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정전용량형 압력센서에 있어서, 제1 기판; 상기 제1 기판 상에 위치하고, 관통홀(through hole)을 갖는 제1 그래핀을 포함하는 제1 전극; 상기 제1 기판의 반대 방향의 상기 관통홀 입구에서 외부로 볼록한 형상을 갖고, 상기 제1 기판에 접하고, 상기 관통홀의 내부에 위치하는 이온성 액체를 포함하는 활성층; 상기 활성층 상에 위치하고, 상기 활성층과 이격하여 위치하는 제2 그래핀을 포함하는 제2 전극; 및상기 제2 전극 상에 위치하는 제2 기판; 을 포함하고,상기 정전용량형 압력센서가 스페이서를 추가로 포함하고,상기 스페이서가 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하고, 상기 활성층과 이격하여 상기 활성층의 일부 또는 전부를 둘러싸고,상기 스페이서의 두께(t)가 상기 관통홀 입구로부터 상기 이온성 액체의 볼록한 형상의 꼭대기까지의 높이(h) 보다 큰 것(t003e#h)이고, 상기 스페이서가 포토리지스트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 섬유강화 플라스틱, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌 테레프타레이트 및 그들의 조합 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,상기 제1 기판의 수접촉각이 상기 제2 전극의 수접촉각 보다 작은 것이고,상기 제1 기판의 표면에너지가 상기 제1 그래핀의 표면에너지 보다 높은 것이고,상기 이온성 액체가 지방족계 이온성 액체, 이미다졸륨계 이온성 액체 및 피리디늄계 이온성 액체 중에서 선택된 1종 이상이고,상기 정전용량형 압력센서는 상기 제2 전극이 상기 이온성 액체와 이격하여 위치하는 압력에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 존재하는 공기의 정전용량을 감지하고,상기 정전용량형 압력센서는 상기 제2 전극이 상기 이온성 액체와 접촉하는 높은 압력에서 상기 이온성 액체의 정전용량을 감지하고,상기 정전용량형 압력센서가 공기의 정전용량을 감지하거나 또는 이온성 액체의 정전용량을 감지하는 이중모드 압력센서인 것인 정전용량형 압력센서
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제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 기판이 각각 독립적으로 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 섬유강화 플라스틱, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌 테레프타레이트 및 그들의 조합 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서
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제1항에 있어서,상기 정전용량형 압력센서가 상기 제1 기판의 반대 방향으로 제1 전극 상에 제1 소수성층 또는 상기 제2 기판의 반대 방향으로 제2 전극 상에 제2 소수성층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서
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제1항에 있어서,상기 제1 및 제2 소수성층이 각각 독립적으로 octadecyltrichlorosilane(ODTS) self-assembled monolayers (SAMs), Perfluorodecyltrichlorosilane (FDTS) self-assembled monolayers (SAMs) 및 기타 소수성 초박막층 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서
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제1항의 정전용량형 압력센서를 포함하는 전자피부
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(a) 기판을 준비하는 단계;(b) 상기 기판 상에 그래핀을 적층하여 그래핀 전극/기판 적층체를 제조하는 단계;(c) 상기 그래핀 전극/기판 적층체의 그래핀을 패터닝하여 관통홀을 갖는 제1 그래핀을 포함하는 제1 전극/제1 기판 적층체를 제조하는 단계;(d) 상기 관통홀에 이온성 액체를 코팅시켜 관통홀에 이온성 액체를 갖는 활성층을 포함하는 활성층/제1 전극/제1 기판 적층체를 제조하는 단계;(e) 상기 단계 (b)의 그래핀 전극/기판 적층체를 제2 전극/제2 기판 적층체로 사용하고, 상기 활성층/제1 전극/제1 기판 적층체의 제1 전극 상에 상기 활성층과 이격하여 위치하도록 제2 전극/제2 기판 적층체의 제2 전극을 위치시켜 정전용량형 압력센서를 제조하는 단계; 및(e') 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치하고, 상기 활성층과 이격하여 상기 활성층의 일부 또는 전부를 둘러싸는 스페이서(spacer)를 제조하는 단계; 를 포함하고,상기 스페이서의 두께(t)가 상기 관통홀 입구로부터 상기 이온성 액체의 볼록한 형상의 꼭대기까지의 높이(h) 보다 큰 것(t003e#h)이고,상기 스페이서가 포토리지스트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane), 폴리아크릴레이트, 폴리아릴레이트, 섬유강화 플라스틱, 폴리비닐아세테이트, 폴리에틸렌 테레프타레이트 및 그들의 조합 중에서 선택된 1종 이상을 포함하고,상기 제1 기판의 수접촉각이 상기 제2 전극의 수접촉각 보다 작은 것이고,상기 제1 기판의 표면에너지가 상기 제1 그래핀의 표면에너지 보다 높은 것이고,상기 이온성 액체가 지방족계 이온성 액체, 이미다졸륨계 이온성 액체 및 피리디늄계 이온성 액체 중에서 선택된 1종 이상인 것인 제1항에 따른 정전용량형 압력센서의 제조방법
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제14항에 있어서,단계 (b) 이후, (b') 상기 그래핀 전극/기판 적층체의 그래핀 상에 소수성층을 코팅시켜 소수성층/그래핀 전극/기판 적층체를 제조하는 단계; 를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서의 제조방법
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제14항에 있어서,단계 (c)가(c-1) 상기 그래핀 전극/기판 적층체의 그래핀 상에 패터닝할 부분을 제외한 나머지 부분을 가리는 마스크를 적층하는 단계; (c-2) 상기 (c-1)의 결과물에 UV/Ozone처리하고 패터닝할 부분의 그래핀을 제거하여 상기 그래핀 전극을 패터닝하는 단계; 및(c-3) 상기 마스크를 제거하여 관통홀을 갖는 패턴을 포함하는 그래핀 전극/기판 적층체를 제조하는 단계; 를포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서의 제조방법
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제16항에 있어서,단계 (c)가(c-1) 상기 소수성층/그래핀 전극/기판 적층체의 소수성층 상에 패터닝할 부분을 제외한 나머지 부분을 가리는 마스크를 적층하는 단계; (c-2) 상기 (c-1)의 결과물에 UV/Ozone처리하고 패터닝할 부분의 소수성층과그래핀을 제거하여 상기 그래핀 전극을 패터닝하는 단계; 및(c-3) 상기 마스크를 제거하여 관통홀을 갖는 패턴을 포함하는 소수성층/그래핀 전극/기판 적층체를 제조하는 단계; 를포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 압력센서의 제조방법
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