KR20180042850A - 일렉트로크로믹 셀을 포함하는 안과용 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 곡선의 내부면들(4a, 5a)을 갖고 곡선의 내부면들(4a, 5a) 사이에 일렉트로크로믹 조성(7)으로 충전되는 폐쇄된 리세스(6)를 한정하는 적어도 2개의 투명층(4, 5)을 포함하는 일렉트로크로믹 셀(3)을 포함하는 안과용 디바이스(1)에 관한 것으로, 리세스(6)는 접착제 재료(20)로 만들어진 시일링 개스킷(11)에 의해 주변에 한정되며, 시일링 개스킷(11)은 함께 조립되는 2개의 투명층(4, 5)을 유지하는데 적절하다.
Description
본 발명은 일렉트로크로믹 셀을 포함하는 안과용 디바이스 및 그러한 셀을 조립하는 프로세스에 관한 것이다.
일렉트로크로믹 셀은 2개의 편평한 투명 외부층, 예를 들어 투명 전기 전도성 코팅이 구조체의 내부면 상에 증착되는 유기 또는 무기 재료로 구성되는 2개의 표면을 포함하는 구조체를 전형적으로 갖는다. 일렉트로크로믹 조성은 2개의 전기 전도성 코팅 사이에 형성되는 공동을 충전한다. 따라서, 전기 전도성 코팅 사이에 전계를 인가함으로써 셀의 광 투과값을 달리하는 것이 가능하다.
2개의 투명 외부층의 지지 및 공동의 시일링이 주변 시일에 의해 달성된다.
함께 2개의 투명층의 만족스러운 지지 그리고 또한 일렉트로크로믹 셀의 충분한 강성을 보장하기 위해 큰 폭을 갖는 시일을 사용하는 것이 알려져 있다.
그러나, 큰 폭의 주변 시일은 안과용 디바이스의 경우에 문제가 있는 것으로 판명될 수 있으며, 이러한 감행은 셀의 유효 필드의 감소 그리고 착용자의 시각적 편안함을 저하시키는 것을 야기한다.
2개의 투명 외부층 사이의 일정한 이격을 보장하기 위해, 공동의 중심에 이격 요소를 배치하는 것이 또한 알려져 있다. 이러한 이격 요소는 그 때 2개의 외부층과 접촉하고 따라서, 셀의 공동을 형성하는 2개의 외부층 사이의 안정된 두께를 유지하는 것을 가능하게 한다.
그러나, 그러한 이격 요소는 디바이스의 착용자에 의해 눈에 보이고, 백색 스팟 또는 산란하는 스팟의 크기가 수 마이크로미터보다 더 클 때, 특히 보기 안좋은 것으로 판명될 수 있고 착용자의 시야를 방해할 수 있는 셀의 중간에서의 백색 스팟 또는 산란하는 스팟의 출현을 특히 야기할 수 있다.
본 발명은 앞서 개시된 결점들을 적어도 부분적으로 해결하는 것을 목적으로 하고, 보다 상세하게는, 양호한 기계 강도를 갖고 특히 좁은 폭의 시일을 포함하는 일렉트로크로믹 셀을 얻는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명은 곡선의 내부면들 사이에서 일렉트로크로믹 조성에 의해 충전되는 시일링된 공동의 범위를 정하는 곡선의 내부면들을 갖는 적어도 2개의 투명층을 포함하는 일렉트로크로믹 셀을 포함하는 안과용 디바이스에 관한 것으로, 공동은 가교된 접착제 재료로부터 형성되는 시일에 의해 주변에서 범위가 정해지며, 시일은 서로와 조립되는 2개의 투명층을 지지하는데 적절하다.
그러한 곡선이고 편평하지 않은 내부면들을 갖는 투명층들로부터 형성되는 셀은 더 양호한 강성을 갖고 셀(3)이 장착될 수 있는 프레임의 형상들에 더 양호하게 적응하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 일렉트로크로믹 셀은 제어된 폭의 시일을 사용하면서, 충분히 고형이다. 또한, 셀의 중심에 이격 요소들을 배치하는 것을 피하는 것이 가능하다.
이는 또한 일렉트로크로믹 조성으로 충전되는 공동의 누설 방지를 보장하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 투명층들은 공동의 일렉트로크로믹 조성으로, 디바이스의 착용자의 안과 처방을 충족시키는 안과용 렌즈들이다.
일 실시예에 따르면, 시일은 40 마이크로미터와 200 마이크로미터 사이의 높이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 시일은 양이온으로 개시된 에폭시 수지로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 시일은 시일에 의해 조립되고 공동을 형성하는 2개의 투명층 사이의 갭을 확실하게 하는데 적절한 이격 요소들을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 공동은 투명층들의 2개의 내부면 사이에 일정한 두께를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 공동은 투명층들의 2개의 내부면 사이에 가변의 두께를 갖는다. 이는 셀 내의 투과 구배를 달성하거나 전기 전도성 코팅들의 부분 상의 낮은 전도성을 보정하는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 투명층들의 내부면들은 각각 전도성 코팅에 의해 완전히 커버된다.
일 실시예에 따르면, 내부면들 각각의 전도성 코팅은 인듐 주석 산화물(ITO)로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 연결 요소는 투명층들 각각의 도처의 주변에 위치되고 전도성 코팅들 각각에 전기적 연결되며, 시일은 누설 밀봉 방식으로 공동으로부터 연결 요소들 각각을 격리시키도록 위치된다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 연결 요소들 사이에 위치되고 연결 요소들 각각에 전기적 연결되는 제어 회로를 포함하며, 시일은 누설 밀봉 방식으로 공동으로부터 제어 회로를 격리시키도록 위치된다.
일 실시예에 따르면, 디바이스는 셀의 주변에 위치되는 제1 단부를 포함하고 연결 요소들 각각에 전기적 연결되는 전도성 매개 요소를 포함하며, 전도성 매개 요소는 제어 회로에 전기적 연결되는 제2 단부를 포함하며, 시일은 누설 밀봉 방식으로 전도성 매개 요소 및 공동을 격리시키도록 위치된다.
본 발명 또한 2개의 투명층을 포함하는 안과용 디바이스의 일렉트로크로믹 셀을 조립하는 프로세스에 관한 것으로, 투명층들은 곡선의 내부면들 사이에서 일렉트로크로믹 조성에 의해 충전되도록 의도되는 시일링된 공동의 범위를 정하는 곡선의 내부면들을 포함하며, 공동은 접착제 재료로부터 형성되는 시일에 의해 주변에서 범위가 정해지며, 시일은 서로와 조립되는 2개의 투명층을 지지하는데 적절하며, 프로세스는 투명층들 중 하나의 내부면의 주변 상에 접착제 재료를 증착시키는 단계, 공동을 형성하도록 지지 디바이스에 의해 2개의 투명층의 내부면들을 조립하는 단계; 및 시일을 형성하도록 광에의 노출 처리 및/또는 열처리에 의해 접착제 재료를 가교시키는 단계로 구성되는 단계들을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 광에의 노출 처리는 가시 광선 또는 자외선 광처리이다.
일 실시예에 따르면, 증착 단계에서, 접착제 재료는 2개의 투명층의 내부면들이 조립되면, 공동으로 통하는 접착제 재료에서의 적어도 하나의 충전 개구부를 형성하기 위해 투명층들 중 하나의 내부면의 주변 상에 부분적으로 증착되고; 2개의 투명층의 내부면들을 조립한 후에, 공동은 충전 개구부를 통해 일렉트로크로믹 조성으로 충전되고; 충전 후에, 충전 개구부는 막혀지며 그 다음 시일을 형성하는 접착제 재료로 커버된다.
본 발명의 내용에 포함됨.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들이 첨부 도면들을 참조하는 이하의 상세한 설명에서 명백해질 것이다:
- 도 1은 본 발명에 따른 안과용 디바이스의 사시도이다.
- 도 2a는 도 1에서의 일렉트로크로믹 셀의 정면도이다.
- 도 2b는 도 2a의 IIB-IIB 평면에서의 개략 단면도이다.
- 도 3은 전도성 매개 요소에 의해 제어 회로에 연결되는 일렉트로크로믹 셀의 정면도이다.
- 도 4는 제어 회로가 2개의 연결 요소 사이에 직접 위치되는 일렉트로크로믹 셀의 개략 단면도이다.
- 도 5는 본 발명에 따른 조립 프로세스의 다양한 단계의 개략도이다.
- 도 6은 조립 프로세스의 증착 단계 동안 투명층 상에 증착되는 접착제 재료의 개략도이다.
- 도 7은 조립 프로세스의 조립 단계 동안 지지 디바이스에 의해 지지되는 2개의 투명층의 측면도이다.
도면들에서, 다양한 실시예에 공통된 구조적이고/이거나 기능적인 요소들이 동일한 참조들을 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 따라서 달리 언급되지 않는다면, 그러한 요소들은 동일한 구조적, 치수적 및 재료 특성들을 갖는다.
- 도 1은 본 발명에 따른 안과용 디바이스의 사시도이다.
- 도 2a는 도 1에서의 일렉트로크로믹 셀의 정면도이다.
- 도 2b는 도 2a의 IIB-IIB 평면에서의 개략 단면도이다.
- 도 3은 전도성 매개 요소에 의해 제어 회로에 연결되는 일렉트로크로믹 셀의 정면도이다.
- 도 4는 제어 회로가 2개의 연결 요소 사이에 직접 위치되는 일렉트로크로믹 셀의 개략 단면도이다.
- 도 5는 본 발명에 따른 조립 프로세스의 다양한 단계의 개략도이다.
- 도 6은 조립 프로세스의 증착 단계 동안 투명층 상에 증착되는 접착제 재료의 개략도이다.
- 도 7은 조립 프로세스의 조립 단계 동안 지지 디바이스에 의해 지지되는 2개의 투명층의 측면도이다.
도면들에서, 다양한 실시예에 공통된 구조적이고/이거나 기능적인 요소들이 동일한 참조들을 가질 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 따라서 달리 언급되지 않는다면, 그러한 요소들은 동일한 구조적, 치수적 및 재료 특성들을 갖는다.
명확성을 위해, 설명하는 실시예들을 이해하는데 유용한 요소들만이 나타내어졌고 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 안과용 디바이스(1)를 나타낸다.
도 1에 나타내어지는 실시예에 따르면, 안과용 디바이스(1)는 2개의 일렉트로크로믹 셀(3a, 3b)이 장착되는 프레임(2)을 포함한다.
도 2b에 나타내어지는 바와 같이, 일렉트로크로믹 셀(3)은 2개의 투명층(4, 5) 사이에서 일렉트로크로믹 조성(7)에 의해 충전되도록 의도되는 공동(6)의 범위를 정하는, 유리하게는 전도성이지 않은 2개의 투명층(4, 5)을 포함한다. 일렉트로크로믹 조성은 예를 들어, 프로필렌 카보네이트와 같은 용제, 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 증점제, 1,1'-비스(3-(테르트-부틸)페닐)[4,4'-비피리딘]-1,1'-디윰 비스(테트라플루오로보레이트) 및 1,1'-비스(3-(테르트-부틸)페닐)-[4,4'-비피리딘]-1,1'-디윰 비스(테트라플루오로보레이트)와 같은 산화제들, 10-메틸페노티아진(MePhtz)과 같은 환원제, 및 테트라-n-부틸암모늄 테트라플루오로보레이트(TBA BF4 -)와 같은 전해질을 포함하는 용액일 수 있다.
따라서, 각각의 투명층(4, 5)은 내부면(4a, 5a) 및 외부면(4b, 5b)을 포함한다. 따라서, “내부”란 용어는 보다 상세하게는 셀(3)의 공동(6)의 범위를 정하는 면들(4a, 5a)을 나타내고, “외부”란 용어는 보다 상세하게는 공동(6) 외측의 면들(4b, 5b)을 나타낸다. 따라서, 공동(6)은 2개의 내부면(4a, 5a) 사이에 두께(e)를 갖는다.
투명층들(4, 5)은 유기 또는 무기 재료로 구성되는 층들일 수 있다. 투명층들(4, 5)은 자외선 방사선을 필터링하도록, 특히 예를 들어, 420 ㎚ 미만의 파장들을 흡수하도록 선택될 수도 있다. 일반적으로, 투명층들(4, 5)의 재료, 또는 투명층들(4, 5)의 내부(4a, 5a) 및/또는 외부(4b, 5b)면들의 처리는 색상화된 반사들을 가능하게 하는 것, 미러 효과, 청색 광에 대한 보호 또는 적외선 방사선에 대한 보호와 같은 유리한 특징들을 이러한 목록이 제한적이지 않고, 투명층들(4, 5)이 갖는 것을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명층들(4, 5)은 색상화되거나/되고, 광색성이거나/이고, 분극화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명층들(4, 5)은 투명층들(4, 5)의 기계 강도를 증가시키기 위해 강화된 재료로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 투명층들(4, 5)은 50 마이크로미터와 2000 마이크로미터 사이, 또는 심지어 300 마이크로미터와 1000 마이크로미터 사이의 두께를 갖는다.
투명층들(4, 5)은 예를 들어, 구형 쉘들이고, 특히, 주변 에지(8)에 의해 범위가 정해지는 회전 타원체 또는 난형 형상을 가질 수 있다. 특히, 투명층들(4, 5)은 바람직하게는 공동(6)의 일렉트로크로믹 조성(7)으로, 안과용 디바이스(1)의 착용자의 안과 처방을 충족시키는 안과용 렌즈들이다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 내부면(4a, 5a), 특히 투명층들(4, 5)의 내부면들(4a, 5a) 둘 다는 곡선이며, 즉 이들은 비제로 곡률을 갖는다. 예를 들어, 투명층들(4, 5)의 내부면들(4a, 5a)은 각각 오목하거나 볼록할 수 있다. 더욱이, 투명층들(4, 5)의 외부면들(4b, 5b)은 곡선이고, 특히 오목하거나 볼록할 수도 있다.
투명층들(4, 5) 각각의 내부면(4a, 5a)은 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 완전히, 전기 전도성 코팅(9, 10)에 의해 커버된다. 전기 전도성 코팅(9, 10)은 예를 들어, 유기 또는 무기 투명 전도성 재료, 예를 들어 투명 전도성 산화물(TCO)로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 인듐 주석 산화물(ITO)이 사용된다. 전기 전도성 코팅(9, 10)은 IMI(ITO, 금속, ITO), GZO, AZO, FTO, SWNT(탄소 나노튜브), 그래핀, 은 와이어 또는 PEDOT 재료로 형성될 수도 있다.
셀(3), 그리고 특히 2개의 투명층(4, 5)은 주변 시일(11)에 의해 함께 유지된다. 따라서, 시일(11)은 공동(6)을 완전히 둘러싼다. 시일(11)은 셀(3)의 충분한 두께(e), 그리고 또한 투명층들(4, 5) 각각의 전기 전도성 코팅들(9, 10) 사이의 직접적 접촉의 결여를 보장하는 것을 가능하게 한다.
시일(11)은 특히 셀(3)을 조립한 후에, 수십 마이크로미터와 수백 마이크로미터 사이, 바람직하게는 40 마이크로미터와 200 마이크로미터 사이, 또는 보다 더 상세하게는 80 마이크로미터와 160 마이크로미터 사이, 또는 더욱 보다 더 상세하게는 90 마이크로미터와 150 마이크로미터 사이의 높이(h)를 갖는다. 예로서, 시일(11)의 높이(h)는 대략 110 마이크로미터와 동일할 수 있다. 이러한 높이(h)는 투명층들(4, 5)의 주변 에지들(8), 특히 내부면들(4a, 5a)의 주변 에지들의 근처의 공동(6)의 두께(e)에 상응한다.
보다 상세하게는, 도 2b에 나타내어지는 바와 같은 시일(11)의 높이(h)는 후술할 것인 바와 같이 연결 요소들(9, 10) 상에 증착되지 않는 시일(11)에 상응한다. 그러나, 시일(11)이 특히 부분적으로, 연결 요소들(9, 10) 상에 증착되는 일 실시예에서, 높이(h)는 시일(11)의 높이 및 함께 취해지는 연결 요소들(9, 10)의 높이에 상응한다.
더욱이, 시일(11)의 폭(L)은 바람직하게는 1000 마이크로미터 미만이거나, 심지어 800 마이크로미터 미만이다. 따라서, 안과용 디바이스가 프레임에 설치될 때, 시일은 눈에 보이지 않을 것이고 착용자의 시계 또는 안과용 디바이스의 유용한 영역을 제한하지 않을 것이다.
“폭”이란 용어는 투명층들(4, 5)의 내부면들(4a, 5a)에 실질적으로 평행한 평면으로 연장되는 요소의 크기를 나타낸다. “높이” 또는 “두께”란 용어는 투명층들(4, 5)의 내부면들(4a, 5a)에 실질적으로 가로지르는 방향으로 연장되는 요소의 크기를 나타낸다.
시일(11)은 2개의 투명층(4, 5) 사이의 점착을 유지하는 접착제 재료(20)로 만들어진다.
일 실시예에 따르면, 접착제 재료(20)는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 시아노아크릴레이트, 에폭시드, 폴리우레탄 또는 실리콘 글루일 수 있다. 바람직하게는, 접착제 재료(20)는 특히, 양이온 에폭시, 에폭시-아민, 에폭시-무수물 또는 옥심 실리콘 글루이다.
접착제 재료(20)는 바람직하게는 광 및/또는 열 중합 가능 수지이다. 접착제 재료(20)는 특히, 양이온으로 개시된 에폭시 수지이다. 그러한 수지는 후술할 것인 바와 같이 광에의 노출 및/또는 열 가열에 의해 가교될 수 있다. 충전된 에폭시 수지는 가교되면, 양호한 기계 강도를 갖는 시일(11)을 얻는 것을 가능하게 한다. 더욱이, 따라서 얻어지는 시일(11)은 수밀이고 기밀이다.
일 실시예에 따르면, 접착제 재료(20)는 일렉트로크로믹 조성(7)에 대하여 적합하거나, 불활성이며, 즉 일렉트로크로믹 조성(7)의 화학 상호 작용 또는 열화를 유발시키지 않는다.
일 실시예에 따르면, 접착제 재료(20)는 글래스 비드들 또는 중합체 비드들과 같은 이격 요소들(12)을 포함한다. 이격 요소들(12)은 전기적으로 격리한다. 특히, 접착제 재료(20)의 이격 요소들(12)은 투명층들의 내부면들(4a, 5a) 각각과 접촉한다. 따라서, 이격 요소들(12)은 시일(11)의 높이(h)를 한정하고 제어하고 그러므로, 공동(6)의 충분한 두께(e)를 얻는 것을 가능하게 한다.
일 실시예에 따르면, 접착제 재료(20)는 또한 요변성제를 포함한다. 그러한 요변성제는 투명층들(4, 5) 중 하나 상에 증착되는 접착제 재료(20)의 양을 제어함으로써 시일(11)의 형상을 최적화하는 것을 가능하게 한다.
요변성제는 시일(11)의 높이(h)와 폭(L) 사이의 만족스러운 비율을 얻는 것을 특히 가능하게 한다. 따라서, 시일(11)의 폭(L)을 최소화하면서, 충분한 두께(e)를 갖는 공동(6)을 얻는 것이 가능하다. 이는 시일(11)의 폭(L)의 상당한 증가를 야기할 투명층 상의 접착제 재료(20)의 증착 동안의 에지 효과, 즉 접착제 재료(20)의 국부적 확산을 피하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 도 2b에 나타내어지는 바와 같이, 시일은 투명층들(4, 5)의 내부면들(4a, 5a)에 수직으로 연장된다.
더욱이, 요변성제는 시일의 높이(h)와 폭(L) 사이의 비율을 제어하면서, 곡선면들 상에 시일을 증착시키는 것을 가능하게 한다. 따라서, 시일의 단면(높이(h) 및 폭(L))은 시일의 유동학의 제어가 시일이 확산되거나 슬럼핑(slumping)하는 것을 방지하고 누설 방지 또는 심미적 결함들을 야기하지 않으므로, 시일이 곡선면 상의 복잡한 선을 따라 증착되더라도 실질적으로 일정하게 유지된다.
투명층들(4, 5) 각각의 전기 전도성 코팅들(9, 10)은 서로와 직접적 접촉하지 않고 도 1에 나타내어지는 바와 같은 배터리와 같은 외부 전원(13)에 전기적 연결되도록 의도되는 전극들을 형성한다.
이를 위해, 특히 금속인 (또한 “버스”로 지칭되는) 연결 요소(14, 15)가 각각의 전도성 코팅(9, 10)과 직접적 접촉하는 투명층들(4, 5) 각각의 주변에 증착될 수 있다. 연결 요소들(14, 15) 각각은 연결 요소들(14, 15) 각각의 주변 에지(8)에서 그리고 특히 셀(3)의 에지면에서 각각의 투명층(4, 5)을 부분적으로 그리고 특히 완전히 둘러싼다. 연결 요소들(14, 15) 각각은 특히 투명층들(4, 5) 각각의 주변 에지(8)에 위치되어, 특히 투명층들(4, 5) 각각의 주위에 등전위를 형성한다. 연결 요소들(14, 15)은 예를 들어, 구리, 금, 은 또는 니켈로 구성된다. 바람직하게는, 연결 요소들(14, 15)은 일렉트로크로믹 조성(7)과 상호 작용하지 않도록 그리고 연결 요소들(14, 15)의 부식을 방지하기 위해 부동태화된다.
연결 요소들(14, 15) 각각은 셀(3)에 의해 형성되는 공동(6) 외부에 위치되고 그러므로, 공동(6)을 충전하는 일렉트로크로믹 조성(7)과 접촉하지 않는다. 일 변형예로서, 시일(11)은 연결 요소들(14, 15)을 적어도 부분적으로 커버할 수 있다.
시일(11)은 공동(6)과 연결 요소들(14, 15) 각각 사이에 위치된다. 즉, 시일(11)의 둘레는 각각의 연결 요소(14, 15)의 둘레보다 더 작다. 따라서, 연결 요소들(14, 15) 각각은 셀(3)의 임의의 국부적 오작동을 방지하기 위해 일렉트로크로믹 조성(7)으로부터 격리되며, 특히 전기적으로 격리된다.
각각의 연결 요소(14, 15)는 바람직하게는 500 마이크로미터와 800 마이크로미터 사이의 폭을 갖는다. 각각의 연결 요소(14, 15)는 또한 바람직하게는 0.5 마이크로미터와 30 마이크로미터 사이, 바람직하게는 1 마이크로미터와 15 마이크로미터 사이, 더욱 보다 바람직하게는 1 마이크로미터와 5 마이크로미터 사이의 높이를 갖는다. 2개의 연결 요소(14, 15)의 총두께는 필연적으로 셀(3)의 두께(e) 미만이어서, 이러한 2개의 연결 요소(14 및 15)는 서로와 접촉하지 않는다.
셀(3)의 전기 작동을 보장하기 위해, 각각의 연결 요소(14, 15)는 제어 회로(16)에 전기적 연결된다. 제어 회로(16)는 예를 들어, 셀(3)의 스위치 온, 턴 오프 및/또는 투과 레벨을 제어하는 것을 가능하게 하는 마이크로제어기가 구비되는 소형화된 전자 제어 보드이다.
예를 들어, 도 4에 나타내어지는 일 실시예에 따르면, 제어 회로(16)는 2개의 연결 요소(14, 15) 사이에 직접 위치된다. 시일(11)은 그 때 이러한 제어 회로(16)와 접촉하지 않고 이러한 제어 회로(16)와 간섭하지 않는다. 제어 회로(16)는 각각이 특히 직접 접촉, 또는 전도성 글루 또는 전도성 접착제의 도움으로 연결 요소(14, 15)와 전기적 연결되는 2개의 면(16a, 16b)을 또한 포함한다. 이러한 실시예에 따르면, 제어 회로(16)의 2개의 면(16a, 16b) 사이의 제어 회로(16)의 높이는 그 때 연결 요소들(14, 15)의 두께에서 셀(3)의 공동의 두께(e)를 뺀 것과 동일하다.
다른 실시예에 따르면, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 제어 회로(16)는 2개의 연결 요소(14, 15) 사이에 직접 위치되지 않는다. 안과용 디바이스(1)는 그 때 (또한 “플렉스(flex)”로 지칭되는) 전도성 매개 요소(17)를 포함한다. 전도성 매개 요소(17)는 바람직하게는 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 안과용 디바이스(1)의 프레임(2)의 코 또는 관자놀이측 상에 위치된다.
이러한 실시예에 따르면, 전도성 매개 요소(17)는 제1 단부(17a)에서 연결 요소들(14, 15) 각각에 독립적으로 전기적 연결된다. 전도성 매개 요소(17)는 연결 요소들(9, 10) 각각의 비교적 광범위한 표면과 접촉할 수 있다. 이러한 실시예에 따르면, 전도성 매개 요소(17)는 예를 들어, 셀(3)과 전도성 매개 요소(17)의 조립을 용이하게 하기 위해 투명층들(4, 5)의 주변 에지(8)의 형상을 부분적으로 채용할 수 있다.
따라서, 전도성 매개 요소(17)는 투명층들(4, 5) 각각의 주변 에지(8)를 부분적으로 또는 완전히 둘러쌀 수 있다. 전도성 매개 요소(17)가 투명층들(4, 5)의 주변 에지들(8)을 완전히 둘러싸는 이러한 실시예에 따르면, 그 때 셀(3)이 연결 요소들(14, 15)을 포함하는 것이 필요하지 않으며, 전도성 매개 요소(17)는 연결 요소들(14, 15)로서의 역할을 한다.
따라서 일 변형예로서, 셀(3)은 특히, 상술한 코팅들(9, 10)이 충분히 전도성의 재료로 만들어질 때, 연결 요소들(14, 15)을 포함하지 않을 수 있다.
전도성 매개 요소(17)는 또한 제2 단부(17b)에서 제어 회로(16)에 전기적 연결되어 셀(3)의 작동이 제어되는 것을 가능하게 한다.
도 5에 개략적으로 나타내어지는 본 발명에 따른 셀(3)을 조립하는 프로세스를 후술한다.
첫째로, 2개의 투명층(4, 5)의 내부면들(4a, 5a) 상에서 전기 전도성 코팅(9, 10)에 의해 각각 커버되는 2개의 투명층(4, 5)이 제공된다.
연결 요소들(14 및 15)은 투명층들(4, 5) 및 특히 전기 전도성 코팅들(9, 10) 상에서 예를 들어, 증발 또는 전기 도금에 의해 사전에 증착될 수도 있다.
제1 증착 단계(S1)에서, 가교 가능 접착제 재료(20)가 투명층(4), 특히 투명층(4)의 내부면(4a)의 전도성 코팅(9) 상에 증착된다. 접착제 재료(20)는 투명층들(4, 5) 중 하나의 주변에, 특히 투명층들(4, 5) 중 하나의 주변 에지(8)의 근처에 증착된다. 접착제 재료(20), 특히 시일(11)은 그 때 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 셀(3)이 프레임에 장착될 때, 눈에 보이지 않는다.
도 6에 나타내어지는 바와 같이, 접착제 재료(20)는 보다 상세하게는 셀(3)이 조립되면, 공동(6)으로 통하는 접착제 재료(20)에서의 적어도 하나의 충전 개구부(19)를 형성하기 위해 투명층들(4) 중 하나의 내부면(4a)의 주변 상에 부분적으로 증착된다. 충전 개구부(19)는 디바이스(1)의 심미적 매력에 영향을 주지 않기 위해 셀(3)의 주변에 그리고 특히, 에지면 상에 위치된다.
접착제 재료(20)는 바람직하게는 예를 들어, “모이뉴(Moineau)” 펌프와 같은 점진적인 공동 펌프로 체적적으로 증착된다. 시일(11)의 높이(h)가 이격 요소들(12)의 높이에 의해 결정되므로, 따라서 증착되는 접착제 재료(20)의 체적 그리고 펌프와 접착제 재료(20)가 증착되는 투명층(4 또는 5) 사이의 상대 이동 속도를 제어함으로써 시일(11)의 폭(L)을 결정하는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 접착제 재료(20)를 증착시키는 단계(S1)는 예를 들어, 특히 표면들의 곡률, 그리고 특히 접착제 재료(20)가 증착되는 내부면(4a, 5a)의 곡률을 추종하는 다축 위치 선정 시스템, 특히 3축 로봇(도면들에 나타내어지지 않음)에 의해 자동적으로 수행된다.
접착제 재료(20)는 바람직하게는 2개의 투명층(4, 5) 중 하나만의 내부면(4a, 5a)을 커버하는 전도성 코팅(9, 10) 상에 증착된다. 대안적으로, 2개의 투명층(4, 5)의 전도성 코팅들(9, 10) 각각 상에 접착제 재료(20)를 증착시키도록 제공될 수 있다.
상술한 증착 단계(S1)에 대안적으로, 투명층(4) 상에 접착제 재료(20)를 증착시키기 위해 충전된 접착제 수지, 예를 들어 충전된 에폭시 수지의 필름을 사용하는 것이 가능하다. 필름은 우선 접착제 재료(20)의 스트립을 형성하기 위해, 특히 레이저에 의해 정확한 기하학적 구조로 절단된다. 접착제 재료(20)는 그 다음 투명층들(4, 5) 중 하나의 주변에, 특히 투명층들(4, 5) 중 하나의 주변 에지(8)의 근처에 정확하게 증착된다.
제2 조립 단계(S2)에서, 2개의 투명층(4, 5)이 조립되며, 2개의 투명층(4, 5)의 내부면들(4a, 5a)은 일렉트로크로믹 조성(7)으로 충전되도록 의도되는 공동(6)을 함께 형성하기 위해 서로에 대향하여 위치된다. 이러한 조립 단계는 수동으로 또는 자동적으로 수행될 수 있다.
이러한 조립 단계(S2) 동안, 전도성 매개 요소(17)가 필요한 경우, 셀(3)에 제공된다.
도 7에 나타내어지는 바와 같이, 셀(3)은 그 때 지지 디바이스(18)에 의해 지지된다. 예로서, 지지 디바이스(18)는 2개의 투명층(4, 5)의 외부면들(4b, 5b)과 접촉하는 복수의 시일 클램프(18a, 18b)를 포함할 수 있다. 2개의 투명층(4, 5) 사이에 압축 응력을 제공하기 위해 완전히 구형의 도구를 사용하는 것이 또한 가능하다. 일반적으로, 따라서 조립되는 2개의 투명층(4, 5)을 함께 붙드는 것을 가능하게 하는 임의의 디바이스를 사용하는 것이 가능하다.
제3 가교 단계(S3)에서, 접착제 재료(20)가 가교된다.
개시 페이즈(phase)에서, 접착제 재료(20)는 첫째로 광 노출 처리, 또는 포톤(photon) 처리를 거친다. 접착제 재료(20)는 바람직하게는 자외선 처리를 거친다. 대안적으로, 접착제 재료(20)는 바람직하게는 가시 광선 처리를 거친다. 접착제 재료(20)는 그 다음 고형화되며, 이격 요소들(12)이 그 때 접착제 재료(20)에 고정된다. 그 다음 지지 디바이스(18)를 제거하는 것이 가능하다.
접착제 재료(20)의 광에의 노출을 뒤따르는 유전 페이즈에서, 접착제 재료(20)는 또한 접착제 재료(20)를 열처리를 거치게 함으로써 가교된다. 이를 위해, 유리하게는 지지 디바이스(18)에 의해 지지되는 셀(3)은 예를 들어, 수 분과 수 시간 사이의 기간 동안 섭씨 60 도와 섭씨 180 도 사이의 온도로, 예를 들어, 대략 30 또는 60 분과 동일한 기간 동안 섭씨 110 또는 120 도로 오븐에 배치된다.
광에의 노출에 의해 그 다음 열처리에 의해 가교시키는 이러한 단계는 에지 효과의 출현을 방지하는 것을 가능하게 한다. 상세하게는, 그러한 에지 효과들은 접착제 재료(20)가 예를 들어, 열처리만을 거쳤다면, 실제로 나타날 가능성이 있을 것이다.
따라서 가교되는 접착제 재료(20)는 시일(11)을 형성한다.
공동(6)은 그 다음 시일(11)에 형성되는 충전 개구부(19)를 통해 일렉트로크로믹 조성(7)으로 충전된다. 공동(6)은 예를 들어, 진공 하에 배치함으로써, 모세관 작용에 의해 또는 주사에 의해 일렉트로크로믹 조성(7)에 의해 충전된다. 모세관 작용 또는 주사에 의한 충전의 경우에, 접착제 재료(20)는 그 때 특히 공동(6)의 충전 동안 공동(6)으로부터 공기의 배출을 가능하게 하기 위해 적어도 2개의 충전 개구부(19)를 포함한다.
충전 후에, 충전 개구부(19)는 글루, 예를 들어 1 또는 2성분 실리콘 글루로 뒷받침되어 막혀진다. 실리콘 글루는 일렉트로크로믹 조성에 대하여 불활성이도록 선택된다.
시일(11)을 형성하는데 사용되는 접착제 재료와 같은 접착제 재료(20)가 그 다음 바람직하게는 특히 공기에 대한 시일(11)의 누설 방지를 보장하기 위해 실리콘 글루 위에 다시 놓여진다. 일 변형예로서, 주변 시일(11)을 형성하는 접착제 재료(20)와 상이한 접착제 재료가 사용될 수도 있다.
일 변형예에 따르면, 공동(6)을 충전하는데 시일(11)에 형성되는 충전 개구부(19)가 사용되지 않는다. 이러한 변형예에 따르면, 셀(3)은 “액정 적하 주사” 프로세스에 의해 사전에 충전되었다. 이러한 프로세스에 따르면, 제어된 체적의 일렉트로크로믹 조성(7)의 드롭들이 조립 단계(S2) 이전에 그리고 접착제 재료(20)를 증착시키는 단계(S1) 후에 공동(6) 내부의 투명층(4)의 내부면(4a)을 통해 동질로 분배된다. 따라서 조립 동안, 셀(3)의 공동(6)은 일렉트로크로믹 조성(7)에 의해 이미 충전되었다.
따라서, 최종 조립된 셀(3)이 얻어진다.
조립 프로세스로 말미암아, 셀의 유효 필드로 진입하고 사용자가 눈에 보이지 않기에 충분히 작은 폭(L)을 갖는 시일(11)이 얻어진다.
시일(11)의 높이(h) 그리고 그러므로 공동(6)의 두께(e)가 제어될 수도 있다.
두께(e)는 공동(6) 전체에 걸쳐 특히 일정할 수 있다. 일 변형예로서, 내부면들(4a, 5a)의 상이한 곡률로 인해, 공동(6)의 두께(e)는 공동(6) 내에서 달라질 수도 있다. 예를 들어, 공동(6)의 두께(e)의 변동은 셀(3)의 공동(6)의 최대 두께(emax)의 10% 미만이다.
따라서, 셀(3)의 두께(e)는 예를 들어, 셀(3)의 주변에서보다 셀(3)의 중심에서 더 클 수 있다. 그 때 전기 전도성 코팅들(9, 10)의 열악한 전도성을 보정하는 것이 가능하다. 다른 예에 따르면, 셀(3)의 두께(e)는 셀(3)의 투과 구배를 생성하도록 셀(3)의 높이에서 달라질 수 있다.
분명히, 본 발명은 상술한 실시예들에 제한되지 않고 예로서만 제공된다. 본 발명은 당업자가 본 발명의 맥락 내에서 구상할 수 있는 다양한 변경, 대안적인 형태 및 다른 변형 그리고 특히 별도로 또는 조합으로 취해질 수 있는 상술한 다양한 모드의 작동의 임의의 조합을 포함한다.
Claims (15)
- 곡선의 내부면들(4a, 5a) 사이에서 일렉트로크로믹 조성(7)에 의해 충전되는 시일링된 공동(6)의 범위를 정하는 곡선의 내부면들(4a, 5a)을 갖는 적어도 2개의 투명층(4, 5)을 포함하는 일렉트로크로믹 셀(3)을 포함하는 안과용 디바이스(1)로서, 상기 공동(6)은 접착제 재료(20)로부터 형성되는 시일(11)에 의해 주변에서 범위가 정해지며, 상기 시일(11)은 1000 마이크로미터 미만의 폭을 갖고 서로와 조립되는 2개의 투명층(4, 5)을 지지하는데 적절한, 디바이스(1).
- 제1항에 있어서,
상기 투명층들(4, 5)은 상기 공동(6)의 상기 일렉트로크로믹 조성(7)으로, 상기 디바이스(1)의 착용자의 안과 처방을 충족시키는 안과용 렌즈들인, 디바이스(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 시일(11)은 40 마이크로미터와 200 마이크로미터 사이의 높이(h)를 갖는, 디바이스(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시일(11)은 양이온으로 개시된 에폭시 수지로 만들어지는, 디바이스(1). - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시일(11)은 상기 시일(11)에 의해 조립되고 상기 공동(6)을 형성하는 상기 2개의 투명층(4, 5) 사이의 갭을 확실하게 하는데 적절한 이격 요소들(12)을 포함하는, 디바이스(1). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공동(6)은 상기 투명층들(4, 5)의 상기 2개의 내부면(4a, 5a) 사이에 일정한 두께(e)를 갖는, 디바이스(1). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공동(6)은 상기 투명층들(4, 5)의 상기 2개의 내부면(4a, 5a) 사이에 가변의 두께(e)를 갖는, 디바이스(1). - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명층들(4, 5)의 상기 내부면들(4a, 5a)은 각각 전도성 코팅(9, 10)에 의해 완전히 커버되는, 디바이스(1). - 제8항에 있어서,
상기 내부면들(4a, 5a) 각각의 상기 전도성 코팅(9, 10)은 인듐 주석 산화물(ITO)로 구성되는, 디바이스(1). - 제8항 또는 제9항에 있어서,
연결 요소(14, 15)는 상기 투명층들(4, 5) 각각의 도처의 주변에 위치되고 상기 전도성 코팅들(9, 10) 각각에 전기적 연결되며, 상기 시일(11)은 누설 밀봉 방식으로 상기 공동(6)으로부터 상기 연결 요소들(14, 15) 각각을 격리시키도록 위치되는, 디바이스(1). - 제10항에 있어서,
상기 연결 요소들(9, 10) 사이에 위치되고 상기 연결 요소들(9, 10) 각각에 전기적 연결되는 제어 회로(16)를 포함하며, 상기 시일(11)은 누설 밀봉 방식으로 상기 공동(6)으로부터 상기 제어 회로(16)를 격리시키도록 위치되는, 디바이스(1). - 제10항에 있어서,
상기 셀(3)의 주변에 위치되는 제1 단부(17a)를 포함하고 상기 연결 요소들(9, 10) 각각에 전기적 연결되는 전도성 매개 요소(17)를 포함하며, 상기 전도성 매개 요소(17)는 제어 회로(16)에 전기적 연결되는 제2 단부(17b)를 포함하며, 상기 시일(11)은 누설 밀봉 방식으로 상기 공동(6)으로부터 상기 전도성 매개 요소(17)를 격리시키도록 위치되는, 디바이스(1). - 2개의 투명층(4, 5)을 포함하는 안과용 디바이스(1)의 일렉트로크로믹 셀(3)을 조립하는 프로세스로서, 상기 투명층들(4, 5)은 곡선의 내부면들(4a, 5a) 사이에서 일렉트로크로믹 조성(7)에 의해 충전되는 시일링된 공동(6)의 범위를 정하는 곡선의 내부면들(4a, 5a)을 포함하며, 상기 공동(6)은 접착제 재료(20)로부터 형성되는 시일(11)에 의해 주변에서 범위가 정해지며, 상기 시일(11)은 서로와 조립되는 상기 2개의 투명층(4, 5)을 지지하는데 적절하며, 상기 프로세스는:
- 상기 투명층들(4, 5) 중 하나의 상기 곡선의 내부면(4a, 5a)의 주변 상에 접착제 재료(20)를 증착시키는 단계;
- 상기 공동(6)을 형성하도록 지지 디바이스(18)에 의해 상기 2개의 투명층(4, 5)의 상기 내부면들(4a, 5a)을 조립하는 단계; 및
- 상기 시일(11)을 형성하도록 광에의 노출 처리 및/또는 열처리에 의해 상기 접착제 재료(20)를 가교시키는 단계로 구성되는 단계들을 포함하는, 조립하는 프로세스. - 제13항에 있어서,
상기 광에의 노출 처리는 가시 광선 또는 자외선 광처리인, 조립 프로세스. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
- 상기 증착 단계에서, 상기 접착제 재료(20)는 상기 2개의 투명층(4, 5)의 상기 내부면들(4a, 5a)이 조립되면, 상기 공동(6)으로 통하는 상기 접착제 재료(20)에서의 적어도 하나의 충전 개구부(19)를 형성하기 위해 상기 투명층들(4, 5) 중 하나의 상기 내부면(4a, 5a)의 주변 상에 부분적으로 증착되고;
- 상기 2개의 투명층(4, 5)의 상기 내부면들(4a, 5a)을 조립한 후에, 상기 공동(6)은 상기 충전 개구부(19)를 통해 상기 일렉트로크로믹 조성(7)으로 충전되고;
- 충전 후에, 상기 충전 개구부(19)는 막혀지며 그 다음 상기 시일(11)을 형성하는 상기 접착제 재료(20)로 커버되는, 조립 프로세스.
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