의공학과 전용민 교수팀, 웨어러블 QLED 심박·산소포화도 센서 개발

[전용민]

본교 의공학과 전용민 교수 연구팀이  KAIST 최경철 교수와 공동 연구를 통해 섬유 형태의 QLED 광원을 통해 웨어러블 심박·산소포화도 센서를 개발 했다.

 실시간 건강 상태에 대한 모니터링에 대한 수요 증가는 얇고 유연한 광전자 장치 기반 웨어러블 심박, 산소포화도 측정의 발전으로 이어지고 있다. 궁극적으로 고성능의 웨어러블 심박, 산소포화도 센서 구현을 위해서는 섬유 형태의 유연한 광원과 Narrow FWHM 특성의 고성능 웨어러블 QLED 센서 시스템 개발이 필요했다.

 전교수팀은 섬유 기반 양자점 산소포화도 센서(Fiber-based Quantum-Dot Pulse Oximetry) 시스템을 개발해, 약 30nm의 QD 광원의 FWHM의 특성을 활용하여 SpO2 측정 성능이 극대화된 웨어러블 심박·산소포화도 센서를 개발했다.

 이번 연구에서 구현한 섬유 형태의 웨어러블 QLED 심박·산소포화도 센서는 기존 단일 플라스틱 기판상에 구현된 유연한 OLED 산소포화도 센서와 비교해 waveguide-mode에 의한 노이즈 시그널을 줄이고, Narrow FWHM 특성을 기반으로 센서 정확도를 높였다. 이러한 특징을 바탕으로 섬유 기반의 궁극적인 웨어러블 생체 신호 센서의 가능성을 제시했다.

 

 이 연구 성과는 세계적인 학술지인 ‘npj 플렉서블 일렉트로닉스 (npj Flexible Electronics, IF: 12.01)’에 지난 17일 게재되었으며, 추후 섬유기반  QLED 광원을 기반으로 하는 차세대 웨어러블 생체 신호 센서 상용화를 앞당길 수 있을 것으로 기대된다.

 현재 가천대에는 전자공학과 권상직, 조의식 교수가 수행 중인 차세대 디스플레이 공정장비소재 인력양성사업과 LINC+ 사업에서의 IT디스플레이 융합전공 운영을 통해 국내 대학 최고 수준의 OLED/QLED/OPD 제조공정장비 및 분석 장비 인프라를 구축했다.

 전교수는 “이를 기반으로 2022년도 보건복지부 OLED 전자약 과제도 성공적으로 수주할 수 있었다”며 “앞으로 웨어러블 OLED/QLED/OPD 기반  다양한 웨어러블 디스플레이, 바이오메디컬, 의공학 분야에 적용 가능한 연구개발을 선도하며 핵심인력양성에 앞장서겠다.”고 말했다.