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KR102644137B1 - Bending sensor including carbon nanotube structures - Google Patents

Bending sensor including carbon nanotube structures Download PDF

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Publication number
KR102644137B1
KR102644137B1 KR1020210046407A KR20210046407A KR102644137B1 KR 102644137 B1 KR102644137 B1 KR 102644137B1 KR 1020210046407 A KR1020210046407 A KR 1020210046407A KR 20210046407 A KR20210046407 A KR 20210046407A KR 102644137 B1 KR102644137 B1 KR 102644137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
bending sensor
carbon nanotube
base substrate
coated
Prior art date
Application number
KR1020210046407A
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Korean (ko)
Other versions
KR20220140208A (en
Inventor
전대영
박창선
이창우
이동수
Original Assignee
한국과학기술연구원
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 한국과학기술연구원 filed Critical 한국과학기술연구원
Priority to KR1020210046407A priority Critical patent/KR102644137B1/en
Publication of KR20220140208A publication Critical patent/KR20220140208A/en
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Publication of KR102644137B1 publication Critical patent/KR102644137B1/en

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01L1/22Measuring 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 using resistance strain gauges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance

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Abstract

휨 센서는 제1 전극, 제2 전극 및 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함한다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 제1 방향으로 이격된다. 상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다.The bending sensor includes a first electrode, a second electrode, and a plurality of carbon nanotube structures. The second electrode is spaced apart from the first electrode in a first direction. The plurality of carbon nanotube structures are disposed between the first electrode and the second electrode and extend in a second direction intersecting the first direction.

Description

복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서 {BENDING SENSOR INCLUDING CARBON NANOTUBE STRUCTURES}Bending sensor including a plurality of carbon nanotube structures {BENDING SENSOR INCLUDING CARBON NANOTUBE STRUCTURES}

본 발명은 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실을 포함하는 휨 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a bending sensor including a plurality of carbon nanotube structures, and more specifically, to a bending sensor including a plurality of cotton threads coated with carbon nanotubes.

최근 모바일 디바이스, 사물인터넷의 급격한 발전은 웨어러블 전자 소자, 전자 피부, 소프트 로보틱스, 헬스 케어 등에 응용할 수 있는 고성능 센서의 구현을 요구하고 있어, 유연한 소재를 이용하여 다양한 센서를 만드는 연구가 진행되고 있다. Recently, the rapid development of mobile devices and the Internet of Things requires the implementation of high-performance sensors that can be applied to wearable electronic devices, electronic skin, soft robotics, healthcare, etc., and research is being conducted to create various sensors using flexible materials.

본 발명이 이루고자 하는 목적은 카본 나노튜브가 코팅된 면실을 포함하는 휨 센서를 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a bending sensor including cotton thread coated with carbon nanotubes.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 휨 센서는 제1 전극, 제2 전극 및 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함한다. 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 제1 방향으로 이격된다. 상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된다.A bending sensor according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a first electrode, a second electrode, and a plurality of carbon nanotube structures. The second electrode is spaced apart from the first electrode in a first direction. The plurality of carbon nanotube structures are disposed between the first electrode and the second electrode and extend in a second direction intersecting the first direction.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the plurality of carbon nanotube structures may be a plurality of cotton threads coated with carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second direction may be perpendicular to the first direction.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카본 나노튜브 구조는 멀티월 카본 나노튜브를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon nanotube structure may include multi-walled carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카본 나노튜브 구조의 개수는 3개 이상일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the number of carbon nanotube structures may be three or more.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휨 센서는 접착 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 상기 접착 부재 상에 배치될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the bending sensor may further include an adhesive member. The first electrode, the second electrode, and the plurality of carbon nanotube structures may be disposed on the adhesive member.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휨 센서는 베이스 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 접착 부재는 상기 베이스 기판 상에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the bending sensor may further include a base substrate. The adhesive member may be disposed on the base substrate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 곡률이 증가하면 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가할 수 있다. In one embodiment of the present invention, as the curvature of the base substrate increases, the resistance value of the path formed between the first electrode and the second electrode may increase.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베이스 기판의 꺾어진 각도가 증가하면 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가할 수 있다.In one embodiment of the present invention, as the bending angle of the base substrate increases, the resistance value of the path formed between the first electrode and the second electrode may increase.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 휨 센서는 상기 제1 전극 및 상기 제1 전극에 인접한 제1 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제1 연결부 및 상기 제2 전극 및 상기 제2 전극에 인접한 제2 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제2 연결부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the bending sensor includes a first connection portion connecting the first electrode and a first carbon nanotube structure adjacent to the first electrode, and a second electrode adjacent to the second electrode. It may further include a second connector connecting the carbon nanotube structures.

본 발명에 따른 휨 센서는 제1 전극 및 제2 전극 사이에 배치되는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실을 포함할 수 있다. 상기 휨 센서는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)이 이루는 카본 나노튜브 구조의 곡률이 증가하면 저항이 증가하는 구조를 갖는다. 상기 카본 나노튜브는 전기적, 기계적, 열적, 화학적 등 우수한 물리적 특성을 가질 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실을 이용하여 물리적 특성이 우수한 휨 센서를 제작할 수 있다. The bending sensor according to the present invention may include a plurality of cotton threads coated with carbon nanotubes disposed between the first electrode and the second electrode. The bending sensor has a structure in which resistance increases as the curvature of the carbon nanotube structure made up of a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes increases. The carbon nanotubes may have excellent physical properties such as electrical, mechanical, thermal, and chemical properties. A bending sensor with excellent physical properties can be manufactured using a plurality of cotton threads coated with the carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 간단한 구조를 갖고, 가벼우며, 유연성이 있어, 웨어러블 특성을 포함하는 모바일 디바이스, 사물 인터넷에 적용할 수 있는 다양한 형태의 고성능 센서 소자에 활용이 가능하다.The bending sensor has a simple structure, is light, and is flexible, so it can be used in various types of high-performance sensor elements that can be applied to mobile devices including wearable features and the Internet of Things.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 휨 센서를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 휨 센서가 휘어진 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 베이스 기판의 곡률을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 베이스 기판의 곡률에 따른 휨 센서의 전류 및 전압을 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 3의 베이스 기판의 곡률에 따른 휨 센서의 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 1의 카본 나노튜브 구조를 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 휨 센서를 대상물에 부착한 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 대상물의 휨 각도에 따른 휨 센서의 저항값을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 단면도이다.
1 is a plan view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing the bending sensor of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the bending sensor of Figure 1 in a bent state.
FIG. 4 is a diagram showing the curvature of the base substrate of FIG. 3.
FIG. 5 is a graph showing the current and voltage of the bending sensor according to the curvature of the base substrate of FIG. 3.
FIG. 6 is a graph showing the resistance value of the bending sensor according to the curvature of the base substrate of FIG. 3.
FIG. 7 is a diagram showing a method of manufacturing the carbon nanotube structure of FIG. 1.
Figure 8 is a diagram showing a state in which the bending sensor of Figure 1 is attached to an object.
FIG. 9 is a graph showing the resistance value of the bending sensor according to the bending angle of the object of FIG. 8.
Figure 10 is a cross-sectional view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a cross-sectional view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Regarding the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural and functional descriptions are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 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.Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

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 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.

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 "가지다" 등의 용어는 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, and one or more other features or numbers, It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .

한편, 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정 블록 내에 명기된 기능 또는 동작이 순서도에 명기된 순서와 다르게 일어날 수도 있다. 예를 들어, 연속하는 두 블록이 실제로는 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 관련된 기능 또는 동작에 따라서는 상기 블록들이 거꾸로 수행될 수도 있다.Meanwhile, if an embodiment can be implemented differently, functions or operations specified within a specific block may occur differently from the order specified in the flowchart. For example, two consecutive blocks may actually be performed substantially simultaneously, or the blocks may be performed in reverse depending on the functions or operations involved.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1의 휨 센서를 나타내는 단면도이다. 도 3은 도 1의 휨 센서가 휘어진 상태를 나타내는 단면도이다. 도 2 및 도 3은 도 1의 I-I' 라인을 따라 절단한 휨 센서의 단면도일 수 있다. 1 is a plan view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a cross-sectional view showing the bending sensor of Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view showing the bending sensor of Figure 1 in a bent state. Figures 2 and 3 may be cross-sectional views of the bending sensor taken along line II' of Figure 1.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 휨 센서는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)를 포함한다. 상기 제2 전극(E2)은 상기 제1 전극(E1)과 제1 방향(D1)으로 이격된다. 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 배치되고 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.1 to 3, the bending sensor includes a first electrode (E1), a second electrode (E2), and a plurality of carbon nanotube structures (CY). The second electrode E2 is spaced apart from the first electrode E1 in the first direction D1. The plurality of carbon nanotube structures (CY) are disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) and extend in a second direction (D2) intersecting the first direction (D1).

예를 들어, 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(cotton yarn)일 수 있다. 예를 들어, 상기 카본 나노튜브는 멀티월 카본 나노튜브(multi-wall carbon nanotube)일 수 있다. For example, the plurality of carbon nanotube structures (CY) may be a plurality of cotton yarns coated with carbon nanotubes. For example, the carbon nanotubes may be multi-wall carbon nanotubes.

예를 들어, 상기 제2 방향(D2)은 상기 제1 방향(D1)과 수직일 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)들은 서로 평행하게 배치될 수 있다. For example, the second direction D2 may be perpendicular to the first direction D1. A plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be arranged parallel to each other.

도 1 내지 도 3에서, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2)사이에 배치되는 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)의 개수는 4개인 것으로 도시하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 1 to 3, the number of the carbon nanotube-coated cotton threads (CY) disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) is shown to be four, but this is one This is only an example, and the present invention is not limited thereto.

예를 들어, 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)의 개수는 3개 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)의 개수는 4개보다 훨씬 많을 수도 있다.For example, the number of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be three or more. For example, the number of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be much more than four.

상기 휨 센서는 베이스 기판(100), 상기 베이스 기판(100) 상에 배치되는 접착 부재(200)를 더 포함할 수 있다.The bending sensor may further include a base substrate 100 and an adhesive member 200 disposed on the base substrate 100.

상기 제1 전극(E1), 상기 제2 전극(E2) 및 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)은 상기 접착 부재(200) 상에 배치될 수 있다. The first electrode (E1), the second electrode (E2), and a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be disposed on the adhesive member 200.

예를 들어, 상기 베이스 기판(100)은 플렉서블한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)은 플라스틱 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)은 PET(polyethylene terephthalate) 기판일 수 있다. For example, the base substrate 100 may include a flexible material. For example, the base substrate 100 may be a plastic substrate. For example, the base substrate 100 may be a PET (polyethylene terephthalate) substrate.

도 2에서 보듯이, 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)은 서로 접촉되어 있을 수 있다. 도 3과 같이, 상기 베이스 기판(100)이 휘어지게 되면 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 거리가 상대적으로 멀어지면서 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 접촉 면적이 감소하게 된다. As shown in FIG. 2, a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be in contact with each other. As shown in FIG. 3, when the base substrate 100 is bent, the distance between the plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes becomes relatively long, and the contact between the plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes increases. The area decreases.

상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 접촉 면적이 감소하면, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가하게 된다.When the contact area between the plurality of carbon nanotube-coated cotton threads (CY) decreases, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) increases.

도 4는 도 3의 베이스 기판(100)의 곡률을 나타내는 도면이다. 도 5는 도 3의 베이스 기판(100)의 곡률에 따른 휨 센서의 전류 및 전압을 나타내는 그래프이다. 도 6은 도 3의 베이스 기판(100)의 곡률에 따른 휨 센서의 저항값을 나타내는 그래프이다. FIG. 4 is a diagram showing the curvature of the base substrate 100 of FIG. 3. FIG. 5 is a graph showing the current and voltage of the bending sensor according to the curvature of the base substrate 100 of FIG. 3. FIG. 6 is a graph showing the resistance value of the bending sensor according to the curvature of the base substrate 100 of FIG. 3.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 예를 들어, 상기 베이스 기판(100)의 곡률이 증가하면, 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 거리가 상대적으로 멀어지면서 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 접촉 면적이 감소하게 된다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY) 간의 접촉 면적이 감소하면, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 6, for example, when the curvature of the base substrate 100 increases, the distance between the plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes becomes relatively long, and the carbon nanotubes The contact area between the plurality of coated cotton threads (CY) is reduced. When the contact area between the plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes decreases, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) may increase.

도 4를 보면, 상기 베이스 기판(100)의 곡률은 상기 베이스 기판(100)이 이루는 곡면을 따라 원(CR)을 그리고, 상기 원의 반지름(r)을 기초로 계산할 수 있다. 상기 곡률은 k로 나타내며, 상기 곡률(k)은 1/r일 수 있다. 상기 베이스 기판(100)이 이루는 곡면을 따라 그린 원(CR)의 중심은 CC로 표현될 수 있고, 상기 원(CR)의 접선은 L1, 상기 접선(L1)과 수직이며 상기 원의 중심(CC)을 지나는 직선은 L2로 표현될 수 있다. Referring to FIG. 4, the curvature of the base substrate 100 can be calculated by drawing a circle (CR) along the curved surface of the base substrate 100 and based on the radius (r) of the circle. The curvature is expressed as k, and the curvature (k) may be 1/r. The center of the circle (CR) drawn along the curved surface formed by the base substrate 100 can be expressed as CC, the tangent of the circle (CR) is L1, perpendicular to the tangent (L1), and the center of the circle (CC ) can be expressed as L2.

도 5는 전압에 따른 전류의 곡선이므로 상기 도 5에 그려진 직선의 기울기는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값을 나타낼 수 있다. 가로축이 전압이고 세로축이 전류이므로, 도 5에서 기울기가 작아질수록 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값이 커질 수 있다. Since FIG. 5 is a curve of current according to voltage, the slope of the straight line drawn in FIG. 5 may represent the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). Since the horizontal axis is voltage and the vertical axis is current, as the slope in FIG. 5 decreases, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) may increase.

상기 곡률(k)이 0인 경우는 상기 베이스 기판(100)이 휘어지지 않은 경우를 의미하고, 상기 곡률(k)이 0인 경우 전압-전류 곡선은 제1 기울기를 가지며, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로는 제1 저항값을 갖는다.When the curvature (k) is 0, it means that the base substrate 100 is not bent. When the curvature (k) is 0, the voltage-current curve has a first slope, and the first electrode ( The path formed between E1) and the second electrode E2 has a first resistance value.

상기 곡률(k)이 0.222인 경우는 상기 베이스 기판(100)이 약간 휘어진 경우를 의미하고, 상기 곡률(k)이 0.222인 경우 전압-전류 곡선은 상기 제1 기울기보다 작은 제2 기울기를 가지며, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로는 상기 제1 저항값보다 큰 제2 저항값을 가질 수 있다.When the curvature (k) is 0.222, it means that the base substrate 100 is slightly curved. When the curvature (k) is 0.222, the voltage-current curve has a second slope that is smaller than the first slope, The path formed between the first electrode E1 and the second electrode E2 may have a second resistance value greater than the first resistance value.

상기 곡률(k)이 0.4인 경우는 상기 곡률(k)이 0.222인 경우에 비해 상기 베이스 기판(100)이 더 많이 휘어진 경우를 의미하고, 상기 곡률(k)이 0.4인 경우 전압-전류 곡선은 상기 제2 기울기보다 작은 제3 기울기를 가지며, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로는 상기 제2 저항값보다 큰 제3 저항값을 가질 수 있다.When the curvature (k) is 0.4, it means that the base substrate 100 is bent more than when the curvature (k) is 0.222. When the curvature (k) is 0.4, the voltage-current curve is The path formed between the first electrode E1 and the second electrode E2 may have a third slope smaller than the second slope, and may have a third resistance value greater than the second resistance value.

상기 곡률(k)이 0.571인 경우는 상기 곡률(k)이 0.4인 경우에 비해 상기 베이스 기판(100)이 더 많이 휘어진 경우를 의미하고, 상기 곡률(k)이 0.571인 경우 전압-전류 곡선은 상기 제3 기울기보다 작은 제4 기울기를 가지며, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로는 상기 제3 저항값보다 큰 제4 저항값을 가질 수 있다.When the curvature (k) is 0.571, it means that the base substrate 100 is bent more than when the curvature (k) is 0.4. When the curvature (k) is 0.571, the voltage-current curve is The path formed between the first electrode E1 and the second electrode E2 may have a fourth slope smaller than the third slope, and may have a fourth resistance value greater than the third resistance value.

도 6을 보면, 상기 곡률(k)에 따른 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값을 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 6, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) according to the curvature (k) can be shown.

도 6의 저항값은 노멀라이즈된 저항값이며, 상기 노멀라이즈된 저항값은 상기 곡률(k)이 0인 경우의 저항값을 1.0으로 설정한 경우의 상대적 저항값을 의미할 수 있다. The resistance value in FIG. 6 is a normalized resistance value, and the normalized resistance value may mean a relative resistance value when the resistance value when the curvature (k) is 0 is set to 1.0.

상기 곡률(k)이 0.2인 경우의 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값은 약 1.4정도일 수 있다. When the curvature (k) is 0.2, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) may be about 1.4.

상기 곡률(k)이 0.4인 경우의 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값은 약 1.6정도일 수 있다. When the curvature (k) is 0.4, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) may be about 1.6.

상기 곡률(k)이 0.6인 경우의 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값은 약 1.8정도일 수 있다. When the curvature (k) is 0.6, the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) may be about 1.8.

이와 같이, 상기 베이스 기판(100)의 곡률(k)이 증가하면 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가할 수 있다. As such, when the curvature k of the base substrate 100 increases, the resistance value of the path formed between the first electrode E1 and the second electrode E2 may increase.

이와 같이, 상기 휨 센서는 상기 저항값을 기초로 상기 휨 센서의 휘어진 정도 또는 상기 휨 센서가 부착된 대상물의 휘어진 정도를 판단할 수 있다. In this way, the bending sensor can determine the degree of bending of the bending sensor or the bending degree of the object to which the bending sensor is attached based on the resistance value.

도 7은 도 1의 카본 나노튜브 구조(CY)를 제조하는 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing a method of manufacturing the carbon nanotube structure (CY) of FIG. 1.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 도 7의 왼쪽 그림은 코팅되기 이전의 면실을 나타낸다. 상기 면실을 상기 멀티월 카본 나노튜브(MWCNT) 용액에 담그면 상기 카본 나노튜브가 코팅된 면실(MWCNT-coated yarn)(CY)을 얻을 수 있다. 도 7의 오른쪽 그림은 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)을 나타낸다.Referring to Figures 1 to 7, the left picture in Figure 7 shows cotton thread before coating. By immersing the cotton yarn in the multiwall carbon nanotube (MWCNT) solution, the carbon nanotube-coated cotton yarn (MWCNT-coated yarn) (CY) can be obtained. The right picture of Figure 7 shows cotton thread (CY) coated with carbon nanotubes.

상기 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)의 일 부분(A)을 현미경으로 확대하여 보면, 상기 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)은 수많은 실의 가닥들을 포함하는 것을 확인할 수 있다. When a portion (A) of the carbon nanotube-coated cotton thread (CY) is magnified under a microscope, it can be seen that the carbon nanotube-coated cotton thread (CY) contains numerous strands of thread.

상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 상기 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)을 복수 개 배치하여 상기 휨 센서를 제조할 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)의 수많은 실의 가닥들이 이웃한 카본 나노튜브가 코팅된 면실(CY)과 접촉하므로 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)은 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에서 도전성 경로를 형성할 수 있다. The bending sensor can be manufactured by disposing a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). Since numerous strands of the carbon nanotube-coated cotton thread (CY) contact neighboring carbon nanotube-coated cotton threads (CY), the plurality of carbon nanotube-coated cotton threads (CY) are connected to the first electrode. A conductive path may be formed between (E1) and the second electrode (E2).

도 8은 도 1의 휨 센서를 대상물에 부착한 상태를 나타내는 도면이다. 도 9는 도 8의 대상물의 휨 각도에 따른 휨 센서의 저항값을 나타내는 그래프이다.Figure 8 is a diagram showing a state in which the bending sensor of Figure 1 is attached to an object. FIG. 9 is a graph showing the resistance value of the bending sensor according to the bending angle of the object of FIG. 8.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 상기 휨 센서는 상기 대상물에 부착될 수 있다. 도 8에서 상기 대상물은 레고 피규어일 수 있다. 상기 휨 센서는 상기 레고 피규어의 뒷부분에 전체적으로 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 레고 피규어의 다리 뒷부분에는 상기 제1 전극(E1)이 배치되고 상기 레고 피규어의 머리 뒷부분에는 상기 제2 전극(E2)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에는 상기 멀티월 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(MWCNT-CY)들이 배치될 수 있다. 도 8에서 상기 면실의 개수는 수십 개 정도로 도시되었다. Referring to Figures 1 to 9, the bending sensor may be attached to the object. In Figure 8, the object may be a Lego figure. The bending sensor may be entirely attached to the back of the Lego figure. For example, the first electrode (E1) may be placed on the back of the legs of the Lego figure, and the second electrode (E2) may be placed on the back of the head of the Lego figure. A plurality of cotton threads (MWCNT-CY) coated with the multi-wall carbon nanotubes may be disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). In Figure 8, the number of cotton threads is shown to be approximately several dozen.

상기 베이스 기판(100) (또는 상기 휨 센서)의 꺾어진 각도가 증가하면 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가할 수 있다. As the bending angle of the base substrate 100 (or the bending sensor) increases, the resistance value of the path formed between the first electrode E1 and the second electrode E2 may increase.

도 9에서 보듯이, 상기 레고 피규어가 꼿꼿하게 서 있는 경우, 상기 휨 센서의 꺾어진 각도는 0도라고 할 수 있다. 이 경우에는 상기 휨 센서가 초록색 점선에 해당하는 레벨의 저항값을 가질 수 있다.As shown in Figure 9, when the Lego figure is standing upright, the bent angle of the bending sensor can be said to be 0 degrees. In this case, the bending sensor may have a resistance value at a level corresponding to the green dotted line.

상기 레고 피규어의 허리 부분을 10도, 20도, 30도로 꺾으면 상기 휨 센서의 저항값이 점점 증가하는 것을 도 9에서 확인할 수 있다. It can be seen in FIG. 9 that the resistance value of the bending sensor gradually increases when the waist of the Lego figure is bent to 10 degrees, 20 degrees, and 30 degrees.

이와 같이, 상기 휨 센서를 특정 대상물에 부착하고, 상기 휨 센서의 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 형성되는 경로의 저항값을 측정하면, 상기 대상물의 꺾어진 정도를 판단할 수 있다. In this way, when the bending sensor is attached to a specific object and the resistance value of the path formed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) of the bending sensor is measured, the degree of bending of the object is determined. You can judge.

본 실시예에 따르면, 상기 휨 센서는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 배치되는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 포함할 수 있다. 상기 휨 센서는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)이 이루는 카본 나노튜브 구조의 곡률이 증가하면 저항이 증가하는 구조를 갖는다. 상기 카본 나노튜브는 전기적, 기계적, 열적, 화학적 등 우수한 물리적 특성을 가질 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 이용하여 물리적 특성이 우수한 휨 센서를 제작할 수 있다.According to this embodiment, the bending sensor may include a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). The bending sensor has a structure in which resistance increases as the curvature of the carbon nanotube structure made up of a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes increases. The carbon nanotubes may have excellent physical properties such as electrical, mechanical, thermal, and chemical properties. A bending sensor with excellent physical properties can be manufactured using a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 간단한 구조를 갖고, 가벼우며, 유연성이 있어, 웨어러블 특성을 포함하는 모바일 디바이스, 사물 인터넷에 적용할 수 있는 다양한 형태의 고성능 센서 소자에 활용이 가능하다.The bending sensor has a simple structure, is light, and is flexible, so it can be used in various types of high-performance sensor elements that can be applied to mobile devices including wearable features and the Internet of Things.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 단면도이다.Figure 10 is a cross-sectional view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서는 상기 휨 센서가 베이스 기판을 포함하지 않는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 9의 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.The bending sensor including a plurality of carbon nanotube structures according to this embodiment is substantially similar to the bending sensor including a plurality of carbon nanotube structures of FIGS. 1 to 9, except that the bending sensor does not include a base substrate. Therefore, the same reference number is used for the same or similar components, and overlapping descriptions are omitted.

도 1, 도 4 내지 도 10을 참조하면, 휨 센서는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)를 포함한다. 상기 제2 전극(E2)은 상기 제1 전극(E1)과 제1 방향(D1)으로 이격된다. 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 배치되고 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.1 and 4 to 10, the bending sensor includes a first electrode (E1), a second electrode (E2), and a plurality of carbon nanotube structures (CY). The second electrode E2 is spaced apart from the first electrode E1 in the first direction D1. The plurality of carbon nanotube structures (CY) are disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) and extend in a second direction (D2) intersecting the first direction (D1).

예를 들어, 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(cotton yarn)일 수 있다. 예를 들어, 상기 카본 나노튜브는 멀티월 카본 나노튜브일 수 있다. For example, the plurality of carbon nanotube structures (CY) may be a plurality of cotton yarns coated with carbon nanotubes. For example, the carbon nanotubes may be multiwall carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 접착 부재(200)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(E1), 상기 제2 전극(E2) 및 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)은 상기 접착 부재(200) 상에 배치될 수 있다. The bending sensor may further include an adhesive member 200. The first electrode (E1), the second electrode (E2), and a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be disposed on the adhesive member 200.

상기 접착 부재(200)에서 상기 제1 전극(E1), 상기 제2 전극(E2) 및 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)이 배치되지 않는 면은 대상물에 직접 부착될 수 있다. 즉, 이와 같은 경우에 상기 휨 센서는 도 2 및 도 3에 도시된 상기 베이스 기판(100)을 포함하지 않을 수도 있다.The side of the adhesive member 200 on which the first electrode E1, the second electrode E2, and the plurality of cotton threads CY coated with the carbon nanotubes are not disposed may be directly attached to an object. That is, in this case, the bending sensor may not include the base substrate 100 shown in FIGS. 2 and 3.

본 실시예에 따르면, 상기 휨 센서는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 배치되는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 포함할 수 있다. 상기 휨 센서는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)이 이루는 카본 나노튜브 구조의 곡률이 증가하면 저항이 증가하는 구조를 갖는다. 상기 카본 나노튜브는 전기적, 기계적, 열적, 화학적 등 우수한 물리적 특성을 가질 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 이용하여 물리적 특성이 우수한 휨 센서를 제작할 수 있다.According to this embodiment, the bending sensor may include a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). The bending sensor has a structure in which resistance increases as the curvature of the carbon nanotube structure made up of a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes increases. The carbon nanotubes may have excellent physical properties such as electrical, mechanical, thermal, and chemical properties. A bending sensor with excellent physical properties can be manufactured using a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 간단한 구조를 갖고, 가벼우며, 유연성이 있어, 웨어러블 특성을 포함하는 모바일 디바이스, 사물 인터넷에 적용할 수 있는 다양한 형태의 고성능 센서 소자에 활용이 가능하다.The bending sensor has a simple structure, is light, and is flexible, so it can be used in various types of high-performance sensor elements that can be applied to mobile devices including wearable features and the Internet of Things.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 휨 센서를 나타내는 단면도이다.Figure 11 is a cross-sectional view showing a bending sensor according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서는 상기 휨 센서가 제1 연결부 및 제2 연결부를 더 포함하는 것을 제외하면, 도 1 내지 도 9의 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서와 실질적으로 동일하므로, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하고, 중복되는 설명은 생략한다.The bending sensor including a plurality of carbon nanotube structures according to this embodiment includes a plurality of carbon nanotube structures of FIGS. 1 to 9, except that the bending sensor further includes a first connection portion and a second connection portion. Since it is substantially the same as the bending sensor, the same reference numbers are used for the same or similar components, and overlapping descriptions are omitted.

도 1, 도 4 내지 도 9 및 도 11을 참조하면, 휨 센서는 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)를 포함한다. 상기 제2 전극(E2)은 상기 제1 전극(E1)과 제1 방향(D1)으로 이격된다. 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이에 배치되고 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장된다.Referring to FIGS. 1, 4 to 9, and 11, the bending sensor includes a first electrode (E1), a second electrode (E2), and a plurality of carbon nanotube structures (CY). The second electrode E2 is spaced apart from the first electrode E1 in the first direction D1. The plurality of carbon nanotube structures (CY) are disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) and extend in a second direction (D2) intersecting the first direction (D1).

예를 들어, 상기 복수의 카본 나노튜브 구조(CY)는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(cotton yarn)일 수 있다. 예를 들어, 상기 카본 나노튜브는 멀티월 카본 나노튜브일 수 있다. For example, the plurality of carbon nanotube structures (CY) may be a plurality of cotton yarns coated with carbon nanotubes. For example, the carbon nanotubes may be multiwall carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 접착 부재(200)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(E1), 상기 제2 전극(E2) 및 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)은 상기 접착 부재(200) 상에 배치될 수 있다. The bending sensor may further include an adhesive member 200. The first electrode (E1), the second electrode (E2), and a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes may be disposed on the adhesive member 200.

상기 휨 센서는 베이스 기판(100)을 더 포함할 수 있다. 상기 접착 부재(200)는 상기 베이스 기판(100) 상에 배치될 수 있다. The bending sensor may further include a base substrate 100. The adhesive member 200 may be disposed on the base substrate 100 .

본 실시예에서, 상기 휨 센서는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제1 전극(E1)에 인접한 제1 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제1 연결부(CP1) 및 상기 제2 전극(E2) 및 상기 제2 전극(E2)에 인접한 제2 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제2 연결부(CP2)를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the bending sensor includes a first connection portion (CP1) connecting the first electrode (E1) and a first carbon nanotube structure adjacent to the first electrode (E1), the second electrode (E2), and It may further include a second connection portion (CP2) connecting a second carbon nanotube structure adjacent to the second electrode (E2).

상기 제1 연결부(CP1)는 상기 휨 센서가 휘어질 때, 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제1 카본 나노튜브 구조의 연결이 끊어지지 않도록 할 수 있다. 또한, 상기 제2 연결부(CP2)는 상기 휨 센서가 휘어질 때, 상기 제2 전극(E2) 및 상기 제2 카본 나노튜브 구조의 연결이 끊어지지 않도록 할 수 있다.The first connection portion CP1 may prevent the connection between the first electrode E1 and the first carbon nanotube structure from being broken when the bending sensor is bent. Additionally, the second connection portion CP2 may prevent the connection between the second electrode E2 and the second carbon nanotube structure from being broken when the bending sensor is bent.

상기 휨 센서는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이의 저항값을 기초로 상기 휨 센서의 휘어진 정도 또는 상기 휨 센서가 부착된 대상물의 휘어진 정도를 판단할 수 있다. The bending sensor may determine the degree of bending of the bending sensor or the bending degree of the object to which the bending sensor is attached based on the resistance value between the first electrode (E1) and the second electrode (E2).

상기 제1 전극(E1) 및 상기 제2 전극(E2) 사이의 저항값은 상기 카본 나노튜브 구조 간의 접촉 면적으로 정의될 수 있으므로, 상기 휨 센서는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제1 카본 나노튜브 구조의 연결이 끊어지지 않도록 하고, 상기 제2 전극(E2) 및 상기 제2 카본 나노튜브 구조의 연결이 끊어지지 않도록 하기 위한 상기 제1 연결부(CP1) 및 상기 제2 연결부(CP2)를 더 포함할 수도 있다. 상기 제1 연결부(CP1) 및 상기 제2 연결부(CP2)는 도전 부재일 수 있다. Since the resistance value between the first electrode (E1) and the second electrode (E2) can be defined as the contact area between the carbon nanotube structure, the bending sensor is connected to the first electrode (E1) and the first carbon The first connection part (CP1) and the second connection part (CP2) are used to prevent the connection of the nanotube structure from being broken, and to prevent the connection between the second electrode (E2) and the second carbon nanotube structure from being broken. It may include more. The first connection part CP1 and the second connection part CP2 may be conductive members.

상기 제1 연결부(CP1)는 상기 제1 전극(E1) 및 상기 제1 카본 나노튜브 구조의 접촉성을 증가시키기 위해 다양한 형태를 가질 수 있고, 상기 제2 연결부(CP2)는 상기 제2 전극(E2) 및 상기 제2 카본 나노튜브 구조의 접촉성을 증가시키기 위해 다양한 형태를 가질 수 있다. 본 발명은 상기 제1 연결부(CP1) 및 상기 제2 연결부(CP2)의 특정 형상에 한정되지 않을 수 있다. The first connection portion (CP1) may have various shapes to increase contact between the first electrode (E1) and the first carbon nanotube structure, and the second connection portion (CP2) may have various shapes to increase the contact between the first electrode (E1) and the first carbon nanotube structure. E2) and may have various shapes to increase contact between the second carbon nanotube structure. The present invention may not be limited to the specific shapes of the first connection part CP1 and the second connection part CP2.

본 실시예에 따르면, 상기 휨 센서는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 배치되는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 포함할 수 있다. 상기 휨 센서는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)이 이루는 카본 나노튜브 구조의 곡률이 증가하면 저항이 증가하는 구조를 갖는다. 상기 카본 나노튜브는 전기적, 기계적, 열적, 화학적 등 우수한 물리적 특성을 가질 수 있다. 상기 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실(CY)을 이용하여 물리적 특성이 우수한 휨 센서를 제작할 수 있다.According to this embodiment, the bending sensor may include a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes disposed between the first electrode (E1) and the second electrode (E2). The bending sensor has a structure in which resistance increases as the curvature of the carbon nanotube structure made up of a plurality of cotton threads (CY) coated with carbon nanotubes increases. The carbon nanotubes may have excellent physical properties such as electrical, mechanical, thermal, and chemical properties. A bending sensor with excellent physical properties can be manufactured using a plurality of cotton threads (CY) coated with the carbon nanotubes.

상기 휨 센서는 간단한 구조를 갖고, 가벼우며, 유연성이 있어, 웨어러블 특성을 포함하는 모바일 디바이스, 사물 인터넷에 적용할 수 있는 다양한 형태의 고성능 센서 소자에 활용이 가능하다.The bending sensor has a simple structure, is light, and is flexible, so it can be used in various types of high-performance sensor elements that can be applied to mobile devices including wearable features and the Internet of Things.

본 발명은 카본 나노튜브 구조를 포함하는 휨 센서에 관한 것으로, 상기 휨 센서는 웨어러블 특성을 포함하는 모바일 디바이스, 사물 인터넷에 적용할 수 있는 다양한 형태의 고성능 센서 소자에 널리 활용될 수 있다. The present invention relates to a bending sensor including a carbon nanotube structure, and the bending sensor can be widely used in various types of high-performance sensor elements applicable to mobile devices with wearable characteristics and the Internet of Things.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

100: 베이스 기판 200: 접착 부재
E1: 제1 전극 E2: 제2 전극
CY: 카본 나노튜브가 코팅된 면실
CP1: 제1 연결부 CP2: 제2 연결부
100: base substrate 200: adhesive member
E1: first electrode E2: second electrode
CY: Cotton thread coated with carbon nanotubes
CP1: first connection CP2: second connection

Claims (10)

제1 전극;
상기 제1 전극과 제1 방향으로 이격되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수의 카본 나노튜브 구조를 포함하고,
접착 부재; 및
베이스 기판을 더 포함하고,
상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 상기 접착 부재 상에 배치되며,
상기 접착 부재는 상기 베이스 기판 상에 배치되고,
상기 접착 부재는 상기 복수의 카본 나노튜브 구조의 전체 영역과 중첩되며,
상기 접착 부재의 제1 면은 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 복수의 카본 나노튜브 구조와 접촉하고,
상기 접착 부재의 제2 면은 상기 베이스 기판과 접촉하는 것을 특징으로 하는 휨 센서.
first electrode;
a second electrode spaced apart from the first electrode in a first direction; and
Disposed between the first electrode and the second electrode and comprising a plurality of carbon nanotube structures extending in a second direction intersecting the first direction,
Absence of adhesion; and
Further comprising a base substrate,
The first electrode, the second electrode, and the plurality of carbon nanotube structures are disposed on the adhesive member,
The adhesive member is disposed on the base substrate,
The adhesive member overlaps the entire area of the plurality of carbon nanotube structures,
The first surface of the adhesive member is in contact with the first electrode, the second electrode, and the plurality of carbon nanotube structures,
A bending sensor, characterized in that the second surface of the adhesive member is in contact with the base substrate.
제1항에 있어서,
상기 복수의 카본 나노튜브 구조는 카본 나노튜브가 코팅된 복수의 면실인 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor, wherein the plurality of carbon nanotube structures are a plurality of cotton threads coated with carbon nanotubes.
제1항에 있어서,
상기 제2 방향은 상기 제1 방향과 수직인 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor, characterized in that the second direction is perpendicular to the first direction.
제1항에 있어서,
상기 카본 나노튜브 구조는 멀티월 카본 나노튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor characterized in that the carbon nanotube structure includes multi-walled carbon nanotubes.
제1항에 있어서,
상기 카본 나노튜브 구조의 개수는 3개 이상인 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor, characterized in that the number of carbon nanotube structures is three or more.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 베이스 기판의 곡률이 증가하면 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가하는 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor, wherein as the curvature of the base substrate increases, the resistance value of the path formed between the first electrode and the second electrode increases.
제1항에 있어서,
상기 베이스 기판의 꺾어진 각도가 증가하면 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되는 경로의 저항값이 증가하는 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
A bending sensor, wherein as the bending angle of the base substrate increases, the resistance value of the path formed between the first electrode and the second electrode increases.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제1 전극에 인접한 제1 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제1 연결부; 및
상기 제2 전극 및 상기 제2 전극에 인접한 제2 카본 나노튜브 구조를 연결하는 제2 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휨 센서.
According to paragraph 1,
a first connection portion connecting the first electrode and a first carbon nanotube structure adjacent to the first electrode; and
A bending sensor further comprising a second connection part connecting the second electrode and a second carbon nanotube structure adjacent to the second electrode.
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