WO2022169052A1 - 유무기 하이브리드 포토 트랜지스터 적용을 통한 피부부착형 생체신호 모니터링 센서 및 그 제조방법 - Google Patents

유무기 하이브리드 포토 트랜지스터 적용을 통한 피부부착형 생체신호 모니터링 센서 및 그 제조방법 Download PDF

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phototransistor
organic material
orientation ratio
monitoring sensor
forming
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김현재
강병하
이진혁
박경호
김형태
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Definitions

  • the technical field to which the present invention pertains relates to an organic-inorganic hybrid phototransistor and a biosignal monitoring sensor. This research is related to the nano and material technology development project (No. 2018M3A7B4071521).
  • the healthcare monitoring device monitors the user's biometric information in real time.
  • the user may measure the user's biometric information using a portable device such as a smart phone or a wearable device worn on the body.
  • a photoplethysmography (PPG) sensor may measure a PPG signal from a user.
  • the electronic device including the PPG sensor may obtain biometric information including a user's heart rate, oxygen saturation (SpO2), stress, arrhythmia, blood pressure, and the like by analyzing the PPG signal.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-2019-0036446 (2019.04.04)
  • a main object of the present invention is to monitor a biosignal in a low-power mode or a high-precision mode by mutually operating a plurality of phototransistors implemented with light absorption layers having different orientations of organic materials through a solution process.
  • the method includes: forming a light source on a substrate; forming a first phototransistor having a first light absorption layer on the substrate using a first organic material solution; and forming a second phototransistor having a second light absorption layer on the substrate using a second organic material solution.
  • a solution process may be performed based on a first organic solution including a first diketopyrrolopyrrole (DPP) polymer.
  • DPP diketopyrrolopyrrole
  • a solution process may be performed based on a second organic material solution including the second DPP polymer.
  • the first organic material solution and the second organic material solution may set different organic material alignment ratios with respect to the first light absorption layer and the second light absorption layer by adjusting a solvent or adjusting a solution process condition.
  • a method of manufacturing a phototransistor in a method of manufacturing a phototransistor. Forming a gate insulator on a gate electrode, forming an active layer based on an oxide on the gate insulator, depositing a source electrode and a drain electrode on the active layer, and forming a light absorption layer on the active layer using an organic solution It provides a method of manufacturing a phototransistor comprising the step of:
  • the forming of the light absorption layer may be performed by a solution process based on an organic solution containing a DPP (diketopyrrolopyrrole) polymer.
  • DPP diiketopyrrolopyrrole
  • the organic material orientation ratio may be set within a preset range by adjusting the solvent of the organic material solution or by adjusting the solution process conditions.
  • Controlling the solvent may set different types, ratios, or combinations of solvents, and controlling the solution process conditions may set the coating speed, temperature, time, or a combination thereof differently.
  • a gate electrode for controlling the state of the phototransistor a gate insulator connected to the gate electrode, an active layer connected to the gate insulator and formed based on an oxide to transfer carriers, source and drain electrodes deposited on the active layer, the active layer
  • the active layer To provide a phototransistor connected to and including a light absorbing layer formed based on a polymer.
  • the polymer of the light absorption layer may include a DPP (diketopyrrolopyrrole) polymer.
  • the polymer of the light absorbing layer may have an organic material alignment ratio set within a preset range.
  • a potential barrier at the interface between the light absorption layer and the active layer may be controlled by adjusting the organic material alignment ratio of the polymer of the light absorption layer.
  • a substrate a light source connected to the substrate, a first phototransistor connected to the substrate and having a first light absorption layer, and a second light absorption layer connected to the substrate
  • a biosignal monitoring sensor comprising a second phototransistor having a second phototransistor, wherein the first phototransistor operates in a first sensing mode and the second phototransistor operates in a second sensing mode.
  • the first phototransistor and the second phototransistor may control on/off by sending mutual feedback.
  • the first phototransistor may send feedback to the second phototransistor based on the magnitude of the biosignal.
  • the second phototransistor may send feedback to the first phototransistor based on the frequency of the biosignal.
  • the first light absorbing layer has a first face-on orientation ratio
  • the second light absorbing layer has a second face-on orientation ratio
  • the first face-on orientation ratio is greater than the second face-on orientation ratio. It can be set to have a high value.
  • the first phototransistor may operate as a low-power sensor according to the first face-on orientation ratio.
  • the second phototransistor may operate as a high-precision sensor according to the second face-on orientation ratio.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method of manufacturing a biosignal monitoring sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams illustrating a method of manufacturing a phototransistor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a phototransistor according to another embodiment of the present invention.
  • 5 to 7 are diagrams illustrating a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating an operation of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating photoelectric characteristics of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the flexibility of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating the stability of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an orientation of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • 16 and 17 are diagrams illustrating the surface potential of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a mechanism of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the phototransistor and biosignal monitoring sensor according to the present embodiment have an organic-inorganic hybrid structure including an oxide-based active layer and a polymer-based light absorption layer.
  • the phototransistor and biosignal monitoring sensor according to this embodiment apply a DPP (diketopyrrolopyrrole) polymer to the light absorption layer to improve near-infrared sensing performance, improve flexibility, and improve sweat/moisture stability.
  • DPP diiketopyrrolopyrrole
  • the phototransistor and biosignal monitoring sensor according to the present embodiment are divided into a low-power sensing mode and a high-precision sensing mode by utilizing a neuroplasticity characteristic or a persistent photoconductance phenomenon, and are driven and monitored at all times.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method of manufacturing a biosignal monitoring sensor according to an embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a biosignal monitoring sensor includes the steps of forming a light source on a substrate (S11), forming a first phototransistor having a first light absorption layer on the substrate using a first organic solution (S12), and forming a first phototransistor on the substrate (S12). and forming a second phototransistor having a second light absorbing layer by using an organic solution (S13).
  • a solution process may be performed based on a first organic solution including a first diketopyrrolopyrrole (DPP) polymer.
  • DPP first diketopyrrolopyrrole
  • Forming the second phototransistor ( S13 ) may include performing a solution process based on a second organic material solution including the second DPP polymer.
  • the first organic material solution and the second organic material solution may set different organic material orientation ratios for the first light absorption layer and the second light absorption layer by adjusting a solvent or adjusting a solution process condition.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams illustrating a method of manufacturing a phototransistor according to another embodiment of the present invention.
  • the manufacturing method of the phototransistor includes the steps of forming a gate insulator on the gate electrode (S21), forming an active layer based on an oxide on the gate insulator (S22), depositing a source electrode and a drain electrode on the active layer (S23), and forming a light absorption layer on the active layer using an organic solution (S24).
  • the step of forming the light absorption layer (S24) may be performed by a solution process based on an organic solution containing a DPP (diketopyrrolopyrrole) polymer.
  • the organic material orientation ratio may be set within a preset range by adjusting the solvent of the organic material solution or by adjusting the solution process conditions. Controlling the solvent may set the type, ratio, or combination of the solvent differently, and controlling the solution process condition may set the coating speed, temperature, time, or a combination thereof differently.
  • P (DPP2ODT2-T) may be applied as a DPP (diketopyrrolopyrrole) polymer.
  • DPP dipyrrolopyrrole
  • P(DPP2ODT2-T) is only an example of a DPP polymer, and other polymers including DPP may be applied.
  • 2OD stands for 2-octyldodecyl and T stands for thiophene.
  • CB chlorobenzene
  • Tol toluene
  • a sacrificial layer is deposited on the purified substrate, and a gate and a gate insulator are deposited. Deposit the active layer.
  • Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO) may be applied to the oxide-based active layer, and an annealing process may be performed. After depositing the electrode, a light absorption layer based on the DPP polymer is deposited.
  • IGZO Indium Gallium Zinc Oxide
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a phototransistor according to another embodiment of the present invention.
  • the phototransistor 100 is a gate electrode 110 that controls the state of the phototransistor, a gate insulator 120 connected to the gate electrode 110, and a gate insulator 120 connected to the gate insulator 120 and is formed based on oxide to transfer carriers. It includes an active layer 130 , a source electrode 140 and a drain electrode 150 deposited on the active layer 130 , and a light absorbing layer 160 connected to the active layer 130 and formed based on a polymer.
  • the active layer 130 serves as a kind of channel.
  • a light absorption layer of P (DPP2ODT2-T) may be applied, and the active layer 130 may be implemented as a polymer/oxide hybrid structure made of IGZO.
  • Polymers can absorb wavelengths in the near infrared (850 - 950 nm) region, have hydrophobicity, and correspond to semiconductor materials with high flexibility.
  • Oxide corresponds to a semiconductor material having a very low leakage current function.
  • the polymer of the light absorption layer 160 may include a diketopyrrolopyrrole (DPP) polymer.
  • the polymer of the light absorbing layer 160 may set an organic material alignment ratio within a preset range.
  • a potential barrier at the interface between the light absorption layer 160 and the active layer 130 may be controlled by adjusting the organic material orientation ratio of the polymer of the light absorption layer 160 .
  • 5 to 7 are diagrams illustrating a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the biosignal monitoring sensor 200 includes a substrate 210 , a light source 220 connected to the substrate 210 , a first phototransistor 230 connected to the substrate 210 and having a first light absorption layer, and a substrate 210 . and a second phototransistor 240 connected to the second light absorbing layer.
  • the light source 220 may be implemented in plurality, and may use infrared light and red light.
  • the first phototransistor 230 operates in the first sensing mode, and the second phototransistor 240 operates in the second sensing mode.
  • 6 and 7 are exemplary biosignal monitoring sensors in which the light absorption layer is implemented with DPP2ODT2-T (CB) and DPP2ODT2-T (Tol).
  • CB DPP2ODT2-T
  • Tol DPP2ODT2-T
  • a near-infrared light may be applied as a light source.
  • the biosignal monitoring sensor may be implemented as a reflective type or a transmissive type depending on the arrangement of the light source and the phototransistor. 6 illustrates a reflective type, and a light source may be disposed between a plurality of phototransistors.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating an operation of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the heart rate When the heart rate is low, accurate measurement is not required because it is in a stable state.
  • the signal level eg, voltage level
  • the signal level exceeds a certain level, so it is only necessary to measure whether it is exceeded.
  • the phototransistor Due to the arrangement of the organic material of the light absorption layer that varies depending on the solvent, the light sensing characteristics of the phototransistor are changed. Depending on the arrangement of the organic material, the phototransistor may have a phenomenon of persistent photoconductance that varies depending on the heartbeat cycle. According to the arrangement of the organic matter, the low heart rate state and the high heart rate state are classified and the appropriate sensor is operated. It is possible to implement a constant monitoring system with efficient power.
  • the first port transistor outputs a constant signal level at a relatively low heart rate, and the signal level increases at a relatively high heart rate.
  • the first phototransistor exhibiting this phenomenon may be used in a low heart rate measurement mode.
  • a signal level rise can be used as a kind of trigger signal.
  • the second port transistor outputs a constant signal level at a relatively low or high heart rate, and accurate measurement of movement is possible.
  • the second phototransistor exhibiting this phenomenon can be used in a high heart rate measurement mode. When a stable state is determined according to a change in heart rate, it can be used as a kind of trigger signal in relation to other phototransistors.
  • the first phototransistor and the second phototransistor may control on/off by sending mutual feedback.
  • the first phototransistor may be turned on and the second phototransistor may be turned off, or the second phototransistor may be turned on and the first phototransistor may be turned off.
  • the first phototransistor may send feedback to the second phototransistor based on the magnitude of the biosignal.
  • the second phototransistor may send feedback to the first phototransistor based on the frequency of the biosignal.
  • the on/off of the receiving-side phototransistor may be controlled through the feedback signal.
  • the first phototransistor and the second phototransistor may be directly connected or may be connected through a controller in the middle.
  • the first phototransistor may transmit a signal to the second phototransistor.
  • the second phototransistor may transmit a signal to the first phototransistor.
  • the controller may receive a signal from the first phototransistor and transmit a signal to the second phototransistor.
  • the controller may receive a signal from the second phototransistor and transmit a signal to the first phototransistor.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams illustrating photoelectric characteristics of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the red, green, and near-infrared light sources can be used because the light sensing ability is excellent in the visible and near-infrared regions.
  • the DPP2ODT2-T(Tol) light absorbing layer applied device showed better light sensing ability than the DPP2ODT2-T(CB) light absorbing layer applied device.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the flexibility of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating the stability of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an orientation of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • DPP2ODT2-T(CB) had 51.2% face-on and edge-on on) 48.8%, DPP2ODT2-T(Tol) is 61.5% face-on, and it can be seen that edge-on is 38.5%.
  • the first light absorbing layer has a first face-on orientation ratio
  • the second light absorbing layer has a second face- It has an on orientation ratio
  • the first face-on orientation ratio may be set to have a higher value than the second face-on orientation ratio
  • the first phototransistor may operate as a low-power sensor according to the first face-on orientation ratio.
  • the second phototransistor may operate as a high-precision sensor according to the second face-on orientation ratio.
  • 16 and 17 are diagrams illustrating the surface potential of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention. 16 and 17 are results of comparing the surface potential through Kelvin probe force microscopy (KPFM) measurement.
  • KPFM Kelvin probe force microscopy
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a mechanism of a biosignal monitoring sensor according to another embodiment of the present invention.
  • the biosignal monitoring sensor corresponds to a skin-conformable sensor, and is suitable for constant monitoring using a low leakage current ( ⁇ pA) material.
  • ⁇ pA low leakage current
  • the skin transmittance is improved, the measurement accuracy is improved, and the light is not visible to the user. It is implemented in skin-conformal form and improves effectiveness by using materials that are stable in the external environment.
  • the biosignal monitoring sensor according to the present embodiment is an always-on heart rate monitoring sensor in a healthcare system as the role of each unit sensor is different using a neuroplasticity or persistent photoconductance phenomenon. can be applied. In addition to the heart rate monitoring sensor, it can be applied to various healthcare systems such as a breathing monitoring sensor and an eye disease monitoring sensor.
  • FIGS. 1 and 2 Although it is described that each process is sequentially executed in FIGS. 1 and 2, this is only an exemplary description, and those skilled in the art are shown in FIGS. 1 and 2 within the range that does not depart from the essential characteristics of the embodiment of the present invention. Various modifications and variations may be applied by partially changing the described order, executing one or more processes in parallel, or adding other processes.

Abstract

본 실시예들은 용액 공정을 통해 유기물 배향이 상이한 광 흡수층으로 구현된 복수의 포토 트랜지스터를 상호 동작시켜서 저전력 모드 또는 고정밀 모드에서 생체신호를 모니터링하는 센서 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

유무기 하이브리드 포토 트랜지스터 적용을 통한 피부부착형 생체신호 모니터링 센서 및 그 제조방법
본 발명이 속하는 기술 분야는 유무기 하이브리드 포토 트랜지스터 및 생체신호 모니터링 센서에 관한 것이다. 본 연구는 나노 및 소재 기술개발사업과 관련된다(No. 2018M3A7B4071521).
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
헬스케어 모니터링 장치는 사용자의 생체 정보를 실시간으로 모니터링한다. 사용자는 스마트폰과 같은 휴대용 장치, 또는 신체에 착용되는 웨어러블 장치를 이용하여, 사용자의 생체 정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 광혈류 측정(photoplethysmography, PPG) 센서는 사용자로부터 PPG 신호를 측정할 수 있다. PPG 센서를 포함하는 전자 장치는 PPG 신호를 분석하여 사용자의 심박수(heart rate), 산소포화도(SpO2), 스트레스, 부정맥, 혈압(blood pressure) 등을 포함하는 생체 정보를 획득할 수 있다.
(특허문헌1) 한국공개특허공보 제10-2019-0036446호 (2019.04.04)
본 발명의 실시예들은 용액 공정을 통해 유기물 배향이 상이한 광 흡수층으로 구현된 복수의 포토 트랜지스터를 상호 동작시켜서 저전력 모드 또는 고정밀 모드에서 생체신호를 모니터링하는 데 발명의 주된 목적이 있다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법에 있어서, 기판에 광원을 형성하는 단계, 상기 기판에 제1 유기물 용액을 이용하여 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계, 및 상기 기판에 제2 유기물 용액을 이용하여 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계는 제1 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 제1 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
상기 제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계는 제2 DPP 폴리머를 포함하는 제2 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
상기 제1 유기물 용액 및 상기 제2 유기물 용액은 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 상기 제1 광 흡수층 및 상기 제2 광 흡수층에 대해서 상이한 유기물 배향 비율을 설정할 수 있다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 포토 트랜지스터의 제조 방법에 있어서. 게이트 전극에 게이트 절연체를 형성하는 단계, 상기 게이트 절연체에 산화물을 기반으로 활성층을 형성하는 단계, 상기 활성층에 소스 전극 및 드레인 전극을 증착하는 단계, 및 상기 활성층에 유기물 용액을 이용하여 광 흡수층을 형성하는 단계를 포함하는 포토 트랜지스터의 제조 방법을 제공한다.
상기 광 흡수층을 형성하는 단계는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
상기 광 흡수층을 형성하는 단계는 상기 유기물 용액의 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내로 설정할 수 있다.
상기 용매를 조절하는 것은 용매의 종류, 비율, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정하고, 상기 용액 공정 조건을 조절하는 것은 코팅 속도, 온도, 시간, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정할 수 있다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 포토 트랜지스터에 있어서. 상기 포토 트랜지스터의 상태를 제어하는 게이트 전극, 상기 게이트 전극에 연결된 게이트 절연체, 상기 게이트 절연체에 연결되며 산화물을 기반으로 형성되어 캐리어를 전달하는 활성층, 상기 활성층에 증착된 소스 전극 및 드레인 전극, 상기 활성층에 연결되며 폴리머를 기반으로 형성된 광 흡수층을 포함하는 포토 트랜지스터를 제공한다.
상기 광 흡수층의 폴리머는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 광 흡수층의 폴리머는 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내에서 설정될 수 있다.
상기 광 흡수층의 폴리머의 유기물 배향 비율을 조절하여 상기 광 흡수층과 상기 활성층의 계면의 전위 장벽(potential barrier)을 제어할 수 있다.
상기 유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 감소하면 표면 전위가 증가하고, 상기 계면에서의 전위 장벽이 증가하고, 상기 계면에서의 정공 축적이 증가하고, 전자와 정공의 재결합이 증가하여, 신경가소성(neuroplasticity) 또는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance)를 감소시킬 수 있다.
상기 유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 증가하면 표면 전위가 감소하고, 상기 계면에서의 전위 장벽이 감소하고, 전자의 수송 효율이 증가하여, 광 감지도를 증가시킬 수 있다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 생체신호 모니터링 센서에 있어서, 기판, 상기 기판에 연결된 광원, 상기 기판에 연결되며 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터, 및 상기 기판에 연결되며 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터를 포함하며, 제1 센싱 모드에서 상기 제1 포토 트랜지스터가 동작하고, 제2 센싱 모드에서 상기 제2 포토 트랜지스터가 동작하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서를 제공한다.
상기 제1 포토 트랜지스터와 상기 제2 포토 트랜지스터는 상호 피드백을 보내어 온/오프를 제어할 수 있다.
상기 제1 포토 트랜지스터는 생체신호의 크기를 기준으로 상기 제2 포토 트랜지스터로 피드백을 보낼 수 있다.
상기 제2 포토 트랜지스터는 생체신호의 진동수를 기준으로 상기 제1 포토 트랜지스터로 피드백을 보낼 수 있다.
상기 제1 광 흡수층은 제1 페이스-온 배향 비율을 갖고, 상기 제2 광 흡수층은 제2 페이스-온 배향 비율을 갖고, 상기 제1 페이스-온 배향 비율이 상기 제2 페이스-온 배향 비율보다 높은 값을 갖도록 설정될 수 있다.
상기 제1 센싱 모드에서 상기 제1 포토 트랜지스터는 상기 제1 페이스-온 배향 비율에 따라 저전력 센서로 동작할 수 있다.
상기 제2 센싱 모드에서 상기 제2 포토 트랜지스터는 상기 제2 페이스-온 배향 비율에 따라 고정밀 센서로 동작할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 용액 공정을 통해 유기물 배향이 상이한 광 흡수층으로 구현된 복수의 포토 트랜지스터를 상호 동작시켜서 저전력 모드 또는 고정밀 모드에서 생체신호를 모니터링할 수 있는 효과가 있다.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법을 예시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 트랜지스터의 제조 방법을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 트랜지스터를 예시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서를 예시한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 동작을 예시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 광전기적 특성을 예시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 유연성을 예시한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 안정성을 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 배향을 예시한 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 표면 전위를 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 메커니즘을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하고, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 포토 트랜지스터 및 생체신호 모니터링 센서는 산화물 기반의 활성층과 폴리머 기반의 광 흡수층을 포함한 유무기 하이브리드 구조이다.
본 실시예에 따른 포토 트랜지스터 및 생체신호 모니터링 센서는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 광 흡수층에 적용하여 근적외선 감지 성능을 향상시키고, 유연성을 향상시키고, 땀/수분에 대한 안정성을 향상시킨다.
본 실시예에 따른 포토 트랜지스터 및 생체신호 모니터링 센서는 신경가소성(neuroplasticity) 특성 또는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance)현상을 활용하여 저전력 센싱 모드, 고정밀 센싱 모드로 나뉘어 피드백하며 구동하고 상시 모니터링이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법을 예시한 도면이다.
생체신호 모니터링 센서의 제조 방법은 기판에 광원을 형성하는 단계(S11), 기판에 제1 유기물 용액을 이용하여 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계(S12), 및 기판에 제2 유기물 용액을 이용하여 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계(S13)를 포함한다.
제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계(S12)는 제1 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 제1 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계(S13)는 제2 DPP 폴리머를 포함하는 제2 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
제1 유기물 용액 및 제2 유기물 용액은 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 제1 광 흡수층 및 제2 광 흡수층에 대해서 상이한 유기물 배향 비율을 설정할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 트랜지스터의 제조 방법을 예시한 도면이다.
포토 트랜지스터의 제조 방법은 게이트 전극에 게이트 절연체를 형성하는 단계(S21), 게이트 절연체에 산화물을 기반으로 활성층을 형성하는 단계(S22), 활성층에 소스 전극 및 드레인 전극을 증착하는 단계(S23), 및 활성층에 유기물 용액을 이용하여 광 흡수층을 형성하는 단계(S24)를 포함한다.
광 흡수층을 형성하는 단계(S24)는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행할 수 있다.
광 흡수층을 형성하는 단계(S24)는 유기물 용액의 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내로 설정할 수 있다. 용매를 조절하는 것은 용매의 종류, 비율, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정하고, 용액 공정 조건을 조절하는 것은 코팅 속도, 온도, 시간, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정할 수 있다.
예컨대, DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머로 P(DPP2ODT2-T)을 적용할 수 있다. P(DPP2ODT2-T)는 DPP 폴리머의 예시일 뿐이며, DPP를 포함하는 다른 폴리머가 적용될 수 있다. 2OD는 2-octyldodecyl을 의미하고, T는 thiophene을 의미한다.
용매로 CB(chlorobenzene)를 쓰면 DPP2ODT2-T(CB), Tol(toluene)을 쓰면 DPP2ODT2-T(Tol)로 표현한다.
정제된 기판에 희생층을 증착하고, 게이트 및 게이트 절연체(gate insulator)를 증착한다. 활성층을 증착한다. 산화물 기반의 활성층은 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)가 적용될 수 있으며 어닐링 공정을 수행할 수 있다. 전극을 증착시킨 후 DPP 폴리머 기반의 광 흡수층을 증착한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 포토 트랜지스터를 예시한 도면이다.
포토 트랜지스터(100)는 포토 트랜지스터의 상태를 제어하는 게이트 전극(110), 게이트 전극(110)에 연결된 게이트 절연체(120), 게이트 절연체(120)에 연결되며 산화물을 기반으로 형성되어 캐리어를 전달하는 활성층(130), 활성층(130)에 증착된 소스 전극(140) 및 드레인 전극(150), 활성층(130)에 연결되며 폴리머를 기반으로 형성된 광 흡수층(160)을 포함한다. 활성층(130)은 일종의 채널 역할을 수행한다.
포토 트랜지스터(100)는 광 흡수층이 P(DPP2ODT2-T)이 적용될 수 있고, 활성층(130)이 IGZO로 구성된 폴리머/산화물 하이브리드 구조로 구현될 수 있다. 폴리머는 근적외선(850 - 950 nm) 영역의 파장 흡수가 가능하고, 소수성을 띄며, 유연성이 높은 기능의 반도체 물질에 해당한다. 산화물은 누설전류가 매우 낮은 기능의 반도체 물질에 해당한다.
광 흡수층(160)의 폴리머는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함할 수 있다. 광 흡수층(160)의 폴리머는 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내에서 설정될 수 있다. 광 흡수층(160)의 폴리머의 유기물 배향 비율을 조절하여 광 흡수층(160)과 활성층(130)의 계면의 전위 장벽(potential barrier)을 제어할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서를 예시한 도면이다.
생체신호 모니터링 센서(200)는 기판(210), 기판(210)에 연결된 광원(220), 기판(210)에 연결되며 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터(230), 및 기판(210)에 연결되며 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터(240)를 포함한다.
광원(220)은 복수로 구현될 수 있으며, 적외선 광과 적색 광을 사용할 수 있다.
제1 센싱 모드에서 제1 포토 트랜지스터(230)가 동작하고, 제2 센싱 모드에서 제2 포토 트랜지스터(240)가 동작한다.
도 6 및 도 7은 광 흡수층이 DPP2ODT2-T(CB) 및 DPP2ODT2-T(Tol)로 구현된 예시적인 생체신호 모니터링 센서이다. 광원으로 근적외선 등이 적용될 수 있다.
생체신호 모니터링 센서는 광원과 포토 트랜지스터의 배치에 따라 반사형 또는 투과형으로 구현될 수 있다. 도 6은 반사형을 예시한 것이고, 광원은 복수의 포토 트랜지스터 사이에 배치될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 동작을 예시한 도면이다.
낮은 심박일 때 안정 상태이므로 정확한 측정이 필요하지 않고, 높은 심박이 되면 신호 레벨(예컨대, 전압 레벨)이 특정 수준을 초과하므로 초과 여부만 측정해도 된다.
높은 심박일 때는 비정상적 상황이기에 정밀하게 측정하는 센서로 심박과 산소포화도를 모두 측정할 필요가 있다.
용매에 따라 달라지는 광흡수층 유기물 배열로 인하여 포토 트랜지스터의 광감지 특성이 변화한다. 유기물 배열에 따라 포토 트랜지스터는 심박 주기에 따라 달라지는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance) 현상이 발생할 수 있다. 유기물 배열에 따라 저심박 상태와 고심박 상태를 구분하여 적합한 센서를 동작시킨다. 효율적인 전력으로 상시 모니터링 시스템 구현이 가능하다.
도 9를 참조하면, 제1 포트 트랜지스터는 상대적 낮은 심박에서 일정한 신호 레벨을 출력하고, 상대적으로 높은 심박에서 신호 레벨이 상승한다. 이러한 현상을 나타내는 제1 포토 트랜지스터는 낮은 심박 측정 모드에서 사용할 수 있다. 다른 포토 트랜지스터와의 관계에서 신호 레벨 상승을 일종의 트리거 신호로 사용할 수 있다.
제2 포트 트랜지스터는 상대적으로 낮거나 높은 심박에서 일정한 신호 레벨을 출력하고, 움직임 정확한 측정이 가능하다. 이러한 현상을 나타내는 제2 포토 트랜지스터는 높은 심박 측정 모드에서 사용할 수 있다. 심박수의 변화에 따라 안정된 상태로 판단되면, 다른 포토 트랜지스터와의 관계에서 일종의 트리거 신호로 사용할 수 있다.
제1 포토 트랜지스터와 제2 포토 트랜지스터는 상호 피드백을 보내어 온/오프를 제어할 수 있다. 제1 포토 트랜지스터가 켜지고 제2 포토 트랜지스터가 꺼지거나, 제2 포토 트랜지스터가 켜지고 제1 포토 트랜지스터가 꺼질 수 있다.
제1 포토 트랜지스터는 생체신호의 크기를 기준으로 제2 포토 트랜지스터로 피드백을 보낼 수 있다. 제2 포토 트랜지스터는 생체신호의 진동수를 기준으로 상기 제1 포토 트랜지스터로 피드백을 보낼 수 있다. 피드백 신호를 통해 수신측 포토 트랜지스터의 온/오프를 제어할 수 있다.
제1 포토 트랜지스터와 제2 포토 트랜지스터는 직접 연결되거나 중간에 제어부를 통해 연결될 수 있다. 제1 포토 트랜지스터는 제2 포토 트랜지스터로 신호를 송신할 수 있다. 제2 포토 트랜지스터는 제1 포토 트랜지스터로 신호를 송신할 수 있다. 제어부는 제1 포토 트랜지스터로부터 신호를 수신하고 제2 포토 트랜지스터로 신호를 송신할 수 있다. 제어부는 제2 포토 트랜지스터로부터 신호를 수신하고 제1 포토 트랜지스터로 신호를 송신할 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 광전기적 특성을 예시한 도면이다.
과도 광 응답(transient photo response)을 측정한 결과를 보면, 가시광선 및 근적외선 영역에서 광 감지 능력 우수하므로, 적색, 녹색, 근적외선 광원 이용이 가능한 것을 확인할 수 있다. DPP2ODT2-T(CB) 광 흡수층 적용 소자보다 DPP2ODT2-T(Tol) 광 흡수층 적용 소자에서 더 우수한 광 감지 능력을 보인다.
두 소자 모두에서 빛의 on/off에 따른 즉각적인 전류 변화를 확인할 수 있고, 일반적 사람 심박 범위 (30 bpm ~ 150 bpm)에서 우수한 광 반응을 확인할 수 있다.
DPP2ODT2-T(CB) 광 흡수층 적용시, 안정적인 전류 값을 확인하고 PPC 현상이 거의 없음을 확인할 수 있다.
DPP2ODT2-T(Tol) 광 흡수층 적용시, 높은 주파수에서 불안정적인 전류 값을 확인하고, 광반응이 지속될수록 전류 상승하는 PPC(persistent photoconductance) 현상이 존재하는 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 유연성을 예시한 도면이다.
검지 손가락 크기에 맞는 곡률반경 약 10mm 보다 작은 5mm 조건에서 유연성(flexibility)을 평가한 결과 DPP2ODT2-T 물질의 상온 증착, 유연성에 의한 생체신호 모니터링 센서의 유연성이 향상됨을 확인할 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 안정성을 예시한 도면이다.
제작한 소자 위에 인공 땀을 도포한 결과 DPP2ODT2-T의 소수성에 의해 땀, 수분 환경에 대한 안정성이 향상됨을 확인할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 배향을 예시한 도면이다.
2D-GIWAXS(2D Grazing incidence wide angle X-ray scattering) 측정을 통한 배향을 비교한 결과를 살펴보면, DPP2ODT2-T(CB)는 페이스-온(face-on) 51.2%이고, 에지-온(edge-on) 48.8%이고, DPP2ODT2-T(Tol)는 페이스-온(face-on) 61.5%이고, 에지-온(edge-on) 38.5%인 것을 확인할 수 있다.
예시한 DPP2ODT2-T(CB)와 DPP2ODT2-T(Tol) 뿐만 아니라, DPP 폴리머의 배향을 조절하여, 제1 광 흡수층은 제1 페이스-온 배향 비율을 갖고, 제2 광 흡수층은 제2 페이스-온 배향 비율을 갖고, 제1 페이스-온 배향 비율이 제2 페이스-온 배향 비율보다 높은 값을 갖도록 설정될 수 있다.
제1 센싱 모드에서 제1 포토 트랜지스터는 제1 페이스-온 배향 비율에 따라 저전력 센서로 동작할 수 있다. 제2 센싱 모드에서 제2 포토 트랜지스터는 제2 페이스-온 배향 비율에 따라 고정밀 센서로 동작할 수 있다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 표면 전위를 예시한 도면이다. 도 16 및 도 17는 KPFM(Kelvin probe force microscopy) 측정을 통한 표면 전위(surface potential)를 비교한 결과이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서의 메커니즘을 예시한 도면이다.
유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 감소하면 표면 전위가 증가하고, 계면에서의 전위 장벽이 증가하고, 계면에서의 정공 축적이 증가하고, 전자와 정공의 재결합이 증가하여, 신경가소성(neuroplasticity) 또는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance)를 감소시킬 수 있다.
유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 증가하면 표면 전위가 감소하고, 계면에서의 전위 장벽이 감소하고, 전자의 수송 효율이 증가하여, 광 감지도를 증가시킬 수 있다. 하지만 초과 전자들의 정공과의 재결합이 활발하지 않아, 신경가소성 또는 전류광전기 전도도 현상을 나타낸다.
본 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서는 피부 부착형(skin-conformable) 센서에 해당하며, 낮은 누설 전류(~pA) 소재를 이용하여 상시 모니터링에 적합하다. 근적외선 파장 광원을 통해 피부 투과도를 향상시키고, 측정 정확도를 향상시키고, 사용자에게 빛이 안보이는 장점이 있다. 피부와 밀착된 형태(skin-conformal)로 구현되고, 외부환경에 안정적인 소재를 이용하여 실효성을 향상시킨다.
본 실시예에 따른 생체신호 모니터링 센서는 신경가소성 (neuroplasticity) 또는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance) 현상을 이용하여 각 단위 센서의 역할을 달리함에 따라 상시(always-on) 심박 모니터링 센서로서 헬스케어 시스템에 적용할 수 있다. 심박 모니터링 센서 외에도 호흡 모니터링 센서, 안구 질환 모니터링 센서 등의 다양한 헬스케어 시스템에 적용될 수 있다.
도 1 및 도 2에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 1 및 도 2에 기재된 순서를 일부 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법에 있어서,
    기판에 광원을 형성하는 단계;
    상기 기판에 제1 유기물 용액을 이용하여 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계; 및
    상기 기판에 제2 유기물 용액을 이용하여 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 포토 트랜지스터를 형성하는 단계는 제1 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 제1 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행하고,
    상기 제2 포토 트랜지스터를 형성하는 단계는 제2 DPP 폴리머를 포함하는 제2 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유기물 용액 및 상기 제2 유기물 용액은 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 상기 제1 광 흡수층 및 상기 제2 광 흡수층에 대해서 상이한 유기물 배향 비율을 설정하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서의 제조 방법.
  4. 포토 트랜지스터의 제조 방법에 있어서.
    게이트 전극에 게이트 절연체를 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연체에 산화물을 기반으로 활성층을 형성하는 단계;
    상기 활성층에 소스 전극 및 드레인 전극을 증착하는 단계; 및
    상기 활성층에 유기물 용액을 이용하여 광 흡수층을 형성하는 단계를 포함하는 포토 트랜지스터의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광 흡수층을 형성하는 단계는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 유기물 용액을 기반으로 용액 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터의 제조 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광 흡수층을 형성하는 단계는 상기 유기물 용액의 용매를 조절하거나 용액 공정 조건을 조절하여 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내로 설정하는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 용매를 조절하는 것은 용매의 종류, 비율, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정하고,
    상기 용액 공정 조건을 조절하는 것은 코팅 속도, 온도, 시간, 또는 이들의 조합을 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터의 제조 방법.
  8. 포토 트랜지스터에 있어서.
    상기 포토 트랜지스터의 상태를 제어하는 게이트 전극;
    상기 게이트 전극에 연결된 게이트 절연체;
    상기 게이트 절연체에 연결되며 산화물을 기반으로 형성되어 캐리어를 전달하는 활성층;
    상기 활성층에 증착된 소스 전극 및 드레인 전극;
    상기 활성층에 연결되며 폴리머를 기반으로 형성된 광 흡수층을 포함하는 포토 트랜지스터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 광 흡수층의 폴리머는 DPP(diketopyrrolopyrrole) 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광 흡수층의 폴리머는 유기물 배향 비율을 미리 설정된 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 광 흡수층의 폴리머의 유기물 배향 비율을 조절하여 상기 광 흡수층과 상기 활성층의 계면의 전위 장벽(potential barrier)을 제어하는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 감소하면 표면 전위가 증가하고, 상기 계면에서의 전위 장벽이 증가하고, 상기 계면에서의 정공 축적이 증가하고, 전자와 정공의 재결합이 증가하여, 신경가소성(neuroplasticity) 또는 잔류광전기 전도도(persistent photoconductance)를 감소시키는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 유기물 배향 비율에서 페이스-온 배향 비율이 증가하면 표면 전위가 감소하고, 상기 계면에서의 전위 장벽이 감소하고, 전자의 수송 효율이 증가하여, 광 감지도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 포토 트랜지스터.
  14. 생체신호 모니터링 센서에 있어서,
    기판;
    상기 기판에 연결된 광원;
    상기 기판에 연결되며 제1 광 흡수층을 갖는 제1 포토 트랜지스터; 및
    상기 기판에 연결되며 제2 광 흡수층을 갖는 제2 포토 트랜지스터를 포함하며,
    제1 센싱 모드에서 상기 제1 포토 트랜지스터가 동작하고, 제2 센싱 모드에서 상기 제2 포토 트랜지스터가 동작하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 포토 트랜지스터와 상기 제2 포토 트랜지스터는 상호 피드백을 보내어 온/오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 포토 트랜지스터는 생체신호의 크기를 기준으로 상기 제2 포토 트랜지스터로 피드백을 보내고,
    상기 제2 포토 트랜지스터는 생체신호의 진동수를 기준으로 상기 제1 포토 트랜지스터로 피드백을 보내는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 제1 광 흡수층은 제1 페이스-온 배향 비율을 갖고,
    상기 제2 광 흡수층은 제2 페이스-온 배향 비율을 갖고,
    상기 제1 페이스-온 배향 비율이 상기 제2 페이스-온 배향 비율보다 높은 값을 갖도록 설정되는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 센싱 모드에서 상기 제1 포토 트랜지스터는 상기 제1 페이스-온 배향 비율에 따라 저전력 센서로 동작하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 센싱 모드에서 상기 제2 포토 트랜지스터는 상기 제2 페이스-온 배향 비율에 따라 고정밀 센서로 동작하는 것을 특징으로 하는 생체신호 모니터링 센서.
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