KR20180033468A - 무선 전력 및 근거리 통신기능을 갖는 소형화된 전자 시스템 - Google Patents
무선 전력 및 근거리 통신기능을 갖는 소형화된 전자 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 조직에 장착된 전자장치 및 광장치를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 일 구체예의 장치는 고성능이고, 선택적으로는 가요성인 장치구성을 포함하고, 상기 장치 구성은 장치 구조 내에서 조직 표면에 장착될 때, 조직에 대한 불리한 물리적 효과를 최소화하고, 및/또는 경계면 스트레스를 줄일 수 있는 소형화된 형태를 갖는다. 일부 구체예에서, 본 발명은 예를 들어, 손톱, 발톱, 치아 또는 귓불과 같이 빠른 성장 또는 박리 공정의 대상이 아닌 조직 표면 상에 장착함에 의하여 본 발명의 장치의 기계적 견고함 및/또는 장기간의 통합을 위하여 제공되는 보완적 조직 장착 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 장치는 가변성이 우수하고, 예를 들어, 비밀번오 인증, 전자거래 및 생체 인식과 같은 근거리 통신을 위한 적용분야를 포함한 감지, 엑츄에이팅 및 통신을 위한 다양한 범위의 적용분야를 지원한다.
Description
웨어러블 전자장치 및 광장치는 기술, 산업 및 소비재의 범위에서 광범위한 영향을 줄 가능성이 있는 시스템의 일종이다.
관련 출원에 대한 크로스 레퍼런스
본 발명은 미국 특허출원No. 62/169,308(출원일2015년 06월 01일), 미국 특허출원 No. 62/169,983(2015년 06월 02일), 미국 특허출원 62/218,345 (출원일 2015년 09월 14일), 미국 특허출원 No. 62/218,321(출원일 2015년 09월 14일) 의 우선권의 이익을 주장하고, 이들 각각은 전체로서 레퍼런스로 여기에 포함된다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
해당사항 없음.
웨어리블 시스템의 발전은 부분적으로는 신체와 호환되는 장치의 형태 팩터를 사용하여 구현되는 새로운 기능을 위하여 제공되는 새로운 재료 및 장치 구조의 개발에 의하여 주도된다.
웨어러블 소비재는 예를 들어 안경, 손목 밴드, 발 착용 제품 등과 같은 통상적인 신체 착용장치를 구축하는 시스템과 같이, 신체 장착 형태 팩터로 제공되는 소형 및 포터블 전자장치 및/또는 광장치 시스템을 사용하여 제공된다.
저전력 작동, 무선 통신 및 신체와 연결하기 위한 신규한 통합 방법과 호환되는 공간적으로 복잡한 형태 팩터에서 첨단 전자장치 및 광장치 기능을 통합한 스마트 섬유 및 신축성 / 가요성 전자 시스템을 포함한 웨어러블 기술 응용 프로그램의 범위를 확장하기 위한 새로운 장치 플랫폼도 개발 중이다. [예를 들어, Kim et al. , Annu. Rev. Biomed. Eng. 2012.14; 113-128; Windmiller, et al., Electroanalysis; 2013, 25, 1, 29-46; Zeng et al., Adv. Mater., 2014, 26, 5310-5336; Ahn et al., J Phys. D: Appl. Phys., 2012, 45, 103001.].]
조직에 장착된 시스템은 건강 관리, 감지, 동작 인식 및 통신에서의 다양한 애플리케이션을 지원하는 웨어러블 시스템의 한 클래스를 대표한다. 예를 들어, 표피 전자 장치의 최근 발전은 피부에 밀착된 물리적 형태로 제공되는 일군의 피부 장착 전자 시스템 및 / 또는 광전자 시스템을 제공한다. [예를 들어, 미국 특허 No. 2013/0041235] 표피 전자 시스템은 고성능의 신축성 및 / 또는 초박형 기능성 재료를 부드럽고 곡선적이고 시간에 따라 변하는 피부 표면과 부합하는 접촉을 설정하고 유지하는데 유용한 장치 형상으로 구현된 소프트 탄성 기판과 조합한다. 수많은 감지 양상은 생리학적 모니터링(예를 들어, 온도, 열전달, 수화상태 등) 및 예를 들어, 체액의 특성(예를 들어, pH, 염의 조성, 등)과 연관된 화학적 정보의 전달을 포함하는 이와 같은 플랫폼을 사용하여 입증되었다.[예를 들어, Huang et al., Small, 2014, 10 (15) 3083-3090; Gao, et al., Nature Communications, 2014, 5, 4938.]
조직에 장착되는 시스템의 상당한 진보에도 불구하고, 이 기술을 위한 특정 애플리케이션의 개발에는 많은 도전 과제가 남아있다. 첫째, 표피와 같은 일부 부류의 조직에 이들 시스템을 등각적으로 통합하면 조직의 생리학적 상태 및 / 또는 화학적 상태에 악영향을 미쳐, 바람직하지 않은 자극 및 / 또는 면역 반응을 일으킬 수 있다. 조직에 장착되는 시스템은 또한 장착 부위에서 열, 유체 및 / 또는 가스의 교환에 영향을 미쳐 조직의 생리학적 및 화학적 특성을 방해할 가능성이 있다. 또한, 장기간의 신뢰성 있는 통합은 빠른 성장 속도, 유체 교환 및 / 또는 박리를 특징으로 하는 조직과 같은 일부 조직 유형에 있어서는 여전히 도전 과제로 남아있다.
전술한 바에 따르면, 웨어러블 전자 장치에서 새로운 애플리케이션을 지원하기 위해서는 조직에 장착된 전자장치 및 광장치 시스템이 필요하다는 것을 알 수 있을 것이다. 실질적인 박리없이 견고하고 정확한 통합이 가능한 조직에 장착되는 시스템 및 방법이 필요하다. 장착 부위의 조직에 악영향을 주지 않는 방식으로 양호한 전자 및 광자 성능을 제공 할 수 있는 조직에 장착되는 시스템 및 방법이 필요하다. 또한 다양한 응용 분야에 비용 효율적으로 구현할 수 있도록 효율적인 제조와 호환되는 조직에 장착되는 시스템이 필요하다.
본 발명은 조직에 장착된 전자 장치 및 광장치를 위한 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예의 장치는 조직에 유해한 물리적 효과를 최소화하고 및 / 또는 조직 표면 상에 장착되었을 때 경계면 스트레스를 감소시키는 장치 구조에서 소형화된 형태를 갖는 고성능 및 선택적으로 가요성 장치 구성 요소를 구현한다. 일부 구체예에서, 본 발명은 예를 들어 손톱, 발톱, 치아 또는귓불과 같은 급속 성장 또는 박리 공정의 대상이 아닌 조직 표면 상에의 장착을 통해, 본 장치의 기계적으로 견고하고 및 / 또는 장기간의 통합을 제공하는 보완적인 조직 장착 전략을 제공한다. 본 발명의 장치는 가변성이 우수하고, 패스워드 인증, 전자 거래 및 생체 인식과 같은 근거리 통신용 애플리케이션을 포함하여 감지, 엑츄에이팅 및 통신을 위한 광범위한 애플리케이션을 지원한다.
일 면에 있어서, 본 발명은 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 (i) 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (ii) 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성 및/또는 유기구성을 포함하되, 두께는 5 밀리미터 이하, 선택적으로 1 밀리미터 이하이고, 측면치수는 실질적 박리 없이 조직과 직접 또는 간접 접촉을 통하여 장기간의 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 가변성이 우수하고, 예를 들어, 비밀번오 인증, 전자거래 및 생체 인식과 같은 근거리 통신을 위한 적용분야를 포함한 감지, 엑츄에이팅 및 통신을 위한 다양한 범위의 적용분야를 지원한다.
도 1a는 손톱에 장착되는 NFC 장치를 포함하는 조직에 장착되는 시스템의 평면도의 개략도이고,
도 1b는 손톱에 장착되는 NFC 장치를 포함하는 조직에 장착되는 시스템의 측면 전개도의 개략도이고,
도 2는 LED가 있거나 또는 없는 가요성 mm-NFC 장치의 회로도 및 이미지로, (a, b)는 장치의 그림 및 (c)는 빨간색 점선 상자로 표시된 (b) 영역의 스캐닝 전자 현미경 이미지, (d)는 코일의 한 부분의 단면 SEM 이미지이고, (e)는 손톱에 장착된 장치의 각 층에 대한 분해도 개요도이고, (f)는 핀셋으로 한쪽 가장자리에 고정된 독립형 장치의 그림이고,
도 3은 다른 곡률 반경으로 구부러진 가요성 mm-NFC 장치의 전자기 특성에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 다른 곡률의 장치의 평면도 및 3D 그림이고, (b)는 곡률 반경의 함수로서 코일의 측정된 위상 응답이고 및 (c)는 대응하는 시뮬레이션 결과이고, (d)는 곡률 반경에 따른 공진 주파수의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고, (e)는 곡률 반경에 따른 Q 팩터의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고,
도 4는 타원형의 mm-NFC 소자의 전자기장 특성에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 편심이 다른 타원형 mm-NFC 장치의 사진이고(즉, 장축과 단축의 비율, b / a), (b)는 편심의 함수로서 코일의 측정된 위상 응답이고 및 (c)는 대응하는 시뮬레이션 결과이고, (d)는 b / a에 따라 공진 주파수의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고, (e)는 b / a에 따른 Q 팩터의 측정 및 시뮬레이션 된 변화이고,
도 5는 적용된 변형에 대한 가요성 mm-NFC 장치의 기계적 응답에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 기계적 스테이지를 사용하여 힘을 가함으로써 변형되지 않은(중앙), 늘어난(왼쪽) 상태 및 압축된 (오른쪽) 연질 실리콘 기판 상에 장착된 대표 장치의 그림이고, (b)에서 아래의 그림은 적용된 응력의 FEA 결과를 보여주고, (c)는 1 축 연신 (20 %) / 압축 (20 %)의 상이한 횟수의 사이클 후에 측정된 위상 응답을 보여주고, (d)는 mm-NFC 장치의 직경에 따른 에너지 방출 속도의 그래프이고, (e)는 손가락으로 집는 모드의 변형 동안 피부에 장착된 장치의 사진이고, (f)는 장치 근처의 모사된 응력 분포이고,
도 6은 신체에 mm-NFC 장치의 다양한 통합 지점에 대한 사진으로, 각기 다른 적용 가능성을 제안하고, (a)는 손톱 위의 장치 그림이고, (b)는 스마트 폰 및 (c) 컴퓨터 (마우스 사용)의 잠금을 해제하는 응용 프로그램의 그림이고, (d)는 LED가 손톱에 장착된 일련의 장치 그림이고, (e, f)는 온도 감지 기능이 통합된 귀 뒤에 피부에 장착된 장치의 사진이고, (삽입) 온도 감지가 가능한 장치 그림이고, 치아 상(g) 및 물에 잠긴(h) 장치의 그림이고,
도 7은 공진 주파수의 변화를 결정하는 서로 다른 곡률반경을 갖는 mm-NFC 소자 코일의 실효 인덕턴스를 보여주고,
도 8에서 (a)는 3 개의 mm-NFC 장치에 대한 반사 손실 스펙트럼이고, (b)는 1 차 코일과 mm-NFC 장치 간의 통신에 대한 mm-NFC 장치의 크기 효과를 분석하기 위한 1 차 코일의 위상 변화를 나타내고,
도 9는 측정을 위한 1 차 코일 및 mm-NFC 장치의 그림으로, mm-NFC 장치는 1 차 코일의 중앙에 ~ 2 mm의 수직 거리에 있고,
도 10은 손톱 장착 실리콘 CMOS 장치를 특징 짓는 이미지 및 실험 결과를 제공하고, 우수한 접착력을 제공하는 시아노 아크릴레이트가 손톱 표면에의 접착을 제공하고, 제공된 그래프는 약 2.5 개월 동안 달성된 우수한 전자 성능을 보여주는 그래프이고,
도 11은 손톱형 인증 장치 디자인의 이미지를 제공하고, 왼쪽의 패널은 NFC 코일과 NFC 칩 부품을 소형화된 형식으로 제공하는 손톱 장착 시스템을 보여주고, 우측의 패널은 또한 소형 포맷으로 제공되는 에너지 하베스팅 LED 표시기를 더 포함하는 손톱 장착 시스템을 도시하고,
도 12는 NFC 손톱 장착 시스템에 대해 계산된 Q 팩터를 특징 짓는 설계 정보의 요약을 제공하고, 이 그림에서 알 수 있듯이 Q 팩터는 NFC 코일의 두께와 직경을 포함한 여러 변수에 따라 달라지고, 높은 Q 팩터는 휴대 전화와 같은 모바일 전자 장치와의 통신에 유용하고,
도 13은 일련의 NFC 손톱 장착 시스템 설계에 대한 주파수의 함수로서 S21 (dB0)의 플롯을 제공하고, S21은 삼성 휴대 전화의 1 차 NFC 코일과 손톱 장착 NFC 시스템의 2 차 NFC 코일 사이에서 전달되는 전력을 나타내고, 1 차 코일과 2 차 코일 사이의 거리는 5 mm로 설정되고,
도 14는 사용자를 컴퓨터에 인증하기 위해 마우스와 함께 사용하기 위한 손톱 장착 NFC 시스템을 도시하고,
도 15는 곡률 반경의 함수로서의 전자기 특성의 요약을 제공하고, 이러한 결과는 손톱에 장착된 NFC 시스템이 손톱의 곡률에 관계없이 유사한 범위에서 작동 함을 보여주고,
도 16은 조직 장착 애플리케이션을 위한 본 발명의 252 개의 NFC 시스템을 포함하는 6 "× 9"테스트 패널의 이미지를 제공하고,
도 17A 내지 도 17F는 본 발명의 다양한 조직에 장착되는 시스템의 개략도를 제공하고,
도 18은 총기 사용과 관련하여 인증을 위해 손톱에 장착된 조직에 장착되는 NFC 장치의 개략도를 제공하고,
도 19는 본 발명의 장치를 제조하는 방법을 예시하는 공정 흐름도를 제공하고,
도 20은 휴대전화와 같은 모바일 장치와 본 발명의 장치 사이의 인터페이스를 도시하고,
도 21은 병원 및 임상 환경에서 본 장치의 응용 예에 대한 설명을 제공하고,
도 22는 본 발명의 초소화된 자외선 센서의 사진 및 장치 도식 (삽입)을 제공하고,
도 23은 UV 광선 요법에서 노출된 피부 또는 네일에 장착된 센서에 대한 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 제공하고,
도 24는 NICU에서 광선 요법을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 개략적으로 도시하고,
도 25는 감염성 질환 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 적용례의 개략도이고,
도 26은 감염성 질환 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용 예를 개략적으로 도시하고,
도 27은 감염성 질병 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용 예를 개략적으로 도시하고,
도 28은 맥박 산소 측정 및 색채 계측을 위한 본 발명의 장치의 응용 예에 대한 개략도이고,
도 29는 맥박수 모니터링을 위한 본 발명의 장치의 응용 예에 대한 개략도이고,
도 30은 산소 측정을 위한 본 발명의 장치의 응용예에 대한 개략도를 제공하고,
도 31은 손톱 산소 농도 측정을 위한 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 32는 풀 탭(pull tab) 구성을 통한 전개를 채택하는 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 33은 인증을 위한 본 발명의 디바이스의 예시적인 어플리케이션의 개략도를 제공하고,
도 34는 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 손톱에 장착되는 NFC 장치를 포함하는 조직에 장착되는 시스템의 측면 전개도의 개략도이고,
도 2는 LED가 있거나 또는 없는 가요성 mm-NFC 장치의 회로도 및 이미지로, (a, b)는 장치의 그림 및 (c)는 빨간색 점선 상자로 표시된 (b) 영역의 스캐닝 전자 현미경 이미지, (d)는 코일의 한 부분의 단면 SEM 이미지이고, (e)는 손톱에 장착된 장치의 각 층에 대한 분해도 개요도이고, (f)는 핀셋으로 한쪽 가장자리에 고정된 독립형 장치의 그림이고,
도 3은 다른 곡률 반경으로 구부러진 가요성 mm-NFC 장치의 전자기 특성에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 다른 곡률의 장치의 평면도 및 3D 그림이고, (b)는 곡률 반경의 함수로서 코일의 측정된 위상 응답이고 및 (c)는 대응하는 시뮬레이션 결과이고, (d)는 곡률 반경에 따른 공진 주파수의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고, (e)는 곡률 반경에 따른 Q 팩터의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고,
도 4는 타원형의 mm-NFC 소자의 전자기장 특성에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 편심이 다른 타원형 mm-NFC 장치의 사진이고(즉, 장축과 단축의 비율, b / a), (b)는 편심의 함수로서 코일의 측정된 위상 응답이고 및 (c)는 대응하는 시뮬레이션 결과이고, (d)는 b / a에 따라 공진 주파수의 측정 및 시뮬레이션된 변화이고, (e)는 b / a에 따른 Q 팩터의 측정 및 시뮬레이션 된 변화이고,
도 5는 적용된 변형에 대한 가요성 mm-NFC 장치의 기계적 응답에 대한 실험 및 시뮬레이션 결과로, (a)는 기계적 스테이지를 사용하여 힘을 가함으로써 변형되지 않은(중앙), 늘어난(왼쪽) 상태 및 압축된 (오른쪽) 연질 실리콘 기판 상에 장착된 대표 장치의 그림이고, (b)에서 아래의 그림은 적용된 응력의 FEA 결과를 보여주고, (c)는 1 축 연신 (20 %) / 압축 (20 %)의 상이한 횟수의 사이클 후에 측정된 위상 응답을 보여주고, (d)는 mm-NFC 장치의 직경에 따른 에너지 방출 속도의 그래프이고, (e)는 손가락으로 집는 모드의 변형 동안 피부에 장착된 장치의 사진이고, (f)는 장치 근처의 모사된 응력 분포이고,
도 6은 신체에 mm-NFC 장치의 다양한 통합 지점에 대한 사진으로, 각기 다른 적용 가능성을 제안하고, (a)는 손톱 위의 장치 그림이고, (b)는 스마트 폰 및 (c) 컴퓨터 (마우스 사용)의 잠금을 해제하는 응용 프로그램의 그림이고, (d)는 LED가 손톱에 장착된 일련의 장치 그림이고, (e, f)는 온도 감지 기능이 통합된 귀 뒤에 피부에 장착된 장치의 사진이고, (삽입) 온도 감지가 가능한 장치 그림이고, 치아 상(g) 및 물에 잠긴(h) 장치의 그림이고,
도 7은 공진 주파수의 변화를 결정하는 서로 다른 곡률반경을 갖는 mm-NFC 소자 코일의 실효 인덕턴스를 보여주고,
도 8에서 (a)는 3 개의 mm-NFC 장치에 대한 반사 손실 스펙트럼이고, (b)는 1 차 코일과 mm-NFC 장치 간의 통신에 대한 mm-NFC 장치의 크기 효과를 분석하기 위한 1 차 코일의 위상 변화를 나타내고,
도 9는 측정을 위한 1 차 코일 및 mm-NFC 장치의 그림으로, mm-NFC 장치는 1 차 코일의 중앙에 ~ 2 mm의 수직 거리에 있고,
도 10은 손톱 장착 실리콘 CMOS 장치를 특징 짓는 이미지 및 실험 결과를 제공하고, 우수한 접착력을 제공하는 시아노 아크릴레이트가 손톱 표면에의 접착을 제공하고, 제공된 그래프는 약 2.5 개월 동안 달성된 우수한 전자 성능을 보여주는 그래프이고,
도 11은 손톱형 인증 장치 디자인의 이미지를 제공하고, 왼쪽의 패널은 NFC 코일과 NFC 칩 부품을 소형화된 형식으로 제공하는 손톱 장착 시스템을 보여주고, 우측의 패널은 또한 소형 포맷으로 제공되는 에너지 하베스팅 LED 표시기를 더 포함하는 손톱 장착 시스템을 도시하고,
도 12는 NFC 손톱 장착 시스템에 대해 계산된 Q 팩터를 특징 짓는 설계 정보의 요약을 제공하고, 이 그림에서 알 수 있듯이 Q 팩터는 NFC 코일의 두께와 직경을 포함한 여러 변수에 따라 달라지고, 높은 Q 팩터는 휴대 전화와 같은 모바일 전자 장치와의 통신에 유용하고,
도 13은 일련의 NFC 손톱 장착 시스템 설계에 대한 주파수의 함수로서 S21 (dB0)의 플롯을 제공하고, S21은 삼성 휴대 전화의 1 차 NFC 코일과 손톱 장착 NFC 시스템의 2 차 NFC 코일 사이에서 전달되는 전력을 나타내고, 1 차 코일과 2 차 코일 사이의 거리는 5 mm로 설정되고,
도 14는 사용자를 컴퓨터에 인증하기 위해 마우스와 함께 사용하기 위한 손톱 장착 NFC 시스템을 도시하고,
도 15는 곡률 반경의 함수로서의 전자기 특성의 요약을 제공하고, 이러한 결과는 손톱에 장착된 NFC 시스템이 손톱의 곡률에 관계없이 유사한 범위에서 작동 함을 보여주고,
도 16은 조직 장착 애플리케이션을 위한 본 발명의 252 개의 NFC 시스템을 포함하는 6 "× 9"테스트 패널의 이미지를 제공하고,
도 17A 내지 도 17F는 본 발명의 다양한 조직에 장착되는 시스템의 개략도를 제공하고,
도 18은 총기 사용과 관련하여 인증을 위해 손톱에 장착된 조직에 장착되는 NFC 장치의 개략도를 제공하고,
도 19는 본 발명의 장치를 제조하는 방법을 예시하는 공정 흐름도를 제공하고,
도 20은 휴대전화와 같은 모바일 장치와 본 발명의 장치 사이의 인터페이스를 도시하고,
도 21은 병원 및 임상 환경에서 본 장치의 응용 예에 대한 설명을 제공하고,
도 22는 본 발명의 초소화된 자외선 센서의 사진 및 장치 도식 (삽입)을 제공하고,
도 23은 UV 광선 요법에서 노출된 피부 또는 네일에 장착된 센서에 대한 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 제공하고,
도 24는 NICU에서 광선 요법을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 개략적으로 도시하고,
도 25는 감염성 질환 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 적용례의 개략도이고,
도 26은 감염성 질환 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용 예를 개략적으로 도시하고,
도 27은 감염성 질병 순응을 위한 본 발명의 장치의 예시적인 응용 예를 개략적으로 도시하고,
도 28은 맥박 산소 측정 및 색채 계측을 위한 본 발명의 장치의 응용 예에 대한 개략도이고,
도 29는 맥박수 모니터링을 위한 본 발명의 장치의 응용 예에 대한 개략도이고,
도 30은 산소 측정을 위한 본 발명의 장치의 응용예에 대한 개략도를 제공하고,
도 31은 손톱 산소 농도 측정을 위한 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 32는 풀 탭(pull tab) 구성을 통한 전개를 채택하는 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 33은 인증을 위한 본 발명의 디바이스의 예시적인 어플리케이션의 개략도를 제공하고,
도 34는 본 발명의 장치의 예시적인 응용예를 개략적으로 도시한다.
본 명세서에서, "장기간의 등각적 통합"이라는 표현은 전자장치 또는 광장치의 성능을 악화시키기에 충분할 정도의 박리 또는 다른 악화 없이 적어도 3 시간, 선택적으로는 적어도 1 일 또는 적어도 1 개월 동안 조직 표면에 부합하는 접촉을 이루고 유지하는 본 시스템의 기능성을 의미한다. 소형화된 두께 및 측면치수는 장기간의 등각적 통합을 가능하게 하기 위하여 일 구체예에서는 중요하고, 예를 들어, 전자장치는 최대 두께가 2 mm 미미나, 선택적으로 125 마이크로 미만, 0.1 마이크론 미만, 또는 0.05 마이크론 미만인 것을 특징으로 하고, 및/또는 전자장치는 2 cm2 미만의 영역, 선택적으로는 0.5 cm2 미만, 또는 0.1 cm2 미만의 영역인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 구체예에서, 전자 시스템은 조직에 의하여 직접적으로 지지되고, 조직과 물리적 접촉을 하거나, 또는 예를 들어, 시스템과 조직 사이에 제공되는 하나 이상의 중간 구성을 통하여 조직에 의하여 간접적으로 지지된다.
다른 면에서, 본 발명은 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 (i) 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (ii) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 두께는 10 밀리미터 이하이고, 선택적으로는 5 밀리미터 미만 또는 1 밀리미터 미민아고, 측면치수는 조직에 대한 염증반응 또는 면역반응 없이 조직과 등각적 통합을 제공할 수 있을 정도로 충분히 작은 전자장치를 포함한다.
본 명세서에서, "염증반응 또는 면역반응 없이 조직과 등각적 통합"이라는 표현은 장착 위치에서 조직으로부터 관찰 가능한 염증반응 또는 면역반응을 유발하지 않고 조직 표면에 부합하는 접촉을 이룰 수 있는 본 시스템의 기능성을 의미한다. 소형화된 두께 및 측면치수는 염증반응 또는 면역반응 없이 조직과 등각적 통합을 가능하게 하기 위한 일 구체예에서 중요하고, 예를 들어, 전자장치는 최대 두께로 2 mm 미만, 선택적으로 125 마이크론 미만, 0.1 마이크론 미만, 또는 0.05 마이크론 미만을 갖는 것을 특징으로 하고, 및/또는 전자장치는 2 cm2 미만, 선택적으로는 0.5 cm2 미만, 또는 0.1 cm2 미만의 영역을 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 전자 시스템은 조직에 의하여 직접 지지되고, 조직과 물리적 접촉을 하거나, 또는 예를 들어 시스템과 조직 사이에 제공되는 하나 이상의 중간 구성을 통하여 조직에 의하여 간접적으로 지지된다.
일 면에서, 본 발명은 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 (i) 내측면 및 외측면을 갖는 기판, 및 (ii) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 10 밀리미터 이하, 선택적으로는 5 밀리미터 미만, 또는 1 밀리미터 미만의 두께를 갖고, 측면치수는 시스템이 장착됨에 따라 조직 표면으로부터 열 및 유체의 교환에 있어 실질적인 변화 없이 조직과 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함한다.
여기서, "열 및 유체의 교환에 있어 실질적 변화 없이 조직과 등각적 통합"이라는 표현은 조직 표면에 장착된 장치가 없는 상황에 대비하여 75 % 초과, 선택적으로는 25 % 초과의 정도로 장착 면에서 조직 표면으로부터 흡수 또는 방출되는 열 및 유체 양의 변화 없이 조직 표면에 부합하는 접촉을 이루는 본 시스템의 기능성을 의미한다. 소형화된 두께 및 측면치수는 열 및 유체의 교환에 실질적 변화 없이 조직과 등각적 통합을 가능하기 위한 일 구체예에서 중요하고, 예를 들어, 전자장치는 2 mm 미만, 선택적으로 125 마이크론 미만, 0.1 마이크론 미만, 또는 0.05 마이크론 미만의 최대두께를 갖는 것을 특징으로 하고, 및/또는 전자장치는 2 cm2 미만, 선택적으로 0.5 cm2 미만, 또는 0.1 cm2 미만의 영역을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 구체예에서, 전자 시스템은 조직에 의하여 직접 지지되고 조직과 물리적으로 접촉하거나, 또는 예를 들어 시스템 및 조직 사이에 제공되는 하나 이상의 중간 구성을 통하여 조직에 의하여 간접적으로 지지된다.
일 구체예에서, 본 발명은 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 (i) 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (ii) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 조직과 등각적 통합을 이룰 수 있고, 외부자극 또는 내부자극에 의하여 변환이 이루어질 수 있고, 상기 변환은 시스템의 기능을 제1 조건으로부터 제2 조건으로 변화시킬 수 있는 전자장치를 포함한다.
본 면에 따른 시스템은 시스템의 이동, 시스템에 대한 템퍼링, 시스템의 물리적, 화학적 또는 전자기적 변화, 측정 신호 또는 특성의 변화, 환경 요인의 변화, 및 이들의 조합을 포함하는 외부 및/또는 내부 자극의 범위와 호환될 수 있다. 일 구체예에서, 변환은 작동가능의 제1 조건에서 작동불능의 제2 조건으로의 장치의 기능상 변화를 제공한다. 일 구체예에서, 변환은 조직의 장착위치로부터 시스템을 제거하거나 또는 제거하려는 시도에 의하여 유도된다.
일 구체예에서, 변환은 시스템 또는 이의 구성의 물리적 변화, 화학적 변화, 열적 변화 또는 전자기적 변화에 의하여 유도된다. 일 구체예에서, 변환은 시스템 구성의 물리적 파괴(예를 들어, 활성 구성의 파괴, 전자 상호접속부의 파괴, 기판의 파괴, 베리어층 또는 캡슐화층의 파괴, 등), 시스템 구성의 물리적 변형(예를 들어, 활성 구성의 변형, 전자 상호접속부의 변형, 기판의 변형 등), 시스템의 물리적 형태의 변화(예를 들어, 윤곽의 변화, 곡면의 변화, 등), 또는 예를 들어 환경으로의 결과적 노출이 변화를 유도는 시스템의 베리어 또는 캡슐화층의 제거에 의하여 유도된다.
일 구체예에서, 변환은 측정된 장치 특성값(예를 들어, 변형 상태, 안테나 특성)의 변화, 조직 또는 대상에 대한 측정된 생리학적 특성(예를 들어, 체온, pH 수준, 포도당, 맥박 산소측정량, 심박수, 호흡수, 혈압, 말초 모세혈관 산소 포화eh(SpO2))의 변화, 또는 측정된 환경특성(예를 들어, 온도, 전자기 방사선, 등)의 변화에 의하여 유도된다. 일 구체예에서, 변환은 위치상 변화(예를 들어 시스템의 이동) 또는 일시적 변화(예를 들어, 기 설정된 기간의 경화에 따라)에 의하여 유도된다. 소형화된 두께와 측면치수는 장착 위치에서의 제거에 따른 변환을 수행하는 기능성을 가능하게 하기 위하여 일 구체예에서 중요하고, 예를 들어, 전자장치는 2 mm 미만, 선택적으로 125 마이크론 미만, 0.1 마이크론 미만, 또는 0.05 마이크론 미만의 최대두께를 갖는 것을 특징으로 하고, 및/또는 전자장치는 2 cm2 미만, 선택적으로는 0.5 cm2 미만, 또는 0.1 cm2미만의 영역을 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 전자 시스템은 조직에 의하여 직접 지지되고, 조직과 물리적 접촉을 하고, 또는 예를 들어 시스템과 조직 사이에 제공되는 하나 이상의 중간 구성을 통하여 조직에 의하여 간접적으로 지지된다.
일 구체예에서, 본 발명은 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 (i) 조직 표면에 접촉을 이루는 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (ii) 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하되, 각 무기구성은 외측면에 의하여 지지되고, 독립적으로 기판의 모서리로부터 20 밀리미터 내, 선택적으로 16 밀리미터 내, 또는 10 밀리미터, 또는 1 밀리미터 내에 위치하는 전자장치를 포함하고(예를 들어, 둘레 모서리 또는 둘레로부터 이격되어 위치하는 절단영역의 모서리); 조직에 장착된 전자장치는 20 밀리미터 이하, 선택적으로 일 어플리케이션에서는 16 밀리미터 이하의 측면치수를 갖고, 두께는 5 밀리미터 이하, 선택적으로 일 어플리케이션에서는 10 밀리미터 이하이다. 본 발명의 일 구체예에서, 전자 시스템은 조직에 의하여 직접 지지되고, 조직과 물리적 접촉을 하거나, 또는 예를 들어 시스템과 조직 사이에 제공되는 하나 이상의 중간 구성을 통하여 조직에 의하여 간접적으로 지지된다.
본 명세서에서, "조직에 장착된"의 표현은 이식에 따라 하나 이상의 조직에 의하여 지지되는 시스템 부류를 광범위하게 포함하는 것으로 의도된다. 일 구체예에서, 이식에 따라, 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 조직 표면에 의하여 직접 지지되고, 예를 들어, 기판 표면과 같은 시스템의 표면은 부합하는 접촉과 같이, 조직 표면과 물리적으로 접촉한다. 일 구체예에서, 이식에 따라, 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 조직 표면에 의하여 간접적으로 지지되고, 예를 들어, 기판 표면과 같은 시스템의 표면은 조직 표면과 조직에 장착되는 시스템 사이에 제공되는 통합 플랫폼과 같은 중간 구조와 물리적으로 접촉한다. 조직에 장착되는 시스템은 생산되는 재료 및 비천연 재료를 포함하여 신체에 의하여 지지되는 다양한 종류의 중간 구조에 의하여 신체와 결합될 수 있다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직에 장착되는 시스템은 모조 네일(예를 들어, 인조 손톱), 치아, 의복(버튼, 꼬리표, 직물 재료, 등), 보석류(예를 들어, 반지, 팔찌, 목걸이, 손목시계 등), 신체 보강제, 안경, 장갑, 네일 폴리쉬 등에 의하여 직접 또는 간접적으로 신체와 결합한다.
등각적 통합은 장치가 시스템과 조직 사이의 인터페이스에서 공간상으로 부합하는 방법, 도는 시스템과 조직 표면 사이에 제공되는 중간 구조와의 인터페이스에서 공간상 부합하는 방법으로 조직에 제공되는 본 시스템의 기능성을 의미한다. 등각적 통합은 조직 표면과의 직접 또는 간접적 접촉을 통하여 이루어질 수 있다. 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 직접적 등각적 통합으로 제공될 수 있고, 시스템 그 자체는 조직 표면과 부합하는 접촉을 이룬다. 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 간접적 등각적 통합으로 제공될 수 있고, 시스템은 보철, 접착성 테이프, 모조 네일(예를 들어 인조 손톱), 의복(버튼, 꼬리표, 직물, 등), 보석류(예를 들러, 반지, 팔찌, 목걸이, 손목시계, 피어싱, 등), 신체 보강제, 안경, 장갑, 네일 폴리쉬와 같은, 조직 표면에 부합하는 접촉으로 제공되는 중간 구조 상에 제공된다.
일 구체예에서, 예를 들어 시스템은 5 mm 내지 20 mm 범위로부터 선택되는 측면치수를 갖는다. 일 구체예에서, 예를 들어 시스템은 0.125 mm 내지 5 mm의 범위, 또는 0.005 mm 내지 5 mm의 범위로부터 선택되는 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 영역/접촉 영역이 10 mm2 내지 500 mm2, 또는 20 mm2 내지 350 mm2, 또는 30 mm2 내지 150 mm2인 것을 특징으로 하고, 일 구체예에서, 시스템은 영역/접촉 영역이 25 mm2 초과, 또는 20 mm2 초과인 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 면적밀도가 0.1 mg cm-2 내지 100 mg cm-2인 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 중심부로부터 외측 모서리까지 가늘어지는(테이퍼된) 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 시스템의 중심부에서 외측 모서리까지의 5 도 이상, 또는 10 도 이상의 테이퍼는 박리를 감소 또는 방지한다. 일 구체예에서, 시스템은 중심부로부터 외측 모서리까지 대칭으로 또는 비대칭으로 가늘어진다.
일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 타원형, 직사각형, 원형, 구불구불한 형태 및 불규칙한 형태로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태를 갖는다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 4 mm 내지 16 mm에서 선택되는 구성 측면치수를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 18 μm 구리 X 12 μm 폴리이미드 필름 X 18 μm 구리로 만들어진 Sheldahl Novaclad® 무접착제 라미네이트를 포함한다.
일 구체예에서, 전체적인 시스템 구조는 예를 들어, 테이퍼 구조를 갖는 것을 통하여 박리를 감소시키거나 또는 제거하도록 디자인된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 교차하는 외측면의 일부 또는 전부는 박리를 감소 또는 방지하는 각도로 방사상으로 결합된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 박리를 감소 또는 방지하기 위하여 외측면 방향으로 장치의 중심 이하의 범위에서 두께가 점진적으로 감소하는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템의 외측 모서리 또는 시스템의 구멍의 모서리와 같은 모서리에서의 두께는 시스템의 중심(또는 모서리들 사이의 중심점)에서의 두께보다 적어도 2배, 또는 적어도 5배, 또는 적어도 10 배 미만이다. 일 구체예에서, 전체적인 시스템의 두께는 시스템의 중심점으로부터 시스템의 외측 모서리, 또는 시스템의 구멍의 모서리와 같은 모서리 방향으로 실질적으로 점진적으로 감소한다.
일 구체예에서, 본 시스템은 예를 들어, 생체고분자, 열경화성 고분자, 고무, 접착성 테이프, 플라스틱 또는 이들의 조합으로 캡슐화 또는 패키징화 됨에 의하여 방수이다. 예를 들어, 일 구체예에서, 시스템은 폴리이미드, 컨포멀 Q, 비닐, 아크릴, 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 비닐, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이트를 포함하는 캡슐화층 또는 다른 방수 구조를 포함한다.
일 구체예에서, 본 발명은 예를 들어, 장착 후 쉽게 폐기할 수 있는, 조직 표면상으로 적용을 용이하게 하는 용이한 박리 탭을 포함한다.
일 구체예에서, 기판의 내측면은 조직 표면의 곡면에 부합한다. 일 구체예에서, 무기구성 및/또는 유기구성은 무기 및/또는 유기 반도체 구성, 금속 도체 구성 및 무기 반도체 구성 및 금속 도체 구성의 조합으로부터 선택된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 무기구성 각각은 독립적으로 기판 둘레의 모서리로부터 10 밀리미터, 선택적으로 1 밀리미터 내에 위치한다. 일 구체예에서, 무기구성 각각은 독립적으로 기판의 구멍 모서리로부터 10 밀리미터, 및 일 구체예에서는 그 미만; 예를 들어 선택적으로 1 밀리미터 이내에 위치한다. 일 구체예에서, 무기구성 각각은 독립적으로 기판의 모서리에 대하여 최단 거리인 것을 특징으로 하고, 무기구성의 평균 최단거리는 10 밀리미터 이하, 선택적으로는 1 밀리미터 이하이다.
본 발명의 일 면의 시스템 및 방법은 성능에 악영향을 미치는 응력 또는 변형을 발생시키지 않으면서 조직 표면과 기계적으로 견고한 인터페이스를 이루고 및/또는 조직에 대한 물리적 유해 효과를 최소화하기 위하여 전체적인 크기의 소형화를 이용한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직에 장착되는 전자 시스템은 500 mm2 이하의 측면면적 영역을 갖고, 선택적으로 315 mm2 이하, 또는 1 mm2 내지 500 mm2의 범위에서 선택되는 영역, 및 선택적으로는 1 mm2 내지 315 mm2의 범위에서 선택되는 측면면적 영역을 갖는다. 일 구체예에서, 조직의 영역에 대한 조직에 장착되는 전자 시스템의 측면면적 영역의 비율은 0.1 이상이다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 1 mg cm-2 내지 100 mg cm-2 범위로부터 선택되는 면적밀도를 갖는다.
일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 5 마이크론 내지 5 밀리미터 범위로부터 선택되는 평균 두께를 갖고, 선택적으로는 12 마이크론 내지 1 밀리미터, 선택적으로는 50 마이크론 내지 90 마이크론 또는 예를 들어, 50 미아크론 초과의 평균 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 mm 미만의 전체 최대 두께를 갖고, 적어도 하나의 구역은 0.05 mm 내지 0.09 mm 범위로부터 선택되는 두께를 갖는다. 예를 들어, NFC 칩 또는 LED와 같은 상대적으로 두꺼운 구성을 포함하는 조직에 장착되는 전자 시스템의 영역은 0.1 mm 미만의 두께를 제공할 수 있고, 기판만 있는 부분과 같이 상대적으로 얇은 구성을 포함하는 조직에 장착되는 전자 시스템의 영역은 0.05 mm 내지 0.09 mm 범위로부터 선택되는 두께, 또는 0.09 mm 미만의 두께, 또는 0.07 mm 미만의 두께를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 면에 따른 시스템 및 방법은 조직 표면을 위한 장착 위치에서 조직 표면에 부합하는 인터페이스를 얻기 위하여 충분한 기계적 적합성을 제공하는 얇고 가요성인 기능성 구성 및 기판을 통합한다. 본 발명의 기계적으로 가요성인 시스템의 장점은 복잡한 윤곽의 조직 표면 및/또는 시간에 따라 동적인 조직 표면에 부합하는 능력을 포함한다. 대안으로, 본 발명은 또한 예를 들어, 손톱, 치아 또는 발톱과 같이 양쪽성 물리적 특성을 갖는 조직과 통합하기 위하여 경질 기능성 구성 및/또는 기판을 통합하는 경질 시스템을 포함한다. 본 발명의 기계적으로 경질 시스템의 장점은 조작 중에 발생할 수 있는 손상의 관점에서, ?緞? 기계적으로 가요성인 구조가 단점을 나타낼 수 있는 고기능성 시스템의 제공을 포함한다.
일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 10 kPa 내지 100 GPa의 범위에서 선택되는 평균 모듈러스를 갖고, 또는 10 kPa 초과, 선택적으로는 100 MPa 초과의 평균 모듈러스를 갖는다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 nN m 내지 1 N m의 범위로부터 선택되는 굴곡 강성을 갖는다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 nN m 초과의 순 굽힘강성을 갖고, 선택적으로는 일부 어플리케이션을 위해서는 10 nN m 초과의 순 굽힘강성을 갖고, 및 선택적으로 일부 어플리케이션을 위해서는 1000 nN m 초과의 순 굽힘강성을 갖는다. 일 구체예에서, 예를 들어, 모듈러스, 굴곡 강성 또는 굽힘 강성과 같은 장치의 하나 이상의 물리적 특성은 예를 들어 5 배 이내에서, 장착 위치의 조직 특성과 매칭된다.
이 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 경질이고, 예를 들어 손톱의 곡면과 매칭되는 것과 같이, 조직 표면에 매칭되는 곡선형상 또는 윤곽 형상과 같이, 조직 표면에 부합하는 고정 형태이다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 1 N/25 mm 내지 50 N/25 mm의 범위로부터 선택되는 접착강도를 갖고, 또는 조직에 장착되는 전자 시스템은 50 N/25 mm 초과, 또는 60 N/ 25 mm 초과의 접착강도를 갖는다. 일 구체예에서, 박리 접착은 상온에서 20 분 후에 특정 용도에 대하여 조정될 수 있다.
본 발명의 시스템은 다층 장치를 포함하고, 예를 들어, 전자적으로 및/또는 광전자적으로 기능성인 장치 구성을 갖는 기능층들은 전기 절연체 또는 지지층 또는 코팅과 같은 구조적 층에 의하여 서로 분리된다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 복수의 기능층, 지지층, 캡슐화층, 평탄화층 또는 이들의 조합을 포함하는 다층구조를 갖는다. 일 구체예에서, 조직에 장착되는 전자 시스템은 타원형, 직사각형, 원형, 구불구불한 형태 및/또는 불규칙적 형태로 이루어진 군으로부터 선택되는 형태를 갖는다. 일 구체예에서, 형태는 두께에 대한 측면치수의 종횡비가 10,000 미만, 또는 일 구체예를 위하여 선택적으로는 5000 내지 3의 범위로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
일정 범위의 물리적 및 화학적 특성을 갖는 기판은 본 발명의 시스템 및 방법에 유용하다. 본 발명은 전기 절연체로서의 기능을 갖는 기판, 선택적으로 투명층, 광학필터 및/또는 기계적 지지층을 포함한다. 일 구체예에서, 기판의 내측면은 315 mm2 미만, 또는 15 mm2 내지 315 mm2의 범위에서 선택되는 조직 표면과 부합하는 접촉을 이루기 위한 영역을 갖는다. 일 구체예에서, 기판은 기판을 통하여 연장되는 복수의 구멍을 포함하는 천공된 구조를 갖는다.
일 구체예에서, 기판은 불연속적이다. 일 구체예에서, 구멍은 장치를 통하여 조직으로부터 가스 및 유체의 이동을 가능하게 하고, 일 구체예에서, 구멍은 조직 표면으로부터 유체를 배출할 수 있도록 한다. 일 구체예에서, 각 구멍은 독립적으로 12 마이크론 내지 5 밀리미터, 또는 25 마이크론 또는 1 밀리미터, 또는 50 마이크론 내지 500 마이크론으로부터 선택되는 측면치수를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 구멍은 4 mm 내지 0.2 mm, 또는 2 mm 내지 0.5 mm의 범위로부터 선택되는 피치로 기판에 분포된다. 일 구체예에서, 구멍은 예를 들어, 0.1 mm 초과, 및 2 mm 미만, 또는 0.2 mm 초과 및 1 mm 미만의 평균 직경을 갖는 원형 개구를 갖는 구멍이다. 일 구체예에서, 기판은 cm2 당 1 내지cm2 당 100의 범위로부터 선택되는 구멍의 면적밀도를 갖는다.
일 구체예에서, 구멍은 기판을 가로질러 실질적으로 공간상 균일한 분포로 제공된다. 일 구체예에서, 구멍은 기판에 전체적인 메쉬 구조를 제공한다. 일 구체예에서, 구멍은 0.01 % 이상, 선택적으로 일정 구체예에서는 0.1 % 이상, 또는 1 % 이상, 또는 10 % 이상의 기판의 다공도를 제공한다. 일 구체예에서, 천공된 또는 불연속적 기판은 적어도 0.01 %의 개방영역, 또는 적어도 0.1 %의 개방영역, 또는 적어도 0.5 %의 개방영역, 또는 적어도 1 %의 개방영역, 또는 적어도 5 %의 개방영역, 또는 적어도 10 %의 개방영역을 갖는다. 일 구체예에서, 각 구멍들은 독립적으로 100 μm2 내지 1 cm2, 또는 200 μm2 내지 1 mm2, 또는 500 μm2 내지 0.5 mm2의 범위로부터 선택되는 단면 영역을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 기판은 가요성 기판 또는 신축성 기판이다. 일 구체예에서, 기판은 10 kPa 내지 100 kPa의 범위, 또는 10 kPa 초과, 선택적으로 일정 어플리케이션에서는 10 kPa 초과의 범위에서 선택되는 평균 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 기판은 12 마이크론 내지 5 밀리미터의 범위, 25 마이크론 내지 1 밀리미터, 또는 50 마이크론 내지 90 마이크론의 범위에서 선택되는 평균 두께를 갖고, 및 일 구체예에서는 500 마이크론 초과, 선택적으로 일 구체예에서는 1000 마이크론 초과의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 기판은 하나 이상의 얇은 필름, 코팅 또는 이들 모두를 포함한다. 예를 들어, 일 구체예에서, 코팅 또는 얇은 필름은 전자장치 또는 이의 구성 상에 직접적으로 제공되고, 및 일 구체예에서, 직접 물리적 접촉을 통하여 제공된다. 그러나, 일 구체예에서, 코팅 또는 얇은 필름은 전자장치 및 코팅 또는 필름 사이에 위치하는 중간 구조상에 제공된다. 일 구체예에서, 기판은 무기 고분자, 유기 고분자, 플라스틱, 엘라스토머, 생체 고분자, 열경화성 고분자, 고무, 접착성 테이프 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 일 구체예에서 기판은 폴리이미드 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 셀룰로오스 페이퍼, 셀룰로오스 스폰지, 폴리우레탄 스폰지, 폴리비닐 알코올 스폰지, 실리콘 스폰지, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이트를 포함한다.
기능적 전자장치 구성 및 장치 통합 전략의 범위는 본 발명의 방법 및 시스템과 양랍 가능하며, 따라서, 웨어러블 전자장치에서의 광범위한 적용을 지원한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 전자장치를 캡슐화하기 위하여 하나 이상의 캡슐화층 또는 코팅을 포함한다. 일 구체예에서, 전자장치는 경질 장치, 반경질 장치, 가요성 전자장치, 또는 신축성 전자장치이다. 일 구체예에서, 예를 들어, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성 각각은 독립적으로 하나 이상의 얇은 필름, 나노리본, 마이크로리본, 나노멤브레인, 또는 마이크로멤브레인을 포함한다. 일 구체예에서, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 단결정 무기 반도체 물질을 포함한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 5 마이크론 내지 5000 마이크론 범위, 선택적으로 일부 어플리케이션에서는 50 미아크론 내지 100000 마이크론, 선택적으로 일부 어플리케이션에서는 50 마이크론 내지 2000 마이크론의 범위에서 선택되는 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 예를 들어, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 5 마이크론 초과, 선택적으로 일 구체예에서는 50 마이크론 초과의 두께를 갖는다. 일 구체예에서, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 예를 들어, 구부러진 형태, 나선형의 형태, 비틀린 형태 또는 구불구불한 형태 구조와 같은 곡면 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 하나 이상의 아일랜드 및 브릿지 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서 전자장치는 복수의 기능층, 베리어층, 지지층 및 캡슐화층을 포함하는 다층구조를 갖는다. 일 구체예에서, 전자장치는 시스템의 중립 기계적 표면에 인접하여 제공된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 전자장치는 광학센서, 전기화학적 센서, 화학 센서, 기계적 센서, 압력 센서, 전기 센서, 자기 센서, 변형 센서, 온도 센서, 열 센서, 습도 센서, 모션 센서(예를 들어, 가속도계, 자이로스코프), 컬러 센서(색채계, 분광계), 음향 센서, 정전용량 센서, 임피던스 센서, 생물학적 센서, 심전도 센서, 근전도 센서, 뇌파전이 기록 센서, 전기 생리학적 센서, 광 검출기, 입자 센서, 가스 센서, 대기오염 센서, 방사선 센서, 환경 센서를 포함하는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 센서 또는 이의 구성 및 영상장치를 포함한다.
일 구체예에서, 전자장치는 하나 이상의 엑츄에이터 또는 이의 구성을 포함하고, 예를 들어, 전자기 방사선, 광학 방사선, 음향 에너지, 전기장, 자기장, 열, RF 신호, 전압, 화학적 변화 또는 생물학적 변화를 발생시키는 엑츄에이터 또는 이의 구성을 포함한다. 일 구체예에서, 하나 이상의 엑츄에이터 또는 이의 구성은 가열기, 광원, 전극, 음향 엑츄에이터, 기계적 엑츄에이터, 마이크로 유체 시스템, MEMS 시스템, NEMS 시스템, 압전 엑츄에이터, 유도코일, 화학적 변화 또는 생물학적 변화를 유도할 수 있는 화학 에이전트를 포함하는 저장부, 레이저 및 발광 다이오드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구체예에서, 전자장치는 하나 이상의 에너지 저장 시스템 또는 이의 구성을 포함하고, 예를 들어, 에너지 저장 시스템 또는 이의 구성은 전기화학적 셀, 연료전지, 광전지, 무선 전력코일, 열전 에너지 하베스터, 커패시터, 수퍼커패시터, 1차 전지, 2차 전지, 및 압전 에너지 하베스터로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구체예에서, 전자장치는 하나 이상의 통신 시스템 또는 이의 구성을 포함하고, 예를 들어, 통신 시스템 또는 이의 구성은 송신기, 수신기, 트랜시버, 안테나, 및 근거리 통신 장치로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 구체예에서, 전자장치는 예를 들어 유도코일 또는 근거리 통신 코일과 같은 하나 이상의 코일을 포함한다. 일 구체예에서, 근거리 통신 코일 각각은 독립적으로 50 마이크론 내지 20 밀리미터의 범위로부터 선택되는 직경을 갖는다. 예를 들어, 일 구체예에서, 근거리 통신 코일 각각은 독립적으로 1 마이크론 내지 5 밀리미터, 1 마이크론 내지 500 마이크론, 1 마이크론 내지 100 마이크론, 5 마이크론 내지 90 마이크론, 또는 50 마이크론 내지 90 마이크론의 범위로부터 선택되는 평균 두께를 갖는다.
일 구체예에서, 예를 들어, 근거리 통신 코일 각각은 평면 형상으로부터 1 mm 내지 20 mm의 범위에서 선택되는 곡률 반경을 특징으로 하는 구부러진 형상으로 변화하면서 50 % 미만, 선택적으로 20 % 미만으로 변화한다. 일 구체예에서, 근거리 통신 코일 각각은 3 이상의 Q 팩터를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 하나 이상의 코일은 적어도 부분적으로는 기판 또는 하나 이상의 캡슐화층에 의하여 캡슐화된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 하나 이상의 코일은 고리형 또는 타원 고리형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 적어도 2개의 층상의 코일들을 포함하고, 상기 코일들은 유전체층에 의하여 분리된다.
일 구체예에서, 시스템으로 및/또는 시스템으로부터의 정보의 이동은 무선으로 수행되고, 예를 들어, 비접촉 프록시미티(proximity) 카드를 위해서는 ISO14443, 비접촉 비시니티(vicinity) 카드를 위해서는 ISO15693, RFID 및 EPC 글로벌 클래스 1 젠 2(=18000-6C)를 위해서는 ISO 18000 세트 표준과 같은 ISO 표준을 통하여 무선으로 수행된다.
일 면에 있어서, 본 발명의 조직에 장착되는 시스템은 하나 이상의 조직 표면과 효과적인 통합을 위하여 장착 플랫폼을 더 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 장착 플랫폼은 상기 조직과 접촉을 형성하기 위한 외부 표면 및 상기 전자장치 및 기판을 지지하기 위한 내부 표면을 갖는다. 일 구체예에서, 장착 플랫폼은 시스템 자체의 기판 구성이다. 일 구체예에서, 상기 장착 플랫폼은 손톱의 표면에 부합하는 접촉을 형성하는 것과 같이, 상기 조직 표면에 부합하는 접촉을 형성하기 위한 것이다. 본 발명은 경질 또는 가요성인 장착 플랫폼 구성을 포함한다. 일 구체예에서, 장착 플랫폼은 보철이다. 일 구체예에서, 장착 플랫폼은 접착성 테이프이다. 일 구체예에서, 장착 플랫폼은 인조 손톱이다.
일 구체예에서, 시스템은 예를 들어 장치의 기능을 표시하거나 또는 심미성을 제공하기 위하여 하나 이상의 LED 구성을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 리더로부터 제거된 이후에도 켜진 상태를 유지하도록 디자인된 하나 이상의 LED 구성을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 네일 폴리쉬와 같은 인조 손톱 또는 손톱 커버링에 통합되거나 이에 의하여 캡슐화된다. 일 구체예에서, 예를 들어, 시스템은 예를 들어 위장 기능을 위하여 형태 및 색상에 있어 조직과 매칭되도록 만들어진 커버층 또는 패키징을 포함한다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 본 발명은 각각의 개별 장치에 고유한 암호화된 식별 번호를 저장하고 있는 고유 칩을 갖는다. 추가로, 상기 칩은 지속적으로 변경되는 작업 관련 보안코드를 갖는다. 암호화된 장치 번호는 환자의 건강관려 정보를 비공개로 유지하는데 도움을 준다. 임상의, 병원관리인 및 보험 공급자가 정보에 접근할 수 있는 유일한 사용자이다. 응급 상황에서, 병원 직원은 실종환자를 신속히 찾을 수 있고, 및/또는 환자의 생체 신호를 관찰할 수 있다.
개시된 시스템 및 방법은 가변성이 우수하고, 다양한 범위의 조직 형태를 위하여 광범위한 생물학적 기능을 수행한다. 추가로, 본 발명은 다양한 외부 전자장치와 통신하기 위하여 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 예를 들어, 기판의 내측면은 외부 조직을 포함하는 조직 표면과 부합하는 접촉을 형성할 수 있다. 일 구체예에서, 외부 조직은 피부, 손톱, 발톱, 치아, 모발 또는 귓불이다. 일 구체예에서, 모발은 착용자의 머리카락, 눈썹, 체모의 모발을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구체예에서, 예를 들어, 기판의 내측면은 아크릴, 실리콘, ACP, 컨포멀 Q, 무연 땜납, 또는 이들의 조합을 통하여 조직 표면에 접착된다. 일 구체예에서, 시스템은 예를 들어, 패스워드 인증, 전자거래 또는 바이오 감지를 위한 근거리 통신 장치와 같은 근거리 통신 장치를 더 포함한다. 일 구체예에서, 근거리 통신 장치는 컴퓨터 또는 모바일 전자장치와의 통신을 위한 것이다.
일 면에서, 본 발명은 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은 (i) 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 (ii) 조직에 장착된 전자시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하되,
상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 (a) 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (b) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 두께가 5 밀리미터 이하, 선택적으로 10 밀리미터 만이고, 측면치수는 실질적 박리 없이 조직과 장기간의 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법이다.
일 면에서, 본 발명은 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은 (i) 조직 표면상에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 (ii) 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하되,
상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 (a) 내측면 및 외측면을 갖는 기판, 및 (b) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성, 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 두께가 5 밀리미터 이하, 선택적으로는 10 밀리미터 미만이고, 측면치수가 실질적 염증반응 또는 면역반응 없이 조직과 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법이다.
일 면에서, 본 발명은 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은 (i) 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 (ii) 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하되,
상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 (a) 내측면 및 외측면을 갖는 기판, 및 (b) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 두께는 5 밀리미터 이하, 선택적으로 1 밀리미터 미만이고, 측면치수는 시스템이 장착되면서 조직 표면으로부터 열 및 유체의 교환에 대한 실질적인 변화 없이 조직과 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법이다.
일 면에 있어서, 본 발명은 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법에 있어서, 상기 방법은 (i) 조직 표면 상에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 (ii) 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하되,
상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 (a) 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (b) 기판의 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 두께는 5 밀리미터 이하, 선택적으로는 10 밀리미터 미만이고, 및 측면치수는 조직으로부터 제거될 때 기능적으로 작동 불가능하게 되는 방법으로 조직에의 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 전자장치를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법이다.
일 면에서, 본 발명은 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법에 있어서, 상기 방법은 (i) 조직 표면 상에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 (ii) 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 방법이되,
상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 (a) 조직 표면과 접촉을 이루는 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 (b) 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 기판의 모서리로부터 독립적으로 10 밀리미터 내, 선택적으로 1 밀리미터 내에 위치하는(예를 들어, 둘레로부터 이격되어 위치하는 절단 영역의 둘레 모서리 또는 모서리) 전자장치를 포함하고, 조직에 장착된 전자장치는 20 밀리미터 이하의 측면치수와 5 밀리미터 이하의 두께, 선택적으로 특정 어플리케이션을 위하여, 10 밀리미터 이하의 두께를 갖는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신방법이다.
본 발명은 웨어러블 전자장치를 위한 일정 범위의 어플리케이션을 지원하는 장착 전략을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직 표면은 인간 또는 인간이 아닌 대상과 같은 대상의 외부 조직을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 외부 조직은 월간 6 mm 이하의 성장속도, 또는 일정 구체예에서는 일간 0.1 mm 이하의 성장속도를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 외부 조직은 일간 1회 이하의 박리율, 도는 일정 구체예에서는 일간 0.1 mm 이하의 박리율을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 외부 조직은 10 kPa 이상의 모듈러스, 선택적으로 일정 구체예에서는 10 MPa이상의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 외부 조직은 0.1 nN m 이상의 굽힘강성, 선택적으로 일부 구체예에서는 100 nN m 이상, 또는 1000 nN m 이상의 굽힘강성을 갖는 것을 특징으로 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직 표면은 1 mm 내지 25 mm의 범위로부터 선택되는 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 조직은 인간 조직이다. 일 구체예에서, 예를 들어 조직은 인간 대상의 피부, 손톱, 치아, 모발, 또는 귓불이다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직은 표피 조직이 아니다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직은 내부 조직이 아니다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직은 예를들어 가축 또는 수의학 어플리케이션의 조직과 같은 비인간 동물의 조직과 같이 비인간 조직이다. 일 구체예에서, 예를 들어, 조직은 예를 들어 농업적 어플리케이션을 위한 식물(예를 들어 잎 및/또는 뿌리)의 조직과 같은 비인간 조직이다.
일 구체예에서, 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 예를 들어 근거리 통신 신호가 컴퓨터나 포터블 전자장치에 의하여 수신 또는 생산되는 근거리 통신 신호의 생산 및 수신을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 근거리 통신 신호는 패스워드 인증, 전자거래 또는 바이오 감지를 위한 것이다.
일 구체예에서, 예를 들어, 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 조직의 생리학적, 전기 생리학적, 화학적, 열적 또는 광학적 특성과 같은 하나 이상의 조직 특성을 감지하는 것을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 조직으로부터 생물학적 유체의 하나 이상의 물리적 또는 화학적 특성을 감지하는 것을 포함한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 조직을 엑츄에이팅하는 것을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 엑츄에이팅은 조직을 정전기적으로, 열적으로, 광학적으로, 음향적으로, 자기적으로 또는 화학적으로 엑츄에이팅하는 것을 포함한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 하나 이상의 특성을 감지하는 단계는 이산된, 실질적으로 순간적인 신호를 감지하는 것 또는 일정 기간동안 획득된 누적 신호를 감지하는 것을 포함한다.
일 구체예에서, 서로 공간적으로 분산되어있는 복수의 조직에 장착되는 시스템은 공간상 또는 시공간상 변하는 특성을 나타내는 데이터를 제공할 수 있다.
일 면에서, 본 발명은 외부 장치에 대하여 사용자를 인증하는 방법이고; 상기 방법은 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 외부 장치에 인증 신호를 제공하기 위하여 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 통신하는 단계를 포함하되, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 기판의 외측면(예를 들어, 둘레 모서리 또는 둘레로부터 이격되어 위치하는 절단 영역의 모서리)에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는 방법이다. 일 구체예에서, 인증 신호를 수신함에 따라, 외부장치는 외부장치를 작동시키기 위한 사용자의 접근을 허용한다. 예를 들어, 외부장치는 컴퓨터, 전화기, 총, 약병, 문, 차량, 금고, 잠금박스, 개찰구, 게이트, 엘리베이터 또는 자물쇠일 수 있다.
일 면에서, 본 발명은 전자결재를 수행하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 외부장치에 결재정보를 제공하기 위하여 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 통신하는 단계를 포함하되, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 내측면 및 외측면을 포함하는 기판; 및 기판의 외측면(예를 들어, 둘레 모서리 또는 둘레로부터 이격되어 배치되는 절단 영역의 모서리)에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는 방법이다.
일 면에서, 본 발명은 사용자 규정 준수를 확인하는 방법이고, 상기 방법은 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 외부 장치로 조직에 장착되는 전자 시스템의 위치 및 식별을 나타내는 신호를 전달하는 단계를 포함하되, 상기 조직에 장착되는 전자시스템은 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 기판의 외측면(예를 들어, 둘레 모리서 또는 둘레로부터 이격되어 배치되는 절단 영역의 모서리)에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성, 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는 방법이다.
일 면에서, 본 발명은 디지털 콘텐츠를 전송하는 방법이고, 상기 방법은 조직 표면에 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및 조직에 장착되는 전자 시스템으로부터 외부 장치로 디지털 콘텐츠를 나타내는 신호를 전송하는 단계를 포함하되, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및 기판의 외측면(예를 들어, 둘레 모서리, 또는 둘레로부터 이격되어 배치되는 절단 영역의 모서리)에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는 방법이다.
일 구체예에서, 전자장치는 조직으로부터 제거됨에 따라 기능적으로 작동 불가능하게 된다. 예를 들어, 일 구체예에서, 전자장치는 장치 구성의 적어도 부분이 물리적으로 파괴되거나 또는 변형됨에 따라 기능적으로 작동 불가능하게 된다. 다른 구체예에서, 전자장치는 장치 구성의 적어도 일부분이 외부 환경에 노출되도록 베리어층 또는 캡슐화층이 제거됨에 의하여 기능적으로 작동 불가능하게 된다. 이 구체예에 따르면, 노출된 장치 구성은 외부 환경의 구성들에 의하여 물리적으로 또는 화학적으로 제거된다. 파괴, 변형 또는 노출된 예시적인 장치 구성은 상호접속부, 코일, 기판 또는 이들의 조합을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구체예에서, 변형은 4 mm 곡률 반경이상의 기판 내측면 방향의 시스템의 곡면에 있어서의 변형을 포함한다. 일 구체예에서, 변형은 기판의 내측면으로부터 이격되는 시스템의 곡면상 변화를 포함한다.
일 구체예에서, 전자장치는 측정된 생리학적 값이 임계값 범위를 벗어나는 경우, 기능적으로 작동 불가능하게 된다. 일 구체예에서, 생리학적 특성은 온도, pH 수준, 포도당, 맥박 산소측정량, 심박수, 호흡수, 혈압, 말초 모세혈관 산소 포화도(SpO2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 장치 착용자의 전형적인 기초 체온 미만의 온도는 장치가 조직으로부터 제거되었음을 나타낼 수 있고, 펄스 또는 심박수가 0이라는 것은 착용자가 사망했음을 나타낼 수 있고, 및 장치는 작동불능 상태가 되어야 한다. 작동불능은 예를 들어, 장치의 마이크로프로세서가 전자장치로부터 외부장치로 예를 들어 개인 식별 정보 또는 결재정보와 같은 보안 정보의 전송을 방지하는 명령을 개시하거나, 또는 전자장치의 마이크로프로세서가 장치의 구성에 과 전력을 공급하여 구성을 전기적으로 파괴하고, 이에 딸ㅏ 기능상 작동불능을 이룰 수 있는 명령을 개시하는 방법에 의하여 이룰 수 있다.
일 구체예에서, 전자장치는 기설정된 시간, 기설정된 사용횟수 이후, 또는 기설정된 시도의 횟수 이후에도 적절한 인증에 실패한 경우 기능적으로 작동 불가능하게 된다. 예를 들어, 전자장치는 기설정된 사용횟수 이후, 또는 기설정된 시도의 회수 이후에도 적절한 인증에 실패한 경우 자체 파괴되거나 또는 사용 불가능하게 될 수 있다. 일 구체예에서, 기설정된 시간 또는 허용된 사용 또는 인증 시도는 전자장치의 마이크로컨트롤러에 프로그램되고, 작동불능은 예를 들어, 장치의 마이크로프로세서가 전자장치로부터 외부장치로 전송을 방지하는 명령을 개시하거나 또는 전자장치의 마이크로프로세서가 장치의 구성에 과 전력을 공급하여 구성을 전기적으로 파괴하여, 기능상 작동불능을 이루게 됨에 의하여 이루어질 수 있다.
특정 이론에 한정되고자 하는 의도 없이, 개시된 장치 및 방법과 관련된 근본 원리에 대한 믿음 또는 이해에 대한 논의가 있을 수 있다. 임의의 기계론적 설명 또는 가설의 궁극적 정확성과 관계없이, 본 발명의 구체예는 그럼에도 불구하고 작동가능하고, 유용할 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 어구는 당업자에게 공지된 표면 텍스트, 저널 참조 및 문맥을 참조하여 도출될 수 있는 당업계에서 인식되고 있는 의미를 갖는다. 다음의 정의는 본 발명의 내용 중에서 특정 용도를 명확하게 하기 위하여 제공된다.
"가요성" 및 "구부림성"의 용어는 본 명세서에서 동의어로 사용되고, 재료, 구조, 장치 또는 장치 구성의 파단점으로 특징지워지는 변형과 같은 현저한 변형을 제공하는 변환을 거치지 않고, 휘어지거나 또는 구부러진 형상으로 변형되는 재료, 구조, 장치 또는 장치 구성의 능력을 의미한다.
예시적인 구체예에서, 가요성 재료, 규조, 장치 또는 장치 구성은 5 % 이상의 변형, 일부 어플리케이션에서는 1 % 이상의 변형, 및 또 다른 어플리케이션에서는 변형에 민감한 영역에서 0.5 % 이상의 변경을 제공함 없이 휘어진 형태로 변형될 수 있다. 여기서 사용된 일부에서, 반드시 전부일 필요는 없음, 가요성 구조는 또한 신축성이 있다. 다양한 특성은 본 발명의 가요성 구조(예를 들어 장치 구성)를 제공하고, 이는 낮은 모듈러스, 굽힘강도 및 굴곡 강성과 같은 재료의 특성; 작은 평균 두께(예를 들어, 100 마이크론 미만, 선택적으로 10 마이크론 미만, 및 선택적으로 1 마이크론 미만)와 같은 물리적 규격 및 얇은 필름 및 메쉬 형상과 같은 장치의 형상을 포함한다.
"조직"이라는 용어는 동물 또는 식물이 만들어내는 모든 형태의 물질들을 광범위하게 기술하기 위하여 사용되고, 예를 들어, 특별한 세포 및 이들의 결과물로 이루어질 수 있다. 여기서 사용된 조직은 실질적으로 동일 또는 보완적 기능을 수행하는 세포와 같이, 하나 이상의 기관에 대응되는 세포를 의미할 수 있다. 여기서 언급되는 조직은 인간 및 비 인간을 포함하는 동물(예를 들어, 가축, 수의학적 동물, 등) 및 식물에 해당할 수 있다. 여기서 언급되는 조직은 살아있는 세포 또는 죽은 세포에 해당할 수 있고, 이들은 여기에 한정되는 것은 아니나, 딱딱한 조판(corpus unguis)(예를 들어, 손톱, 발톱, 발굽, 뿔)을 포함할 수 있다. 조직의 예는 피부, 손톱, 발톱, 치아, 뼈, 모발 또는 귓불을 포함한다.
"신축성"은 파단 없이 변형되는 재료, 구조, 장치 또는 장치 구성의 능력을 의미한다. 예시적인 구체예에서, 신축성 재료, 구조, 장치 또는 장치 구성은 파단 없이 0.5 % 초과의 변형, 특정 어플리케이션에서는 파단 없이 1 % 초과의 변형, 및 또 다른 어플리케이션에서는 파단 없이 3 % 초과의 변형을 할 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 많은 신축성 구조는 또는 가요성이다. 어떠한 신축성 구조(예를 들어 장치 구)는 파단 없이 병형될 수 있도록 압축, 연장 및/또는 비틀릴 수 있도록 설계된다. 신축성 구조는 엘라스토머와 같은 신축성 재료를 포함하는 얇은 필름 구조; 연장, 압축 및/또는 비틀림이 가능한 구부러지는 구조; 및 아일랜드-브릿지 구조를 갖는 구조를 포함한다. 신축성 장치 구성은 신축성 전기 상호접속부와 같은 신축성 상호 접속부를 갖는 구조를 포함한다.
"기능층"은 장치에 특정 기능을 전달하는 장치에 포함되는 층을 의미한다. 예를 들어, 기능층은 반도체 층과 같은 얇은 필름일 수 있다. 대안으로, 기능층은 지지층으로 분리되는 복수의 반도체 층과 같은 복수 층을 포함할 수 있다. 기능층은 장치-수용 패드 또는 아일랜드들 사이에서 실행되는 상호접속부와 같은 복수의 패터닝된 요소들을 포함할 수 있다. 기능층은 이질적일 수 있고, 또는 균일하지 않은 하나 이상의 특성을 가질 수 있다. "균일하지 않은 특성"은 공간상 변할 수 있는 물리적 변수를 의미하고, 이에 따라 복수 층 장치 내에서 중립 기계적 표면(NMS)의 위치에 영향을 줄 수 있다.
"반도체"는 저온에서는 부도체이고, 약 300 켈빈의 온도에서는 상당 정도의 전기 전도성을 갖는 임의의 물질을 의미한다. 본 설명에서, 반도체라는 용어의 사용은 마이크로 전자공항 및 전자장치 분야에서의 용어의 사용과 일치하도록 의도된다.
유용한 반도체는 실리콘, 게르마늄, 및 다이아몬드와 같은 원소 반도체 및 SiC 및 SiGe와 같은 IV 족 화합물 반도체, AlSb, AlAs, Aln, AlP, BN, GaSb, GaAs, GaN, GaP, InSb, InAs, InN, 및 InP와 같은 III-V 족 화합물 반도체, AlxGa1-xAs와 같은 III-V 족 3족 반도체 합금, CsSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, 및 ZnTe와 같은 II-VI 족 반도체, CuCl 와 같은 I-VII 족 반도체, PbS, PbTe 및 SnS와 같은 IV - VI 족 반도체, PbI2, MoS2 및 GaSe와 같은 층반도체, 및 CuO and Cu2O 와 같은 산화물 반도체를 포함한다.
반도체라는 용어는 주어진 어플리케이션 또는 장치에 유용한 유리한 전자적 특성을 제공하기 위한 p-타입 도핑 물질 및 n-타입 도핑 물질을 갖는 반도체를 포함하는 하나 이상의 선택된 물질로 도핑된 진성 반도체 및 외인성 반도체를 포함한다. 반도체라는 용어는 반도체 및/또는 도펀트의 혼합물을 포함하는 복합 물질을 포함한다.
특정 구체예를 위하여 유용한 특정 반도체는 이에 한정되는 것은 아니나, Si, Ge, SiC, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, GaSb, InP, InAs, InSb, ZnO, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, PbS, PbSe, PbTe, AlGaAs, AlInAs, AlInP, GaAsP, GaInAs, GaInP, AlGaAsSb, AlGaInP, 및 GaInAsP를 포함한다. 다공성 실리콘 반도체 물질은 발광 다이오드(LEDs) 및 고체상 레이저와 같은 센서 및 발광 물질 분야에서 기술되는 어플리케이션을 위하여 유용하다.
반도체 물질의 불순물은 반도체 물질 자치 또는 반도체 물질에 제공되는 임의의 도펀트 외에 원자, 원소, 이온 및/또는 분자이다. 불순물은 반도체 물질에 존재하는 바람직하지 않은 물질로, 반도체 물질의 전자적 특성에 부정적 영향을 줄 수 있고, 이에 한정되는 것은 아니나, 산소, 탄소, 및 중금속을 포함하는 금속을 포함한다. 중금속 불순물은, 이에 한정되는 것은 아니나, 주기율표상 구리 및 납 사이의 원소군, 칼슘, 나트륨, 및 이들의 모든 이온, 화합물, 및/또는 복합체를 포함한다.
"일치"는 기능층, 기판층, 또는 다른 층과 같은 층 내부에 또는 이에 인접하여 위치하는 예를 들어, 중립 기계적 표면(NMS) 또는 중립 기계적 평면(NMP)과 같은 2 이상의 대상, 평면, 또는 표면의 상대적 위치를 의미한다. 일 구체예에서, NMS 또는 NMP는 가장 변형에 민감한 층 또는 상기 층 내의 물질에 대응하도록 배치된다. "근접"은 변형에 민감한 물질의 물리적 특성에 불리한 영향을 주지 않고 바람직한 가요성 또는 신장성을 제공하면서, 예를 들어 기능층, 기판층 또는 다른 층과 같은 층의 위치를 근접하여 따르는 NMS 또는 NMO와 같은 2 이상의 대상, 평면, 또는 표면의 상대적 위치를 의미한다. 일반적으로, 높은 변형 민감도를 갖는 층 및 결과적으로 파단되는 최초의 층이 되기 쉬은 층은 상대적으로 깨지기 쉬운 반도체 또는 다른 변형에 민감한 장치 요소를 포함하는 기능층과 같은 기능층에 위치된다. 층에 근접한 NMS 또는 NMP는 그 층 내에서 구속될 필요는 없지만, 장치가 접힐 때, 변형에 민감한 장치 요소에 변형을 감소시키는 기능적 이익을 제공하기 위하여 근접하여 또는 충분히 가까이 위치될 수 있다.
이와 같은 면에서, "변형에 민감함"은 상대적으로 낮은 수준의 변형에 반응하여 파단되거나 또는 다른 형태로 손상되는 물질을 의미한다. 일 면에서, NMS는 기능층에 일치하거나 근접한다. 일 면에서, NMS는 기능층에 일치하고, NMS를 따르는 모든 측면 위치에 대하여 변형에 민감한 물질을 포함하는 기능층 내에 위치하는 NMS의 적어도 일부를 의미한다. 일 면에서, NMS는 기능층에 근접하고, NMS가 기능층과 일치하지는 않으나, NMS의 위치가 NMS의 위치를 위한 것이 아니라, 기능층에 가하여지는 변형을 실질적으로 낮추는 것과 같이 기능층에 기계적 이익을 제공한다.
예를 들어, 근접 NMS의 위치는 선택적으로 곡률 반경이 밀리미터 또는 센티미터 수준이 되도록 접히는 장치와 같이 주어진 접힌 형태를 위한 변형에 민감한 물질에서 적어도 10%, 20%, 50%, 75%의 변형 감소를 제공하는 변형에 민감한 물질로부터의 거리로 정의된다.
다른 면에서, 근접 NMS의 위치는 수 mm, 2 mm 미만, 10 μm 미만, 1 μm 미만, 또는 100 nm 미만과 같이, 변형에 민감한 물질로부터의 거리와 같이 절대적인 용어로 정의될 수 있다. 다른 면에서, 근접 층의 위치는 변형에 민감한 포함되는 층에 가장 가까운 층의 50%, 25% 도는 10% 범위 내와 같이, 변형에 민감한 물질에 인접한 층에 대하여 상대적으로 정의될 수 있다. 일 면에서, 근접 NMS는 기능층에 인접한 층 내에 포함된다.
"구성 요소"는 장치의 개별적 부분을 의미하는 것으로 광범위하게 사용된다.
"감지"는 물리적 및/또는 화학적 특성의 존재, 부존재, 양, 크기 또는 강도를 측정하는 것을 의미한다. 감지를 위한 유용한 장치 구성은 이에 한정되는 것은 아니나, 전극 구성, 화학적 또는 생물학적 센서 유성, pH 센서, 온도 센서, 변형 센서, 기계적 센서, 위치 센서, 광학 센서 및 정전용량 센서를 포함한다.
"엑츄에이팅"은 구조, 재료 또는 장치구성을 자극하고, 조절하고, 또는 다른 방법으로 이에 영향을 주는 것을 의미한다. 엑츄에이팅을 위한 유용한 장치 구성은 이에 한정되는 것은 아니나, 전극 구성, 전자기 방사선 방사 구성, 발광 다이오드, 레이저, 자기 구성, 음향 구성, 압전 구성, 화학적 구성, 생물학적 구성, 및 가열 구성을 포함한다.
"직접 및 간접"이라는 용어는 다른 구성에 대한 상대적인 하나의 구성의 동작 또는 물리직 위치를 기술한다. 예를 들어, "직접" 다른 구성에 작용하거나 또는 접촉하는 구성은 중간 구성의 개입 없이 그와 같이 한다. 반대로, "간접적"으로 다른 구성에 작용하거나 또는 접촉하는 구성은 중간 구성을 통하여(예를 들어 제3 구성요서) 그와 같이 한다.
"캡슐화"는 기판, 접착제층 또는 캡슐화층과 같은 하나 이상의 다른 구조에 의하여 적어도 부분적으로, 및 특정 경우에 완전히 둘러싸이는 일 구성의 배향을 의미한다. "부분적 캡슐화"는 예를 들어, 구조의 외부 표면의 30%, 또는 선택적으로 50%, 또는 90%가 하나 이상의 구조에 의하여 둘러싸이는 것과 같이, 하나 이상의 다른 구조에 의하여 부분적으로 둘러사이는 일 구조의 배향을 의미한다. "완전 캡슐화"는 하나 이상의 다른 구조에 의하여 완전히 둘러싸인 일 구조의 배향을 의미한다.
"유전체"는 비전도성 또는 절연성 물질을 의미한다.
"고분자"는 종종 고 분자량으로 특징지워지고, 공유 화학 결합에 의하여 연결되는 반복구조 유닛을 포함하는 거대 분자, 또는 하나 이상의 모노머의 중합 결과물을 의미한다. 고분자라는 용어는 호모폴리머, 또는 필수적으로 단일 반복 모노머 서브유닛으로 이루어진 고분자를 포함한다. 고분자라는 용어는 또한 코폴리머, 또는 무작위, 블록, 교대, 분절화, 그라프트, 테이퍼 및 다른 코폴리머와 같은 2 이상의 모노머 서브유닛으로 필수적으로 이루어진 고분자를 포함한다.
유용한 고분자는 비정질, 세미-비정질, 결정질 또는 부분적으로 결정상일 수 있는 유기 고분자 또는 무기 고분자를 포함한다. 링크된 모노머 체인을 갖는 가교된 고분자는 특히 특정 어플리케이션을 위하여 유용하다. 방법, 장치 및 부품에 사용가능한 고분자는 이에 한정되는 것은 아니나, 플라스틱, 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머, 엘라스토플라스틱, 열가소성 물질 및 아크릴레이트를 포함한다.
예시적인 고분자는 이에 한정되는 것은 아니나, 아세틸 고분자, 생분해성 고분자, 셀룰로오스 고분자, 플루오로 고분자, 나일론, 폴리아크릴로니트릴 고분자, 폴리아미드-이미드 고분자, 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리벤지이미다졸, 폴리부틸렌, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리이써이미드, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 코폴리머 및 변성 폴리에틸렌, 폴리케톤, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리메틸펜텐, 폴리페닐렌 옥사이드 및 폴리페닐렌 설파이드, 폴리프탈아미드, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, 스티레닉 레진, 설폰 기반 레진, 비닐 기반 레진, 고무 (천연고무, 스티렌-부타디엔, 폴리부타디인, 네오프렌, 에틸렌-프로필렌, 부틸, 니트릴, 실리콘), 아크릴, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리올레핀 또는 이들의 다른 조합을 포함한다..
"엘라스토머"는 실질적인 영구적 변형 없이 신장 또는 현형 후 원래의 형태로 돌아올 수 있는 고분자 물질을 의미한다. 엘라스토머는 일반적으로 실질적인 탄성 변형을 겪는다. 유용한 엘라스토머는 고분자, 코폴리머, 고분자 및 코폴리머의 복합 물질 또는 혼합물을 포함하는 것을 포함한다.
엘라스토머 층은 적어도 하나의 엘라스토머를 포함하는 층을 의미한다. 엘라스토머 층은 또한 도펀트 및 다른 비 엘라스토머 물질을 포함할 수 있다.
유용한 엘라스토머는 이에 한정되는 것은 아니나, 열가소성 엘라스토머, 스티렌계 물질, 올레핀계 물질, 폴리올레핀, 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드, 합성 고무 PDMS, 폴리부타디엔, 폴리이소부틸렌, 폴리(스티렌-부타디인-스티렌), 폴리우레탄, 폴리클로로프렌 및 실리콘을 포함한다. 예시적인 엘라스토머는 이에 한정되는 것은 아니나, 폴리(디메틸 실록산), 폴리(메틸 실록산), 부분적으로 알킬화된 폴리(메틸 실록산), 폴리(알킬 메틸 실록산) 및 폴리(페닐 메틸 실록산)을 포함하는 폴리실록산(예를 들어, PDMS 및 h-PDMS)을 포함하는 폴리실록산, 실리콘 변성 엘라스토머, 열가소성 엘라스토머, 스티렌계 물질, 올레핀계 물질, 폴리올레핀, 폴리우레탄 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드, 합성고무, 폴리이소부틸렌, 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리우레판, 폴리클로로프렌 및 실리콘과 같은 고분자를 포함하는 실리콘을 포함한다. 일 구체예에서, 고분자는 엘라스토머다.
"부합가능한"은 예를 들어, 장치, 물질 또는 기판이 릴리프(relief) 특징 또는 동적 표면(예를 들어 시간에 따라 변화)을 갖는 표면과 같은 비 평면성 구조를 갖는 표면과 부합하는 접촉을 가능하게 하는 윤곽 프로파일과 같이 특정 어플리케이션에 바람직한 윤곽 프로파일에 접합하도록 할 정도로 충분히 낮은 굽힘강성을 갖는 장치, 재료, 기판을 의미한다. 특정 구체예에서, 바람직한 윤곽 프로파일은 손톱, 피부, 치아, 발톱 또는 귓불의 프로파일이다.
"부합하는 접촉"은 장치와 수용 표면 사이에 형성되는 접촉을 의미한다. 일 면에서, 부합하는 접촉은 표면의 전체 형태에 대하여 장치의 하나 이상의 표면(예를 들어 접촉 표면)의 거시적 적응을 포함한다. 다른 면에서, 부합하는 접촉은 실질적으로 공간이 없을 정도로 밀접한 접촉을 갖도록 하는 표면으로의 하나 이상의 면(예를 들어 접촉 면)의 미시적 적응을 포함한다.
일 구체예에서, 부합하는 접촉은 밀접한 접촉을 이루도록 하는 수용 표면에 대한 장치의 접촉 면의 적응을 포함하고, 예를 들어, 장치의 접촉면의 표면 영역의 20 % 미만이 수용 표면과 물리적으로 접촉하지 않거나, 또는 선택적으로 장치의 접촉면의 10 % 미만이 수용 표면과 물리적으로 접촉하지 않거나, 또는 선택적으로 장치의 접촉면의 5 % 미만이 수용 표면과 물리적으로 접촉하지 않는다.
"영스 모듈러스" 또는 "모듈러스"는 상호교환적으로 사용되고, 주어진 물질의 변형에 대한 응력의 비율을 의미한다.
영스 모듈러스는 다음의 식으로 표현될 수 있다:
상기 식에서 E는 영스 모듈러스, Lo는 평형 길이, ΔL은 적용된 응력하에서의 길이 변화, F는 적용된 힘, A는 힘이 적용되는 영역이다.
영스 모듈러스는 또한 다음의 식을 통하여 라메 상수(Lame constants)로 표현될 수 있다:
상기 식에서 λ및 μ는 라메 상수이다. 높은 영스 모듈러스(또는 높은 모듈러스) 및 낮은 영스 모듈러스(또는 낮은 모듈러스)는 주어진 재료, 층 또는 장치에서 영스 모듈러스 크기의 상대적 기술이다.
특정 구체예에서, 높은 영스 모듈러스는 낮은 영스 모듈러스와 비교하여, 바람직하게는 특정 어플리케이션에서 약 10 배 크고, 보다 바람직하게는 다른 어플리케이션에서는 약 100 더 크고, 더욱 바람직하게는 또 다른 어플리케이션에서 약 1000 배 더 크다. 일 구체예에서, 낮은 모듈러스 층은 100 MPa 미만의 영스 모듈러스를 갖고, 선택적으로는 10 MPa 미만, 및 선택적으로는 0.1 MPa 내지 50 MPa의 범위에서 선택되는 영스 모듈러스를 갖는다.
일 구체예에서, 높은 모듈러스 층은 100 MPa 초과의 영스 모듈러스를 갖고, 선택적으로는 10 GPa 초과, 선택적으로는 1 GPa 내지 100 GPa 의 범위로부터 선택되는 영스 모듈러스를 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 장치는 낮은 영스 모듈러스를 갖는 하나 이상의 구성을 갖는다. 일 구체예에서, 본 발명의 장치는 전체적으로 낮은 영스 모듈러스를 갖는다.
"낮은 모듈러스"는 10 MPa 이하, 20 MPa 이하, 또는 1 MPa 이하의 영스 모듈러스를 갖는 재료를 의미한다.
"굽힘강성"은 적용된 구부림 움직임에 대한 재료, 장치 또는 층의 저항서을 기술하는 재료, 장치 또는 층의 기계적 특성이다. 일반적으로 굽힘강성은 재료, 장치, 또는 층의 모듈러스와 영역 관성의 곱으로 정의된다. 불균일의 굽힘강성을 갖는 재료는 선택적으로 재료의 전체 층을 위하여 "벌크" 또는 "평균" 굽힘강성의 표현으로 기술될 수 있다.
"측면치수"는 조직에 장착되는 전자 시스템 또는 이의 구성과 같은 구조의 물리적 치수를 의미한다. 예를 들어, 측면치수는 구조의 길이, 폭, 직경과 같이, 구조의 두께를 따라 연장되는 축에 직각으로 배향된 하나 이상의 물리적치수를 의미할 수 있다. 측면치수는 전자 시스템 또는 이의 구성의 영역을 특정하기 위하여 유용하고, 예를 들어, 하나의 평면 내에서 2차원 영역 또는 구조의 두께 방향으로 연장되는 축에 수직으로 직교하게 위치하는 표면에 대응되는 시스템의 측면면적 영역을 특정하기 위하여 유용하다.
도 1a는 상부 평면도를 제공하고, 도 1b는 손톱에 장착되는 NFC 장치를 포함하는 조직에 장착되는 시스템의 측면 분해도를 제공한다. 본 구체예의 장치는 휴대폰, 및 다른 NFC 가능 통신 플랫폼과의 통신에 있어 호환이 가능한 웨어러블 전자장치 어플리케이션을 지원한다. 패스워드 인증, 전자거래, 바이오 감지, 및 동작 인식을 포함하는 근거리 통신 어플리케이션의 넓은 범위는 본 발명의 시스템에 의하여 지원된다.
도 1a 및 1B에 도시된 바와 같이, 손톱에 장착된 NFC 장치는 전자적 및/또는 광학적 기능층과 구조적 및/또는 전기적 절연층을 포함하는 복수층 구조를 포함한다. 본 구체예의 장치는 밀리미터 수준으로 전체적 수치가 소형화된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 기능층은 한쌍의 구리 NFC 표시이 코일 및 LED 및 NFC 칩 구성을 포함한다. 코일은 약 5 mm 초과의 반경과 약 20 마이크론의 두께인 것이 특징이다. LED 및 NFC 칩 구성은 약 100 마이크론의 두께인 것이 특징이다. 도 1에 도시된 바와 같이, NFC 칩 구성은 코일의 중앙부 근처에 위치하는 접촉점을 통하여 코일과 전기적으로 연결된다.
도 1b에 도시된 바와 같이, NFC 장치는 기판으로 기능을 하는 낮은 모듈러스 아크릴과 같이, 구리 코일과 접착체를 물리적으로 캡슐화하기 위하여 배치되는 폴리이미드 코팅을 포함하는 구조적 및/또는 전기적 절연층을 포함한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 얇은 실리콘 엘라스토머(예를 들어 100 마이크론 미만)는 시스템을 캡슐화하기 위하여 제공된다. 일 구체예에서, 구조적 및/또는 전기적 절연 층(예를 들어 폴리이미드 코팅, 접착제, 등)은 장치의 중립 기계적 표면에 일치하거나 또는 근접하게 기능성 장치 요소(예를 들어 코일 또는 칩)를 위치시키는 두께 및 위치를 갖는다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 예에서, 손톱의 외부 표면에 장착시키는 것이 제공된다. 이 구체예에서, 시스템은 전체적인 견고함과 손톱의 만곡된 표면에 부합되는 접촉을 달성하기에 충분한 전체적인 가요성을 제공하는 전체적인 물리적 특성을 가질 수 있다. 본 발명의 시스템은 또한 치아, 발톱, 귓불, 모발 및 피부와 같은 외부 조직을 포함하는 다양한 조직 표면에 장착하도록 호환성이 있다.
하지만, 손톱에 장착하는 것은 불편함 또는 박리와 관련한 낮은 위험성을 갖고 6 개월 초과의 기간동안 매우 안정적이고 기계적으로 견고한 장착을 포함하는 특정 어플리케이션을 위하여 유용한 특정 장점을 제공한다. 도 1a 및 1B에 도시된 예시적 시스템은 또한 추가적인 전자 및/또는 광장치 시스템이 시스템에 통합된 다기능성 구현과 호환되는 플랫폼을 제공한다. 도 1a 및 1B에 도시된 예시적인 시스템은 또한 예를 들어 제거 시도의 경우 기능 상실 및/또는 파괴를 제공함에 의하여 제거 및/또는 재사용을 방지하기 위한 전체적인 장치 디자인과 호환된다.
실시예 1
요약
이 실시예는 초소형화된 형태를 갖는 얇고, 가볍고, 가요성인 근거리 통신(NFC) 장치를 소개하고, 최적화된 구성과 관련된 기계적, 무선 주파수적 특성 및 재료에 대한 시스템화된 조사를 제시한다. 이 시스템은 다른 NFC 기술 및 웨어러블 전자제품과 비교하여, 기계적 강도, 배치 다기능성, 및 최소화된 계면 스트레스의 장점을 가능하게 한다. 이와 같은 시스템의 기계적 및 전자기적 특성의 세밀한 실험적 연구 및 이론적 모델링은 주요한 디자인 고려사항의 이해를 가져온다. 이와 같은 개념은 바이오 센서 및 전자 임플란트를 포함하는 많은 다양한 형태의 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
소개
웨어러블 전자 기술은 빠르게 성장하는 소비자 장치 분야의 기초를 형성한다. 예상되기로는 새로운 웨어러블 장치를 추구함에 있어, 향후 10년간 재료에만 1000억 달러 이상이 소비될 것으로 예상된다[1]. 이와 같은 시스템을 위한 재료 및 장치구조에 있어서의 진보는 기능 범위를 확장하고, 사용 모드를 확장하고, 견고성/신뢰성을 개선하고, 크기/무게를 감소시키고 및 비용을 절감하는 기회를 창출할 것이다.
휴대폰 플랫폼은 신체의 프로세스를 측정하고 데이터를 휴대전화와 통신하는 현재 입수 가능한 손목 밴드 및 시계 스타일의 장치와 같이, 광범위한 기술 환경에서 중요한 요소로 남아 있을 가능성이 높다[2,3]. 최근의 리서치에 따르면, 이와 같은 존재하는 시스템과 비교하여 매우 다른 형태의 통합 전략을 보여주고 있고, 거기서 웨어러블 장치는 일시적인 전송 타투의 형태를 취하고 있다. 결과는 신체와의 크게 향상된 접촉이고, 이에 대응하여 통합된 센서로부터 수집될 수 있는 정보의 다양성과 정확성의 향상이다[2,4,5].
여기서, 가장 중요한 목표는 물리적 특성을 설계하는 것으로, 특히 피부 경계면에서의 자극과 불편함을 감소시키고, 결합의 견고함을 향상시키기는 방법으로, 표피의 물리적 특성, 특히 탄성 모듈러스 및 탄성 신축성과 매칭시키기 위하여, 상기 특성을 설계하는 것이다[2,4,6]. 이 실시예에서, 전체적인 크기 소형화가 피부에 대한 물리적 효과를 최소화하기 위한 추가적인 및 때로는 주된 수단으로 작용하는 보완적 전략을 제시한다.
이와 같은 방법은 또한 기계적 적합성이 항상 요구되는 것은 아니고, 장착 시간이 수개월 이상으로 연장될 수 있는 손톱 및 치아와 같은 영역을 포함하기 위하여 장착 위치에 있어서의 선택사항을 확장한다.
예상 가능한 어플리케이션은 패스워드 인증[7], 전자거래[8], 및 생체 인식[9]을 포함하고, 각각은 휴대폰으로의 무선 전력 및 통신을 통하여 수행되거나, 또는 다른 NFC 가능 플랫폼을 통하여 수행된다. 이와 같은 장치는 통상적인 손목 착용형 NFC 장치와 비교하여 거의 100 배 더 작은 영역을 소비하고, 이들은 각각 ~ 100 배 더 얇고, ~10,000 배 더 가볍다. 영역은 또한 표피 구조와 함께 최근에 보고된 NFC 장치의 영역보다 거의 10 배 더 작고, 아는 범위 내에서는, 신체의 표면 상에 통합되기 위하여 검색된 가장 작은 것이다. 보고된 장치의 것보다 ~ 10 배 더 큰 부피를 갖는 경질이고 캡슐 형태의 NFC 장치는 신체 이식을 위하여 입수 가능하다[10].
개방형 아키택쳐 설계는 표피와 같은 부드러운 표면에 장착될 때, 변형 및 물리적 응력에 대한 높은 허용 가능성을 제공한다. 기계적 및 전자기적 특성의 실험적 측정은 이론적 모델링 결과와 비교된다. 표준 NFC 가능 소비자 전자제품을 사용하는 장치 작동은 다양한 응용프로그램을 지원하는 평가에 있어서의 기능성을 보여준다.
결과 및 논의
도 2는 이와 같은 초소형 또는 밀리미터 수준의 NFC(mm-NFC) 장치의 적층된 개방형 아키택쳐 디자인을 요약하여 보여준다. 도 2a, b는 직경이 5.8 mm 및 7.04 mm인 mm-NFC 장치의 광학 현미경 사진을 보여준다. 두 경우에 있어서, 높은 Q 팩터와 14 MHz 근처의 공진 주파수를 가능하게 하기 위하여 이중 코일 레이아웃을 갖는 코일 각각은 9 회감김(18 μm 두께)을 갖는 구리 트레이스로 이루어진다.
이와 같은 플랫폼은 상업적으로 입수 가능한 구성의 범위에서 선택되는 얇은 NFC 다이를 이용한다. 여기서 보고되는 실험은 각각 5.8 mm 및 7.04 mm의 직경 코일을 갖는 NTAG216 (NXP 반도체) 및 M24LR04E (ST 마이크로일렉트로닉스) 칩을 사용한다.
장치는 각 층의 상부 및 하부에 폴리이미드 코팅을 포함하여, 구리 트레이스를 물리적으로 캡슐화하고, 구부림에 의하여 유도되는 변형을 최소화하기 위하여 중립 기계적 평면 근처에 구리 트레이스를 위치시킨다(도 2d,e). NFC 다이는 변형된 플립-칩 기술을 통하여 코일의 중앙 영역 근처에 위치한 접촉부에 연결된다. 특정 장치의 변형은 또한 소형 수준의 발광 다이오드(LEDs, 0402 크기: 1 mm X 0.5 mm)를 포함한다. 여기서, NFC ISO 프로토콜 내에서 통신하는 동안 수집 및 정류된 에너지는 LEDs와 NFC 칩을 동시에 작동시키는 것을 가능하게 한다. 모든 경우에, 얇은 실리콘 엘라스토머(~25 μm)는 시스템을 캡슐화하고, 낮은 모듈러스의 아크릴 접착부(~25 μm)는 기판으로 작용한다. 초소형화된, 얇고 가벼운 구조는 신체에 장착함에 잇어서 광범위한 선택사항을 제공하고, 이는 장기간의 통합이 가능하고, 신체와 외부장치 모두에 대한 인터페이스가 쉽게 구축될 수 있는 위치를 포함한다.
손톱과 발톱이 예시를 제공한다. 피부와 비교하여, 손발톱은 단단하고, 물리적으로 정적이며, 이들은 감각 수용능력이 부족하고, 이에 따라 견고함 및 장기간의 통합을 위한 최소한의 침투성 인터페이스를 제공한다. 손발톱의 끝에서 끝까지의 성장 주기는 6 개월이 초과될 수 있고, 이에 따라 수개월간의 통합을 가능하게 한다[11]. 이와 같은 기간은 피부에의 장착과 관련된 기간을 크게 초과한다. 피부 피부세포 분화 및 박리를 위한 주기는 수 주의 단위로 발생한다.
성인의 손톱은 나이, 성별, 전체 신체 크기, 및 손톱에 따라 ~ 13 mm 내지 ~ 5 mm의 범위의 곡면 반경을 갖는다. 적절히 디자인된 장치는 작동 특성에 심각한 변화 없이 이와 같은 표면에 장착됨에 따른 굽힘을 수용할 수 있다. 도 3은 손톱과 관련된 구부러진 곡면에서 mm-NFC 장치의 전자기적 특성을 보여준다. 이와 같은 평가는 이와 같은 형태가 임의의 주어진 곡면에서 가장 현저한 변화를 포함하기 때문에 가장 큰 장치(7.04 mm 코일 직경)를 사용한다.
모든 경우에 잇어서, Min-phase 방법[13]으로 측정되는 공진 주파수는 전자기적 시뮬레이션(Ansys HFSS 13 User's guide, Ansys Inc. 2011)에 의하여 결정된 것와 일치한다. 특히, 주파수는 투영 영역의 감소 및 관련된 인덕턴스로 인하여 굴곡 반경과 함께 증가한다. Mm-NFC 장치의 코일을 통한 자속은 
이고, 여기서, B는 1차 코일에 의하여 형성되는 자기장이고, S는 mm-NFC 장치의 코일에 의하여 둘러싸이는 해당 면 내의 영역이다.
큰 상용 1차 코일(Samsung Galaxy Note II)에 있어서, 작은 mm-NFC 장치가 구부러질 때, 자기장 B는 실질적으로 그대로 유지되고, 자속 Φ는 mm-NFC 장치의 코일의 유효 영역에만 의존하게 된다. 유효영역 S의 번화는 (d/R)2/32이고, 여기서, d는 mm-NFC 장치의 내부 직경이고, R은 곡률 반경이다.
실험에서와 같이 외부 직경 d = ~ 5mm이고, 성인 인간 손톱의 경우, R > 5 mm인 mm-NFC 장치의 경우, 유효 영역 S는 R = 5 mm일 때, ~ 3.1 %만 감소한다. 따라서, 도 3a에서 확인할 수 있는 바와 같이 mm-NFC 장치가 손톱에 장착되었을 때 자속은 변함없이 유지된다.
공진 주파수는 
)에 의하여 얻을 수 있고, 여기서, C는 NFC 다이의 캐패시턴스이고, mm-NFC 장치의 코일의 유효 인덕턴스 L은 도 7에 도시된 바와 같이 주파수 f와 곡률 반경 R에 의존한다. 평면 코일과 5 mm의 곡률 반경을 갖는 코일을 위한 유효 인덕턴스의 최대 차이는 도 7에 도시된 바와 같이 ~ 3% 정도일 뿐이다. 결과적으로, 굽힘 반경 R > ~ 5 mm의 경우, 공진 주파수 및 Q 팩터는 각각 ~ 14 MHz 및 ~ 15로 유지된다. 도 3d,e에서 확인할 수 있는 바와 같이, 변화는 R이 현저히 작게 될 때 관찰될 수 있다.
1차 코일과 mm-NFC 장치 사이의 전자기적 커플링은 자속 관련 표현을 통하여 예상되는 바와 같이 크기에 크게 의존한다. 표 1에 주어진 서로 다른 반경을 갖는 3 개의 mm-NFC 장치가 연구되엇고, 여기서 턴의 수와 층의 수는 동일한 인덕턴스를 제공하기 위하여 조절되었다. 즉, 이들 mm-NFC 장치들은 표 1에 나타난 바와 같이 동일한 공진 주파수 및 Q 팩터를 갖고, 도 8a에 나타난 바와 같은 반사 손실 스펙트럼을 갖는다. Mm-NFC 장치의 크기가 작아짐에 따라, 위상의 진폭은 도 8b에 나타난 바와 같이 급속도로 감소하며, 이는 mm-NFC 장치의 코일 크기가 감소함에 따라 1차 코일과 mm-NFC 장치 사이의 통신이 현저히 약해진다는 것을 시사한다.
| 직경 (mm) |
층 | 턴/층 | 공진주파수 fo |
to에서 인덕턴스 (μH) |
to에서 Q 팩터 |
|
| 코일 1 | 7.76 | 2 | 8 | 13.88 MHz | 4.76 | 13.9 |
| 코일 2 | 7.04 | 2 | 9 | 13.72 MHz | 4.87 | 13.4 |
| 코일 3 | 4 | 4 | 8 | 13.93 MHz | 4.73 | 12.3 |
서로 다른 반경을 갖는 3개의 mm-NFC 장치
손톱 성장의 특성은 손톱의 베이스에 평행하게 배향된 장축을 갖는 타원형을 채택하는 mm-NFC 장치를 위한 장착 시간을 증가시킨다. 도 4는 도 4c에 도시된 바와 같은 장축 a 및 b를 갖는 수개의 서로 다른 종횡비 b/a = 1.21, 1.44, 및 1.69에 대해, 그와 같은 형태 및 원형 디자인(ΠR 2)의 형태와 유사한 영역을 갖는 mm-NFC 장치를 위한 결과를 보여준다. 공진 주파수와 위상의 진폭은 도 4b,c에 도시된 바와 같이, 종횡비 b/a가 증가함에 따라 단지 조금만 감소한다. 결과적으로 공진 주파수와 Q 팩터는 실질적으로 변하지 않고 유지되고, 즉, 이와 같은 종횡비 범위에서 각각 14 MHz와 15이다(도 4d,e).
가요성 mm-NFC 장치는 또한 피부상 장착에 있어 장점을 제공한다. 여기서, 작은 크기는 감각의 지각을 최소화하고, 박리를 위한 에너지 방출 속도를 감소시킨다. 도 5a는 20 % 연신 및 20 % 압축을 반복하는 것을 포함하는 테스트를 포함하여, 다양한 변형의 상태에서, 낮은 모듈러스 기판(PDMS, 연신 방향으로 20 mm 길이, 25 mm 폭, 3 mm 두께, 0.145 MPa 모듈러스) 상에 전사되는 7.04 mm의 외측 직경의 장치 이미를 보여준다. 심지어는 10,000회 사이클 이후에도, 장치는 특성에 있어서 어떠한 형태의 저하도 보여주지 않는다(도 5c). 도 5b는 유한요소 해석(ABAQUS Analysis User's Manual 2010, V6.10)로부터 얻어지는 기판과 mm-NFC 장치 사이의 인터페이스에서의 응력 분포를 나타낸다.
연신과 압축 모두에서, 수직 응력은 계면에서의 전단 응력과 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작고; 후자는 20 % 연신 하에서 정상 피부에 의한 힘의 감각 지각을 위한 임계값(20 kPa)[14]보다 작다. 대부분의 실제 어플리케이션에서의 기대치보다 큰 20 %까지의 압축의 경우, 전단 응력은 인터페이스의 작은 영역(~ 4 mm2)에 대하여 임계치 20 kPa를 초과한다.
모서리에서의 극소의 균열에 대한 에너지 방출 속도[15]는 
로 표현되고, 여기서, D는 mm-NFC 장치의 직경이고, Lo는 연신 방향으로의 기판의 길이이고, , 
는 기판의 평균 변형율이고, 및 
및 
는 각각 기판의 영스 모듈러스 및 포아송 비이다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 에너지 방출 속도는 코일 직경 D에 따라 명확히 감소하고, 소형 mm-NFC 장치의 경우 D에 대하여 선형이 된다. 즉, 
. 이와 같은 크기는 피부로부터 mm-NFC 장치의 박리와 관련한 감소된 가능성이라는 장점을 제공한다. 도 5e,f는 각각 꼬집는 모드 변형 동안 피부에 장착된 장치의 사진 및 유한 요소 분석으로부터 계면에서의 응력 분포를 보여준다.
피부에 심한 주룸이 형성된 경우에도 장치는 완전히 피부와 결합된다. 크기를 최소화하는 것은 임의의 주어진 접착제 전략 및 장치 구성에 대하여 장치/피부 결합 계면의 견고함을 최대화시켜준다.
도 6은 신체의 다양한 위치에 장착된 장치의 이미지를 보여주고, 이들 각각은 가능한 어플리케이션을 시사한다. 도 6a는 손톱 상의 mm-NFC 장치를 보여주고, 예를 들어, 휴대폰을 다루는 것과 관련된 자연스러운 움직임이 그 동작을 해체할 수 있으며, 이는 도 6b에 도시되어 있다. 이와 같은 인증 타입은 많은 상황에서 유용할 수 있다(도 6c). 서로 다른 목적의 복수의 장치들은 하나의 편리한 영역에 쉽게 수용될 수 있다(도 6d). 특정 NFC 다이(SL13A, AMS AG)는 온도 감지 및 다른 기능성에 있어 통합된 기능성을 제공한다. 도 6e의 삽입도는 온도 감지를 위한 mm-NFC 장치를 보여준다. 이 경우, 피부에 통합된 구조는 유용할 수 있다(도 6 e,f). 장치는 또한 치아 및 수중에서도 적절히 작동할 수 있고(도 6 g,h), 따라서, 바이오 유체 내에서 화학적 감지를 위한 모드를 지원할 수 있다.
결론
여기서 제시된 재료, 장치, 디자인 및 통합 전략은 패스워드 인증, 전자거래 및 새에 인식의 가능한 어플리케이션에서 mm 수준, 가요성, 신체 착용 NFC 시스템을 위한 프레임워크를 제공한다. 특히 초소형의 형상과 기계적 가요성 디자인은 기계적 강도, 배치 다용도성 및 최소된 경계면 스트레스에 있어 장점을 제공한다. 재료, 전자기적 특성, 및 기계적 특성에 대한 조합된 이론적 및 실험적 고려는 적절한 디자인을 위하여 필수적이다. 이와 같은 개념은 다양한 생체 센서 및 전자 임플란트를 포함한 많은 다른 형태의 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.
실험
코일의 제조: Cu 호일(18 μm 두께, Oak Mitsui Micro-thin series)이 1차 코일층을 위한 재료로 사용되었다. 폴리이미드 층(2.4 μm 두께, PI2545, HD Microsystems)은 30 s 동안 2000 rpm으로 스핀 캐스팅되었고, 5 분동안 150 °C의 핫플레이트에서 베이킹했고, 진공 오븐 내에서, 70 분동안 250 °C로 유지하여 절연 코팅을 형성하였다. PI 측을 아래로 하여, 폴리디메틸실록산(PDMS, Sylgard 184)으로 코팅된 유리 슬라이드에 상기 PI 코팅된 Cu 호일을 라미네이팅하여 코일 구조에 포토리소그래피(AZ 4620 포토레지스트, 30 초동안 3000 rpm에서 스핀캐스팅, 3 분동안 110 °C에서 베이킹함, 300 mJ/cm2로 UV 조사, Az 400K/탈이온수 부피비가 1:2인 현상액으로 ~ 40 s 동안 현상) 를 통하여 Cu를 패터닝하는 것을 가능하게 하고, 또한 습식 에칭(CE-100 구리 에천트, Transense, 물로 수시로 세척하면서 ~ 10 분간 에칭)을 가능하게 하였다.
30 s 동안 1000 rpm에서의 PI 스핀 캐스팅한 코팅은 1차 코일층을 커버했다. 포토리소그래피(AZ 4620)와 산소 플라즈마 에칭은 PI를 관통하는 홀을 통하여 생성되었다. 산화물 제거제(Flux, Worthington)는 비아 홀의 바닥에서 네이티브 구리 산화물을 제거했다. 전자빔 증착은 전기 도금을 위하여 전도층(500 nm 두께)을 형성하였다. 다음으로, 전기도금(수중 11wt% 황산 제2철 5수화물, 55 분동안 13 mA/cm2 의 전류, 양극과 음극 사이의 거리는 1.7 cm)은 Cu의 20 μm 두께 층에 2차 코일을 생성했고, 포토리소그래피(AZ 4620)와 습식 에칭(구리 에천트)에 의하여 패턴화되었다. 스핀 캐스팅은 전체 코일 구조상에 PI의 2.4 μm 두께의 또 다른 층을 형성하였다. SiO2의 50 nm 두께 층에 대한 전자빔 증착은 포토리소그래피(AZ 4620)와 RIE 에칭(10 분간 50 m Torr, 40 sccm CF4, 100 W)에 의하여 정의되는 구조 내에서 하드 마스크를 생성했다. 산소 플라즈마는 노출된 PI를 제거했고, 기계적 변형 가능성을 향상시키는 개방형 아키텍쳐 디자인을 위하여 코일 영역에만 PI를 남겼다.
NFC 다이: NTAG216 (NXP Semiconductor, ISO/IEC 14443, 50 pF 입력 커패시턴스) 칩이 가장 작은 장치를 위한 전자장치로 사용되었다. M24LR04E (ST Microelectronics, ISO/IEC 15693, 27.5 pF 입력 커패시턴스) 칩은 에너지 하베스팅 장치를 위하여 사용되었다. SL13A (AMS AG, ISO/IEC 15693, 25 pF 입력 커패시턴스) 칩은 온도 감지 장치를 가능하게 하였다. 모든 칩들은 얇고(< 100 μm 두께), 및 패키지 없이 기초 다이로 사용되었다.
전사 및 칩 어셈블리: 셀룰로오스계 수용성 테이프(Grainger)는 기판으로부터 제조된 코일을 회수하고, 접착제 기판에 통합하는 것을 가능하게 하였다. 수용성 테이프를 물로 녹여 제거하는 것을 통하여 전사를 완성하였다. 얇은 NFC 다이 및 LEDs는 인듐/Ag 계 탬납 페이스트(Ind. 290, Indium Corporation; 리플로우 오븐에서 2 분간 ~165 °C)를 사용하여 변형된 플립-칩 결합 방법에 의하여 코일에 접착되었다. 실리콘 엘라스토머(Q1-4010, Dow corning)의 드랍이 칩을 캡슐화하였다.
전자기 특성: 전자기적 특성은 5 내지 20 MHz의 주파수 범위에서 상용화된 1차 코일(Samsung Galaxy Note II; 공진 주파수 ~47.5 MHz)를 가지고 임피던스 분석기(4291A RF 임피던스/재료 분석기, Hewlett Packard)를 사용하였다. Min-phase 방법은 NFC 장치의 공진 주파수를 정의하였다. 측정은 도 9에 도시된 바와 같이, ~ 2 mm의 수직거리에서 1차 코일의 중앙부에 장치를 위치시키는 것을 포함하였다.
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실시예 2- 패스워드 인증을 위하여 손톱에 장착된 NFC 장치
예를 들어, 본 발명은 전자 하드웨어 산업에서 패스워드 인증을 위한 독특한 해결책을 제공하는 손톱에 장착된 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인 및 회로의 통합은 생체 적합성 NFC 기술을 가능하게 한다. 내장된 NFC 기술은 패스워드, 핀번호, 보안 질문, 고유 생체 인식, 및/또는 텍스트/이메일 인증 거래를 위한 디지털 대체로서 역할을 한다. 본 구체예의 손톱에 장착된 장치는 NFC 안테나를 사용하는 접근 리더의 포인트와 무선으로 통신할 수 있다. 접근 리더의 포인트는 이에 한정되는 것은 아니나, 스마트폰, 랩탑, 키보드, 컴퓨터 마우스, 리모컨, 금고, 및/또는 자물쇠를 포함한다. 패스워드, 지문 터치 패드, 또는 안전 조합을 호출하는 대신, 인증된 손톱에 장착된 장치 사용자는 보안 암호를 생성하지 않고도 그들의 전자제품 및/또는 안전 소유물에 즉시 접근하는 것이 허용된다.
일 구체예에서, 예를 들어, 본 발명은 각 개별적 장치에 고유한 암호화된 식별 번호를 저장하는 역할만 하는 칩을 갖는다. 또한, 상기 칩은 각 인증 시점 이후에 변경되는 작업별 보안 코드를 갖는다. 암호화된 식별 번호는 인증된 사용자의 접근을 허용한다. 예를 들어, 인증된 사용자는 리더가 본 발명의 하드웨어를 감지하면 그의 홈스크린에 곧바로 접근하게 된다. 만약 암호화된 식별 번호가 적절히 매치되지 않는 경우, 외부 사용자는 접근이 거부된다.
프라이버시를 위하여, 개별 사용자는 그들의 개인정보, 패스워드, 핀, 생체정보, 및/또는 접근 제한을 타인에게 노출시킬 위험이 없다. 소비자들은 그들의 개인 전자장치에 접근 권한을 얻기 위하여 패스워드나 핀을 타이핑하면서 시간을 낭비할 필요가 없다. 손톱에 장착된 장치는 방수이고, 수일 또는 수 개월동안 작동 가능하게 유지된다. 본 발명은 휴대폰 또는 특히 인증의 목적으로 개발된 컴퓨터 어플리케이션과 함께 동작할 수 있다. 만약 손발톱 또는 조직으로부터 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불능이 되고, 모든 개인 정보는 파괴된다.
도 10은 손톱에 장착된 실리콘 CMOS 장치로 특징지워지는 이미지 및 실험 결과를 제공한다. 손톱의 표면에 결합시키는 것은 우수한 접착력을 제공하는 시아노아크릴레이트에 의하여 가능하게 된다. 제공된 플롯은 약 2.5 개월의 시간동안 얻어진 우수한 전자적 성능을 보여준다.
도 11은 손톱 인증 장치 디자인의 이미지를 제공한다. 왼쪽의 패널은 소형화된 형태로 제공되는 NFC 코일 및 NFC 칩 구성을 포함하는 손톱에 장착된 시스템을 보여준다. 오른쪽의 패널은 마찬가지로 소형화된 형태로 제공되되, 추가로 에너지 하베스팅 LED 인디케이터를 더 포함하는 손톱에 장착된 시스템을 보여준다.
도 12는 NFC 손톱에 장착된 시스템을 위한 계산된 Q 팩터로 특징지워지는 디자인 정보의 요약을 제공한다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, Q 팩터는 NFC 코일의 두께 및 직경을 포함하는 수많은 변수에 영향을 받는다. 높은 Q 팩터는 휴대폰과 같은 모바일 전자장치와의 통신을 위하여 유리하다.
도 13은 일련의 NFC 손톱에 장착되는 시스템 디자인을 위한 주파수의 함수로서 S21(Db0)의 플롯을 제공한다. S21은 삼성 휴대폰으로부터의 1차 NFC 코일과 손톱에 장착되는 NFC 시스템으로부터의 2차 NFC 코일 사이에 전송되는 전력을 나타낸다. 1차 및 2차 코일 사이의 거리는 5 mm로 설정된다.
도 14는 컴퓨터에 대한 사용자의 인증을 위한 마우스와 함께 사용되기 위한 손톱에 장착된 NFC 시스템을 보여준다.
도 15는 곡률 반경의 함수로서 전자기 특성의 요약을 제공한다. 이 결과에 따르면, 손톱에 장착되는 NFC 시스템은 손톱 곡면과 무관하게 유사한 범위에서 작동함을 알 수 있다.
도 16은 조직에 장착되는 어플리케이션을 위한 본 발명의 252 NFC 시스템을 포함하는 6"X9" 테스트 패널의 이미지를 제공한다.
본 발명에 따른 손톱에 장착되는 시스템의 유리한 면은 다음을 포함한다:
-초박형, 가요성 개방형 아키텍쳐(하나의 크기로 모든 구조에 적용됨)
-날카로운 구부러짐에서도 안정적인 작동을 위한 디자인
-견고한 계면 접착을 위한 전략
-제거 및 재사용을 방지하기 위한 디자인
-극한 조건에서의 작동을 위한 재료
-장착 위치에서의 가요성을 위한 구조
-그래픽 오버레이상의 선택사항을 위한 레이아웃
-복수 장치의 작동을 위한 코일
실시예 3 - 전자결재를 위한 손톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어, 모바일 지불 및 디지털 지갑 서비스 제공자를 위한 독특한 플랫폼을 제공하는 손톱에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인, 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 내장된 NFC 기술은 모든 데빗 카드, 신용 카드 및 프리페이드 기프트 카드의 뒷면에 있는 자기 스트립의 디지털 대체로 역할을 할 수 있다. 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 판매 리더의 포인트와 무선으로 통시ㄴ할 수 있다. 현금, 데빗 카드 또는 크레딧 카드를 교환하는 대신에, 사용자는 한번의 터치 또는 포인트에 의하여 안전한 인스토어 구매를 수행할 수 있는 능력을 갖게 된다. 손톱에 장착되는 장치를 사용하는 추가적인 지불 방식은 장치, 핀, 장치의 조합, 또는 장치와 인증을 위한 두번째 방법의 조합을 포함한다.
일 구체예에서, 예를 들어, 본 발명은 각 개별 장치 고유의 암호화된 결재 정보를 저장하는 역할만 수행하는 칩을 갖는다. 또한, 칩은 각 거래이후에 변하는 거래별 보안 코드를 갖는다. 암호화된 결재정보 및 가변적인 보안 코드는 구매 시점의 각 거래를 진행하기 위하여 사용된다. 일 구체예에서, 결재정보는 결코 상인들과 공유되거나 또는 서버에 저장되지 않는다. 일 구체예에서, 모든 금융 정보는 소비자의 개인 모바일 장치 및/또는 컴퓨터에 국지적으로 저장된다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 본 발명의 하드웨어는 어떠한 종류의 거래 정보도 저장하지 않는다. 개인 소비자는 그들의 이름, 카드 번호, 보안 코드를 소매점이나 주변인에게 노출시키는 위험에 처하지 않는다. 소비자는 전자결재를 하기 위하여 휴대폰, 크레딧카드 및/또는 현금을 가지고 다닐 필요가 없다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월동안 작동 가능하게 유지된다. 본 발명의 일 면에 따른 시스템은 특히 지불 거래를 위하여 개발된 모바일 폰의 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직에서 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불가가 되고, 모든 결재정보는 파괴된다.
실시예 4 - 개인 식별/인증을 위한 손톱에 장착되는 NFC
본 발명은 예를 들어, 술의 판매, 식당, 바, 교육 및/또는 헬스케어 산업에서 개인 식별을 위한 고유의 솔루션을 제공하는 손톱에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인, 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 내장된 NFC 기술은 운전 면허증 및 학생증을 위한 디지털 대체로 역할을 한다. 예를 들어, 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 접근 리더의 포인트와 무선으로 통신할 수 있다. 개인 식별 카드를 가지고 다니는 대신에, 손톱에 장착되는 장치는 개인의 신원을 증명하고 및/또는 관련 개인 정보를 저장할 수 있다.
일 구체예에서, 예를 들어, 본 발명은 각 개별 장치 고유의 암호화된 식별 번호를 저장하는 기능만 수행하는 칩을 갖는다. 또한, 칩은 개별 입력 지점 이후에 변하는 작업별 보안 코드를 갖는다. 암호화된 식별 번호는 식별의 유효한 양식으로 역할을 할 수 있다. 예를 들어, "John Smith" (성인 남성, 나이: 45)는 술을 구입하기 위하여 그가 21세를 넘었다는 것을 증명하기 위하여 손톱에 장착된 장치를 사용한다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 개별 사용자는 그들의 이름, 나이, 및/또는 주소가 노출되는 위험에 처하지 않는다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월동안 작동 가능한 상태로 유지된다. 본 발명의 일 면에 따른 시스템은 특히 인증의 목적으로 개발된 휴대폰 어플리케이션과 함께 작동될 수 있다. 일 구체예에서, 만약 손발톱 또는 조직에서 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불능이 되고, 모든 개인 정보는 파괴된다.
실시예 5 - 키 엑세스/인증을 위한 손톱에 장착된 NFC
본 발명은 예를 들어, 거주지, 사무실, 호텔, 및/또는 금고 산업에 대한 키 엑세스를 위한 고유의 솔루션을 제공하는 손톱에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인, 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 예를 들어, 내장된 NFC 기술은 모든 물리적 키를 위한 디지털 대체로 역할을 한다. 예를 들어, 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 엑세스 리더의 포인트와 무선으로 통신할 수 있다. 엑세스 리더의 포인트는 이에 한정되는 것은 아니나 문 손잡이, 창문, 타운터 탑, 자물쇠, 금고 및/또는 자동차를 포함한다. 키, 키카드, 및/또는 지갑을 들고 다니는 대신에, 인증된 손톡에 장착되는 장치의 사용자는 특정 영역, 건물, 방 및/또는 자동차에의 접근이 허용된다.
일 구체예에서, 예를 들어, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 식별 번호를 저장하는 기능만 수행하는 칩을 갖는다. 또한, 칩은 각 입력 지점 이후에 변화하는 작업별 보안 코드를 갖는다. 자원된 개인 정보를 기초로, 암호화된 식별 번호는 지정된 영역에의 접근성을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 장치는 호텔 방문을 개방할 수 있다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 개별 사용자는 그들의 이름, 방번호, 및/또는 접근 제한성을 제3자 소매업체 도는 주변인에게 노출시킬 위험에 처하지 않는다. 소비자는 접근 인증을 얻기 위하여 휴대폰, 키, 및/또는 식별 카드를 들고다닐 필요가 없다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월간 작동 가능하게 유지된다. 본 발명의 일 면의 시스템은 특히 인증의 목적으로 개발된 휴대폰 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직으로부터 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불능이 되고, 모든 개인 정보는 파괴된다.
실시예 6 - 병원의 모니터링/추적을 위한 손톱 미 발톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어, 병원의 환자를 모니터하고 추적하기 위한 독특한 서비스 플렛폼을 제공하는 조직에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인, 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 내장된 NFC 기술은 구리 전선을 사용하는 병원의 식별 손목밴드 및 생체감지 전극을 위한 디지털 대체로 역할을 한다.
일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 접근 리더의 포인트와 무선으로 통신할 수 있다. 접근 리더의 포인트는 이에 한정되는 것은 아니나, 스마트폰, 문 손잡이, 창, 및/또는 카운터탑을 포함한다. 본 발명에 따른 장치는 의려 전문가에게 입원한 환자들을 전자적으로 추적 및 모니터하는 방법을 제공한다. 손톱에 장착된 또는 조직에 장착된 장치는 선택적으로 체온, pH 수준, 포도당, 맥박 산소 측정, 심박수, 호흡수, 혈압, ECG(심전도), EOG(안전위도), EEG(뇌파), EMG(근전도), PPG(광용정맥파), 말초 모세혈관 산소 포화도(SpO2), 빌리루빈 수준, 및/또는 빌리 광도 및 선량을 측정하는 추가적인 생체 감지 양상을 제공한다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 식별 번호를 저장하는 기능만 수행하는 칩을 갖는다. 또한, 칩은 지속적으로 변하는 작업 관련 보안 코드를 갖는다. 암호화된 장치 번호는 환자의 간강 관리 정보를 비공개로 유지하는데 도움을 준다. 임상의, 병원 관리, 및 보험 제공자는 해당 정보에 접근하는 유일한 사용자이다. 응급 상황에서, 병원 관계자는 실종된 환자를 신속히 찾아내고, 및/또는 환자의 생체 신호를 관찰할 수 있다.
개인 사용자는 더 이상 그들의 이름 및/또는 건강 관리 정보를 주변인에게 노출시킬 위험에 처하지 않는다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월동안 작동 가능하게 유지된다. 본 발명의 일 면의 시스템은 특히 인증의 목적으로 개발된 휴대폰 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직으로부터 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불가가 되고, 모든 개인 정보는 파괴된다.
실시예 7 - 위험 장비의 안전한 취급을 위한 손톱 및 발톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어, 총기의 안전 및 안전이 요구되는 잠재적 위험성을 갖는 기계류의 안전한 취급을 위하여 고유의 솔루션을 제공하는 조직에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 본 발명의 재료, 디자인 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 내장된 NFC 기술은 잠재적으로 생명을 위협할 수 있는 장비를 작동함에 있어 안전 및 보안을 위한 추가적인 층으로 역할을 한다. 생명을 위협하는 장비는 이에 한정되는 것은 아니나, 총기, 톱, 및/또는 절단 장치를 포함한다.
일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 리더와 무선으로 통신할 수 있다. 바디 디자인되고, 착용 가능한 NFC 기술은 무선 주파수 식별 시스템의 사용을 통하여 위험 장비의 오사용을 줄인다. 총의 방아쇠는 승인된 손톱에 장착된 장치가 감지되는 경우에만 발사될 수 있다. 특정 구체예의 본 발명의 장치는 사용자가 날카로운 대상에 너무 가까워졌을 때, 산업상의 절단 장치에서 킬 스위치를 작동시킬 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 식별 정보를 저장하는 기능만 수행하는 칩을 갖는다. 또한, 칩은 인증의 시간 이후에 변하는 작업 관련 보안 코드를 갖는다. 암호화된 식별 정보 및 가변성 보안 코드는 위험 장비에의 작동을 위한 접근을 허용하거나 또는 거부하기 위하여 사용된다.
본 발명의 일 면의 시?읔응? 특히 스마트 건 및/또는 위험성 기계류를 위하여 개발된 모바일 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월 동안 작동 가능하게 유지될 수 있다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직으로부터 제거되는 경우 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불가가 된다.
실시예 8 - 약용 병 준수 및 안전을 위한 손톱 및 발톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어, 약용 병과 준수 및/또는 안전이 요구되는 약물에의 접근을 위한 고유의 솔루션을 제공하는 조직에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 본 발명의 재료, 디자인, 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 내장된 NFC 기술은 약용 병을 위한 보안 및/또는 준수를 모니터하는 추가적인 층으로 역할을 한다. 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 리더와 무선으로 통신할 수 있다. 몸체가 디자인되고, 착용 가능한 NFC 기술은 무선 주파수 식별 시스템을 사용하여 특정 약 병이 개방된 회수를 추적하고, 비승인된 개인이 약에 접근하는 것을 방지할 수 있다. 약품 저장부는 승인된 손톱에 장착되는 장치에 감지되는 경우에만 개방될 수 있다.
일 구체예에서, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 식별 정보를 저장하는 기능만 수행하는 칩을 갖는다. 또한 칩은 인증 시간 이후에 변하는 작업 관련 보안 코드를 갖는다. 암호화된 식별 정보 및 가변성 보안 코드는 처방된 약에 대한 접근을 허용하거나 또는 거부하기 위하여 사용된다.
본 발명의 일면의 시스템은 모바일 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월 동안 작동 가능한 상태로 유지된다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직에서 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불능이 된다.
실시예 9 - 병원에서 손 세척을 위한 손톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어 의료 전문가가 환자와 접촉하기 전에 손을 세척하는지를 모니터 하는 병원 관계자를 위한 고유한 솔루션으로서의 조직에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 본 발명의 재료, 디자인 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 구체예에서, 내장된 NFC 기술은 추가적인 건강 모니터 및 안전 예방조치로서의 역할을 한다. 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 안테나를 사용하는 리더와 무선으로 통신할 수 있다.
몸체가 디자인되고, 착용 가능한 NFC 기술은 무선 주파수 식별 시스템의 사용을 통하여 의료 관련 감염을 감소시킨다. 본 발명의 장치는 싱크, 손 소독장치, 및/또는 방 엑세스 포인트에 설치된 리더에 근접함에 따라 작동한다. 리더는 누가 손을 세척했는지, 언제 했는지, 얼마나 오래 했는지, 몇도의 온도로 세척했는지와 같은 정보를 작동된 장치로부터 기록한다. 접근 리더의 포인트는 누가 특정 위치에 있었는지를 기록한다. 양쪽 리더로부터의 데이터 세트는 상호 관련되고, 손 세척 프로토콜 및 오염 영역을 준수하지 않았는지를 결정하기 위하여 사용된다. 본 발명의 장치는 직원에게 책임을 지우고, 보다 위생적인 환경을 보장한다.
일 구체예에서, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 정보를 저장하는 기능만을 수행하는 칩을 갖느다. 또한 칩은 인증 시간 이후에 변하는 작업 관련 보안 코드를 갖는다. 암호화된 정보 및 가변성 보안 코드는 개인을 정확하게 식별하기 위하여 사용된다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월동안 작동 가능하게 유지된다. 일 구체예에서, 손발톱 또는 조직에서 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불능이 된다.
실시예 10 - 게임, 음악 공유, 소셜 및 디지털 미디어 플랫폼을 위한 손톱에 장착되는 NFC 장치
본 발명은 예를 들어, 게임, 음악 공유, 소셜 및 디지털 미디어 서비스 제공자를 위한 고유의 플랫폼을 제공하는 손톱에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 기능을 갖는 스마트폰과 무선으로 통신할 수 있다. 전화 번호, 이메일 주소 및/또는 집 주소를 교환하는 대신에, 사용자는 디지털 콘텐츠 및/또는 개인 정보를 비공개로 교환할 수 있게 된다.
일 구체예에서, 본 발명은 각 개별 장치에 고유한 암호화된 개인 식별 번호를 저장하는 기능만을 수행하는 칩을 갖는다. 암호화된 정보는 디저털 콘텐츠 및 정보를 비공개로 개시하는 하나의 방법이다. 일 구체예에서, 개인 정보는 사용자 동의 없이 판매자와 공유되지 않고, 서버에 저장되지 않는다. 일 구체예에서, 모든 디지털 정보는 소비자의 개인 모바일 장치, 컴퓨터, 웹페이지, 및/또는 게임 시스템 내에 국지적으로 저장되고 교환된다.
일 구체예에서, 프라이버시를 위하여, 개별 소비자는 비승인된 측에 개인 정보 또는 디지털 콘텐츠가 노출될 위험에 처하지 않는다. 소비자는 개인 정보를 개시하기 위하여 휴대폰 및/또는 명함을 소지할 필요가 없다. 일 구체예에서, 장치는 방수이고, 수 일 또는 수 개월동안 작동 가능하게 유지된다. 본 발명의 일 면의 시스템은 특히 미디어 공유의 목적으로 개발된 휴대폰 어플리케이션과 함께 작동할 수 있다. 일 구체예에서, 손발톱에서 제거되는 경우, 본 발명의 장치는 영구적으로 작동 불가가 되고, 모든 디지털 컨텐츠는 파괴된다.
실시예 11 - 엑츄에이팅 조직에 장착되는 장치
본 발명은 예를 들어, 소비자, 국방, 및/또는 정보기관을 위한 고유의 플랫폼을 제공하는 손톱에 장착되는 근거리 통신(NFC) 장치를 제공한다. 재료, 디자인 및 회로의 통합은 생체 적합적 NFC 기술을 가능하게 한다. 일 면의 손톱에 장착되는 장치는 NFC 기능을 갖는 스마트폰 및 다른 장치와 무선으로 통신할 수 있다. 사용자는 사용의 종결시점에 또는 비승인 소유의 경우에 장치의 기능성을 영구적으로 불능화하고 모드 디지털 콘텐츠를 삭제하는 반응을 시작하게 하는 능력을 갖는다.
실시예12 - 조직에 장착되는 장치
본 발명의 시스템과 방법은 가변성이 매우 우수하고, 광범위한 어플리케이션을 지원한다. 이 실시예는 많은 다른 어플리케이션을 지원하는 광범위한 서로 다른 장치의 구체예를 보여준다. 이하의 기술은 본 시스템의 광범위한 기능성을 보여주는 예를 제공한다. 예시화되는 시스템의 일반적인 구성은 시스템의 규격 내에 위치하는 안테나 및 무기 및/또는 유기 전자 구성을 갖는 기판을 포함하고, 이들 대부분은 이에 한정되는 것은 아니나, 다양한 ISO 및 비 ISO 규격 양식을 따를 수 있는 RFID IC를 포함한다. 구성들은 어플리케이션에 따라 활성 또는 비활성의 상태로 사용되도록 구성된다. 예시화된 장치는 원하는 어플리케이션과 최적으로 일치하는 전자기적 및 기계적 형태 팩터를 혀용하는 규격 및 구조를 갖는다.
실시예 13 - 조직에 장착되는 장치
본 발명의 시스템 및 방법은 가변성이 매우 우수하고, 광범위한 어플리케이션을 지원한다. 이 실시예는 많은 다른 어플리케이션을 지원하는 광범위한 서로 다른 장치 구체예를 나타낸다. 다음의 기술은 본 시스템의 광범위한 기능성을 보여주는 예를 제공한다. 예시되는 시스템의 일반적인 구성은 시스템의 규격 내에 안테나 및 무기 및/또는 유기 전자적 구성을 갖는 기판을 포함하고, 이들 대부분은 이에 한정되는 것은 아니나, 다양한 ISO 및 비 ISO 규격 양식에 따르는 RFID IC를 포함한다. 구성들은 어플리케이션에 따라 활성 또는 비활성의 상태로 사용되도록 구성된다. 예시화된 장치는 원하는 어플리케이션과 최적으로 일치하는 전자기적 및 기계적 폼 팩터를 허용하는 규격 및 구조를 갖는다.
도 17은 본 발명에 따른 다양한 조직에 장착되는 시스템의 개략도를 제공한다.
도 17A는 접착된 본 발명에 따른 조직에 장착되는 시스템(2)을 갖는 손톱(인조 또는 다른)(1)이 접착제에 의하여 사람의 손톱에 놓이는 사람의 손가락을 보여주고 있다.
도 17B는 서로 다른 방법으로 서로 다른 위치에 접착된 수개의 서로 다른 조직에 장착되는 시스템을 갖는 사람의 머리를 보여주고 있다. 도시된 하나 또는 모든 위치, 및 도시되지 않은 다른 위치가 사용될 수 있으나, 머리에 바람직한 구체예에 도시된 것이다. 구성 1은 메모리 및/또는 전자 센서를 포함하는 귀에 접착된 조직에 장착되는 시스템을 보여준다. 구성 2는 접착에 있어 안전성이 보장되는 적절한 접착제를 를 사용하여 치아에 접착되는 조직에 장착되는 시스템을 보여주고, 상기 장치는 메모리 및/또는 전자 센서를 포함한다. 구성 3은 코에 또는 이와 매우 밀접한 근접 위치에 위치하고 전자 부품 및/또는 센서를 포함하는 조직에 장착되는 시스템을 보여준다.
도 17C는 접착제를 사용하여 손톱 면에 직접 장착되고, 메모리 및/또는 전자 구성/센서를 포함하는 조직에 장착되는 시스템을 갖는 인간의 손가락을 보여준다.
도 17D는 인간의 발을 보여준다. 발에 서로 다른 3개의 조직에 장착되는 시스템이 위치되어 있다. 구성 1,2는 적절한 접착제를 이용하여 발톱 면에 직접 위치하고, 및 메모리 및/또는 전자 부품/센서를 포함한다. 구성 3은 적절한 접착제로 피부에 직접 장착되고 빌가락 상에 위치하고, 메모리 및/또는 전자 부품/센서를 갖는 조직에 장착되는 시스템을 보여준다.
도 17E는 적절한 접착제를 이용하여 손가락의 손금 위로 장착된 조직에 장착되는 시스템(1)을 갖는 사람의 손의 내측 부분을 보여준다. 장치는 메모리 및/또는 전자 부품/센서를 포함한다.
도 17F는 인간의 팔다리에 장착된 조직에 장착되는 시스템(1)을 노출하는 반투명한 모습을 보여주는 점선을 갖는 보철 소켓을 도시한다. 조직에 장착되는 시스템(1)은 메모리 및/또는 전자 부품/센서를 포함한다.
도 18은 총기의 사용과 관련하여 인증을 위하여 손톱에 장착되는 조직에 장착되는 NFC 장치의 개략도를 제공한다.
참조 및 변경에 의한 통합에 관한 진술
본 명세서 전제에 걸친 모든 참조문헌들, 예를 들어 발행된 또는 특허결정된 특허 또는 이와 등가물; 특허 명세서 공개공보; 및 비특허 문헌 또는 다른 자료는 각각의 참조가 본 출원의 개시 내용과 적어도 부분적으로 모순되지 않는 한, 참조로서 개별적으로 인용된 것처럼 전체적으로 본원에 참고 문헌으로 인용된다(예를 들어, 부분적으로 모순되는 참조문헌은 부분적으로 모순되는 부분을 제외하고 참조로 인용된다.).
본 명세서에서 사용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용되는 것으로, 제한적이 아니며, 도시되고 기술된 특징 또는 그 일부의 등가물을 배제하는 용어 및 표현의 사용에 대한 의도는 없고, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것이 인정된다.
따라서, 본 발명이 바람직한 구체예, 예시적인 구체예, 및 선택적인 특징들에 의하여 구체적으로 개시되었지만, 본 명세서에 개시된 개념들의 수정 및 변형이 당업자에 의하여 가능할 수 있고, 그러한 개시된 수정 및 변형들이 첨부된 청구범위에 의하여 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 본 명세서에서 제공되는 특정 구체예는 본 발명의 유용한 구체예이고, 본 발명이 장치, 장치 구성, 및 방법의 단계들으이 다양한 변경을 사용하여 수행될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 당업자에게 자명한 바와 같이, 본 발명의 방법을 위하여 유용한 방법 및 장치는 다양한 선택적 구성 및 공정 요소 및 단계를 포함할 수 있다.
여기서 치환기의 군이 개시되는 경우, 그 군의 구성의 임의의 이성질체, 거울상 이성질체 및 부분 입체 이성질체를 비롯한 모든 군 및 모든 하위 군의 개별 구성이 개별적으로 개시됨을 이해할 수 있다. 마쿠쉬 군 또는 다른 그룹이 여기서 사용되는 경우, 그 군 및 모든 조합 및 그 군의 가능한 하부 조합의 모든 개별 구성들이 본 개시에 개별적으로 포함되는 것으로 의도된다.
화합물의 특정 이성질체, 거울상 이성질체 또는 부분 입체 이성질체가 예를 들어 화학식 또는 화학 명칭으로 특정되지 않도록 화합물이 본 발명에 기술되어 있는 경우, 그 설명은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 기술된 화합물의 각각의 이성질체 및 거울상 이성질체를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 달리 기재되지 않는 한, 본원에 개시된 화합물의 모든 동위원소 변이체는 본원에 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 개시된 분자 내의 임의의 하나 이상의 수소가 중수소 또는 삼중수소로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 분자의 동위원소 변이체는 일반적으로 분자에 대한 분석 및 분자 또는 이의 사용과 관련된 화학적 및 생물학적 연구에서 표준으로 유용하다. 그와 같은 동위원소 변이체를 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 당업자가 동일한 화합물을 다르게 명명할 수 있는 것으로 알려졌기 때문에, 화합물의 특정 명칭은 예시적인 것이다.
본원에 기재된 다수의 분자들은 하나 이상의 이온화 가능한 기(양성자가 제거되거나(예, -COOH), 추가되거나(예, 아민), 또는 4차화 될 수 있는(예, 아민) 기)를 포함한다. 모든 가능한 그러한 분자의 이온 형태 또는 이의 염은 본 발명에 개별적으로 포함되는 것으로 이해된다. 화합물의 염과 관련하여, 당업자는 임의의 어플리케이션을 위하여 본 발명의 염 제조를 위하여 적절한 다양한 종류의 가능한 반대 이온들로부터 선택할 수 있다. 특정 어플리케이션에서, 염 제조를 위하여 임의의 음이온 또는 양이온을 선택하여 염의 용해도를 증가 또는 감소시킬 수 있다.
여기서 기술되고 예시된 모든 제형 또는 성분들의 조합은 달린 언급되지 않는 한 본 발명을 실시하기 위하여 사용될 수 있다.
본 명세서에서 범위가 언급될 때, 예를 들어 온도 범위, 시간 범위, 또는 조성 또는 농도 범위와 같은 범위가 언급될 ??에는 언제나, 그 범위에 포함되는 개별 값 뿐만 아니라 모든 중간의 범위 및 하위 범위는 본 개시에 포함되는 것으로 의도된다. 본 명세서의 설명에 포함된 범위 또는 하위 범위 내의 임의의 하위범위 또는 특정 값은 청구범위에서 제외될 수 있음이 이해될 것이다.
본 명세서에서 언급된 모든 특허문헌 및 공개문헌들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자의 수준을 나타낸다. 여기서 인용된 레퍼런스는 그 공개 또는 출원일 현재의 최신 기술을 나타내기 위하여 본원에 참고로 인용되어 있고, 필요하다면 이 정보를 이용하여 종래 기술의 특정 구체예를 배체하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 물질의 조성물이 청구되는 경우, 가능한 개시가 여기서 인용된 레퍼런스에 제공되는 화합물을 포함하여 출원인의 발명 이전에 공지 기술로 알려진 화합물은 여기서 청구되는 대상의 조성물에 포함되는 것이 의도되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "포함하다"는 "포함하다", "포함하다" 또는 "특징으로 하다"와 동의어이고, 포괄적이거나 제한이 없으며, 추가의 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "이루어지다"는 청구범위에서 명시되지 않은 요소, 단계 또는 성분을 배제한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "필수적으로 이루어지다"는 청구항의 기본적이고 신규한 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 재료 또는 단계를 배제하지 않는다. 본원의 각각의 예에서, "포함하다", "본질적으로 이루어지다" 및 "이루어지다"는 다른 두 용어 중 하나로 대체될 수 있다. 여기에 예시적으로 기술된 본 발명은 여기에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 또는 요소들, 제한 또는 제한들 없이 적절히 실시될 수 있다.
당업자는 구체적으로 예시된 것들 이외의 출발 물질, 생물학적 물질, 시약, 합성 방법, 정제 방법, 분석 방법, 에세이 방법 및 생물학적 방법이 과도한 실험에 의지하지 않고도 본 발명의 실시에 사용될 수 있음을 인식 할 것이다. 임의의 그러한 물질 및 방법의 모든 당업계에 공지된 기능적 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다. 사용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용되는 것이지 제한을 위한 것이 아니며, 도시되고 기술된 특징 또는 그 일부의 등가물을 제외하는 그러한 용어 및 표현의 사용에 대한 의도는 없지만, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 바람직한 구체예들 및 선택적 특징들에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본 명세서에 개시된 개념들의 수정 및 변형이 당업자에 의해 가능할 수 있으며, 그러한 수정들 및 변화들이 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 있다.
Claims (135)
- 조직에 장칙된 전자 시스템에 있어서,
상기 시스템은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성 또는 유기구성 및 무기구성의 조합의 하나 이상을 포함하는 전자장치를 포함하되;
상기 전자장치는 5 mm 이하의 두께를 갖고, 실질적 박리 없이 상기 조직과 장기간의 등각적 통합을 제공하기에 충분한 작은 측면치수를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 조직에 장착되는 전자 시스템에 있어서,
상기 시스템은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합의 하나 이상을 포함하는 전자장치를 포함하되;
상기 전자장치는 5 mm 이하의 두께를 갖고, 상기 조직에 대한 실질적 염증반응 또는 면역반응 없이 상기 조직과 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 측면치수를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 조직에 장칙된 전자 시스템에 있어서,
상기 시스템은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합의 하나 이상을 포함하는 전자장치를 포함하되;
상기 전자장치는 5 mm 이하의 두께를 갖고, 상기 시스템이 장착되는 조직 표면으로부터의 열 및 유체의 교환을 실질적으로 변화시키지 않고, 상기 조직에 등각적 통합을 제공할 수 있을 정도로 충분히 작은 측면치수를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 조직에 장착되는 전자 시스템에 있어서,
상기 시스템은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합의 하나 이상을 포함하는 전자장치를 포함하되;
상기 무기구성 또는 유기구성 각각은 상기 외측면에 의하여 지지되고, 독립적으로 상기 기판 모서리의 20 mm 내에 위치하고;
상기 조직에 장착된 전자장치는 20 mm 이하의 측면치수 및 5 mm 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 조직에 장착되는 전자 시스템에 있어서,
상기 시스템은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합의 하나 이상을 포함하는 전자장치를 포함하되;
상기 전자장치는 상기 조직과 등각적 통합을 이룰 수 있고, 및
상기 전자장치는 외부자극 또는 내부자극에 의하여 변환이 이루어질 수 있고; 상기 변환은 상기 시스템의 기능에 제1 조건에서 제2 조건으로의 변화를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 변환은 상기 장치에 작동가능의 제1 조건에서 작동불능의 제2 조건으로의 기능상 상기 변화를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 변환은 상기 조직상의 장착 위치로부터 상기 시스템의 제거 또는 제거시도에 의하여 유도되는 것을 특징으로 사는 시스템.
- 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환은 상기 시스템 또는 이의 구성의 물리적 변화, 화학적 변화, 열적 변화 또는 전자기적 변화에 의하여 유도되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환은 상기 시스템의 구성의 물리적 파괴, 상기 시스템의 구성의 물리적 변형, 상기 시스템의 물리적 형태의 변화, 또는 상기 시스템의 베리어층 또는 캡슐화층의 제거에 의하여 유도되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환은 측정된 장치 특성값의 변화, 측정된 생리학적 특성값의 변화, 또는 측정된 환경특성값의 변화에 의하여 유도되거나, 또는 상기 변환은 위치상 변화 또는 일시적 변화에 의하여 유도되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상기 내측면은 조직 표면의 곡면에 부합하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기구성 또는 유기구성은 반도체 구성, 금속 도체 구성 및 무기 반도체 구성, 유기 반도체 구성, 및 금속 도체 구성의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기구성 또는 유기구성 각각은 독립적으로 상기 기판의 둘레 모서리의 10 mm 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기구성 또는 유기구성 각각은 독립적으로 상기 기판의 구멍 모서리의 10 mm 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기구성 또는 유기구성의 각각은 독립적으로 상기 기판의 모서리까지 최단 거리이되, 상기 무기구성 또는 유기구성의 상기 최단 거리는 10 mm 이하인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 500 mm2 이하의 측면면적의 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 1 mm2 내지 500 mm2 범위로부터 선택되는 측면면적의 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직의 영역에 대한 상기 조직에 장착되는 전자 시스템의 측면면적의 영역비는 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 10 kPa 내지 100 GPa 범위로부터 선택되는 평균 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 10 kPa 초과의 평균 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 nNm 내지 1 Nm의 범위로부터 선택되는 순 굽힘강성을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 nM m 초과의 순 굽힘강성을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 mg cm-2 to 100 mg cm-2 범위로부터 선택되는 면적밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 5 마이크론 내지 5 밀리미터의 범위로부터 선택되는 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직에 장착되는 전자 시스템은 0.1 mm 미만의 전체 최대 두께를 갖고, 및 적어도 하나의 구역은 0.05 mm 내지 0.09 mm 범위로부터 선택되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 복수의 기능층, 지지층, 캡슐화층, 평탄화층 또는 이들의 조합을 포함하는 다층구조를 갖는 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 따른 시스템.
- 타원형, 직사각형, 원형, 구불구불한 형태 및 불규칙한 형태로 이루어진 군으루부터 선택되는 형태를 갖는 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 따른 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 형태는 10000 미만의 두께에 대한 측면치수의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판의 상기 내측면은 500 mm2 이하의 상기 조직 표면에 대한 상기 부합하는 접촉을 이루기 위한 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 상기 내측면은 1 mm2 내지 500 mm2의 범위로부터 선택되는 상기 조직 표면에 대한 상기 부합하는 접촉을 이루기 위한 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 불연속적인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 기판을 통하여 연장되는 복수의 구멍을 포함하는 천공된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항에 있어서, 상기 구멍은 상기 조직으로부터 상기 시스템으로의 가스 및 유체의 이동을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 또는 제33항에 있어서, 상기 구멍 각각은 독립적으로 5 마이크론 내지 20 밀리미터의 범위로부터 선택되는 측면치수를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 1 mm-2 내지 600 mm-2의 범위로부터 선택되는 상기 구멍의 면적밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구멍은 상기 기판에 대하여 실질적으로 공간상으로 균일한 분포로 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구멍은 상기 기판의 전체적인 메쉬 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구멍은 상기 기판에 0.01% 이상의 다공도를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구멍은 상기 조직 표면으로부터 유체를 이탈시키는 것을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 가요성 기판 또는 신축성 기판인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 10 kPa 내지 100 GPa 의 범위로부터 선택되는 평균 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 10 kPa 초과의 평균 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 5 마이크론 내지 10 밀리미터의 범위로부터 선택되는 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 5 마이크론 초과의 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 50 마이크론의 최대 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 하나 이상의 얇은 필름, 코팅 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 무기 고분자, 유기 고분자, 플라스틱, 엘라스토머, 생체고분자, 열경화성 고분자, 고무, 접착성 테이프, 또는 이들의 모든 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리우레탄, 셀룰로스 페이퍼, 셀룰로스 스폰지, 폴리우레탄 스폰지, 폴리비닐 알코올 스폰지, 실리콘 스폰지, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 상기 전자장치를 캡슐화하기 위하여 하나 이상의 캡슐화층 또는 코팅을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 경질 또는 반 경질 장치, 가요성 전자장치 또는 신축성 전자장치인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성 각각은 독립적으로 하나 이상의 얇은 필름, 나노리본, 마이크로리본, 나노멤브레인, 또는 마이크로멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 단결정 무기 반도체 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 5 마이크론 내지 5000 마이크론 범위로부터 선택되는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 5 마이크론 초과의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 독립적으로 곡면 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제55항에 있어서, 상기 곡면 구조는 구부러진 구조, 나선형의 구조, 비틀린 구조 또는 구불구불한 형태의 구조인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 무기구성 또는 유기구성은 하나 이상의 아일랜드 구조 및 브릿지 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 복수의 기능층, 베리어층, 지지층 및 캡슐화층을 포함하는 다층구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제58항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 상기 시스템의 중립 기계적 표면에 근접하여 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 하나 이상의 센서 또는 이의 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제60항에 있어서, 상기 하나 이상의 센서 또는 이의 구성은 광학 센서, 전기화학 센서, 화학 센서, 기계적 센서, 압력 센서, 전기 센서, 자기 센서, 변형 센서, 온도 센서, 정전용량 센서, 임피던스 센서, 생물학적 센서, 심전도 센서, 근전도 센서, 뇌파전위 기록 센서, 전기 생리학적 센서, 광 검출기, 가스 센서, 입자 센서, 대기오염 센서, 방사선 센서, 환경 센서 및 영상장치로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 하나 이상의 엑츄에이터 또는 이의 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제62항에 있어서, 상기 하나 이상의 엑츄에이터 또는 이의 구성은 전자기 방사선, 광학 방사선, 음향 에너지, 전기장, 자기장, 열, PF 신호, 전압, 화학적 변화 또는 생물학적 변화를 일으키는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제63항에 있어서, 상기 하나 이상의 엑츄에이터 또는 이의 구성은 가열기, 광원, 전극, 음향 엑츄에이터, 기계적 엑츄에이터, 마이크로 유체 시스템, MEMS 시스템, NEMS 시스템, 압전 엑츄에이터, 유도 코일, 화학적 변화 또는 생물학적 변화를 유발할 수 있는 화학 에이전트를 포함하는 저장부, 레이저, 및 발광 다이오드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제64항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 하나 이상의 에너지 저장 시스템 또는 이의 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제65항에 있어서, 상기 하나 이상의 에너지 저장 시스템 또는 이의 구성은 전기화학셀, 연료전지, 광전지, 무선 전력코일, 열전 에너지 하베스터, 커패시터, 수퍼 커패시터, 1차 전지, 2차 전지, 및 압전 에너지 하베서터로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 하나 이상의 통신 시스템 또는 이의 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제67항에 있어서, 상기 하나 이상의 통신 시스템 또는 이의 구성은 송신기, 수신기, 트랜시버, 안테나, 및 근거리 통신 장치로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 하나 이상의 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제69항에 있어서, 상기 하나 이상의 코일은 유도코일인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제69항에 있어서, 상기 하나 이상의 코일은 근거리 통신 코일인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제71항에 있어서, 상기 근거리 통신 코일 각각은 독립적으로 500 마이크론 내지 20 밀리미터 범위로부터 선택되는 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제71항 또는 제72항에 있어서, 상기 근거리 통신 코일 각각은 독립적으로 1 마이크론 내지 5 밀리미터 범위로부터 선택되는 평균 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제71항 내지 제73항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근거리 통신 코일 각각의 주파수는 평면 형상으로부터 1 mm 내지 20 mm 범위로부터 선택되는 곡률 반경을 특징으로 하는 구부러진 형상으로 변화할 대 50 % 미만으로 변하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제71항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근거리 통신 코일 각각은 3 이상의 Q 팩터를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제69항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 코일은 상기 기판 또는 하나 이상의 캡슐화층에 의하여 적어도 부분적으로 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제69항 내지 제76항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 코일은 고리형 또는 타원 고리형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제77항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 상기 내측면은 외부 조직을 포함하는 상기 조직 표면과 등각적 통합을 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제78항에 있어서, 상기 외부 조직은 피부, 손톱, 발톱, 치아, 모발 또는 귓불인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제79항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 상기 내측면은 아크릴, 실리콘 또는 이들의 조합을 포함하는 접착제를 통하여 상기 조직 표면에 결합되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제80항 중 어느 한 항에 있어서, 근거리 통신 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제81항에 있어서, 상기 근거리 통신 장치는 패스워드 인증, 전자거래 또는 바이오 감지를 위한 것인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제82항에 있어서, 상기 근거리 통신 장치는 컴퓨터 또는 모바일 전자장치와의 통신을 위한 것인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서; 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고; 5 밀리미터 이하의 두께를 갖고, 실질적 박리 없이 상기 조직과 장기간의 등각적 통합을 제공하기에 충분하게 작은 측면치수를 갖는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 단계를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법.
- 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 5 밀리미터 이하의 두께를 갖고, 상기 조직과 실질적 염증반응 또는 면역반응 없이 상기 조직과 등각적 통합을 제공하기에 충분히 작은 측면치수를 갖는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 단계를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법.
- 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외축면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 5 밀리미터 이하의 두께를 갖고, 시스템이 장착되는 조직 표면으로부터 열 및 유체의 교환에 실질적인 변화 없이 상기 조직과 등각적 통합을 제공할 수 있을 정도로 충분히 작은 측면치수를 갖는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 이용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 단계를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법.
- 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 포함하는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하고, 상기 조직으로부터 제거될 때 기능적으로 작동 불가능하게 되는 방식으로 상기 조직과 등각적 통합을 이룰 수 있는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 단계를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법.
- 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법에 있어서, 상기 방법은
기판의 내측면이 조직 표면과 접촉을 이루는 내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
무기구성 또는 유기구성 각각은 상기 외측면에 의하여 지지되고, 독립적으로 상기 기판의 모서리로부터 20 밀리미터 내에 위치하는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하되,
20 밀리미터 이하의 측면치수와 5 밀리미터 이하의 두께를 갖는, 조직 표면 상 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 감지, 엑츄에이팅 또는 통신하는 단계를 포함하는 감지, 엑츄에이팅 또는 통신 방법.
- 제84항 내지 제88항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무기구성 또는 유기구성은 무기 반도체 구성, 금속 도체 구성 및 무기 반도체 구성 및 금속 도체 구성의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직 표면은 대상의 외부 조직을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제90항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 조직은 6 mm/월 이하의 성장속도를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제84항 내지 제91항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 조직은 하루에 1회 이하의 박리율을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제84항 내지 제92항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 조직은 10 kPa 이상의 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제84항 내지 제93항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 조직은 0.1 nN m 이상의 굽힘강성을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제84항 내지 제94항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직 표면은 1 mm 내지 20 mm 범위로부터 선택되는 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제84항 내지 제95항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직은 피부, 손톱, 치아, 모발 또는 귓불인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제96항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직은 표피 조직이 아닌 것을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제97항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직은 내부 조직이 아닌 것을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 근거리 통신 신호를 생성 또는 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제99항에 있어서, 상기 근거리 통신 신호는 컴퓨터 또는 포터블 전자장치에 의하여 생성 또는 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제99항에 있어서, 상기 근거리 통신 신호는 패스워드 인증, 전자거래 또는 바이오 감지를 위한 것임을 특징으로 하는 방법.
- 제84항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 상기 조직의 하나 이상의 생리학적, 전기 생리학적, 화학적, 열적 또는 광학적 특성을 감지하는 것을 포함하는 방법.
- 제84항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지, 엑츄에이팅 또는 통신은 상기 조직으로부터 생물학적 유체의 하나 이상의 물리적 또는 화학적 특성을 감지하는 것을 포함하는 방법.
- 제84항 내지 제100항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지, 엑츄에이팅, 또는 통신은 상기 조직의 엑츄에이팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제104항에 있어서, 상기 엑츄에이팅은 상기 조직을 정전기적, 열적, 광학적, 음향적, 자기적 또는 화학적으로 엑츄에이팅하는 것을 포함하는 방법.
- 제1항 내지 제105항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 장착 플랫폼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 상기 조직의 표면과 접촉을 이루기 위한 외부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 상기 조직에 장착되는 시스템의 상기 기판인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 상기 전자장치, 상기 기판 또는 이들 모두를 지지하기 위하여 내부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 상기 조직 표면과 부합하는 접촉을 이루기 위한 것임을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 손톱의 표면과 부합하는 접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 경질 또는 가요성인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 장착 플랫폼은 보철, 접착성 테이프 또는 인조 손톱인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제106항에 있어서, 상기 시스템은 조직 표면에 부합하도록 제공되는 고정 형태의 경질인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제114항에 있어서, 상기 고정 형태는 곡선형 또는 윤곽형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서, 시스템의 교차하는 외측면박리를 감소시키는 각도로 반경 방향으로 결합되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제1항 내지 제116항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템은 롤투롤(roll-to-roll) 공정을 사용하는 산업적 공정을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제117항에 있어서, 상기 롤투롤 공정은 웹 공정 또는 릴투릴(reel-to-reel) 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제117항에 있어서, 상기 시스템은 가요성 플라스틱 또는 금속 호일의 롤을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제1항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템의 장치 구성 중 적어도 일부는 OEM 표준 제조 이후에 얇아지고, 땜납 또는 ACP(이방 전도성 페이스트)에 의하여 플립칩 기술을 사용하여 결합되는 다이를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 제1항 내지 제120항 중 어느 한 항에 있어서, 장치 구성의 적어도 일부는 방수성을 제공하기 위하여 캡슐화되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 방법.
- 외부 장치에 대한 사용자의 인증방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상의 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
인증 신호를 외부 장치에 제공하기 위하여 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 장치에 대한 사용자의 인증방법.
- 제122항에 있어서, 상기 인증 신호를 수신함에 따라, 상기 외부 장치는 사용자가 상기 외부 장치를 작동하기 위하여 접속하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제123항에 있어서, 상기 외부 장치는 컴퓨터, 전화기, 총, 약병, 문, 자동차, 금고, 잠금박스, 개찰구, 게이트, 엘리베이터 또는 자물쇠인 것을 특징으로 하는 방법.
- 전자결재 방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성,유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상의 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
외부 장치로 결재 정보를 제공하기 위하여 상기 조직에 장착되는 전자 시스템을 사용하여 통신하는 단계를 포함하는 전자결재 방법.
- 사용자 규정 준수 확인방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성, 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상의 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
외부 장치와 상기 조직에 장착되는 전자 시스템의 위치 및 식별을 나타내는 신호를 통신하는 단계를 포함하는 사용자 규정 준수 확인방법.
- 디지털 콘텐츠의 전송방법에 있어서, 상기 방법은
내측면 및 외측면을 갖는 기판; 및
상기 기판의 상기 외측면에 의하여 지지되는 하나 이상의 무기구성, 유기구성 또는 무기구성 및 유기구성의 조합을 포함하는 전자장치를 포함하는, 조직 표면 상의 조직에 장착되는 전자 시스템을 제공하는 단계; 및
상기 조직에 장착되는 전자 시스템으로부터 외부 장치로 상기 디지털 콘텐츠를 나타내는 신호를 통신하는 단계를 포함하는 디지털 콘텐츠의 전송방법.
- 제1항 내지 제127항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 상기 조직으로부터 제거됨에 따라 기능적으로 작동 불가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제128항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 장치 구성의 적어도 일부가 물리적으로 파괴 또는 변형됨에 의하여 기능적으로 작동 불가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제129항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 장치 구성의 적어도 일부가 외부 환경에 노출되도록 베리어층 또는 캡슐화층을 제거함에 의하여 기능적으로 작동 불가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 장치 구성은 상호접속부, 코일, 기판, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제129항 내지 제131항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형은 4 mm 곡률 반경 이상의 상기 시스템의 곡면 상 변화를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제132항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 측정된 생리학적 특성의 값이 임계값 범위를 벗어나는 경우 기능적으로 작동 불가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제133항에 있어서, 상기 생리학적 특성은 온도, pH 수준, 포도당, 맥박 산소측정량, 심박수, 호흡수, 혈압, 말초 모세혈관 산소 포화도(SpO2) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제1항 내지 제134항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자장치는 기설정된 시간 이후, 기설정된 사용횟수 이후, 기 설정된 시도 횟수 이후에도 적절히 인증되지 못한 경우 기능적으로 작동 불가능하게 되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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