ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ВСТАВКА СО СЛОЕМ ПИТАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G02C7/10 

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по заявке на патент США № 13/401959, поданной 22 февраля 2012 г., и предварительной заявке на патент США № 61/454591, поданной 21 марта 2011 г. и озаглавленной «Способы и устройство для получения функциональной вставки со слоем питания», содержание которых включено в настоящую заявку путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении описана функционализированная вставка для логического обрабатывающего устройства, образованная из множества наложенных друг на друга функциональных слоев, причем по меньшей мере один слой включает в себя источник энергии, а также в некоторых вариантах осуществления способы и устройство для изготовления офтальмологической линзы с функционализированной вставкой из множества наложенных друг на друга слоев.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Традиционно офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, включало в себя биосовместимое устройство с корректирующим, косметическим или терапевтическим свойством. Контактная линза, например, может обеспечить одно или более из: коррекции зрения; косметической коррекции; и терапевтических эффектов. Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Конструкция, придающая линзе светопреломляющее свойство, может обеспечивать коррекцию зрения. Внедрение в линзу пигмента может обеспечивать косметическую коррекцию. Внедрение в линзу активного агента может обеспечивать терапевтический эффект. Такие физические характеристики реализуются без запитывания линзы энергией. Традиционно пробка для слезной точки является пассивным устройством.

В последнее время высказываются предположения о возможности внедрения в контактную линзу активных компонентов. Некоторые компоненты могут включать в себя полупроводниковые устройства. Некоторые примеры продемонстрировали полупроводниковые устройства, встроенные в контактную линзу, помещенную на глаза животного. Также описана возможность запитывания энергией и активации активных компонентов несколькими способами внутри структуры самой линзы. Топология и размер пространства, образованного структурой линзы, создает новые сложные условия для определения различных функциональных возможностей. По существу, описания таких изобретений включают в себя дискретные устройства. Однако требования, предъявляемые к размеру и мощности существующих дискретных устройств, необязательно способствуют включению в устройство, используемое на глазу человека.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение включает в себя конструкции компонентов, которые можно комбинировать для получения слоя наложенных друг на друга подложек, объединенных в дискретный блок. Наложенные друг на друга слои включают в себя один или более слоев, которые включают в себя источник энергии для по меньшей мере одного компонента, включенного в наложенные друг на друга слои. В некоторых вариантах осуществления представлена вставка, которая может быть запитана энергией и внедрена в офтальмологическое устройство. Вставка может быть образована множеством слоев, каждый из которых может иметь собственные функциональные возможности, или альтернативно может иметь смешанные функциональные возможности, но во множестве слоев. В некоторых вариантах осуществления слои могут быть предназначены для запитывания энергией изделия или активации изделия, либо для контроля функциональных компонентов внутри корпуса линзы. Кроме того, представлены способы и устройство для формирования офтальмологической линзы со вставками из наложенных друг на друга функционализированных слоев.

В некоторых вариантах осуществления вставка может содержать слой в запитываемом энергией состоянии, который способен обеспечивать энергией компонент, способный потреблять ток. Компоненты могут включать в себя, например, один или более из: элемента линзы с изменяемыми оптическими свойствами и полупроводникового устройства, которые могут быть либо размещены во вставке из наложенных друг на друга слоев, либо связаны с ним иным способом.

В другом аспекте некоторые варианты осуществления могут включать в себя литую контактную линзу из силиконового гидрогеля с жесткой или формуемой вставкой из наложенных друг на друга функционализированных слоев, содержащейся в офтальмологической линзе биосовместимым образом, причем по меньшей мере одна функционализированная линза включает в себя источник энергии.

Соответственно, настоящее изобретение включает в себя раскрытие офтальмологической линзы с частью наложенных друг на друга функционализированных слоев, устройства для формирования офтальмологической линзы с частью наложенных друг на друга функционализированных слоев и способов такого формирования. Вставка может быть образована из множества слоев разными способами, как описано в настоящем документе, и размещена в непосредственной близости от одной или обеих из первой части формы для литья и второй части формы для литья. Реакционную смесь мономера помещают между первой частью формы для литья и второй частью формы для литья. Первую часть формы для литья размещают в непосредственной близости от второй части формы для литья, тем самым образуя полость линзы со вставкой запитываемой энергией подложки и по меньшей мере частью реакционной смеси мономера в полости линзы; реакционную смесь мономера облучают актиничным излучением для формирования офтальмологической линзы. Линзы можно формировать путем контроля актиничного излучения, которым облучают реакционную смесь мономера.

ОПИСАНИЕ ФИГУР

На Фиг. 1 представлена блок-схема некоторых вариантов осуществления слоя источника энергии.

На Фиг. 2 представлены некоторые примеры осуществления формфактора для проводного источника энергии.

На Фиг. 3 представлено трехмерное изображение вставки, образованной наложенными друг на друга функциональными слоями и внедренной в часть формы для литья офтальмологической линзы.

На Фиг. 4 представлен вид в сечении части формы для литья офтальмологической линзы со вставкой.

На Фиг. 5 представлен пример осуществления вставки, содержащей множество наложенных друг на друга функциональных слоев на поддерживающей и центрирующей структуре.

На Фиг. 6 представлены разные формы и варианты осуществления компонентов, используемых для формирования слоев во вставке из наложенных друг на друга функциональных слоев.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает в себя устройство в виде вставки подложки, сформированное путем наложения друг на друга множества функционализированных слоев. Кроме того, настоящее изобретение включает в себя способы и устройство для производства офтальмологической линзы с такой подложкой из наложенных друг на друга функционализированных слоев в качестве вставки в сформированной линзе. Кроме того, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя офтальмологическую линзу со вставкой подложки из наложенных друг на друга функционализированных слоев, внедренной в офтальмологическую линзу.

В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалистам в данной области будут понятны возможности вариаций, модификаций и изменений. Поэтому следует учитывать, что объем исходного изобретения не ограничивается указанными примерами осуществления.

СПИСОК ТЕРМИНОВ

В данном описании и пунктах формулы, относящихся к настоящему изобретению, могут использоваться различные термины, для которых будут приняты следующие определения.

Запитываемый энергией: в настоящем документе относится к состоянию, в котором может осуществляться поставка электрического тока или аккумуляция электрической энергии.

Энергия: в настоящем документе относится к способности физической системы к совершению работы. В рамках настоящего изобретения указанная способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.

Источник энергии: в настоящем документе относится к устройству или слою, способному подавать энергию или переводить логическое или электрическое устройство в запитываемое энергией состояние.

Устройство сбора энергии: в настоящем документе относится к устройству, способному извлекать энергию из окружающей среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.

Функционализированный: в настоящем документе относится к приданию слою или устройству способности выполнять некоторую функцию, включая, например, запитывание энергией, активацию или контроль.

Линза: относится к любому офтальмологическому устройству, находящемуся внутри глаза или на нем. Эти устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию или использоваться в косметических целях. Например, термин «линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или иному подобному устройству, с помощью которого корректируется или изменяется зрение или косметически улучшается физиология глаза (например, цвет радужной оболочки) без затруднения зрения. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы, составляющие предмет настоящего изобретения, представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают, без ограничений, силиконовые гидрогели и фторгидрогели.

Линзообразующая смесь или «реакционная смесь» или «РСМ» (реакционная смесь мономера): в настоящем документе относится к мономерному или форполимерному материалу, который можно отверждать и сшить или сшить для образования офтальмологической линзы. Различные варианты осуществления могут включать в себя линзообразующие смеси с одной или более добавками, такими как: УФ-блокаторы, красители, фотоинициаторы или катализаторы и другие добавки, которые могут понадобиться в составе офтальмологических линз, таких как контактные или интраокулярные линзы.

Литий-ионный элемент: относится к электрохимическому элементу, в котором ионы лития перемещаются по элементу для генерации электрической энергии. Такой электрохимический элемент, как правило называемый батареей, в своих типичных формах может быть повторно запитан энергией или перезаряжен.

Вставка подложки: в настоящем документе относится к формуемой или жесткой подложке, способной поддерживать источник энергии в офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более компонентов.

Форма для литья: относится к жесткому или полужесткому предмету, который можно использовать для формирования линз из неотвержденных составов. Некоторые предпочтительные формы для литья включают в себя две части, образующие переднюю изогнутую часть формы для литья и заднюю изогнутую часть формы для литья.

Оптическая зона: в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.

Мощность: в настоящем документе относится к совершенной работе или переданной энергии за единицу времени.

Перезаряжаемый или перезапитываемый: в настоящем документе относится к возможности возврата в состояние с более высокой способностью к совершению работы. В рамках данного изобретения упомянутая способность может относиться к возможности восстановления способности поддерживать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Перезапитывать или перезаряжать: возвращать в состояние с более высокой способностью к совершению работы. В рамках данного изобретения указанная способность может относиться к восстановлению способности устройства поддерживать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.

Высвобожденный из формы для литья: означает, что линза либо полностью отделена от формы для литья, либо лишь слабо прикреплена к ней и может быть легко отсоединена легким встряхиванием или сдвинута с помощью тампона.

Наложение: в настоящем документе обозначает расположение по меньшей мере двух слоев компонентов в непосредственной близости друг от друга так, чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах осуществления между двумя слоями может находиться пленка, обеспечивающая сцепление или выполняющая иные функции, так что слои контактируют друг с другом через указанную пленку.

Описание

Слои с электропитанием

Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления один или более слоев функционализированной многослойной структуры подложек может включать в себя тонкопленочный источник электрической энергии 100. Тонкопленочный источник электрической энергии можно по существу рассматривать как батарею на подложке.

Тонкопленочную батарею (иногда называемую TFB) можно разместить на подходящей подложке, такой как кремний, с использованием известных процессов осаждения. Осаждение может включать в себя, например, осаждение распылением и может использоваться для нанесения различных материалов с использованием одного или более из способов маскирования и удаления материала.

Исследован и может использоваться широкий спектр различных материалов. В некоторых приложениях, таких как, например, в многослойной структуре из кристаллов и в офтальмологическом устройстве, предпочтительная подложка включает в себя подложку, способную выдерживать температуру 800 град. C без химических изменений. В другом аспекте предпочтительная подложка может быть изолирующей. Подложка может необязательно иметь переходные отверстия, соединяющие токосъемники на верхней и нижней сторонах устройства.

TFB в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно заключена в корпус для предотвращения проникновения в нее одного или более из: кислорода, влаги, других газов или жидкостей. Поэтому предпочтительные варианты осуществления могут включать в себя корпусирование в один или более слоев, причем корпус может включать в себя один или более из изоляционного слоя (например, парилена) и непроницаемого слоя (например, металлы: алюминий, титан и т.п.). Слои можно наносить путем осаждения поверх устройства TFB.

Предпочтительно соединительные элементы остаются доступными для электрического соединения за пределами корпуса. В некоторых вариантах осуществления электрическое соединение может включать в себя проводящую дорожку. В других вариантах осуществления электрическое соединение может включать в себя беспроводную передачу энергии, например на радиочастотах или оптических частотах.

Другие способы включают в себя нанесение органических материалов (например, эпоксидных компаундов) в сочетании с предварительно сформованными непроницаемыми материалами (например, следующий слой в многослойной структуре из кристаллов или полученный точным формованием/резкой защитный слой из стекла, окиси алюминия или кремния.

Проводной источник энергии

Как показано на фиг. 2А, пример конструкции некоторых вариантов осуществления источника энергии включает в себя батарею, сформированную вокруг проводящего провода. Такая батарея предпочтительно включает в себя проводную батарею с высоким отношением сторон.

В некоторых вариантах осуществления в качестве носителя можно использовать тонкий медный провод. Различные слои компонентов батареи можно получать с использованием процессов периодического или непрерывного нанесения покрытия на провод. Таким образом можно достичь очень высокого коэффициента заполнения (>60%) активными материалами батареи при удобном и гибком формфакторе. В некоторых вариантах осуществления для формирования малых батарей, например батареи с емкостью порядка нескольких миллиампер-часов, можно использовать тонкий провод. Максимальное напряжение можно установить приблизительно равным 1,5 вольта постоянного тока. Батареи большей емкости и с большими напряжениями также можно получить масштабированием, что включено в объем настоящего изобретения.

Как правило, проводная батарея обеспечивает значительное (~ 40-кратное или более) улучшение по сравнению с плоскими тонкопленочными 6-слойными батареями.

На фиг. 2B представлен способ формирования некоторых вариантов осуществления проводной батареи. Можно использовать провод из меди высокой чистоты, такой как коммерчески доступный, например, от компании McMaster Carr Corp., с покрытием из одного или более слоев.

В некоторых вариантах осуществления цинковое анодное покрытие можно изготовить из порошка металлического цинка, полимерных связующих, растворителей и добавок. Такое покрытие можно нанести и немедленно высушить. Для получения требуемой толщины слоя одно и то же покрытие можно наносить множество раз.

Разделительное покрытие можно изготовить из непроводящих частиц наполнителя, полимерных связующих, растворителей и добавок. Можно использовать такой же способ нанесения.

Катодное покрытие из оксида серебра можно изготовить из порошка Ag2O, графита, полимерных связующих, растворителей и добавок. Можно использовать такой же способ нанесения.

На проводную батарею можно нанести токосъемник (например, проводящий углеродный адгезив, проводящий серебряный адгезив и т.п.).

Для завершения конструкции на готовую батарею можно нанести электролит (раствор гидроксида калия с добавками).

Элемент следует оставить «открытым» (т.е. негерметичным) для свободного выхода любых образующихся газов. Для защиты батареи от механических повреждений и для удержания жидкого электролита внутри можно использовать силиконовое или фторполимерное покрытия.

Батарея может иметь напряжение при разомкнутой цепи ~1,5 В или больше.

На фиг. 3 представлено трехмерное изображение некоторых вариантов осуществления полностью сформированной офтальмологической линзы с использованием вставки подложки из наложенных друг на друга слоев; элемент 210 здесь обозначен номером 300. На фигуре показан частичный срез офтальмологической линзы, позволяющий понять расположение различных слоев внутри устройства. Элемент 320 демонстрирует материал корпуса в поперечном сечении через герметично закрывающие слои вставки подложки. Этот элемент окружает всю периферическую зону офтальмологической линзы. Специалисту в данной области будет понятно, что фактическая вставка может содержать полное кольцо или другие формы, которые тем не менее могут укладываться в пределы ограничений размера типичной офтальмологической линзы.

Номерами 330, 331 и 332 обозначены три из множества слоев, из которых может состоять вставка подложки, сформированная как многослойная структура функциональных слоев. В некоторых вариантах осуществления один слой может включать в себя одно или более из: активных и пассивных компонентов и частей со структурными, электрическими или физическими свойствами, обеспечивающими достижение определенной цели.

В некоторых вариантах осуществления слой 330 может включать в себя источник запитывания энергией, такой как, например, один или более из: батареи, конденсатора и приемника внутри слоя 330. Тогда элемент 331 в качестве неограничивающего примера может содержать в слое микросхему, которая обнаруживает возбуждающие сигналы, приложенные к офтальмологической линзе. В некоторых вариантах осуществления также может быть включен слой для регулирования питания 332, способный принимать питание от внешних источников, заряжать слой батареи 330 и управлять использованием питания батареи из слоя 330, когда линза находится вне заряжающей среды. Кроме того, регулятор питания может также управлять сигналами, поступающими к примеру активной линзы; он показан под номером 310 в центре кольцевого среза вставки подложки.

Запитываемая энергией линза со встроенной вставкой подложки может включать в себя источник энергии, такой как электрохимический элемент или батарея, в качестве средства для накопления энергии, и в некоторых вариантах осуществления материалы, содержащие источник энергии, имеют оболочку и изолированы от окружающей среды, в которую помещена офтальмологическая линза.

В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также включает в себя набор схем, компонентов и источников энергии. Различные варианты осуществления могут включать в себя вставку подложки, в которой располагается набор схем, компонентов и источников энергии по периферии оптической зоны, через которую пользователь линзы может видеть, тогда как другие варианты осуществления могут включать в себя набор схем, компонентов и источников энергии, которые имеют достаточно малые размеры, чтобы не оказывать негативного воздействия на зрение пользователя контактной линзы, поэтому они могут располагаться во вставке подложки внутри или снаружи оптической зоны.

В целом в соответствии с ранее описанными вариантами осуществления вставку подложки 111 встраивают в офтальмологическую линзу с помощью автоматического механизма, который размещает источник энергии в необходимом месте относительно части формы для литья, использованной для формирования линзы.

На фиг. 4 показано увеличенное изображение в сечении некоторых вариантов осуществления вставки из наложенных друг на друга функциональных слоев 400. В корпус офтальмологической линзы 410 заключена функционализированная многослойная вставка 420, которая в некоторых вариантах осуществления окружает активный компонент линзы 450 и соединяется с ним. Специалистам в этой области может быть очевидно, что в этом примере показан всего один из множества вариантов осуществления функциональной вставки, которая может быть заключена в офтальмологическую линзу.

В части наложенных друг на друга слоев вставки показано множество слоев. В некоторых вариантах осуществления слои могут содержать множество полупроводниковых слоев. Например, под номером 440 в нижнем слое многослойной структуры может быть обозначен тонкий кремниевый слой, на котором образованы схемы для выполнения различных функций. В многослойной структуре может быть еще один тонкий кремниевый слой, обозначенный номером 441. В качестве неограничивающего примера такой слой может иметь функцию запитывания энергией устройства. В некоторых вариантах осуществления такие кремниевые слои могут быть электрически изолированы друг от друга промежуточным изолирующим слоем, обозначенным номером 450. Перекрывающиеся друг с другом части поверхностных слоев, обозначенных номерами 440, 450 и 441, можно приклеить друг к другу с помощью тонкой пленки адгезива. Специалистам в этой области может быть очевидно, что многочисленные адгезивы могут иметь желаемые характеристики для приклеивания и пассивации тонких кремниевых слоев к изолятору, как, например, в эпоксидном компаунде.

Множество наложенных друг на друга слоев могут включать в себя дополнительные слои 442, которые в качестве неограничивающего примера могут включать в себя тонкий кремниевый слой со схемой, способной активировать и управлять активным компонентом линзы. Как упоминалось ранее, если наложенные друг на друга слои нужно электрически изолировать друг от друга, между электрически активными слоями можно включить наложенные друг на друга слои изолятора, и в настоящем примере элемент 451 может представлять собой такой слой изолятора, составляющий часть вставки из наложенных друг на друга слоев. В некоторых описанных в настоящем документе примерах упоминаются слои, образованные из тонких слоев кремния. В целом эта область техники может быть расширена до разных вариантов осуществления, когда определения материалов тонких наложенных друг на друга слоев включают, без ограничений, другие полупроводники, металлы или композитные слои. Функция тонких слоев может включать в себя содержание электрической схемы, однако возможны и другие функции, например, в качестве нескольких примеров можно привести прием сигнала, управление энергией, хранение и прием энергии. В вариантах осуществления с разным типом материалов может потребоваться выбор разных адгезивов, инкапсулирующих и других материалов, взаимодействующих с наложенными друг на друга слоями. В примере осуществления тонкий слой эпоксидного компаунда может склеивать три кремниевых слоя, обозначенных как 440, 441 и 442, с двумя слоями оксида кремния 450 и 451.

Как упоминалось в некоторых примерах, тонкие наложенные друг на друга слои могут содержать схемы, встроенные в кремниевые слои. Существует множество способов изготовления таких слоев, однако стандартное современное оборудование для обработки полупроводников позволяет получать электронные схемы на кремниевых полупроводниковых пластинах с помощью универсальных стадий обработки. После формирования схем в определенных местах на кремниевых полупроводниковых пластинах можно использовать оборудование для обработки полупроводниковых пластин с целью уменьшения их толщины с сотен микрон до 50 микрон или менее. После уменьшения толщины кремниевые схемы можно срезать или «нарезать» с полупроводниковой пластины для придания соответствующих форм для офтальмологической линзы или других целей. В следующем разделе описаны другие примерные формы настоящего изобретения с наложенными друг на друга слоями, как показано на фиг. 6. Подробное описание будет представлено ниже, однако при выполнении «нарезки» возможно использование разных технических способов нарезки тонких слоев для получения изогнутой, круглой, кольцевой, прямолинейной и других более сложных форм.

Когда наложенные друг на друга слои выполняют функцию, относящуюся к протеканию электрического тока, в некоторых вариантах осуществления может потребоваться электрический контакт между наложенными друг на друга слоями. В общей области корпусирования полупроводников для получения такого электрического соединения между наложенными друг на друга слоями имеются стандартные решения, содержащие проводное соединение, соединение столбиковыми выводами и осаждение с помощью проволоки. В некоторых вариантах осуществления осаждения с помощью проволоки можно применять процесс печати, в котором между двумя контактными площадками наносят электропроводящие чернила. В других вариантах осуществления проводники можно создать физически с помощью источника энергии, например, лазера, взаимодействующего с газовым, жидким или твердым химическим промежуточным продуктом, приводя к получению электрического соединения там, куда источник испускает энергию. Дополнительные варианты осуществления соединений можно получить на основе фотолитографической обработки до или после осаждения металлических пленок различными способами.

В описанном изобретении, если для передачи электрических сигналов наружу необходим один или более слоев, можно использовать металлическую контактную площадку, не покрытую пассивирующим и изолирующим слоями. Во многих вариантах осуществления такие площадки расположены на периферии слоя, чтобы последующие наложенные друг на друга слои не закрывали эту область. В примере такого типа варианта осуществления, показанном на фиг. 4, соединительные проводники 430 и 431 показаны как электрически соединяющие периферические области слоев 440, 441 и 442. Специалисту в данной области может быть очевидно, что возможно множество вариантов конструкции с разным расположением электрических контактных площадок и способами электрического соединения различных площадок. Кроме того, очевидно, что конструкции схем могут быть разными в зависимости от выбора соединяемых электрических соединительных площадок и других площадок, с которыми они соединены. Кроме того, функция проводного соединения между площадками может быть разной в разных вариантах осуществления, включая, в качестве нескольких примеров, функции соединения для передачи электрического сигнала, приема электрического сигнала от внешних источников, соединения для передачи электрической энергии и механической стабилизации.

В предыдущем обсуждении указывалось, что один или более из наложенных друг на друга слоев в соответствии с настоящим изобретением могут представлять собой неполупроводниковые слои. Очевидно, что возможно огромное разнообразие примеров применения неполупроводниковых слоев. В некоторых вариантах осуществления слои могут содержать источники питания, например, батареи. Слой такого типа в некоторых случаях может иметь полупроводник, выполняющий функцию подложки для химических слоев, или в других вариантах осуществления могут использоваться металлические или изолирующие подложки. Другие слои могут быть образованы из слоев, преимущественно металлических по своей природе. Эти слои могут образовывать антенны, теплопроводящие дорожки или выполнять другие функции. Возможны многочисленные комбинации полупроводниковых и неполупроводниковых слоев, служащих определенным целям в рамках сущности описанного изобретения.

В некоторых вариантах осуществления, если между наложенными друг на друга слоями выполнено электрическое соединение, это соединение необходимо герметично изолировать после его создания. Существуют многочисленные способы, которые могут применяться в данной области. Например, возможно повторное нанесение эпоксидного компаунда или других клейких материалов, используемых для скрепления различных наложенных друг на друга слоев вместе, на области с электрическим соединением. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления возможно осаждение пассивирующих пленок на все устройство, чтобы герметично закрыть области, использованные для соединения. Специалисту в данной области может быть понятно, что для защиты, упрочнения и герметизации устройства с наложенными друг на друга слоями, его соединений и областей соединения в рамках данной области техники можно использовать множество герметично закрывающих схем.

Сборка вставок из наложенных друг на друга функционализированных слоев

На фиг. 5, элемент 500, показано увеличенное изображение примера устройства для сборки вставок из наложенных друг на друга функционализированных слоев. В примере показана техника наложения, в которой края наложенных друг на друга слоев не центрируются друг с другом. Элементы 440, 441 и 442 могут опять же обозначать кремниевые слои. В правой части фигуры можно видеть, что правые боковые кромки элементов 440, 441 и 442 не центрируются друг с другом, как может быть в альтернативных вариантах осуществления. Такая методология наложения может позволить придать вставке трехмерную форму, аналогичную общему профилю офтальмологической линзы. Также в некоторых вариантах осуществления такая техника наложения может позволить максимально увеличить площадь поверхности слоев. В слоях, выполняющих функцию хранения энергии и размещения схемы, такое максимальное увеличение площади поверхности может иметь важное значение.

В целом на фиг. 5 можно видеть многие элементы описанных ранее многослойных вставок, включая наложенные друг на друга функциональные слои 440, 441 и 442; наложенные друг на друга изолирующие слои 450 и 451; и соединения 430 и 431. Кроме того, для поддержания вставки из наложенных друг на друга функционализированных слоев в процессе ее сборки можно использовать поддерживающий шаблон 510. Может быть очевидно, что профиль поверхности элемента 510 может быть самой различной формы, от которой будет зависеть трехмерная форма изготавливаемых на нем вставок.

В целом шаблон 510 может иметь предварительно заданную форму. На него можно нанести для ряда целей покрытие из различных слоев, элемент 520. В качестве неограничивающего примера покрытие может, во-первых, содержать полимерный слой, позволяющий легко внедрять вставку в основной материал офтальмологической линзы, и в некоторых вариантах осуществления может быть даже сформировано из поликремниевого материала. Затем на поликремниевое покрытие можно осаждать эпоксидное покрытие для приклеивания нижнего тонкого функционального слоя 440 к покрытию 520. На нижнюю поверхность следующего изолирующего слоя 450 затем можно нанести аналогичное эпоксидное покрытие и поместить затем слой в соответствующее положение на шаблоне. Очевидно, что шаблон в некоторых вариантах осуществления может выполнять функцию центрирования для правильного расположения наложенных друг на друга слоев относительно друг друга по мере сборки устройства. Оставшуюся часть вставки можно собрать путем повторения этих же действий, затем можно сформировать соединения и герметично закрыть вставку. В некоторых вариантах осуществления на герметично закрытую вставку может быть сверху нанесено поликремниевое покрытие. В некоторых вариантах осуществления, в которых используется поликремниевое покрытие для элемента 520, собранную вставку можно отделить от шаблона 510 путем гидратации поликремниевого покрытия.

Шаблон 510 можно изготовить из множества материалов. В некоторых вариантах осуществления шаблон можно сформировать и выполнить из материалов, аналогичных используемым для изготовления литых изделий при производстве стандартных контактных линз. Такое использование позволяет формирование разнообразных типов шаблонов для получения вставок разной формы и конструкции. В других вариантах осуществления шаблон можно изготовить из материалов, благодаря своим свойствам или особому покрытию не прилипающих к химическим смесям, используемым для склеивания разных слоев друг с другом. Очевидно, что возможны разные варианты конфигурации такого шаблона.

Другим аспектом шаблона, обозначенного номером 510, является тот факт, что его форма физически поддерживает расположенные на нем слои. В некоторых вариантах осуществления соединение между слоями может быть сформировано с помощью проволочных проводников. В процессе соединения проволочными проводниками к проводнику прилагается значительное усилие, чтобы гарантировать образование прочного соединения. Структурная поддержка слоев во время такого соединения может иметь большое значение и может обеспечиваться с помощью поддерживающего шаблона 510.

Еще одна функция шаблона, обозначенного номером 510, заключается в том, что шаблон может иметь на своей поверхности центрирующие элементы, позволяющие центрировать фрагменты функционализированных слоев относительно друг друга как линейно, так и радиально вдоль поверхностей. В некоторых вариантах осуществления шаблон может позволять центрирование функциональных слоев по азимутальному углу относительно друг друга вокруг центральной точки. Независимо от окончательной формы формируемой вставки может быть очевидно, что шаблон узла может использоваться с целью соответствующего центрирования фрагментов вставки для выполнения их функций и правильного соединения.

Обратимся теперь к фиг. 6 для более общего обсуждения форм вставок из наложенных друг на друга слоев. На фигуре представлен пример некоторых вариантов формы как комплекта множества форм в соответствии с областью техники. Например, под номером 610 показан вид сверху многослойной вставки, образованной из по существу круговых фрагментов слоев. В некоторых вариантах осуществления заштрихованная область 611 может представлять собой кольцевую область, из которой удален материал слоя. Однако в других вариантах осуществления может быть очевидно, что фрагменты наложенных друг на друга слоев, используемых для формирования вставки, могут представлять собой диски без кольцевой области. Хотя применение такой некольцевой формы вставки в офтальмологической сфере может быть ограниченным, сущность изложенного в настоящем документе изобретения не предполагает ограничения присутствием внутренней кольцевой зоны.

Элемент 620 в некоторых вариантах осуществления может представлять собой другие варианты осуществления вставки из наложенных друг на друга функциональных слоев. Как показано под номером 621, в некоторых вариантах осуществления фрагменты слоя могут быть дискретными не только в направлении наложения, но и вокруг азимутального направления, перпендикулярного направлению наложения. В некоторых вариантах осуществления для формирования вставки можно использовать полукруговые фрагменты. Может быть очевидно, что в формах, имеющих кольцевую область, возможно использование частичных форм для уменьшения количества материала, необходимого для «нарезки» или вырезания после формирования материала слоя в соответствии с его функцией.

Далее под номером 630 показана возможная нерадиальная, неэллиптическая и некруговая формы вставки. Как показано под номером 630, возможно формирование прямолинейных форм или, как показано под номером 640, других многоугольных форм. С помощью разных форм отдельных фрагментов слоев, используемых для формирования вставки, в трехмерной перспективе можно получить пирамиды, конусы и другие геометрические формы. В более общем смысле специалисту в данной области может быть очевидно, что возможно получение огромного разнообразия форм для формирования разных форм и изделий, которые могут выполнять соответствующие функции, использоваться для запитывания энергией, активации и т.п.

Заключение

Настоящее изобретение, как описано выше и как определено ниже в пунктах формулы изобретения, предлагает устройства и способы производства вставок из наложенных друг на друга функциональных слоев, а также устройство для реализации таких способов, а также офтальмологические линзы, сформированные из наложенных друг на друга слоев.

Изобретение относится к устройству, состоящему из множества наложенных друг на друга функционализированных, слоев и к офтальмологической линзе, содержащей такое устройство. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение терапевтического воздействия контактной линзы на глаз человека. Технический результат достигается устройством из наложенных друг на друга функционализированных слоев. При этом устройство содержит первую тонкослойную подложку, содержащую источник энергии и первую адгезивную пленку поверх первой поверхности первой тонкослойной подложки. Кроме того, устройство содержит вторую тонкослойную подложку, имеющую круговую кольцевую форму с внешним радиусом, который меньше радиуса первой тонкослойной подложки. Причем вторая тонкослойная подложка уложена на первую адгезивную пленку первой тонкослойной подложки. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство из наложенных друг на друга функционализированных слоев, содержащее:
первую тонкослойную подложку, содержащую источник энергии;
первую адгезивную пленку поверх первой поверхности первой тонкослойной подложки; и
вторую тонкослойную подложку, имеющую круговую кольцевую форму с внешним радиусом, который меньше радиуса первой тонкослойной подложки, причем вторая тонкослойная подложка уложена на первую адгезивную пленку первой тонкослойной подложки.

2. Устройство по п. 1, в котором:
вторая тонкослойная подложка содержит электронную схему, образованную на второй тонкослойной подложке.

3. Устройство по п. 2, в котором:
первая тонкослойная подложка содержит слои, содержащие электрохимический питающий компонент.

4. Устройство по п. 2, дополнительно содержащее проводной источник энергии в электрическом соединении с электронной схемой.

5. Устройство по п. 4, дополнительно содержащее оболочку, содержащую парилен.

6. Устройство по п. 4, дополнительно содержащее оболочку, содержащую один или более металлов.

7. Устройство по п. 6, в котором один или более металлов содержат один или оба из: алюминия и титана.

8. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее оболочку из полимера на основе поликремния.

9. Офтальмологическая линза, содержащая:
кремниевую вставку подложки, содержащую наложенные друг на друга электрически функциональные слои, причем по меньшей мере один из электрически функциональных слоев содержит источник электрической энергии, причем по меньшей мере один из электрически функциональных слоев имеет круговую кольцевую форму; и
полимерную форму линзы, в которую встроена кремниевая вставка подложки.

10. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой:
источник электрической энергии содержит по меньшей мере один электрохимический элемент.

11. Офтальмологическая линза по п. 10, в которой:
по меньшей мере один из электрически функциональных слоев содержит полупроводниковый слой с электронной схемой, способной управлять потоком электрического тока из по меньшей мере одного электрохимического элемента.

12. Офтальмологическая линза по п. 11, в которой:
электронная схема электрически соединена с электроактивным компонентом линзы внутри офтальмологической линзы.

13. Офтальмологическая линза по п. 10, дополнительно содержащая электроактивную линзу.

14. Офтальмологическая линза по п. 13, дополнительно содержащая металлический слой, выполняющий функцию антенны.

15. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой источник электрической энергии содержит по меньшей мере одно из: батарея, конденсатор и приемник.

16. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой источник электрической энергии содержит тонкопленочную батарею.

17. Офтальмологическая линза по п. 16, в которой тонкопленочная батарея заключена в корпус для предотвращения проникновения в нее по меньшей мере одного из: кислород или влага.

18. Офтальмологическая линза по п. 17, в которой электрически функциональные слои являются доступными для электрического соединения за пределами корпуса.

19. Офтальмологическая линза по п. 9, дополнительно содержащая проводную батарею.

20. Офтальмологическая линза по п. 19, в которой проводная батарея обеспечивает максимальное напряжение по меньшей мере 1,5 вольта.

21. Офтальмологическая линза по п. 20, в которой проводная батарея содержит проводящий провод, покрытый цинковым анодным покрытием, разделительным покрытием и катодным покрытием из оксида серебра.

22. Офтальмологическая линза по п. 9, в которой другой из электрически функциональных слоев содержит слой для регулирования питания.

23. Офтальмологическая линза по п. 22, в которой слой для регулирования питания выполнен с возможностью заряжать и управлять источником электрической энергии.

24. Офтальмологическая линза по п. 9, дополнительно содержащая адгезивную пленку, склеивающую друг с другом поверхности электрически функциональных слоев.