ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА С ОРГАНИЧЕСКИМИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ТРАНЗИСТОРАМИ
OPHTHALMIC DEVICES WITH ORGANIC SEMICONDUCTOR TRANSISTORS

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном изобретении описываются офтальмологические устройства с органическими полупроводниковыми транзисторами. В некоторых вариантах исполнения офтальмологическое устройство с органическим полупроводниковым транзистором образуется на поверхностях, возникающих на субстратах, обладающих раскрываемыми трехмерными формами. В некоторых вариантах осуществления область использования аппарата может включать офтальмологические устройства, которые включают источники энергии, вставки и органические полупроводниковые устройства.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционно офтальмологические устройства, такие как контактные линзы, интраокулярные линзы или заглушки для окклюзии слезных точек, включают биологически совместимые устройства, обладающие корректирующими, косметическими или терапевтическими качествами. Контактная линза, например, может обеспечить одно или более из следующего: коррекция зрения, косметическая коррекция и терапевтические эффекты. Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Конструкция линзы с учетом свойства светопреломления позволяет корректировать характеристики зрения. Внедрение в материал линзы пигментов позволяет получить косметический эффект. Внедрение в материал линзы активного препарата позволяет использовать линзу в терапевтических целях. Такие физические характеристики реализуются без запитывания линзы энергией. Традиционно пробка для слезной точки является пассивным устройством.
В последнее время высказываются предположения о возможности встраивания в контактную линзу активных компонентов. Такие компоненты могут включать, например, полупроводниковые устройства. Описано несколько примеров контактной линзы со встроенными полупроводниковыми устройствами, помещенной на глаза животного. Также описана возможность запитывания энергией и активации активных компонентов несколькими способами внутри структуры самой линзы. Топология и размер пространства, определяемые структурой линзы, создают новые сложные условия для реализации различных функциональных возможностей линзы. Во многих вариантах осуществления изобретений важно обеспечить надежные, компактные и экономичные средства обеспечения питания комплектующих в составе офтальмологических устройств. В некоторых вариантах осуществления изобретений такие питающие элементы могут включать батареи, которые, в свою очередь, могут быть образованы из так называемых «щелочных» химических элементов. К этим питающим элементам могут присоединяться другие комплектующие, которые используют электрическую энергию. В некоторых вариантах осуществления изобретений эти прочие комплектующие могут включать транзисторы, которые выполняют функции электронных контуров. Может быть также желательно включить полупроводниковые устройства в такие органические устройства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, данное изобретение включает органические полупроводниковые транзисторы на одной или нескольких вставных поверхностях офтальмологических линз, которые могут содержать трехмерные формы и могут быть вставлены в офтальмологическое устройство. В некоторых вариантах осуществления изобретения предусматривается вставка в офтальмологическую линзу, которая может быть запитана энергией от источника и вставлена в офтальмологическое устройство.
В некоторых вариантах исполнения изобретения вставка в офтальмологическую линзу может быть сформирована множеством способов с получением в результате трехмерной формы, на которой могут быть сформированы органические полупроводниковые транзисторы и другие электрические устройства. В числе прочего такие электрические устройства могут включать сопротивления, конденсаторы, диоды, индукторы и тому подобные устройства. Следовательно, элементы электропитания могут быть сформированы в контакте с этими органическими полупроводниковыми устройствами или поверх них. В некоторых вариантах осуществления изобретения питающие элементы могут быть сформированы путем нанесения пленок, которые содержат химические вещества, относящиеся к батарейным ячейкам, на места электрических соединений. В некоторых других вариантах осуществления изобретений питающие элементы могут также использоваться при создании контуров из органических полупроводниковых устройств. В соответствующих вариантах осуществления изобретения нанесение может быть выполнено путем печатного процесса, в ходе которого смеси химических веществ могут наноситься с помощью иглы или других средств нанесения.
Офтальмологическая линза может быть сформирована путем инкапсулирования трехмерной сформированной офтальмологической вставки внутри полимеризованного материала. Способ формирования офтальмологической линзы может включать полимеризацию реакционно-способной смеси между элементами пресс-формы, в которые вставка для офтальмологической линзы помещается перед проведением полимеризации. В некоторых вариантах осуществления внутри вставки для офтальмологической линзы могут находиться несколько функциональных компонентов или областей. В некоторых вариантах осуществления изобретения вставка для офтальмологической линзы может содержать по меньшей мере один транзистор, который формируется из органического полупроводникового слоя. К числу других элементов в числе прочих могут относиться проводящие дорожки, питающие элементы, пусковые элементы и активные офтальмологические устройства. Активное офтальмологическое устройство может быть способно динамически изменять фокусные характеристики света, проходящего через офтальмологическую линзу. К числу таких элементов, способных динамически изменять фокусные характеристики, среди прочего может относиться жидкий менисковый элемент линзы. К числу пусковых элементов среди прочего могут относиться переключатели, чувствительные к давлению, и датчики магнитного поля. К числу датчиков магнитного поля среди прочего могут относиться датчики с эффектом Холла, фотодетекторы, звуковые детекторы и другие устройства, способные детектировать электромагнитные сигналы, например радиочастотные сигналы.
В некоторых вариантах исполнения изобретения органический полупроводник может быть сформирован из органических полупроводниковых слоев n-типа. В других вариантах исполнения изобретения органический полупроводник может быть сформирован из органических полупроводниковых слоев р-типа. В других вариантах эти устройства как p-, так и n-типа могут быть органическими полупроводниковыми слоями.
В некоторых вариантах осуществления изобретения проводящие дорожки могут быть сформированы из различных металлических слоев; в качестве некоторых примеров можно привести серебро, золото, алюминий и медь. Другие проводящие дорожки могут быть сформированы из прозрачных материалов, например в числе прочего из оксида олова и индия. В некоторых вариантах осуществления изобретения питающий элемент может быть расположен поверх проводящих дорожек или может быть соединен с такими дорожками. Среди прочего примером питающего элемента может быть батарея. В некоторых вариантах осуществления изобретения батареи могут быть изготовлены из твердых веществ, например среди прочего это могут быть различного рода литиевые батареи. В некоторых вариантах осуществления изобретения батареи могут быть представлены жидкостными батареями, например в числе прочего электрохимическими ячейками щелочного типа.
В некоторых вариантах осуществления изобретения офтальмологические линзы, сформированные таким образом, определяют новейшие типы офтальмологических устройств. В некоторых вариантах осуществления изобретения вставки для офтальмологических линз внедрены внутрь офтальмологических устройств. В некоторых других вариантах осуществления изобретений описываются передовые способы изготовления офтальмологических устройств, которые включают органические полупроводниковые устройства. Тонкопленочные органические полупроводниковые устройства могут быть сформированы из определенным образом расположенных электродов, диэлектриков, изоляторов и слоев органических полупроводников. В некоторых других вариантах осуществления изобретения итоговые устройства могут быть сформированы на основе поверхностей вставок для офтальмологических линз, имеющих трехмерный характер. В некоторых других вариантах осуществления изобретений тонкопленочные органические полупроводниковые устройства могут быть сформированы на трехмерных формах после образования органических полупроводниковых устройств. В некоторых вариантах осуществления изобретения сформированные контуры, включающие органические полупроводниковые устройства, могут также быть кондуктивно соединены с трехмерными поверхностями вставок различными способами, в том числе с помощью припоя и проводящего клея.
В некоторых вариантах осуществления изобретения вставки для офтальмологических линз, содержащие органические полупроводниковые устройства, могут быть подвергнуты дальнейшей обработке с целью образования проводящих дорожек и питающих элементов. Напротив, в некоторых других вариантах осуществления изобретения проводящие дорожки и питающие элементы могут быть сформированы до включения органических полупроводниковых устройств в трехмерные вставки.
В некоторых вариантах осуществления изобретения разнообразные комбинации элементов могут определять новаторские варианты осуществления изобретения. В некоторых вариантах осуществления изобретения питающие элементы с более высоким электрическим потенциалом могут быть сформированы из последовательных комбинаций отдельных электрохимических элементов. Питающие элементы с более высоким потенциалом могут обеспечивать питание многочисленных пусковых элементов, среди которых могут быть контактные переключатели, чувствительные к давлению. Кроме того, питающие элементы с более высоким потенциалом могут обеспечивать питание органических полупроводниковых контуров. В некоторых вариантах осуществления изобретения новаторская комбинация элементов может определять офтальмологические устройства и способы формирования их, в которых устройства имеют упрощенный производственный процесс благодаря способности органических полупроводников формироваться на субстрате как пластики при относительно низкой температуре. Подобным же образом природа тонкопленочных транзисторов и других электрических устройств на основе органических полупроводников в сочетании с другими технологическими аспектами образования вставок могут позволить создание более тонких офтальмологических устройств.
В некоторых вариантах осуществления изобретения активное офтальмологическое линзовое устройство описывается как такое, которое имеет гидрогелевую оторочку, окружающую трехмерное сформированное вставное устройство для офтальмологической линзы. В некоторых вариантах осуществления изобретения офтальмологическое вставное устройство содержит питающий элемент, по меньшей мере первую проводящую дорожку и тонкопленочный транзистор, содержащий органический полупроводниковый слой. В некоторых других вариантах осуществления изобретения активная офтальмологическая линза может дополнительно содержать активное оптическое устройство, способное изменять фокусные характеристики офтальмологической линзы. В некоторых других вариантах осуществления активное оптическое устройство может содержать жидкий менисковый линзовый элемент. В некоторых других вариантах осуществления активное оптическое устройство может дополнительно содержать пусковой элемент. В некоторых других вариантах осуществления пусковой элемент может содержать переключатель, срабатывающий от давления.
16
В некоторых вариантах осуществления изобретения тонкопленочный транзистор активного офтальмологического линзового устройства может содержать органический полупроводниковый слой n-типа. В некоторых других вариантах осуществления органический полупроводниковый слой n-типа может содержать слой гексадекафторфталоцианина меди (FCuPc). В некоторых других вариантах осуществления изобретения тонкопленочный транзистор активного офтальмологического линзового устройства может содержать органический полупроводниковый слой р-типа. В некоторых вариантах осуществления изобретения органический полупроводниковый слой p-типа может содержать пентацен. В некоторых вариантах осуществления изобретения офтальмологическое линзовое устройство может содержать второй органический тонкопленочный транзистор, включающий органический полупроводниковый слой. В некоторых вариантах осуществления изобретения второй органический тонкопленочный транзистор может содержать органический полупроводниковый слой p-типа. В некоторых вариантах осуществления изобретения органический полупроводниковый слой p-типа во втором органическом тонкопленочном транзисторе содержит пентацен.
16
В некоторых вариантах осуществления изобретения первая электропроводная дорожка офтальмологического линзового устройства может содержать прозрачный электрод. В некоторых вариантах осуществления изобретения прозрачный электрод может содержать оксид индия-олова (ОИО). В некоторых других вариантах осуществления изобретения питающий элемент офтальмологического линзового устройства может состоять из нескольких электрохимических ячеек, которые по меньшей мере частично соединены последовательно. В некоторых вариантах осуществления изобретения вставное устройство для офтальмологической линзы может содержать питающий элемент, по меньшей мере первую проводящую дорожку и тонкопленочный транзистор, включающий органический полупроводниковый слой. В некоторых вариантах осуществления изобретения тонкопленочный транзистор может содержать органический полупроводниковый слой n-типа. В некоторых вариантах осуществления органический полупроводниковый слой n-типа во вставном устройстве для офтальмологической линзы может содержать слой гексадекафторфталоцианина меди (FCuPc). В некоторых других вариантах осуществления изобретения тонкопленочный транзистор может содержать органический полупроводниковый слой p-типа. В некоторых вариантах осуществления изобретения органический полупроводниковый слой p-типа включает пентацен.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан пример субстрата с трехмерными поверхностями, на основании чего органические полупроводниковые устройства могут быть определены как соответствующие другим соответствующим раскрытиям по сути изобретения.
На фиг.2 показан пример схемы формирования трехмерных поверхностей, который может соответствовать формированию органических полупроводниковых устройств.
На фиг.3 показано встроенное устройство (контур), которое подключено к трехмерному сформированному вставному устройству с проводящими дорожками по меньшей мере в двух проводящих участках.
На фиг.4 показан пример электронных цепей, в работе которых используются органические полупроводники, встроенные в офтальмологическое устройство.
На фиг.5 представлено вставное устройство, которое включает контурные элементы, приведенные на фиг.4.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к аппарату для формирования органических полупроводниковых устройств на поверхности конструкций, используемых как вставки в офтальмологические линзы. В некоторых вариантах осуществления изобретения вставные конструкции могут иметь поверхности, обладающие трехмерной топологией. В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления изобретения являются только примерами осуществления изобретения. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания модификаций и других вариантов осуществления изобретения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами реализации изобретения.
Определения
В приведенном описании и пунктах формулы, относящиеся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
Герметизировать: в данном документе означает создавать барьер для отделения объекта, например вставки из определенного вещества, от среды, окружающей данный объект.
Инкапсулянт: в данном документе означает слой, окружающий объект, например вставку из определенного вещества, который создает барьер, отделяющий объект от среды, окружающей данный объект. В качестве инкапсулянтов могут использоваться гидрогели, например этафилкон, галифилкон, нарафилкон и сенофилкон, или иные гидрогелевые материалы контактных линз. В некоторых вариантах осуществления изобретения инкапсулянт может быть полупроницаемым, чтобы определенные вещества удерживались внутри объекта, а другие вещества, такие как вода, не попадали в объект.
Запитанный энергией: в рамках настоящего документа, относится к состоянию, в котором может поставлять электрический ток или аккумулировать электрическую энергию.
Энергия: в настоящем документе обозначает способность физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.
Источник энергии: в данном документе относится к устройствам или слоям, которые способны поставлять энергию или переводить логическое или электрическое устройство в запитанное состояние.
Источник электроэнергии: в данном документе относится к устройствам, способным извлекать энергию из окружающей среды и превращать ее в электроэнергию.
Функционализированный: в настоящем документе обозначает создание слоя или устройства, способного выполнять некоторую функцию, включая, например, запитывание энергией, активирование или управление.
Линза: в настоящем документе обозначает любое офтальмологическое устройство, находящееся внутри глаза или на нем. Эти приспособления могут обеспечивать оптическую коррекцию зрения или использоваться в косметических целях. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другим подобным устройствам, с помощью которых корректируется или модифицируется зрение или физиология глаза косметически улучшается (например, цвет радужной оболочки) без ухудшения зрения. В некоторых вариантах осуществления изобретения предпочтительными линзами данного изобретения являются мягкие контактные линзы, выполненные из силиконовых эластомеров или гидрогелей. Примерами гидрогелей среди прочего могут быть силиконовые гидрогели и фторогидрогели.
Линзообразующая смесь, или «Реакционно-способная смесь», или «РМС» (реакционно-способная мономерная смесь): в данном документе относится к мономеру или преполимеру, который может быть отвержден и сшит или просто сшит с образованием офтальмологической линзы. Разного рода варианты осуществления изобретения могут в числе прочего включать линзообразующие смеси с одной или несколькими добавками, такими как блокаторы УФ-излучения, оттеночные пигменты, фотоинициаторы или катализаторы, а также другие добавки, которые могут быть полезны в составе офтальмологических линз, например для контактных или интраокулярных линз.
Линзообразующая поверхность: в данном документе относится к поверхности, используемой для изготовления линз. В некоторых вариантах такая поверхность может иметь отделку поверхности оптического качества. Отделка поверхности оптического качества может означать, что поверхность в достаточной мере сформирована и гладка настолько, что поверхность линзы, полученная в результате полимеризации линзообразующего материала, в контакте с формовочной поверхностью имеет приемлемое оптическое качество. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления линзообразующая поверхность может иметь такую геометрию, которая необходима для придания поверхности линзы необходимых оптических характеристик, включая в том числе сферическую, асферическую и цилиндрическую оптическую силу, коррекцию аберрации волнового фронта, коррекцию топографии роговицы и комбинацию указанных свойств.
Литий-ионный элемент: при использовании в настоящем документе термин относится к электрохимическому элементу, в котором электрическая энергия генерируется в результате движения ионов лития через элемент. Эта электрохимическая ячейка, как правило называемая батареей, может быть заново запитана или перезаряжена в своей типичной форме.
Вставка подложки: в настоящем документе обозначает формуемую или жесткую подложку, обеспечивающую поддержание источника энергии в офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.
Форма для литья: в данном документе относится к жестким или полужестким предметам, которые могут использоваться для формирования линз из неотвержденных смесей. Примером формы для литья среди прочего может служить двухчастная форма, образующая переднюю и заднюю кривые линзы.
Вставка для офтальмологической линзы: в данном документе означает вещество, которое может находиться внутри офтальмологического устройства или на нем, при этом данное офтальмологическое устройство предназначено для ношения человеком.
Оптическая зона: в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.
Органический полупроводник: в данном документе относится к полупроводнику, выполненному из материалов на основе углерода.
ПЭТГ: в данном документе означает полиэтилентерфталатгликоль - прозрачный аморфный материал термопластического характера, который может быть использован для инжекционного литья, листовой экструзии и допускает окраску в ходе процесса.
Мощность: в настоящем документе обозначает совершенную работу или переданную энергию за единицу времени.
Перезаряжаемый или перезапитываемый: в настоящем документе относится к возможности быть перезаряженным или переведенным в состояние с более высокой способностью к совершению работы. Многократное использование в рамках данного изобретения может относиться к восстановлению способности пропускать ток с определенными показателями в течение определенного повторяемого периода времени.
Перезапитывать или перезаряжать: в данном документе означает восстанавливать состояние с большей способностью к совершению работы. Многократное использование в рамках данного изобретения может относиться к восстановлению способности устройства пропускать ток с определенными показателями в течение определенного повторяемого периода времени.
Высвобожденный из формы для литья: в данном документе означает, что линза либо полностью извлечена из формы для литья, либо свободно крепится к ней и может быть извлечена с помощью незначительного воздействия или вытолкнута с помощью тампона на палочке.
Наложение: в настоящем документе обозначает расположение по меньшей мере двух комплектующих слоев в непосредственной близости друг к другу так, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах осуществления пленка, будь то с целью адгезии или для осуществления других функций, может находиться между двумя слоями, контактирующими друг с другом.
Многослойные интегрированные многокомпонентные устройства (SIC-устройства): в данном документе относится к упаковочным изделиям, собранным из тонких слоев субстратов, которые могут содержать электрические и электромеханические устройства, и образующим рабочие встроенные устройства за счет того, что по меньшей мере часть одного из слоев субстрата накалывается на другой слой. Слои субстрата могут включать компоненты устройств различных типов из различных материалов, различных форм и размеров. Кроме того, слои могут быть выполнены по различным технологиям изготовления устройств для получения различных желаемых форм.
Как показано на фиг.1, офтальмологическая линза показана как такая, которая включает одно или несколько устройств из органических полупроводников внутри или на поверхности сформированных трехмерных субстратов. Субстраты могут также включать электрические соединения на соответствующих поверхностях. Как показано на чертеже, изображен пример трехмерного субстрата 100 с электрическими дорожками поверх него. Этот пример может представлять часть офтальмологического устройства или, иными словами, может представлять собой часть вставного устройства для офтальмологического применения. Один такой вариант осуществления может включать офтальмологические устройства, в которых имеется активный фокусирующий элемент. Такие активные фокусирующие устройства могут функционировать с использованием энергии, сохраняемой в питающем элементе. Электрические дорожки на поверхности трехмерного субстрата, показанного на фиг.1, могут быть хорошей основой для закладки питающих элементов. Кроме того, дискретные органические полупроводниковые устройства или контуры, выполненные из органических полупроводниковых устройств.
Как показано на фиг.1, в некоторых вариантах осуществления изобретения в офтальмологическом устройстве 100 трехмерный субстрат может включать, например, участок 110, обладающий оптической активностью. В некоторых вариантах, если офтальмологическое устройство 110 представляет собой фокусирующий элемент, активный офтальмологический участок 110 может представлять собой переднюю поверхность вставного устройства, содержащую фокусирующий элемент. За пределами данного участка 110 обычно имеется периферийная область 112 офтальмологического устройства 100, который не находится на оптически значимом пути для того, кто носит данное устройство. В некоторых вариантах может быть полезно поместить компоненты, относящиеся к активной фокусирующей функции в такую область 112, хотя — это в особенности хорошо работает в случае очень тонких пленок и прозрачных электродов — разумно помещать их в оптически активную область 110. В некоторых вариантах осуществления изобретения прозрачные электроды могут быть созданы из материала, который в том числе включает оксид индия-олова (ОИО).
В другом аспекте различные комплектующие могут быть электрически соединены друг с другом металлическими дорожками; некоторые из таких компонентов могут содержать органические полупроводники или быть сделаны из них. Металлические дорожки могут также быть полезны в качестве опоры для питающих элементов 114 при размещении внутри офтальмологического устройства 100.
Как показано на фиг.1, в некоторых вариантах осуществления питающий элемент 114 может быть батареей. Например, такая батарея может быть сухим или влажным элементом. В любом из этих вариантов может быть по меньшей мере две дорожки, обладающие проводимостью, которые обеспечивают создание электрического потенциала между анодом и катодом батареи. В примере офтальмологического устройства 100, показанного на фиг.1, в некоторых вариантах осуществления подключение батареи 114 может приходиться на область электрической дорожки 150. В некоторых вариантах осуществления изобретения первый питающий элемент батареи 150 может быть анодным подключением и образует подключение отрицательного (-) потенциала электрической дорожки 114 к офтальмологическому устройству 100.
Как показано на фиг.1, в некоторых вариантах осуществления изобретения второй питающий элемент батареи 160 может быть катодным подключением и представлять собой подключение положительного (+) потенциала электрической дорожки 114 к офтальмологическому устройству 100. В некоторых вариантах осуществления изобретения органические полупроводниковые элементы могут быть подключены к аноду 150 и к катоду 160. В следующих разделах некоторые из этих вариантов осуществления изобретения будут рассмотрены более подробно. В одном из вариантов осуществления изобретения встроенный контур органических полупроводниковых устройств может быть подключен на аноде 150 и на катоде 160, а также в других местах. В других типах осуществления изобретения органические полупроводниковые устройства могут быть сформированы непосредственно на поверхности субстрата офтальмологического устройства 100 и могут быть соединены с анодом 150 и катодом 160 или неразрывно соединены с использованием тех же самых металлов, которые используются для соединения внутри контуров.
Как показано на фиг.1, можно заметить, что электрические дорожки, которые подключены к аноду 150 и катоду 160, представляют собой изолированные дорожки 140 и 170 соответственно, которые лежат вплотную к соседним дорожкам 130 и 180 соответственно. Соседние дорожки 130 и 180 могут представлять собой противоположные типы батареи или электродов, если на этих дорожках будут размещены элементы питания. Так, например, дорожка 130 может быть подключена к химическому слою, который может заставить ее выступать в роли катода 160 батарейной ячейки, образующейся между соседней дорожкой 130 и изолированной дорожкой 140.
На фиг.1 соседние дорожки 130 и 180 могут наблюдаться в качестве соединений друг с другом в области дорожки 120. Область дорожки 120 может в различных вариантах осуществления быть полностью или частично покрыта слоями химикатов. Следовательно, область дорожки 120 служит для электрического соединения. Может представляться несомненным, что в данном примере могут существовать две пары электрических ячеек, сконфигурированных как батареи, и что по своей схеме и конструкции данные две батареи соединяются последовательно. Общие показатели тока и напряжения между питающими элементами 150 и 160 могут рассматриваться как комбинация двух батарей-ячеек.
В вариантах, которые включают органические полупроводниковые устройства, требования к потенциалу питания составляют десятки вольт и, соответственно, должно быть устроено множество участков дорожек 120, сформированных для того, чтобы питающие элементы 150 и 160 могли давать больше напряжения питания.
Альтернативный вариант осуществления изобретения может быть показан на фиг.2. В этих альтернативных вариантах исполнения образуется комплект проводящих элементов 200, которые после обработки превращаются в соединения на трехмерной поверхности, тогда как базовые материалы по-прежнему сохраняют плоскую форму. При переходе к этапу 201 формируется базовый субстрат, который в некоторых вариантах осуществления может рассматриваться как образующая часть офтальмологической линзы или линзовой вставки. Примером материала базового субстрата может быть в числе прочего ПЭТГ. В некоторых вариантах осуществления изобретения, если субстрат выполнен из проводящего материала, его поверхность может быть покрыта изолирующим материалом, чтобы сохранить возможность формирования соединений на поверхности.
В некоторых вариантах осуществления изобретения органический полупроводник может обрабатываться на этой поверхности субстрата. В этих случаях технологические этапы, которые будут описаны ниже, могут уже быть выполнены на субстрате и, следовательно, субстрат 201 может уже включать органические полупроводниковые устройства на своей поверхности. В некоторых вариантах осуществления последующие технологические этапы, показанные на фиг.2, могут быть выполнены на этих участках устройства и на плоских субстратах. В других вариантах осуществления изобретения органические полупроводниковые устройства могут быть сформированы подобно тому, как это показано на фиг.2, но в ходе параллельного процесса.
Как показано на фиг.2, основа субстрата подвергается дальнейшей обработке на этапе 202. В некоторых вариантах осуществления изобретения на базовый субстрат наклеивается проводящая пленка. Проводящая пленка может содержать альтернативные варианты, соответствующие состоянию дел, описанному в данном документе для настоящего варианта осуществления изобретения и для других обсуждаемых вариантов. В некоторых вариантах осуществления изобретения пленка может формироваться из проводящего гибкого материала, толщина которого достаточна для предотвращения механической поломки во время последующего технологического процесса.
Проводящая пленка может быть деформирована по мере того, как плоский базовый субстрат превращается в трехмерный. В некоторых вариантах пленка может быть представлена золотой пленкой.
Как показано на фиг.2, на этапе 203 проводящей пленке может быть придана любая желаемая форма после того, как плоские участки образуют трехмерную форму. Описанные формы представляют собой пример того, как набор форм образует желаемый трехмерный результат. Возможно несколько способов придания формы проводящему слою, включая в числе прочего золотой проводящий слой. Среди прочего пример формирующего этапа 203 может включать фотолитографию с химическим травлением. Напротив, лазерная абляция может использоваться ранее описанным способом для создания подходящих характеристик форм. В некоторых вариантах изображение схемы проводников может быть размещено через экран непосредственно на сформированную пленку.
Как показано на фиг.2, в некоторых вариантах этапа 204 набор базового субстрата с расположенными поверх него проводящими элементами может быть помещен внутрь покровного материала. В некоторых вариантах осуществления изобретения термоформирующийся материал, в том числе это может быть ПЭТГ, может быть примером пленки, допускающей подобное использование. В некоторых вариантах осуществления изобретения инкапсулирование сформированных элементов может привести к достижению желаемой стабильности элементов. В некоторых других вариантах осуществления изобретения стопка пленок может быть деформирована в ходе процесса термоформирования для придания ей желаемой трехмерной формы. В некоторых вариантах осуществления изобретения в рамках этапа 204 первый плоскостной термоформирующий процесс может иметь место для склеивания покровного изолирующего материала и лежащего ниже базового субстрата с определенными элементами в проводящей пленке. Кроме того, вырез центральной оптической области показана в виде незатененного центрального кругового элемента, так как центральная оптическая область лучше работает без композитной пленки.
Как показано на фиг.2, на этапе 205 стопка базового материала, сформированных проводящих элементов, покровных инкапсулирующих слоев и изолирующих слоев может быть подвергнута процессу термоформирования для получения трехмерной формы. В некоторых вариантах осуществления изобретения форма может включать электрические соединения, возникшие в ходе процесса термоформирования. В некоторых вариантах осуществления изобретения, в которых на этапе 204 имеется покровный изолирующий слой, в этом изолирующем материале могут формироваться переходные отверстия. На этапе 206 трехмерная форма с встроенными внутрь электрическими соединениями подвергается обработке с целью создания проводящих переходных отверстий и обычных отверстий в нужных местах. Существует множество способов создания таких переходных и обычных отверстий, однако в качестве неисчерпывающего примера для создания очень точных по размеру отверстий может использоваться лазерная абляция, при которой верхний слой изолятора выжигается, открывая лежащий под ним слой проводящей пленки. Получившаяся в результате трехмерная поверхность с электрическими соединениями может быть в значительной мере подобна тем, которые получаются иными способами, описанными в данном документе.
На фиг.3 показаны электрически соединенные органические полупроводниковые устройства на трехмерных сформированных или формируемых субстратах вставки. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения показан пример (в увеличенном виде) такого трехмерного компонента вставки 300. Место, указанное как область 305, может представлять собой либо прикрепленный встроенный контур, который может содержать органические полупроводниковые устройства, либо участок поверхности вставки, на которой уже сформированы органические полупроводниковые устройства, или же могут быть сформированы в ходе последующих процессов.
В некоторых вариантах осуществления изобретения участки 310 и 320 могут представлять собой области, в которых большие соединительные элементы вставного устройства образуют электрические соединения с компонентами области электрического контура. В примере, приведенном на фиг.3, органические полупроводниковые компоненты могут быть вырезаны или выбиты штампом из субстрата, а затем подсоединены к вставке. Изображение на фиг.3 может изображать ориентацию с перевернутым кристаллом в областях 310 и 320, но при этом возможны соединительные элементы, такие как (в числе прочего) шариковые выводы припоя или проводящие эпоксидные соединения под поверхностью кристалла.
В любом из вариантов осуществления изобретения характер соединительных схем может обеспечить соединение контура в области 305 с другими элементами за счет контактных дорожек. Эти прочие элементы могут включать в числе прочего питающие элементы, датчики, активные оптические элементы, другие встроенные контуры, насосы лекарственных средств и устройства распыления лекарств.
В некоторых вариантах осуществления изобретения на поверхности вставки для офтальмологической линзы могут быть сформированы органические полупроводниковые транзисторы. В некоторых вариантах осуществления изобретения могут существовать многочисленные способы внедрения полупроводниковых органических устройств в толщу вставного устройства для офтальмологических линз. В некоторых вариантах осуществления изобретения могут существовать многочисленные способы формирования внедряемых органических полупроводниковых устройств. В некоторых других вариантах осуществления изобретения органические полупроводниковые устройства образуются на основании полупроводниковых структур с полевым эффектом. Среди прочего примеры таких устройств включают конструкции, в которых управляющий электрод залегает под полупроводниковым слоем, тогда как дополнительные варианты осуществления изобретений включают управляющий электрод, расположенный над полупроводниковым слоем, или же управляющий электрод лежит в самом полупроводниковом слое.
В некоторых вариантах осуществления изобретения способы и приборы, упомянутые в предыдущих разделах, позволяют создать различные офтальмологические устройства. На фиг.4 показан пример электронного контура 400, соответствующего варианту осуществления офтальмологического устройства с питающим элементом. В некоторых вариантах осуществления изобретения электронный контур 400 реагирует на срабатывание механического переключателя и подает при включении электронного контура 400 электрический потенциал на активное офтальмологическое устройство, включая менисковый фокусирующий элемент.
Как показано на фиг.4, в некоторых вариантах осуществления показан питающий элемент 410. В некоторых вариантах осуществления изобретения питающий элемент 410 может состоять из различных и многочисленных ячеек батарей, соединенных последовательно, так как электронный контур 400 может включать органические полупроводниковые транзисторы. В качестве примера в некоторых вариантах осуществления изобретения может быть соединено вместе столько ячеек, сколько достаточно для генерации электрического потенциала, составляющего 20 вольт. В других вариантах осуществления изобретения количество ячеек может быть таково, что совместно они генерируют напряжение в пределах от 10 до 100 вольт.
Продолжая рассматривать фиг.4, можно отметить, что питающий элемент 410 может прикладывать потенциал к активному офтальмологическому элементу 420. Активный офтальмологический элемент 420 может быть устройством с менисковой (выпукло-вогнутой) линзой, которое изменяет форму мениска на основании того, какой потенциал приложен к двум несмешивающимся жидкостям. В некоторых вариантах осуществления изобретения линзы на основе мениска функционируют, по сути, как конденсатор с очень высоким импедансом. Соответственно, питающий элемент 410 может первоначально зарядить активный офтальмологический элемент 420 через первый элемент сопротивления 470. Когда потенциал полностью заряжает емкостной элемент, питающий элемент 410 больше не имеет существенной диссипативной нагрузки на этом элементе. В некоторых других вариантах осуществления может описываться пусковой контур, который дополнительно обеспечивает отсутствие разряда питающего элемента.
Если вернуться к фиг.4, то в некоторых вариантах осуществления изобретения электронный контур 400 может включать контур типа триггера задержки 450, который выполнен на основе комплементарных органических полупроводниковых элементов n- и p-типов. В некоторых вариантах осуществления изобретения контуры с триггером задержки 450 могут иметь взаимно соединенные D- и Q-выходные контакты, а также заземленные контакты настройки (S) и перезагрузки (R). В некоторых вариантах исполнения выходной сигнал Q переключается из одного состояния в другое каждый раз, когда меняется напряжение входного синхронизирующего сигнала (CP). Такой входной сигнал задается питающим элементом 410 через второй элемент сопротивления 440. В некоторых вариантах осуществления изобретения при включении внешнего переключателя 860, например, при нажатии пользователем на выключатель, срабатывающий от давления, потенциал синхронизирующего сигнала становится близок к «земле», и это изменение может вызвать переход триггера задержки 450. В некоторых вариантах осуществления изобретения при изменении уровня сигнала Q транзистор 430, подключенный к нему, может включиться и начать проводить ток через активное оптическое устройство, практически вызывая короткое замыкание и позволяя изменить активное оптическое состояние. Включение и управление состоянием такой цепи, показанной в качестве примера, может осуществляться множеством способов.
Переходя к фиг.5, мы увидим, что в некоторых вариантах осуществления изобретения физически представлен вид компонента вставки 900, соответствующего варианту осуществления на фиг.4. В некоторых вариантах осуществления изобретения можно обнаружить первое соединение 510 для менисковой линзы. Как уже упоминалось, возможно большое количество питающих ячеек 520, которые соединены последовательно с целью генерирования необходимого для работы органического полупроводника потенциала. В некоторых вариантах осуществления изобретения комбинация питающих ячеек 520 может образовать такой питающий элемент, который дает напряжение около 20 вольт. В некоторых других вариантах осуществления питающий элемент 520 может иметь контактные точки 530 и 540.
В некоторых вариантах осуществления изобретения триггер задержки 550 может быть встроен во вставку 500. В некоторых вариантах осуществления триггер задержки 550 может содержать органические полупроводниковые транзисторы n- и p-типа. Кроме того, в состав триггера задержки 550 могут также входить элементы сопротивления (не показаны). В некоторых вариантах осуществления изобретения в менисковой линзе может быть второй контакт 560, который определяет альтернативную точку соединения. В некоторых других вариантах осуществления выключатель 570, срабатывающий от давления, может быть выполнен из разделенных зазором металлических дорожек, которые, отклоняясь под действием давления, замыкают контакт с двух сторон.
Были приведены конкретные примеры, иллюстрирующие аспекты изобретения, относящиеся к формированию, способам формирования и аппаратуре для формирования, которые могут быть полезны для формирования питающих элементов на электрических соединениях трехмерных поверхностей. Примеры приведены для целей иллюстрации и ни в коей мере не могут ограничивать область применения данного изобретения. Соответственно, данное описание предназначено для того, чтобы охватить все варианты осуществления, которые могут быть очевидны для лиц, сведущих в данной теме.