KR20160007560A - 안과용 디바이스 상에 박막 나노결정 집적 회로를 갖는 안과용 디바이스 - Google Patents

안과용 디바이스 상에 박막 나노결정 집적 회로를 갖는 안과용 디바이스 Download PDF

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랜달 비. 퓨
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존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터를 3차원으로 형성된 삽입체 피스 상에 형성하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명은 박막 나노결정 집적 회로 기반 박막 트랜지스터, 전기 상호접속부, 및 에너지 공급 요소를 갖는 3차원 표면을 안과용 디바이스 내로 통합하기 위한 삽입체 피스 내로 통합하는 것을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 삽입체 피스는 매체 삽입체로서 직접 사용될 수 있거나 또는 안과용 디바이스 내로 통합될 수 있다.

Description

안과용 디바이스 상에 박막 나노결정 집적 회로를 갖는 안과용 디바이스{OPHTHALMIC DEVICE WITH THIN FILM NANOCRYSTAL INTEGRATED CIRCUITS ON OPHTHALMIC DEVICES}
본 발명은 박막 나노결정 트랜지스터 및 집적 회로 디바이스가 안과용 디바이스 삽입체 구성요소 상에 형성된 디바이스를 형성하는 데 유효한 방법 및 장치를 설명한다. 일부 실시 형태에서, 안과용 디바이스 내에 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 형성하기 위한 방법 및 장치는 3차원 형상을 갖는 기재 상에 존재하는 표면 상에서의 상기 형성에 관한 것이다. 일부 실시 형태에서, 본 방법 및 장치에 대한 사용 분야는 에너지 공급 요소, 삽입체 및 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 통합하는 안과용 디바이스를 포함할 수 있다.
전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens), 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 디바이스는 교정, 미용, 또는 치료 특성을 갖는 생체적합성 디바이스를 포함하였다. 콘택트 렌즈는, 예를 들어 시력 교정 기능, 미용 향상 및 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특성에 의해 제공된다. 렌즈에 굴절 품질을 포함시키는 설계는 시력 교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 안료는 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈에 포함된 활성제는 치료 기능을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특성은 렌즈가 에너지 공급된(energized) 상태로 됨이 없이 달성된다. 누점 마개는 전통적으로 수동형 디바이스였다.
보다 최근에, 능동형 구성요소(active component)가 콘택트 렌즈 내에 통합되었다. 일부 구성요소는 반도체 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 예는 동물 눈에 배치된 콘택트 렌즈 내에 매립된 반도체 디바이스를 보여주고 있다. 능동형 구성요소가 어떻게 렌즈 구조 자체 내에서 다수의 방식으로 에너지 공급되고 활성화될 수 있는지가 또한 설명되고 있다. 렌즈 구조에 의해 형성되는 공간의 토폴로지(topology) 및 크기는 다양한 기능의 형성에 대한 신규하고 문제가 되는 환경을 생성한다. 많은 실시 형태에서, 안과용 디바이스 내의 구성요소에 에너지 공급하기 위한 신뢰성 있고 컴팩트하고 비용 효과적인 수단을 제공하는 것이 중요하다. 일부 실시 형태에서, 이러한 에너지 공급 요소에는 배터리가 포함될 수 있으며, 배터리는 또한 "알칼리" 전지 기반 화학반응으로부터 형성될 수 있다. 이러한 에너지 공급 요소에는 그의 전기 에너지를 이용하는 다른 구성요소가 접속될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이러한 다른 구성요소에는 회로 기능을 수행하기 위한 트랜지스터가 포함될 수 있다. 그러한 디바이스 내에 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 포함하는 것은 유용하며 가능할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 3차원으로 형성된 제1 매체 삽입체로서, 제1 매체 삽입체는 제1 전도성 트레이스에 인접한 제1 에너지 공급 요소를 포함하고, 이러한 인접함으로 인해서 제1 에너지 공급 요소를 제1 박막 나노결정 트랜지스터 디바이스 층을 포함하는 제1 박막 트랜지스터와 전기 통신 상태에 둘 수 있는, 제1 매체 삽입체; 및 제1 매체 삽입체를 둘러싸거나 봉지할 수 있는 하이드로겔 재료를 포함하는 능동형 안과용 디바이스를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 제1 전도성 트레이스는, 예를 들어 인듐 주석 산화물을 포함하는, 투명 전극을 포함할 수 있다. 제1 에너지 공급 요소는 복수의 전기화학 전지들을 포함할 수 있고, 전기화학 전지들은 적어도 부분적으로 직렬로 접속될 수 있다. 제1 박막 트랜지스터는, 예를 들어 셀렌화카드뮴(Cd Se) 나노결정을 포함하는, n-형 나노결정 층을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제1 박막 트랜지스터는, 예를 들어 셀렌화구리를 포함하는, p-형 나노결정 층을 포함할 수 있다.
안과용 디바이스 내에 봉지된 매체 삽입체는 제2 나노결정 층을 포함하는 제2 박막 트랜지스터를 추가로 포함할 수 있고, 제2 박막 트랜지스터는 제1 에너지 공급 요소와 전기 통신 상태에 있을 수 있다. 제1 박막 트랜지스터와 유사하게, 일부 실시 형태에서, 제2 나노결정 층은, 예를 들어 셀렌화구리를 포함하는, p-형 나노결정 층을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 안과용 디바이스는 안과용 디바이스의 초점 특성을 변경시킬 수 있는 능동형 광학 디바이스를 추가로 포함할 수 있고, 능동형 광학 디바이스는 제1 에너지 공급 요소와 전기 통신 상태에 있을 수 있다. 예를 들어, 능동형 광학 디바이스는 액체 메니스커스(meniscus) 렌즈 요소를 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시 형태에서, 안과용 디바이스 내에 봉지된 매체 삽입체는, 예를 들어 감압 스위치(pressure-sensitive switch)와 같은, 능동형 광학 디바이스와 전기 통신 상태에 있는 활성화 요소를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은, 제2 에너지 공급 요소; 제2 전도성 트레이스; 및 유기 반도체 층을 포함하는 제3 박막 트랜지스터를 포함하고, 제2 전도성 트레이스가 제2 에너지 공급 요소를 제3 박막 트랜지스터와 전기 통신 상태에 둘 수 있는 제2 매체 삽입체를 또한 포함한다. 제3 박막 트랜지스터는, 예를 들어 셀렌화카드뮴 나노결정들을 포함하는, n-형 나노결정 층을 포함할 수 있다. 제2 매체 삽입체는 제4 박막 트랜지스터 층을 추가로 포함할 수 있고, 제4 박막 트랜지스터 층은, 예를 들어 펜타센과 같은, p-형 유기 반도체 층을 포함한다.
도 1은 본 발명의 독립체(entity)의 다른 관련된 개시물과 양립하게 박막 나노결정 집적 회로 디바이스가 위에 형성될 수 있는 3차원 표면을 갖는 예시적인 삽입체 피스(insert piece)를 도시한다.
도 2는 박막 나노결정 집적 회로 디바이스의 형성과 양립할 수 있는 3차원 표면을 형성하기 위한 예시적인 흐름을 도시한다.
도 3은 적어도 2개의 전기 전도성 위치에 전도성 트레이스를 갖는 3차원으로 형성된 삽입체 피스에 접속된 집적 회로 디바이스를 도시한다.
도 4는 안과용 디바이스 내로의 포함에 유용할 수 있는 상보형인 n-형 및 p-형 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 형성하기 위한 예시적인 일 세트의 가공 흐름 단계들을 도시한다.
도 5는 안과용 디바이스 내에 포함될 수 있는 박막 나노결정 집적 회로를 이용하는 예시적인 전자 회로 기능을 도시한다.
도 6은 회로 요소를 포함하는 삽입체 피스의 도면을 도시한다.
본 발명은 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 포함하는 안과용 디바이스에 관한 것이다. 일부 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로 디바이스는 하나 이상의 매체 삽입체에 부착된다. 일부 실시 형태에서, 매체 삽입체 구조물은 3차원 토폴로지를 갖는 표면을 가질 수 있다.
일부 실시 형태는 또한 가요성 기재와 양립하는 박막 나노결정 트랜지스터 및 집적 회로를 포함할 수 있다. 일부 특정 디바이스는, 티오시아네이트 재료와 같은, 단쇄 무기-기반 리간드로서 셀렌화카드뮴을 포함한다. 나노결정은 이용가능한 전도성 층으로 조화될 수 있다.
하기의 단락에서, 본 발명의 실시 형태의 상세한 설명이 주어질 것이다. 바람직한 실시 형태와 대안적인 실시 형태 둘 모두의 설명은 단지 예시적인 실시 형태이며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 상기 예시적인 실시 형태는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
용어
본 발명에 관한 이러한 설명 및 청구범위에서, 하기의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:
애노드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류가 그를 통해 극성 전기 디바이스 내로 흘러들어가는 전극을 지칭한다. 전류의 방향은 전형적으로 전자 흐름의 방향에 반대이다. 달리 말하면, 전자는 애노드로부터 예를 들어 전기 회로로 흐른다.
캐소드: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류가 그를 통해 극성 전기 디바이스로부터 흘러나오는 전극을 지칭한다. 전류의 방향은 전형적으로 전자 흐름의 방향에 반대이다. 따라서, 전자는 극성을 띤 전기 디바이스로 흘러들어가고, 예를 들어 접속된 전기 회로로부터 흘러나온다.
전극: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급원 내의 활성 질량체(active mass)를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 이는 애노드 및 캐소드 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다.
봉지하다(Encapsulate): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 매체 삽입체와 같은, 독립체를 그 독립체에 인접한 환경으로부터 분리하기 위해 배리어를 생성하는 것을 지칭한다.
봉지재: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 예를 들어 매체 삽입체와 같은, 독립체를 둘러싸서 형성된 층을 지칭하는데, 이 층은 독립체를 그 독립체에 인접한 환경으로부터 분리하기 위해 배리어를 생성한다. 예를 들어, 봉지재는 실리콘 하이드로겔, 예컨대 에타필콘(Etafilcon), 갈리필콘(Galyfilcon), 나라필콘(Narafilcon) 및 세노필콘(Senofilcon), 또는 다른 하이드로겔 콘택트 렌즈 재료로 이루어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 봉지재는 지정된 물질을 독립체 내에 포함하고, 예를 들어 물과 같은 지정된 물질이 독립체로 진입되는 것을 방지하기 위해 반투과성일 수 있다.
에너지 공급된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 내부에 전기 에너지를 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.
에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관계될 수 있다.
에너지 공급원: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나, 논리 또는 전기 디바이스를 에너지 공급된 상태에 둘 수 있는 디바이스 또는 층을 지칭한다.
에너지 하베스터(Energy Harvester): 본 명세서에 사용된 바와 같이, 환경으로부터 에너지를 추출하여 그것을 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 디바이스를 지칭한다.
기능화된: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 층 또는 디바이스가 예를 들어 에너지 공급, 활성화, 또는 제어를 포함하는 기능을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다.
삽입체 피스: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 강성 삽입체 또는 매체 삽입체 내로 조립될 수 있는 멀티 피스 강성 삽입체 또는 매체 삽입체의 중실 요소를 지칭한다. 안과용 디바이스에서, 삽입체 피스는 광이 통과하여 사용자의 눈으로 진행할 수 있는 안과용 디바이스의 중심 내의 영역을 포함하고 가질 수 있다. 이러한 영역은 광학 구역으로 불릴 수 있다. 다른 실시 형태에서, 피스는 광학 구역 내의 영역들 중 일부 또는 전부를 포함하거나 갖지 않는 환상(annular) 형상을 취할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 강성 삽입체 또는 매체 삽입체는 다수의 삽입체 피스를 포함할 수 있고, 이 경우 일부 삽입체 피스는 광학 구역을 포함할 수 있고, 다른 삽입체 피스는 환상이거나 환체의 일부일 수 있다.
렌즈 형성 혼합물 또는 반응성 혼합물 또는 반응성 단량체 혼합물(reactive monomer mixture, RMM): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 경화 및 가교결합되거나 가교결합되어 안과용 렌즈를 형성할 수 있는 단량체 또는 예비중합체(prepolymer) 재료를 지칭한다. 다양한 실시 형태는 하나 이상의 첨가제, 예컨대 UV 차단제, 틴트(tint), 광개시제 또는 촉매, 및 콘택트 렌즈 또는 안내 렌즈와 같은 안과용 렌즈에 있어서 사람들이 필요로 할 수 있는 다른 첨가제를 갖는 렌즈 형성 혼합물을 포함할 수 있다.
렌즈 형성 표면: 렌즈의 성형에 사용되는 표면을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 임의의 그러한 표면(103, 104)은 광학 품질의 표면 마무리를 가질 수 있는데, 이는 성형 표면과 접촉하는 렌즈 형성 재료의 중합에 의해 형성되는 렌즈 표면이 광학적으로 허용가능하도록 표면이 형성되고 충분히 매끄럽다는 것을 나타낸다. 또한, 일부 실시 형태에서, 렌즈 형성 표면(103, 104)은 구면 도수(spherical power), 비구면 도수(aspherical power) 및 난시 도수(cylinder power), 파면 수차 교정(wave front aberration correction), 각막 토포그래피 교정(corneal topography correction) 등뿐만 아니라 이들의 임의의 조합을 제한 없이 포함하는 원하는 광학 특성을 렌즈 표면에 부여하기 위해 필요한 기하학적 형상을 가질 수 있다.
리튬 이온 전지: 리튬 이온이 전지를 통해 이동하여 전기 에너지를 발생시키는 전기화학 전지를 지칭한다. 전형적으로 배터리로 불리는 이러한 전기화학 전지는 그의 전형적인 형태에서 에너지 재공급되거나 재충전될 수 있다.
기재 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈 내에서 에너지 공급원을 지지할 수 있는 형성가능한 또는 강성인 기재를 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 기재 삽입체는 또한 하나 이상의 구성요소를 지지한다.
매체 삽입체: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급형 안과용 디바이스 내에 포함될 봉지된 삽입체를 지칭한다. 에너지 공급 요소 및 회로가 매체 삽입체 내에 매립될 수 있다. 매체 삽입체는 에너지 공급형 안과용 디바이스의 1차 목적을 형성한다. 예를 들어, 사용자가 광학 굴절력을 조절하는 것을 에너지 공급형 안과용 디바이스가 가능하게 하는 실시 형태에서, 매체 삽입체는 광학 구역 내의 액체 메니스커스 부분을 제어하는 에너지 공급 요소를 포함할 수 있다. 대안적으로, 매체 삽입체는 광학 구역에 재료가 없도록 환상일 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 렌즈의 에너지 공급 기능은 광학 특성이 아닐 수 있고, 예를 들어 글루코스를 모니터링하거나 의약을 투여하는 것일 수 있다.
금형: 비경화 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반강성 물체를 지칭한다. 일부 바람직한 금형은 전방 곡면 금형 부분품(mold part) 및 후방 곡면 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.
안과용 렌즈 또는 안과용 디바이스 또는 렌즈: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 눈 안에 또는 눈 위에 존재하는 임의의 디바이스를 지칭한다. 디바이스는 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용을 위한 것일 수 있거나, 광학 품질과 관련되지 않은 일부 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어, 용어 "렌즈"는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입체(ocular insert), 광학 삽입체, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는, 또는 시력을 방해함이 없이 눈의 생리학적 기능이 미용적으로 (예를 들어, 홍채 색상이) 향상되게 하는 다른 유사한 디바이스를 지칭할 수 있다. 대안적으로, 렌즈는, 예를 들어 누액의 성분의 모니터링 또는 활성제의 투여 수단과 같은 시력 교정 이외의 기능을 갖고서 눈에 배치될 수 있는 디바이스를 지칭할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 발명의 바람직한 렌즈는, 예를 들어, 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함할 수 있는 실리콘 탄성중합체 또는 하이드로겔로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈일 수 있다.
광학 구역: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 안과용 렌즈의 착용자가 그를 통해 보는 안과용 렌즈의 영역을 지칭한다.
동력: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행한 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.
예비경화: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 반응성 단량체 혼합물과 같은 혼합물을 부분적으로 경화시키는 공정을 지칭한다. 일부 실시 형태에서, 예비경화 공정은 완전 경화 공정의 단축된 기간을 포함할 수 있다. 대안적으로, 예비경화 공정은, 재료를 완전히 경화시키는 데 사용될 수 있기보다는, 예를 들어, 혼합물을 상이한 온도 및 파장의 광에 노출시킴으로써, 고유의 공정을 포함할 수 있다.
선투입(predose): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 공정의 완료에 필요할 수 있는 전량(full amount)보다는 적은 양으로의 재료의 초기 침착을 지칭한다. 예를 들어, 선투입은, 예를 들어 반응성 단량체 혼합물과 같은, 필요 물질의 1/4을 포함할 수 있다.
후투입(postdose): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 공정의 완료에 필요할 수 있는, 선투입 이후의, 나머지 양의 재료의 침착을 지칭한다. 예를 들어, 선투입이, 예를 들어 반응성 단량체 혼합물과 같은, 필요 물질의 1/4을 포함하는 경우, 후속 후투입은 이 물질의 나머지 3/4을 제공할 수 있다.
재충전가능한 또는 에너지 재공급가능한: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 보다 높은 일 수행 능력을 갖는 상태로 복원되는 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 특정의 회복 시간 주기 동안 소정의 비율로 전류를 흘리는 능력에 의해 복원되는 능력에 관계될 수 있다.
에너지 재공급 또는 재충전: 더 높은 일 수행 능력을 가진 상태로 복원하는 것이다. 본 발명에서의 많은 용도는 소정의 회복 기간 동안 소정의 비율로 전류를 흘리는 능력으로 디바이스를 복원하는 것에 관계될 수 있다.
금형으로부터 해제된: 렌즈가 금형으로부터 완전히 분리되거나, 가벼운 정도의 교반에 의해 제거되거나 스웝(swab)에 의해 밀어 떼어낼 수 있도록 단지 느슨하게 부착되는 것을 의미한다.
적층된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 2개의 구성요소 층을 서로 근접하게 배치하여 층들 중 하나의 일 표면의 적어도 일부분이 제2 층의 제1 표면과 접촉하게 하는 것을 의미한다. 일부 실시 형태에서, 필름이, 접착을 위해서든 다른 기능을 위해서든 간에, 상기 필름을 통해 서로 접촉하는 2개의 층 사이에 존재할 수 있다.
적층된 집적 구성요소 디바이스(Stacked Integrated Component Device) 또는 SIC 디바이스: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전기 및 전기기계 디바이스를 포함할 수 있는 각각의 층의 적어도 일부분을 상하로 적층하는 것에 의해 기재의 박층들을 작동식 집적 디바이스로 조립하는 패키징 기술의 제품을 지칭한다. 층들은 다양한 유형, 재료, 형상, 및 크기의 구성요소 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 층들은 다양한 윤곽에 맞춰지고 이를 취하도록 다양한 디바이스 제조 기술로 제조될 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 탄소계 재료로부터 제조된 반도체를 지칭한다.
3차원 표면 또는 3차원 기재 또는 3차원으로 형성된: 본 명세서에 사용된 바와 같이, 평면인 표면과 대조적으로 토포그래피가 특정 목적을 위해 설계되어 3차원으로 형성된 임의의 표면 또는 기재를 지칭한다.
트레이스: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 회로 구성요소들을 전기적으로 접속시킬 수 있는 배터리 구성요소를 지칭한다. 예를 들어, 기재가 인쇄 회로 기판일 때 회로 트레이스는 구리 또는 금을 포함할 수 있고, 가요성 회로에서 구리, 금 또는 인쇄된 침착물일 수 있다. 트레이스는 또한 비금속 재료, 화학물질 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 포함하기 위한 통합된 에너지 공급 디바이스를 갖는 3차원으로 형성된 매체 삽입체.
본 명세서에서 발명 기술과 관련된 방법 및 장치는 3차원으로 형성된 기재 내에 또는 상에 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 형성하는 것에 관한 것으로, 여기서 기재는 또한 그의 표면 상에 전기 상호접속부를 포함한다. 도 1로 가면, 전기 트레이스(130 내지 180)를 갖는 예시적인 3차원 기재(100)가 도시되어 있다. 일부 실시 형태에서, 3차원 기재(100)는 안과용 디바이스를 위한 삽입체 피스의 일부를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태는 능동 포커싱 요소(active focusing element)를 통합하는 안과용 디바이스를 포함할 수 있다. 그러한 능동 포커싱 디바이스는 에너지 공급 요소 내에 저장될 수 있는 에너지를 이용하면서 제 기능을 할 수 있다. 3차원 기재(100) 상의 트레이스(130 내지 180)는 에너지 공급 요소의 형성을 위한 토대를 기재에 제공할 수 있다. 개별 박막 나노결정 집적 회로 디바이스 또는 박막 나노결정 집적 회로 디바이스로부터 형성된 회로는 다양한 공정들을 통하여 상기 트레이스(130 내지 180)에 접속될 수 있다.
안과용 디바이스의 실시 형태에서, 3차원 기재는 광학적 활성 영역(110)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 포커싱 요소인 경우, 영역(110)은, 광이 사용자의 눈으로 진행하는 중에 통과하는 포커싱 요소를 포함하는 삽입체 피스의 전방 표면을 나타낼 수 있다. 이러한 영역(110)의 외부에는, 광학적으로 관련된 경로에 있지 않은 삽입체 피스의 주연 영역이 있을 수 있다. 일부 실시 형태에서, 능동 포커싱 기능과 관련된 구성요소는 그러한 주연 영역에 배치될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 특히 매우 얇은 박막 및 투명 전극을 이용하는 것인, 구성요소는 이러한 광학적 활성 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 투명 전극은 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함할 수 있다. 다양한 구성요소들은 금속 트레이스에 의해 서로 전기적으로 접속될 수 있고, 일부 이들 구성요소는 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 포함할 수 있거나 박막 나노결정 집적 회로 디바이스일 수 있다. 이러한 금속 트레이스는 또한 지지 기능을 에너지 공급 요소의 안과용 디바이스 내로의 통합에 제공할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 에너지 공급 요소는 배터리일 수 있다. 예를 들어, 배터리는 고체 상태 배터리일 수 있거나, 또는 대안적으로 이는 습식 전지 배터리일 수 있다. 그러한 실시 형태에서, 디바이스 내의 다른 능동 요소들에 그들의 에너지 공급을 위해 제공되도록 배터리의 애노드(150)와 배터리의 캐소드(160) 사이에 형성된 전위를 제공하기 위하여 전기 전도성인 최소한 적어도 2개의 트레이스가 존재할 수 있다. 애노드(150) 접속은 에너지 공급 요소의 통합된 디바이스로의 (-) 전위 접속을 나타낼 수 있다. 캐소드(160) 접속은 에너지 공급 요소의 통합된 디바이스로의 (+) 전위 접속을 나타낼 수 있다.
일부 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로 요소는 애노드(150) 및 캐소드(160) 접속점을 통하여 접속될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로 디바이스는 기재(100) 표면 상에 직접 형성될 수 있고 애노드(150) 및 캐소드(160) 접속점과 접속될 수 있거나, 대안적으로는, 회로 디바이스 자체 내에서의 상호접속부에 대해 동일한 야금(metallurgy)을 사용함으로써 일체로 접속될 수 있다.
애노드(150) 및 캐소드(160) 트레이스는 분리된 트레이스(140, 170)에 각각 접속될 수 있다. 이들 분리된 트레이스(140, 170)는 이웃하는 트레이스(130, 180)에 가까이 놓일 수 있다. 이웃하는 트레이스(130, 180)는 배터리 요소가 이들 트레이스(130, 180) 상에 생성될 때 반대되는 배터리 화학반응 또는 전극 유형을 나타낼 수 있다. 따라서, 이웃하는 트레이스(130, 180)는 트레이스(130)와 트레이스(140) 사이의 배터리 전지의 캐소드로서 기능하게 할 수 있는 화학 층에 접속될 수 있다.
2개의 이웃하는 트레이스(130, 180)는 트레이스 영역(120)을 통해 서로 접속될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이러한 영역(120)은 화학 층에 의해 덮이지 않을 수 있어서, 이 영역이 전기 상호접속부로서 기능하게 할 수 있다. 일부 예시적인 실시 형태에서, 두 쌍의 전지들이 배터리들로서 구성될 수 있고, 레이아웃 및 설계의 특성이 이들 두 개의 배터리들을 직렬 접속으로 접속시킬 수 있다. 접속부(150 및 160)를 가로지른 전체적인 전기적 성능은 두 개의 배터리 전지들의 조합인 것으로 여겨질 수 있다. 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 통합하는 실시 형태에서, 에너지 공급 전압 요건은 수십 볼트 이내일 수 있다. 따라서, 에너지 공급 요소가 더 높은 전체 에너지 공급 전압을 형성하게 하도록 다수의 영역(120)들이 형성될 수 있다.
도 2로 가면, 전도성 트레이스를 갖는 3차원 기재의 형성을 위한 예시적인 공정(200)이 도시되어 있다. 일부 실시 형태에서, 가공 후에 3차원 표면 상에 상호접속부가 될 수 있는 한 세트의 전도성 특징부는, 베이스 재료가 평면 형상으로 유지되는 동안, 형성될 수 있다. 210에서, 베이스 기재가 형성될 수 있다. 안과용 실시 형태에서, 기재는 안과용 디바이스의 일부를 형성하는 것과 양립할 수 있다. 예를 들어, 기재는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 베이스 기재가 전도성 재료로 형성된 실시 형태에서, 표면은 절연체 재료로 코팅될 수 있는데, 이는 그의 표면 상에 상호접속부의 형성을 허용할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 기재가 폴리이미드로 이루어진 경우, 기재는, 예를 들어 산화알루미늄의, 절연 층으로 코팅될 수 있는데, 이는 박막 트랜지스터가 침착 또는 형성되기 전에 기재를 예비수축(preshrink)시키는 기능을 제공할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로는 210에서 얻어지는 기재 상에 가공될 수 있다. 일부 그러한 실시 형태에서, 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같은, 나노결정 가공 단계는, 도 2에 도시된 바와 같은, 기재 가공 단계 전에 일어나 있을 수 있다. 따라서, 210에서 형성된 기재는 그의 표면 상에 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로 디바이스는 별도로 형성될 수 있고, 기재가 260에서 가공된 후에 전도성 트레이스에 접속될 수 있다.
220에서, 전도성 필름이 기재 베이스에 적용될 수 있다. 전도성 필름은, 예를 들어, 알루미늄 필름을 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 전도성 필름은 평탄한 기재 베이스가 3차원으로 형성될 수 있는 경우 변형될 수 있고, 전도성 필름은 3차원 형성 공정 동안 기계적 파괴를 피하기에 충분한 두께의 가단성의 전도성 재료를 포함할 수 있다.
230에서, 전도성 필름은 평탄한 기재가 3차원으로 형성된 후에 예비형성된 형상을 형성할 수 있는 형상으로 패턴화될 수 있다. 230에서 형성된 형상은 단지 예시적인 목적을 위한 것이고, 다른 형태들도 명백할 수 있다. 예를 들어 알루미늄 필름과 같은, 전도성 필름은 다양한 방법들을 통하여, 예를 들어 화학적 에칭 또는 레이저 애블레이션(laser ablation)에 의한 포토리소그래피(photolithography)를 통하여, 패턴화될 수 있다. 대안적으로, 이미징된(imaged) 전도체 패턴은 스크린을 통하여 패턴화된 형상으로 직접 침착될 수 있다. 박막 나노결정 집적 회로 디바이스가 기재 상에 포함되는 실시 형태에서, 230에서 형성된 패턴화된 형상은 박막 나노결정 집적 회로에 접속될 수 있다.
일부 실시 형태에서는, 240에서, 오버레이된(overlaid) 전도성 특징부를 갖는 베이스 기재를 포함하는 적층된 층은 오버레이된 재료 내에 봉지될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 오버레이된 재료는, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG)과 같은, 열성형성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 또는 더 구체적으로는, 적층된 층이 열성형될 수 있는 경우, 형성된 특징부의 240에서의 봉지화는 3차원 형상을 생성하는 열성형 공정 동안 안정성을 제공할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 적층된 층을 밀봉하기 위하여 240에서 제1 평면 열성형 공정이 일어날 수 있는데, 이는 오버레이된 절연 재료를 전도성 필름 내의 형성된 특징부 및 하부 기재 베이스에 접착시킬 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복합 필름이 중심 광학 영역에 악영향을 미칠 수 있어서, 적층된 층의 중심 광학 구역 영역이 제거될 수 있다.
250에서, 베이스 재료, 형성된 전도성 특징부, 및 오버레이된 봉지 및 절연 층을 포함하는 적층된 층은 열성형 공정을 거칠 수 있는데, 여기서 적층된 층은 3차원으로 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서는, 260에서, 적층된 층이 절연 층으로 코팅된 경우, 비아(via)가 260에서 절연 재료 내로 형성될 수 있다. 260에서, 전기 전도성 비아 및 개구는 적절한 위치에 포함될 수 있는데, 여기서 비아는 박막 나노결정 집적 회로가 적층된 층 상에 포함된 봉지된 전도성 특징부와 접속되도록 할 수 있다. 비아 및 개구는, 적층된 층의 상부 절연체 층을 애블레이션함으로써 개구를 정밀하게 생성할 수 있는, 예를 들어 레이저 애블레이션을 포함하는, 다양한 공정을 통하여 형성되어, 그에 의해 하부 전도성 필름 영역을 노출시킬 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로 디바이스의 3차원으로 형성된 또는 형성가능한 삽입체 기재 상으로의 전기적 접속
도 3으로 가면, 전도성 트레이스(325)를 갖는 기재(300)를 포함하는 3차원으로 형성된 적층된 층 상에 포함된 박막 나노결정 집적 회로(305)의 예시적인 실시 형태가 도시되어 있다. 일부 그러한 실시 형태에서, 박막 나노결정 집적 회로(305)는 전도성 트레이스(325)가 기재(300) 상에 포함된 후에 부착될 수 있다. 대안적으로, 박막 나노결정 집적 회로(305)는 전도성 트레이스(325)의 배치 전에 기재(300) 상에 포함될 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로(305)의 구성요소는 기재(300) 상에 포함된 상호접속 특징부(310, 320)를 통하여 전도성 트레이스(325)에 전기적으로 접속될 수 있다. 상호접속 특징부(310, 320)에서의 전기 접속부는 박막 나노결정 집적 회로(305)를 매체 삽입체의 기능적 작동에 중요할 수 있는 기재(300) 상의 전기 구성요소에 접속시킬 수 있다. 그러한 전기 구성요소는, 예를 들어, 에너지 공급 요소, 센서, 능동 광학 요소, 다른 집적 회로 설계, 약제 펌프, 및 약제 분배 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 플립 칩 배향(flip-chip orientation)을 포함하여, 상호접속 특징부(310, 320)는, 예를 들어, 유동성 솔더 볼 또는 전도성 에폭시를 포함할 수 있다. 전도성 트레이스(325) 및 상호접속 특징부(310, 320)가 봉지되거나 절연된 실시 형태에서는, 적층된 층으로부터 비아가 절제 또는 다이싱될(diced) 수 있어서, 이는 상호접속 특징부(310, 320)와 박막 나노결정 집적 회로(305)의 구성요소들 사이에 접속을 허용할 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터의 매체 삽입체 표면 상에서의 형성
박막 나노결정 집적 회로 디바이스는, 예를 들어 전계 효과 반전도성 디바이스 구조물에 기반한 것을 포함하여, 다양한 구조물을 포함할 수 있다. 일부 그러한 예시적인 실시 형태에서, 디바이스는 게이트 전극이 나노결정 층 아래에, 나노결정 층 위에, 또는 나노결정 층에 놓인 설계를 포함할 수 있다.
도 4로 가면, 상보형인 p 및 n-형 박막 나노결정 집적 회로 디바이스를 생성할 수 있는 병행 가공 흐름(400, 450)의 예시적인 실시 형태가 도시되어 있다. 일부 실시 형태에서, n-형 공정(400) 및 p-형 공정(450)은 별개로 수행될 수 있다. 410에서, 각 유형의 디바이스를 위한 베이스 재료는 디바이스가 상부에 형성될 수 있는 평탄한 또는 평면인 기재일 수 있다. 일부 "하부 게이트" 전극 유형 공정의 실시 형태에서는, 단계 415에서, 금속성 또는 전도성 재료가 분리된 게이트 전극을 형성하도록 침착될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 게이트 전극은 스퍼터링된 또는 증발된 공급원으로부터 스크린 침착될 수 있다. 다른 방법으로는 블랭킷 침착에 이어지는 패턴화된 에칭 공정이 포함될 수 있다.
일부 실시 형태에서는, 420에서, 게이트 유전체 층이 게이트 전극을 덮고 둘러싸도록 침착될 수 있다. 상기 침착을 위한 예시적인 방법은 액체 전구체로부터의 유전체에 대한 스피닝(spinning) 후 경화 공정을 행하는 것일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 유전체는 증착에 의해 침착될 수 있고, 일부 경우에는, 이어서, 예를 들어 화학 기계적 연마와 같은, 기법에 의해 평탄화될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 산화알루미늄의 시드 필름이 선택 영역 내에서, 선택된 영역을 제외하고는 성장을 차단할 수 있는 특징부들, 예를 들어 금을 포함하는 것들에 의해 성장될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 원자 층 침착 가공이, 예를 들어 산화알루미늄 원자 층과 같은, 양질의 유전체 필름의 선택적 성장을 특정 영역 내에서 가능하게 할 수 있다.
400에서의 n-형 가공의 일부 실시 형태에서는, 425에서, n-형 박막 나노결정 집적 회로 층이 유전체 층 상에 침착될 수 있다. 이러한 침착은 박막 나노결정 집적 회로의 스프레이된 형태의 마스킹된 침착에 의해 국소적으로 제어될 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 블랭킷(blanket) 필름을 적용한 후 패턴화된 제거 공정을 행할 수 있다. n-형 층을 위한 예시적인 재료에는, 예를 들어, 티오시아네이트와 같은 리간드를 통하여 상호결합될 수 있는 CdSe 나노결정이 포함될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 예시적인 층은 인듐에 의해 도핑될 수 있다. 양극성 디바이스의 일부 실시 형태에서, n-형 박막 나노결정 집적 회로 필름은 425에서 유전체 층 상에 침착될 수 있고, n-형 층은 430에서 p-형 박막 나노결정 집적 회로 재료에 의해 덮일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 도시된 바와 같이, p-형 가공, 450은 425에서의 n-형 층의 침착을 포함하지 않을 수 있다.
일부 p-형 실시 형태에서는, 단계 430에서, p-형 박막 나노결정 집적 회로 층이 유전체 층 상에 침착될 수 있다. 이러한 침착은 박막 나노결정 집적 회로의 증기 상(vapor phase) 형태의 마스킹된 침착에 의해 국소적으로 제어될 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 블랭킷 필름을 적용한 후 패턴화된 제거 공정을 행할 수 있다. 일부 실시 형태에서, n-형 가공, 400은 430에서의 p-형 층의 침착을 포함하지 않을 수 있다. p-형 층은, 예를 들어, CuSe 나노결정을 포함할 수 있다. 대안적으로, p-형 층은, 예를 들어, 펜타센, 테트라센, 루브렌, 및 위치규칙적 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)을 포함할 수 있는 유기 반도체 층을 포함할 수 있다. 다른 재료가 허용가능한 n-형 및 p-형 유기 TFT 디바이스 및 나노결정 TFT 디바이스를 구성할 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 수 있으며, 이는 본 명세서에서 본 기술 분야의 범주 내에서 양립할 수 있다.
435 및 436에서, 전극(461, 462)이, 형성하는 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터 디바이스 상에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, n-형 공정을 위한 435에서의 전극 배치는 p-형 공정을 위한 436에서의 전극 배치와 분리될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 435, 436에서의 전극(461, 462) 배치는 동시에 일어날 수 있다. 스퍼터링 또는 증발된 공급원으로부터의 스크리닝된 침착을 포함한 소스/드레인 전극을 형성하기 위한 다수의 수단들이 존재할 수 있다. 다른 방법으로는 블랭킷 침착에 이어지는 패턴화된 에칭 공정이 포함될 수 있다. 분리된 전도성 전극 구조물들을 형성하는 임의의 방법이 본 명세서에서 본 기술 분야와 양립할 수 있다.
일부 실시 형태에서, 440 및 441에서, 소스/드레인 전극 또는 전체 디바이스를 봉지하도록 절연체가 배치될 수 있다. 침착의 예시적인 방법은 액체 전구체로부터의 유전체에 대한 스피닝 후 경화 공정을 행하는 것을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 유전체는 증착에 의해 침착될 수 있고, 일부 구현예에서, 유전체는 화학 기계적 연마와 같은 기법에 의해 평탄화될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 절연체 층의 침착 후, 접촉 개구(463)가, 예컨대 레이저 애블레이션 가공 또는 리소그래피 이미징된 제거식 에칭 공정을 통하여, 형성될 수 있다.
박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터를 이용한 안과용 실시 형태의 예
도 5로 가면, 예시적인 전자 회로(500)는, 에너지 공급 요소가 활성화 디바이스로서 기계식 스위치에 응답할 수 있고 메니스커스 기반 포커싱 요소를 포함하는 능동형 안과용 디바이스를 가로질러 활성화될 때 전위를 인가할 수 있는 안과용 실시 형태와 양립한다.
에너지 공급 요소(510)는 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터를 포함할 수 있는 회로에 에너지 공급할 수 있고, 일부 실시 형태에서, 에너지 공급 요소(510)는 직렬 방식으로 접속된 다양한 다수의 배터리 전지들로 구성될 수 있다. 일례로서, 전지들은 대략 20 볼트의 에너지 공급 요소 내의 전위를 생성하도록 접속될 수 있다. 다른 실시 형태는 서로 접속된 다소간의 전지들을 포함하여 대략 10 볼트 내지 100 볼트 범위의 에너지 공급 전위를 생성할 수 있다.
에너지 공급 요소(510)는 그의 전위를 능동형 안과용 요소(520)를 가로질러 인가할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 능동형 광학 요소(520)는 두 개의 불혼화성 유체를 가로질러 전위를 인가하는 것에 기초하여 메니스커스의 형상을 변화시킴으로써 응답할 수 있는 메니스커스 렌즈 기반 디바이스일 수 있다. 메니스커스 렌즈 기반 디바이스의 일부 실시 형태에서, 디바이스는 본질적으로, 전기적 관점에서, 극도로 높은 임피던스의 커패시터로서 기능할 수 있다. 따라서, 에너지 공급 요소(510)는 초기에 저항 요소(570)를 통하여 능동형 광학 요소(520)를 충전시킬 수 있다. 전위가 용량성 요소를 완전히 충전시키는 경우, 에너지 공급 요소(510)는 그에 대해 큰 소산형 부하(dissipative load)를 갖지 않을 수 있다. 보다 복잡한 회로를 갖는 실시 형태에서, 에너지 공급 요소(510)가 방전되지 않을 수 있다는 것을 추가로 보장하도록 시동 회로가 형성될 수 있다.
전자 회로(500)는 상보형인 n-형 및 p-형 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터를 이용하는 회로에 기초하는 "D-플립플롭(FlipFlop)" 회로를 추가로 포함할 수 있다. D-플립플롭(550)은 서로 접속된 그의 D 및 Q(부정) 출력을 가질 수 있고, 설정(Set)(S) 및 재설정(Reset)(R)이 접지에 접속될 수 있다. 이어서, Q의 출력은 클록(CP) 입력에서 전압 레벨 변화가 존재하는 경우 하나의 상태에서 다음 상태로 플립될 수 있다. 그러한 입력은 에너지 공급 요소(510)에 의해 저항 요소(540)를 통해 설정될 수 있다.
외부 스위치(560)가 활성화될 수 있는 경우, 예컨대 사용자가 압력을 압력 스위치 상에 인가하는 경우, CP에서의 전위는 접지에 근접하게 될 수 있고, 이러한 레벨 변화는 D-플립플롭(550)의 상태를 토글(toggle)할 수 있다. Q에서 레벨이 변하는 경우, 그에 접속된 트랜지스터(530)는 "턴 온(Turn-On)"될 수 있고, 능동형 광학 요소(520)를 가로질러 통전되어 능동형 광학 요소(520)를 효과적으로 단락시킬 수 있고 능동형 광학 상태의 변화를 가능하게 할 수 있다. 다수 설계의 플립플롭 회로는 예시적인 회로(500)의 상태를 활성화시키고 제어하는 다수의 방법에 의해 D-플립플롭 회로(550)와 함께 설명된 바와 같은 유사한 방식으로 기능할 수 있다.
도 6으로 가면, 도 5에 도시된 회로 실시 형태와 양립할 수 있는 삽입체 피스의 예시적인 실시 형태가 도시되어 있다. 일부 실시 형태에서, 접속점(610)이 메니스커스 렌즈와 회로 사이에 전기적 통신을 허용할 수 있다. 일부 실시 형태는 박막 나노결정 집적 회로 기반 회로의 작동에 요구되는 필요 전위를 생성하기 위하여 직렬로 접속된 다수의 에너지 공급 전지(620)들을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시 형태에서, 일련의 에너지 공급 전지(620)들은, 예를 들어, 대략 5 볼트의 에너지 공급 요소를 형성할 수 있다. 에너지 공급 요소는 두 개의 접점(630, 640)을 포함할 수 있다.
일부 실시 형태에서, D-형 플립플롭 회로(650)가, 예를 들어 도 5에 도시된 것과 같은, 다수의 회로 구성요소를 포함할 수 있다. D-형 플립플롭 회로(650)는 n-형 및 p-형 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터 둘 모두 및 저항 요소(540, 570)를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 제2 접점(660)이 메니스커스 렌즈에 대한 대안적인 접속점을 형성할 수 있다.
일부 실시 형태는 스위치(670)가 압력에 의해 편향되는 경우 두 개의 측부들 사이의 접촉을 완성할 수 있는 이격된 금속 트레이스들로부터 형성될 수 있는 감압 스위치(670) 또는 멤브레인 스위치를 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, D-형 플립플롭 회로(650)는, 설명된 활성화 디바이스의 작동을 위한 디바운스(debounce) 기능 또는 시간 지연 디바운스 기능을 제공할 수 있는, 추가의 회로 요소를 포함할 수 있다. 호올 효과(hall-effect) 디바이스와 같은 다른 활성화 디바이스가 등가의 스위칭 기능을 설명된 것에 제공할 수 있다.
3차원 표면 상의 전기 상호접속부 상에 에너지 공급 요소를 형성하는 데 유용할 수 있는 형성, 형성 방법 및 형성 장치에 관한 본 발명의 기술의 태양을 예시하기 위해 특정 예들이 기술되었다. 이들 예들은 상기 예시를 위한 것이며, 어떠한 방식으로든 그 범주를 제한하려는 것은 아니다. 따라서, 본 설명은 당업자에게 명백할 수 있는 모든 실시 형태들을 포함하고자 한다.
결론
본 발명은, 전술된 바와 같이 그리고 아래 청구범위에 의해 추가로 정의되는 바와 같이, 박막 나노결정 집적 회로 트랜지스터를 3차원으로 형성된 삽입체 피스 상에 형성하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일부 실시 형태에서, 본 발명은 박막 나노결정 집적 회로 기반 박막 트랜지스터, 전기 상호접속부, 및 에너지 공급 요소를 갖는 상기 3차원 표면을 안과용 디바이스 내로 통합하기 위한 삽입체 피스 내로 통합하는 것을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 삽입체 피스는 매체 삽입체로서 직접 사용될 수 있거나 또는 안과용 디바이스 내로 통합될 수 있다.

Claims (20)

  1. 박막 나노결정 필름을 포함하는 매체 삽입체를 갖는 안과용 디바이스로서,
    3차원 형상을 갖는 제1 매체 삽입체로서, 상기 제1 매체 삽입체는 제1 전도성 트레이스에 인접한 제1 에너지 공급 요소를 포함하고, 상기 인접함으로 인해서 상기 제1 에너지 공급 요소를 제1 박막 나노결정 트랜지스터 디바이스 층을 포함하는 제1 박막 트랜지스터와 전기 통신 상태에 둘 수 있는, 상기 제1 매체 삽입체; 및
    상기 제1 매체 삽입체를 둘러싸거나 봉지할 수 있는 하이드로겔 재료를 포함하는, 안과용 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 매체 삽입체는
    상기 안과용 디바이스의 초점 특성을 변경시킬 수 있는 능동형 광학 디바이스를 추가로 포함하고, 상기 능동형 광학 디바이스는 상기 제1 에너지 공급 요소와 전기 통신 상태에 있는, 안과용 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 박막 트랜지스터는 n-형 나노결정 층을 포함하는, 안과용 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 박막 트랜지스터는 p-형 나노결정 층을 포함하는, 안과용 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전도성 트레이스는 투명 전극을 포함하는, 안과용 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 에너지 공급 요소는 복수의 전기화학 전지들을 포함하고, 상기 전기화학 전지들은 적어도 부분적으로 직렬로 접속 상태에 있는, 안과용 디바이스.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 능동형 광학 디바이스는 액체 메니스커스(meniscus) 렌즈 요소를 포함하는, 안과용 디바이스.
  8. 제2항에 있어서, 상기 매체 삽입체는
    상기 능동형 광학 디바이스와 전기 통신 상태에 있는 활성화 요소를 추가로 포함하는, 안과용 디바이스.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 n-형 나노결정 층은 셀렌화카드뮴 나노결정들을 포함하는, 안과용 디바이스.
  10. 제3항에 있어서, 상기 매체 삽입체는
    제2 나노결정 층을 포함하는 제2 박막 트랜지스터를 추가로 포함하고, 상기 제2 박막 트랜지스터는 상기 제1 에너지 공급 요소와 전기 통신 상태에 있는, 안과용 디바이스.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 p-형 유기 나노결정 층은 셀렌화구리를 포함하는, 안과용 디바이스.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 투명 전극은 인듐 주석 산화물을 포함하는, 안과용 디바이스.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 활성화 요소는 감압(pressure sensitive) 스위치를 포함하는, 안과용 디바이스.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2 박막 트랜지스터는 p-형 나노결정 층을 포함하는, 안과용 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 박막 트랜지스터의 p-형 유기 반도체 층은 셀렌화구리를 포함하는, 안과용 디바이스.
  16. 박막 나노결정 필름을 포함하는 제2 매체 삽입체로서,
    제2 에너지 공급 요소;
    제2 전도성 트레이스; 및
    유기 반도체 층을 포함하는 제3 박막 트랜지스터를 포함하고, 상기 제2 전도성 트레이스는 상기 제2 에너지 공급 요소를 상기 제3 박막 트랜지스터와 전기 통신 상태에 둘 수 있는, 제2 매체 삽입체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 박막 트랜지스터는 n-형 나노결정 층을 포함하는, 제2 매체 삽입체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 n-형 나노결정 층은 셀렌화카드뮴 나노결정들을 포함하는, 제2 매체 삽입체.
  19. 제16항에 있어서,
    p-형 유기 반도체 층을 포함하는 제4 박막 트랜지스터 층을 추가로 포함하는, 제2 매체 삽입체.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 p형 유기 반도체 층은 펜타센을 포함하는, 제2 매체 삽입체.
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