KR20170036967A - 촉각 센서 - Google Patents

촉각 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20170036967A
KR20170036967A KR1020150135865A KR20150135865A KR20170036967A KR 20170036967 A KR20170036967 A KR 20170036967A KR 1020150135865 A KR1020150135865 A KR 1020150135865A KR 20150135865 A KR20150135865 A KR 20150135865A KR 20170036967 A KR20170036967 A KR 20170036967A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrostatic
piezoelectric
tactile sensor
nanofillers
electrode
Prior art date
Application number
KR1020150135865A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101726516B1 (ko
Inventor
이헌
김상우
최학종
이정환
승완철
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
성균관대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고려대학교 산학협력단, 성균관대학교산학협력단 filed Critical 고려대학교 산학협력단
Priority to KR1020150135865A priority Critical patent/KR101726516B1/ko
Publication of KR20170036967A publication Critical patent/KR20170036967A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101726516B1 publication Critical patent/KR101726516B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/34—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00—Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors

Abstract

촉각 센서는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 대상체에 의하여 인가되는 압력에 따른 분극 현상으로 변화되는 전기적 특성을 갖는 압전 구조체 및 상기 압전 구조체 상에 배치되며, 상기 대상체와의 접촉 또는 분리시 발생하는 전위차를 이용하여 상기 피검사체의 표면 거칠기를 감지하는 정전 구조체를 포함한다.

Description

촉각 센서{TACTILE ARRAY}
본 발명은 촉각 센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 외부의 대상체와 접촉하여 압력을 감지할 수 있는 촉각 센서에 관한 것이다.
접촉을 통한 주변 환경의 정보, 즉 접촉력, 진동, 표면의 거칠기, 열전도도에 대한 온도 변화 등을 획득하는 촉각 센서는 차세대 정보수집 매체로 인식되고 있다.
상기 촉각 센서는 인체의 촉각을 모사한 센서로서 압력 및 온도 등 촉각으로 측정 가능한 감각을 인공적으로 측정하는 센서 소자로 압전, 열전 등의 소자를 이용하여 다양하게 연구가 진행 중이다.
상기 촉각 센서에 관한 선행 문헌으로 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0074461호가 개시되어 있다. 상기 선행 문헌은 압전소자의 맞물림을 이용한 촉각 센서에 관한 기술로서, 압전소자 및 전도성 소재의 맞물림에 따른 전압, 전류 및 저항의 변화에 따라 수직 하중, 전단 하중 및 비틀림 하중을 감지하는 압전소자의 맞물림을 이용한 촉각 센서를 개시하고 있다.
하지만, 촉각 센서의 감지도를 개선할 필요가 있다. 또한 상기 촉각 센서가 거칠기를 감지할 수 있는 기능을 요구하고 있다.
본 발명의 일 목적은, 개선된 감지도 및 거칠기를 감지할 수 있는 촉각 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 촉각 센서는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 대상체에 의하여 인가되는 압력에 따른 분극 현상으로 변화되는 전기적 특성을 갖는 압전 구조체 및 상기 압전 구조체 상에 배치되며, 상기 대상체와의 접촉 또는 분리시 발생하는 전위차를 이용하여 상기 피검사체의 표면 거칠기를 감지하는 정전 구조체를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 구조체는 상기 압력이 증폭되어 상기 표면 거칠기에 대한 감지 능력을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 구조체는 상기 압전 구조체 상에 형성된 정전 전극 및 상기 정전 전극 상에 구비된 나노 필러들을 포함할 수 있다.여기서, 상기 나노 필러들 각각은 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 구조체는, 상기 기판 상에 형성된 하부 전극, 상기 하부 전극의 상부에 형성된 상부 전극 및 상기 하부 전극 및 상기 상부 전극 사이에 개재되며, 압전 물질로 이루어진 압전층을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 하부 전극은 복수의 어레이 형태로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 구조체 및 정전 구조체 사이에 층간 절연막이 추가적으로 개재될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 촉각 센서는 압전 구조체 및 정전 구조체를 모두 포함함으로써, 대상체로부터 인가되는 압력뿐만 아니라 대상체의 표면 거치기를 함께 감지할 수 있다. 나아가, 상기 정전 구조체가 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 갖는 나노 필러들을 포함함으로써, 상기 인가되는 압력의 크기가 증폭됨으로써 상기 촉각 센서가 개선된 감도를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 3은 도 1의 촉각 센서에 포함된 나노 필러들을 촬상한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 4a 및 도 4b는 패턴화되어 나노 필러들을 포함한 촉각 센서(도 4a) 및 패턴화되지 않은 평면 구조의 정전 구조체를 포함하는 촉각 센서(도 4b) 각각에 대한 사시도 및 압전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 4a의 촉각 센서에 대한 압력 분포를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
촉각 센서
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서(100)는 기판(110), 압전 구조체(130) 및 정전 구조체(150)를 포함한다. 상기 촉각 센서(100)는 대상체에 의하여 인가되는 압력을 측정할 뿐만 아니라, 상기 대상체의 표면 거칠기를 측정할 수 있도록 구비된다.
상기 기판(110)은 유리, 쿼츠 또는 알루미나와 같은 단단한 기판을 포함한다. 이와 다르게, 상기 기판(110)은, PET, PVC 또는 PC와 같은 유연한 기판을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 기판(110)은 예를 들면, 폴디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS) 또는 폴리우레탄(polyurethane)과 같은 신축성 기판을 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 평탄한 상부 표면을 가진다. 이로써, 상기 기판(110)의 상부 표면 상에 소자가 안정적으로 배치될 수 있다.
상기 압전 구조체(130)는 상기 기판(110) 상에 배치된다. 상기 압전 구조체(130)는 상기 대상체에 의하여 인가되는 압력을 감지한다. 즉 상기 압전 구조체(130)는 압전(piezoelectric)층을 포함함으로써, 인가되는 압력에 의하여 분극 현상이 발생한다. 이로써, 상기 압전 구조체(130) 내에 전위차가 발생함으로써 상기 전위차의 크기에 따라 인가되는 압력의 크기가 감지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 구조체(130)는 상부 전극(131), 하부 전극(135) 및 압전층(133)을 포함한다.
상기 상부 전극(135) 및 상기 하부 전극(131) 사이에는 상기 전극들(131, 135) 사이에 개재된 압전층(133)의 분극 현상에 의하여 전위차가 발생한다.
상기 상부 전극(135) 및 하부 전극(131)은 상호 마주보도록 구비된다. 상기 압전층(133)은 상기 상부 전극(135) 및 하부 전극(131) 사이에 개재된다.
상기 상부 전극(135) 및 하부 전극(131) 각각은 나노 사이즈 또는 마이크로 사이즈의 라인 패턴 형상 또는 육각 배열형 패턴의 형태로 배열될 수 있다.
상기 상부 전극(135) 및 상기 하부 전극(131)은 금속, 투명 산화물 반도체, 메쉬 또는 와이어 형태의 은(Ag), 그래핀(graphene) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다.
상기 압전층(133)은 ZnO, BaTiO3, PbTiO3의 산화물 또는 P(VDT-TrFE)와 같은 유기물로 이루어질 수 있다. 상기 전극들(131. 135) 사이에 개재된 상기 압전층(133)에 압력이 인가될 경우, 상기 압전층(133)에는 분극 현상이 발생하여 상기 전극들(131, 135) 사이에 전위차가 발생할 수 있다. 이로써, 상기 압전 구조체(130)는 상기 전위차에 기하여 대상체가 인가하는 압력의 크기를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압전층(133)은 강유전체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 압전층(133)은 로셀염, 티탄산 바륨 같은 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 압전층(133)이 가열될 경우, 상기 압전층(133)의 결정 표면에 전하가 나타나는 초전 효과(pyroelectric effect)가 발생할 수 있다. 이로써, 상기 압전 구조체(130)는 적외선(Infrared) 감지 기능을 갖는 적외선 센서 역할을 할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 압전 구조체(130)는 복수의 단위 유닛들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 이로써, 상기 압전 구조체(130)에 인가되는 압력의 크기 및 위치에 따라 상기 단위 유닛들이 변화된 전위차 및 배열 위치에 의거하여 상기 압전 구조체(130)는 압력의 크기 및 인가 위치를 감지할 수 있다.
상기 정전 구조체(150)는 상기 압전 구조체(130) 상에 배치된다. 상기 정전 구조체(150)는 대상체의 표면 거칠기를 측정할 수 있도록 구비된다. 즉, 상기 정전 구조체(150)는 대상체와의 접촉 및 분리시 발생하는 전하의 비평형으로 인한 변화되는 전위차를 가질 수 있다. 상기 정전 구조체(150) 및 대상체 사이의 전기음성도 차이에 의하여 상기 정전 구조체(150) 및 대상체가 상호 접촉 또는 분리 시 전하의 평행이 파괴된다. 이로써 전하의 비평형이 발생함으로써 순간적인 전위차가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 구조체(150)는 상기 압력을 증폭시켜 상기 표면 거칠기에 대한 감지 능력을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 정전 구조체(150)는 정전 전극(151) 및 나노 필러들(153)을 포함할 수 있다.
상기 정전 전극(151)은 상기 압전 구조체(130) 상에 형성된다. 상기 정전 전극(151)은 상기 나노 필러들(153) 및 대상체 사이의 접촉 또는 분리에 의한 전하 분포의 불균일 현상에 의한 전위차를 감지할 수 있다.
상기 정전 전극(151)은 금속, 투명 산화물 반도체, 메쉬 또는 와이어 형태의 은(Ag), 그래핀(graphene) 또는 탄소나노튜브(CNT)로 이루어질 수 있다.
상기 나노 필러들(153)은 상기 정전 전극(151) 상에 형성된다. 상기 나노 필러들(153) 각각은 상기 대상체의 표면 거칠기에 따라 접촉하거나 이격될 수 있다. 즉, 상기 나노 필러들(153) 중 일부는 상기 대상체와 접촉하며, 상기 나노 필러들(153) 중 나머지는 상기 대상체로부터 이격될 수 있다. 이로써, 상기 나노 필러들 (153)중 상기 대상체 와의 관계에서 접촉/이격된 상태에 따라 상기 나노 필러들(153)에 발생하는 전위차가 상호 달라질 수 있다. 따라서, 상기 나노 필러들(153)을 포함하는 정전 구조체(150)는 상기 대상체의 표면 거칠기를 감지할 수 있다.
또한, 상기 나노 필러들(153) 각각은 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 나노 필러들(153) 각각은 역경사 라인 형상, 역상의 사다리꼴 형상, 머쉬룸(mushroom) 형상, 못 형상을 가질 수 있다. 이로써, 상기 나노 필러들(153)의 각 단부에 대상체가 접촉할 경우, 상기 나노 필러들(153)의 단부에 충격이 발생한다. 이때 상기 충격이 상기 나노 필러들(153) 긱각의 하방으로 전달될 경우, 상기 충격이 상기 나노 필러들(153) 각각의 하부로 갈수록 증폭될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 촉각 센서(100)는 압전 구조체(130) 및 정전 구조체(150)를 모두 포함함으로써, 대상체로부터 인가되는 압력뿐만 아니라 대상체의 표면 거치기를 함께 감지할 수 있다. 나아가, 상기 정전 구조체(150)가 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 갖는 나노 필러들(153)을 포함함으로써, 상기 인가되는 압력의 크기가 증폭됨으로써 상기 촉각 센서(100)가 개선된 감도를 가질 수 있다.
촉각 센서의 제조 방법
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도들이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉각 센서의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 압전 구조체를 형성한다. 상기 압전 구조체를 형성하기 위하여, 하부 전극, 압전층 및 상부 전극을 순차적으로 형성한다.
상기 상부 전극 및 하부 전극은 포토리소그래피(photolithography) 공정, 전자 빔 리소그래피(E-beam lithography) 공정, 나노임프린트 리소그래피 공정(Nanoimprint lithography), 나노 전사 프린팅(nanotransfer printing) 공정, 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 공정, 롤투롤 임프린팅(roll-to-roll imprinting) 공정 등을 통하여 패턴화될 수 있다. 나아가, 일반적인 식각 공정 또는 리프트 오프 공정을 통하여 상기 상부 전극 및 하부 전극이 형성될 수도 있다.
상기 압전층은 스핀 코팅(spin-coating) 공정, 바 코팅(ar-coating) 공정 및 딥 코팅(Dip-coating) 공정과 같은 코팅 공정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 압전층은 이온 빔(electron beam) 공정, 열 기화(thermal evaporation) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 펄스 레이저 증착(Pulsed Laser deposition) 공정, 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical vapor deposition) 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 압전 구조체 상에 층간 절연막을 형성한 후, 상기 압전 구조체의 상부에 정전 구조체를 형성한다. 이로써, 상기 촉각 센서는 대상체에 의하여 인가되는 압력을 측정할 뿐만 아니라, 상기 대상체의 표면 거칠기를 측정할 수 있도록 구비된다.
상기 정전 구조체를 형성하기 위하여, 먼저 상기 층간 절연막 상에 정전 전극을 형성한다.
상기 정전 전극은 스핀 코팅(spin-coating) 공정, 바 코팅(ar-coating) 공정 및 딥 코팅(Dip-coating) 공정과 같은 코팅 공정을 통하여 형성될 수 있다. 이와 다르게, 상기 압전층은 이온 빔(electron beam) 공정, 열 기화(thermal evaporation) 공정, 스퍼터링(sputtering) 공정, 펄스 레이저 증착(Pulsed Laser deposition) 공정, 저압 화학 기상 증착(Low Pressure Chemical vapor deposition) 공정과 같은 증착 공정을 통해 형성할 수도 있다.
이후, 상기 정전 전극 상에 나노 필러들을 형성한다. 상기 나노 필러들를 형성하기 위하여, 포토리소그래피 공정, 반전 임프린팅 리소그래피 공정, 템플릿 가이드 전주 도금 공정을 통하여 형성될 수 있다. 상기 나노 필러들 각각의 크기는 10 nm 내지 500 nm 의 크기를 가질 수 있다.
상기 포토리소그래피 공정에 따르면, 정전 전극 상에 포토레지스트층을 형성한 후, 상기 마스크를 이용하여 상기 포토레지스트에 대한 노광 및 현상 공정을 통하여 상기 나노 필러들 각각을 상기 정전 전극 상에 형성할 수 있다.
또한, 반전 임프린팅 리소그래피 공정에 따르면, 희생 기판 상에 패터닝 공정을 통하여 예비 나노 필러들을 형성한다. 이후, 상기 희생 기판을 반전시킨 상태에서 상기 정전 전극 상에 예비 나노 필러들을 전사함으로써 상기 정전 전극 상에 나노 필러들을 형성한다. 이때 상기 정전 전극 상에 추가적으로 접착층을 형성함으로써 상기 정전 전극 및 상기 나노 필러들 사이의 접착력을 증대시킬 수 있다.
또한, 템플릿 가이드 전주 도금 공정에 따르면, 상기 정전 전극 상에 가이드 템플릿 패턴을 형성한 후, 상기 정전 전극을 이용하여 전주 도금 공정을 통하여 상기 정전 전극 상에 상기 가이드 템플릿 패턴 사이로 나노 필러들을 형성한다. 이후, 상기 가이드 템플릿을 제거함으로써, 상기 정전 전극 상에 나노 필러들을 형성할 수 있다. 이때 전주 도금 공정을 통하여 Ni, Au, Ag, Si 등의 금속, MnO2, TiO2 등의 산화물 뿐만 아니라 전도성 고분자(conducting polymer)를 이용하여 나노 필러들이 형성될 수 있다.
촉각 센서의 평가
촉각 센서를 제조하기 위하여, 하부전극으로는 ITO를 사용하였고, 상부 전극으로는 Au를 사용하였으며, 나노 필러들은 니켈(Ni)을 이용하였다. 또한, 강유전소재인 PVDF-TrFE를 이용하여 압전층을 포함하는 압전 구조체를 형성하였다. 또한, 템플릿 가이드 전주 도금 공정(template guided electrodeposition)을 이용하여, 나노 필러들을 정전 전극 상에 형성하여 정전 구조체를 형성하였다.
도 3은 도 1의 촉각 센서에 포함된 나노 필러들을 촬상한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3을 참조하면, 나노 필러들이 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 갖도록 형성됨을 확인할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 패턴화되어 나노 필러들을 포함한 촉각 센서(도 4a) 및 패턴화 되지 않은 평면 구조의 정전 구조체를 포함하는 촉각 센서(도 4b) 각각에 대한 사시도 및 압전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a와 같이 패터닝된 나노 필러들을 갖는 촉각 센서가 도 4b의 경우와 비교할 때 3배 정도의 압전 특성을 가짐을 확인할 수 있다.
도 5는 도 4a의 촉각 센서에 대한 압력 분포를 나타내는 그래프이다.
상기 나노 필러들의 수평 단면적이 줄어드는 부분에서 대상체가 인가하는 압력이 집중되는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이러한 압력 집중이 되는 부분에 컨택하는 압전 구조체를 구비함으로써 압전 구조체의 민감도가 증대됨을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 촉각 센서 130 : 압전 구조체
131 : 하부 전극 133 : 압전층
135 : 상부 전극 150 : 정전 구조체
151 : 정전 전극 155 : 나노 필러들

Claims (7)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 대상체에 의하여 인가되는 압력에 따른 분극 현상으로 변화되는 전기적 특성을 갖는 압전 구조체; 및
    상기 압전 구조체 상에 배치되며, 상기 대상체와의 접촉 또는 분리시 발생하는 전위차를 이용하여 상기 피검사체의 표면 거칠기를 감지하는 정전 구조체를 포함하는 촉각 센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전 구조체는 상기 압력이 증폭되어 상기 표면 거칠기에 대한 감지 능력을 증대시키는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 정전 구조체는 상기 압전 구조체 상에 형성된 정전 전극; 및
    상기 정전 전극 상에 구비된 나노 필러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
  4. 제3항에 있어서, 상기 나노 필러들 각각은 하부로 갈수록 작아지는 수평 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 압전 구조체는,
    상기 기판 상에 형성된 하부 전극;
    상기 하부 전극의 상부에 형성된 상부 전극; 및
    상기 하부 전극 및 상기 상부 전극 사이에 개재되며, 압전 물질로 이루어진 압전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
  6. 제5항에 있어서, 상기 하부 전극은 복수의 어레이 형태로 배열된 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 압전 구조체 및 정전 구조체 사이에 개재된 층간 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촉각 센서.
KR1020150135865A 2015-09-24 2015-09-24 촉각 센서 KR101726516B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150135865A KR101726516B1 (ko) 2015-09-24 2015-09-24 촉각 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150135865A KR101726516B1 (ko) 2015-09-24 2015-09-24 촉각 센서

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170036967A true KR20170036967A (ko) 2017-04-04
KR101726516B1 KR101726516B1 (ko) 2017-04-27

Family

ID=58588769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150135865A KR101726516B1 (ko) 2015-09-24 2015-09-24 촉각 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101726516B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102557279B1 (ko) 2020-09-18 2023-07-20 연세대학교 산학협력단 촉각센서
KR20230136483A (ko) 2022-03-18 2023-09-26 연세대학교 산학협력단 자가 동력 촉각센서

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013096846A (ja) * 2011-11-01 2013-05-20 Seiko Epson Corp 検出装置、電子機器及びロボット
JP5722954B2 (ja) * 2013-06-23 2015-05-27 日本写真印刷株式会社 押圧検出機能付タッチパネル

Also Published As

Publication number Publication date
KR101726516B1 (ko) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101615350B1 (ko) 전기 에너지 발생 장치 및 그 제조 방법
CN108291797B (zh) 含直线诱导的裂纹的高灵敏度传感器及其制造方法
US9419544B2 (en) Energy harvesting device having self-powered touch sensor
US7936111B2 (en) Apparatus for generating electrical energy and method for manufacturing the same
KR101993503B1 (ko) 인쇄된 압전기 압력 감지 포일
JP6260622B2 (ja) 単一層力センサ
US8179026B2 (en) Nanotubes, nanorods and nanowires having piezoelectric and/or pyroelectric properties and devices manufactured therefrom
KR20120111607A (ko) 압전 효과를 이용한 그래핀 터치 센서
JP6469484B2 (ja) ひずみセンサ
US10439128B2 (en) Piezoelectric device, piezoelectric sensor using the same, and wearable device having the same
US20150122531A1 (en) Strain gauge
US10211388B2 (en) Piezoelectric device and method of manufacturing the same
Emamian et al. Fabrication and characterization of piezoelectric paper based device for touch and force sensing applications
KR101726516B1 (ko) 촉각 센서
US20110309415A1 (en) Sensor using ferroelectric field-effect transistor
US9953202B2 (en) Nanostructure based super-capacitor for pressure and fingerprint sensor
KR20080023398A (ko) 실리콘 나노와이어를 이용한 힘 센서 및 그의 제조방법
Yu et al. Triboelectric sensor as self-powered signal reader for scanning probe surface topography imaging
JP2018073958A (ja) カンチレバー型圧電素子、該圧電素子を用いたセンサ及び振動素子、並びに該圧電素子の製造方法
KR101639175B1 (ko) 그래핀 터치 센서, 그 동작 방법, 및 그 제조 방법
US11099669B2 (en) Conductive structure, method of manufacturing the same, touch sensor including the conductive structure, method of manufacturing the touch sensor, and touch sensing method
Tomaszewski et al. Investigation of inkjet printed path resistance in the context of manufacture and flexible application
KR101453857B1 (ko) 압력 센서 및 그 제조 방법
Yoo et al. High performance flexible tactile sensor array using a large area plastic nano-grating substrate
IT201900001925A1 (it) Matrice di sensori e procedimento per la sua fabbricazione

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant