KR102572203B1 - Pressure Sensor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 압력 센서는 하부 기판 내의 제 1 광도파로, 상기 하부 기판 상의 그래핀층, 상기 그래핀층 상의 상부 기판, 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 스페이서들을 포함할 수 있다.A pressure sensor according to an embodiment of the present invention may include a first optical waveguide in a lower substrate, a graphene layer on the lower substrate, an upper substrate on the graphene layer, and spacers between the lower substrate and the upper substrate.

Description

압력 센서{Pressure Sensor}Pressure sensor {Pressure Sensor}

본 발명은 압력 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학식 압력 센서에 관한 것이다.The present invention relates to pressure sensors, and more particularly to optical pressure sensors.

압력 센서는 일반적으로 압전 효과와 같은 재료의 전기적인 특성을 이용하는 형태가 대부분이나 광도파로를 이용하게 되면 주변 환경에 전자기파를 발생시키는 것에도 무관하게 동작하고 오랜 시간 동작하여도 전자소자에서 발생하는 특성 변화가 일어나지 않는 장점을 가진다. Pressure sensors generally use the electrical properties of materials such as the piezoelectric effect, but when an optical waveguide is used, they operate regardless of the generation of electromagnetic waves in the surrounding environment, and even when operated for a long time, the characteristics generated by the electronic device It has the advantage that change does not occur.

광도파로를 이용한 압력 센서는 광도파로에 흐르는 광신호의 변화를 통해 압력을 측정한다. 압력 센서의 상부 기판에 압력을 가하게 되면 광도파로에 흐르는 광신호의 일부가 상부 기판을 통해 방출되어, 광도파로의 광 방출구로 방출되는 광신호 세기는 광도파로의 광 입사구에 입사되는 광신호 세기보다 작아진다. 이에 따라, 광도파로의 광 방출구에서의 광신호 세기와 광도파로의 광 입사구에서의 광신호 세기의 변화를 측정하게 된다. A pressure sensor using an optical waveguide measures pressure through a change in an optical signal flowing through the optical waveguide. When pressure is applied to the upper substrate of the pressure sensor, a part of the optical signal flowing through the optical waveguide is emitted through the upper substrate, and the intensity of the optical signal emitted to the light outlet of the optical waveguide is equal to the intensity of the optical signal incident to the light entrance of the optical waveguide. become smaller Accordingly, a change in the intensity of the optical signal at the light emission port of the optical waveguide and the intensity of the optical signal at the light entrance port of the optical waveguide is measured.

한편, 광신호의 일부가 상부 기판을 통해 방출되기 위해서는 상부 기판의 굴절률이 광도파로의 굴절률보다 높아야 하는 제약조건이 있다. 이에 따라, 상부 기판의 물질은 광도파로의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 물질을 사용해야 한다.Meanwhile, in order for a part of the optical signal to be emitted through the upper substrate, there is a constraint that the refractive index of the upper substrate must be higher than the refractive index of the optical waveguide. Accordingly, a material having a higher refractive index than that of the optical waveguide must be used as the material of the upper substrate.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물질의 제약이 없는 상부 기판을 포함하는 압력 센서를 제공하고자 한다.The problem to be solved by the present invention is to provide a pressure sensor including an upper substrate without material restrictions.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명의 실시예에 따른 압력 센서는 하부 기판 내의 제 1 광도파로, 상기 하부 기판 상의 그래핀층, 상기 그래핀층 상의 상부 기판, 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 스페이서들을 포함할 수 있다.A pressure sensor according to an embodiment of the present invention may include a first optical waveguide in a lower substrate, a graphene layer on the lower substrate, an upper substrate on the graphene layer, and spacers between the lower substrate and the upper substrate.

본 발명의 실시예에 따른 압력 센서는 광도파로를 포함하는 하부 기판, 상기 하부 기판 상의 상부 기판 및 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 그래핀층을 포함하되, 상기 상부 기판은 상부 부분, 상기 상부 부분의 하면으로부터 돌출된 제 1 하부 부분 및 제 2 하부 부분들을 포함하고, 상기 제 1 하부 부분은 상기 제 2 하부 부분들 사이에 배치될 수 있다.A pressure sensor according to an embodiment of the present invention includes a lower substrate including an optical waveguide, an upper substrate on the lower substrate, and a graphene layer between the lower substrate and the upper substrate, wherein the upper substrate includes an upper portion and the upper portion. It may include a first lower part and a second lower part protruding from the lower surface, and the first lower part may be disposed between the second lower parts.

본 발명의 실시예에 따르면, 광도파로와 상부 기판 사이에 그래핀층을 배치하여, 광도파로를 따라 진행하는 광신호가 압력에 의해 그래핀층에 흡수되는 것을 이용하여 압력을 측정할 수 있다. 따라서, 광도파로의 굴절률에 제약 없이 다양한 물질의 상부 기판을 사용할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a graphene layer is disposed between the optical waveguide and the upper substrate, and the pressure can be measured using the fact that an optical signal traveling along the optical waveguide is absorbed by the graphene layer by the pressure. Therefore, upper substrates made of various materials can be used without restrictions on the refractive index of the optical waveguide.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'선 방향으로 자른 단면도이다.
도 2a 및 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 2b 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 5a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.
도 7a은 본 발명의 실시예에 따른 압력에 따른 그래핀층 내에서의 광신호 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7b 및 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 시간에 따른 광도파로 내에서의 광신호 강도 변화를 나타낸 그래프들이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서의 하부 기판과 광도파로를 나타낸 평면도이다.1A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 1B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along the line Ⅰ-Ⅰ' in FIG. 1A.
FIG. 1C is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along line II-II′ of FIG. 1A.
2A and 3A are cross-sectional views taken along line Ⅰ-Ⅰ′ of FIG. 1A to show changes in a pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention.
2B and 3B are cross-sectional views taken along the line II-II′ of FIG. 1A to show changes in the pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
5A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along line Ⅰ′ of FIG. 5A.
6A and 6B are cross-sectional views taken along line Ⅰ′ of FIG. 4A to show changes in a pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention.
7A is a graph showing a change in an optical signal in a graphene layer according to pressure according to an embodiment of the present invention.
7B and 7C are graphs illustrating the change in intensity of an optical signal in an optical waveguide over time according to an embodiment of the present invention.
8A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken in line Ⅰ′ of FIG. 1A.
9 is a plan view illustrating a lower substrate and an optical waveguide of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다. 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다. 도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'선 방향으로 자른 단면도이다.1A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along the line Ⅰ-Ⅰ' in FIG. 1A. FIG. 1C is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along line II-II′ of FIG. 1A.

도 1a, 도 1b, 및 도 1c를 참조하면, 광도파로(110)가 하부 기판(100) 내에 배치될 수 있다. 하부 기판(100)은 실리콘, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, InP 및 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광도파로(110)가 하부 기판(100) 내에서 일 방향으로 연장할 수 있다. 광도파로(110)의 상면(111)이 하부 기판(100)에 노출될 수 있다. 예를 들어, 광도파로(110)의 상면(111)은 하부 기판(100)의 상면과 공면을 가질 수 있다. 광도파로(110)의 굴절률은 하부 기판(100)의 굴절률보다 클 수 있다. 광도파로(110)는 예를 들어, 실리콘, 실리콘 질화막, InP, 및 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1A, 1B, and 1C , an optical waveguide 110 may be disposed in a lower substrate 100 . The lower substrate 100 may include at least one of silicon, silicon oxide, silicon nitride, InP, and polymer. The optical waveguide 110 may extend in one direction within the lower substrate 100 . An upper surface 111 of the optical waveguide 110 may be exposed to the lower substrate 100 . For example, the upper surface 111 of the optical waveguide 110 may be coplanar with the upper surface of the lower substrate 100 . The refractive index of the optical waveguide 110 may be greater than that of the lower substrate 100 . The optical waveguide 110 may include, for example, at least one of silicon, silicon nitride, InP, and polymer.

그래핀층(120)이 하부 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 그래핀층(120)은 하부 기판(100)의 상면 및 광도파로(110)의 상면(111)을 덮을 수 있다. 그래핀층(120)은 하부 기판(100)의 상면 및 광도파로(110)의 상면(111)과 직접 접촉할 수 있다. 그래핀층(120)은 공유 결합으로 연결된 탄소 원자의 단일층 또는 다층을 포함할 수 있다. 그래핀층(120)은 약 0.7nm의 두께를 가질 수 있다. 보호막(130)이 그래핀층(120) 상에 배치될 수 있다. 보호막(130)은 그래핀층(120)의 상면을 덮을 수 있다. 보호막(130)은 그래핀층(120)의 구조적인 변형을 방지하기 위해 그래핀층(120)을 보호하는 기능을 할 수 있다. 보호막(130)은 예를 들어, 약 200nm 두께를 가질 수 있다. 보호막(130)은 고분자 물질을 포함할 수 있다. 보호막(130)은 예를 들어, PMMA(Polymethyl methacrylate)막을 포함할 수 있다. 도면에 도시된 것과 달리 보호막(130)은 생략될 수 있다.A graphene layer 120 may be disposed on the lower substrate 100 . The graphene layer 120 may cover the top surface of the lower substrate 100 and the top surface 111 of the optical waveguide 110 . The graphene layer 120 may directly contact the top surface of the lower substrate 100 and the top surface 111 of the optical waveguide 110 . The graphene layer 120 may include a single layer or multiple layers of carbon atoms connected by covalent bonds. Graphene layer 120 may have a thickness of about 0.7 nm. A protective film 130 may be disposed on the graphene layer 120 . The protective film 130 may cover the upper surface of the graphene layer 120 . The protective film 130 may function to protect the graphene layer 120 in order to prevent structural deformation of the graphene layer 120 . The protective layer 130 may have a thickness of about 200 nm, for example. The protective layer 130 may include a polymer material. The protective layer 130 may include, for example, a polymethyl methacrylate (PMMA) layer. Unlike what is shown in the drawing, the protective layer 130 may be omitted.

상부 기판(160)이 보호막(130) 상에 배치될 수 있다. 상부 기판(160)은 보호막(130)의 상면과 이격 배치될 수 있다. 상부 기판(160)의 굴절률은 광도파로(110)의 굴절률에 제한되지 않을 수 있다. 즉, 상부 기판(160)의 굴절률은 광도파로(110)의 굴절률보다 작거나, 크거나 또는 같을 수 있다. 상부 기판(160)은 유연한 재질로 이루어질 수 있다. 상부 기판(160)은 예를 들어, 실리콘, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 InP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. An upper substrate 160 may be disposed on the protective layer 130 . The upper substrate 160 may be spaced apart from the upper surface of the protective layer 130 . The refractive index of the upper substrate 160 may not be limited to the refractive index of the optical waveguide 110 . That is, the refractive index of the upper substrate 160 may be less than, greater than, or equal to the refractive index of the optical waveguide 110 . The upper substrate 160 may be made of a flexible material. The upper substrate 160 may include, for example, at least one of silicon, silicon nitride, silicon oxide, or InP.

스페이서들(140)이 보호막(130)과 상부 기판(160) 사이에 배치될 수 있다. 스페이서들(140)은 보호막(130)의 가장자리들과 상부 기판(160)의 가장자리들 사이에서 일 방향으로 연장할 수 있다. 스페이서들(140)은 보호막(130)의 상면과 상부 기판(160)의 하면과 접촉할 수 있다. 스페이서들(140)은 단단한 물질 또는 유연한 물질로 형성될 수 있다. 스페이서들(140)은 예를 들어, PDMS(Polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다. 에어갭(150)이 보호막(130)과 상부 기판(160) 사이에서 스페이서들(140)에 의해 정의될 수 있다. 에어갭(150)은 공기로 이루어질 수 있다. Spacers 140 may be disposed between the passivation layer 130 and the upper substrate 160 . The spacers 140 may extend in one direction between edges of the protective layer 130 and edges of the upper substrate 160 . The spacers 140 may contact the upper surface of the passivation layer 130 and the lower surface of the upper substrate 160 . The spacers 140 may be formed of a hard material or a flexible material. The spacers 140 may include, for example, polydimethylsiloxane (PDMS). An air gap 150 may be defined by spacers 140 between the protective layer 130 and the upper substrate 160 . The air gap 150 may be made of air.

도 2a 및 도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다. 도 2b 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'선 방향으로 자른 단면도들이다.2A and 3A are cross-sectional views taken along line Ⅰ-Ⅰ′ of FIG. 1A to show changes in a pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention. 2B and 3B are cross-sectional views taken along the line II-II′ of FIG. 1A to show changes in the pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention.

(압력 센서의 동작 원리)(Operation principle of pressure sensor)

도 1c, 도 2a, 도 2b, 도 3a, 및 도 3b를 참조하면, 광신호는 광도파로(110) 내에서 광입사구(A)로부터 광출사구(B)로 진행될 수 있다. 도면들에 도시된 그래프들은 광신호가 광입사구(A) 에서 광출사구(B)로 진행됨에 따른 광신호의 세기 변화를 나타낸 것으로, X축은 광도파로(110)에서의 광신호 세기이고, Y축은 그래핀층(120)에서의 광신호 세기이다. 도 1c는 압력을 가하지 않는 상태에서의 압력 센서의 광신호 세기 변화를 나타낸 것이고, 도 2a 및 도 2b는 제 1 압력(P1)이 가해진 상태에서의 압력 센서의 광신호 세기 변화를 나타낸 것이고, 도 3a 및 도 3b는 제 2 압력(P2)이 가해진 상태에서의 압력 센서의 광신호 세기 변화를 나타낸 것이다.Referring to FIGS. 1C , 2A , 2B , 3A , and 3B , an optical signal may travel from the light entrance A to the light exit B within the optical waveguide 110 . The graphs shown in the drawings show the change in the intensity of the optical signal as the optical signal progresses from the light entrance A to the light exit B, the X axis is the optical signal intensity in the optical waveguide 110, and the Y The axis is the intensity of the optical signal in the graphene layer 120. Figure 1c shows the change in the intensity of the optical signal of the pressure sensor in the state where no pressure is applied, and Figs. 2a and 2b show the change in the intensity of the optical signal of the pressure sensor in the state where the first pressure P1 is applied. 3A and 3B show changes in the intensity of the optical signal of the pressure sensor when the second pressure P2 is applied.

도 1c를 참조하면, 광출사구(B)로 방출된 광신호 세기는 광입사구(A)로 제공된 광신호 세기와 약간의 차이밖에 나지 않는 것을 확인할 수 있다. 광출사구(B)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기는 광입사구(A)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기와 실질적으로 동일한 것을 확인할 수 있다. 즉, 광입사구(A)에서의 광신호 세기와 광출사구(B)에서의 광신호 세기가 차이가 없다는 것을 확인할 수 있으며, 압력 센서에 압력이 가해지지 않았다는 것을 판단할 수 있다.Referring to FIG. 1C , it can be seen that the intensity of the light signal emitted through the light exit aperture (B) has only a slight difference from the intensity of the light signal provided through the light entry aperture (A). It can be seen that the optical signal intensity in the graphene layer 120 adjacent to the light exit aperture (B) is substantially the same as the optical signal intensity in the graphene layer 120 adjacent to the light entrance aperture (A). That is, it can be confirmed that there is no difference between the light signal intensity at the light entrance A and the light signal intensity at the light exit B, and it can be determined that no pressure is applied to the pressure sensor.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 상부 기판(160)에 제 1 압력(P1)을 가하게 되면, 에어갭(150)의 면적은 작아질 수 있고, 보호막(130)과 접촉하는 스페이서들(140)의 접촉 면적들은 커질 수 있다. 제 1 압력(P1)에 의해 광신호와 그래핀층(120) 간의 상호작용이 발생되고, 광도파로(110) 내에서 진행하는 광신호의 일부가 그래핀층(120) 내로 흡수될 수 있다. 이에 따라, 광출사구(B)에서의 광신호 세기는 광입사구(A)에서의 광신호 세기보다 작아진 것을 확인할 수 있다. 반면에, 광출사구(B)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기는 광입사구(A)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기보다 커진 것을 확인할 수 있다. 즉, 광입사구(A)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호의 세기와 광출사구(B)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기가 변한 것을 확인하여, 압력 센서에 압력 가해진 것을 판단할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B , when a first pressure P1 is applied to the upper substrate 160, the area of the air gap 150 may be reduced, and the spacers 140 in contact with the protective layer 130 The contact areas of can be large. An interaction between the optical signal and the graphene layer 120 is generated by the first pressure P1 , and a part of the optical signal traveling in the optical waveguide 110 may be absorbed into the graphene layer 120 . Accordingly, it can be confirmed that the light signal intensity at the light exit aperture (B) is smaller than the light signal intensity at the light entrance aperture (A). On the other hand, it can be seen that the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light exit aperture (B) is greater than the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light entrance aperture (A). . That is, it is confirmed that the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light entrance (A) and the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light exit aperture (B) are changed, It can determine that pressure is applied to the pressure sensor.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상부 기판(160)에 제 1 압력(P1) 보다 큰 제 2 압력(P2)을 가하게 되면, 광도파로(110) 상의 보호막(130)과 상부 기판(160) 사이의 에어갭(150)은 제공되지 않을 수 있고, 광도파로(110)와 중첩하는 상부 기판(160)의 일부분이 보호막(130)과 접촉할 수 있다. 보호막(130)과 접촉하는 스페이서들(140)의 접촉 면적들은 제 1 압력(P1)에서 보다 더 커질 수 있다. 제 2 압력(P2)에 의해 광도파로(110) 내에서 진행하는 광신호의 일부가 그래핀층(120) 내로 흡수될 수 있다. 이에 따라, 광출사구(B)에서의 광신호 세기는 광도파로(110) 내에서의 광입사구(A)에서의 광신호 세기보다 작아진 것을 확인할 수 있다. 반면에, 광출사구(B)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기는 광입사구(A)와 인접하는 그래핀층(120) 내에서의 광신호 세기보다 커진 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B , when a second pressure P2 greater than the first pressure P1 is applied to the upper substrate 160, a gap between the protective film 130 on the optical waveguide 110 and the upper substrate 160 is applied. The air gap 150 may not be provided, and a portion of the upper substrate 160 overlapping the optical waveguide 110 may contact the protective layer 130 . Contact areas of the spacers 140 contacting the protective layer 130 may be larger than those at the first pressure P1. A part of the optical signal traveling in the optical waveguide 110 may be absorbed into the graphene layer 120 by the second pressure P2 . Accordingly, it can be seen that the intensity of the optical signal at the light exit aperture B is smaller than the intensity of the optical signal at the light entrance aperture A in the optical waveguide 110 . On the other hand, it can be seen that the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light exit aperture (B) is greater than the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 adjacent to the light entrance aperture (A). .

아울러, 제 2 압력(P2)에서 광출사구(B)로 방출되는 광신호 세기는 제 1 압력(P1)에서 광출사구(B)로 방출되는 광신호의 세기보다 작을 수 있다. 제 2 압력(P2)에서 그래핀층(120)으로 흡수된 광신호 양은 제 1 압력(P1)에서 그래핀층(120)에 흡수된 광신호 양보다 클 수 있다. 이를 통해, 제 2 압력(P2)이 제 1 압력(P1)보다 큰 압력인 것을 판단할 수 있다.In addition, the intensity of the light signal emitted from the light exit aperture B at the second pressure P2 may be less than the intensity of the light signal emitted through the light exit aperture B at the first pressure P1. The amount of light signals absorbed by the graphene layer 120 at the second pressure P2 may be greater than the amount of light signals absorbed by the graphene layer 120 at the first pressure P1. Through this, it can be determined that the second pressure P2 is greater than the first pressure P1.

본 발명의 실시예에 따르면, 광도파로(110)와 상부 기판(160) 사이에 그래핀층(120)을 배치하여, 광도파로(110)를 따라 진행하는 광신호가 압력에 의해 그래핀층(120)에 흡수되는 것을 이용하여 압력을 측정할 수 있다. 따라서, 광도파로(110)의 굴절률의 제약 없이 다양한 물질의 상부 기판(160)을 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the graphene layer 120 is disposed between the optical waveguide 110 and the upper substrate 160 so that an optical signal traveling along the optical waveguide 110 is applied to the graphene layer 120 by pressure. Pressure can be measured using what is absorbed. Therefore, the upper substrate 160 made of various materials can be used without restrictions on the refractive index of the optical waveguide 110 .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 그래핀층(120)이 상부 기판(160)의 하면 상에 배치될 수 있다. 그래핀층(120)은 상부 기판(160)의 하면을 덮을 수 있다. 보호막(130)은 그래핀층(120)과 하부 기판(100) 사이에 배치될 수 있다. 보호막(130)은 상부 기판(160)과 접촉하는 그래핀층(120)의 제 1 면에 대향하는 제 2 면을 덮을 수 있다. 보호막(130)은 하부 기판(100)의 상면과 이격될 수 있다. 스페이서들(140)이 하부 기판(100)과 보호막(130) 사이에 배치될 수 있다. 스페이서들(140)은 하부 기판(100)의 상면 및 보호막(130)의 하면과 접촉할 수 있다. 스페이서들(140)은 보호막(130)의 가장자리들의 하면 상에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 4 , a graphene layer 120 may be disposed on the lower surface of the upper substrate 160 . The graphene layer 120 may cover the lower surface of the upper substrate 160 . The protective film 130 may be disposed between the graphene layer 120 and the lower substrate 100 . The protective film 130 may cover a second surface opposite to the first surface of the graphene layer 120 in contact with the upper substrate 160 . The protective layer 130 may be spaced apart from the upper surface of the lower substrate 100 . Spacers 140 may be disposed between the lower substrate 100 and the passivation layer 130 . The spacers 140 may contact the upper surface of the lower substrate 100 and the lower surface of the protective layer 130 . The spacers 140 may be disposed on lower surfaces of edges of the protective layer 130 .

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다. 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 5a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다.5A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 5B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken along line Ⅰ′ of FIG. 5A.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상부 기판(160')은 하부 부분들(LP1, LP2) 및 상부 부분(UP)을 포함할 수 있다. 상부 부분(UP)은 그래핀층(120)의 상면과 평행할 수 있다. 하부 부분들(LP1, LP2)은 상부 부분(UP)의 하면으로부터 보호막(130)으로 돌출될 수 있다. 상부 기판(160')의 하부 부분들(LP1, LP2) 및 상부 부분(UP)은 일체형일 수 있다. 하부 부분들(LP1, LP2)의 하면들은 보호막(130)과 접촉할 수 있다. 상부 기판(160')의 하부 부분들(LP1, LP2)은 제 1 하부 부분(LP1) 및 제 2 하부 부분들(LP2)을 포함할 수 있다. 제 1 하부 부분(LP1)은 광도파로(110)와 수직으로 중첩할 수 있고, 제 2 하부 부분들(LP2)은 제 1 하부 부분(LP1)을 중심으로 양 옆에 배치될 수 있다. 제 1 및 제 2 하부 부분들(LP2)은 그래핀층(120)과 접촉할 수 있다. 하부 부분들(LP1, LP2)은 뽀족할 수 있다. 하부 부분들(LP1, LP2)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 스페이서들(140)과 같은 기능을 할 수 있다. 일 예로, 하부 부분들(LP1, LP2)은 단면적 관점에서 삼각형 형상을 가질 수 있다. 하부 부분들(LP)의 모양은 이에 국한되지 않으며, 사각형 또는 반원형의 단면 형상을 가질 수 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B , an upper substrate 160 ′ may include lower portions LP1 and LP2 and an upper portion UP. The upper portion UP may be parallel to the upper surface of the graphene layer 120 . The lower portions LP1 and LP2 may protrude toward the protective layer 130 from the lower surface of the upper portion UP. The lower portions LP1 and LP2 and the upper portion UP of the upper substrate 160 ′ may be integrated. Bottom surfaces of the lower portions LP1 and LP2 may contact the protective layer 130 . The lower portions LP1 and LP2 of the upper substrate 160' may include a first lower portion LP1 and second lower portions LP2. The first lower part LP1 may vertically overlap the optical waveguide 110, and the second lower parts LP2 may be disposed on both sides of the first lower part LP1. The first and second lower portions LP2 may contact the graphene layer 120 . The lower parts LP1 and LP2 may be pointed. The lower portions LP1 and LP2 may have the same function as the spacers 140 shown in FIGS. 1A and 1B. For example, the lower portions LP1 and LP2 may have a triangular shape in terms of cross-sectional area. The shape of the lower portions LP is not limited thereto, and may have a rectangular or semicircular cross-sectional shape.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 압력의 세기에 따른 압력 센서의 변화를 나타낸 것으로, 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도들이다.6A and 6B are cross-sectional views taken along line Ⅰ′ of FIG. 4A to show changes in a pressure sensor according to the intensity of pressure according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 도 6b에 도시된 제 2 압력(P2)은 도 6a에 도시된 제 1 압력(P1) 보다 클 수 있다. 제 2 압력(P2)으로 상부 기판(160')을 가할 경우, 제 1 압력(P1)으로 상부 기판(160')을 가할 때보다 보호막(130)와 접촉하는 하부 부분(LP1, LP2)의 접촉 면적들이 커질 수 있다. 이 경우, 하부 부분들(LP1, LP2)이 보호막(130)에 가해지는 세기가 클수록 그래핀층(120)에 전달되는 압력의 세기도 같이 커질 수 있다. 이에 따라, 그래핀층(120) 내로 흡수되는 광신호 양도 많아질 수 있다. Referring to FIGS. 6A and 6B , the second pressure P2 shown in FIG. 6B may be greater than the first pressure P1 shown in FIG. 6A . When the upper substrate 160' is applied with the second pressure P2, the contact of the lower portions LP1 and LP2 in contact with the protective film 130 is greater than when the upper substrate 160' is applied with the first pressure P1. Areas can be large. In this case, as the strength of the lower portions LP1 and LP2 applied to the passivation layer 130 increases, the strength of the pressure transmitted to the graphene layer 120 may also increase. Accordingly, the amount of optical signals absorbed into the graphene layer 120 may increase.

본 발명의 실시예에 따르면, 상부 기판(160')의 제 1 하부 부분(LP1)이 광도파로(110) 상에 배치된 그래핀층(120)에 물리적으로 압력을 가함으로써, 작은 압력의 변화에서도 민감하게 광신호 세기의 변화를 감지하는 압력 센서를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first lower portion LP1 of the upper substrate 160' physically applies pressure to the graphene layer 120 disposed on the optical waveguide 110, so that even a small pressure change A pressure sensor that sensitively detects a change in light signal intensity may be provided.

도 7a은 본 발명의 실시예에 따른 압력에 따른 그래핀층 내에서의 광신호 변화를 나타낸 그래프이다. 7A is a graph showing a change in an optical signal in a graphene layer according to pressure according to an embodiment of the present invention.

도 7a를 참조하면, X축은 압력을 나타낸 것이고, Y축은 그래핀의 광신호 강도를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 압력이 커질수록 그래핀층(120) 내에서의 광신호 강도가 커지는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7A , the X-axis represents pressure, and the Y-axis represents the intensity of the optical signal of graphene. According to an embodiment of the present invention, it can be confirmed that the intensity of the optical signal in the graphene layer 120 increases as the pressure increases.

도 7b 및 도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 시간에 따른 광도파로 내에서의 광신호 강도 변화를 나타낸 그래프들이다. X축은 시간을 나타낸 것이고, Y축은 광도파로 내에서의 광신호 강도를 나타낸 것이다. 7B and 7C are graphs illustrating the change in intensity of an optical signal in an optical waveguide over time according to an embodiment of the present invention. The X-axis represents time, and the Y-axis represents the optical signal intensity within the optical waveguide.

도 7b를 참조하면, a는 압력을 가한 상태이고, b는 압력을 가하지 않은 상태이다. 압력을 가했을 때는 광도파로 내에서의 광신호 강도가 작아지고, 압력을 가하지 않았을 때에는 광도파로 내에서의 광신호 강도가 커지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7B , a is a state in which pressure is applied, and b is a state in which no pressure is applied. It can be seen that the intensity of the optical signal within the optical waveguide decreases when pressure is applied, and the intensity of the optical signal within the optical waveguide increases when pressure is not applied.

도 7c를 참조하면, a, b, c는 압력을 가한 상태이고, d, e, f는 압력을 가하지 않은 상태이다. a 보다 b가 압력이 크고, b 보다 c가 압력이 크다. d 보다 e가 압력이 작고, e 보다 f가 압력이 크다. 압력을 점점 크게 주었을 경우, 광도파로 내에서의 광신호 강도가 점점 작아지는 것을 확인할 수 있고, 압력은 점점 작게 주었을 경우, 광도파로 내에서의 광신호 강도가 점점 커지는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 7C , a, b, and c are states in which pressure is applied, and d, e, and f are states in which no pressure is applied. The pressure of b is greater than that of a, and the pressure of c is greater than that of b. e has a lower pressure than d, and f has a higher pressure than e. It can be confirmed that when the pressure is gradually increased, the intensity of the optical signal within the optical waveguide gradually decreases, and when the pressure is gradually decreased, the intensity of the optical signal within the optical waveguide gradually increases.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 사시도이다. 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서에 관한 것으로, 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선 방향으로 자른 단면도이다.8A is a perspective view illustrating a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 8B is a cross-sectional view of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention, taken in line Ⅰ′ of FIG. 1A.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 광도파로(110)는 하나의 광 입사 채널(11a) 및 복수 개의 광 출사 채널들(11b)을 포함할 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11b)은 광 입사 채널(11a)의 일 단부에 연결될 수 있으며, 광 입사 채널(11a) 및 광 출사 채널들(11b)은 서로 연결될 수 있다. 있다. 광 입사 채널(11a) 및 광 출사 채널들(11b)은 제 1 방향(X)으로 연장할 수 있다. 광 출사 채널들(11b)은 제 1 방향(X)으로 서로 평행할 수 있고, 제 1 방향(X)에 교차하는 제 2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 그래핀층(120)은 광 출사 채널들(11b) 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광신호와 그래핀층(120) 간의 상호작용하는 강도를 증가시키기 위해 복수 개의 광 출사 채널들(11b)를 제공할 수 있다. 이에 따라, 작은 압력의 변화에서도 민감하게 광신호 세기의 변화를 감지하는 압력 센서를 제공할 수 있다.Referring to FIGS. 8A and 8B , the optical waveguide 110 may include one light incident channel 11a and a plurality of light output channels 11b. The plurality of light exit channels 11b may be connected to one end of the light incident channel 11a, and the light incident channel 11a and the light exit channels 11b may be connected to each other. there is. The light incident channel 11a and the light emission channels 11b may extend in the first direction (X). The light emission channels 11b may be parallel to each other in the first direction X, and may be arranged in a second direction Y crossing the first direction X. The graphene layer 120 may be disposed on the light emission channels 11b. According to an embodiment of the present invention, a plurality of light emission channels 11b may be provided to increase the strength of interaction between an optical signal and the graphene layer 120 . Accordingly, it is possible to provide a pressure sensor that sensitively detects a change in light signal intensity even with a small pressure change.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서의 하부 기판과 광도파로를 나타낸 평면도이다.9 is a plan view illustrating a lower substrate and an optical waveguide of a pressure sensor according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 제 1 광도파로(110a) 및 제 2 광도파로(110b)가 하부 기판(100) 내에 배치될 수 있다. 제 1 광도파로(110a)는 제 1 방향(X)으로 연장할 수 있고, 제 2 광도파로(110b)는 제 2 방향(Y)으로 연장할 수 있다. 제 1 광도파로(110a)와 제 2 광도파로(110b)는 서로 교차할 수 있다. 제 1 광도파로(110a)는 하나의 광 입사 채널(11c) 및 복수 개의 광 출사 채널들(11d)을 포함할 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11d)은 하나의 광 입사 채널(11c)의 일단부에 배치될 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11d) 및 하나의 광 입사 채널(11c)은 서로 연결될 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11d)은 제 1 방향(X)으로 서로 평행할 수 있다. Referring to FIG. 9 , the first optical waveguide 110a and the second optical waveguide 110b may be disposed in the lower substrate 100 . The first optical waveguide 110a may extend in a first direction (X), and the second optical waveguide 110b may extend in a second direction (Y). The first optical waveguide 110a and the second optical waveguide 110b may cross each other. The first optical waveguide 110a may include one light incident channel 11c and a plurality of light output channels 11d. A plurality of light exit channels 11d may be disposed at one end of one light incident channel 11c. A plurality of light output channels 11d and one light incident channel 11c may be connected to each other. The plurality of light emission channels 11d may be parallel to each other in the first direction X.

제 2 광도파로(110b)는 하나의 광 입사 채널(11e) 및 복수 개의 광 출사 채널들(11f)을 포함할 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11f)은 하나의 광 입사 채널(11e)의 일단부에 배치될 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11f) 및 하나의 광 입사 채널(11e)은 서로 연결될 수 있다. 복수 개의 광 출사 채널들(11f)은 제 2 방향(Y)으로 서로 평행할 수 있다. 제 1 광도파로(110a)의 광 출사 채널들(11d)은 제 2 광도파로(110b)의 광 출사 채널들(110f)과 서로 교차할 수 있다. 제 1 광은 제 1 광도파로(110a)를 통해 제 2 방향(Y)으로 흐를 수 있고, 제 2 광은 제 2 광도파로(110b)를 통해 제 1 방향(X)으로 흐를 수 있다. The second optical waveguide 110b may include one light incident channel 11e and a plurality of light output channels 11f. A plurality of light exit channels 11f may be disposed at one end of one light incident channel 11e. A plurality of light emission channels 11f and one light incident channel 11e may be connected to each other. The plurality of light emission channels 11f may be parallel to each other in the second direction Y. The light emission channels 11d of the first optical waveguide 110a may cross the light emission channels 110f of the second optical waveguide 110b. The first light may flow in the second direction (Y) through the first optical waveguide 110a, and the second light may flow in the first direction (X) through the second optical waveguide 110b.

본 발명의 실시예에 따르면, 복수 개의 광도파로들을 교차하게 배치하여 여러 위치의 압력이 있는 경우, 그 압력의 위치와 압력의 세기를 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a plurality of optical waveguides are arranged to cross each other, when there is pressure at various locations, the location and strength of the pressure can be measured.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (20)

하부 기판 내의 제 1 광도파로;
상기 하부 기판 상의 그래핀층;
상기 그래핀층 상의 상부 기판; 및
상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 스페이서들을 포함하는 압력 센서.a first optical waveguide in the lower substrate;
a graphene layer on the lower substrate;
an upper substrate on the graphene layer; and
A pressure sensor comprising spacers between the lower substrate and the upper substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광도파로의 상면은 상기 하부 기판의 상면과 공면을 갖는 압력 센서.According to claim 1,
The pressure sensor of claim 1 , wherein an upper surface of the first optical waveguide is coplanar with an upper surface of the lower substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 그래핀층은 상기 하부 기판의 상면 및 상기 제 1 광도파로의 상면과 접촉하는 압력 센서.According to claim 1,
The graphene layer is in contact with the upper surface of the lower substrate and the upper surface of the first optical waveguide. 제 1 항에 있어서,
상기 상부 기판의 굴절률은 상기 제 1 광도파로의 굴절률보다 크거나 같은 압력 센서.According to claim 1,
The refractive index of the upper substrate is greater than or equal to the refractive index of the first optical waveguide. 제 1 항에 있어서,
상기 상부 기판의 굴절률은 상기 제 1 광도파로의 굴절률보다 작은 압력 센서.According to claim 1,
The refractive index of the upper substrate is smaller than the refractive index of the first optical waveguide. 제 1 항에 있어서,
상기 그래핀층의 일면을 덮는 보호막을 더 포함하는 압력 센서.According to claim 1,
A pressure sensor further comprising a protective film covering one surface of the graphene layer. 제 6 항에 있어서,
상기 보호막은 상기 하부 기판과 상기 그래핀층 사이에 배치되고,
상기 스페이서들은 상기 하부 기판의 상면 및 상기 보호막의 하면 과 접촉하는 압력 센서.According to claim 6,
The protective film is disposed between the lower substrate and the graphene layer,
The spacers are in contact with the upper surface of the lower substrate and the lower surface of the protective film. 제 6 항에 있어서,
상기 보호막은 상기 그래핀층과 상기 상부 기판 사이에 배치되고,
상기 스페이서들은 상기 보호막의 상면 및 상기 상부 기판의 하면 과 접촉하는 압력 센서.According to claim 6,
The protective film is disposed between the graphene layer and the upper substrate,
The spacers are in contact with the upper surface of the protective film and the lower surface of the upper substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서들과 상기 상부 기판은 일체형인 압력 센서.According to claim 1,
The spacers and the upper substrate are integrated pressure sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서들은 삼각형, 사각형, 또는 반원형의 단면 형상을 갖는 압력 센서.According to claim 1,
The spacers have a triangular, quadrangular, or semicircular cross-sectional shape. 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서들에 의해 정의되는 에어갭을 더 포함하되,
상기 에어갭은 상기 그래핀층과 상기 상부 기판 사이에 제공되는 압력 센서.According to claim 1,
Further comprising an air gap defined by the spacers,
The air gap is provided between the graphene layer and the upper substrate pressure sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 스페이서들에 의해 정의되는 에어갭을 더 포함하되,
상기 에어갭은 상기 그래핀층과 상기 하부 기판 사이에 배치되는 압력 센서.According to claim 1,
Further comprising an air gap defined by the spacers,
The air gap is a pressure sensor disposed between the graphene layer and the lower substrate. 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 광도파로는:
광 입사채널; 및
상기 광 입사채널의 일단부에 배치된 복수 개의 광 출사 채널들을 포함하되,
상기 광 출사 채널들은 서로 평행하고,
상기 광 입사채널과 상기 광 출사 채널들은 서로 연결된 압력 센서.According to claim 1,
The first optical waveguide includes:
light incident channel; and
Including a plurality of light exit channels disposed at one end of the light incident channel,
The light exit channels are parallel to each other,
The light incident channel and the light output channels are connected to each other pressure sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 하부 기판 내의 제 2 광도파로를 더 포함하되,
상기 제 1 광도파로는 제 1 방향으로 연장하고,
상기 제 2 광도파로는 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 연장하고,
상기 제 1 광도파로 및 상기 제 2 광도파로는 서로 교차하는 압력 센서.According to claim 1,
Further comprising a second optical waveguide in the lower substrate,
The first optical waveguide extends in a first direction;
The second optical waveguide extends in a second direction crossing the first direction;
The pressure sensor wherein the first optical waveguide and the second optical waveguide cross each other. 광도파로를 포함하는 하부 기판;
상기 하부 기판 상의 상부 기판; 및
상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 그래핀층을 포함하되,
상기 상부 기판은:
상부 부분;
상기 상부 부분의 하면으로부터 돌출된 제 1 하부 부분 및 제 2 하부 부분들을 포함하고,
상기 제 1 하부 부분은 상기 제 2 하부 부분들 사이에 배치되는 압력 센서.
a lower substrate including an optical waveguide;
an upper substrate on the lower substrate; and
Including a graphene layer between the lower substrate and the upper substrate,
The upper substrate is:
upper part;
A first lower part and a second lower part protruding from the lower surface of the upper part,
The pressure sensor of claim 1 , wherein the first lower portion is disposed between the second lower portions.
 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 하부 부분은 상기 광도파로와 중첩하는 압력 센서.According to claim 15,
The pressure sensor of claim 1 , wherein the first lower portion overlaps the optical waveguide. 제 15 항에 있어서,
상기 광도파로의 상면은 상기 하부 기판의 상면과 공면을 이루는 압력 센서.According to claim 15,
An upper surface of the optical waveguide is coplanar with an upper surface of the lower substrate. 제 15 항에 있어서,
상기 그래핀층은 상기 하부 기판의 상면 및 상기 광도파로의 상면과 접촉하는 압력 센서.According to claim 15,
The graphene layer is in contact with the upper surface of the lower substrate and the upper surface of the optical waveguide. 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 하부 부분들은 삼각형, 사각형, 또는 반원형의 단면 형상을 갖는 압력 센서.According to claim 15,
The pressure sensor of claim 1 , wherein the first and second lower portions have a triangular, quadrangular, or semicircular cross-sectional shape. 제 15 항에 있어서,
상기 그래핀층의 일면을 덮는 보호막을 더 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 하부 부분들은 상기 보호막과 접촉하는 압력 센서.

According to claim 15,
Further comprising a protective film covering one surface of the graphene layer,
The first and second lower portions are in contact with the protective film.
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