KR101865650B1 - 유연 압전 맥박 소자를 이용한 압전 맥박 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 압전 기반의 맥박 센서 시스템은 유연 맥박 소자를 갖는 신호 측정부; 기 측정부에서 감지한 맥박 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 나오는 전력을 이용하여 맥박 유무를 인지할 수 있는 LED 출력부;를 포함하며, 상기 유연 맥박 소자는, 플렉서블 기판 및 상기 플렉서블 기판 상에 적층되며, 박막 에너지 소자로서 기능하는 전력발생소자;를 포함하며, 상기 상기 유연 맥박 소자는 인체의 피부 상에 부착된 상태로 작동 가능하다.

Description

유연 압전 맥박 소자를 이용한 압전 맥박 시스템{Piezo-electric pulse system using flexible piezo-electric pulse device}

본 발명은 유연 압전 맥박 소자를 이용한 압전 맥박 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 소모가 적으며, 자가 전력원으로 사용이 가능한 압전 기반의 맥박 센서 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 압전 기반의 맥박 센서 소자에서 발생되는 전력 신호를 LED의 구동 에너지원으로 사용하여 맥박 발생 유무를 시각적으로 쉽게 확인할 수 있는 시스템에 관한 것이다.

삶의 질 향상과 의료 기술의 발전에 따라 많은 사람들이 건강 및 의료에 대한 관심이 증가하고 있으며, 특히 고혈압, 뇌혈관 질환, 심장 질환을 포함한 만성 질병의 조기 진단에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.

상기의 심장 질환을 포함한 만성 질병들은 인체 상에서 측정할 수 있는 맥박을 모니터링하는 과정을 통해 맥박의 변화 유무를 조기에 판단함으로써 조기에 예방할 수 있다.

맥박을 측정할 수 있는 방법에는 크게 압전 저항 방식(piezo-resistive), 광센서를 이용하는 방법 등을 포함할 수 있다. 그러나 압전 저항 방식의 경우에는 온도의 변화에 민감하고 온도 보상을 고려하여야 한다는 단점이 있으며, 소자의 두께가 두꺼워 사람의 피부에 밀착하기가 어려워 측정값의 신뢰도가 떨어진다는 문제점도 또한 존재한다.

광센서를 이용하는 방식의 경우에는 혈관의 정확한 위치에 부착하여야 신뢰성 있는 결과값을 얻을 수 있으며, 매우 미세한 신호값을 감지하기 위해서는 복잡한 회로가 필요하다는 구조적 단점이 존재한다. 또한, 상기 방식들은 모두 높은 전력이 소모되는 관계로 시스템을 장기적으로 구동시키기 위해서는 추가적으로 전력원이나 배터리를 필요로 한다는 단점이 있다.

압전 저항 방식과 관련해서, 최근에 전자 산업의 기술이 비약적으로 발전함에 따라 소자의 소형화와 더불어 소비 전력이 감소하게 됨에 따라 현재의 배터리를 대치할 수 있는 새로운 방법의 전원 개발에 대한 연구로 압력, 힘, 진동과 같은 기계 에너지를 전기 에너지로 전환 가능한 압전 재료에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

이러한 압전 하베스팅 기술은 USN, 휴대기기 등의 자체 소자 전원으로 발전 개발되어질 수 있으며, 이들을 플렉서블 박막 소자화함으로써 그 사용처의 다변화 및 확장을 이룰 수 있을 것으로 전망되고 있어 플렉서블 압전 에너지 하베스팅 기술 개발에 대한 요구가 매우 크게 부각되고 있다.

상기한 플렉서블 소자는 유연성이 요구되므로 폴리머와 같은 유기물 기판을 사용하고, 그 상면에 기능부를 구성하는 박막을 유기박막으로 채용하고 있다. 그러나, 유기박막으로 구현된 기능부는 고성능을 보장하기 어려우므로, 무기물로서 플렉서블 소자의 기능부를 구현할 필요가 있다. 이 경우, 압전소재의 고온 성장 공정이 유기물인 플렉서블 기판에 직접 적용되기 어려우므로, 다른 성장기판 상에 산화물 박막과 같은 무기물로 형성된 박막을 성장시킨 후 이를 유기물 기판에 전사하는 박막 전사기술이 사용되곤 한다.

신체의 손목 상에 부착된 상태에서 실시간으로 맥박을 검출하여 표시하는 방안을 제시하는 종래의 문헌으로는 등록특허 제10-1461622호(2014.11.20) 및 제10-1000467호(2010.12.14)를 참조할 수 있다.

상기 문헌들에서는 손목에 착용된 상태에서 맥박을 측정하는 진동 감지부, 감지된 맥박 신호를 표시하는 디스플레이부 등을 포함하는데, 상기 진동 감지부는 밴드에 내장된 압전 필름을 이용하거나 발광 소자를 이용해서 맥박을 검출하는 방식에 관한 내용을 개시하지만, 인체의 피부 상에 부착된 상태에서 상기 피부의 움직을 통한 미세한 물리적 기계적 자극 방식을 이용한 압전 방식을 통해 효율적으로 전기적 에너지를 획득하여 LED 등의 디스플레이 소자의 전력 구동원으로 이용할 수 있는 압전 소자에 대해서는 별도로 개시하고 있지 않다는 한계가 있다.

(특허문헌 1) KR10-1461622 B

(특허문헌 2) KR10-1000467 B

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 압전 물질 기반의 유연 맥박 센서를 이용하여 맥박 신호를 측정하는 동시에 상기 유연 맥박 센서에서 발생되는 전력을 통해 별도 외부 전력의 공급을 요함이 없이 인체 피부 상의 미세한 물리적 자극을 통해 전력 공급이 가능한 압전 기반의 맥박 센서 시스템을 제공하는 것이 목적이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 압전 기반의 맥박 센서 시스템은 유연 압전 맥박 소자를 갖는 신호 측정부; 상기 신호 측정부에서 감지한 맥박 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 나오는 전력을 이용하여 맥박 유무를 인지할 수 있는 출력부;를 포함하며, 상기 유연 맥박 소자는, 플렉서블 기판 및 상기 플렉서블 기판 상에 적층되며, 무기물질 기반의 압전 박막층을 포함한다.

상기 유연 압전 맥박 소자는, 상기 무기물질 기반의 압전 박막층 상에 적층되는 금속 전극 및 상기 압전 박막층과 상기 금속 전극의 보호를 위해 상기 압전 박막층 및 상기 금속 전극 상에 배치되는 투명절연층을 더 포함한다.

상기 압전 박막층은 경질 기판 상에서 제조된 후 상기 플렉서블 기판으로 전사된다.

상기 압전 박막층은 페로브스카이트 구조를 가지는 무기물질인 BaTiO3, PbTiO3, Pb[Zr,Ti]O3, LiNbO3, KNbO3 을 포함하는 그룹 중 어느 하나이다.

상기 압전 박막층에서 발생하는 출력은 맥박 신호를 측정하고 전자 기기를 작동시키는 전력으로 사용할 수 있다.

상기 신호 처리부의 필터링 과정은 2단계 대역 필터를 이용하며, 요구되는 주파수대를 필터링할 수 있다.

상기 유연 압전 맥박 소자는 인체 피부 상에 부착된 상태로 작동 가능하다.

상기 맥박 유무를 인지할 수 있는 출력부는 시각적으로 인지할 수 있는 발광 다이오드나 청각적으로 인지할 수 있는 스피커이다.

본 발명에 따른 압전 기반의 맥박 센서 시스템은 압전 물질 기반의 유연 맥박 센서를 이용하여 맥박 신호를 측정하는 동시에 상기 유연 맥박 센서에서 발생되는 전력을 통해 별도 외부 전력의 공급을 요함이 없이 인체 피부 상의 미세한 물리적 자극을 통해 전력 공급이 가능하게 한다.

본 발명은 압전 기반의 맥박 센서에서 측정되는 출력 신호 자체가 전류 또는 전압으로 나타나는 에너지원이기 때문에, 자가 발전(self-powering)이 가능하며, 이러한 신호를 회로 구동에 사용함으로써 LED 구동이 가능할 수 있다.

즉, 펄스 형태의 맥박에서 발생하는 신호인 에너지원을 이용하여 펄스 형태의 LED 모듈을 구동하여 시각적으로 쉽게 맥박을 확인할 수 있게 되는데, 결과적으로 전력 소모가 적어 실제 제품에 응용하기에 유리하다는 장점이 있다.

기존 방식의 경우에는 소자가 두껍기 때문에 피부에 정확히 밀착시키기 어려워 일상 생활에 있어 불편하다는 단점이 있는 반면에, 본 발명의 경우에는 4.8㎛ 의 매우 얇은 폴리머 기판에 소자가 제작되어 피부 표면에 부착이 잘되어 일상 생활에 있어서의 불편함이 감소하는 동시에 측정값의 신뢰도를 높일 수 있다.

종래의 일반적인 맥박 센서는 압전 저항식, 정전 용량식, 광학식 등으로 소자를 제작하지만, 이 경우 전력이 많이 소모되고 회로도가 복잡하다는 단점이 있고 실시간 모니터링을 계속 유지하기 위해서는 주기적으로 배터리를 교체해야 한다는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 이를 해소한다.

본 발명은 상기와 같이 별도의 외부 전력의 공급을 요함이 없이 미세한 물리적 자극으로부터 영구적으로 전력 공급이 가능하게 한다. 또한, 미세한 자극에도 에너지 획득이 가능한 나노제너레이터를 갖추고 있는바 이를 통해 피부 부착 뿐만 아니라 웨어러블 전자기기, 인공 피부 장치, 바이오 이식 및 인체 통합 응용장치 등에 적용이 가능하다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 피부 부착형 박막 압전 소자를 제조하는 방법을 단계별로 설명하는 도면이다.
도 8은 4.8㎛ PET 기판 상에 박막 압전 소자를 전사 부착한 상태를 보이는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따라 제조된 박막 압전 소자를 의료용 양면 테이프를 이용하여 손목 상에 부착한 상태를 보인다.
도 10은 본 발명에 따른 피부 부착형 박막 압전 소자를 부착한 상태에서 실시간으로 맥박을 측정한 결과를 보인다.
도 11은 본 발명에 따른 피부 부착형 박막 압전 소자를 부착한 상태에서 운동 전후에 맥박을 측정한 결과를 보인다.
도 12는 본 발명에 따른 피부 부착형 압전 맥박 시스템을 보이는 개념도이다.
도 13은 본 발명에 따른 피부 부착형 압전 맥박 시스템의 실험예를 보인다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따라 레이저 리프트 오프 공정 및 플렉서블 박막으로의 전사를 이용하여 피부 부착형 박막 압전 소자를 제조하는 방법을 단계별로 설명하는 도면이다.

먼저, 사파이어 기판 내지 쿼츠 기판 등의 희생 기판(100)을 준비하고, 상기 희생 기판(100) 상에서 공지된 기술인 sol-gel 공정을 통해 PZT 박막(200)을 증착한다.

본 발명에서의 물질 증착은 일반적인 박막 증착인 sputtering, evaporator, aerosol deposition, sol-gel deposition, screen printing 을 포함하는 방법 중 어느 하나일 수 있다.

상기 희생 기판(100)은 두께 430㎛의 양면 폴리싱된 사파이어 웨이퍼일 수 있다. sol-gel 용액 박막으로부터 유기성분을 제거하기 위해, 0.4M의 PZT sol-gel 용액(10 mol% 초과 PbO 의 52:48 몰비의 Zr:Ti)이 10분 동안 450 ℃의 공기 분위기에서의 열분해 과정과 함께 2500rpm에서 웨이퍼 상에 스핀 캐스트된다.

상기 증착 및 열분해 단계는 200㎚ 정도 두께의 PZT 박막(200)을 형성하기 위해 수회 반복된다. PZT 박막(200)의 결정화는 공기 중에서 650℃, 45분 동안 수행된다. 열분해 및 결정화 공정을 위해 급속 열처리(RTA)가 이용된다.

PZT 박막(200)을 구성하는 압전 물질은 압전 박막층을 이루는 것으로서, 페로브스카이트 구조를 가지는 무기물질인 BaTiO3, Pb[Zr,Ti]O3, KNbO3, LiNbO3, LiTaO3, KNN 을 포함하는 그룹 중 어느 하나일 수 있다.

PZT 박막(200) 상에는 소자 보호층(300), 상부 접착제(400) 및 유리 기판(101)이 적층 형성된다(도 1). 상기 소자 코팅층(300)은 레이저 공정에서 PZT 박막 소자에 가해지는 응력으로부터 소자를 보호함으로써 상기 PZT 박막 소자가 깨지는 현상을 방지하기 위해 코팅된다. 예를 들어, 소자 코팅층(300) 상면 상에 상부 접착제(400)로서 TRT 접착제(Thermal Release Tape)를 이용하여 유리 기판(101)을 부착한다.

다음으로, 도 2를 참조하면 PZT 박막(200) 하면 상에 하부 접착층(600)을 이용하여 플렉서블 기판(700)을 부착한다.

이후, 도 3을 참조하면 칼과 같은 분리 도구를 이용하여 상부 접착제(400)에서 유리 기판(101)을 분리한다. 즉, 칼을 이용하여 상부 접착제(400)로서의 TRT 접착제를 유리 기판(101)인 코닝 글래스를 제거하게 된다.

한편, 플렉서블 기판(700)을 부착하는 단계 이전에는, 레이저 리프트 오프(LLO,laser lift off) 공정을 이용하여 PZT 박막(200)에 직접적으로 결합된 희생 기판(100)을 분리하는 단계를 포함한다.

PZT 박막(200)을 사파이어 기재인 희생 기판(100)으로부터 분리하기 위해 사파이어 기재의 후면을 조사하는 용도로 파장 308nm 및 영역 625㎛×625㎛인 2D pulsed XeCl 엑시머 레이저가 이용될 수 있다. 조사되는 레이저 빔의 최적화된 에너지 밀도는 420(mJ/cm²) 이다. 최적의 레이저 빔 에너지 밀도 (420mJ/cm²)를 채용함으로써, 압전 PZT 박막(200)의 전체 영역은 압전 물성의 저하없이 플라스틱 기재상으로 안정적으로 이동될 수 있다. 조사된 레이저 빔의 에너지 밀도가 PZT 박막(200)의 분리 및 이동에 있어서 임계적인 역할을 수행하는 것은 주목할만 한 것이다.

XeCl-펄스 엑시머 레이저를 통한 사파이어 기재 후면 조사는, XeCl 레이저의 광자에너지 (4.03eV) 가 사파이어의 밴드-갭 에너지(8.7eV) 보다 작고, PZT (3.2-3.6eV) 의 그것보다 크기 때문에, PZT박막이 플렉시블 플라스틱 기재로 이동되는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 레이저 빔은 사파이어 기재를 관통하고, 다음으로 국소 용융 및 사파이어와의 경계에서 PZT의 해리가 일어난다.

한편, 본 실시예에서는 PZT 박막(200)을 얇게 증착하여 레이저 리프트 오프 공정시에 떨어지는 층인 희생층으로써 사용한다. 즉, 종래에는 두꺼운 PZT를 나노제너레이터로 이용한 반면에 태양 전지를 제조하는 과정에서는 제거하기 용이하도도록 하기 위해 얇게 적층한다.

일반적으로, 전자소자 제조공정에서 사용되는 레이저 리프트 오프 공정에서는 수소가 일부 포함된 비결정질 실리콘(a-Si:H)을 박리층으로 사용한다. 이 경우에는 레이저를 조사하게 되면 순간적인 고온 열처리 현상에 의해 수소 기체가 빠져나가면서 박리가 되어 전자 소자를 전사할 수 있다.

한편, 본 발명과 같은 피부 부착형 박막 압전 소자를 제작할 때 500℃ 이상의 열처리 공정이 포함되면, 그 과정에서 수소가 모두 빠져나가게 되어 레이저 리프트 오프 공정이 되지 않게 되는바, 고온에서도 충분히 견디면서 레이저 조사시에 박리가 되는 새로운 박리층이 필요하게 되는데, PZT 및 BTO 물질이 이러한 특성을 나타나게 한다.

나노제너레이터에서는 PZT 물질 자체를 소자로써 사용하기 때문에 2㎛ 정도로 두껍게 제작하여 사용하게 된다. 이는 PZT 물질이 두꺼울수록 나노제너레이터의 특성이 우수해진다는 특성에 기인하는 것이다.

한편, 태양 전지나 배터리의 경우에는 PZT 물질을 단순히 박리층으로만 사용하기 때문에 100㎚ 내지 200㎚만 존재하여도 충분하게 된다. 여기에서 PZT 물질은 소자로 사용할 부분이 아니므로 박리만 일어나게 하는 최소 두께를 유지하게 하는 것이 공정 및 비용적 측면에서 경제적이다.

다음으로, 도 4를 참조하면 상부에 배치된 상부 접착제(400) 상으로 열을 가하여 상부 접착제(400)를 연화시킨다. 즉, TRT 접착층을 PZT 박막(200)으로부터 분리하게 되는데, 상기 과정에서 소자 코팅층(300)도 동시에 제거한다. 여기에서, 상부 접착제(400)는 약 100℃ 정도의 열을 가해주어 제거 가능하고, 소자 코팅층(300)은 일반적으로 SU8 감광제 성분으로서 아무 처리도 하지 않은 oxide 물질과의 결합력이 약하다는 성질을 이용하여 분리가 이루어진다.

도 5를 참조하면, 상부 전극(500)이 Cr, Au 스퍼터링 및 표준 포토리소그래피 공정에 의해 PZT 박막(200) 상에 설정된다. PZT 박막(200) 상에 소정 간격으로 열을 이루어 다단으로 형성되는 상부 전극(500)의 끝단에는 도선(미도시)이 연결된다.

도 6을 참조하면, PZT 박막(200)과 상부 전극(500)의 보호를 위해 상기 PZT 박막(200)과 상부 전극(500)을 전체적으로 덮은 형태로 패시베이션층(300)이 적층된다. 상기 패시베이션층(300)은 투명절연층일 수 있다.

이때, PZT 박막(200)이 mechanical neutral plane 에 놓이도록 적절한 두께의 SU8 사용할 수 있다. 구체적으로, PZT 박막(200) 및 플렉서블 기판(700)의 두께에 따라 SU8의 종류 및 스핀 코팅의 rpm을 조절하여 요구되는 두께의 패시베이션층(300)을 설정한다.

다음으로, 도 7을 참조하면 피부 부착용 양면 테이프(610)를 사용하여 피부(800) 상에 PZT 박막(200)이 적층된 플렉서블 기판(700)을 부착한다.

도 8은 4.8㎛ 두께의 초박막(ultra-thin) PET 기판 상에 박막 압전 소자를 전사 부착한 상태에서 원통 구조체 상에 결합한 상태를 보인다.

한편, 도 9는 본 발명에 따라 제조된 박막 압전 소자를 의료용 양면 테이프를 이용하여 손목 상에 부착한 상태를 보인다.

도 10은 본 발명에 따른 박막 압전 소자를 의료용 테이프를 이용하여 손목 상에 부착한 상태에서 실시간으로 맥박을 측정한 결과를 보인다.

본 발명에 적용되는 의료용 테이프는 생체 적합성이 있는 아크릴 모노머(acrylic monomer)의 중합체를 포함한다. 즉, 신체의 피부 상에 부착된 상태에서 내부에서 전달되는 맥박신호를 양호하게 전달하는 것과 동시에 피부에 가해지는 손상을 최소화할 수 있다.

도 10 하단의 그래프는 가로축을 시간으로 설정하고, 세로축을 각각 전류 및 전압으로 설정하여 테스트를 진행한 것으로서, 일정한 주기로 피크가 발생하는 것을 알 수 있다. 이를 통해 맥박을 실시간으로 정확히 감지하는 것을 확인할 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 피부 부착형 박막 압전 소자를 부착한 상태에서 운동 전후에 맥박을 측정한 결과를 보인다.

박막 압전 소자를 부착하지 않은 무부하 상태에서는 시간의 변화에 따라 세로축 방향을 따른 전류의 변동이 거의 감지되지 않지만, 박막 압전 소자를 부착한 상태에서 운동을 진행하기 전에는 일정한 시간 주기로 약 1nA의 전류 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있다. 한편, 박막 압전 소자를 부착한 상태에서 운동을 진행한 후에는 일정한 시간 주기로 약 3nA의 전류 피크가 발생하는 것을 확인할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 피부 부착형 압전 맥박 시스템의 구동 회로도를 보인다. 구동 회로 맥박 센서 기능을 하는 압전 맥박 소자, 증폭기/대역 필터, 비교 측정기 및 LED를 포함한다.

즉, 압전 맥박 소자에서 맥박을 측정하고, 상기 측정된 맥박 신호를 증폭기/대역 필터 및 비교 측정기에서 보정하는 단계를 거친다.

상기 내용에서, 본 발명에 따른 피부 부착형 압전 맥박 시스템은 압전 물질 기반의 유연 압전 맥박 소자를 이용한 신호 측정부, 상기 신호 측정부에서 감지한 맥박신호를 증폭 및 필터링하는 신호 처리부 및 상기 신호 처리부에서 나오는 전력을 이용하여 맥박의 유무를 인지할 수 있는 LED 출력부를 포함하여 구성된다. 상기 신호 측정부는 압전 맥박 소자를 포함하고, 신호 처리부는 증폭기/대역 필터 및 비교 측정기를 포함한다.

상기 신호 처리부의 필터링 과정은 2단계 대역 필터를 이용하며, 요구되는 주파수대를 필터링할 수 있다.

상기 맥박 유무를 인지할 수 있는 출력부는 시각적으로 인지할 수 있는 발광 다이오드나 청각적으로 인지할 수 있는 스피커일 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 피부 부착형 압전 맥박 시스템의 실험예를 보인다. 즉, 본 발명에 따른 압전 맥박 소자를 맥박이 감지되는 팔목 상에 부착한 상태에서 상기 압전 맥박 소자에서 발생하는 전압을 이용하여 LED를 펄스 형태로 작동하는 것을 보인다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전 기반의 맥박 센서 시스템은 압전 물질 기반의 유연 맥박 소자를 이용하여 맥박 신호를 측정하는 동시에 상기 유연 맥박 소자에서 발생되는 전력을 통해 별도 외부 전력의 공급을 요함이 없이 인체 피부 상의 미세한 물리적 자극을 통해 전력 공급이 가능하게 한다.

즉, 유연 맥박 소자를 구성하는 압전 박막층인 압전 물질에서 발생하는 출력은 맥박 신호를 측정하고 전자 기기를 작동시키는 전력으로 사용할 수 있다.

본 발명은 미세한 자극에도 에너지 획득이 가능한 나노제너레이터를 갖추고 있는바 이를 통해 웨어러블 전자기기, 인공 피부 장치, 바이오 이식 및 인체 통합 응용장치 등에 적용이 가능하다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 유연 압전 맥박 소자를 갖는 신호 측정부;
   상기 신호 측정부에서 감지한 맥박 신호를 증폭 및 필터링하는 신호 처리부; 및
   상기 신호 처리부에서 나오는 전력을 이용하여 맥박 유무를 인지할 수 있는 출력부;를 포함하며,
   상기 유연 압전 맥박 소자는,
   플렉서블 기판 및
   상기 플렉서블 기판 상에 적층되며, 무기물질 기반의 압전 박막층을 포함하고,
   상기 유연 압전 맥박 소자는 의료용 접착 물질을 이용하여 인체 피부 상에 부착된 상태에서 실시간으로 맥박을 측정하게 되는 것으로서, 상기 의료용 접착 물질은 생체 적합성이 있는 아크릴 모노머(acrylic monomer)의 중합체를 포함하고, 이를 통해 측정 대상인 신체의 피부 상에 부착된 상태에서 내부에서 전달되는 맥박 신호를 양호하게 전달하는 것과 동시에 피부에 가해지는 손상을 최소화하는,
   압전 맥박 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유연 압전 맥박 소자는,
   상기 무기물질 기반의 압전 박막층 상에 적층되는 금속 전극 및
   상기 압전 박막층과 상기 금속 전극의 보호를 위해 상기 압전 박막층 및 상기 금속 전극 상에 배치되는 투명절연층을 더 포함하는,
   압전 맥박 시스템.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 압전 박막층은 경질 기판 상에서 제조된 후 상기 플렉서블 기판으로 전사되는 것을 특징으로 하는,
   압전 맥박 시스템.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 압전 박막층은 페로브스카이트 구조를 가지는 무기물질인 BaTiO3, PbTiO3, Pb[Zr,Ti]O3, LiNbO3, KNbO3 을 포함하는 그룹 중 어느 하나인,
   압전 맥박 시스템.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 압전 박막층에서 맥박에 의해 발생하는 출력은 전자 기기를 작동시키는 전력으로 사용할 수 있는,
   압전 맥박 시스템.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 신호 처리부의 필터링 과정은 2단계 대역 필터를 이용하며, 요구되는 주파수대를 필터링할 수 있는,
   압전 맥박 시스템.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 맥박 유무를 인지할 수 있는 출력부는 시각적으로 인지할 수 있는 발광 다이오드나 청각적으로 인지할 수 있는 스피커인,
   압전 맥박 시스템.

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