한국연구재단은 전용민·권상직·조의식 가천대 교수 연구팀이 이노큐디, 권정현 충북대 교수 연구팀과 공동으로 실시간으로 광 파장 변환이 가능한 '고출력 의료용 웨어러블 QD-OLED(양자점 발광다이오드) 패치'를 개발했다고 3일 밝혔다.


QD-OLED가 웨어러블 전자약으로 개발된 것은 이번이 세계 최초다. QD-OLED는 입자 크기에 따라 색깔이 다양하게 나타나는 양자점의 특성을 이용해 기존 LED보다 다양한 색의 빛을 내는 소자로, 디스플레이 산업에 주로 쓰인다.


최근 인체에 부착해 질병을 실시간 진단·치료할 수 있는 웨어러블 OLED 기술이 주목받고 있다. 기존 OLED는 높은 출력과 파장을 실시간 바꾸기 어려워 전자약에 적용하기 힘든 한계가 있다. 기존 QD-OLED 역시 유연성과 고출력의 근적외선 성능이 확보되지 못해 주로 디스플레이 분야에 활용돼 왔다.


연구팀은 OLED를 한 픽셀에 병렬로 적층해 낮은 전압에서도 고출력을 낼 수 있는 청색 OLED를 제작했다. 이 청색 OLED는 단층 청색광 OLED보다 435% 향상된 고출력 청색 OLED 청색을 보였다. 이어 산소와 수분으로부터 OLED를 보호하는 다기능 봉지막 필름을 QD-발광부에 부착해 15%였던 양자점 광변환 효율을 최대 68%까지 높였다. 봉지막 필름은 OLED 제조 과정에서 산소와 수분이 유기물에 침투하지 못하도록 밀봉해 제품의 수명을 높이는 역할을 한다.


연구팀이 개발한 웨어러블 QD-OLED를 모발 성장에 중요한 역할을 하는 모유두 세포에 쪼인 결과, 세포가 23% 이상 증식한 것으로 나타났다. 아울러, 실시간 심박수 측정도 가능함을 확인했다.


전용민 가천대 교수는 "상용화 수준의 고출력, 고신뢰성의 QD-OLED 패치 기술을 확보했다"며 "앞으로 웨어러블 디스플레이뿐 아니라 전자약, 센서, 광의학 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.


이 연구결과는 화학공학 분야 국제 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널(지난 9월 25일)'에 실렸다.

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