KR102375914B1 - 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 및 이의 제조 방법 - Google Patents

전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법을 공개한다. 이 방법은 (a) 기판의 상부면에 제1 양단 스택이 구비된 기본 스택 적층 구조를 형성하는 단계; (b) 상기 기본 스택 적층 구조의 양단 상부면에 상기 제1 양단 스택보다 폭이 작고 광흡수층이 구비된 제2 양단 스택을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 및 제2 양단 스택의 상부면과 오픈된 기판 상부면을 몰딩하여 제1형 인공 홍채 렌즈를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의할 경우, 동공이나 홍채에 이상이 있는 환자들의 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절할 수 있기 때문에, 인공 홍채의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 코일을 통한 무선 전력 공급을 통해 전기적 변색이 가능하여, 안구에 유입되는 빛의 세기가 급격하게 변화해도 빠른 변색 효과를 낼 수 있어 환자의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 및 이의 제조 방법{ARTIFICIAL IRIS LENS COMPRISING ELECTROCHROMIC LAYER, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 콘택트 렌즈 내에 광흡수층 및/또는 RF 코일을 형성하여 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적이고 효율적으로 조절하여 신속하게 변색시킬 수 있는 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 안구 내의 홍채는 외부로부터 안구로 빛이 밝게 들어오는 경우 확장되어 동공을 축소하고, 빛이 적게 들어오는 경우 수축되어 동공을 확장시키는 역할을 한다. 즉, 안구의 앞부분은 마치 사진기나 현미경에서 구멍의 크기를 조절하여 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하는 조리개의 기능을 수행함으로써, 안구의 뒷부분에 위치하고 있는 황반에 맺히는 빛의 세기에 직접적으로 관여를 하게 된다.
그런데, 인체에서 홍채 근육에 이상이 발생하거나 교감 및/또는 부교감 신경에 장애가 발생하는 경우, 홍채의 수축과 이완에 문제가 발생하여 동공에 마비가 오거나 양쪽의 동공이 다르게 확장되는 형태를 보이게 된다.
홍채 이상에 의하여 동공이 정상적으로 작동하지 않는 경우, 눈의 피로를 야기하고, 심하게는 황반 손상, 녹내장, 백내장과 같은 질병으로 발전할 수 있다.
상기 질병들의 초기나 증상이 심하지 않는 환자의 경우에는 약물로 치료가 가능하지만, 발병 시점이 상당 기간 경과하였거나 증상이 심한 경우에는 불가피하게 인공 홍채 렌즈 등의 외부 의료 보조 기구를 사용하여 안구의 상기 질병들에 대한 악화를 최소화해야 한다.
종래에는 선천적 무홍채증 환자들에게 외과적 삽입술로 이식할 수 있는 인공 홍채 렌즈, 렌즈 자체의 면적이 조절되는 인공 홍채 렌즈 등이 개발되었다.
공개특허공보 KR 10-2010-0114133 A　(2010.10.22)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 콘택트 렌즈 내에 광흡수층을 형성하여 전기를 발생시켜 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절하여 신속한 변색 효과를 낼 수 있는 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 콘택트 렌즈 내에 무선 송수신이 가능한 RF 코일을 구비하여 전기 변색에 대한 효율을 높일 수 있는 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법은 (a) 기판의 상부면에 제1 양단 스택이 구비된 기본 스택 적층 구조를 형성하는 단계; (b) 상기 기본 스택 적층 구조의 양단 상부면에 상기 제1 양단 스택보다 폭이 작고 광흡수층이 구비된 제2 양단 스택을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 제1 및 제2 양단 스택의 상부면과 오픈된 기판 상부면을 몰딩하여 제1형 인공 홍채 렌즈를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 (a) 단계는 상기 기판의 상부면에 제1 전극층, 변색층 및 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전극층과 상기 변색층의 중앙 영역을 동시에 식각하여 상기 제1 양단 스택을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 (b) 단계는 상기 기본 스택 적층 구조의 상부면에 상기 제1 양단 스택의 최상위 층과 동일한 타입의 상기 제1 전극층을 증착하는 단계; 상기 제1 전극층의 상부면에 상기 광흡수층 및 상기 제1 전극층과 반대 타입의 상기 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및 상기 제1 양단 스택의 중앙 영역보다 더 넓은 중앙 영역을 동시 식각하여 상기 제2 양단 스택을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 제1 전극층은 초박막인 제1 전도막이 증착되고, 상기 제1 전도막의 상부면에 다공성의 금속산화물 나노 입자인 제2 전도막이 증착되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 광흡수층은 다공성의 금속산화물 나노 입자 층으로 기본 구성되며, 추가적으로 천연 염료, 유기금속 염료 및 유기 염료 중 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법은 (a) 기판의 상부면에 제1 양단 스택이 구비된 기본 스택 적층 구조를 형성하는 단계; (b) 상기 기본 스택 적층 구조의 양단 상부면에 절연층을 도포하는 단계; (c) 상기 절연층의 상부면에 전극 코일 패턴을 가지는 RF 코일을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 절연층 및 상기 RF 코일의 상부면과 오픈된 기판 상부면을 몰딩하여 제2형 인공 홍채 렌즈를 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 (a) 단계는 상기 기판의 상부면에 제1 전극층, 변색층 및 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 전극층과 상기 변색층의 중앙 영역을 동시에 식각하여 상기 제1 양단 스택을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법은 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에, 상기 전극 코일 패턴 중 최내각에 위치한 코일 패턴이 상기 제1 전극층에 연결되는 단계; 상기 전극 코일 패턴 중 최외각에 위치한 코일 패턴이 상기 제2 전극층에 연결되는 단계; 및 상기 RF 코일이 AC/DC 컨버터에 연결되고, 상기 AC/DC 컨버터의 DC 전극용 제1 및 제2 단자에 상기 변색층이 연결되는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 상기 RF 코일은 두께 10 um 이내의 초박막의 판형 금속 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 면에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법은 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에, 상기 RF 코일이 형성된 상부면에 광흡수층이 형성될 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의할 경우, 동공이나 홍채에 이상이 있는 환자들의 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절할 수 있기 때문에, 인공 홍채의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 코일을 통한 무선 전력 공급을 통해 전기적 변색이 가능하여, 안구에 유입되는 빛의 세기가 급격하게 변화해도 빠른 변색 효과를 낼 수 있어 환자의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래에 시판 또는 연구되고 있는 다양한 인공 홍채 렌즈들의 사진이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 제1형 인공 홍채 렌즈의 빛의 유입 전후의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1형 인공 홍채 렌즈의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1형 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 제2형 인공 홍채 렌즈의 무선 전력 송신 전후의 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 제2형 인공 홍채 렌즈의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2형 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 종래에 시판 또는 연구되고 있는 다양한 인공 홍채 렌즈들의 사진이다.
도 1의 A는 선천적 무홍채증 환자들에게 외과적인 삽입술로 이식할 수 있는 인공 홍채 렌즈로서, 2018년 미국 FDA 승인을 받은 상태이다.
도 1의 B는 안구에 빛이 유입되었을 때 이를 감지하여 렌즈 자체의 면적이 조절되고, 도 1의 C는 인체에 유해한 블루 라이트를 차단하는 기능이 있으며, 도 1의 D는 안구 내 홍채 위에 삽입되는 인공 홍채 임플란트이다.
안구의 질병들에 대한 악화를 최소화하는 다른 방법으로서, 최근에 광변색 물질을 이용한 인공 렌즈가 연구되고 있다.
이러한 인공 렌즈는 인체 외부로부터 강한 빛이 유입하게 되면 색이 자동으로 어둡게 변하는 기술을 응용한다.
또한, 이러한 인공 렌즈는 광변색층의 두께를 조절하여 안구로 유입되는 빛을 순차적으로 조절할 수 있고, 인체와 이격되어 착용되기 때문에 이물감이 없으며, 안구 수술 대용으로 사용이 가능하다는 장점이 있다.
그런데, 광변색의 특성을 빛을 받고 나서 수 분의 시간이 경과해야 색이 변화하는 속도가 매우 늦은 단점이 있다.
예를 들어, 사용자가 차량 운전 중에 긴 터널을 운행하다가 터널의 출구를 나오거나, 사용자가 실외에서 도보로 걷다가 건물 안으로 들어가는 경우, 안구로 유입되는 빛의 세기에 급격한 변화가 있게 된다.
이러한 빛 세기의 급격한 변화에 인공 렌즈 내 광변색층의 변색 속도가 따라가지 못하면 전방에 위치하고 있는 사물의 인지가 늦어져 충돌 등의 위험에 노출되는 상황이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 변색 특성을 지닌 인공 렌즈는 현재 대부분 선글라스(sunglass)나 일반 안경에 적용이 되고 있고, 콘택트 렌즈나 의료 기구로의 응용은 아직 보고되고 있지 않은 상태이다.
이에 본 발명자들은 콘택트 렌즈 내에 광흡수층 또는/및 RF 코일을 이용하여 전기를 발생시켜 변색층을 신속하게 변색시킴으로써, 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절하고 빠른 변색 효과를 낼 수 있는 인공 홍채 렌즈를 발명하기에 이르렀다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 제1형 인공 홍채 렌즈의 빛의 유입 전후의 평면도로서, 변색층(130) 및 광흡수층(150)을 포함한다.
도 3은 도 2에 도시된 제1형 인공 홍채 렌즈의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 기판(110), 제1 전극층(120, 160), 변색층(130), 제2 전극층(140) 및 광흡수층(150)을 포함한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1형 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 제조 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
기판(110)의 상부면에 제1 양단 스택(ES1)이 구비된 기본 스택 적층 구조(BS)를 형성한다.
기본 스택 적층 구조(BS)의 양단 상부면에 제1 양단 스택(ES1)보다 폭이 작고 광흡수층(150)이 구비된 제2 양단 스택(ES2)을 형성한다.
제1 및 제2 양단 스택(ES1, ES2)의 상부면과 오픈된 기판(110) 상부면을 몰딩하여 제1형 인공 홍채 렌즈를 형성한다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 제조 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기판(110) 위에 제1 전극층(120), 변색층(130) 및 제2 전극층(140)을 순차적으로 증착한 후에(S110), 반응성 이온 식각(reactive-ion etching, RIE) 기법 등을 이용하여 중앙 영역을 동시에 식각함으로써, 제1 양단 스택(ES1, ES2)을 격리(isolation)시켜 기본 스택 적층 구조(BS)를 형성한다(S120).
여기에서, 기본 스택 적층 구조(BS) 내 제1 양단 스택(ES1)의 최상위 층이 제2 전극층(140, N 전극층)인 경우(S130), 상부면에 광 흡수층을 형성하기 위하여 기본 스택 적층 구조(BS)의 상부면에 제2 전극층(140' N 전극층), 광흡수층(150)과 제1 전극층(160, P 전극층)을 순차적으로 증착한다(S140).
즉, 변색층(130)과 광흡수층(150)의 계면에 전극층을 같은 타입으로 형성한다.
만일, 제1 양단 스택(ES1)의 최상위 층이 제1 전극층(P 전극층)인 경우에는, 기본 스택 적층 구조(BS)의 상부면에 제1 전극층(P 전극층), 광흡수층(150), 제2 전극층(N 전극층) 순으로 순차적으로 증착한다.
마찬가지로, 반응성 이온 식각 기법 등을 이용하여 기본 스택 적층 구조(BS) 내 제1 양단 스택(ES1)의 중앙 영역보다 좀 더 넓은 중앙 영역을 동시에 식각하여 제2 양단 스택(ES2)을 격리시킨 후에(S150), 상부면 전체를 실리콘으로 몰딩하여 제1 실시예의 제1형 인공 홍채 렌즈 제작을 완성시킨다(S160).
이때, 광흡수층(150)과 변색층(130) 사이의 전극은 동일한 전극 타입(도 3에서는 N 타입)으로 연결되어야 하며, 바깥층은 반대의 전극 타입(도 3에서는 P 타입)으로 연결되어야 한다.
도 2에서 보는 바와 같이, 광흡수층(150)은 표준(standard) 상태에서 어두운 색이고, 변색층(130)은 투명한 색이다.
하지만, 빛의 자극이 주어질 경우, 광흡수층(150)에서 빛을 흡수하고 전류를 생성하여 변색층(130)에 공급한다.
이에 따라, 전기가 공급된 변색층(130)은 색은 투명한 상태에서 약간 어두운 색으로 색이 변하게 된다.
제2 전극층(N 전극층)에는 TiO2, SnO2, ZnO, WO3, Nb2O5, graphene, silver nanowires, Indium Tin Oxide (ITO), Fluorine Tin Oxide (FTO) 등 100 nm 두께 이하의 제1 전도막이 증착되며, 이 제1 전도막 위에 수 um 이내의 TiO2, SnO2, ZnO, WO3, CuO, Nb2O5 등을 포함하는 다공성의 금속산화물 나노 입자인 제2 전도막이 증착된다.
여기에서, 광흡수층(150)의 물질로서, 천연 염료, 유기금속 염료(루테늄 금속 이용), 유기 염료(도너(donor) 물질로 coumarine, fluorene, triphenylamine, porphyrine 사용)가 사용될 수 있다.
천연 염료의 천연 재료로는 소목(Caesalpinia sappan L.), 가자(Terminalia chebula Retzius), 석류(Punica granatum L.), 꼭두서니(Rubia tinctorum L.), 녹차(Camellia sinensis O.Kuntge), 국화(Chrysanthemum morifolium), 쑥(Artemisiacapillaris thunb), 괴화(Sophora japonica L.), 편백(Chamaecyparis obtusa (S. et Z.) ENDL.), 참옻(Lacquer), 코치닐(Dactylopius coccus costa), 쪽(인디고)(Persicaria tinctoria H. gross), 대황(Rheumundulatum L.), 태수(Butea Frondosa), 포도과피(Vitis vinifera L.), 아카시아(Robinia pseudoacacia L.), 헤나(Lawsonia inermis L.), 아선약(Uncaria gambir Roxburgh), 붉은 백단향(Santalum album L), 랙(Kerrialacca), 로그우드(Heamatoxylon campechianum) 등이 사용된다.
광흡수층(150)은 다공성의 금속산화물 나노 입자 층으로 기본 구성되며, 추가적으로 천연 염료, 유기금속 염료 및 유기 염료 중 하나의 재질로 형성된다.
이때, 천연 염료, 유기금속 염료, 유기 염료는 제1 전도막 단독 또는 제1 전도막과 제2 전도막으로 구성된 층에 흡착 또는 증착된다.
또한, P 전극층은 약 500 nm 두께 이하의 정공 전달물질로서, NiO2 또는 P3HT[poly(3-hexylthiophene)], P3AT[poly(3-alkylthiophene)], P3OT[poly(3-octylthiophene] 및 PEDOT:PSS [Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)poly(styrenesulfonate)] 중에서 하나 이상 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 제2형 인공 홍채 렌즈의 무선 전력 송신 전후의 평면도로서, 변색층(230), RF 코일(260) 및 AC/DC 컨버터(280)를 포함한다.
도 6은 도 5에 도시된 제2형 인공 홍채 렌즈의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도로서, 기판(210), 제1 전극층(220), 변색층(230), 제2 전극층(240), 절연층(250), RF 코일(260) 및 전선(270)을 포함한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 제2형 인공 홍채 렌즈의 제조 방법의 제조 공정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 제조 방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
기판(210)의 상부면에 제1 양단 스택(ES1)이 구비된 기본 스택 적층 구조(BS)를 형성한다.
기본 스택 적층 구조(BS)의 양단 상부면에 절연층(250)을 도포한다.
절연층(250)의 상부면에 전극 코일 패턴을 가지는 RF 코일(260)을 형성한다.
절연층(250) 및 RF 코일(260)의 상부면과 오픈된 기판(210) 상부면을 몰딩하여 제2형 인공 홍채 렌즈를 형성한다.
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈 제조 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2 실시예는 제1 실시예에서 제시한 광흡수에 의한 변색이 아닌 외부 전력을 인가하는 구조를 바탕으로도 인공 홍채를 제작할 수 있는 점이 다르다.
도 5에서 보는 바와 같이, 제1 실시예(도 3)에서의 광흡수층(150) 대신 외부에서 무선으로 전력을 수신 받아 변색층(230)을 작동하는 인공 홍채를 나타낸다.
기판(210), 제1 전극층, 변색층(230) 및 제2 전극층(240)을 이용하여 제1 양단 스택(ES1)을 격리시켜 기본 스택 적층 구조(BS)를 형성하는 공정(S210, S220)은 제1 실시예와 동일하므로 여기에서는 더 이상의 상세한 설명을 생략한다.
도 6에서 보는 바와 같이, 기본 스택 적층 구조(BS) 내 제1 양단 스택(ES1)의 상부면에 실리콘 등의 절연층(250)을 도포한다(S230).
도포된 절연층(250)의 상부면에 전극 코일 패턴을 가지는 RF 코일(260)을 형성하고(S240), RF 코일(260)은 FPCB 기판에 제작된 AC/DC 컨버터(280)에 연결된다.
즉, RF 코일(260)의 전극 코일 패턴 중 최내각에 위치한 코일 패턴은 제1 양단 스택(ES1)의 최상층에 위치한 제2 전극층(240, N 전극층)에 연결되고(S250), 최외각에 위치한 코일 패턴은 제1 양단 스택(ES1)의 최하층에 위치한 제1 전극층(220, P 전극층)에 연결된다(S260).
한편, DC 전극용 제1 단자(Nout)와 제2 단자(Pout)에 변색층(230)을 연결한 후에(S270), 상부면 전체를 실리콘으로 몰딩하여 제2 실시예의 제2형 인공 홍채 렌즈 제작을 완성시킨다(S280).
도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법에 의해 제조된 제2형 인공 홍채 렌즈의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용자의 안경에 무선 전력 송신기가 구비되어 있다고 가정한다.
예를 들어, 사용자의 안경테에 송신 코일이 포함됨으로써 사용자의 시야가 제한되지 않을 수 있다.
사용자가 안경을 착용함으로써 송신 코일과 수신 코일인 RF 코일은 유효 거리 내에 위치할 수 있고, 송신 코일 및 RF 코일 간에 전자기 유도 현상이 유발될 수 있다.
예컨대, 송신 코일 내부의 전자가 코일 주변을 흐름에 따라 자기장이 발생하고, 자기장의 변화를 RF 코일 내의 전자가 감지하며, RF 코일 내의 전자들이 전자기력에 의해 이동함으로써 인공 홍채 렌즈에 전력이 공급될 수 있다.
사용자의 수동 조작에 의해, 안경에 구비된 무선 전력 송신기가 작동되면, RF 코일(260)은 무선 전력 송신기로부터 무선으로 전력을 수신하여 AC 전류를 생성한다.
AC/DC 컨버터(280)는 도 5에서 보는 바와 같이, RF 코일(260)에 연결되어 AC 전류를 DC 전류로 변환한다.
RF 코일(260)의 전극 코일 패턴 중 최내각에 위치한 코일 패턴에 연결된 제2 전극층(240, N 전극층)은 AC/DC 컨버터(280)로부터 변환된 DC 전류를 인가받아 변색층(230)에 에너지를 공급한다.
변색층(230)은 제2 전극층(240, N 전극층)으로부터 에너지를 공급받아 표준 상태에서 투명한 색이 도 5에서 보는 바와 같이, 어두운 색으로 변하여 외부로부터 빛을 흡수하는 양을 적게 만드는 안구 내 홍채 기능을 수행한다.
본 실시예에서는 무선 전력 송신기가 사용자의 안경에 구비되어 있다고 가정하였으나, 인공 홍채 내에 소정의 작은 사이즈로 포함될 수도 있다.
또한, 홍채 렌즈의 특징인 박막, 소형, 원형, 안구 손상 방지 기능 등을 고려하여 제2 실시예에 따른 인공 홍채 렌즈는 다음과 같은 특징을 가질 수 있다.
즉, RF 코일(260) 하부에 적층되는 절연층(250), 제1 및 제2 전극층(220, 240), 변색층(230), 기판(210)은 제1 실시예에서의 광흡수층(150)처럼 플렉시블한 천연 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
다만, 변색층(230)의 변색 속도가 제1 실시예에서의 광흡수층(150)을 통한 변색보다 제2 실시예에서의 무선 전력 송신기를 통한 변색이 훨씬 빠른 차이점이 있다.
또한, 기판(210), 제1 및 제2 전극층(220, 240), 변색층(230), 절연층(250)의 적층 두께가 이미 두꺼울 수 있으므로, 인공 홍채 렌즈의 박막화 및 소형화를 위하여 상기 적층의 상부면에 다시 적층되는 RF 코일(260)은 스마트 폰 등에 사용되는 판형 안테나와 같이 두께가 10 um 이내(바람직하게는 5 um 이내)의 초박막의 판형 금속 패턴으로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 제1 실시예에서의 광흡수층(150)과 제2 실시예에서의 RF 코일(260)을 결합한 제3형 인공 홍채 렌즈를 제작한다면 전기 생성 효율을 좀더 증가시킬 수 있다.
즉, 인공 홍채 렌즈의 최상위층에 광흡수층(150)이 형성되고, 그 하부에 RF 코일-변색층 또는 변색층- RF 코일의 순서로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 콘택트 렌즈 내에 광흡수층을 형성하여 전기를 발생시켜 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절하여 신속한 변색 효과를 낼 수 있는 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법을 제공한다.
또한, 콘택트 렌즈 내에 무선 송수신이 가능한 RF 코일을 구비하여 전기 변색에 대한 효율을 높일 수 있는 전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법을 제공한다.
이를 통하여, 동공이나 홍채에 이상이 있는 환자들의 안구에 유입되는 빛의 세기를 능동적으로 조절할 수 있기 때문에, 인공 홍채의 기능을 수행할 수 있다.
또한, 코일을 통한 무선 전력 공급을 통해 전기적 변색이 가능하여, 안구에 유입되는 빛의 세기가 급격하게 변화해도 빠른 변색 효과를 낼 수 있어 환자의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110, 210: 기판
120, 160, 220: 제1 전극층
130, 230: 변색층
140, 240: 제2 전극층
150: 광흡수층
250: 절연층
260: RF 코일
270: 전선
280: AC/DC 컨버터

Claims (10)

  1. (a) 기판의 상부면에 제1 양단 스택이 구비된 기본 스택 적층 구조를 형성하는 단계;
    (b) 상기 기본 스택 적층 구조의 양단 상부면에 상기 제1 양단 스택보다 폭이 작고 광흡수층이 구비된 제2 양단 스택을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 및 제2 양단 스택의 상부면과 오픈된 기판 상부면을 몰딩하여 제1형 인공 홍채 렌즈를 형성하는 단계;
    를 포함하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    상기 기판의 상부면에 제1 전극층, 변색층 및 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전극층과 상기 변색층의 중앙 영역을 동시에 식각하여 상기 제1 양단 스택을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (b) 단계는
    상기 기본 스택 적층 구조의 상부면에 상기 제1 양단 스택의 최상위 층과 동일한 타입의 상기 제1 전극층을 증착하는 단계;
    상기 제1 전극층의 상부면에 상기 광흡수층 및 상기 제1 전극층과 반대 타입의 상기 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및
    상기 제1 양단 스택의 중앙 영역보다 더 넓은 중앙 영역을 동시 식각하여 상기 제2 양단 스택을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극층은
    초박막인 제1 전도막이 증착되고, 상기 제1 전도막의 상부면에 다공성의 금속산화물 나노 입자인 제2 전도막이 증착되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광흡수층은
    다공성의 금속산화물 나노 입자 층으로 기본 구성되며, 추가적으로 천연 염료, 유기금속 염료 및 유기 염료 중 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  6. (a) 기판의 상부면에 제1 양단 스택이 구비된 기본 스택 적층 구조를 형성하는 단계;
    (b) 상기 기본 스택 적층 구조의 양단 상부면에 절연층을 도포하는 단계;
    (c) 상기 절연층의 상부면에 전극 코일 패턴을 가지는 RF 코일을 형성하고, 상기 RF 코일이 형성된 상부면에 광흡수층을 형성하는 단계; 및
    (d) 상기 절연층 및 상기 RF 코일의 상부면과 오픈된 기판 상부면을 몰딩하여 제2형 인공 홍채 렌즈를 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    상기 기판의 상부면에 제1 전극층, 변색층 및 제2 전극층을 순차적으로 증착하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 전극층과 상기 변색층의 중앙 영역을 동시에 식각하여 상기 제1 양단 스택을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에,
    상기 전극 코일 패턴 중 최내각에 위치한 코일 패턴이 상기 제1 전극층에 연결되는 단계;
    상기 전극 코일 패턴 중 최외각에 위치한 코일 패턴이 상기 제2 전극층에 연결되는 단계; 및
    상기 RF 코일이 AC/DC 컨버터에 연결되고, 상기 AC/DC 컨버터의 DC 전극용 제1 및 제2 단자에 상기 변색층이 연결되는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 RF 코일은
    두께 10 um 이내의 초박막의 판형 금속 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    전기 변색층이 구비된 인공 홍채 렌즈의 제조 방법.
  10. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070047538A (ko) * 2005-11-02 2007-05-07 주식회사 엘지화학 전기변색소자의 전극구조
KR20100114133A (ko) 2008-03-18 2010-10-22 픽셀옵틱스, 인크. 진보한 전기-활성 광학 장치
KR101551719B1 (ko) * 2014-02-20 2015-09-10 호서대학교 산학협력단 광 변색 물질을 이용한 인공조리개 렌즈 및 그 생산방법
KR20180101258A (ko) * 2017-03-03 2018-09-12 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 전기활성 가변 조리개 렌즈에 대한 방법 및 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070047538A (ko) * 2005-11-02 2007-05-07 주식회사 엘지화학 전기변색소자의 전극구조
KR20100114133A (ko) 2008-03-18 2010-10-22 픽셀옵틱스, 인크. 진보한 전기-활성 광학 장치
KR101551719B1 (ko) * 2014-02-20 2015-09-10 호서대학교 산학협력단 광 변색 물질을 이용한 인공조리개 렌즈 및 그 생산방법
KR20180101258A (ko) * 2017-03-03 2018-09-12 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드 전기활성 가변 조리개 렌즈에 대한 방법 및 장치

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