KR101838903B1 - 원통형 형상을 가지는 단일의 섬유 가닥에 형성된 습도 센서 - Google Patents

원통형 형상을 가지는 단일의 섬유 가닥에 형성된 습도 센서 Download PDF

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한정인
장주희
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동국대학교 산학협력단
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Abstract

원통형 형상을 가지는 단일의 섬유 가닥에 형성된 습도 센서가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서는 원통형의 형상을 가지는 단일의 섬유(fiber) 가닥(strand)에 증착되어 박막을 형성하는 제1 전극; 상기 제1 전극을 둘러싸며 대기 중에 존재하는 수분의 양에 따라 유전율이 달라지는 유전층(dielectric layer); 및 상기 유전층의 일부를 둘러싸며 상기 섬유 가닥의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 형성되는 복수의 제2 전극을 포함한다.

Description

원통형 형상을 가지는 단일의 섬유 가닥에 형성된 습도 센서{HUMIDITY SENSOR ON CYLINDRICAL SINGLE FIBER STRAND}
본 발명의 실시예들은 습도 센서 기능을 수행하는 단일의 섬유 가닥을 생성하는 기술과 관련된다.
활발한 스마트폰의 보급에 따라 많은 사람들이 시간과 장소에 구애 받지 않고 정보를 획득하며, 다양한 업무를 처리할 수 있게 되었다. 이러한 인터넷이 발달하면서 최근 들어 사물인터넷에 대한 관심이 크게 높아졌다. 사물인터넷(internet of things)은 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간에 실시간으로 데이터를 주고받는 지능형 기술 및 서비스를 일컫는다. 사물 인터넷 기술이 활성화되기 위해서는 다양한 사물에 다양한 형태의 센서가 구비되어야 한다.
한편, 사물 인터넷과 관련된 센서와 관련하여 가장 각광받는 분야는 스마트 의류 분야이다. 사람들이 생활하는데 필수불가결한 요소인 의류에 센서를 부착하는 경우 더 많은 정보를 용이하게 획득할 수 있기 때문이다. 그러나, 종래의 스마트 의류는 센서의 부피가 크거나 내구성이 약해서 사용하는데 불편함이 존재하였다. 이에 따라, 부피가 작고 내구성이 강한 스마트 의류의 센싱 기술의 필요성이 대두되었다.
한국등록특허공보 제10-1367887호(2014.02.20)
본 발명의 실시예들은 상대 습도 측정이 가능한 스마트 의류에 사용되는 단일 섬유를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 원통형의 형상을 가지는 단일의 섬유(fiber) 가닥(strand)에 증착되어 박막을 형성하는 제1 전극; 상기 제1 전극을 둘러싸며 대기 중에 존재하는 수분의 양에 따라 유전율이 달라지는 유전층(dielectric layer); 및 상기 유전층의 일부를 둘러싸며 상기 섬유 가닥의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 형성되는 복수의 제2 전극을 포함하는, 습도 센서가 제공된다.
상기 섬유는, PET(polyethylene terephthalate) 필라멘트일 수 있다.
상기 섬유 가닥의 표면은, 폴리머(polymer) 물질로 코팅될 수 있다.
상기 섬유 가닥의 표면에 코팅되는 상기 폴리머 물질은 PVA(poly vinyl Alcohol)일 수 있다.
상기 제1 전극 및 제2 전극은 알루미늄으로 형성될 수 있다.
상기 유전층은 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다.
상기 유전층은, 복수의 상기 제2 전극이 상호 이격됨에 따라 상기 유전층의 적어도 일부가 상기 대기 중에 노출될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 단일의 섬유 가닥에 습도 센서를 형성함으로써, 습도 센서의 부피를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 스마트 의류 상에서 습도 센서의 위치를 자유롭게 선택할 수 있고, 습도 센서가 구김이 적게 발생하는 부위에 배치되는 경우 습도 센서의 손상 가능성을 낮추며 사용자로 하여금 편안한 착용감을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서의 구조를 나타낸 예시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서 측정된 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서 제2 전극 사이의 이격 거리에 따른 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서에서 유전층의 코팅 속도에 따른 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 구부린 횟수에 따라 측정되는 정전 용량의 크기를 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 구부린 횟수에 따라 정전 용량의 크기가 측정되는데 소요되는 시간을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 구부린 횟수에 따라 정전 용량의 크기의 측정 후 초기의 정전 용량의 크기로 복귀하는데 소요되는 시간을 나타낸 그래프
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서를 확대 촬영한 예시도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
본 발명의 실시예들에서, 진공 증착(vacuum evaportion)은 물체의 표면에 금속 박막을 형성하는 코팅 기술을 의미한다. 구체적으로, 진공 증착은 진공 중에서 금속을 가열하여 증발시킨 뒤, 증발된 금속 분자를 증기 온도보다 낮은 온도의 물체에 부착시키는 기술이다. 한편, 본 실시예들에서 진공 증착 방식의 일종으로서 스퍼터링(sputtering) 방식이 사용될 수 있다. 스퍼터링 방식은 비교적 낮은 진공도에서 플라즈마를 발생시켜 이온화한 아르곤 등의 가스를 가속하여 물체에 충돌시킴으로써 의도하는 원자를 분출시켜 막을 형성하는 기술이다. 여기서 플라즈마를 발생시키는 방법은 다수의 공지 기술에 의할 수 있으며, 특별한 플라즈마 발생 방법에 한정되지 않는다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원통형 형상을 가지는 단일의 섬유 가닥에 형성된 정전 용량 방식의 습도 센서(100, 습도 센서)의 구성을 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)의 구조를 나타낸 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)는 제1 전극(110), 유전층(120) 및 제2 전극(130)을 포함한다.
제1 전극(110)은 단일의 섬유 가닥(102)에 형성되는 전도층(conductive layer)이다. 이때, 섬유 가닥(102)은 직물 등에 사용되는 원통형 형상의 실(thread)과 같은 소재일 수 있다. 다만, 여기서 원통형 형상이란 편평하지 않은 표면을 가지는 넓은 의미의 원통형 형상일 수 있고, 반드시 정확한 원기둥 형상을 의미하는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 섬유 가닥(102)은 폴리머(polymer) 물질로서 예를 들어, PET 필라멘트(poly ethylene terephthalate filament)로 형성될 수 있다.
제1 전극(110)은 상기 섬유 가닥(102)에 진공 증착되어 박막을 형성할 수 있다. 제1 전극(110)은 예를 들어, 알루미늄일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 전극(110)은 스퍼터링 방식으로 섬유 가닥(102)에 형성된 얇은 전도성 필름일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 섬유 가닥(102)은 에탄올(ethanol) 용액과 아세톤(acetone) 용액 내에서 연달아 초음파를 통해 세척될 수 있으며, 세척된 섬유 가닥(102)은 60℃의 진공에서 1시간 동안 건조될 수 있다. 이후, 제1 전극(예를 들어, 알루미늄)은 고진공(high vacuum)의 환경에서 섬유 가닥(102) 위에 진공 증착될 수 있다. 상술한 실시예에 따른 섬유 가닥은 직경이 3mm일 수 있으며, 상기 섬유 가닥에 증착된 제1 전극의 두께는 1㎛ 내지 7㎛일 수 있다.
제1 전극(110)의 도전율(conductivity)은 제1 전극(110)의 표면의 거칠기(roughness)에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(110)의 표면의 거칠기가 낮을수록 제1 전극(110)의 도전율이 높을 수 있다. 제1 전극의 도전율을 향상시키기 위해, 섬유 가닥(102)의 표면은 제1 전극(110)이 증착되기 이전에 폴리머(polymer) 물질로 코팅(coating)될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 섬유 가닥(102)의 표면에 코팅되는 폴리머 물질은 PVP(poly vinyl pyrrolidone) 및 PVA(poly vinyl Alcohol) 중 어느 하나일 수 있으며, 섬유 가닥(102)의 표면은 딥코팅(dip coating) 처리될 수 있다. 여기서, 딥코팅은 물체를 도료 안에 담갔다가 뺀 뒤 건조시키는 도장법을 의미한다. 이와 같이, 섬유 가닥(102)의 표면을 폴리머 물질로 코팅함으로써 상기 섬유 가닥(102)에 증착되는 제1 전극(110)의 도전율을 향상시킬 수 있다. 표 1은 섬유 가닥(102)의 표면을 폴리머 물질로 코팅함으로써 향상된 제1 전극(110)의 도전율을 나타낸다.
코팅하지 않은 경우 코팅한 경우
저항(Ω㎝)
Figure 112016087328436-pat00002
도전율(
Figure 112016087328436-pat00003
)
Figure 112016087328436-pat00004
Figure 112016087328436-pat00005
한편, 섬유 가닥(102)은 제1 전극(110)에 비해 내열성이 매우 약할 수 있다. 따라서, 진공 증착시 열에 의해 팽창되었던 섬유 가닥(102)은 냉각되는 과정에서 부피가 제1 전극(110)에 비해 크게 줄어들 수 있다. 이때, 섬유 가닥(102)보다 부피 축소율이 적은 제1 전극(110)은 큰 스트레스를 받을 수 있고, 이 경우 소성 변형(plastic deformation)이 발생하게 된다.
일 실시예에 따르면, 이러한 변형을 방지하기 위해 섬유 가닥(102)에 증착되는 제1 전극(110)의 두께를 증가시킬 수 있다. 제1 전극(110)의 두께를 증가시키는 경우, 제1 전극(110) 내 작은 구멍(pore)들이 발생할 수 있고, 이러한 구멍들이 제1 전극(110)의 스트레스를 감소시킬 수 있다. 한편, 제1 전극(110)의 두께를 증가시키기 위해 제1 전극(110)의 진공 증착 시간을 증가시킬 수 있다.
유전층(120, dielectric layer)은 제1 전극(110)과 제2 전극(130) 사이에 배치되는 절연층이다. 일 실시예에 따른 유전층(120)은 전하는 통과할 수 없으나 대전될 수 있는 물질로서, 전계에 위치하는 경우 그 표면에 전하가 발생할 수 있다. 유전층의 유전율이 증가할수록 캐패시터의 정전용량의 크기가 증가함은 널리 알려진 바와 같다.
일 실시예에 따르면, 유전층(120)은 흡습성 고분자 물질로 형성될 수 있다. 구체적으로, 유전층(120)은 흡수되는 수분의 양에 따라 유전율(permittivity)의 크기가 달라질 수 있다. 유전층(120)은 예를 들어, 폴리이미드(polyimide)로 형성될 수 있다. 다시 말해, 일 실시예에 따른 유전층(120)은 대기 중에 존재하는 수분의 양에 따라 유전율이 달라지므로, 상기 유전층(120)을 이용한 습도 센서(100)의 정전용량의 변화를 측정함으로써 대기 중의 습도를 측정할 수 있다. 본 실시예들에서, 습도는 상대 습도를 가리키며, 대기의 습하고 건조한 정도를 백분율로 나타낸 것을 의미한다.
일 실시예에 따른 유전층(120)에는 마이크로 세공(micropore)이 존재할 수 있으며, 상기 마이크로 세공에 수증기가 흡착될 수 있다. 이 경우, 상기 유전층(120)의 유전율은 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016087328436-pat00006
,
Figure 112016087328436-pat00007
(
Figure 112016087328436-pat00008
: 현재 유전층의 유전율,
Figure 112016087328436-pat00009
: 완전히 젖은 상태의 유전층의 유전율,
Figure 112016087328436-pat00010
: 완전히 건조 상태의 유전율,
Figure 112016087328436-pat00011
: 유전체의 부피 분율,
Figure 112016087328436-pat00012
: 온도
Figure 112016087328436-pat00013
일 때, 유전층의 최대 흡수 부피 분율, R: 기체 상수,
Figure 112016087328436-pat00014
: 절대 온도,
Figure 112016087328436-pat00015
: 열적 흡수 한계 지수,
Figure 112016087328436-pat00016
: 흡수 자유 에너지,
Figure 112016087328436-pat00017
: 시행 오차법으로 결정되는 상수)
유전층(120)은 제1 전극(110)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도 1에는 섬유 가닥(102) 및 제1 전극(110)이 외부로 드러나 있는 것으로 표현되어 있으나, 이는 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 실시예를 한정하는 것은 아니다. 일 실시예에 따르면, 유전층(120)은 딥코팅 방식을 통에 제1 전극(110) 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 딥코팅 속도에 따라 유전층의 두께가 결정될 수 있다. 구체적으로, 딥코팅 속도가 증가할수록 유전층의 두께도 증가할 수 있다. 제2 전극(130)은 제1 전극(110)과 함께 캐패시터를 형성하는 전도층이다. 제2 전극(130)은 예를 들어, 유전층(120)에 형성된 얇은 알루미늄 필름일 수 있다.
제2 전극(130)은 유전층(120)의 일부를 둘싸도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 제2 전극은 유전층을 둘러싸는 원통형 형상일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 전극(130)은 상술한 스퍼터링 방식으로 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2 전극(130)은 유전층 상에서 복수 개 형성될 수 있다. 일 실시에에 따르면, 복수의 제2 전극(130)은 섬유 가닥(120)의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2 전극(130)은 일정한 간격을 두고 섬유 가닥(120)을 따라 형성될 수 있다. 이에 따라, 유전층(120)은 상기 유전층(120)의 적어도 일부가 상기 대기 중에 노출될 수 있다. 다시 말해, 유전층(120)은 복수의 제2 전극(130) 사이의 개방된 공간을 통해 대기중의 수분을 용이하게 흡수할 수 있고, 흡수되는 대기 중의 수분의 양에 따라 유전율이 변화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)는 단일의 섬유 상에 형성되기 때문에, 상기 습도 센서(100)는 스마트 의류에 적용되는 경우에도 상기 스마트 의류에서 차지하는 공간이 극히 일부에 해당한다. 따라서, 스마트 의류 상에서 습도 센서(100)의 위치를 선정하는데 별다른 제약이 없다. 다시 말해, 습도 센서(100)를 스마트 의류의 부위 중 구김이 적은 부위에 배치함으로써 손상 가능성을 낮출 수 있고, 상기 스마트 의류를 착용하는 사용자로 하여금 편안한 착용감을 보장할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)는 제1 전극 및 제2 전극에 전기적으로 연결된 정전 용량 측정 장치를 통해 주변의 상대 습도를 측정할 수 있다. 상기 정전 용량 측정 장치는 공지의 테스터 및 멀티 미터 등일 수 있으며, 정전 용량을 측정하는 방법에는 특별한 제한은 없다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)에서 측정된 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 그래프는 복수의 제2 전극(130) 사이의 이격 거리가 10mm인 습도 센서(100)를 이용하여 상대 습도(relative humidity)의 변화에 따라 측정되는 정전 용량(capacitance)의 크기를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상대 습도가 증가함에 따라 습도 센서(100)에서 측정되는 정전 용량의 크기가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 상대 습도가 50% 이상인 경우, 상대 습도가 증가함에 따라 정전 용량의 크기가 급격하게 증가한다. 이는 습도 센서(100)가 50% 이상의 상대 습도에서 더 정밀한 습도 측정이 가능하다는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)에서 제2 전극(130) 사이의 이격 거리에 따른 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3에서 나타난 바와 같이, 습도 센서(100)의 제2 전극(130) 사이의 이격 거리가 달라지더라도 대기 중의 습도가 증가함에 따라 측정되는 정전 용량의 크기가 증가하는 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 도 3을 참조하면, 제2 전극 사이의 이격 거리가 20mm인 습도 센서에서 측정되는 정전 용량의 크기가 가장 작은 것으로 도시되어 있다. 이는 제2 전극 사이의 이격 거리가 증가함에 따라 제2 전극 자체의 폭이 좁아졌기 때문이다. 즉, 제2 전극의 넓이가 작아짐에 따라 제1 전극과 제2 전극 사이의 유전층의 넓이 또한 감소했기 때문이다. 그러나, 이러한 특성은 캐패시터의 잘 알려진 성질에 불과하고, 정전 용량을 측정함으로써 상대 습도를 측정하는데는 아무런 영향이 없다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)에서 유전층(120)의 코팅 속도에 따른 정전 용량의 크기의 변화를 나타낸 그래프이다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)의 유전층(120)은 딥코팅 방식을 통해 형성될 수 있다.
딥코팅 속도가 빠를수록 유전층의 두께가 증가할 수 있다. 유전층의 두께가 증가할수록 유전층에서 측정될 수 있는 정전 용량의 크기는 증가한다. 이는 유전층(120)의 마이크로 세공(micropore)에 흡착될 수 있는 수증기의 양이 증가하기 때문이다.
도 4를 참조하면, 유전층(120)의 딥코팅 속도에 따라 상대 습도에 민감한 영역이 다르게 나타난다. 그러나, 본 실험을 통해 마찬가지로 대기 중의 상대 습도에 따라 정전 용량이 증가하는 습도 센서(100)의 특성을 확인할 수 있었다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)를 구부린 횟수에 따라 측정되는 정전 용량의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 50회 구부린 습도 센서의 경우 구부리지 않은 습도 센서와 유사한 정전 용량 곡선을 나타낸다. 즉, 습도 센서를 50회 정도 구부리더라도 습도 센서의 성능이 유지될 수 있는 내구성을 확인할 수 있었다. 다만, 구부린 횟수가 100회 이상이 되는 경우 습도 센서(100)가 상대 습도의 변화에 대한 민감도가 다소 감소하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)는 단일의 섬유에 형성되기 때문에 스마트 의류에 구김이 가장 적은 부위에 장착함으로써 이러한 한계를 보완할 수 있다. 다시 말해, 습도 센서(100)는 구부림에 대한 내구성을 구비하고 있으나, 스마트 의류의 어느 부위에도 장착될 수 있기 때문에 이러한 외부 작용마저도 최소화할 수 있는 공간적인 이점을 구비하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)를 구부린 횟수에 따라 정전 용량의 크기가 측정되는데 소요되는 시간을 나타낸 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 습도 센서(100)를 구부린 횟수가 증가할수록 정전 용량이 측정되는데 걸리는 시간은 다소 증가하는 양상을 나타내고 있다. 그러나, 상대 습도가 낮은 경우(예를 들어, 70% 이하)에는 다수의 구부림에도 불구하고 습도 센서(100)가 상대 습도를 측정하는데 소요되는 시간의 차이가 적은 것으로 나타났다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)를 구부린 횟수에 따라 정전 용량의 크기의 측정 후 초기의 정전 용량의 크기로 복귀하는데 소요되는 시간을 나타낸 그래프이다.
도 7에 나타난 바와 같이, 습도 센서(100)의 구부린 횟수가 증가할수록 정전 용량의 측정 후 흡수된 수증기를 탈착하는데 걸리는 시간은 다소 증가하는 양상을 나타내고 있다. 그러나, 상대 습도가 낮은 경우(예를 들어, 70% 이하)에는 다수의 구부림에도 불구하고 습도 센서(100)가 초기의 정전 용량의 크기로 돌아오는데 소요되는 시간의 차이가 미미한 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)는 낮은 상대 습도에서 내구성이 더욱 우수한 것으로 나타났다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)를 확대 촬영한 예시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 습도 센서(100)를 현미경으로 촬영한 사진이다.
도 8에는 습도 센서(100)의 제2 전극(130) 및 복수의 제2 전극(130) 사이에 형성된 이격 공간을 통해 대기 중에 노출된 유전층(120)이 도시되어 있다. 도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유전층(120)과 상기 유전층(120)을 둘러싸도록 형성된 제2 전극(130)의 두께 차는 현미경으로도 확인이 어려울 정도로 미미하다. 일 실시예에 따르면, 제1 전극(110) 및 제2 전극(130)의 두께가 각각 1㎛일 수 있다. 다시 말해, 단일의 섬유 가닥(102)에는 제1 전극(110), 유전층(120) 및 제2 전극(130)이 증착됨에도 불구하고, 그 두께가 매우 얇아 습도 센서(100)를 스마트 의류의 옷감으로 사용하는데 어려움이 없다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 습도 센서
102: 섬유 가닥
110: 제1 전극
120: 유전층
103: 제2 전극

Claims (7)

  1. 원통형의 형상을 가지는 단일의 섬유(fiber) 가닥(strand)에 증착되어 박막을 형성하는 제1 전극;
    상기 제1 전극을 둘러싸며 대기 중에 존재하는 수분의 양에 따라 유전율이 달라지는 유전층(dielectric layer); 및
    상기 유전층의 일부를 둘러싸며 상기 섬유 가닥의 길이 방향을 따라 상호 이격되도록 형성되는 복수의 제2 전극을 포함하며,
    상기 유전층은, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 복수의 상기 제2 전극이 상호 이격됨에 따라 상기 유전층의 적어도 일부가 상기 대기 중에 노출되는, 습도 센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬유는, PET(polyethylene terephthalate) 필라멘트인, 습도 센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 섬유 가닥의 표면은, 폴리머(polymer) 물질로 코팅되는, 습도 센서.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 섬유 가닥의 표면에 코팅되는 상기 폴리머 물질은 PVA(poly vinyl Alcohol)인, 습도 센서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극 및 제2 전극은, 알루미늄으로 형성되는, 습도 센서.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유전층은, 폴리이미드(polyimide)로 형성되는, 습도 센서.
  7. 삭제
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