KR101919494B1

KR101919494B1 - 바이오센서, 투명회로 및 그것을 포함하는 콘택트렌즈

Info

Publication number: KR101919494B1
Application number: KR1020177015443A
Authority: KR
Inventors: 박장웅; 김민지; 김주희; 이미선
Original assignee: 울산과학기술원
Priority date: 2014-11-10
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2018-11-19
Anticipated expiration: 2035-09-15
Also published as: WO2016076523A1; KR20170085063A; US20180160976A1

Abstract

콘택트렌즈들을 포함하는 렌즈들 및 다른 투명한 기판들은, 투명하고 신축성이 있으며 도전성이 있는 안테나 구조들 및 패턴된 도체들을 구비하는 전자 회로들을 포함한다. 패턴된 도체와 안테나 구조는 그래핀과 같은 2차원 물질과 금속 나노와이어들과 같은 1차원 물질의 결합일 수 있다. 상기 패턴된 도체와 안테나 구조는 상기 기판의 늘어남과 굽힘을 제공할 수 있도록 주름지거나 프리 스트레스될 수 있다. 센서 유닛과 안테나 유닛, 또는 다른 유형의 회로를 가진 바이오센서는 이런 물질들을 이용하여 형성될 수 있고 콘택트렌즈 상에 배치될 수 있다.

Description

바이오센서, 투명회로 및 그 것을 포함하는 콘택트렌즈 {Biosensor, transparent circuitry and contact lens including same}

본 기술은 투명 도체들을 가진 바이오센서들을 포함하며 그 상에 회로를 가진 렌즈들과 그 장치들을 제조하는 방법에 관한 것이다.

인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)이 발광 다이오드 또는 터치 스크린 등을 위한 투명 전극들 및 도체들용 물질로 일반적으로 이용된다. 그러나, ITO는 상대적으로 높은 면 저항을 가진다. 또한, 인듐을 위한 원료 시장들에서 공급원들이 불안정하다. 또한, 상기 물질은 매우 비싸다.

최근에는, 연구자들이 ITO의 대체로 이용될 수 있는 투명 도전성 물질들과 투명 도체들을 요구하는 다른 응용제품을 활발하게 찾고 있다.

예를 들면, 투명 전극으로서 그래핀을 사용하는 기술이 개발되었다. 그러나, 그래핀의 면 저항은 높다. 그러므로, 높은 광투과율을 보유하고 낮은 면 저항을 가지는 투명 도전성 물질들이 요구된다.

또한, 낮은 시계(visibility) 회로가 바람직한 전자-활성(electro-active) 콘택트렌즈들, 다른 렌즈 구조들, 표피 전극들 및 다른 장치들에 사용되기 적합한 투명 도전성 물질들 및 회로 구조들을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은, 투명 도체들을 가진 바이오센서들을 포함하며 그 상에 회로를 가진 렌즈들과 그 장치들을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

기술은 투명하고 신축성 있으며 도전성의 패턴된 도체들과 안테나 구조들을 제공하도록 설명되는데, 예를 들면, 콘택트렌즈들이나 표피 전극 시스템들을 포함하며 낮은 가시성 회로가 필요한 렌즈들 및 다른 장치들에 적합하다. 일 측면에 따르면, 패턴된 도체와 안테나 구조는 그래핀과 같은 2차원 나노물질과 금속 나노와이어들 또는 다른 1차원의 나노 물질이 될 수 있는 도전성 섬유들의 결합을 포함하는 기판 상에 생성된다.

다른 측면에 따르면, 상기 패턴된 도체 또는 안테나 구조는 상기 기판 상에서 회로 부품들과 전기적으로 연결된다. 다른 실시예들 에서는 상기 패턴된 도체와 안테나 구조는 그것이 배치된 상기 기판의 늘어남과 주름을 제공할 수 있도록 주름이 지거나 그렇지 않으면 프리-스트레스된다.

여기에서 제시된 상기 기술의 일 목적은, 투명한 회로가 바람직한 콘택트렌즈나 다른 렌즈 형태, 또는 다른 기판들을 위해 사용되는 렌즈 바디 기판 상이나 내부에서 사용되기 적합한 투명하고, 신축성 있는 물질로 만들어진 패턴된 도체들 또는 안테나들을 제공하는 것이다. 다른 목적들은 그 동일한 것을 제조하는 방법들을 제공하는 것을 포함한다.

여기에서 제공된 상기 기술의 다른 추가적인 목적은, 나노물질을 이용하여 형성된 센서 유닛, 안테나 유닛, 또는 다른 유형의 회로를 가진 바이오센서와, 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

여기에서 설명된 상기 기술의 다른 측면들과 이점들을 본 발명의 하기에 기술되는 상기 도면들, 상기 상세한 설명, 및 상기 청구항들의 검토로 알려질 수 있다.

여기에서 설명된 바이오센서는, 그래핀과 은나노 와이어로 형성된 전극과 안테나, 그래핀만으로 형성된 채널을 포함하여, 광 투과율 및 신축성이 높으며, 외부와 무선 통신이 가능한 이점이 있다.

또한, 콘택트렌즈들을 착용하는 동안 눈물 속의 글루코스 농도를 감지하는 이점이 있다.

또한, 전극과 패턴된 도체, 그리고 안테나 유닛을 동시에 함께 제조할 수 있기 때문에, 상기 제조가 간편한 이점이 있다.

도 1은 여기에서 설명된 콘택트렌즈 상에 패턴된 도체와 안테나 구조를 포함하는 바이오센서의 사시도를 제공하는 도면이다.
도 2A, 2B, 그리고 2C는 상기 도 1에 도시된 바이오센서의 제조 프로세스에서 단계들을 도시한다.
도 3은 도 1에 도시된 바이오센서용 패턴된 도체와 안테나 구조들을 형성하기 위해 사용된 물질들의 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 바이오센서용 채널 구조의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 구조를 형성하기 위해 사용된 제조방법을 나타낸 단순화된 순서도이다.
도 6은 다양한 글루코스 농도에 따른 바이오센서의 기능을 나타내는 전압 대 전류의 그래프이다.
도 7은 다양한 글루코스 농도에 따른 바이오센서의 기능을 나타내는 시간 대 전류의 그래프이다.
도 8은 글루코스 농도를 가지는 도1에서 도시된 것과 같은 회로의 반사계수 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 여기에서 설명된 패턴된 도체와 안테나 구조를 포함하는 렌즈 기판 상의 회로 배치를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9 와 도 1에 나타난 것과 같은 회로용 렌즈 기판에 늘어남과 접힘을 제공하는 주름 패턴의 도체의 개략적인 도면이다.

투명하고 신축성 있는 패턴된 도체와 투명하고 신축성 있는 안테나는 그래핀과 같은 2차원 물질과 나노와이어와 같이 1차원 물질이라고 할 수 있는 도체 섬유들의 결합을 포함하도록 설명되며, 상기 1차원 물질은 상기 2차원 물질 상의 네트워크나 메시(mesh)로 배치된다. 상기 패턴된 도체 및/또는 상기 안테나는 콘택트렌즈 기판과 같은 시각 영역을 가진 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 도체 및/또는 상기 안테나는 상기 기판에 늘어남과 접힘을 제공할 수 있도록 프리-스트레스되거나 주름이 질 수 있다.

콘택트렌즈 상에 배치된 바이오센서는 글루코스 농도를 편리하고 비침입적인 방법으로 결정가능하게 하도록 여기에서 설명된다.

여기에서 설명되는 바이오센서는 1차원 물질과 2차원 물질을 포함하는 전극, 2차원 물질로 형성된 채널, 적어도 1차원 물질, 2차원 물질, 그것들의 결합중 하나를 포함하는 안테나를 구비한다.

그 대신에, 여기에서 설명되는 콘택트렌즈가 1차원물질, 2차원물질을 포함하는 전극, 2차원 물질로 형성되는 채널, 그리고 안테나 유닛을 구비한다. 상기 안테나는 적어도 1차원 물질, 2차원 물질, 그리고 그 결합 중 하나를 포함한다. 상기 콘택트렌즈는 여기에서 설명된 바이오센서를 구비할 수 있다.

상기 바이오센서는 바이오센서로부터 일정 거리 안에 리더(reader)를 배치하고 RF신호를 이용하여 상기 안테나를 여기시킴으로써 작동될 수 있다. 상기 여기된 안테나는 상기 바이오센서의 활성 채널과 상기 전극들에 연결된 패턴된 도체 루프에 전류를 유도 결합시킨다. 전류의 세기는 상기 리더가 상기 센서유닛 과의 전자기 공명 반사값을 감지하여 측정될 수 있다.

상기 기술의 다른 실시예에 따른 여기에서 설명된 바이오센서는, 투명하고 신축성 있는 2차원 물질과 1차원 물질을 포함하는 전극들에 연결된 패턴된 도체와 상기 전극들 사이에만 있는 상기 2차원 물질로 형성된 채널을 포함하는 센서유닛, 상기 2차원 물질과 상기 1차원 물질을 포함하고 그 물질들 사이의 유도결합을 위해 상기 센서 유닛으로부터 이격되며, 그 결합은 유도된 전자기 공진에 기초한 신호를 발생시키는 안테나유닛, 그리고 상기 센서유닛과 상기 안테나유닛이 전사된 콘택트렌즈를 포함한다.

상기 패턴된 도체와 안테나는 각각 전사방법에 의해 희생기판 상에 형성된 제1차 그래핀 층과 상기 그래핀 층 상에 코팅되고 서로 중첩되어 네트워크를 형성한 금속 나노와이어들과 같은 도체섬유와, 상기 제1그래핀 층과 섬유 상에 전사방법으로 형성된 제2 그래핀 층을 포함한다. 상기 채널은 전사방법으로 형성된 상기 전극의 양 끝 사이에 위치한 그래핀 층, 상기 그래핀 층 상에 글루코스 산화효소로 코팅된 효소층, 그리고 상기 제1 및 제2전극들에 연결된 고리 모양의 상기 패턴된 도체를 포함한다. 상기 제1 및 제2전극은 상기 채널을 수용하는 개구부를 가진다. 상기 안테나는 상기 루프 안으로 또는 바깥으로 상기 패턴된 도체가 나선으로 형성되어 만들어진다.

여기에서 설명된 바이오센서 제조방법은, 희생기판 상에 그래핀을 전사하여 제1 그래핀 층을 형성하고, 상기 제1 그래핀 층 상에 나노와이어와 같은 도전성 섬유를 코팅함으로써 그래핀 나노와이어 층을 형성하고, 상기 그래핀 나노와이어 층을 전극모양, 패턴된 도체 모양, 그리고 안테나 모양으로 각각 패턴화하여 전극들, 패턴된 도체, 그리고 안테나를 형성하고, 상기 전극들, 패턴된 도체, 안테나가 형성되어 있는 상기 그래핀 나노와이어 층에 그래핀을 전사함으로써 제2 그래핀 층을 형성하고, 그리고 상기 제2 그래핀 층이 상기 제1 및 제2 전극들을 가로질러 채널을 형성하도록 패턴화 하는 것을 포함한다. 또한, 상기 제2 그래핀 층은 상기 전극 모양, 패턴된 도체, 안테나 모양, 그리고 채널모양과 잘 맞도록 패턴될 수 있다.

여기에서 설명된 바이오센서는 그래핀과 은 나노와이어를 포함하는 전극, 안테나, 그리고 그래핀으로 형성된 채널을 포함하기 때문에 높은 광투과율이 있고 신축성 있으며 외부와 무선 통신이 가능하다는 장점이 있다.

게다가, 콘택트렌즈를 끼고 있는 동안 눈물 속 글루코스 농도를 감지하는 이점이 있다.

또, 전극과 패턴된 도체, 그리고 안테나가 동시에 제조될 수 있으므로, 제조가 간단한 이점이 있다.

상기 기술의 실시예들의 상세한 설명이 도 1 내지 도 10을 참조하여 제공된다.

도 1은 콘택트렌즈가 될 수 있는 렌즈(10) 을 나타내고, 그 렌즈는 안구 상에 놓여 질 수 있도록 콘택트렌즈 모양으로 만들어질 수 있거나 그 안에 배치될 수 있도록 고분자 물질로 이루어진 렌즈 바디 기판(60) 상에 회로를 포함한다. 다른 구성물들은 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치된다. 상기 회로는 상기 기판(60) 상의 패시베이션 필름(7) 에 내장되어 상기 기판 상에 배치되어 있다. 대안적으로, 상기 회로는 상기 기판(60)의 물질 안에 부분적으로 또는 완전히 내장되어 상기 기판의 상면이나 하면에 붙어서 배치될 수 있고, 다른 방법으로 배치될 수도 있다. 그러므로, 상기 패시베이션 필름(7)은 사용되는 재료나 기술에 따라 생략될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서의 상기 회로의 상기 요소들은 바이오센서(40), 패턴된 도체(25) 그리고 안테나 (50)를 포함한다. 본 실시예에서는 상기 바이오센서(40)는 제1전극(20) 과 제2전극(21) 사이에 배치된 채널(30)을 포함한다. 상기 제1및 제2 전극들(20,21)은 상기 패턴된 도체(25)와 바이오센서(40)를 포함하는 회로상의 노드들(node)이다. 상기 바이오센서(40)는 전계 효과 장치가 될 수 있고, 비록 본 실시예에서는 사용되지 않았지만, 상기 채널(30)로 바이어스 전압을 인가할 수 있도록 제3 전극(즉, 게이트전극)을 포함할 수 있다. 패턴된 도체(25)는 본 실시예에서 상기 패시베이션층(7) 경계 가까이에 루프형태로 구성되고 상기 제1 전극(20)을 제2 전극(21)에 연결한다. 상기 안테나(50)는 본 실시예에서 패턴된 도체(25)로 형성된 루프안쪽에 배치되고 나선형의 세 개의 루프로 구성된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 안테나(5)는 패턴된 도체(25)로 형성된 루프 바깥쪽에 위치할 수 있고 루프 개수도 다를 수 있다. 상기 패턴된 도체(25)와 안테나는 렌즈의 광학부 바깥의 렌즈 기판 상에 배치되는 것이 바람직하다. 상기 콘택트렌즈의 광학부는 보통 눈의 관측 시야에 자리 잡기 위해 직경에서 특징적으로 5에서 10 밀리미터 구역에 있다. 상기 패턴된 도체(25)와 안테나(50)는 100에서 500 마이크론 범위내의 두께를 가질 수 있다. 상기 패턴된 도체(25)와 안테나(50)는 1 마이크론 또는 그 미만 정도의 패턴을 형성하도록 되어있는 기술력에 의해 그 두께가 결정지어진다. 또한, 500마이크론보다 큰 두께가 몇 가지 방식의 시스템에서 사용될 수도 있다. 물론, 상기 회로 요소의 크기들은 필요에 따라 기술의 특정 사용을 위해 조정될 수 있다.

상기 패턴된 도체(25)와 안테나(50), 또는 모두, 그리고 제1및 제2전극들(20, 21)은 2차원의 나노물질과 도전성 섬유의 결합을 포함한다. 상기 도전성 섬유들은 금속 나노와이어와 같이 일차원 나노물질 일 수 있다. 상기 안테나(50)는 상기 패턴된 도체(25)와 같은 물질의 결합을 포함하거나 특별하게 수행될 수 있는 다른 결합을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2전극들은 상기 패턴된 도체(25)와 같은 물질들의 결합일 수 있거나 특별하게 수행될 수 있는 다른 결합을 포함할 수 있다.

상기 패턴된 도체(25), 안테나(50), 또는 양쪽 모두를 형성하기 위해 사용된 상기 2차원 나노물질과 도전성 섬유의 결합은 상기 회로 요소들이 렌즈 상에 적합하게 사용하도록 하는 가시광선에 실질적으로 투명하다. 예를 들면, 상기 패턴된 도체나 안테나에 사용된 상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합의 적어도 일 부분은 녹색광에 대하여 80% 이상의 투과율을 가지고, 사용자에 의하여 실질적으로 투명하다고 인식될 정도로 가시범위에 걸쳐 높은 투과율을 가진다. 일 실시예들에서는, 상기 패턴된 도체와 안테나(콘택트 렌즈 기판을 포함하지 않고)에 사용된 상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합은 UV-vis-NIR 분광광도계(Cary 5000UV-vis-NIR, 애질런트사(Agilent)) 기준으로 녹색광(550nm 파장에 가까움) 에 대하여 93% 이상의 투과율을 가질 수 있다.

또한, 상기 패턴된 도체(25)와 안테나(50)를 형성하기 위해 사용된 2차원 나노물질과 도전성 섬유의 결합은 낮은 면저항을 가지기 때문에 전기 회로용 도체들나 안테나에 적합하다. 일 실시예에서, 상기 패턴된 도체와 안테나, 또는 양쪽 모두의 면저항은 50ohms/sq 보다 낮을 수 있다. 일 실시예에서 상기 패턴된 도체의 면 저항은 30ohms/sq 정도 일 수 있다.

본 실시 회로에서 상기 바이오센서(40)는 상기 패턴된 도체(25)를 형성하기 위해 사용된 상기 2차원 나노물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하는 상기 전극들(20)(21) 중 하나 또는 양쪽 모두를 포함한다. 상기 바이오센서(40)의 채널(30)은 그래핀과 같은 2차원의 나노물질 단일 층과 눈물액 중의 글루코스나 다른 반응 물질들과 반응하여 대전 입자들을 생성할 수 있는 상기 그래핀에 내재된 활성 효소들을 포함한다. 상기 대전 입자 생성은 상기 바이오센서(40)의 저항에 영향을 미치고 반응물질의 양을 나타내도록 탐지될 수 있다.

하드렌즈 기판이나 소프트 콘택트렌즈 기판은 이미 알려진 물질 중 어떤 것으로든 만들어 질 수 있다. 바람직하게는, 상기 렌즈 기판은 소프트 콘택트렌즈나 콘택트렌즈 일부분으로 사용되어 질 수 있고, 약 0~90 퍼센트의 수분함량을 가질 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 렌즈 기판은 수산기, 카르복실기 중 하나 또는 양쪽 모두를 포함하는 단량체, 또는 실록산, 하이드로겔, "일반적인" 하이드로겔, 실리콘 하이드로겔, 실리콘 탄성중합체, 또는 그것들의 결합물로 된 실리콘 포함 폴리머로 만들어 질 수 있다. 상기 렌즈를 형성하기에 좋은 재료들은 중합체 개시물(polymerization initiators)과 같은 첨가물과 함께 마크로머스(macromers), 단량체 그리고 그것들의 결합물을 반응 결합하여 만들어 질 수 있다.

본 기재를 위해 2차원 물질의 정의는, 2015년 맥밀란 출판사 Nature 출판 그룹에 의해 발간된 에서 기재된, "2차원 물질들은 수 나노미터 또는 그 이하의 두께를 가진 물질이다. 이 물질들의 전자들은 2차원 평면에서는 자유롭게 움직이나 제3의 방향으로의 제한된 움직임은 양자역학의 지배를 받는다. 양자 우물과 그래핀이 주요 예이다"이다. 이런 물질들은 전형적으로 2차원으로만 확장되는 분자구조를 가진다.

본 기재를 위해 1차원 물질은 수십 나노미터 또는 그 미만의 직경이나 두께를 가진 섬유라고 정의될 수 있다. 여기에 정의된 1차원 물질은 나노와이어들이고 불리기도 한다. 예를 들면, 위키피디아 Free Encyclopedia 2015년 2월 10일 22:01 UTC에 저장된 "나노와이어"

(http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=nanowire&oldid=641223222)를 보라. 금속 나노와이어와 같은 도전성 섬유들은 수십 나노미터나 그 이하 정도의 두께를 가진다면 1차원 물질 일 수 있다.

2차원 물질과 도전성 섬유의 일 결합은 가시 범위에서 뛰어난 투과율을 가지며 550nm 파장에 가까운 녹색광에 대하여 90%보다 큰 투과율을 가지고 스퀘어당 50ohms 보다 적은 면저항을 가지게 되고, 신축성이 있어 소프트 콘택트렌즈 기판 상에서의 사용에 적합하고, 한 층의 그래핀과 은 나노와이어들과 같은 도전성 섬유의 메시를 포함한다. 상기 그래핀 층은 상대적으로 도체이고 투명하며 신축성 있는 강한 2차원 격자 구조이다. 예를 들어, 직경 30+/-5 nm 와 길이 25+/-5 μm 인 금속 나노와이어와 같은 상기 도전성 섬유 메시는 전기의 도체를 위하여 그래핀 층 사이로 상호 연결된 복합체 메시를 형성한다. 상기 도전성 섬유의 직경은 20nm에서 100nm , 길이는 100μm 까지 될 수 있다. 비록 더 길고 더 두꺼운 도전성 섬유를 사용하면 필름의 면 저항을 줄이는데 더 바람직하긴 하지만, 액체 용액에서 상기 규격의 도전성 섬유를 쓰지 않으면 더 큰 섬유를 만드는데 제약이 있을 수 있다. 일 실시예에서는 나노와이어들이 사용된다. 백금, 금, 구리와 같은 다른 금속들이나 금속들의 결합이 사용되어 질 수 있다. 도전성 섬유의 밀도는 상기 결합들이 투과되고 전도되고, 신축성을 가지는 정도이다. 일 실시예들에서, 강도를 높이고 전도성을 더하기 위해 제2 그래핀층이 도전성 섬유들의 메시 위에 배치될 수 있다.

도 2A, 2B, 그리고 2C는 도 1에 도시된 것과 같은 렌즈 기판 상에 배치될 수 있는 회로를 제조하는 단계들을 설명한다. 도3 과 도 4는 도 2A, 2B, 그리고 2C에서 도시한 구조의 일부분에 대한 단면도들이다. 도 4는 제조방법의 개략적인 순서도이다.

도 2A는 그래핀 층과 도전성 섬유 망을 이용하여 형성된 상기 패턴된 도체(25), 안테나(50), 사이에 틈(20a)이 있는 전극들 (20, 21)을 포함하는 희생기판(2)을 나타낸다. 상기 그래핀 층은 공지 기술을 사용하여 메탄과 수소를 구리호일 상에 성장시켜 만들어 질 수 있다. 상기 구리 호일 상의 그래핀 층은 예를 들면, 상기 그래핀 층 상에 놓인 스핀 코팅 폴리 (메틸 메타크릴산염 PMMA, 마이크로켐사(MicroChem Corp. 950PMMA) 된 지지층에 전사된다. 그 후, 구리 호일은 희석된 부식제 (예를 들면, FeCl:HCl:H2 를 1:1:20 vol% 비율로 만든 부식제) 상에 떠오르며 식각된다. 그러면 PMMA 코팅된 그래핀 층이 생긴다. 상기 그래핀 층은 탈염수로 세척된 후 선택된 희생기판(2)으로 전사된다. 상기 PMMA 물질은 아세톤으로 제거된다.

도전성 섬유들의 메시는 섬유를 용액 내에 상기 섬유들을 현탁하고, 상기 그래핀 층 상에 용액을 스핀코팅하여 만들어질 수 있다. 일 실시예에서는, 3㎎/㎖ 은 나노와이어(직경30+/-5 ㎚ 그리고 길이25+/-5㎛)를 5℃ 로 저장된 탈이온수에서 분산시켜 스핀 코팅 전에 실온에서 섞였다. 그 용액은 500rpm 으로 30초 동안 회전되었다. 상기 그래핀 층 상에 상기 물질을 스핀 코팅 한 후에, 예를 들면, 상기 구조가 상기 용액을 증발시키기 위하여 어닐링될 수 있다.

도 2A에 도시된 상기 패턴은 포토리지스트를 도포하고, 상기 포토리지스트를 패턴 하고 반응 이온 에칭 또는 다른 에칭법을 이용하여 상기 도전성 섬유와 그래핀 결합을 에칭하는 단계를 포함하는 포토리소그래픽 공정으로 정의될 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 본 실시예의 패턴은 상기 렌즈의 외주면 가까이에 배치된 루프에 있는 전극(20)에 위치한 제1 회로 노드에서부터 상기 전극(21)에 있는 제2 회로 노드까지 확장된 패턴된 도체(25)를 포함한다. 안테나 (50)는 상기 패턴된 도체 (25)에 의해 형성된 상기 루프 안에 배치되고 나선 모양으로 형성된다. 상기 전극들 (20,21), 패턴된 도체 (25), 안테나 (50)는 그래핀 층(3) 과 도전성 섬유들의 메시(4)를 포함하고 이들 모두가 도전성의 투명하고 신축성 있는 복합물 층(5)을 형성한다. 도 2B는 제2 그래핀 층을 상기 구조상에 형성시킨 후의 과정과 상기 제2 그래핀 층의 패턴을 포함한다. 그러므로, 상기에서 기재된 구리 호일 공정을 이용하여 2차 그래핀 층이 형성되어 상기 전자(20)(21), 패턴된 도체(25), 그리고 안테나(50)를 포함하는 회로 상의 상기 희생기판(2)으로 전사된다. 상기 기판(2)로 전사한 후, 상기 제 2 그래핀 층은 단층의 그래핀을 구성하는 바이오센서 안에 채널(30)을 형성하기 위한 리소그래픽 공정을 이용하여 패턴화된다. 또한, 상기 제2 그래핀 층이 상기 전극들 (20,21), 패턴된 도체(25), 안테나(50)를 포함하는 상기 회로위에 가로놓여 제2 그래핀 층을 상기 복합물에 추가하게 된다.

도 2C 는 상기 희생 기판 2 상에 있는 전기 회로 상에 패시베이션 필름 층 7이 형성된 이후의 과정을 설명한다. 상기 패시베이션 층은 적절하게 투명하고 신축성 있는 폴리머를 이용하여 형성된다. 예를 들면, 상기 패시베이션 층은 채널 부분(30)을 바이오센서(40) 상에 노출시켜 상기 구조가 균형을 이룬 상태에서 패시베이션층(7)을 이루도록 패턴된 포토레지스트 (예를 들면 SU8)를 포함한다. 파릴렌, PDMS, SiO₂ 등과 같은 다른 물질들도 상기 패시베이션 층을 이루는데 사용되어질 수 있다. 상기 패시베이션 물질들은 투명하고, 절연되고, 생체적합성의 물질이어야 한다.

상기 채널(30)상의 노출 영역에서 효소층(8)은 그래핀을 글루코스 산화효소 층에 결합시키는 연결 물질로 사용되는 피렌 링커와 함께 결합된 글루코스 산화효소로 형성된다.

그 후, 상기 패시베이션 층과 희생기판(2)은 상기 콘택트렌즈 기판 상에 전사되기에 적합한 모양의 둥근 모양으로 절단된다. 상기 희생기판(2)은 전사 전에 제거될 수 있다. 도 1은 패시베이션 필름 층(7) 내에 렌즈 기판 상의 회로를 포함하는 결과 구조를 나타낸다.

도 3은 도 2C에서 보여지는 상기 패턴된 도체 (25)와 안테나(50)를 형성하기 위해 사용된 물질들의 축적의 체험적인 단면도이다. 상기 축적은 상기 희생기판(2), 복합물 층(5)(제1 그래핀 층(3)과 도전성 섬유들의 메시(4)), 그리고 제2 그래핀 층(6)을 포함한다. 패시베이션 층(7)은 상기 제2 그래핀 층 상에 중첩된다. 상기 도면은 정확한 비율로 그려진 것은 아니다. 투과율(투명도) 그리고 상기 구조물의 면저항(전도성)은 도전성 섬유의 길이, 밀도, 그리고 종류와 사용된 그래핀 층의 수에 따라 다양하게 조절될 수 있다. 패턴된 도체와 안테나 적용에 사용된 물질은 면 저항이 50ohms/square 보다 더 낮은 것이 바람직하다. 렌즈 기기들 도는 투명 기판상에 다른 기기들은 상기에서 기재한 것처럼 상기 2차원 물질과 도전성 섬유 결합의 투과율이 가시 범위의 적어도 대부분에 걸쳐 80%보다 큰 것이 바람직하다. 도3에서 보여 지는 물질들의 축적은 높은 탄성력과 유연성을 가지고 유도 변형율(induced strain)로 나타나는 수 마이크론의 반지름으로 저항의 큰 변화 없이 접힘이 가능하다.

도 4는 상기 바이오센서에서 상기 채널(30)을 이루는 물질들의 축적의 체험적인 단면도이다. 상기 축적과 상기 채널 영역은 상기 희생기판(2), 상기 제2 그래핀 층(6), 글루코스 산화효소나 링커재료와 같은 효소층(8)을 포함한다. 도면상의 비율은 다를 수 있다.

도 5는 도 1부터 도 4를 참조하여 설명된 제조공정에 대한 예시를 요약한 개략전인 순서도이다. 상기 예시 공정은 그래핀 층을 희생기판 상에 위치시키고(S1), 은 나노와이어 섬유를 그래핀 상에 스핀코팅 하고(S2), 상기 복합물을 포토리지스트와 반응 이온 에칭으로 패턴 하는 것(S3)을 포함한다. 그 다음, 제2 그래핀 층을 상기 패턴된 복합물 위로 전사한다(S4). 제2 그래핀 층을 패턴된 복합물과 같은 패턴으로 맞추고 센서 채널을 형성하기 위해 제2차 패턴화 단계가 착수된다(S5). 상기 채널은 노출된 채로 두고 상기 패시베이션 층이 적용되어 진다(S6). 상기 채널 상에 활성효소층을 적용한다(S7). 상기 패시베이션 층을 다듬고 상기 희생기판을 제거한다(S8). 콘택트렌즈 기판위로 상기 회로를 전사한다(S9).

여기에서 모슨 순서도들과 같이, 수행된 기능들에 영향을 미치지 않고 많은 단계들이 병행하거나 다른 순서로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예들에서, 독자가 이해할 수 있듯이, 오직 특정한 다른 변화가 만들어지면, 단계들의 재배치가 동일한 결과를 성취할 수 있다. 다른 실시예들에서, 독자가 이해할 수 있듯이, 단계들의 재배치가 특정한 조건이 만족되는 경우에만 동일한 결과가 성취될 수 있다. 더욱이, 여기에서 상기 순서도는 본 발명의 이해에 관련된 단계만 도시하고 흐름도 전, 후, 사이에 다른 기능들을 만들어내는 추가적인 단계가 생길 수 있음이 이해될 것이다.

본 실시예에 따른 바이오센서는 콘택트렌즈를 착용하는 동안 눈물 속 글루코스를 감지하도록 되어있다. 환자의 눈에서 나온 눈물 속 글루코스는 상기 채널(30)상의 글루코스 산화효소와 함께 반응한다. 글루코스 산화효소에 의한 글루코스 산화 후에는 환원된 산화효소가 부산물로서 과산화수소를 형성하여 산소와 반응함으로써 산화될 수 있다. 이 과산화수소는 또한 대전입자를 생성하면서 물로 산화될 수 있다. 상기 회로는 상기 구조물의 공명 주파수에 가깝게 조절된 외부 무선주파수 RF 소스를 사용하여 여기될 수 있다. 한 예로, 공명 주파수는 3GHz에서 4GHz 범위안에 있을 수 있다. 상기 바이오센서의 전도성은 글루코스 농도의 함수이고 상기 회로의 반사 계수 (예를 들면, S11 변수)에 영향을 미친다. 이 반사계수는 눈물액 상에 글루코스 농도를 표시하기 위해 측정될 수 있다.

다른 반응 물질들이 눈물액 속 또는 렌즈 상의 다른 물질유형이나 다른 조건들을 감지하기 위해서 상기 채널 영역에 배치될 수 있다.

도 6은 글루코스 감지를 위해 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이 그래핀 채널과 복합물 전극을 포함하는 전계 효과 장치용 드레인 전류 대 게이트 전압 그래프이다. 상기 그래프는 글루코스양이 1 마이크로몰 퍼 리터(μM)에서 10 밀리 퍼 리터(mM)에 이르는 버퍼 조절 샘플 5개를 감지한 결과이며 전계 효과 장치에서의 드레인 전류가 글루코스 농도의 함수를 나타낸다는 것을 의미한다. 글루코스 농도가 높을수록 상기 시험장치의 드레인 전류가 높다.

도 7은, 유체가 농도를 변화하면서 상기 채널 영역을 가로질러서 흐름에 따라 게이트 전압 0V에서 시간대비 드레인 전류를 나타낸 그래프이다. 이 그래프는 도 6에서 보여진 것과 같은 정보를 나타낸다. 또한, 상기 그래프는 상기 변화가 매우 빠르고 실시간으로 생성되는 것을 보여준다.

도 1에서 도시된 상기 바이오센서(40)와 상기 패턴된 도체(25)를 포함하는 상기 회로는 공명 주파수를 가지는 렌즈 기판 상의 제1저항, 인덕턴스, 커패시턴스 RLC 회로로 특징지어 진다. 상기 안테나(50)는 렌즈기판상의 상기 제1RLC 회로와 유도 결합되는 제2RLC 회로를 구성한다. 제3RLC 회로를 포함하는 리더기는 반사를 잘 감지하기 위하여 렌즈기판에 가깝게 설치되고 무선주파수 자극에 따라 반사계수를 결정한다. 상기 판독기는 상기 감지된 반사 계수에 따라 글루코스 농도를 결정한다.

도 8은 상기 바이오센서에 연결된 도전성 루프의 외부에 배치된 약 500μ의 폭을 가지고 세 번 회전된 나선을 포함하는 전기적으로 도체이고 광학적으로 투명한 그래핀-은 나노와이어 하이브리드로 형성된 안테나를 구비하는 회로에서 글루코스 농도에 따라 측정된 반사계수를 보여주는 그래프이며, 상기 도전성 루프는 약 120μ의 폭을 가진다. 상기 테스트는 1마이크로로몰 퍼 리터에서 10밀리몰 퍼 리터의 글루코스 농도 범위로 수행되었다. 도 8에서 보여지는 바와 같이, 설명된 샘플들 범위에 걸쳐 나타나는 반사계수S11의 변화는 전자 리더 회로를 이용하여 쉽게 결정된다.

도 9는 렌즈 기판(100) 상의 회로를 포함하는 렌즈의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 상기 회로는 컨프롤러 로직 칩, 커패시터, 스위치, 바이오센서 또는 다른 회로적 요소들이 될 수 있는 전기적 구성요소 (101, 102, 103)를 포함한다. 상기 회로는 상기 렌즈기판(100)상의 가시 영역 (125)을 둘러싼다. 광학 가변 또는 전기적 활성렌즈, 또는 그 구성요소들이 실시예에 따라 상기 가시영역(125)에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 바이오센서는 가시영역(125) 또는 기판 위 다른 곳에 배치될 수 있다. 바이오센서는 광학 가변 또는 화학 센서를 구동시키거나 조절하도록 하는 센서를 포함한다. 상기 전기적 부품들 (101, 102, 103)은 회로를 형성하기 위하여 회로 요소들과 연결된 패턴된 도체들(예를 들면, 104,105)과 노드들에서 전기적으로 연결된다. 또한 한 개 이상의 안테나 루프들(106, 107, 108)이 상기 전기적 요소들과 도전적, 전기 용량적, 유도적 결합들에 의하여 상기 전기적 요소들과 전기적으로 연결된다. 한 개 이상의 상기 패턴된 도체들(예를 들면, 104, 105)과 상기 안테나 루프들 (예를 들면, 106, 107, 108)은 상기에서 기재된 바와 같이 2차원 물질과 도체물질의 결합을 포함한다. 예를 들면, 상기 패턴된 도체와 안테나 루프들은 투명하고, 도전적이며 신축성 있는 그래핀과 도전성 섬유의 복합물을 포함한다.

도 10은 상기 렌즈 기판(100)에 늘어남을 제공할 수 있도록 주름지거나 프리-스트레스된 상기 패턴된 도체와 안테나 물질들의 실시예의 예들을 나타낸다. 도10의 구조는 희생기판(150), 도전체나 안테나를 형성하기 위해 패턴화된 2차원 물질과 도전성 섬유의 복합물로 형성된 주름진 층 (151), 그리고 상기 주름진 층(151) 위에 덧씌워진 패시베이션층 (152)들의 체험적인 다이어그램이다. 상기 구조는 최소 한 방향으로 바람직하게는 두 방향으로 상기 희생기판(150)(예를 들면, 폴리디메틸실록산 PDMS)을 미리 늘려서 형성되고, 그 후 상기 패턴된 도체와 안테나 물질을 상기 미리 늘어난 희생기판(150) 상에 형성하여 만들어 진다. 상기 기판(150)은 약 10% 정도 미리 늘어날 수 있다. 그러고 나서 미리 늘어난 상기 희생기판 (150)은 화살표 (155, 156)가 개략적으로 나타내는 바와 같이 이완될 수 있다. 상기 희생기판(150)의 이완은, 상기 패턴된 도체나 안테나가 주름을 야기하여, 주름층 (151)을 형성한다. 신축성 있고 늘어나지는 패시베이션층(152)(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET를 포함할 수 있음)은 상기 주름층 (151) 상에 가로 놓인다. 상기 패시베이션층 (152)은 상기 희생층이 이완 때를 전후 하여 적용될 수 있다. 상기 희생기판(150)은 제거될 수 있고 상기 주름진 구조는 상기에서 기재한 기술을 이용하여 상기 접힐 수 있는 렌즈기판 (100)으로 전사될 수 있다. 이러한 방법으로 만들어진 도체는 최대 10% 인장 스트레인 하에 저항 변화가 거의 없는 것으로 테스트되었다.

렌즈 기판은 상기 렌즈 기판 상에 늘어남, 접힘, 또는 양쪽 모두를 제공할 수 있도록 주름을 가지는 패턴된 도체, 안테나, 또는 양쪽 모두를 포함하는 것으로 설명된다. 본 기술은 도 1을 참고하여 설명된 상기 바이오센서 회로의 상기 패턴된 도체와 안테나에도 적용될 수 있다. 또한, 본 기술은 다른 종류의 회로의 연결을 위하여 도 9에 도시된 상기 패턴된 도체와 안테나 구조에도 적용될 수 있다.

상기 2차원 물질과 1차원 물질의 주름진 결합을 이용하여, 상기 회로는 매우 신축성이 있고 접혀질 수 있으며, 상기 렌즈 기판(100)은 그 전기적인 성능은 여전히 유지하고 상기 회로에서 전극들로 연결들에 스트레스를 주지 않고, 투명도를 유지하면서도 상기 렌즈 기판(100)의 접힘을 제공한다.

본 발명은 상기에서 설명된 예들과 바람직한 실시예들을 참조하여 개시되며, 이러한 예들은 제한적인 의미보다는 설명전인 의미로 의도된 것으로 이해된다. 변형들과 결합들이 본 기술분야에 익숙한 자들에게 쉽게 일어날 수 있으며, 이러한 변형들과 결합들은 본 발명의 개념과 이하의 청구항들의 범위 내에 있을 것이 고려된다.

Claims

신축성을 가지는 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 및 제2 회로 노드들을 가지는 회로;
상기 제1 및 제2 회로 노드들과 연결된 상기 기판상에 배치되는 패턴된 도체; 및
안테나를 포함하고,
상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합으로 형성되되, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 안테나는 상기 2차원 물질 및 도전성 섬유의 결합으로 형성되며, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 회로는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 전계효과 장치를 포함하며, 상기 제1 전극은 상기 제1 회로노드인 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 2차원 물질은 그래핀인 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 도전성 섬유는 상기 2차원 물질 상에 메시의 형태로 배치되는 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합물은 제1 그래핀 층, 상기 그래핀 층 상에 배치된 도전성 섬유 메시, 그리고 상기 메시 위에 놓인 제2 그래핀 층을 포함하는 장치.
신축성을 가지는 기판;
상기 기판 상에 배치된 제1 및 제2 회로 노드들을 가지는 회로; 및
상기 제1 및 제2 회로 노드들과 연결된 상기 기판상에 배치되는 패턴된 도체를 포함하며,
상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합으로 형성되되, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 제1 회로 노드와 제2 회로 노드는 전극들을 포함하고, 상기 전극들은 상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합으로 형성되되, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 장치.
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청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합은 제1 그래핀 층, 도전성 섬유 메시, 그리고 제2 그래핀 층을 포함하는 장치.
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신축성을 가지는 기판 상에 제1 회로노드와 제2 회로노드를 가지는 회로를 형성하는 단계와;
상기 제1 및 제2 회로 노드들과 연결되는 상기 기판 상에 패턴된 도체를 형성하되, 상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하는 단계를 포함하고,
상기 패턴된 도체를 형성하는 단계는,
신축성 있는 기판을 미리 늘리고, 상기 미리 늘린 기판에 상기 결합의 층을 형성하는 단계; 및
상기 층에 주름을 형성하기 위해 상기 미리 늘린 기판이 느슨해지도록 하여, 주름진 층을 완성하는 단계를 포함하는 장치의 제조방법.
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청구항 51에 있어서,
상기 회로는 제1 및 제2전극들을 포함는 전계 효과 장치를 포함하고,
상기 제1 및 제2 전극들은 2차원 물질과 전도성 섬유의 결합을 포함하는 장치의 제조방법.
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신축성을 가지는 기판에 설치되는 바이오센서로서,
1차원 나노물질과 2차원 나노물질을 포함하는 패턴된 도체와, 2차원 물질을 포함하는 채널을 구비하는 센서유닛; 및
상기 센서유닛에 유도 결합하기 위해 상기 패턴된 도체로부터 이격되며, 안테나를 포함하는 안테나 유닛을 포함하고,
상기 패턴된 도체는 상기 1차원 나노물질과 상기 2차원 나노물질의 결합으로 형성되되, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 안테나는 상기 1차원 나노물질과 상기 2차원 나노물질의 결합으로 형성되되, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하되,
상기 센서유닛은 감지된 특징을 나타내는 값을 포함하는 신호를 발생시키기 위해 전원이 공급될 수 있는 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 패턴된 도체를 형성하는 상기 2차원 나노물질과 상기 채널을 형성하는 상기 2차원 나노물질이 같은 물질인 바이오센서.
삭제
청구항 59에 있어서,
상기 1차원 물질은 금속 물질의 나노와이어를 포함하는 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 2차원 물질은 투명하고 신축성이 있는 물질인 바이오센서.
삭제
청구항 59에 있어서,
상기 패턴된 도체는 고리 형상으로 형성되고, 한쪽에 개구부를 가진 제1 및 제2 전극들에 연결되고, 상기 채널은 상기 제1 및 제2 전극들에 연결되도록 개구부에 제공되고, 상기 안테나는 상기 패턴된 도체의 고리형상 내부에 나선 형상으로 형성되는 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 패턴된 도체와 상기 안테나는 각각,
전사 방법으로 희생기판 상에 형성된 제1 그래핀 층;
상기 제1 그래핀 층 상에 코팅되고 서로서로 중첩되어 네트워크를 형성하는 나노와이어들; 및
전사 방법으로 상기 제1 그래핀 층과 상기 나노와이어들 상에 형성된 제2 그래핀 층 을 포함하는 바이오센서.
청구항 66에 있어서,
상기 채널은 패턴된 도체의 전극들 양 단들 사이에 위치하는 제2 그래핀 층과 상기 제2 그래핀 층 상의 효소층을 포함하는 바이오센서.
청구항 67에 있어서,
상기 그래핀 층은 상기 패턴된 도체 상에 배치된 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 센서유닛은 채널을 포함하는 회로요소와 상기 채널상에 산화효소로 코팅된 효소층을 포함하는 바이오센서.
청구항 69에 있어서,
상기 산화효소는 글루코스와 반응하는 글루코스 산화효소를 포함하는 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 패턴된 도체와 상기 안테나 상에 패시베이션 층을 더 포함하는 바이오센서.
청구항 59에 있어서,
상기 센서유닛과 안테나유닛이 배치된 콘택트렌즈를 더 포함하는 바이오센서.
신축성을 가지는 기판에 설치되는 바이오센서로서,
제1 및 제2 전극들, 2차원 물질 및 1차원 물질을 포함하고 투명하고 신축성있는 결합으로 형성된 패턴된 도체, 및 상기 2차원 물질로 형성된 채널을 포함하는 센서유닛;
상기 센서유닛의 상기 패턴된 도체로부터 이격되며, 상기 2차원 물질 및 상기 1차원 물질에 의한 상기 결합을 포함하는 안테나를 구비하는 안테나유닛; 및
상기 센서유닛와 안테나유닛이 전사된 콘택트렌즈를 포함하며,
상기 결합은,
전사 기법으로 희생기판 상에 형성된 제1 그래핀 층;
상기 제1 그래핀 층 상에 코팅되고 서로 중첩되어 메시를 형성하는 나노와이어들; 및
전사 기법으로 상기 제1 그래핀 층과 나노와이어들 상에 형성된 제2 그래핀 층을 포함하며,
상기 채널은 전사기법으로 형성되며 상기 제1 전극 및 제2 전극들 사이에 위치한 그래핀 층과 상기 그래핀 층 상에 글루코스 산화효소로 코팅된 효소층을 포함하고,
상기 패턴된 도체는, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 안테나는, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 바이오센서.
신축성을 가지는 기판에 설치되는 바이오센서로서,
희생 기판위에 그래핀을 전사함으로써 제1 그래핀 층을 형성하는 단계;
상기 제1 그래핀 층 상에 나노와이어들을 코팅하여 그래핀-나노와이어 층을 형성하는 단계;
상기 그래핀-나노와이어를 패턴화 함으로써 전극 패턴, 패턴된 도체, 그리고 안테나 패턴을 형성하는 단계;
상기 패턴된 도체와 안테나 패턴이 형성된 그래핀-나노와이어층 상에 그래핀을 전사하여 제2 그래핀 층을 형성하는 단계; 및
패턴된 도체, 전극들, 채널을 포함한 센서유닛과 안테나유닛을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 센서유닛의 패턴된 도체 및 전극들은, 각각 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 안테나유닛은, 상기 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 바이오센서의 제조방법.
청구항 74에 있어서,
효소로 상기 채널을 코팅하는 단계를 더 포함하는 바이오센서의 제조방법.
청구항 75에 있어서,
상기 효소로 코팅되기 전에, 상기 채널은 연결 물질로 코팅이 되어 상기 제2 그래핀 층과 상기 효소가 연결될 수 있도록 하는 바이오센서의 제조방법.
청구항 76에 있어서,
상기 연결물질로 코팅되기 전에, 상기 채널 외의 남은 부분은 패시베이션 층으로 코팅이 되는 바이오센서의 제조방법.
청구항 74에 있어서,
상기 기판은 콘택트렌즈 기판이며,
상기 희생기판을 제거하는 단계; 및
상기 희생기판이 제거된 상기 센서유닛과 상기 안테나유닛을 상기 콘택트렌즈 기판으로 전사하는 단계를 더 포함하는 바이오센서의 제조방법.
신축성을 가지는 렌즈 바디 기판;
상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치된 제1 및 제2 노드들을 포함하는 회로; 및
상기 제1 및 제2 노드들을 연결하는 상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치되는 패턴된 도체를 포함하고, 상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합으로 형성되되, 상기 렌즈 바디 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
안테나를 포함하며, 상기 안테나는 상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하되, 상기 렌즈 바디 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 콘택트렌즈.
청구항 79에 있어서,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합의 적어도 일부분은 녹색광에 대하여 80%이상의 투과율을 가지는 콘택트렌즈.
청구항 79 또는 청구항 80에 있어서,
상기 2차원 물질은 그래핀인 콘택트렌즈.
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신축성을 가지는 렌즈 바디 기판;
상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치된 제1 및 제2 노드들을 포함하는 회로; 및
상기 제1 및 제2 노드들을 연결하는 상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치되는 패턴된 도체를 포함하고, 상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하고,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합은 제1 그래핀 층, 상기 그래핀 층 상에 배치된 도전성 섬유들의 메시, 그리고 상기 메시 상에 배치된 제2 그래핀 층을 포함하되, 상기 렌즈 바디 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하는 콘택트렌즈.
신축성을 가지는 렌즈 바디 기판;
상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치된 제1 및 제2 노드들을 포함하는 회로; 및
상기 제1 및 제2 노드들을 연결하는 상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치되는 패턴된 도체를 포함하고, 상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하고,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합은, 상기 렌즈 바디 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 회로는 바이오센서를 포함하는 콘택트렌즈
신축성을 가지는 렌즈 바디 기판;
상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치된 제1 및 제2 노드들을 포함하는 회로; 및
상기 제1 및 제2 노드들을 연결하는 상기 렌즈 바디 기판 상이나 안에 배치되는 패턴된 도체를 포함하고, 상기 도체는 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합을 포함하고,
상기 2차원 물질과 도전성 섬유의 결합은, 상기 렌즈 바디 기판과 함께 늘어날 수 있도록 주름진 형상을 가지는 주름진 층을 포함하고,
상기 회로는 가변 광학 장치를 포함하는 콘택트렌즈.