 다수의 관통홀을 포함하고, 절연 탄성체를 포함하는 절연층; 상기 절연층 상에 위치하고, 제2 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제2전극 라인(electrode line)을 포함하는 제2 전극 어레이; 및 상기 제2 전극 어레이 상에 위치하고, 제2 탄성기판;을 포함하고, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인은 서로 이격되어 교차하여 각각 제1 교차부와 제2 교차부를 포함하고, 상기 절연층의 관통홀의 일부 또는 전부는 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부 사이에 위치하는 것인, 압력센서를 제공한다.A first elastic substrate; A first electrode array on the first elastic substrate, the first electrode array including a first conductor and a plurality of first electrode lines spaced apart from each other; An insulating layer disposed on the first electrode array and including a plurality of through holes and including an insulating elastic body; A second electrode array on the insulating layer, the second electrode array including a second conductor and including a plurality of second electrode lines spaced apart from each other; And a second elastic substrate disposed on the second electrode array, wherein the first electrode line and the second electrode line are spaced apart from each other and include a first crossing portion and a second crossing portion, respectively. Some or all of the through holes of the insulating layer are located between the first intersection and the second intersection, provide a pressure sensor.

상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인이 직선형이고, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인이 서로 수직으로 교차할 수 있다.The first electrode line and the second electrode line may be straight, and the first electrode line and the second electrode line may vertically cross each other.

압력센서에 압력을 인가 시에 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부가의 일부 또는 전부가 관통홀을 통과하여 접촉할 수 있다.When pressure is applied to the pressure sensor, part or all of the first crossing portion and the second crossing portion may contact the through hole.

상기 다수의 제1 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함하고, 상기 다수의 제2 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함할 수 있다.An elastic body may be included between neighboring electrode lines of the plurality of first electrode lines, and an elastic body may be included between neighboring electrode lines of the plurality of second electrode lines.

상기 절연 탄성체의 탄성계수가 상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판의 탄성계수보다 작을 수 있다.The elastic modulus of the insulating elastic body may be smaller than that of the first elastic substrate and the second elastic substrate.

상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리우레탄(PU), 폴리이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘 계열의 고무, 에코플렉스(ecoflex) 및 드래곤 스킨(dragon skin)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The first elastic substrate and the second elastic substrate are the same or different from each other, and each independently a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer, a styrene-isoprene- Styrene (SIS) block copolymer, polyurethane (PU), polyisoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, It may include one or more selected from the group consisting of ecoflex and dragon skin.

상기 절연 탄성체가 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리우레탄(PU), 폴리이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘 계열의 고무, 에코플렉스(ecoflex) 및 드래곤 스킨(dragon skin)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 잇다.The insulating elastomer is a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer, a styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, polyurethane (PU), poly Group consisting of isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, ecoflex and dragon skin It may include one or more selected from.

상기 관통홀의 직경이 0.1 내지 10mm일 수 있다.The through hole may have a diameter of 0.1 to 10 mm.

상기 관통홀이 형성된 간격이 0.1 내지 10mm일 수 있다.The through hole may be formed in an interval of 0.1 to 10 mm.

상기 관통홀이 원통형, 타원통형, 다각통형, 직사각통형 및 정사각통형 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The through hole may include at least one selected from a cylindrical, elliptic cylindrical, polygonal cylindrical, rectangular cylindrical and square cylindrical.

상기 절연층의 두께가 0.5μm 내지 10 mm 인 것을 특징으로 하는 압력센서.Pressure sensor, characterized in that the thickness of the insulating layer is 0.5μm to 10mm.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 폭이 0.1 내지 20mm 일 수 있다.The first electrode line and the second electrode line may be the same or different from each other, and may each independently have a width of 0.1 to 20 mm.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 간격이 0.5 내지 10mm 일 수 있다.The first electrode line and the second electrode line may be the same as or different from each other, and each may have an interval of 0.5 to 10 mm independently.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 두께가 0.05 내지 100μm일 수 있다.The first electrode line and the second electrode line may be the same as or different from each other, and may each independently have a thickness of 0.05 to 100 μm.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The first electrode line and the second electrode line are the same as or different from each other, and each independently Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb And Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, and Zn.

상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판은 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함할 수 있다.The first elastic substrate and / or the second elastic substrate may include a microfibril structure.

본 발명의 다른 하나의 측면에 있어서, (a) 제1 탄성기판 상에 제1 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제1 전극 어레이를 제조하는 단계; (b) 제2 탄성기판 상에 제2 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제2 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제2 전극 어레이를 제조하는 단계; (c) 제1 전극 어레이 상에 다수의 관통홀을 포함하고 절연 탄성체를 포함하는 절연층을 형성시키는 단계; 및 (d) 단계 (b) 에서 제조된 제2 전극 어레이의 제2 전극 라인이 절연층에 접하도록 상기 절연층 상에 위치시켜 제1 전극 어레이/절연층/제2 전극 어레이를 제조하는 단계; 를 포함하는 압력센서의 제조방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, (a) manufacturing a first electrode array by patterning a plurality of first electrode lines including a first conductor on a first elastic substrate and spaced apart from each other ; (b) patterning a plurality of second electrode lines including a second conductor on the second elastic substrate and spaced apart from each other to fabricate a second electrode array; (c) forming an insulating layer on the first electrode array, the insulating layer comprising a plurality of through holes and comprising an insulating elastomer; And (d) manufacturing a first electrode array / insulation layer / second electrode array by placing the second electrode line of the second electrode array manufactured in step (b) on the insulation layer so as to contact the insulation layer. It provides a method of manufacturing a pressure sensor comprising a.

상기 압력센서의 제조방법이 상기 단계 (d) 후에, (e) 제1 전극 어레이/절연층/제2 전극 어레이를 열처리하여 절연층과 이웃한 층과의 접착성을 증가시키는 단계; 를 추가로 포함할 수 있다.After the step (d) of the manufacturing method of the pressure sensor, (e) heat-treating the first electrode array / insulating layer / second electrode array to increase the adhesion between the insulating layer and the neighboring layer; It may further include.

단계 (d)에서, 열처리가 50 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있다.In step (d), the heat treatment can be carried out at a temperature of 50 to 200 ° C.

단계 (a) 이전에, 상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 열적 어닐링(thermally annealed)한 후, 열적 어닐링된 상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 신장시켜 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함하는 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 제조하는 단계 (a')를 추가로 포함할 수 있다.Prior to step (a), the thermally annealed first and / or second elastic substrates are thermally annealed, and the thermally annealed first and / or second elastic substrates are stretched to form microfibrils. It may further comprise the step (a ') of manufacturing a first elastic substrate and / or a second elastic substrate comprising a (microfibril) structure.

본 발명의 압력센서는 픽셀화한 전극층 사이에 픽셀 위치에 구멍이 있는 절연층을 포함함으로써, 압력 인가 시 상부 및 하부 전극을 통전시키고, 주위 픽셀이 함께 반응하는 신호의 기계적 간섭 줄여 선택적으로 압력 감지가 가능하다.The pressure sensor of the present invention includes an insulating layer having a hole at the pixel position between the pixelated electrode layers, thereby energizing the upper and lower electrodes when pressure is applied, and selectively reducing pressure by reducing mechanical interference of signals with which surrounding pixels react together. Is possible.

또한, 본 발명의 압력센서는 절연층의 소재 및 두께를 조절하고, 절연층에 포함된 구멍의 크기 조절을 통해 압력 인지 범위를 조절할 수 있다.In addition, the pressure sensor of the present invention can adjust the material and the thickness of the insulating layer, it is possible to adjust the pressure recognition range by adjusting the size of the hole included in the insulating layer.

또한, 본 발명의 압력센서는 간단한 공정으로 제조되며, 단순한 구조를 가지고 있으며, 플렉서블하고, 웨어러블하여 전자소자 및 로봇 전자 피부에 응용할 수 있다.In addition, the pressure sensor of the present invention is manufactured in a simple process, has a simple structure, is flexible, wearable and can be applied to electronic devices and robot electronic skin.

또한, 본 발명의 압력 센서는 전자피부, 웨어러블 디바이스뿐만 아니라 압력 인식을 통해 노약자, 영/유아의 수면 상태 등을 파악할 수 있는 침대, 사용자의 착석 상태를 파악할 수 있는 의자 등 다양한 분야로 적용할 수 있다.In addition, the pressure sensor of the present invention can be applied to various fields such as electronic skin and wearable device, as well as a bed that can grasp the sleeping state of the elderly, infant / infant, etc. through pressure recognition, and a chair that can grasp the seating state of the user. have.

도 1은 실시예 1에 따라 제조된 압력센서의 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 따라 제조된 압력센서의 압력에 따른 전류변화 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 압력센서의 인장 전 하나의 픽셀에 대한 압력감지 특성을 분석한 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 압력센서의 인장 후 하나의 픽셀에 대한 압력감지 특성을 분석한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 압력센서의 인장 전 여러 픽셀에 대한 압력감지 특성을 분석한 결과이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 압력센서의 인장 후 여러 픽셀에 대한 압력감지 특성을 분석한 결과이다.
도 7은 압력센서에 압력을 가했을 때 전류변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 서로 다른 크기의 직경을 가진 관통홀을 포함하는 압력센서에 가해지는 압력에 따른 상대적 전류변화를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic view of a pressure sensor manufactured according to Example 1.
2 is a graph showing the results of measuring the current change according to the pressure of the pressure sensor manufactured according to Example 1.
3 is a result of analyzing the pressure sensing characteristics of one pixel before the tension of the pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.
4 is a result of analyzing the pressure sensing characteristics of one pixel after the tension of the pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.
5 is a result of analyzing the pressure sensing characteristics of the various pixels before the tension of the pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is a result of analyzing the pressure sensing characteristics of the various pixels after the tension of the pressure sensor manufactured according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a change in current when a pressure is applied to the pressure sensor.
8 is a graph showing a relative current change according to pressure applied to a pressure sensor including through holes having diameters of different sizes.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 이하에서 사용될 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. In addition, terms including ordinal numbers such as first and second to be used below may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is said to be "formed" or "laminated" on another component, it may be directly attached to, or laminated to, the front or one side on the surface of the other component, but the intermediate It will be understood that other components may exist in the.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

도 1 은 본 발명의 압력센서의 모식도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a schematic diagram of the pressure sensor of the present invention.

이하, 상기 도 1을 참조하여, 본 발명의 압력센서에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the pressure sensor of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명은 제1 탄성기판; 상기 제1 탄성기판 상에 위치하고, 제1 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 포함하는 제1 전극 어레이; 제1 전극 어레이 상에 위치하고, 다수의 관통홀을 포함하고, 절연 탄성체를 포함하는 절연층; 상기 절연층 상에 위치하고, 제2 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제2전극 라인(electrode line)을 포함하는 제2 전극 어레이; 및 상기 제2 전극 어레이 상에 위치하고, 제2 탄성기판;을 포함하고, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인은 서로 이격되어 교차하여 각각 제1 교차부와 제2 교차부를 포함하고, 상기 절연층의 관통홀의 일부 또는 전부는 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부 사이에 위치하는 것인, 압력센서를 제공한다.The present invention is a first elastic substrate; A first electrode array on the first elastic substrate, the first electrode array including a first conductor and a plurality of first electrode lines spaced apart from each other; An insulating layer disposed on the first electrode array and including a plurality of through holes and including an insulating elastic body; A second electrode array on the insulating layer, the second electrode array including a second conductor and including a plurality of second electrode lines spaced apart from each other; And a second elastic substrate disposed on the second electrode array, wherein the first electrode line and the second electrode line are spaced apart from each other and include a first crossing portion and a second crossing portion, respectively. Some or all of the through holes of the insulating layer are located between the first intersection and the second intersection, provide a pressure sensor.

상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인이 직선형이고, 상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인이 서로 수직으로 교차할 수 있다.The first electrode line and the second electrode line may be straight, and the first electrode line and the second electrode line may vertically cross each other.

압력센서에 압력을 인가 시에 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부가의 일부 또는 전부가 관통홀을 통과하여 접촉할 수 있다.When pressure is applied to the pressure sensor, part or all of the first crossing portion and the second crossing portion may contact the through hole.

상기 다수의 제1 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함하고, 상기 다수의 제2 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함할 수 있다.An elastic body may be included between neighboring electrode lines of the plurality of first electrode lines, and an elastic body may be included between neighboring electrode lines of the plurality of second electrode lines.

상기 제2 전극 어레이와 상기 제1 전극 어레이는 직교하여 격자무늬를 형성할 수 있으며, 제1 전극 어레이의 제1 전극 라인과 제2 전극 어레이의 제2 전극 라인이 교차하는 교차부를 픽셀이라고 할 수 있다. The second electrode array and the first electrode array may be orthogonal to form a lattice pattern, and an intersection where the first electrode line of the first electrode array and the second electrode line of the second electrode array intersect may be referred to as a pixel. have.

상기 절연 탄성체의 탄성계수가 상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판의 탄성계수보다 작을 수 있다.The elastic modulus of the insulating elastic body may be smaller than that of the first elastic substrate and the second elastic substrate.

상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리우레탄(PU), 폴리이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘 계열의 고무, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤 스킨(dragon skin) 등을 포함할 수 있다.The first elastic substrate and the second elastic substrate are the same or different from each other, and each independently a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer, a styrene-isoprene- Styrene (SIS) block copolymer, polyurethane (PU), polyisoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, Ecoflex, dragon skin, and the like.

상기 절연 탄성체는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리우레탄(PU), 폴리이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘 계열의 고무, 에코플렉스(ecoflex), 드래곤 스킨(dragon skin) 등을 포함할 수 있다.The insulating elastomer is a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer, a styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, polyurethane (PU), poly Isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), silicone-based rubber, ecoflex, dragon skin, etc. can do.

상기 관통홀의 직경이 0.1 내지 10mm, 바람직하게는 0.2 내지 10mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10mm일 수 있다. 상기 관통홀의 직경이 0.1 mm 미만은 크기가 너무 좁아 센싱 능력이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않고, 10mm 초과는 넓은 면적으로 인해 상/하부 전극층 사이에 필요 이상의 접촉을 허용하여 센서로서의 기능이 저하되므로 바람직하지 않다.The through hole may have a diameter of 0.1 to 10 mm, preferably 0.2 to 10 mm, and more preferably 0.5 to 10 mm. The diameter of the through-hole is less than 0.1 mm is not preferable because the size is too narrow, the sensing capacity can be reduced, more than 10mm is preferable because the large area allows more contact between the upper and lower electrode layers to degrade the function as a sensor Not.

상기 관통홀이 형성된 간격이 0.1 내지 10mm, 바람직하게는 0.5 내지 8mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 6mm일 수 있다. 상기 관통홀의 간격이 0.1 mm 미만인 조건에서는 관통홀이 조밀하게 형성되므로 선택적 센싱 능력이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않고, 10mm 초과는 넓은 면적으로 인해 상/하부 전극층 사이에 필요 이상의 접촉을 허용하여 센서로서의 기능이 저하되므로 바람직하지 않다.The gap in which the through holes are formed may be 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 8 mm, more preferably 1 to 6 mm. Since the through-holes are densely formed under the condition that the gap of the through-holes is less than 0.1 mm, the selective sensing ability may be reduced, which is not preferable, and more than 10 mm may allow more contact between the upper and lower electrode layers due to the large area. It is not preferable because the function is degraded.

상기 관통홀이 원통형, 타원통형, 다각통형, 직사각통형, 정사각통형 등 일 수 있다. The through hole may be cylindrical, elliptic cylindrical, polygonal cylindrical, rectangular cylindrical, square cylindrical, or the like.

본 발명의 압력센서는 절연층이 제1 전극 어레이와 제2 전극 어레이 사이에 존재함으로써, 특정 픽셀에 압력을 가했을 때, 다른 픽셀의 영역까지 압력이 전달되지 않는다. 다만, 픽셀 사이가 너무 가까우면 간섭이 생길 수 있으므로, 임계 거리가 필요하다.In the pressure sensor of the present invention, when the insulating layer is present between the first electrode array and the second electrode array, when pressure is applied to a specific pixel, pressure is not transmitted to the region of another pixel. However, if the distance between pixels is too close, interference may occur, so a critical distance is required.

상기 절연층의 두께가 0.5μm 내지 10 mm, 바람직하게는 1μm 내지 5mm, 더욱 바람직하게는 2μm 내지 1mm 일 수 있다. 상기 절연층의 두께가 0.5μm 미만인 조건에서는 두께가 너무 얇아 간섭이 생길 수 있어 센싱 능력이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않고, 10mm 초과인 조건에서는 전극과 전극이 접촉하지 않을 수 있으므로 바람직하지 않다.The insulating layer may have a thickness of 0.5 μm to 10 mm, preferably 1 μm to 5 mm, and more preferably 2 μm to 1 mm. Under the condition that the thickness of the insulating layer is less than 0.5μm, the thickness may be too thin and interference may occur, and thus the sensing ability may be reduced.

상기 절연층은 압력이 가해지지 않은 영역에 압력이 전달되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The insulating layer may serve to prevent the pressure from being transferred to the region where the pressure is not applied.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 폭이 0.1 내지 20mm, 바람직하게는 0.2 내지 15mm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 10mm일 수 있다. 0.01 mm 미만은 폭이 너무 좁아 센싱 능력이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않고, 20mm 초과는 전극 라인의 높은 전도도로 인해 압력인가에 따른 전극층의 변형을 통한 전류값 변화량이 둔감해지므로 바람직하지 않다.The first electrode line and the second electrode line may be the same or different from each other, and may each independently have a width of 0.1 to 20 mm, preferably 0.2 to 15 mm, more preferably 0.5 to 10 mm. Less than 0.01 mm is not preferable because the width is too narrow, the sensing capacity can be reduced, and more than 20 mm is not preferable because the amount of change in the current value through the deformation of the electrode layer due to the application of pressure due to the high conductivity of the electrode line is insensitive.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 간격이 0.5 내지 10mm, 바람직하게는 0.8 내지 8mm, 더욱 바람직하게는 1 내지 6mm일 수 있다. 간격이 0.5 mm 미만인 조건에서는 전극 라인 사이의 간격이 좁아 간섭이 생길 수 있어 선택적 센싱 능력이 감소할 수 있으므로 바람직하지 않고, 10mm 초과인 조건에서는 멀어진 전극 라인 사이 간격으로 인해 여러 픽셀을 동시에 눌렀을 때 픽셀들의 변형이 둔감해지므로 바람직하지 않다.The first electrode line and the second electrode line may be the same as or different from each other, and each may have an interval of 0.5 to 10 mm, preferably 0.8 to 8 mm, more preferably 1 to 6 mm. It is not preferable in the case where the spacing is less than 0.5 mm because the spacing between the electrode lines may be narrow, which may cause interference, and thus the selective sensing ability may be reduced. This is undesirable because the strain becomes insensitive.

상기 관통홀에 제1 전극 라인 및/또는 제2 전극 라인이 위치하도록 하기 때문에 상기 관통홀이 형성된 간격과 상기 제1 전극 라인 및/또는 제2 전극 라인이 형성된 간격은 동일할 수 있다.  Since the first electrode line and / or the second electrode line are positioned in the through hole, the gap between the through hole and the first electrode line and / or the second electrode line may be the same.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 두께가 0.05 내지 100μm, 바람직하게는 0.1 내지 100μm, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 100μm 일 수 있다. 두께가 0.05μm 미만이면 두께가 너무 작아 센싱능력이 감소할 수 있으므로 바람직하게 않고, 100μm초과이면 전극 라인의 전도도가 과도하게 높아 전극 라인 변형에 따른 전류값 변화를 충분히 유발하지 못하므로 바람직하지 않다.The first electrode line and the second electrode line may be the same as or different from each other, and may each independently have a thickness of 0.05 to 100 μm, preferably 0.1 to 100 μm, and more preferably 0.5 to 100 μm. If the thickness is less than 0.05 μm, the thickness is too small, and thus the sensing ability may be reduced, and if the thickness is over 100 μm, the conductivity of the electrode line is excessively high, which is not preferable because the current value does not sufficiently change due to the deformation of the electrode line.

상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, Zn 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 Au를 사용할 수 있다.The first electrode line and the second electrode line are the same as or different from each other, and each independently Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb , Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, Zn and the like may be used, and Au may be preferably used.

상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판은 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함할 수 있다. The first elastic substrate and / or the second elastic substrate may include a microfibril structure.

본 발명의 압력센서는 인장강도(e)가 5 내지 60%일 수 있으며, 인장된 상태에서도 압력을 선택적으로 감지할 수 있다. The pressure sensor of the present invention may have a tensile strength (e) of 5 to 60%, it can selectively detect the pressure even in the tensioned state.

본 발명의 압력센서는 고분자 기판 상에 전극이 형성되어 있으므로, 압력이 가해지면 전극이 변형하게 된다. 따라서, 압력이 가해질 때, 관통홀을 통해 전극 상에 형성된 패턴이 접촉하게 되어 저항 값이 변하게 되며, 이에 따라 압력을 감지할 수 있다.In the pressure sensor of the present invention, since the electrode is formed on the polymer substrate, the electrode is deformed when pressure is applied. Therefore, when pressure is applied, the pattern formed on the electrode is contacted through the through hole to change the resistance value, thereby detecting the pressure.

본 발명의 압력센서는 압력이 가해지지 않았을 때, 저항 값이 가장 클 수 있다. The pressure sensor of the present invention may have the largest resistance value when no pressure is applied.

압력이 인가되지 않았을 때, 절연층에 의해 분리되어있던 제1 기판과 제2 기판의 전극라인이 임계값 이상의 압력이 인가됨에 따라 서로 접촉을 하게 됨으로써 통전이 되고 전류값이 측정된다. When no pressure is applied, the electrode lines of the first substrate and the second substrate separated by the insulating layer are brought into contact with each other as the pressure above the threshold is applied, thereby energizing and measuring the current value.

인가되는 압력이 증가함에 따라 전극라인간의 접촉되는 면적이 증가하며 측정되는 전류값이 증가하게 되고 이는 더 높은 압력을 인지하는 것으로 해석될 수 있다. As the applied pressure increases, the area of contact between the electrode lines increases and the measured current value increases, which can be interpreted as recognizing a higher pressure.

또한 절연층에 의해 각 픽셀이 물리적으로 분리되어 있기 때문에 픽셀간의 신호 간섭이 없이 압력을 인지할 수 있게 된다.In addition, since each pixel is physically separated by an insulating layer, pressure can be recognized without signal interference between pixels.

이하, 본 발명의 압력센서의 제조방법에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the pressure sensor of the present invention will be described.

먼저, 제1 First 탄성기판Elastic substrate 상에 제1 전도체를 포함하고, 서로  Including a first conductor on each other, 이격된Spaced 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제1 전극 어레이를 제조한다(단계 a). A plurality of first electrode lines are patterned to produce a first electrode array (step a).

단계 (a) 이전에, 상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 열적 어닐링(thermally annealed)한 후, 열적 어닐링된 상기 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 신장시켜 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함하는 제1 탄성기판 및/또는 제2 탄성기판을 제조하는 단계 (a')를 추가로 포함할 수 있다.Prior to step (a), the thermally annealed first and / or second elastic substrates are thermally annealed, and the thermally annealed first and / or second elastic substrates are stretched to form microfibrils. It may further comprise the step (a ') of manufacturing a first elastic substrate and / or a second elastic substrate comprising a (microfibril) structure.

제2 2nd 탄성기판Elastic substrate 상에 제2 전도체를 포함하고, 서로  A second conductor on top of each other, 이격된Spaced 다수의 제2 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제2 전극 어레이를 제조한다(단계 b). A plurality of second electrode lines are patterned to produce a second electrode array (step b).

상기 패터닝이 마스크를 사용하고, 진공증착으로 수행될 수 있다.The patterning can be performed by vacuum deposition using a mask.

상기 단계 (a) 및 (b)가 반드시 순서대로 수행될 필요는 없으며, 동시에 진행될 수 있다.Steps (a) and (b) do not necessarily have to be performed in order and can be performed simultaneously.

단계 (a) 및 (b) 이전에, 상기 제1 기판 및/또는 제2 기판이 신장시 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 갖도록 상기 제1 기판 및/또는 제2 기판을 열적 어닐링(thermally annealed)하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Prior to steps (a) and (b), the first and / or second substrates are thermally annealed such that the first and / or second substrates have a microfibril structure upon stretching. It may further comprise a step.

다음으로, 제1 전극 어레이 상에 다수의 Next, a plurality of on the first electrode array 관통홀을Through hole 포함하고 절연 탄성체를 포함하는 절연층을 형성시킨다(단계 c). And an insulating layer comprising the insulating elastomer (step c).

다음으로, 단계 (b) 에서 제조된 제2 전극 어레이의 제2 전극 라인이 Next, the second electrode line of the second electrode array manufactured in step (b) 절연층에On insulation layer 접하도록 상기  Remind to touch 절연층Insulation layer 상에 위치시켜 제1 전극 어레이/ Positioned on the first electrode array / 절연층Insulation layer /제2 전극 어레이를 제조한다(단계 d).Prepare a second electrode array (step d).

상기 단계 (d) 후에, 제1 전극 어레이/절연층/제2 전극 어레이를 열처리하여 절연층과 이웃한 층과의 접착성을 증가시키는 단계(e); 를 추가로 포함할 수 있다.After step (d), heat treating the first electrode array / insulating layer / second electrode array to increase the adhesion between the insulating layer and the neighboring layer; It may further include.

절연층이 제1 전극 어레이와 제2 전극 어레이 사이에서 높은 점착성을 가지기 위하여 열처리할 수 있으며, 상기 열처리는 50 내지 200℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 60 내지 150℃, 바람직하게는 70 내지 130℃의 온도에서 수행될 수 있다. The insulating layer may be heat treated to have high adhesion between the first electrode array and the second electrode array, and the heat treatment may be performed at a temperature of 50 to 200 ° C., preferably 60 to 150 ° C., preferably It may be carried out at a temperature of 70 to 130 ℃.

단계 (b) 이후, 상기 제1 금속패턴 및 제2 금속패턴에 도선을 연결하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.After step (b), the method may further include connecting conductive lines to the first metal pattern and the second metal pattern.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, this is for illustrative purposes and the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예] EXAMPLE

제조예 1: 마이크로피브릴을 포함하는 제1 기판 및 제2 기판 제조Preparation Example 1 Preparation of a First Substrate and a Second Substrate Containing Microfibrils

탄성기판인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer(Mw = 140,000, polydispersity index = 1.2, volume fraction of PS = 0.3)를 150˚C의 온도에서 진공 열처리를 하고, 상온 냉각 후, 150 % 일축 신장시켜 마이크로피브릴이 형성된 4cm X 4cm 크기의 제1 기판과 제2 기판을 각각 제조하였다. 150 % 신장 후 약 10% 정도의 잔류 신장률이 남아있게 된다.Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer (Mw = 140,000, polydispersity index = 1.2, volume fraction of PS = 0.3), an elastic substrate, was vacuum-heated at 150˚C, and then cooled to room temperature. 150% uniaxial stretching to prepare the first substrate and the second substrate of 4cm X 4cm size microfibrils formed. After 150% elongation, about 10% residual elongation will remain.

제조예 2: 관통홀을 포함하는 절연층 제조Preparation Example 2 Insulating Layer Including Through Hole

Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer(두께 2㎛)를 1mm X 1mm 정사각형 형태의 틀을 펀칭시키는 방법으로 1mm 직경의 관통홀이 3mm간격으로 배치되어 총 16개의 관통홀이 형성된 관통홀을 포함하는 절연층을 제조하였다.Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer (2㎛ thick) is punched into a 1mm X 1mm square frame. Through holes of 1mm diameter are arranged at 3mm intervals, total 16 through holes are formed. An insulating layer including a through hole was manufactured.

제조예 3: 관통홀을 포함하는 절연층 제조Preparation Example 3 Preparation of Insulating Layer Including Through Hole

두께가 2㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것 대신에 두께가 5㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 절연층을 제조하였다.Manufactured except that a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 5 µm was used instead of a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 2 µm. An insulating layer was prepared in the same manner as in Example 2.

제조예 4: 관통홀을 포함하는 절연층 제조Preparation Example 4 Insulating Layer Including Through Hole

두께가 2㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것 대신에 두께가 10㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 절연층을 제조하였다.Manufactured except that a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 10 μm was used instead of a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 2 μm. An insulating layer was prepared in the same manner as in Example 2.

제조예 5: 관통홀을 포함하는 절연층 제조Preparation Example 5 Insulating Layer Including Through Hole

두께가 2㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것 대신에 두께가 20㎛인 Polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer를 사용한 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 절연층을 제조하였다.Manufactured except that a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 20 μm was used instead of a polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) block copolymer having a thickness of 2 μm. An insulating layer was prepared in the same manner as in Example 2.

실시예 1: 픽셀형 압력센서 제조 Example 1: pixel type pressure sensor

제조예 1에 따라 제조된 제1 기판 상에 선형의 금 라인을 Au를 스퍼터링(sputtering) 방식으로 패터닝하여 4개의 선형의 금 라인을 포함하는 제1 전극 라인(두께 75nm, 길이 4cm, 폭 1mm, 간격 3mm)을 형성하여 제1 전극 어레이를 제조하였으며, 제2 전극 어레이와 동일한 방식으로 제2 전극 어레이를 제조하였다.The first electrode line including four linear gold lines by patterning Au on a first substrate manufactured according to Preparation Example 1 by sputtering Au (75 nm thick, 4 cm long, 1 mm wide, 3 mm) to form a first electrode array, and a second electrode array was manufactured in the same manner as the second electrode array.

상기 제1 전극 어레이 상에 제조예 2에 따라 제조된 절연층을 위치시키며, 이때, 제1 전극 라인 상에 관통홀이 위치하도록 한다. The insulating layer manufactured according to Preparation Example 2 is disposed on the first electrode array, and the through hole is positioned on the first electrode line.

제1 전극 라인과 제2 전극 라인이 서로 수직으로 교차하도록 하고, 제2 전극 어레이에 포함된 제2 전극 라인이 절연층과 접촉하도록 절연층 상에 형성시켰다. 이때, 절연층의 관통홀에 제2 전극 라인이 위치할 수 있도록 하여 16개의 픽셀이 형성된다.The first electrode line and the second electrode line were perpendicular to each other, and the second electrode line included in the second electrode array was formed on the insulating layer so as to contact the insulating layer. In this case, 16 pixels are formed by allowing the second electrode line to be positioned in the through hole of the insulating layer.

이후, 30분 동안 100℃에서 어닐링하여 점착성을 향상시켜 제1 전극 어레이와 제2 전극 어레이 사이에 절연층을 포함하는 압력센서를 제조하였다.Thereafter, annealing was performed at 100 ° C. for 30 minutes to improve adhesiveness, thereby preparing a pressure sensor including an insulating layer between the first electrode array and the second electrode array.

도선은 제1 전극 라인과 제2 전극 라인의 말단에 각각 Au 도선을 연결하여 저항 값을 각각 측정할 수 있도록 센서가 제조되었다.The wire is connected to the Au wire at the end of each of the first electrode line and the second electrode line, the sensor is manufactured so that the resistance value can be measured respectively.

실시예 2: 압력센서 제조Example 2 Pressure Sensor

제조예 2에 따라 제조된 절연층 대신에 제조예 3에 따라 제조된 절연층을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 픽셀형 압력센서를 제조하였다.A pixel type pressure sensor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the insulating layer prepared according to Preparation Example 3 was used instead of the insulating layer prepared according to Preparation Example 2.

실시예 3: 압력센서 제조Example 3 Pressure Sensor

제조예 2에 따라 제조된 절연층 대신에 제조예 4에 따라 제조된 절연층을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 픽셀형 압력센서를 제조하였다.A pixel type pressure sensor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the insulating layer prepared according to Preparation Example 4 was used instead of the insulating layer prepared according to Preparation Example 2.

실시예 4: 압력센서 제조Example 4 Pressure Sensor

제조예 2에 따라 제조된 절연층 대신에 제조예 5에 따라 제조된 절연층을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 픽셀형 압력센서를 제조하였다.A pixel type pressure sensor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the insulating layer prepared according to Preparation Example 5 was used instead of the insulating layer prepared according to Preparation Example 2.

[시험예][Test Example]

시험예 1: 압력에 따른 전류 변화 분석Test Example 1 Analysis of Current Change According to Pressure

도 2는 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 압력센서의 주어진 압력에 따른 전류 변화를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the current change with a given pressure of the pressure sensor prepared according to Examples 1 to 4.

도 2를 참조하면, 실시예 1의 압력센서는 10kPa 압력에서 25μA이고, 약 28kPa 압력에서 약37μA인 것으로 나타났으며, 실시예 2의 압력센서는 약 12kPa 압력에서 전류가 26 μA이고, 약 34kPa 압력에서 약 37.5μA이고, 실시예 3의 압력센서는 약 18kPa 압력에서 전류가 약 25μA이고, 약 57kPa 압력에서 전류가 약 38μA이고, 실시예 4의 압력센서는 약 27kPa 압력에서 약 26μA이고, 약 78kPa 압력에서 약 37.5μA인 것으로 나타났다.Referring to FIG. 2, the pressure sensor of Example 1 was found to be 25 μA at 10 kPa pressure and about 37 μA at about 28 kPa pressure, and the pressure sensor of Example 2 was 26 μA at about 12 kPa pressure and about 34 kPa. About 37.5 μA at pressure, the pressure sensor of Example 3 is about 25 μA at about 18 kPa pressure, about 38 μA at about 57 kPa pressure, and the pressure sensor of Example 4 is about 26 μA at about 27 kPa pressure, about It was found to be about 37.5 μA at 78 kPa pressure.

이러한 결과는 압력센서에 포함된 절연층의 두께가 두꺼울수록 전류 변화 시키기 위하여 강한 압력이 주어져야 하는 것으로 보이며, 절연층 두께 조절을 통해 인지 가능 압력 범위를 조절할 수 있는 것으로 판단된다.These results indicate that the thicker the thickness of the insulating layer included in the pressure sensor should be given a strong pressure to change the current, it is determined that the permissible pressure range can be adjusted by adjusting the thickness of the insulating layer.

시험예 2: 압력감지 특성 분석Test Example 2 Analysis of Pressure Sensing Characteristics

시험예 2-1: 인장 전후 한 픽셀에 대한 압력감지 능력 분석Test Example 2-1: Analysis of pressure sensing ability for one pixel before and after tension

도 3은 구부림 전 한 픽셀에 압력을 가했을 때, 압력센서의 센싱 능력을 분석한 결과를 나타낸 것이고, 도 4는 구부린 후 한 픽셀에 압력을 가했을 때, 압력센서의 센싱 능력 분석 결과를 나타낸 것이다. Figure 3 shows the results of analyzing the sensing capability of the pressure sensor when the pressure is applied to one pixel before bending, Figure 4 shows the results of the sensing capability analysis of the pressure sensor when the pressure is applied to one pixel after bending.

도 3을 참조하면, 인장 전 하나의 픽셀(2,3)에 압력을 가했을 때, 압력이 가해진 픽셀(2,3)만 반응하는 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 3, when pressure was applied to one pixel 2, 3 before tensioning, it was confirmed that only the pixel 2, 3 to which the pressure was applied reacts.

또한, 도 4를 참조하면, 본 발명의 압력센서를 구부린 상태(30% 인장)에서 하나의 픽셀(2,3)에만 압력을 가했을 때, 다른 영역의 간섭 없이 압력이 가해진 픽셀(2,3)만 반응하는 것을 확인할 수 있었다.In addition, referring to FIG. 4, when pressure is applied to only one pixel 2, 3 in a state in which the pressure sensor of the present invention is bent (30% tensile), the pixel 2, 3 to which pressure is applied without interference of another region is applied. Only responding could be confirmed.

따라서, 본 발명에 따라 제조된 압력센서는 관통홀의 포함하는 절연층으로 인해 주위의 간섭 없이 특정영역만 압력에 대해 반응할 수 있으며 물리적 변형이 가해진 상황에서도 동일한 성능을 발휘하는 것으로 분석된다.Therefore, the pressure sensor manufactured according to the present invention is analyzed to exhibit the same performance even in a situation in which physical deformation is applied due to the insulation layer of the through-hole, which can react only to a specific region without surrounding interference.

시험예 2-2: 인장 전후 여러 픽셀에 대한 압력감지 능력 분석Test Example 2-2: Analysis of Pressure Sensing Capability for Several Pixels Before and After Tension

도 5은 구부림 전 여러 픽셀에 동시에 압력을 가했을 때, 압력센서의 센싱 능력을 분석한 결과를 나타낸 것이고, 도 6은 구부린 후 여러 픽셀에 동시에 압력을 가했을 때, 압력센서의 센싱 능력 분석 결과를 나타낸 것이다. Figure 5 shows the results of analyzing the sensing capacity of the pressure sensor when the pressure is applied to several pixels at the same time before bending, Figure 6 shows the results of the sensing capability analysis of the pressure sensor when the pressure is applied to several pixels at the same time after bending will be.

도 5를 참조하면, 캡을 이용하여 압력센서의 여러 픽셀에 압력을 가했을 때, 압력이 가해진 영역만 선택적이고, 동시에 감지할 수 있는 것으로 분석된다.Referring to FIG. 5, when pressure is applied to various pixels of the pressure sensor using a cap, only the region to which pressure is applied is selectively analyzed.

또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 압력센서를 구부린 상태(30% 인장)에서 한 여러 픽셀에 압력을 가했을 때, 다른 영역의 간섭 없이 압력이 가해진 픽셀들만 선택적으로 반응하고 동시에 감지할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, referring to FIG. 6, when pressure is applied to one or more pixels while the pressure sensor of the present invention is bent (30% tensile), only the pixels to which pressure is applied can be selectively reacted and sensed simultaneously without interference of other regions. Appeared.

따라서, 본 발명의 압력센서는 구부림에 관계없이 여러 영역에 압력이 가해져도 동시에 선택적으로 압력을 감지할 수 있는 것으로 분석되었다.Therefore, the pressure sensor of the present invention was analyzed to be able to selectively detect the pressure at the same time even if pressure is applied to various areas irrespective of bending.

시험예 3: 압력센서의 민감도 분석Test Example 3: Sensitivity Analysis of Pressure Sensor

도 7은 압력센서에 압력을 가했을 때 전류변화를 나타낸 그래프이다. 10 mm X 10 mm의 관통홀, 0.5 mm 두께의 절연층, 5 mm 전극 폭을 가지는 압력센서를 50 kPa의 압력을 가하여 전류변화를 실험하였다.7 is a graph showing a change in current when a pressure is applied to the pressure sensor. A pressure sensor with a 10 mm x 10 mm through hole, 0.5 mm thick insulating layer, and 5 mm electrode width was applied at 50 kPa to test the current change.

도 7을 참조하면, 압력을 가할 때와 압력을 제거할 때, 전류값이 250 ms의 시간 내에 변화하는 것으로 보아 본 발명의 압력센서는 민감도가 우수한 것으로 분석되었다.Referring to FIG. 7, it is analyzed that the pressure sensor of the present invention has excellent sensitivity when the pressure value is removed and the pressure value is changed within a time of 250 ms.

시험예 4: 관통홀의 크기에 따른 압력 감지 능력 분석Test Example 4 Analysis of Pressure Sensing Ability According to the Size of Through Hole

도 8은 서로 다른 크기의 직경을 가진 관통홀을 포함하는 압력센서에 가해지는 압력에 따른 상대적 전류변화를 나타낸 그래프이다. 각각 10mm X 10mm, 5mm X 5mm 정사각통형의 관통홀, 0.5 mm 두께의 절연층, 3 mm 전극 폭을 가지는 압력센서 2개를 4mm 지름의 원형 팁으로 눌러 전류변화를 실험하였다.8 is a graph showing a relative current change according to pressure applied to a pressure sensor including through holes having diameters of different sizes. Current changes were tested by pressing two pressure sensors with 10 mm x 10 mm, 5 mm x 5 mm square through-holes, 0.5 mm thick insulating layer, and 3 mm electrode width with a 4 mm diameter round tip.

도 8을 참조하면, 관통홀의 크기가 클수록 중간 절연층이 압력 인가에 따른 전극층 변화에 미치는 영향이 적어 상대적으로 낮은 압력에서 전류 변화가 유발된다. 이에 반해 관통홀의 크기가 작은 경우는 픽셀을 둘러싸고 있는 중간 절연층의 영향 때문에 전극층을 변형시켜 전류변화를 일으키기 위해서는 더 높은 압력을 필요로 한다.Referring to FIG. 8, the larger the size of the through hole, the smaller the influence of the intermediate insulation layer on the change of the electrode layer due to the application of pressure, thereby causing a current change at a relatively low pressure. On the other hand, when the size of the through hole is small, higher pressure is required to deform the electrode layer to cause a current change due to the influence of the intermediate insulating layer surrounding the pixel.

따라서, 관통홀의 크기의 차이에 따라 감지할 수 있는 압력 범위의 차이가 발생하는 것으로 분석되었다. Therefore, it was analyzed that a difference in the pressure range that can be detected according to the difference in the size of the through hole occurs.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

Claims (20)

제1 탄성기판;
상기 제1 탄성기판 상에 위치하고, 제1 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 포함하는 제1 전극 어레이;
상기 제1 전극 어레이 상에 위치하고, 다수의 관통홀을 포함하고, 절연 탄성체를 포함하는 절연층;
상기 절연층 상에 위치하고, 제2 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제2전극 라인(electrode line)을 포함하는 제2 전극 어레이; 및
상기 제2 전극 어레이 상에 위치하고, 제2 탄성기판;을 포함하고,
상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인은 서로 이격되어 교차하여 각각 제1 교차부와 제2 교차부를 포함하고,
상기 절연층의 관통홀의 일부 또는 전부는 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부 사이에 위치하고,
상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 및 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하고,
상기 제1 탄성기판 및 상기 제2 탄성기판은 각각 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함하는 것인, 압력센서.
A first elastic substrate;
A first electrode array on the first elastic substrate, the first electrode array including a first conductor and a plurality of first electrode lines spaced apart from each other;
An insulating layer on the first electrode array and including a plurality of through holes and including an insulating elastic body;
A second electrode array on the insulating layer, the second electrode array including a second conductor and including a plurality of second electrode lines spaced apart from each other; And
Located on the second electrode array, and a second elastic substrate;
The first electrode line and the second electrode line are spaced apart from each other and cross each other, and include a first crossing portion and a second crossing portion, respectively.
Some or all of the through holes of the insulating layer are located between the first intersection and the second intersection;
The first elastic substrate and the second elastic substrate are the same or different from each other, and each independently a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer and a styrene-isoprene- Styrene (SIS) block copolymer comprises one or more selected from the group consisting of,
Wherein the first elastic substrate and the second elastic substrate each include a microfibril structure.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 상기 제2 전극 라인이 직선형이고,
상기 제1 전극 라인과 상기 제2 전극 라인이 서로 수직으로 교차하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
The first electrode line and the second electrode line are straight;
And the first electrode line and the second electrode line perpendicularly cross each other.
제1항에 있어서,
압력센서에 압력을 인가 시에 상기 제1 교차부와 상기 제2 교차부가의 일부 또는 전부가 관통홀을 통과하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
And when the pressure is applied to the pressure sensor, a part or all of the first crossing portion and the second crossing portion come into contact with each other through the through hole.
제1항에 있어서,
상기 다수의 제1 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함하고,
상기 다수의 제2 전극 라인의 이웃하는 전극 라인 사이에 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
An elastic body between adjacent electrode lines of the plurality of first electrode lines,
And a elastic body between adjacent electrode lines of the plurality of second electrode lines.
제1항에 있어서,
상기 절연 탄성체의 탄성계수가 상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판의 탄성계수보다 작은 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
And a modulus of elasticity of the insulating elastic body is smaller than that of the first elastic substrate and the second elastic substrate.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 절연 탄성체가 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 폴리우레탄(PU), 폴리이소프렌 고무(IR), 부타디엔 고무(BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM) 고무, 폴리디메틸실록산(PDMS), 실리콘 계열의 고무, 에코플렉스(ecoflex) 및 드래곤 스킨(dragon skin)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
The insulating elastomer is a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer, a styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, polyurethane (PU), poly Group consisting of isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) rubber, polydimethylsiloxane (PDMS), silicone rubber, ecoflex and dragon skin Pressure sensor comprising at least one selected from.
제1항에 있어서,
상기 관통홀의 직경이 0.1 내지 10mm 인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
Pressure sensor, characterized in that the through hole has a diameter of 0.1 to 10mm.
제1항에 있어서,
상기 관통홀이 형성된 간격이 0.1 내지 10mm인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
Pressure sensor, characterized in that the through hole is formed in the interval of 0.1 to 10mm.
제1항에 있어서,
상기 관통홀이 원통형, 타원통형, 다각통형, 직사각통형 및 정사각통형 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
The through-hole is a pressure sensor, characterized in that it comprises at least one selected from the cylindrical, elliptical cylinder, polygonal cylinder, rectangular cylinder type and square cylinder type.
제1항에 있어서,
상기 절연층의 두께가 0.5μm 내지 10 mm인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
Pressure sensor, characterized in that the thickness of the insulating layer is 0.5μm to 10mm.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 폭이 0.1 내지 20mm 인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
The first sensor line and the second electrode line is the same or different from each other, each independently a pressure sensor, characterized in that the width of 0.1 to 20mm.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 간격이 0.5 내지 10mm 인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
Pressure sensor, characterized in that the first electrode line and the second electrode line is the same or different from each other, each independently 0.5 to 10mm interval.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 두께가 0.05 내지 100μm인 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
And the first electrode line and the second electrode line are the same as or different from each other, and each independently has a thickness of 0.05 to 100 μm.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 라인 및 제2 전극 라인이 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서.
The method of claim 1,
The first electrode line and the second electrode line are the same as or different from each other, and each independently Au, Al, Ag, Be, Bi, Co, Cu, Cr, Hf, In, Mn, Mo, Mg, Ni, Nb, Pb Pressure sensor comprising at least one selected from the group consisting of, Pd, Pt, Rh, Re, Ru, Sb, Ta, Te, Ti, V, W, Zr, and Zn.
삭제delete (a') 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판을 각각 열적 어닐링(thermally annealed)한 후, 열적 어닐링된 상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판을 각각 신장시켜 마이크로 피브릴(microfibril)구조를 포함하는 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판을 각각 제조하는 단계;
(a) 마이크로 피브릴 구조를 포함하는 상기 제1 탄성기판 상에 제1 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제1 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제1 전극 어레이를 제조하는 단계;
(b) 마이크로 피브릴 구조를 포함하는 상기 제2 탄성기판 상에 제2 전도체를 포함하고, 서로 이격된 다수의 제2 전극 라인(electrode line)을 패터닝하여 제2 전극 어레이를 제조하는 단계;
(c) 제1 전극 어레이 상에 다수의 관통홀을 포함하고 절연 탄성체를 포함하는 절연층을 형성시키는 단계; 및
(d) 단계 (b) 에서 제조된 제2 전극 어레이의 제2 전극 라인이 절연층에 접하도록 상기 절연층 상에 위치시켜 제1 전극 어레이/절연층/제2 전극 어레이를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 제1 탄성기판 및 제2 탄성기판은 서로 같거나 다르고, 각각 독립적으로 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 및 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 압력센서의 제조방법.
(a ') thermally annealing the first elastic substrate and the second elastic substrate, respectively, and stretching the thermally annealed first and second elastic substrates, respectively, to include a microfibril structure. Manufacturing a first elastic substrate and a second elastic substrate, respectively;
(a) fabricating a first electrode array by patterning a plurality of first electrode lines including a first conductor on the first elastic substrate including a microfibril structure and spaced apart from each other;
(b) fabricating a second electrode array by patterning a plurality of second electrode lines spaced apart from each other and including a second conductor on the second elastic substrate including a microfibril structure;
(c) forming an insulating layer on the first electrode array, the insulating layer comprising a plurality of through holes and comprising an insulating elastomer; And
(d) manufacturing a first electrode array / insulation layer / second electrode array by placing the second electrode line of the second electrode array manufactured in step (b) on the insulating layer so as to contact the insulating layer. Including,
The first elastic substrate and the second elastic substrate are the same or different from each other, and each independently a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-ethylene-butylene-styrene (SEBS) block copolymer and a styrene-isoprene- Method for producing a pressure sensor comprising at least one member selected from the group consisting of styrene (SIS) block copolymer.
제17항에 있어서,
상기 압력센서의 제조방법이 상기 단계 (d) 후에,
(e) 제1 전극 어레이/절연층/제2 전극 어레이를 열처리하여 절연층과 이웃한 층과의 접착성을 증가시키는 단계; 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압력센서의 제조방법.
The method of claim 17,
After the step (d) of the manufacturing method of the pressure sensor,
(e) heat treating the first electrode array / insulation layer / second electrode array to increase the adhesion between the insulation layer and the neighboring layer; Method of producing a pressure sensor, characterized in that it further comprises.
제17항에 있어서,
단계 (d)에서, 열처리가 50 내지 200℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 압력센서의 제조방법.
The method of claim 17,
In step (d), the method of manufacturing a pressure sensor, characterized in that the heat treatment is carried out at a temperature of 50 to 200 ℃.
삭제delete
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