KR20200113815A - 압력 센서, 탄성 유전체, 및 탄성 유전체의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200113815A
KR20200113815A KR1020190034545A KR20190034545A KR20200113815A KR 20200113815 A KR20200113815 A KR 20200113815A KR 1020190034545 A KR1020190034545 A KR 1020190034545A KR 20190034545 A KR20190034545 A KR 20190034545A KR 20200113815 A KR20200113815 A KR 20200113815A
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Abstract

압력 센서는 제1 전극, 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 러버층 및 상기 러버층 내부에 위치하는 복수의 에어 버블(air bubble)들을 포함하는 탄성 유전체를 포함한다.

Description

압력 센서, 탄성 유전체, 및 탄성 유전체의 제조 방법{PRESSURE SENSOR, DIELECTRIC ELASTOMER, AND METHOD FOR MANUFACTURING DIELECTRIC ELASTOMER}
본 기재는 압력 센서, 탄성 유전체, 및 탄성 유전체의 제조 방법에 관한 것이다.
압력 센서는 압력을 센싱하는 장치이다.
압력 센서 중 정전 용량형 압력 센서(capacitive pressure sensor)는 양 전극 및 양 전극 사이에서 외부 압력에 대응하여 탄성 변형을 통해 두께가 변화되는 탄성 유전체를 포함한다. 이러한 압력 센서는 외부 압력에 대응한 탄성 유전체의 두께 변화에 의한 정전 용량의 변화를 감지하여 외부 압력의 크기를 센싱한다.
최근, 압력 센서의 압력에 대한 센싱 감도를 높이기 위해, 탄성 유전체의 표면에 요철을 형성하여 탄성 유전체의 탄성 변형 감도를 높인 압력 센서가 개발되었다.
그런데, 이러한 종래의 압력 센서는 외부 압력에 의해 탄성 유전체의 두께가 변화할 때, 탄성 유전체의 표면의 요철로 인해 탄성 유전체와 양 전극 사이의 접촉 면적이 변화함으로써, 외부 압력의 변화에 따른 정전 용량의 변화가 비선형적인 문제점이 있다.
일 실시예는, 압력에 대한 센싱 감도가 향상되는 동시에, 외부 압력의 변화에 따른 정전 용량의 변화가 선형적인 압력 센서, 탄성 유전체, 및 탄성 유전체의 제조 방법을 제공하고자 한다.
일 측면은 제1 전극, 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 러버층 및 상기 러버층 내부에 위치하는 복수의 에어 버블(air bubble)들을 포함하는 탄성 유전체를 포함하는 압력 센서를 제공한다.
상기 에어 버블들은 상기 러버층 내부에 밀폐될 수 있다.
상기 에어 버블들의 내부에는 에어(air)만이 위치할 수 있다.
상기 에어 버블들 각각은 상기 러버층 내부에서 불규칙적으로 배치될 수 있다.
상기 러버층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하는 상기 러버층의 표면들은 플랫(flat)할 수 있다.
상기 탄성 유전체는 프리폴리머와 경화제와 용매가 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합된 혼합물의 내부에 상기 복수의 에어 버블들을 형성하여 제조될 수 있다.
또한, 일 측면은 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 러버층, 및 상기 러버층 내부에 위치하는 복수의 에어 버블들을 포함하는 탄성 유전체를 제공한다.
상기 에어 버블들은 상기 러버층 내부에 밀폐될 수 있다.
또한, 일 측면은 프리폴리머(prepolymer)와 경화제(cure agent)가 혼합된 제1 혼합물에 용매(solvent)를 혼합하여 상기 제1 혼합물 대비 점도가 낮은 제2 혼합물을 형성하는 단계, 상기 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성하는 단계, 및 상기 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 경화하는 단계를 포함하는 탄성 유전체의 제조 방법을 제공한다.
상기 제2 혼합물을 형성하는 단계는 상기 프리폴리머와 상기 경화제와 상기 용매를 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합할 수 있다.
상기 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성하는 단계는 거품 생성기를 이용해 수행할 수 있다.
상기 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 경화하는 단계는, 상기 제2 혼합물을 몰드(mold)에 위치시키는 단계, 및 상기 제2 혼합물을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 용매는 톨루엔(toluene)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압력에 대한 센싱 감도가 향상되는 동시에, 외부 압력의 변화에 따른 정전 용량의 변화가 선형적인 압력 센서, 탄성 유전체, 및 탄성 유전체의 제조 방법이 제공된다.
도 1은 일 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 탄성 유전체의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예를 설명하기 위한 사진들이다.
도 4는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예 각각의 혼합물의 점도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예 각각의 외부 압력에 따른 정전 용량의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1을 참조하여 일 실시예에 따른 압력 센서를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 압력 센서를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 압력 센서는 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 중 적어도 하나에 가해지는 외부 압력에 대응한 탄성 유전체(300)의 두께 변화에 의한 정전 용량의 변화를 감지하여 외부 압력의 크기를 센싱하는 장치이다.
압력 센서는 제1 전극(100), 제2 전극(200), 탄성 유전체(300)를 포함한다.
제1 전극(100)은 탄성 유전체(300)의 제1 표면(311) 상에 위치한다. 제1 전극(100)은 탄성 유전체(300)의 제1 표면(311)과 접촉한다. 제1 전극(100)은 플렉서블(flexible)할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 리지드(rigid)할 수 있다. 제1 전극(100)에는 설정된 크기의 전압이 인가될 수 있다.
제2 전극(200)은 탄성 유전체(300)의 제2 표면(312) 상에 위치한다. 제2 전극(200)은 탄성 유전체(300)를 사이에 두고 제1 전극(100)과 이격된다. 제2 전극(200)은 탄성 유전체(300)의 제2 표면(312)과 접촉한다. 제2 전극(200)은 플렉서블(flexible)할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 리지드(rigid)할 수 있다. 제2 전극(200)에는 설정된 크기의 전압이 인가될 수 있으며, 제2 전극(200)에 인가되는 전압의 크기는 제1 전극(100)에 인가되는 전압의 크기와 다를 수 있다.
탄성 유전체(300)는 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 위치한다. 탄성 유전체(300)는 러버층(310) 및 복수의 에어 버블(320)들을 포함한다.
러버층(310)은 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 위치한다. 러버층(310)은 제1 전극(100)과 접촉하는 제1 표면(311) 및 제2 전극(200)과 접촉하는 제2 표면(312)을 포함한다. 제1 표면(311) 및 제2 표면(312)은 서로 대향한다. 러버층(310)의 제1 표면(311) 및 제2 표면(312)은 플랫(flat)하다.
러버층(310)은 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 중 적어도 하나에 가해지는 외부 압력에 대응하여 두께가 변화된다.
러버층(310)은 탄성을 가지는 공지된 다양한 러버(rubber)를 포함할 수 있다. 일례로, 러버층(310)은 PDMS, 및 BASF 사의 Ecoflex 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일례로, 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 중 적어도 하나에 외부 압력이 가해지면, 압력에 의해 러버층(310)의 두께가 얇아진다. 또한, 제1 전극(100) 및 제2 전극(200) 중 적어도 하나에 가해진 외부 압력이 해제되면, 탄성 복원력에 의해 러버층(310)의 두께가 원래의 두께로 복원된다.
복수의 에어 버블(320)들은 러버층(310) 내부에 위치한다. 에어 버블(320)들은 러버층(310) 내부에 밀폐되어 있다. 에어 버블(320)들은 러버층(310)의 제1 표면(311) 및 제2 표면(312)과 이격된다. 에어 버블(320)들의 내부에는 에어(air)만이 위치한다. 에어 버블(320)들이 러버층(310)의 내부에 밀폐되어 있음으로써, 러버층(310)의 제1 표면(311) 및 제2 표면(312)이 플랫(flat)한 형태를 가질 수 있다.
에어 버블(320)들은 러버층(310) 내부에서 불규칙적으로 배치된다. 에어 버블(320)들 각각은 서로 다른 형태를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
에어 버블(320)들이 러버층(310)의 내부에 위치함으로써, 외부 압력에 의한 러버층(310)의 탄성 변형 감도가 향상된다.
또한, 에어 버블(320)들이 러버층(310)의 내부에 위치함으로써, 외부 압력에 의해 러버층(310)이 압축되어 러버층(310)의 두께가 얇아질 때, 에어 버블(320)들이 압축되기 때문에, 러버층(310)의 제1 표면(311)과 제1 전극(100) 사이의 접촉 면적 및 제2 표면(312)과 제2 전극(200) 사이의 접촉 면적이 증가되는 것이 억제된다.
탄성 유전체(300)는 프리폴리머(prepolymer)와 경화제(cure agent)와 용매(solvent)가 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합된 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블(320)들을 형성하고, 혼합물을 몰드(mold)에 위치시켜 층(layer) 형태로 주조한 후, 층 형태를 가지는 혼합물을 가열 및 경화시켜 제조될 수 있다.
이상과 같이, 일 실시예에 따른 압력 센서는 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 위치하는 탄성 유전체(300)가 러버층(310) 및 러버층(310) 내부에 위치하는 복수의 에어 버블(320)들을 포함함으로써, 외부 압력에 의한 러버층(310)의 탄성 변형 감도가 향상되기 때문에, 외부 압력에 대한 센싱 감도가 향상된다.
또한, 일 실시예에 따른 압력 센서는 에어 버블(320)들이 러버층(310)의 내부에 밀폐되고, 러버층(310)의 제1 표면(311) 및 제2 표면(312)이 플랫(flat)한 형태를 가짐으로써, 외부 압력에 의해 탄성 유전체(300)가 압축되어 탄성 유전체(300)의 두께가 얇아질 때, 러버층(310) 보다 에어 버블(320)들이 우선적으로 압축되기 때문에, 러버층(310)의 제1 표면(311)과 제1 전극(100) 사이의 접촉 면적 및 러버층(310)의 제2 표면(312)과 제2 전극(200) 사이의 접촉 면적이 증가되는 것이 억제되어 외부 압력의 변화에 대응하여 정전 용량이 선형적으로 변화한다.
즉, 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 위치하는 러버층(310) 및 러버층(310) 내부에 위치하는 에어 버블(320)들을 포함함으로써, 외부 압력에 대한 센싱 감도가 향상되는 동시에, 외부 압력의 변화에 따른 정전 용량의 변화가 선형적인 압력 센서 및 이에 포함된 탄성 유전체(300)가 제공된다.
이하, 도 2를 참조하여 다른 실시예에 따른 탄성 유전체의 제조 방법을 설명한다. 다른 실시예에 따른 탄성 유전체의 제조 방법을 이용해 제조된 탄성 유전체는 상술한 일 실시예에 따른 압력 센서에 포함될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 2는 다른 실시예에 따른 탄성 유전체의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 우선 제1 혼합물에 용매를 혼합하여 제2 혼합물을 형성한다(S100).
구체적으로, 프리폴리머(prepolymer)와 경화제(cure agent)가 혼합된 제1 혼합물에 용매(solvent)를 혼합하여 제1 혼합물 대비 점도가 낮은 제2 혼합물을 형성한다. 프리폴리머 및 경화제는 공지된 다양한 재료를 포함할 수 있다. 용매는 톨루엔(toluene)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
제2 혼합물을 형성할 때, 프리폴리머와 경화제와 용매를 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합할 수 있다.
일례로, 제2 혼합물을 형성할 때, 프리폴리머와 경화제와 용매를 1:1:0.5, 1:1:1, 또는 1:1:1.5의 중량비로 혼합할 수 있다.
다음, 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성한다(S200).
구체적으로, 거품 생성기를 이용해 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성한다. 일례로, 우유 거품기(milk frother) 등의 거품 생성기를 이용해 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성할 수 있다.
제2 혼합물에 혼합된 용매의 양이 늘어날수록 제2 혼합물의 점도가 낮아지기 때문에, 제2 혼합물 내부에 형성된 복수의 에어 버블들이 서로 합쳐져 에어 버블들 각각의 크기가 커질 수 있다.
즉, 제2 혼합물 내부에 형성되는 복수의 에어 버블들 각각의 크기는 제2 혼합물에 혼합된 용매의 양에 비례한다.
프리폴리머와 경화제와 용매를 1:1:2.1 이상의 중량비로 혼합할 경우, 제2 혼합물의 점도가 낮아짐으로써, 제2 혼합물의 내부에 형성된 에어 버블들이 서로 합쳐져 크기가 커지기 때문에, 제2 혼합물 내부에 형성된 에어 버블들이 제2 혼합물의 외부로 분출될 수 있다.
다음, 복수의 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 경화한다(S300).
구체적으로, 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 몰드(mold)에 위치시켜 층(layer) 형태로 주조하고, 층 형태로 주조된 제2 혼합물을 가열 및 경화한다.
이로 인해, 러버층의 내부에 복수의 에어 버블들이 밀폐된 탄성 유전체가 제조된다.
이상과 같이, 다른 실시예에 따른 탄성 유전체의 제조 방법은 프리폴리머 및 경화제가 혼합된 제1 혼합물에 용매를 혼합하여 점도가 낮은 제2 혼합물을 형성하고, 제2 혼합물의 내부에 에어 버블들을 형성하고 경화시킴으로써, 러버층 및 러버층 내부에 밀폐된 복수의 에어 버블들을 포함하는 탄성 유전체를 제조하기 때문에, 외부 압력에 대한 센싱 감도가 향상되는 동시에 외부 압력의 변화에 따른 정전 용량의 변화가 선형적인 탄성 유전체를 제공한다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 상술한 일 실시예에 따른 압력 센서 및 탄성 유전체의 제조 방법에 따른 효과를 확인한 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예를 설명한다.
도 3은 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예를 설명하기 위한 사진들이다. 도 3의 (a)는 우유 거품기를 나타낸 사진이며, (b)는 시험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예를 나타낸 사진이며, (c)는 비교예의 일 부분을 나타낸 사진이며, (d)는 실험예1의 일 부분을 나타낸 사진이며, (e)는 실험예2의 일 부분을 나타낸 사진이며, (f)는 실험예3의 일 부분을 나타낸 사진이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예를 제조하기 위해 우유 거품기(MMF-003, Xinxing Winter Electrical Appliance Co.)를 준비하였다.
도 3의 (b) 및 (c)를 참조하면, 비교예(1:1:0)는 BASF 사의 Ecoflex 프리폴리머와 경화제와 용매인 톨루엔을 1:1:0의 중량비로 실질적으로 5분 혼합하고, 혼합물을 사각의 몰드(너비 60mm, 길이 60mm, 두께 1mm)에 주조(cast)한 후, 몰드에 주조된 혼합물을 100℃의 핫플레이트로 1시간 가열하여 경화하였다. 이에 의해, 러버층을 포함하는 탄성 유전체인 비교예(1:1:0)를 제조하였다.
도 3의 (b) 및 (d)를 참조하면, 실험예1(1:1:0.5)은 BASF 사의 Ecoflex 프리폴리머와 경화제와 용매인 톨루엔을 1:1:0.5의 중량비로 실질적으로 5분 혼합하고, 우유 거품기를 이용해 혼합물의 내부에 에어 버블들을 형성하고, 혼합물을 사각의 몰드(너비 60mm, 길이 60mm, 두께 1mm)에 주조(cast)한 후, 몰드에 주조된 혼합물을 100℃의 핫플레이트로 1시간 가열하여 경화하였다. 이에 의해, 러버층 및 러버층 내부에 밀폐된 제1 크기를 가지는 에어 버블들을 포함하는 탄성 유전체인 실험예1(1:1:0.5)을 제조하였다.
도 3의 (b) 및 (e)를 참조하면, 실험예2(1:1:1)는 BASF 사의 Ecoflex 프리폴리머와 경화제와 용매인 톨루엔을 1:1:1의 중량비로 실질적으로 5분 혼합하고, 우유 거품기를 이용해 혼합물의 내부에 에어 버블들을 형성하고, 혼합물을 사각의 몰드(너비 60mm, 길이 60mm, 두께 1mm)에 주조(cast)한 후, 몰드에 주조된 혼합물을 100℃의 핫플레이트로 1시간 가열하여 경화하였다. 이에 의해, 러버층 및 러버층 내부에 밀폐된 제1 크기 대비 큰 제2 크기를 가지는 에어 버블들을 포함하는 탄성 유전체인 실험예2(1:1:1)를 제조하였다.
도 3의 (b) 및 (f)를 참조하면, 실험예3(1:1:1.5)은 BASF 사의 Ecoflex 프리폴리머와 경화제와 용매인 톨루엔을 1:1:1.5의 중량비로 실질적으로 5분 혼합하고, 우유 거품기를 이용해 혼합물의 내부에 에어 버블들을 형성하고, 혼합물을 사각의 몰드(너비 60mm, 길이 60mm, 두께 1mm)에 주조(cast)한 후, 몰드에 주조된 혼합물을 100℃의 핫플레이트로 1시간 가열하여 경화하였다. 이에 의해, 러버층 및 러버층 내부에 밀폐된 제2 크기 대비 큰 제3 크기를 가지는 에어 버블들을 포함하는 탄성 유전체인 실험예3(1:1:1.5)을 제조하였다.
비교예(1:1:0), 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5)을 비교하면, 혼합물에 혼합된 용매인 톨루엔의 양이 증가할수록 러버층의 내부에 밀폐된 에어 버블들 각각의 크기가 증가하는 것을 확인하였다.
도 4는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예 각각의 혼합물의 점도를 나타낸 그래프이다. 도 4의 x축은 전단 속도(shear rate)이며, y축은 점도(viscosity)를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 비교예(1:1:0), 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5), 용매(0:0:1)를 비교하면, 혼합물에 혼합된 용매인 톨루엔의 양이 증가할수록 혼합물의 점도가 낮아지는 것을 확인하였다.
도 5는 실험예1, 실험예2, 실험예3, 및 비교예 각각의 외부 압력에 따른 정전 용량의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 5의 (a)에서 x축은 시간(time)이며, y축은 정전 용량 변화율(ΔC/C0)을 나타낸다. 도 5의 (b)에서 x축은 외부 압력(stress)이며, y축은 정전 용량 변화율(ΔC/C0)을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5), 및 비교예(1:1:0) 각각을 따른 탄성 유전체들 각각의 상부 표면 및 하부 표면에 전극들을 배치하여 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5), 및 비교예(1:1:0) 각각을 따른 압력 센서들을 구성하였다.
그리고, 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5), 및 비교예(1:1:0) 각각을 따른 압력 센서들에 0 내지 10.20 kPa의 외부 압력을 가해 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5), 및 비교예(1:1:0) 각각의 정전 용량 변화율(ΔC/C0)을 확인하였다.
도 5의 (a)를 참조하면, 외부 압력이 증가할수록 단계적으로 정전 용량 변화율(ΔC/C0)이 증가하며, 동일한 외부 압력에 대해 비교예(1:1:0) 대비 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5)의 정전 용량 변화율(ΔC/C0)이 더 큰 것을 확인하였다.
즉, 비교예(1:1:0) 대비 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5)의 외부 압력에 대한 센싱 감도가 향상된 것을 확인하였다.
도 5의 (b)를 참조하면, 외부 압력이 증가할수록 정전 용량 변화율(ΔC/C0)이 선형적으로 증가하며, 동일한 외부 압력에 대해 비교예(1:1:0) 대비 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5)의 정전 용량 변화율(ΔC/C0)의 기울기가 더 큰 것을 확인하였다.
즉, 비교예(1:1:0) 대비 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 실험예3(1:1:1.5)의 외부 압력의 변화에 대응한 정전 용량의 변화가 선형적으로 증가하는 것을 확인하였다.
이상과 같이, 용매에 의해 점도가 낮아지고 내부에 에어 버블들이 형성된 혼합물로부터 제조된 러버층 및 러버층 내부에 위치하는 에어 버블들을 포함하는 실험예1(1:1:0.5), 실험예2(1:1:1), 및 실험예3(1:1:1.5) 각각은 비교예(1:1:0) 대비 외부 압력에 대한 센싱 감도가 향상되는 동시에, 외부 압력의 변화에 대응한 정전 용량의 변화가 선형적으로 증가하는 것을 확인하였다.
이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
제1 전극(100), 제2 전극(200), 러버층(310), 에어 버블(320), 탄성 유전체(300)

Claims (13)

  1. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 이격된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 러버층 및 상기 러버층 내부에 위치하는 복수의 에어 버블(air bubble)들을 포함하는 탄성 유전체
    를 포함하는 압력 센서.
  2. 제1항에서,
    상기 에어 버블들은 상기 러버층 내부에 밀폐된 압력 센서.
  3. 제1항에서,
    상기 에어 버블들의 내부에는 에어(air)만이 위치하는 압력 센서.
  4. 제1항에서,
    상기 에어 버블들 각각은 상기 러버층 내부에서 불규칙적으로 배치된 압력 센서.
  5. 제1항에서,
    상기 러버층은 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하며,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 접촉하는 상기 러버층의 표면들은 플랫(flat)한 압력 센서.
  6. 제1항에서,
    상기 탄성 유전체는 프리폴리머(prepolymer)와 경화제(cure agent)와 용매(solvent)가 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합된 혼합물의 내부에 상기 복수의 에어 버블들을 형성하여 제조된 압력 센서.
  7. 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는 러버층; 및
    상기 러버층 내부에 위치하는 복수의 에어 버블들
    을 포함하는 탄성 유전체.
  8. 제6항에서,
    상기 에어 버블들은 상기 러버층 내부에 밀폐된 탄성 유전체.
  9. 프리폴리머(prepolymer)와 경화제(cure agent)가 혼합된 제1 혼합물에 용매(solvent)를 혼합하여 상기 제1 혼합물 대비 점도가 낮은 제2 혼합물을 형성하는 단계;
    상기 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성하는 단계; 및
    상기 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 경화하는 단계
    를 포함하는 탄성 유전체의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 제2 혼합물을 형성하는 단계는 상기 프리폴리머와 상기 경화제와 상기 용매를 1:1:0.1 내지 1:1:2의 중량비로 혼합하는 탄성 유전체의 제조 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 제2 혼합물의 내부에 복수의 에어 버블들을 형성하는 단계는 거품 생성기를 이용해 수행하는 탄성 유전체의 제조 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 에어 버블들이 내부에 형성된 제2 혼합물을 경화하는 단계는,
    상기 제2 혼합물을 몰드(mold)에 위치시키는 단계; 및
    상기 제2 혼합물을 가열하는 단계
    를 포함하는 탄성 유전체의 제조 방법.
  13. 제9항에서,
    상기 용매는 톨루엔(toluene)을 포함하는 탄성 유전체의 제조 방법.
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