KR20130096677A

KR20130096677A - 안과용 렌즈의 기능화된 층 삽입물을 위한 완전 링

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Publication number: KR20130096677A
Application number: KR1020130019211A
Authority: KR
Inventors: 랜달 비. 퓨; 프레드릭 에이. 플릿시; 다니엘 비. 오츠; 제임스 다니엘 리알; 아담 토너
Original assignee: 존슨 앤드 존슨 비젼 케어, 인코포레이티드
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-08-30
Also published as: RU2013107521A; TW201344283A; BR102013004181A2; EP2631704A1; JP6173712B2; RU2620887C2; IL224796A0; AU2013201001A1; SG193107A1; CA2807027A1; CN103336375A; AU2013201001B2; JP2013171292A; TWI575276B; CN103336375B; IL224796A; KR101965135B1

Abstract

안과용 렌즈를 위한 능동형 렌즈 삽입물이 기술된다. 렌즈는, 전기적 및 논리적 기능성 중 하나 또는 둘 모두를 가진 환상형 완전 링 기재 층들로서, 환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께에 기초하는, 환상형 완전 링 기재 층들; 및 기재 층들 사이의 전기적 상호접속부들을 포함한다. 능동형 렌즈 삽입물은 성형된 안과용 렌즈의 본체 재료 내에서의 접합을 위해 하나 이상의 재료로 캡슐화된다. 기능성 층 삽입물 내의 기능화된 층들을 구성하는 링들에 대한 다양한 설계가 기술된다. 더욱 구체적으로는, 안과용 렌즈 내로의 통합을 위한 링들에 대한 설계 파라미터들이 기술된다. 또한, 안과용 렌즈의 광학 구역 외측의 면적 내로 기능성 삽입물을 캡슐화하기 위한 재료 및 링들의 기능성 양태들이 기술된다.

Description

안과용 렌즈의 기능화된 층 삽입물을 위한 완전 링{FULL RINGS FOR A FUNCTIONALIZED LAYER INSERT OF AN OPHTHALMIC LENS}

본 발명은 적층되는 다수의 기능성 층으로부터 형성되는 안과용 장치를 위한 능동형 층 삽입물(active layer insert) 및 능동형 층 삽입물을 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 기능성 층들을 포함하는 완전 링(full ring)들에 대한 다양한 설계에 관한 것이다.

전통적으로, 콘택트 렌즈(contact lens), 안내 렌즈(intraocular lens) 또는 누점 마개(punctal plug)와 같은 안과용 장치는 교정, 미용 또는 치료 특성을 가진 생체적합성 장치를 포함하였다. 콘택트 렌즈는, 예를 들어 시력 교정 기능성; 미용 향상; 및 치료 효과 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 각각의 기능은 렌즈의 물리적 특징에 의해 제공된다. 렌즈 내로 굴절 특성을 통합시키는 설계는 시력 교정 기능을 제공할 수 있다. 렌즈 내로 통합된 안료는 미용 향상을 제공할 수 있다. 렌즈 내로 통합된 활성제는 치료 기능성을 제공할 수 있다. 그러한 물리적 특징은 렌즈가 동력공급된 상태(energized state)로 되지 않고서 달성된다. 누점 마개는 전통적으로 수동형 장치(passive device)였다.

더욱 최근에는, 능동형 구성요소가 콘택트 렌즈 내로 통합될 수 있다는 것이 이론화되었다. 일부 구성요소는 반도체 소자를 포함할 수 있다. 일부 예는 동물 눈 상에 배치되는 콘택트 렌즈 내에 매립된 반도체 소자를 보여주었다. 능동형 구성요소가 어떻게 렌즈 구조 자체 내에서 다수의 방식으로 동력공급되고 활성화될 수 있는지가 또한 기술되었다. 렌즈 구조에 의해 한정되는 공간의 토폴로지(topology) 및 크기는 다양한 기능성의 한정을 위한 새롭고 도전적인 환경을 생성한다. 일반적으로, 그러한 개시 내용은 별개의 장치들을 포함하였다. 그러나, 이용가능한 별개의 장치들에 대한 크기 및 전력 요건이 사람 눈 상에 착용될 장치 내의 포함에 대해 반드시 도움이 되지는 않는다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 안과용 렌즈를 위한 능동형 렌즈 삽입물(active lens insert)이 제공된다. 렌즈는, 전기적 및 논리적 기능성 중 하나 또는 둘 모두를 가진 환상형 완전 링 기재 층(annular shaped full ring substrate layer)들로서, 환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께에 기초하는, 환상형 완전 링 기재 층들; 및 기재 층들 사이의 전기적 상호접속부들을 포함한다. 능동형 렌즈 삽입물은 성형된 안과용 렌즈의 본체 재료(body material) 내에서의 접합을 위해 하나 이상의 재료로 캡슐화된다.

기재 기능성 층들은 절연 층들에 접착되어 적층된 특징부를 형성할 수 있다.

환상형 완전 링 기재 층들은 웨이퍼(wafer)로부터 절단될 수 있다.

환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 기부 곡선(base curve)에 추가로 기초할 수 있다.

환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 직경에 추가로 기초할 수 있다.

환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 능동형 렌즈 삽입물의 캡슐화 파라미터(encapsulation parameter)에 추가로 기초한다.

능동형 렌즈 삽입물은 캡슐화하는 생체적합성 중합체를 포함할 수 있다.

캡슐화를 위한 생체적합성 중합체는 폴리실리콘계 중합체일 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물의 캡슐화는 기재 층의 에지와 렌즈의 외부 에지 사이의 최소 두께를 약 150 마이크로미터 미만의 두께로 유지할 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물은 3개 이상의 환상형 기재 층을 포함할 수 있다.

기재 삽입물은 완전 링 환상 형상을 포함할 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 하나 이상의 개별적으로 기능화된 층을 포함할 수 있다.

개별적으로 기능화된 층들 중 하나 이상은 안테나(antenna)로서 기능하는 금속성 층을 포함할 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 동력화 공급원(energization source)을 포함할 수 있다.

기재 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 전력 조정 공급원(power regulation source)을 포함할 수 있다.

전력 조정 공급원은 전기화학 전지(electrochemical cell)로부터의 전류 흐름을 제어할 수 있는 전자 마이크로회로를 가진 적어도 하나의 반도체 층을 포함할 수 있다.

전자 마이크로회로는 안과용 렌즈 내의 전기활성 렌즈 구성요소(electroactive lens component)에 전기적으로 접속될 수 있다.

하나 이상의 기재 층의 전력 조정부는 외부 공급원으로부터 전력을 수신할 수 있다.

하나 이상의 기재 층의 전력 조정부는 배터리 층을 충전할 수 있다.

하나 이상의 기재 층의 전력 조정부는 안과용 렌즈가 충전 환경에 있지 않을 때 전력의 사용을 제어할 수 있다.

하나 이상의 기재 층의 전력 조정부는 안과용 렌즈가 충전 환경에 있을 때 전력의 사용을 제어할 수 있다.

기재 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 고체 에너지 공급원(solid state energy source)을 포함할 수 있다.

기재 층들 중 하나 이상은 능동형 렌즈 삽입물을 위한 작동 신호를 검출하기 위한 마이크로회로를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 안과용 렌즈를 위한 능동형 렌즈 삽입물을 형성하는 방법이 제공된다. 방법은, 전기적 및 논리적 기능성 중 하나 또는 둘 모두를 가진 환상형 완전 링 기재 층들을 형성하는 단계로서, 환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께에 기초하는, 상기 형성하는 단계; 기재 층들 사이의 전기적 상호접속부들을 형성하는 단계; 및 성형된 안과용 렌즈의 본체 재료 내에서 접합될 수 있는 하나 이상의 재료로 능동형 렌즈 삽입물을 캡슐화하는 단계를 포함한다.

방법은 기재 기능성 층들을 절연 층들에 접착하여 적층된 특징부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

환상형 완전 링 기재 층들은 웨이퍼로부터 절단될 수 있다.

환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 기부 곡선에 추가로 기초할 수 있다.

환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 능동형 렌즈 삽입물의 캡슐화 파라미터에 추가로 기초할 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물은 생체적합성 중합체에 의해 캡슐화될 수 있다.

기재 삽입물은 완전 링 환상 형상을 포함할 수 있다.

개별적으로 기능화된 층들 중 하나 이상은 안테나로서 기능하는 금속성 층을 포함할 수 있다.

능동형 렌즈 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 동력화 공급원을 포함할 수 있다.

기재 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 전력 조정 공급원을 포함할 수 있다.

전력 조정 공급원은 전기화학 전지로부터의 전류 흐름을 제어할 수 있는 전자 마이크로회로를 가진 적어도 하나의 반도체 층을 포함할 수 있다.

전자 마이크로회로는 안과용 렌즈 내의 전기활성 렌즈 구성요소에 전기적으로 접속될 수 있다.

기재 삽입물의 기재 층들 중 하나 이상은 고체 에너지 공급원을 포함할 수 있다.

동력공급되고 안과용 장치 내로 통합될 수 있는 기능화된 층 삽입물이 본 명세서에 기술된다. 삽입물은 다수의 층으로 형성될 수 있으며, 다수의 층은 각각의 층에 대해 고유의 기능성을 가질 수 있거나; 대안적으로 혼합된 기능성을 갖지만 다수의 층으로 있을 수 있다. 층들은 제품의 동력화 또는 제품의 활성화에 전용인 또는 렌즈 본체 내의 기능성 구성요소들의 제어를 위한 층들을 가질 수 있다.

기능화된 층 삽입물은 동력공급된 상태에서 전류를 인출할 수 있는 구성요소에 전력을 공급할 수 있는 층을 포함할 수 있다. 구성요소는 예를 들어 적층된 층 삽입물 내에 위치되거나 달리 그에 접속될 수 있는 가변 광학 렌즈 요소 및 반도체 소자 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예는 또한 생체적합한 방식으로 안과용 렌즈 내에 포함되는 적층된 기능화된 층들의 강성 또는 성형성 삽입물을 가진 캐스트 성형된 실리콘 하이드로겔 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.

따라서, 적층된 기능화된 층 부분을 가진 안과용 렌즈 및 기능성 층들을 포함하는 링들에 대한 다양한 설계의 개시 내용이 제공된다. 완전 링 설계 파라미터는 예를 들어 두께, 형상, 적층 구조 등을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 설계 파라미터는 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께, 렌즈의 기본 곡선, 렌즈의 직경 및 캡슐화 파라미터 중 하나 이상에 의해 영향을 받을 수 있다.

삽입물은 다양한 방식으로 다수의 층으로부터 형성되어 제1 금형 부분품 및 제2 금형 부분품 중 하나 또는 둘 모두에 근접하게 배치될 수 있다. 반응성 단량체 혼합물이 제1 금형 부분품과 제2 금형 부분품 사이에 배치된다. 제1 금형 부분품은 제2 금형 부분품에 근접하게 위치되어 렌즈 공동을 형성하고, 이때 동력공급되는 기재 삽입물 및 반응성 단량체 혼합물의 적어도 일부가 렌즈 공동 내에 있게 되며; 반응성 단량체 혼합물은 화학 방사선에 노출되어 안과용 렌즈를 형성한다. 렌즈는 반응성 단량체 혼합물이 노출되는 화학 방사선의 제어를 통해 형성될 수 있다.

<도 1>
도 1은 안과용 렌즈 금형 부분품 내에 통합된, 적층된 기능성 층들로 형성된 삽입물의 3차원 단면 표현을 예시하는 도면.
<도 2>
도 2는 2개의 상이한 형상의 안과용 렌즈들 내에 통합된, 적층된 기능성 층들로 형성된 삽입물들의 2가지 단면 표현을 예시하는 도면.
<도 3>
도 3은 상이한 캡슐화 파라미터를 가진 안과용 렌즈들 내에 통합된, 적층된 기능성 층들로 형성된 삽입물들의 2가지 단면 표현을 예시하는 도면.
<도 4>
도 4는 안과용 렌즈들 내에 통합된, 상이한 층 두께를 가진 적층된 기능성 층들로 형성된 삽입물들의 2가지 단면 표현을 예시하는 도면.
<도 5a>
도 5a는 완전 환상 다이의 배열을 가진 웨이퍼의 배면도를 예시하는 도면.
<도 5b>
도 5b는 중심 절결부를 가진 하나의 완전 환상 다이의 확대된 배면도를 예시하는 도면.

본 발명은 다수의 기능화된 층의 적층을 통해 형성되는 능동형 렌즈 삽입물 장치에 관한 것이다. 또한, 안과용 렌즈 내로의 통합을 위해, 기능성 층 삽입물 내의 기능화된 층들을 구성하는 데 사용될 수 있는 링들을 포함하는 웨이퍼에 대한 다양한 설계가 제공된다.

하기의 단락에서, 본 발명의 실시예의 상세한 설명이 주어질 것이다. 설명은 단지 실시예를 제공하며, 당업자에게는 변형, 수정 및 변경이 명백할 수 있을 것으로 이해된다. 따라서, 상기 실시예는 근본적인 본 발명의 범주를 제한하지 않는다는 것이 이해되어야 한다.

용어

본 발명에 관한 이러한 설명 및 특허청구범위에서, 하기의 정의가 적용될 다양한 용어가 사용될 수 있다:

능동형 렌즈 삽입물: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 논리 회로에 기초한 제어를 갖는 전자 또는 전기기계 장치를 지칭한다.

호-정합된(또는 호 정합): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 동일한 외부 반경 및 내부 반경을 포함하여 외부 호의 곡률이 내부 호의 곡률과 정합하는 링 세그먼트(Ring Segment)의 설계를 지칭한다. 호 정합은 링 세그먼트들을 웨이퍼 상에 효율적으로 포개어 웨이퍼 이용을 최대화하기 위해 사용된다.

다이싱 스트리트 폭(Dicing Street Width): 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 웨이퍼 상의 집적 회로들 사이의 얇은 비-기능성 공간의 폭을 지칭하며, 여기서 톱(saw) 또는 다른 장치 또는 방법이 회로들을 손상시키지 않고서 웨이퍼를 개별 다이로 안전하게 절단할 수 있다.

다이: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 주어진 기능성 회로가 그 상에 제조되는 반도전성 재료의 블록을 지칭한다. 다이는 웨이퍼 상에 생성되고 웨이퍼로부터 절단된다.

동력공급된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 전류를 공급할 수 있거나 내부에 전기 에너지를 저장할 수 있는 상태를 지칭한다.

에너지: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 일을 하는 물리적 시스템의 능력을 지칭한다. 본 발명에서의 많은 용도는 일을 함에 있어서 전기적 작용을 수행할 수 있는 상기 능력에 관계될 수 있다.

에너지 공급원: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지를 공급할 수 있거나 생의학 장치를 동력공급된 상태에 둘 수 있는 장치를 지칭한다.

외부 호: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 외부 반경에 의해 한정되는 원의 원주의 일부분인 링 세그먼트의 외부 또는 볼록한 에지를 지칭한다.

외부 반경: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 완전 링 또는 링 세그먼트의 외부 에지를 한정하는 원의 반경을 지칭한다. 외부 반경은 외부 호의 곡률을 결정한다.

완전 링: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 기능화된 층 삽입물 내의 하나의 완전한 링형 층을 지칭한다. 완전 링은 다수의 링 세그먼트로 구성될 수 있거나, 하나의 온전한 링일 수 있다.

기능화된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 층 또는 장치가 예를 들어 동력화, 활성화, 또는 제어를 포함하는 기능을 수행할 수 있게 하는 것을 지칭한다.

기능화된 층 삽입물: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적층되는 다수의 기능성 층으로부터 형성되는 안과용 장치를 위한 삽입물을 지칭한다. 다수의 층은 각각의 층에 대해 고유의 기능성을 가질 수 있거나; 대안적으로 혼합된 기능성을 갖지만 다수의 층으로 있을 수 있다. 일부 예에서, 층들은 링들이다.

온전한 링: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단일의 온전한 다이로 제조되는 기능화된 층 삽입물 내의 하나의 완전한 링형 층을 지칭한다.

내부 호: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 링 세그먼트의 내부 또는 오목한 에지를 지칭한다. 내부 호는 단일 호 세그먼트일 수 있고, 그 곡률은 내부 반경에 의해 결정된다. 내부 호는 상이한 내부 반경에 의해 한정되는 상이한 곡률의 다수의 호 세그먼트로 구성될 수 있다.

내부 반경: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 완전 링 또는 링 세그먼트의 내부 에지 또는 내부 에지의 일부분을 한정하는 원의 반경을 지칭한다. 내부 반경은 내부 호의 곡률을 결정한다.

렌즈: 눈 내에 또는 눈 상에 존재하는 임의의 안과용 장치를 지칭한다. 이들 장치는 광학 교정을 제공할 수 있거나, 미용용일 수 있다. 예를 들어, 렌즈라는 용어는 콘택트 렌즈, 안내 렌즈, 오버레이 렌즈(overlay lens), 안구 삽입물(ocular insert), 광학 삽입물, 또는 시력이 교정되거나 변경되게 하는, 또는 시력을 방해함이 없이 눈 생리기능이 미용적으로 향상되게 하는(예를 들어, 홍채 색상) 다른 유사한 장치를 지칭할 수 있다. 바람직한 렌즈는 실리콘 하이드로겔 및 플루오로하이드로겔을 포함하지만 이로 제한되지 않는 하이드로겔 또는 실리콘 탄성중합체로부터 제조된 소프트 콘택트 렌즈이다.

금형: 비경화된 제형으로부터 렌즈를 형성하기 위해 사용될 수 있는 강성 또는 반-강성 물체를 지칭한다. 일부 바람직한 금형은 전방 곡선 금형 부분품 및 후방 곡선 금형 부분품을 형성하는 2개의 금형 부분품을 포함한다.

동력: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단위 시간당 행한 일 또는 전달된 에너지를 지칭한다.

링 세그먼트: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 완전 링을 구성하도록 다른 다이와 조합될 수 있는 하나의 다이를 지칭한다. 이러한 설명에 사용되는 바와 같이, 링 세그먼트는 일반적으로 편평하며, 아치 형상으로 형성된다.

적층된: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 적어도 2개의 구성요소 층을 서로 근접하게 배치하여 층들 중 하나의 일 표면의 적어도 일부분이 제2 층의 제1 표면과 접촉하게 하는 것을 의미한다. 필름이 접착을 위해서든 다른 기능을 위해서든 간에 상기 필름을 통해 서로 접촉하는 2개의 층 사이에 존재할 수 있다.

기재 삽입물: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 에너지 공급원을 안과용 렌즈 내에서 지지할 수 있는 성형성 또는 강성 기재를 지칭한다. 기재 삽입물은 또한 하나 이상의 구성요소를 지지할 수 있다.

웨이퍼: 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 집적 회로 및 다른 마이크로장치의 제조에 사용되는, 규소 결정과 같은 반도체 재료의 얇은 슬라이스(slice)를 지칭한다. 웨이퍼는 웨이퍼 내에 그리고 웨이퍼 위에 구성되는 마이크로전자 장치를 위한 기재로서 역할하며, 많은 마이크로제조 공정 단계를 거친다.

장치

이제 도 1을 참조하면, 기능화된 층 삽입물(110)로서 형성된 적층된 층 기재 삽입물을 사용하여 완전하게 형성된 안과용 렌즈의 본 발명의 실시예의 3차원 표현이 항목 100으로 예시되어 있다. 이 표현은 장치 내측에 존재하는 상이한 층들을 구체화하기 위해 안과용 렌즈를 부분 절결된 상태로 도시한다. 본체 재료(120)가 기재 삽입물의 층들을 캡슐화하는 층의 단면으로 도시되어 있다. 본체 재료(120)는 안과용 렌즈의 전체 원주 내에 완전하게 포함되고 그 둘레로 연장한다. 실제 기능화 층 삽입물(110)은 전형적인 안과용 렌즈의 크기 제한 내에 여전히 속할 수 있는 완전 환상 링 또는 다른 형상을 포함할 수 있다.

층들(130, 131, 132)은 기능화된 층 삽입물(110)에서 발견될 수 있는 다양한 층들 중 3개를 예시한다. 단일 층이 특정 목적에 도움이 되는 구조적, 전기적 또는 물리적 특성을 가진 부분들과 능동형 및 수동형 구성요소들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

층(130)은 예를 들어 층(130) 내의 배터리, 커패시터 및 수신기 중 하나 이상과 같은 동력화 공급원을 선택적으로 포함할 수 있다. 그러면, 항목 131은, 비제한적인 예시적인 관점에서, 능동형 렌즈 삽입물(140)을 위한 작동 신호를 검출하는 층 내의 마이크로회로를 포함할 수 있다. 외부 공급원으로부터 전력을 수신할 수 있고, 배터리 층(130)을 충전할 수 있으며, 렌즈가 충전 환경에 있지 않을 때 층(130)으로부터의 배터리 전력의 사용을 제어할 수 있는 전력 조정 층(132)이 포함될 수 있다. 전력 조정 층(132)은 또한 기능화된 층 삽입물(110)의 중심 환상 절결부 내의 예시적인 능동형 렌즈 삽입물(140)로의 신호를 제어할 수 있다.

일반적으로, 기능화된 층 삽입물(110)은 에너지 공급원을 렌즈를 형성하는 데 사용되는 금형 부분품에 대한 원하는 위치로 배치하는 자동화 장치(automation)를 통해 안과용 렌즈 내에 구현된다.

기능화된 층 삽입물(110) 내에 130, 131 및 132와 같은 층을 형성하는 데 사용될 수 있는 다이의 크기, 형상, 및 적층 구조는 도 2, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 몇몇 인자에 의해 영향을 받는다.

도 2는 기능화된 층 삽입물의 설계에 대한 렌즈 형상의 영향을 예시한다. 안과용 렌즈의 기부 곡선, 직경, 및 두께가 포함되는 기능화된 층 삽입물의 최대 크기 및 형상을 한정한다. 도 2는 일례로서, 상이한 기부 곡선들의 영향을 도시한다. 항목 200A는, 더 편평한 항목 200B로 도시된 안과용 렌즈(205B)보다 큰 곡률을 가진 안과용 렌즈(205A)의 일부분의 단면도를 도시한다. 더 편평한 렌즈(205B)는, 더 큰 기부 곡률을 가진 렌즈(205A) 내에 맞춰지는 기능화된 층 삽입물(201A)의 더 좁은 폭(202A)과 비교할 때, 더 큰 폭(202B)의 기능화된 층 삽입물(201B)을 수용할 수 있다. 더 작은 직경의 렌즈(203A가 렌즈 직경을 나타냄)가 기능화된 층 삽입물의 폭을 제한할 것인 반면에, 더 큰 직경을 가진 렌즈는 더 넓은 기능화된 층 삽입물을 수용할 것임이 명백할 것이다. 유사하게, 더 작은 두께의 렌즈(204A가 렌즈 두께를 나타냄)가 기능화된 층 삽입물 내의 층들의 수 및 기능화된 층 삽입물의 폭을 제한할 것인 반면에, 더 두꺼운 렌즈가 더 많은 층들 및 더 큰 폭의 층들을 지지할 수도 있다.

도 3은 기능화된 층 삽입물의 설계에 대한 캡슐화 파라미터의 영향을 예시한다. 비제한적인 예로서, 다이의 에지와 렌즈의 외부 에지 사이에서 최소 100 마이크로미터 두께를 유지하는 것과 같은 캡슐화 파라미터는 기능화된 층 삽입물의 크기 및 형상, 그리고 그에 따라 개별 층들의 크기 및 형상에 영향을 준다. 항목 300A는 기능화된 층 삽입물(301A) 및 캡슐화 경계부(303A)를 가진 안과용 렌즈(305A)의 일부분의 단면도를 도시한다. 항목 300B에 도시된 안과용 렌즈(305B)는 기능화된 층 삽입물(301B), 및 더 좁은 경계부(303A)와 비교할 때 상대적으로 더 넓은 캡슐화 경계부(303B)를 포함한다. 더 넓은 캡슐화 경계부(303B)는, 폭(302A)을 가진 기능화된 층 삽입물(301A)과 비교할 때, 기능화된 층 삽입물(301B)의 폭(302B)이 더 좁을 것을 필요로 함을 알 수 있다.

기능화된 층 삽입물의 설계에 대한 기능성 층 두께의 영향이 도 4에 도시되어 있다. 항목 400A는 예를 들어 기능성 층들 사이의 절연 층들과 같은 재료를 가진 3개의 층을 포함하는 기능화된 층 삽입물(401A)을 가진 안과용 렌즈(405A)의 일부분의 단면도를 나타낸다. 기능화된 층 삽입물은 3개보다 많거나 적은 층을 포함할 수 있다. 항목 400B에 도시된 안과용 렌즈(405B)는, 더 얇은 기능화된 층 삽입물(401A) 내의 층들(402A)과 비교할 때, 상대적으로 더 두꺼운 층들(402B)을 가진 기능화된 층 삽입물(401B)을 포함한다. 이들 2가지 예에서의 렌즈 곡률은 하부 층들(402A, 402B)의 폭이 동일하게 유지되는 것을 허용한다. 그러나, 401A와 비교할 때 증가된 기능화된 층 삽입물(401B)의 높이는 렌즈 곡률과 조합되어, 상부 층(402A)의 폭이 제한되게 한다는 것을 알 수 있다. 각각의 기능성 층의 두께는 요구되는 렌즈 및 캡슐화 파라미터 내에 맞춰질 기능성 층 폭과 같은 다른 치수에 영향을 준다. 기능화된 층 삽입물 내의 더 두꺼운 층들은 렌즈 기하학적 형상의 한계 내에서 유지되도록 폭과 같은 다른 치수에서 더 제한될 것이다.

도시된 예는 온전한 링형 다이로서 형성되는, 링의 형상인 기능화된 층 삽입물을 포함한다.

완전 링 레이아웃(Layout)

이제 도 5a를 참조하면, 중심 절결부(503A)를 가진 완전 링 다이(502A)를 포함하는 레이아웃을 가진 20.3 cm (8-인치) 웨이퍼(501A)의 배면도가 도시되어 있다. 이 도면은 각각의 완전 링 다이(502A)에 대해 요구되는 면적을 도시하지만, 단지 하나의 완전 링 다이(502A)에 대한 중심 절결부(503A)의 예를 예시한다. 완전 링 다이(502A)는 링들 사이에 적어도 다이싱 스트리트 폭 간격을 갖고서 서로에 인접하게 위치된다. 가장 효율적인 레이아웃은 웨이퍼의 원주 둘레의 동심 원들로 배열되는 완전 링 다이(502A)를 포함한다. 이러한 설계에서, 개별 완전 링 다이(502A) 사이의 상당한 면적뿐만 아니라, 각각의 링의 중심 절결부(503A) 부분이 사용가능하지 않다. 완전 링 다이(501A)를 포함하는 레이아웃은 웨이퍼의 비효율적인 이용을 야기하여, 255개의 완전 링을 생성하고 웨이퍼 재료의 단지 25.9%만을 이용하게 된다.

이제 도 5b를 참조하면, 중심 절결부(503B)를 가진 완전 링 다이(502B)의 확대된 배면도가 도시되어 있다. 중심 절결부(503B)가 제거된 때, 완전 링 다이(502B)는 외주연부(504B) 및 내주연부(505B)에 의해 한정된다. 중심 절결부(503B)는 웨이퍼 상에 생성된 각각의 완전 링 다이(502B)로부터 제거된 후에 사용가능하지 않으며, 따라서 버려지는 재료이다.

결론

상기된 그리고 이하의 특허청구범위에 의해 추가로 한정되는 바와 같은 설명은 안과용 렌즈 내로의 통합을 위해, 기능성 층 삽입물 내의 기능화된 층들을 구성하는 링들에 대한 다양한 설계를 제공한다.

Claims

안과용 렌즈를 위한 능동형 렌즈 삽입물(active lens insert)로서,
전기적 및 논리적 기능성 중 하나 또는 둘 모두를 가진 환상형 완전 링 기재 층(annular shaped full ring substrate layer)들로서, 상기 환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 상기 안과용 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께에 기초하는, 상기 환상형 완전 링 기재 층들; 및
기재 층들 사이의 전기적 상호접속부들을 포함하며,
상기 능동형 렌즈 삽입물은 성형된 안과용 렌즈의 본체 재료(body material) 내에서의 접합을 위해 하나 이상의 재료로 캡슐화되는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항에 있어서, 상기 기재 기능성 층들은 절연 층들에 접착되어 적층된 특징부를 형성하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 환상형 완전 링 기재 층들은 웨이퍼(wafer)로부터 절단되는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 환상형 기재 층들 각각의 상기 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 기부 곡선(base curve)에 추가로 기초하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환상형 기재 층들 각각의 상기 크기, 형상 및 적층 구조는 안과용 렌즈의 직경에 추가로 기초하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환상형 기재 층들 각각의 상기 크기, 형상 및 적층 구조는 상기 능동형 렌즈 삽입물의 캡슐화 파라미터(encapsulation parameter)에 추가로 기초하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 캡슐화하는 생체적합성 중합체를 추가로 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제7항에 있어서, 상기 캡슐화를 위한 생체적합성 중합체는 폴리실리콘계 중합체인, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물의 상기 캡슐화는 기재 층의 에지와 렌즈의 외부 에지 사이의 최소 두께를 약 150 ㎛ 미만의 두께로 유지하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물은 3개 이상의 환상형 기재 층을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물은 완전 링 환상 형상을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물의 상기 기재 층들 중 하나 이상은 하나 이상의 개별적으로 기능화된 층을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제12항에 있어서, 상기 개별적으로 기능화된 층들 중 하나 이상은 안테나(antenna)로서 기능하는 금속성 층을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제10항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물의 상기 기재 층들 중 하나 이상은 동력화 공급원(energization source)을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제10항 또는 제14항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물의 상기 기재 층들 중 하나 이상은 전력 조정 공급원(power regulation source)을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제15항에 있어서, 상기 전력 조정 공급원은 전기화학 전지(electrochemical cell)로부터의 전류 흐름을 제어할 수 있는 전자 마이크로회로를 가진 적어도 하나의 반도체 층을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제16항에 있어서, 상기 전자 마이크로회로는 상기 안과용 렌즈 내의 전기활성 렌즈 구성요소(electroactive lens component)에 전기적으로 접속되는, 능동형 렌즈 삽입물.
제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 하나 이상의 기재 층의 전력 조정 공급원은 외부 공급원으로부터 전력을 수신할 수 있는, 능동형 렌즈 삽입물.
제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 기재 층의 전력 조정 공급원은 배터리 층을 충전할 수 있는, 능동형 렌즈 삽입물.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 기재 층의 전력 조정 공급원은 상기 안과용 렌즈가 충전 환경에 있지 않을 때 전력의 사용을 제어할 수 있는, 능동형 렌즈 삽입물.
제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 기재 층의 전력 조정 공급원은 상기 안과용 렌즈가 충전 환경에 있을 때 전력의 사용을 제어할 수 있는, 능동형 렌즈 삽입물.
제10항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 능동형 렌즈 삽입물의 상기 기재 층들 중 하나 이상은 고체 에너지 공급원(solid state energy source)을 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재 층들 중 하나 이상은 상기 능동형 렌즈 삽입물을 위한 작동 신호를 검출하기 위한 마이크로회로를 포함하는, 능동형 렌즈 삽입물.
안과용 렌즈를 위한 능동형 렌즈 삽입물을 형성하는 방법으로서,
전기적 및 논리적 기능성 중 하나 또는 둘 모두를 가진 환상형 완전 링 기재 층들을 형성하는 단계로서, 상기 환상형 기재 층들 각각의 크기, 형상 및 적층 구조는 상기 안과용 렌즈의 광학 구역 둘레의 두께에 기초하는, 상기 형성하는 단계;
기재 층들 사이의 전기적 상호접속부들을 형성하는 단계; 및
성형된 안과용 렌즈의 본체 재료 내에서의 접합을 위해 하나 이상의 재료로 상기 능동형 렌즈 삽입물을 캡슐화하는 단계를 포함하는, 방법.