TWI611237B - 於眼用裝置上形成薄膜奈米結晶積體電路之方法及設備 - Google Patents

Abstract

本發明揭露了在三維形成的插件裝置上形成薄膜奈米結晶積體電路電晶體的方法和設備。在一些實施例中，本發明包括將具有以薄膜奈米結晶積體電路為基礎的薄膜電晶體、電互連件、以及激能元件之三維表面結合成為一插件，以用於結合至眼用鏡片中。在一些實施例中所形成的插件可以直接用作眼用裝置或結台至眼用裝置中。

Description

於眼用裝置上形成薄膜奈米結晶積體電路之方法及設備

本發明說明形成一裝置的方法和設備使用條件，其中薄膜奈米結晶積體電晶體和積體電路裝置係定義於眼用裝置的插入組件。在一些實施例中，所述方法和設備用以在眼用裝置之內形成薄膜奈米結晶積體電路裝置，該薄膜奈米結晶積體電路裝置係於三維形狀基材的表面形成。在一些實施例中，該方法和設備的使用可包括眼用裝置，該裝置結合激能元件、插件、以及薄膜奈米結晶積體電路裝置。

傳統上，如隱形眼鏡、人工水晶體或淚管塞等眼用裝置包括具有矯正、裝飾或治療性能之生物可相容裝置。例如，隱形眼鏡可提供視力矯正功能、加強妝飾與治療效果之一或多者。每種功能係由一種鏡片的物理特性所提供。結合折射特性之鏡片設計可提供視力矯正功能。將色素結合至鏡片可提供加強妝飾效果。將活性劑結合至鏡片中可提供治療效果。此等物理特性不需使鏡片進入激能狀態便可達成。淚管塞傳統上為被動裝置。

最近，已有將主動組件結合於隱形眼鏡內之設計。某些組件可包含半導體裝置。一些實例已顯示內嵌於一隱形眼鏡內的多個半導體裝置，所述隱形眼鏡係置於動物眼睛上。現有文獻亦述及主動組件如何在於鏡片結構之內可經激能及啟動的多種方式。針對各種功能性之界定，由該 鏡片結構所界定之拓撲與大小會產生新穎且具挑戰性之環境。在許多實施例中，重要的是要提供可靠的，緊湊的，以及成本有效的方法以激能一眼用裝置內的組件。在一些實施例中，這些激能元件可包括電池，其也可以由鹼性化學電池單元組成。連接到這些激能元件的可以是使用其電能的其他組件。在一些實施例中，此些其他組件可包含半導體以實行電路功能。在這樣的裝置內包括薄膜奈米結晶積體電路裝置可能是有用的與有利的。

因此，本發明包括形成具有媒介插件的眼用裝置的方法，其可包括在第一基材上沈積第一薄膜奈米結晶積體電路層。可自該基材裁剪一插入件，並且將其組裝成第一媒介插件。該媒介插件可封裝於一眼用裝置，例如，經由一射出成形程序。

該基材的一部分可形成為三維形狀，例如，經由一熱成形或折疊製程。該形成可發生在於第一基材上沈積薄膜奈米結晶積體電路層之後。在一些實施例中，自該第一基材裁剪該插入件或者在該基材形成為三維形狀之前，可在該基材上沈積第一薄膜奈米結晶積體電路層。

在一些實施例中，可在基材靠近所述薄膜奈米結晶積體電路層處形成第一閘極導體。閘極導體的形成可發生在沈積該薄膜奈米結晶積體電路層於所述基材上之前。於薄膜奈米結晶積體電路層上形成第一源極/汲極導體與於第一基材上形成該電互連跡線可在相同的製程中處理。

一些實施例可包括於第二基材上沈積第二薄膜奈米結晶積體電路層。可自該第二基材裁剪第二插入件，並且將其組裝成媒介插件。在一些這樣的實施例中，第二薄膜奈米結晶積體電路層可包括第一n型薄膜奈米結晶積體電路層，並且第一薄膜奈米結晶積體電路層可包括第一p型薄膜奈米結晶積體電路層。

激能元件，例如，一電化學電池，可於該基材的一個區域沈 積形成，其中該激能元件可與薄膜奈米結晶積體電路層電氣連通。在一些實施例中，該激能元件可密封於所述基材。電互連跡線可以是能夠電氣連通該激能元件與閘極導體。

在一些實施例中，源極/汲極導體可形成於薄膜奈米結晶積 體電路層上，並且電互連跡線可在基材上形成，其中所述電互連跡線能夠電氣連通第一源極/汲極導體與第一激能元件。在一些實施例中，可在第三基材上沈積第二激能元件。可自第三基材形成第三插入件，並且將其組裝成媒介插件。

在替代實施例中，該方法用於形成具有一媒介插件的眼用裝 置，其可包括在基材上沈積n型薄膜奈米結晶積體電路層和p型薄膜奈米結晶積體電路層。可在基材上沈積導電層，其中該導電層可包括多個隔離的導電跡線，其中該隔離的導電跡線包括與n型和p型薄膜奈米結晶積體電路層電氣連通的源極/汲極導電特徵。

該基材的一個區域可被熱成形為三維形狀，其中該區域可包 括n型薄膜奈米結晶積體電路層的一部分，p型薄膜奈米結晶積體電路層的一部分，以及導電層的一部分。可在導電層的一部分沈積一激能元件，其中該激能元件可與該導電層電氣連通。

可自基材裁剪插入件，並且將插入件組裝成媒介插件。該媒 介插件可被封裝於眼用裝置，例如，經由一注射成形程序。在一些實施例中，激能元件可包括多個激能組件，其中導電層可使所述激能組件彼此互相電串聯。

一些實施例還可包括在第二基材上沈積第二導電層，其中第 二導電層的一部分可包括多個隔離的導電特徵，其中所述隔離的導電特徵能夠在第一導電層的一個區域形成膜片開關。

100‧‧‧基材

110‧‧‧光學活性區

120‧‧‧跡線區域

130‧‧‧跡線

140‧‧‧跡線

150‧‧‧陽極

160‧‧‧陰極

170‧‧‧跡線

180‧‧‧跡線

200‧‧‧進程

201‧‧‧步驟

202‧‧‧步驟

203‧‧‧步驟

204‧‧‧步驟

205‧‧‧步驟

206‧‧‧步驟

300‧‧‧基材

305‧‧‧薄膜奈米結晶積體電路

310‧‧‧互連特徵

320‧‧‧互連特徵

325‧‧‧導電跡線

400‧‧‧n型程序

410‧‧‧步驟

415‧‧‧步驟

420‧‧‧步驟

425‧‧‧步驟

430‧‧‧步驟

435‧‧‧步驟

436‧‧‧步驟

440‧‧‧步驟

441‧‧‧步驟

450‧‧‧p型程序

461‧‧‧電極

462‧‧‧電極

463‧‧‧接觸開口

500‧‧‧程序

501‧‧‧步驟

502‧‧‧步驟

503‧‧‧步驟

504‧‧‧步驟

505‧‧‧步驟

506‧‧‧步驟

507‧‧‧步驟

508‧‧‧步驟

600‧‧‧流程圖

601‧‧‧步驟

602‧‧‧步驟

603‧‧‧步驟

604‧‧‧步驟

605‧‧‧步驟

606‧‧‧步驟

607‧‧‧步驟

608‧‧‧步驟

609‧‧‧步驟

700‧‧‧電子電路

710‧‧‧激能元件

720‧‧‧主動眼用元件

730‧‧‧電晶體

740‧‧‧電阻元件

750‧‧‧D型正反器

760‧‧‧外部開關

770‧‧‧電阻元件

810‧‧‧連接點

820‧‧‧激能單元

830‧‧‧接點

840‧‧‧接點

850‧‧‧D型正反器電路

860‧‧‧第二接點

870‧‧‧開關

圖1說明一具有三維表面的例示性插入件，於此表面上，可與本發明的實體的其他相關披露一致的定義薄膜奈米結晶積體電路裝置。

圖2說明一形成三維表面的例示性程序，其與形成薄膜奈米結晶積體電路裝置的程序是一致的。

圖3說明一積體電路裝置，其係連接至一三維形成的插入件，此插入件在至少兩個導電位置具有導電跡線。

圖4說明一組例示性處理流程步驟，其用於形成互補式n型及p型薄膜奈米結晶積體電路裝置，該裝置對於納入眼用裝置是有用的。

圖5說明形成互補式薄膜奈米結晶積體電路裝置的例示性處理流程步驟，其與之後納入眼用裝置係一致的。

圖6說明一例示性方法，用以進一步處理於圖5以例示性形式提及的該處理流程，以形成一眼用裝置。

圖7說明一使用薄膜奈米結晶積體電路的例示性電子電路的功能，此電子電路可包括在眼用裝置。

圖8說明一代表性的插入件，其包括所述的電路元件。

最近，已經證實形成薄膜奈米結晶電晶體與積體電路的特有方法可與形成撓性基材的方法一致。一個以硒化鎘為基礎的展示的關鍵態樣可以是使用短鏈的無機配位體，此可由硫氰酸鹽的材料證明，如此可將奈米結晶轉化為可用的導電層。

本發明涉及的方法和裝置，其對於形成結合於一眼用鏡片以及在一些實施例中安裝在媒介插件的薄膜奈米結晶積體電路裝置是有用的。在一些實施例中，該插件結構可具有三維拓撲表面。在下列段落中將給出本發明實施例之詳細說明。較佳實施例與另一實施例之說明僅為實例，且 精於此項技藝之人士當可輕易思及各種變化、修改及變更。因此該例示性實施例並未限制基本發明之原理。

名詞解釋

在有關本發明之說明與申請專利範圍中，各式用語將應用如下定義：陽極：如本文所述，電流經此電極流入一偏極電氣裝置。典型的電流方向係與電子流方向相反。換句話說，該電子係從陽極流入一個電氣電路。

陰極：如本文所述，電流經此電極流出一偏極電氣裝置。典型的電流方向係與電子流方向相反。因此，電子流入該偏極電氣裝置，並且自例如該連接的電氣電路流出。

電極：如本文所述，其係指該能源中的一有效質量。例如，它可以包括陽極與陰極二者之一或者二者。

封裝：本文內所述係指產生一屏障以將一實體(例如，媒介插件)與該實體相鄰的環境分隔。

封裝材料：如本文所述，其係指形成環繞實體(例如，諸如媒介插件)之層，其建立障壁以使實體與該實體相鄰的環境分離。例如，封裝材料可包括聚矽氧水凝膠，諸如Etafilcon、Galyfilcon、Narafilcon及Senofilcon，或其他水凝膠隱形鏡片材料。在一些實施例中，封裝材料可為半透性以在實體內含有指定物質，並且防止指定物質(例如，諸如水)進入實體。

經激能：如本文所述，其係指可以供應電流，或儲存電能於其中之狀態。

能量：如本文所述，其係指一物理系統作功之能力。許多上述術語於本發明內之使用可能與作電功之能力有關。

能源：如本文所述，其係指裝置或層，其能夠提供能量或者使得一邏輯或電氣裝置成為激能狀態。

能量擷取器：如本文所述，其係指能夠從環境提取能量並將之轉換為電能之裝置。

功能化：如本文所述，其係指使一層或裝置能夠執行一功能，包括例如激能、啟動或控制。

插入件：如本文所述，其係指可被組裝成所述剛性插件或媒介插件的一多件式剛性插件或者媒介插件中的固體元件。在一眼用裝置中，一插入件可包含與包括一位於眼科裝置中心的區域，通過該區域，光線可前進到使用者的眼睛。這個區域可被稱為光學區。在一些實施例中，該件可呈環狀，此環狀不包含或包括光學區中的某些或所有區域。在一些實施例中，剛性插件或媒介插件可包括多個插入件，其中一些插入件可包括該光學區，並且其它插入件可以是環形的或者為一個環的一部分。

鏡片形成混合物或反應混合物或反應性單體混合物(RMM)：如本文所述，其係指一單體材料或預聚物材料，其可被固化並交聯或者交聯而形成一眼用鏡片。各種實施例可包括具有一種或多種添加劑的鏡片形成混合物，例如：紫外線阻斷劑、染劑、光起始劑或催化劑及其他可能欲加入如隱形眼鏡或人工水晶體的眼用鏡片中。

鏡片成形表面：係指用於模製鏡片之表面。在一些實施例中，任何此類表面103-104可具有光學特質表面光度，此表示其平滑與成形程度足以使，藉由與模面接觸之鏡件形成材料聚合作用方式製造的鏡面在光學特性上可被接受。而且，在一些實施例中鏡片成形表面103-104可具有必須授予鏡面所需光學特質之幾何，其中包括但不限於球面、非球面及柱面屈光度(Cylinder Power)、波前誤差校正、角膜形貌矯正(Corneal Topography Correction)，以及相似之物及其任何組合。

鋰離子電池：係指電化電池，其中鋰離子穿越過電池以產生電能。此電化電池一般稱為電池，可在其標準型態中重新激能或充電。

基材插件：如本文中所使用，係指能夠支撐眼用鏡片中能源之可形成的或剛性基材。在一些實施例中，基材插件亦支撐一或多個組件。

媒介插件：如本文中所使用，係指將被包含在激能眼用裝置中之封裝插件。激能元件及電路可內嵌在媒介插件中。媒介插件界定激能眼用裝置的主要用途。例如，在激能眼用裝置允許配戴者調整光功率的實施例中，媒介插件可包含激能元件，可控制光學區中的液態彎月面部分。替代地，媒介插件為環形，使光學區為材料之空隙。在此類實施例中，鏡片的激能功能可不是光學特質，而是例如為監控葡萄糖或供給藥物。

模具：其係指可用於由未固化配方形成鏡片之剛性或半剛性物體。某些較佳模具包括成形前曲面模具零件與後曲面模具零件的兩個模型零件。

如本文所述的奈米結晶體，其係指至少一個維度的量測尺寸小於1000奈米(nm)的結晶粒子，其中1奈米定義為千萬分之一米(10^-9m)。

眼用鏡片或眼用裝置或鏡片：如本文中所使用，係指裝置於眼睛上或眼睛內的任何裝置。此裝置可提供光學矯正、可為妝飾性，或提供與光學特質無關的一些功能。例如，術語鏡片可指隱形眼鏡、人工水晶體(intraocular lens)、覆蓋鏡片(overlay lens)、眼插件(ocular insert)、光學插件(optical insert)或其他之類似裝置，透過鏡片可矯正或修正視覺，或在不阻礙視覺的情況下可妝飾性地改善(例如虹膜顏色)眼睛生理外觀。替代地，鏡片可意指可置放於眼睛上的裝置，其具有除視力矯正外的功能，例如，諸如淚液成分監控或供給活性劑之途徑。在一些實施例中，本發明較佳的鏡片係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製成的軟性隱形眼鏡，其包含但不限於聚矽氧水凝膠及氟水凝膠。

光學區：如本說明書中所用者係指眼用鏡片之區域，該眼用鏡片之配戴者係透過該區域看東西。

功率：如本文中所使用，係指每單位時間之作功或傳遞之能量。

預固化(Precure)：如本文所述，其係指一種部分固化混合物的程序，該混合物可以是，諸如，反應性單體混合物。在一些實施例中，預固化程序可包含時間縮短之完整固化程序。另外，預固化程序可由一獨特程序構成，例如讓混合物暴露與用於材料完整固化不同之溫度和光線波長。

先行給予(Predose)：如本文所述，係指初期沈積數量少於完成程序可能需要之總量的材料。例如，先行給予可以包括必要物質，例如反應性單體混合物，的四分之一。

事後給予(Postdose)：如本文所述，其係指在先行給予後，沈積完成程序可能需要之剩餘數量材料。例如，當先行給予包括四分之一的必要物質，之後的事後給予可以提供其餘四分之三的物質，例如反應性單體混合物。

可再充電或可再激能：如本文所述，其係指恢復至具更高容量以作工之狀態的能力。許多上述術語於本發明內之使用可能與恢復之能力有關，該恢復之能力係以使電流在一特定重建之期間內以特定速率流動之能力。

再激能或再充電：恢復至可作工之更高容量狀態。許多上述術語於本發明內之使用可能與裝置之恢復有關，裝置之恢復係讓裝置恢復至具有使電流在特定重建之期間內以特定速率流動之能力。

自模具釋放：意指一鏡片為完全與模具分離或僅鬆鬆地附接至模具，以便其可以溫和晃動移除或以一拭子推出。

堆疊：如本文中所使用，係指至少兩個組件層彼此相鄰置放，使得該些層之一者之一表面至少一部分接觸一第二層之一第一表面。在一些實施例中，一薄膜(無論用於黏附或其他功能)可存在於兩層之間，透過該薄膜使該等兩層彼此接觸。

堆疊型整合式組件裝置或SIC裝置：如本文中所使用，係指封裝技術的產品，其可藉由將每一層的至少一部分彼此堆疊而將薄基材層組裝到運作性整合式裝置內，所述薄基材層可包含電氣及電機裝置。這多個層件可包含各式類型、材料、形狀、以及尺寸的組件裝置。此外，此等層件可由各種裝置生產技術製成，用以符合並且呈現各式形態。

薄膜奈米結晶積體電路：如本文中所使用，係指由碳基材料製成的半導體，並且包括與一電流源電氣連通的奈米結構。

三維表面或三維基材或三維形成的：如本文中所使用，係指已以三維形成之基材之任何表面，其中與平坦表面相比，針對特定用途設計其形貌。

跡線：如本文中所使用，係指能夠與電路組件電連接的電池組件。例如，當基材是印刷電路板時，跡線可以包括銅或金，並且可以是銅、金、或者印刷在撓性電路上的沈積物。跡線還可以由非金屬材料、化學品或上述之混合物所組成。

包括薄膜奈米結晶積體電路裝置之具有激能裝置的三維形成的媒介插件

在本文中所述的發明的方法和裝置涉及到在三維形成的基材之內或之上形成薄膜奈米結晶積體電路裝置，其中所述基材還包括在其表面上之電互連件。繼續至圖1，其說明一具有電跡線130-180的例示性三維基材100。在一些實施例中，三維基材100可包括用於眼用裝置的插入件的一部分。一些實施例可包括具有主動聚焦元件的眼用裝置。此主動聚焦裝置可在利用能量的同時起作用，所述能量可儲存於一激能元件中。在三 維基材100上的跡線130-180可提供形成激能元件的基材基礎。離散薄膜奈米結晶積體電路裝置或者其形成的電路可經由各種處理以連接到跡線130-180。

在眼用裝置的實施例中，三維基材可包括一光學活性區110。例如，若該裝置係一聚焦元件，該區域110可以代表插入件之前表面，該插入件包含聚焦元件，光線通過該聚焦元件進入使用者的眼睛。區域110以外的部分，所述插入件的一周邊區域可以不在光學相關的路徑內。在一些實施例中，與主動聚焦相關的功能組件可被放置在這樣的周邊區域內。在一些實施例中，特別是那些使用非常薄的膜和透明電極，該組件可以被放置在這種光學活性區域內。例如，透明電極可包括氧化銦錫(ITO)。各種組件可經由金屬跡線電連接彼此，並且其中的一些組件可以包含或者可以是薄膜奈米結晶積體電路裝置。這些金屬跡線可提供一支援功能以將激能元件納入該眼用裝置。

在一些實施例中，激能元件可以是電池。例如，所述電池可以是一個固態電池，或者替代地，它可以是一個濕電池。在這種實施例中，最小至少會有兩個跡線是導電的，如此可在電池的陽極150與陰極160之間形成一電位以便激能該裝置中的其它主動元件。陽極150連接代表將激能元件的(-)電位連接到結合裝置。陰極160連接代表將激能元件的(+)電位連接到結合裝置。

在一些實施例中，薄膜奈米結晶積體電路元件可以經由陽極150和陰極160的連接點來連接。在其它實施例中，薄膜奈米結晶積體電路裝置可直接在基材100的表面形成，並且可與陽極150和陰極160點連接，或者，替代的，可採用相同的金屬材料為各電路裝置互連而一體式連接。

陽極150和陰極160的跡線可以分別連接到隔離的跡線140和170。這些隔離的跡線140和170可接近於鄰近的跡線130與跡線180。當電池元件製作於這些跡線130及180上時，該鄰近跡線130及180可代 表相對的電池化學成分或電極型態。因此，相鄰跡線130和180可連接到一個化學層，使其可作為跡線130和140之間的電池單元的陰極。

兩個相鄰的跡線130和180可通過一個跡線區域120彼此連接。在一些實施例中，區域120可不被化學層覆蓋，使得該區域可作為一個電氣互連點。在一些例示性實施例中，兩對電氣單元可被配置為電池，其佈局和設計可將這兩個電池串聯。跨越連接點(如陽極150與陰極160)的整體電氣性能可視為兩個電池單元的組合。在具有薄膜奈米結晶積體電路裝置的實施例中，激能電壓要求可在幾十伏特。因此，可形成數個區域120來定義具有較高總激能電壓的激能元件。

繼續至圖2，例示性進程200說明對於一個具有導電跡線之三維基材的形成。在一些實施例中，一組導電特徵可在處理後成為三維表面上的互連件，其可形成於基底材料仍保持平面狀時。在210處，基底基材可以形成。在眼用實施例中，該基材與形成眼用裝置的一部分可以是一致的。例如，基材可包括聚醯亞胺(Polyimide)。在一些實施例中，若基底基材係由一導電材料所形成，其表面可用一絕緣體材料塗佈，以允許在其表面上形成互連件。在一些實施例中，其中基材是由聚醯亞胺構成，該基材可以塗覆絕緣層，例如氧化鋁，用以在該基材上沈積或者形成薄膜電晶體之前將其預縮。

在一些實施例中，可在步驟210取得的基材上處理該薄膜奈米結晶積體電路。在一些這樣的實施例中，該奈米結晶加工步驟(例如圖4所示)，可發生在如圖2所示之基材加工的步驟之前。因此，形成在步驟210的基材可包括在其表面上形成包括薄膜奈米結晶積體電路裝置。在其它實施例中，薄膜奈米結晶積體電路裝置可單獨地形成，並且可在基材加工步驟260之後，連接到所述導電跡線。

在220中，可以在該基材基底上施加導電膜。例如，該導電膜可包括，例如，鋁膜。在一些實施例中，該導電膜在該扁平基材基底可 能以三維形成之處可能會變形，因此導電膜可包括足夠厚度的延展性導電材料，以避免在三維成形製程中發生機械性失敗。

在230，在扁平基材以三維形成後，可以依據預定的形狀來樣式化該導電膜。在230形成的形狀係僅供參考，其他形狀亦很明顯。導電膜，例如鋁膜，可使用各種方法以形成圖案，例如化學蝕刻或雷射剝蝕等兩種光刻法。替代地，在一些實施例中，該些已成像的導體圖案可能已經透過一網版直接沈積成該為圖案形狀。在所述薄膜奈米結晶積體電路裝置包括於基材上的實施例，形成在步驟230的圖案形狀可連接到該薄膜奈米結晶積體電路。

在240，在一些實施例中，該堆疊層包括所述基底基材具有重疊的導電特徵，其可以被封裝在一個覆蓋材料之中。在一些實施方式中，覆蓋材料可包括可熱成形的材料，例如，聚對苯二甲酸乙二酯(PETG)。在一些實施例中，或者更具體地，其中所述堆疊層可以是可熱成形的，在步驟240所形成的特徵可以在熱成形過程中提供穩定性，以創建三維形狀。在一些實施例中，可在240中施作第一平面熱成形製程來密封該堆疊層，其可將該重疊的絕緣材料附著於下方的該基材基底，並且定義導電膜的特徵。在一些實施例中，複合膜可能會對中央光學區產生不利的影響，以及該堆疊層的中央光學區域可能被移除。

在250，該包括基底材料、已形成的導電特徵、以及覆蓋封裝及絕緣層的堆疊層可經熱成形製程處理，其中，所述堆疊層可以是三維形成的。在一些實施例中，於260，該堆疊層上塗覆一絕緣層，可於260形成進入該絕緣材料的通孔。在260，導電通孔和開口可被包括在適當的位置，其中，所述通孔可使薄膜奈米結晶積體電路與包括在堆疊層上的封裝後的導電特徵連接。通孔和開口可由多種製程形成包括，例如，雷射剝蝕法，該工法可通過燒蝕所述堆疊層的頂部絕緣體層，從而精確地形成露出下層導電膜區域的開口。

電連接三維形成或可形成的插件基材之上的薄膜奈米結晶積體電路裝置

繼續至圖3，其說明一例示性的位於三維形成的堆疊層上的薄膜奈米結晶積體電路305的實施例，此堆疊層包括一具有導電跡線325的基材300。在一些這樣的實施例中，薄膜奈米結晶積體電路305可在導電跡線325被包括於基材300上之後形成。替代地，薄膜奈米結晶積體電路305可在導電跡線325尚未形成於基材300之前即形成。

薄膜奈米結晶積體電路305的組件可以經由包括在基材300上的互連特徵310、320與導電跡線325電連接。互連特徵310、320的電連接可將薄膜奈米結晶積體電路305與基材300上的電氣元件連接，這些電氣元件可以是該媒介插件功能操作的關鍵。這些電氣元件可以包括，例如，激能元件、感測器、主動光學元件、其它積體電路設計、藥物泵、以及藥物分散裝置。在包括覆晶取向的一些實施例中，互連特徵310、320可包括，例如，流性焊球或者導電環氧樹脂。在實施例中，其中導電跡線325和互連特徵310、320已封裝或已絕緣，可從堆疊層裁剪出通孔以連接所述薄膜奈米結晶積體電路305的元件與互連特徵310、320。

在媒介插件表面上形成薄膜奈米結晶積體電路電晶體

薄膜奈米結晶積體電路裝置可包括多種結構，例如，那些基於場效應半導體裝置結構者。在一些這樣的例示性實施例中，該裝置可包括具有一個位於奈米結晶體層之下、之上、或者其中的閘極電極的設計。

繼續至圖4，其說明一例示性的並行處理程序400、450的實施例，其可產生互補p型和n型薄膜奈米結晶積體電路裝置。在一些實施例中，n型程序400與p型程序450係可分離進行的。在410中，對於每種類型的裝置的基底材料可以是在其上可形成裝置的一扁平或者平面基材。在一些製作「底閘」電極型的加工實施例中，例如在步驟415，需沈積一金 屬或者導電材料以形成一個隔離的閘極電極。在一些實施例中，閘極電極可由利用遮罩的濺鍍或蒸鍍製程形成。其他方法可包含全面沈積後進行圖案蝕刻製程。

在一些實施例中，例如在420，可沈積閘極電介質層以覆蓋和包圍該閘極電極。對於所述沈積的例示性方法可以是使用液體前驅物的旋鍍製程之後，再使用固化製程。在其他實施例中，可用氣相沈積法沈積該介電質，而於某些案例中，其後需以一技術，例如化學機械研磨，進行平坦化。在其它實施例中，一氧化鋁的種子膜可以依其特徵而成長在選擇區域，例如那些包括金的範例可能會阻止除了在選定的區域內的成長。在一些實施例中，原子層沈積工藝可允許優質的電介質膜的選擇性成長，例如，在特定區域的氧化鋁的原子層的選擇性成長。

在一些在400的n型程序的實施例中，在步驟425可在該電介質層上沈積n型薄膜奈米結晶積體電路層。可使用遮罩來局部控制該薄膜奈米結晶積體電路的塗佈沈積。在其他實施例中，可提供一毯覆膜，接著進行圖案移除製程。用於n型層的例示性材料可包括，例如，硒化鎘(CdSe)奈米結晶體，其可以利用例如硫氰酸鹽的配體來綁定。在一些實施例中，例示性層可以由銦(indium)摻雜。在雙極裝置的一些實施例中，如步驟425中該n型薄膜奈米結晶積體電路薄膜可沈積在電介質層上，以及可以如步驟430中以p型薄膜奈米結晶積體電路材料來覆蓋該n型層。在其它實施例中，如圖所示，在步驟425中，p型程序450可以不包括一n型層的沈積。

在某些p型實施例中，在步驟430中，可在電介質層上沈積p型薄膜奈米結晶積體電路層。可使用遮罩來局部控制該薄膜奈米結晶積體電路的氣相沈積。在其他實施例中，可提供一毯覆膜，接著進行圖案移除製程。在一些實施例中，n型程序400可以在430中不包括一p型層的沈積。該p型層可包括，例如，硒化銅(CuSe)奈米結晶體。替代地，該p型層可包括一有機半導體層，其可包括，例如，稠五苯(pentacene)，稠四苯(tetracene)， 紅螢烯(rubrene)，以及區域有規聚(3-己基噻吩)(P3HT)。對於所屬領域技術人員顯而易見的，只要與本文所述技藝領域一致，其他材料可包括可接受的n型和p型有機TFT裝置和奈米結晶體TFT裝置。

在步驟435和436中，電極461、462可被安置在該形成的薄膜奈米結晶積體電路的電晶體裝置上。如圖所示，n型程序的435的電極安置係獨立於p型程序的436的電極安置。在一些實施例中，在435、436中安置電極461、462係可能同時發生。有許多形成源極/汲極電極的手段，其包括使用遮罩的濺鍍或蒸鍍。其他方法可包括一毯覆沈積製程，接著進行圖案移除製程。任何形成分離導電電極結構之方法可和本文所述技藝一致。

在一些實施例，如在步驟440和步驟441中，絕緣體可以覆蓋以封裝該源極/汲極電極或者整個裝置。一個沈積的例示性的方法可包括在該電介質層之上使用液體前驅物的旋鍍製程之後，再使用固化製程。在其他實施例中，該介電質可以氣相沈積法沈積，而於某些案例中，隨後以一技術，例如化學機械研磨，進行平坦化。在一些實施例中，沈積絕緣層之後，可使用例如雷射剝蝕製程或者減成式光蝕刻製程來形成接觸開口463。

繼續至圖5，其以文本的形式總結說明於圖4例示性說明的形成薄膜奈米結晶積體電路之方法與方式。在501中，清洗扁平基材以備後續用來製作薄膜奈米結晶積體電路裝置。在一些實施例中，在501中清洗的基材可以包括一三維形狀。在502中，該閘極金屬特徵可經空間沈積與定義。完成的薄膜奈米結晶積體電路可包括一種在裝置下閘極(gate under device)的結構，但其他的TFT結構均可與本文所述技藝領域一致。

在503中，一電介質薄膜層可於閘極電極之上沈積上並將之圍繞。在一些較佳的實施例中，介電層在本處理後，於閘極介電質上大約可呈平行且扁平。在504和505中，可沈積n型和p型薄膜奈米結晶積體 電路層或有機半導體層至選定區域。許多技術可以將材料沈積於選定的區域，包括，例如遮罩式沈積和毯覆式沈積，其中該毯覆式沈積需接著進行圖案蝕刻移除製程。在一些實施例中，這兩個區域的順序可以顛倒，並且在一些實施方案中，可以重複步驟501-508以形成互補裝置，其中n型和p型薄膜奈米結晶積體電路裝置均可形成。層疊該n型和p型薄膜奈米結晶體可增加電路的靈活性，並且允許形成各種非電晶體的裝置，包括，例如一個包括n型與p型層的二極體。

在506中，可形成該源極/汲極電極。在一些裝置下閘極的實施例中，源極和汲極電極可沈積在一個大致平坦的半導體區域。在一些實施例中，如507所示，該裝置與電極可由一封裝以及絕緣層包圍。在一些實施例中，此層將予以形成或處理以得到一平面型的頂部表面。

在一些實施例中，如508所示，接觸通孔可以至少部分在導電電極所在區域的上方開通穿過該介電絕緣層，其中所述接觸通孔可允許與該等形成的裝置外部電接觸。對於所屬領域技術熟練者，可以顯而易見的從該例示性程序500中連接薄膜奈米結晶積體電路電晶體成為功能性電路。在一些實施例中，可形成電晶體以外的其他裝置，包括，例如二極體、電阻器、以及變容二極體。

形成結合薄膜奈米結晶積體電路裝置的眼用裝置

繼續至圖6，例示性的流程圖600說明一個結合薄膜奈米結晶積體電路裝置的眼用裝置之製作程序。在601中，一個薄膜奈米結晶積體電路裝置可經由例如圖5所示的處理步驟形成，並且該裝置可包括在一個堆疊層上，其中，所述堆疊層至少包括一個基底基材，其可以被處理成為一個插入件。在一些實施例中，該堆疊層還可包括其他組件，例如導電互連以及絕緣層，其可在納入薄膜奈米結晶積體電路之前或者之後形成。

在602，該堆疊層，其可包括薄膜奈米結晶積體電路裝置、導電互連件、以及其它包括在所述基材上的已形成的裝置，可以變形為一個三維形狀的物件。在一些實施例中，例如，該變形可以包括將上述基材熱成形，或者將其折疊。在替代實施例中，在602中的變形可以在納入薄膜奈米結晶積體電路之前發生。在603中，三維形狀的堆疊層可具有額外沈積於其上的金屬跡線。在一些實施例中，這些金屬跡線可與薄膜奈米結晶積體電路裝置製程中形成的導電通孔相交。

在一些實施例中，其中的激能元件不包含在電路基材上，在604中，該激能元件組件可應用在該堆疊層選定的金屬跡線區域，例如，使用印刷技術，其中，所述陽極、陰極、和電解質區域均可被印刷到該基材或者堆疊層。在一些實施例中，獨立的三維形成的片或塊可以包括眼用裝置的一些電路組件，諸如，例如激能元件。在一些這樣的實施例中，在604中，該分割之電路件可連接至所述三維形成的插入件，其中所述連接特徵可連同其他密封劑及封裝劑將該分割之電路件附著於該插入件。

在605，連接特徵可被應用至該薄膜奈米結晶積體電路裝置製程中形成的導電通孔。在一些實施例中，這些連接特徵可包括各類材料的焊錫凸塊。在其他實施例中，該些連接特徵可包含導電環氧樹脂。在一些實施例中，其中薄膜奈米結晶積體電路係在未加入電路組件之前就納入於該基材，所述電路組件是，諸如，例如激能元件或者導電跡線，則所示在605中的單獨的連接步驟可能不是必需的。在這樣的實施例中，如在604中，包含該電路組件的程序可以是直接將這些組件連接到該薄膜奈米結晶積體電路。

在606，堆疊層，其包括具有包括薄膜奈米結晶積體電路的電路元件的基材，可被封裝並且密封。在606的封裝可利用多種技術和材料，其包括，例如使用遮罩設備的聚對二甲苯汽相沈積，以允許某些區域保持未密封或未封裝。在一些實施例中，在步驟607，該封裝堆疊層可以單 片或裁剪形成一插入件。在一些實施例中，所形成的插入件的中心區域可位於該光學區內，並且可基於各種功能性目的而保持不變，包括為了一彎月面為基礎的鏡片元件而形成於前光學面。在其它實施例中，可移除該中心光學區以形成一環形插入件。在608，所形成的插入件可經處理以完成組裝至一媒介插件，其還可包括一可變光學區域，例如，包括一液體彎月面。

在609，該媒介插件可封裝於一個眼用裝置。在609，可通過各種方法來封裝該媒介插件，例如，包括射出成形製程。在一些實施例中，該媒介插件可在使用少量的反應混合物或者先行給予量的情形之下，安置於前曲面模具之內。預固化該反應混合物後，該媒介插件可暫時固定到模件中的一指定位置。附加的反應混合物或者事後給予量可添加到該前曲面模具。後曲面模具可放置於所述前曲面模具之近接處，其中，所述近接程度將形成一個鏡片成形腔穴，並允許以反應混合物封裝該媒介插件。

然後，可完全固化該反應混合物以形成該眼用裝置。在一些實施例中，反應混合物可包括水凝膠成型材料。

使用薄膜奈米結晶積體電路電晶體的眼用實施例之實例

繼續至圖7，例示性的電子電路700係與眼用實施例一致，其中的激能元件可以是一個響應機械開關的啟動裝置，並且在啟動具有彎月式聚焦元件的主動眼用裝置時施加一電位。

激能元件710可激能包含薄膜奈米結晶積體電路電晶體的電路，並且在一些實施例中，激能元件710可包括串聯連接的多種不同的電池單元。作為一實例，可連接合適的電池，以在約20伏特的激能元件中產生一電位。其他實施例可包括連接更多或更少的單元以產生約從10伏特到100伏特的電位範圍。

在一些實施例中，激能元件710可提供電位跨越該主動眼用元件720。在一些實施例中，主動眼用元件720可為一以彎月形鏡片為基礎 之裝置，經由施用電位差於兩不混溶流體之間可改變該彎月面的形狀。在以彎月形鏡片為基礎的裝置的一些實施例中，從電的角度來看，該裝置可以是一個本質上阻抗非常高的電容器。因此，激能元件710可經由電阻元件770對該主動眼用元件720進行初始充電。當該電容元件完全充電之後，激能元件710將不會有大量的耗損負載(dissipative load)。在更複雜的電路實施例中，可定義啟動電路以進一步確保該激能元件710可以不被放能。

電子電路700進一步可以包括一個使用互補n型和p型薄膜奈米結晶積體電路電晶體的「D型正反器」(D-FlipFlop)電路。D型正反器750的D和Q(非)輸出端連接在一起，並且設置(S)和復位(R)可連接到地面。當電壓位準在該時鐘(CP)的輸入處有變化時，Q輸出可從一個狀態反轉到下一個。那個輸入將透過一電阻元件740，由激能元件710予以設置。

在一些實施例中，當一外部開關760啟動時，例如可以是當使用者將壓力施加在一壓力感測開關時的情況，CP之該電位將被帶至接近於接地，此電位準變更可反轉該D型正反器750的狀態。當Q處的電位準改變時，可「啟動」與其連接的電晶體730，該電晶體傳導電流跨越該主動光學元件720並將該主動光學元件720有效地短路，並且允許主動光學狀態的變化。許多D型正反器設計均可以類似的方式產生如D型正反器750所說明的功能，該D型正反器具有多種啟動和控制該例示性電路700的狀態的方法。

繼續至圖8，其係一種例示性的插入件，可與圖7所示電路實施例一致。在一些實施例中，連接點810可以電氣連通該彎月形鏡片與電路。一些實施例可包括串聯連接的多個激能單元820，以產生基於薄膜奈米結晶積體電路的電路運作所必需的電位。在一些實施例中，該系列的激能單元820可定義，例如，一個激能元件約有5伏特。激能元件可包括兩個接點830、840。

在一些實施例中，D型正反器電路850可包括多個電路元件，例如，那些在圖7所示的元件。D型正反器電路850可包括n型和p型薄膜奈米結晶積體電路電晶體和電阻元件740和770。在一些實施例中，可定義第二接點860是與該彎月形鏡片連接的一替代接點。

一些實施例可包括由分隔的金屬跡線所形成的壓力感測開關870或者膜片開關，當開關870壓下時可在兩側間完成一接觸。在一些實施例中，D型正反器電路850可包括額外的電路元件，它可以提供去除抖動功能或時間延遲之去除抖動功能以活化所說明的該啟動裝置。其它活化裝置，如霍爾效應裝置，可提供所說明的該等效開關功能。

本文已說明特定實例，從形成、形成方法及形成設備等多個面向，說明本獨創之技藝對於將激能元件形成在三維表面上之電互連件上可有幫助。此些實例係用於前述說明，且並非意圖以任何方式限定本發明之範疇。因此，本發明說明係意圖含括對於熟習本領域技藝者顯而易見之所有實施例。

結論

本發明中，如上所述並且如進一步由以下申請專利範圍定義，提供了在三維形成的插入件上形成薄膜奈米結晶積體電路電晶體的方法和裝置。在一些實施例中，本發明包括將具有薄膜奈米結晶積體電路的薄膜電晶體、電氣互連件、及激能元件的三維表面結合至一插入件內，以供結合至眼用裝置內。在一些實施例中，插入件可直接用為一媒介插件，或者結合至一眼用裝置內。

100‧‧‧基材

110‧‧‧光學活性區

120‧‧‧跡線區域

130‧‧‧跡線

140‧‧‧跡線

150‧‧‧陽極

160‧‧‧陰極

170‧‧‧跡線

180‧‧‧跡線

Claims (20)

1. 一種用於形成一具有一媒介插件(Media Insert)的一眼用裝置之方法，該眼用裝置係置於眼睛上或眼睛內，該方法包含：於一第一基材上沈積一第一薄膜奈米結晶積體電路層；自該第一基材裁剪出一第一插入件(Insert Piece)；組裝該第一插入件於一第一媒介插件內；以及在該媒介插件周圍模塑一第一封裝層，其中該模塑形成該眼用裝置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：於該第一基材上沈積該第一薄膜奈米結晶積體電路層係發生在自該第一基材裁剪出該第一插入件之前。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含下列步驟：於該第一基材上鄰近該第一薄膜奈米結晶積體電路層之處形成一第一閘極導體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含下列步驟：於該第一基材的一第一區域上沈積一第一激能元件，其中該第一激能元件與該第一薄膜奈米結晶積體電路層電連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含下列步驟：形成該第一基材的一部分為一三維形狀。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其另包含下列步驟：於一第二基材上沈積一第二薄膜奈米結晶積體電路層；自該第二基材裁剪出一第二插入件；以及組裝該第二插入件於一第一媒介插件內。
7. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中： 形成該閘極導體係發生在於該第一基材上沈積該第一薄膜奈米結晶積體電路層之前。
8. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中：該第一激能元件包括一電化電池。
9. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其另外包含：於該第一薄膜奈米結晶積體電路層上形成一第一源極/汲極導體；以及於該第一基材上形成多個電互連跡線(electrical interconnect traces)，其中該等電互連跡線能使該第一源極/汲極導體與該第一激能元件電氣連通。
10. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中：形成該第一基材的該部分為該三維形狀係發生在於該第一基材上沈積該第一薄膜奈米結晶積體電路層之後。
11. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中：形成該第一基材的該部分為該三維形狀包含一熱成形製程。
12. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中：形成該第一基材的該部分為該三維形狀包含一折疊製程。
13. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其另外包含：於一第三基材上沈積一第二激能元件；自該第三基材裁剪出一第三插入件；以及組裝該第三插入件於該第一媒介插件內。
14. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中：該第二薄膜奈米結晶積體電路層包含一第一n型薄膜奈米結晶積體電路層，且該第一薄膜奈米結晶積體電路層包含一第一p型薄膜奈米結晶積體電路層。
15. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其另外包含： 密封該第一激能元件於該第一基材。
16. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中：該等電互連跡線能使該第一激能元件與該第一閘極導體電氣連通。
17. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中：於該第一薄膜奈米結晶積體電路層上形成該第一源極/汲極導體係藉由與於該第一基材上形成該等電互連跡線之相同的製程所執行。
18. 一種用於形成具有一媒介插件的一眼用裝置之第二方法，其包含：於一第四基材上沈積一第二n型薄膜奈米結晶積體電路層；於該第四基材上沈積一第二p型薄膜奈米結晶積體電路層；於該第四基材上沈積一第一導電層，其中該導電層包含複數個隔離的導電跡線，其中該等隔離的導電跡線包含與該第二n型薄膜奈米結晶積體電路層以及該第二p型薄膜奈米結晶積體電路層電氣連通的源極/汲極導電特徵；熱成形該第四基材的一區域成一三維形狀，其中該區域包括該第二n型薄膜奈米結晶積體電路層的一部分、該第二p型薄膜奈米結晶積體電路層的一部分、以及該第一導電層的一部分；於該導電層的一部分上沈積一第三激能元件，其中該第三激能元件與該第一導電層電氣連通；自該第四基材裁剪出一第四插入件；組裝該第四插入件於一第二媒介插件內；以及在該第二媒介插件周圍模塑一第二封裝層，其中該模塑形成該眼用裝置。
19. 如申請專利範圍第18項所述之第二方法，其中： 該第三激能元件包含複數個激能組件，其中該第一導電層能使該等激能組件彼此互相電串聯。
20. 如申請專利範圍第18項所述之第二方法，其另外包含：於一第五基材上沈積一第二導電層，其中該第二導電層的一部分包含複數個隔離的導電特徵，其中該等隔離的導電特徵能夠與該第一導電層的一區域形成膜片開關。