TWI627471B - 用於眼用裝置之具有膠封之多片式插入裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示用於在多片式插件之上及之內密封並且封裝組件的方法及設備。在一些實施例中，眼用鏡片係由聚矽氧水凝膠予以鑄模，並且組件包括密封及封裝的多片式插件部位。
Description
本發明說明與密封及封裝態樣有關的多個方法、設備以及裝置，密封及封裝態樣與眼用裝置有關，並且更具體而言，在一些實施例中，係關於製造眼用鏡片時的密封及封裝態樣，眼用鏡片具有組件形成於其內或其上的多片式插件。
傳統上，如隱形眼鏡或人工水晶體之類的眼用裝置包括生物相容性裝置，其具有矯正、妝飾、或治療的性質。例如，隱形眼鏡可提供視覺矯正功能、妝飾改善與治療功效之一或多者。眼用鏡片的物理特性提供每一項功能。結合折射性質之眼用鏡片設計可提供視力矯正功能。眼用鏡片結合色素可加強妝飾效果。眼用鏡片結合活性劑可提供治療功能。可達成此些物理特性而眼用鏡片無需進入通電狀態。
近來已有理論主張可將主動式組件結合至隱形眼鏡內。一些組件可包括半導體裝置。一些實例已顯示嵌入於一隱形眼鏡內的多個半導體裝置，所述隱形眼鏡係置於動物眼睛上。然而，此些裝置缺少獨立式通電機制。雖然電線可由眼用鏡片延伸至電池以供電給此些半導體裝置，並且已有理論主張這多個裝置可予以無線供電，仍尚無機制供所述無線供電之用。
因此，希望另有對於形成眼用鏡片有幫助的方法及設備，得以通電給眼用鏡片而適用於在光學鏡片內提供一或多種功能，並且控制眼用鏡片或其它生醫裝置的光學特性變化。在製造此些
眼用及生醫裝置的過程中，可有許多組件，組件之物理及化學隔離的性質或其缺乏可具有重要性。因此，與通電之眼用及生醫裝置中，各式組件之密封及封裝有關的新穎性方法、裝置、以及設備具有重要性。
因此，本發明包括與各式組件之密封及封裝有關的創新，其例如包括可予以通電並且結合到眼用裝置內的插件。此些眼用裝置的實例可例如包括隱形眼鏡或人工水晶體。從更普遍的觀點來看，許多其它通電的生醫裝置在本發明的範疇內可具有相關性。另外，所呈現的是用於形成眼用鏡片的方法及設備，眼用鏡片具有密封或封裝的多片式插件。在一些實施例中，通電狀態中的媒介能夠供電給組件，組件能夠汲取電流。組件可包括，但不侷限於，可變光學透鏡元件、半導體裝置、以及主動式或被動式電子裝置。這些組件還可包括藉由各類外部信號予以啟動的能力。一些實施例還亦可包括鑄模式聚矽氧水凝膠隱形眼鏡，此隱形眼鏡具有剛性或可成形通電插件，此插件係以生物可相容方式包含於此眼用鏡片內。
本發明因而包括方法，係藉由至少將前曲片和後曲片密封在一起以供形成插件。本方法可包括步驟，係用於界定電氣互連件，並且使裝置接著於互連件及/或曲片還包括的是使用這些方法處理而產生的裝置。
在一些替代實施例中，可有新增至前述二片式插件的第二後曲片。在這些情況下，各式片件的密封都可產生多重腔穴。用於以循序處理或平行處理步驟任何一者對插件包括額外離散片件的方法步驟，與本文之創造性技術之性質一致。
在一些實施例中，插件可包含電氣組件。這些組件的某些或所有，都可予以含括於插件內之密封之腔穴內的空間中。其它實施例可藉由在所形成腔穴外的位置中放置電氣組件而產生。在具有外部組件的實施例中，將組件密封於其本身的密封材料中可有作用。
藉由各式具體實施所形成的腔穴還可包含各類流
體。例如，在液態彎月面型的實施例中，至少部分置於眼用插件之光學區中的中央腔穴可包含與形成眼用鏡片有關的液體。在一些實施例中，在界定腔穴的密封製程之前或期間，可將液體置於界定腔穴的區域內。在其它情況下，可在形成密封之腔穴之後添加液體，其方式係例如藉由通過後曲片或前曲片任何一者中的一或多個區域以填充針體注射，接著在後曲片或前曲片中進行所形成穿透的後續密封。
形成密封體的方法以及所形成的密封裝置是各式實
施例的重要態樣。在一些實施例中，密封體可包括定形材料，定形材料係做成與密封區之後續形成一致的形狀。在其它實施例中，密封體可藉由將密封劑塗敷在後曲片和前曲片之一或兩者的表面上而予以形成。在若干這些實施例中，可在組裝多重片件之前，允許所塗敷的密封劑固化；在其它情況下，未固化的密封材料將予以進一步處理以組裝多重片件。
在具有預固化密封材料或未固化密封材料的實施例
中，以這些材料彼此密封的兩個片件可予以固定或擠壓在一起以形成密封體。在一些實施例中，擠壓在一起以對密封體形成實體接觸的表面，可藉由放置涵蓋這兩個片件的黏著劑材料而予以接著固定，這兩個片件在固化後，永久地固定貼附這兩個片件，並且維持介於這兩個片件之間之密封體材料的密封態樣。
在一些替代實施例中，擠壓在一起的表面可啟動自
動密封機制。自動密封機製可將兩個或更多個片件鎖定或自鎖在一起，並且維持密封材料上的壓力，其依次維持實體接觸以形成密封完整性。其它機制可在密封區中包括另外的特徵，舉例如用於在表面形貌中放置密封材料和刀刃的凹槽，其係用以更加改善密封區效能。
附著在前曲片和後曲片任何一者或兩者上的特徵亦
可具有與其密封或封裝有關的實施例。導電線路、通電元件、及/或電子組件可具有密封或封裝材料，材料的沉積方式係涵蓋整體線路、通電元件、或組件，因此，考慮到介於任一端之封裝和密封材料與前曲片或後曲片材料之間的接觸。
所形成的多片式插件裝置可予以進一步處理，用以
形成與這些眼用裝置形成方法有關的眼用裝置及新穎性方法。在一些實施例中，可將插件置於第一模具零件內，可在第一模具零件內找到眼用鏡片本體形成材料。在一些實施例中，此鏡片成形混合物可例如包括水凝膠成形材料。可在將第二模具零件移入第一模具零件附近之前、期間、或之後，添加另外的鏡片成形混合物。第二模具零件至第一模具零件附近的移動可形成腔穴，可在腔穴內，將插件及鏡片成形混合物模塑成具有高品質光學表面的複合型眼用鏡片。嵌入於此形成之眼用裝置的插件可具有封裝之組件及/或存在於密封區的組件。另外，其在一些實施例中，可圍繞插件的模塑化鏡片成形混合物，可予以視為插件封裝層。插件之內或之上的組件可包括電子線路、通電裝置、包括有例如積體電路之電子裝置、以及包括有例如液態彎月面眼用鏡片之主動式光學元件。
100‧‧‧設備
101‧‧‧後曲模具
102‧‧‧前曲模具
103‧‧‧本體
104‧‧‧插件
105‧‧‧密封表面
106‧‧‧腔穴
200‧‧‧新穎性眼用裝置的例示性實施例
210‧‧‧組件裝置層
220‧‧‧主動式光學裝置
230‧‧‧眼用裝置殼層
240‧‧‧插件
300‧‧‧邊緣
310‧‧‧前表面
320‧‧‧插槽
330‧‧‧黏著劑
340‧‧‧後曲片
350‧‧‧非水相
360‧‧‧水相
400‧‧‧多片式插件
410‧‧‧前曲面
415‧‧‧支撐區
420‧‧‧跨接件
430‧‧‧互連線、互連特徵
440‧‧‧互連線、互連特徵
450‧‧‧連接點
460‧‧‧連接點
470‧‧‧互連線
480‧‧‧互連線、第二互連件
491‧‧‧組件
492‧‧‧後曲片
493‧‧‧後曲特徵
495‧‧‧膠質凹槽
491‧‧‧組件
500‧‧‧實施例
510‧‧‧後曲片
515‧‧‧膠質密封區
520‧‧‧密封區、外部區
525‧‧‧膠質密封區
530‧‧‧密封區、內腔穴區
540‧‧‧前曲片
550‧‧‧附加部
560‧‧‧外緣
圖1描述例示性模具總成設備組件，其在實現本發明的一些實施例時可有作用。
圖2描述具有多片式插件實施例的例示性通電眼用鏡片。
圖3描述多片式插件用之例示性密封實施例的剖面圖。
圖4A描述多片式插件之兩片式插件實施例，由上往下看的圖示。
圖4B描述多片式插件之例示性兩片式插件實施例的剖面圖。
圖5描述圖4B中之例示性裝置之多片式插件密封區的替代實施例。
圖6描述圖4B中之例示性裝置之多片式插件密封區的替代實施例。
本發明包括用於製造具有多片式插件之眼用鏡片的方法及設備，其中部分插件及包含插件的組件可包括密封及封裝的態
樣。另外本發明包括結合有多片式插件的眼用鏡片，其包括密封及封裝的態樣。
根據本發明，形成具有嵌入式插件及能源的通電眼
用鏡片，所述能源如電化電池或電池，係作為能量的儲存手段。在一些實施例中，包含能源的材料係予以封裝並且與眼用鏡片置於其內的環境隔離。
在一些實施例中，多片式插件亦包括電路模式、組
件、以及能源。各式實施例可包括多片式插件，此多片式插件定位環繞光學區周邊的電路模式、組件、以及能源，眼用鏡片的配戴者可透過光學區看到東西。其它實施例可包括小到足以負面影響隱形眼鏡配戴者視線的電路模式、組件、以及能源，因此，多片式插件可將電路模式、組件、以及能源定位於光學區之內或之外。
一般而言，根據本發明的一些實施例，多片式插件
係經由自動化作業予以整合到眼用鏡片內，此自動化作業將能源相對於模具零件置於用以製造眼用鏡片的理想位置。將各式組件置於眼用鏡片內的實施例可採用一或多個步驟，在步驟中，組件係予以密封並且黏附於適當位置或者組件係予以封裝。
在一些實施例中，能源係與組件電氣連通而置，此
組件可依指令予以啟動，並且從眼用鏡片內含的能源汲取電流。組件可包括，但不侷限於，半導體裝置、主動式或被動式電氣裝置、或電氣啟動機械，包括例如：微機電系統(MEMS)、奈米機電系統(NEMS)，或微機械。在放置能源及組件後，模具零件可對反應性混合物進行塑形或聚合化以形成眼用鏡片。
在下列段落中，將提供的是本發明實施例之詳細說
明。較佳實施例與替代實施例之說明僅為例示性實施例，且熟悉該技藝之人士應可理解可輕易進行各種變化、修改及變更。因此該例示性實施例並未限制基本發明之原理。
在有關本發明之說明與申請專利範圍中，各式用語將應用如下定義：
後曲片：在本文中，係用於意指多片式插件的固體元件，其在組裝成所述插件時，將佔住眼用鏡片後方側邊的位置。在眼用裝置中，此片件將置於插件的側邊，其將更靠近配戴者的眼睛表面。在一些實施例中，後曲片可含有並且包括眼用裝置中央的區域，光線可透過此區域進入配戴者的眼睛。此區域可稱為光學區。在一些實施例中，片件可呈環狀，此環狀不包含或包括光學區中的某些或所有區域。在眼用插件的一些實施例中，可有多重後曲片，其中一個後曲片可包括光學區，而其它後曲片則可呈環形或環帶的多個部分。
組件：在本文中，係意指能夠從能源汲取電流的裝置，用以進行一或多種邏輯狀態或物理狀態的變化。
通電：如本文所述，其係指可供應電流，或儲存電能於其中之狀態。
能量：如本文所述，係指物理系統作功之能力。許多上述術語於本發明內之使用係關於可以作電功之能力。
能源：在本文中，係用於意指可供應能量或使生醫裝置進入通電狀態之設備。
能量擷取器：在本文中，係用於意指能夠從環境提取能量並將之轉換為電能之裝置。
前曲片：在本文中，係用於意指多片式插件的固體元件，其在組裝成所述插件時，將佔住眼用鏡片前方側邊的位置。在眼用裝置中，此片件將置於插件的側邊，而將更遠離配戴者的眼睛表面。在一些實施例中，片件可包含並且包括眼用裝置中心的區域，光線可透過此區域進入配戴者的眼睛。此區域可稱為光學區。在一些實施例中，片件可呈環狀，此環狀不包含或包括光學區中的某些或所有區域。在眼用插件的一些實施例中，可有多重前曲片，其中一個前曲片可包括光學區，而其它前曲片可呈環形或環帶的多個部分
鏡片成形混合物或反應性混合物或反應性單體混合物(RMM)：在本文中，係用於意指可予以固化並且交聯或予以交聯以形成眼用鏡片的單體或預聚合物。各式實施例可包括具有一或多種添加物的鏡片成形混合物，所述添加物舉例如：紫外線阻斷劑、染劑、
光起始劑或催化劑、以及其他在如隱形眼鏡或是眼內鏡片之類眼用鏡片中有作用的添加物。
鏡片成形表面：在本文中，係用於意指用於模塑眼用鏡片的表面。在一些實施例中，任何此類表面都可具有光學特質表面光度，此表示其平滑與成形程度足以使藉由與模面接觸之鏡片成形混合物之聚合作用製造的眼用鏡片表面在光學特性上是可接受的。還有，在一些實施例中，鏡片成形表面可具有需要的幾何結構以提供眼用鏡片表面理想光學特性，所述光學特性包括但不侷限於球面、非球面與圓柱屈光度、波前像差校正、角膜形貌矯正、或其組合。
鋰離子電池：在本文中，係用於意指電化電池，其中鋰離子穿越過電池以產生電能。此電化電池一般稱為電池，可在其標準型態中重新通上電流或充電。
多片式插件：如本文所述，其係指能夠支撐眼用鏡片中之能源的可成形或剛性基材。在某些實施例中，多片式插件亦支撐一或多個組件。
模具：在本文中，係用於意指可用於由未固化配方形成眼用鏡片的剛性或半剛性物體。某些較佳模具包括形成前曲模具零件與後曲模具零件的兩個模具零件。
眼用鏡片或鏡片：在本文中，係用於意指任何放至於眼睛之內或之上的眼用裝置。這些裝置可用於光學矯正或裝飾。例如，該術語眼用鏡片可指隱形眼鏡、人工水晶體、覆蓋鏡片、眼插件、光學插件或其他類似裝置，透過所述裝置，得以矯正或改進視力，或得以在不阻礙視力的情況下，裝飾性地改善眼睛的生理機能(例如改變虹膜顏色的外觀)。在一些實施例中，本發明的較佳眼用鏡片為軟性隱形眼鏡並且係由聚矽氧彈性體或水凝膠所製作。
光學區：如本說明書中所用者係指眼用鏡片之區域，該眼用鏡片之配戴者係透過該區域看東西。
功率：如本文所述，其係指每單位時間之作功或傳遞之能量。
可再充電性或可再通電性：在本文中，係用於意指恢復至具更高容量以作工之狀態的能力。許多上述術語於本發明內之使用可與恢復之能力有關，此能力係回復到能以特定速率於特定、重建之時間周期使電流流動的狀態。
再充電或再通電：在本文中，係用於意指回復至具有更高容量以作工之狀態的動作。許多上述術語於本發明內之使用可與裝置之恢復有關，該裝置之恢復係讓裝置恢復至能以特定速率於特定、重建之時間周期使電流流動的狀態。
釋放自模具：在本文中，係用於意指眼用鏡片係完全分離自模具或僅鬆弛地附接著，以致眼用鏡片可利用溫和攪拌予以移除或利用拭子予以推開。
堆疊型整合式組件裝置(SIC-裝置)：在本文中，係用於意指封裝技術的產品，其可藉由將每一層的至少一部分彼此堆疊而將薄基材層組裝到運作性整合式裝置內，所述薄基材層可包含電氣及電機裝置。這多個層件可包含各式類型、材料、形狀、以及尺寸的組件裝置。此外，這多個層件可由各式裝置生產技術製成，用以符合並且呈現各式形態。
請參閱圖1，所描述的是用以形成眼用裝置的設備100，所述眼用裝置包含密封及封裝的插件。此設備包括例示性前曲模具102以及相配的後曲模具101。眼用裝置的插件104及本體103可置於前曲模具102及後曲模具101的內側。在一些實施例中，本體103的材料可為水凝膠材料，並且此材料可圍繞在插件104所有表面上。
插件104可為許多不同類型的插件中的一種。在圖1中，插件104中可有至少一個密封表面105。其它實施例可包括不同類型的密封體及封裝體，其中有某些係在之後的段落中予以說明。設備100的使用可產生由具有許多密封區域之組件之組合所構成的新穎性眼用裝置。
請參閱圖2，所述新穎性眼用裝置的例示性實施例200係以剖面的形式予以描述。眼用裝置殼層230可圍繞實施例200。殼層230可藉由圖1中所示的模具實施例100予以形成，並且可由包括例如水凝膠化合物的許多材料所構成。
此實施例200亦可包括插件240。在一些實施例中，插件240可由多重片件所構成，並且其可利用各種密封體以組裝插件240。
此實施例200可包括組件裝置層210，此組件裝置層210可包括例如啟動元件、處理元件、通電元件、以及感測元件。許多封裝架構可與組件裝置層210之內含物有關。在一些實施例中層件210可固接其他組件，舉例如在形成的插件固接至圖1所示之眼用裝置之前，固接至主動式光學裝置220。主動式光學裝置220可為液態彎月面型眼用鏡片，其係以兩種不同的不可融流體予以填充並且接著予以密封。
請參閱圖3，所表示的是例示性光學裝置220之邊緣300的放大截面。例如，水相360及非水相350可代表彎月面型眼用鏡片中的兩種不可融流體。主動式裝置的前表面310可為模塑化分離式片件，此模塑化分離式片件上可能已沉積有各式電極金屬層。模塑化前片件310可具有膠質凹槽、凹陷部、或插槽320，其接著將與模塑化，但是與後曲片340分開。膠質凹槽320可充當像是黏著劑、密封劑、或膠合物用的插座。將前曲片310和後曲片340互相靠近後，在流體非水相350與水相360填充由兩個片件310與340所形成之腔穴之前或之後任何一者，可前移後曲片340以牢固地套入膠質凹槽320內。之後，可將黏著劑330沉積到膠質凹槽320的剩餘空間內以產生密封區330。在一些實施例中，可將該膠質凹槽320置於眼用鏡片裝置本身的整體周邊附近。
許多方法可有效地將黏著劑塗敷到膠質凹槽320內。一些實施例可包括藉由舉例正如印製裝備的噴嘴塗敷，或其它實施例可將定形黏著劑沉積到膠質凹槽320內，所述定形黏著劑接著係
藉由熱光、壓力使之流動並且黏合、或係形成密封體與黏合劑的其它標準手段。許多種黏著劑可形成密封區330。表1列示這多種材料的一些實例，這些材料可用於此密封塗敷以及可能的各別實施例表1還說明各類別中某些材料的某些代表特性。在本領域技能普通的人將認知到，也可將那些所述除外的材料含括在申請專利範圍的範疇內。
圖4A及4B描述具有膠質凹槽495的不同實施例400。本實施例可由具有前曲片410和後曲片492的兩片式總成所構成，這兩個片件410與492之間具有腔穴，係用於罩覆舉例如彎月面型眼用鏡片之類的主動式光學裝置。前曲片410的尺寸可透過模塑或成形而大於主動式光學元件，其中額外的尺寸產生支撐區415，其提
供安裝面予組件、互連件、以及最終許多種密封態樣。圖4A由上往下描述放大的前曲片410。
可將各式電氣互連件及互連特徵430及440置於此放大的前曲片410。在一些實施例中，這些互連特徵430及440可連接至通電元件，舉例如電池之類。在其它實施例中，通電元件可沿著互連線430、440、470以及480予以沉積或附著於電氣互連件上。在一些特定實施例中，第一互連件可經由跨接件420而附接於第二互連件480。連接點450與460可用於使通電元件與其它元件互連。
元件可由在眼用裝置所佔有的環境中穩定或不穩定的材料予以形成，舉例包括接觸所述元件之眼表上的淚液。此用途可包括由塗料形成封裝層，所述塗料舉例包括聚對二甲苯族，其包括，但不侷限於，聚對二甲苯C、N、及D族元素。在一些實施例中，封裝塗料可出現在塗敷其它黏著劑或密封劑層之前或之後。
圖4B呈現用以在圖示中形成底層截面鏡像的截面方向。如上所述，一些實施例包括舉例如連接點之類的互連特徵，組件491係附接於所述互連特徵。例示性組件491可包括例如積體電路，此積體電路係藉由導電環氧樹脂附接至連接點460，此導電環氧樹脂為導電材料的實例。在一些實施例中，附接之組件491通常可經由黏著劑的底層填料予以黏附至前曲片410的支撐區415，所述黏著劑係位處組件本體與附著面下面或介於這兩者之間。塗料或黏著劑也可接著予以塗敷至積體電路或其它組件491而將其封裝並且連接至前曲片410。如截面鏡像所示，可有後曲特徵493。在後述段落中，將某種程度詳細說明的是，由具有此後曲特徵493之實施例490所衍生出之密封設計的性質。
請參閱圖5，實施例500包括圖4A與4B中兩片式插件實施例的例示性密封特徵。在一些實施例中，如這一個實施例所示，多片式插件的前曲片540可包含模塑化或成形特徵525，特徵525可有兩種用途，界定膠質密封區520之一側，以及提供其上可為了各式目的而沉積電極的表面。在一些實施例中，如所示的那一個，前曲片540可包括突起部515，用以充當膠質密封區520的另一側。多片
式插件的後曲片510可具有模塑化特徵，此模塑化特徵對膠質密封區515形成配合面。在本實施例中，後曲片510具有兩特徵式配合面，其接著界定所形成膠質密封體的內腔穴區530及外部區520。
在一些實施例中，可在後曲片510置於適當位置之前，以黏著劑填充膠質密封區525與515，造成黏著劑在兩個密封區520與530附近流動。或者，膠質密封區530可在將後曲片510移至倚靠前曲片540之適當位置之前予以填充，容許黏著劑在形成密封體與黏合劑的腔穴附近流動。在一些實施例中，可在單獨步驟中以黏著劑填充膠質密封區520，此單獨步驟可包括相同或不同於第一腔穴填充步驟中的材料。表1的各式材料可用在所述實施例500中。這包括，但不侷限於，使用黏著劑以在含水條件下作用，或使用相對固態定形密封劑以填充膠質密封區530。
在其它實施例中，密封系統515、520、530、525、510可更靠近前曲片540的外緣560而置。介於膠質密封區515與外緣560之間的最小距離仍顧及舉例如積體電路之類支撐組件491的罩覆及支撐。
其它替代實施例可包括折片、延伸板、或附加部550，係使後曲片510延伸達到前曲片540的外緣560。附加部550可有雙重用途，強化膠質密封區520以及進一步保護組件491。
在圖6中，另一個例示性實施例600包括多片式插件的前曲片640以及後曲片650。在本實施例中，膠質密封區可從成形特徵625到外緣615涵蓋介於後曲片650與前曲片640之間的內腔穴620，並且可予以修改以包括舉例如互連電路和積體電路之類的組件491。成形特徵625可具有雙重用途，其界定由625至615的膠質密封區620，以及為成形電極提供安裝面。
在另一個替代實施例中，後曲片650在由625至615之膠質密封區620中的設計可為單一特徵610。在本例示性實施例中，內腔穴620係藉由折片特徵660以及由625至615之膠質密封區620內的密封特徵610予以形成。表1的材料提供可在密封並且封裝插件裝置時有效果的材料實例。由一般觀點來看，對於所屬領域技術
熟練者顯而易知的是，膠質密封區以及前曲片和後曲片特徵的許多實施例可具有實用性，並且此些裝置正屬於本案申請專利範圍的範疇。
請返回參閱圖1，所描述的眼用鏡片用例示性模具裝置100的圖式中具有多片式插件104。在本文中，模具裝置100包括塑膠，此塑膠塑造腔穴106，鏡片成形混合物可予以分配到腔穴106內，以致鏡片成形混合物一旦反應或固化，即產生具有理想形狀的眼用鏡片。本發明的多個模具及模具總成100係由超過一個模具零件或模具片件101與102所構成。模具零件101與102可放在一起，其放置方式是在模具零件101與102之間形成腔穴106，眼用鏡片可予以在腔穴106中形成。模具零件101與102的組合較佳屬暫時性。一旦形成眼用鏡片，可為了移除眼用鏡片而將模具101與102再次分開。
至少一個模具零件101與102其表面至少一部分與鏡片成形混合物接觸，以至於一旦鏡片成形混合物反應或固化，此表面即對其與眼用鏡片接觸的多個部位提供理想的形狀與形式。至少一其它模具零件101與102亦具有相同的方式。
因此，舉例而言，在例示性實施例中，模具裝置100係由兩個零件101與102所形成，即母凹片(前曲模具)102與公凸片(後曲模具)101，腔穴106係形成於這兩個零件101與102之間。凹面與鏡片成形混合物接觸的部位在模具裝置100中產生眼用鏡片之前曲部的曲度。所述部位足夠平滑並且係成形以致眼用鏡片表面的光學特性是可令人接受的，所述眼用鏡片表面係藉由與凹面接觸之鏡片成形混合物的聚合作用予以形成。
在一些實施例中，前曲模具102亦可具有與圓周邊緣構成一體並且予以圍繞的環形凸緣，此圓周邊緣延伸自與軸線垂直之平面中的前曲模具120並且亦延伸自此凸緣(圖未示)。
鏡片成形表面可包括具有光學特質表面光度的表面，此表示其平滑與成形程度足以使鏡片成形混合物與模面接觸之聚合作用所製造出之眼用鏡片表面在光學特性上是可令人接受的。另外，在一些實施例中，模具片件101與102的鏡片成形表面可具有提
供眼用鏡片表面理想光學特性所需的幾何結構，包括但不侷限於球面、非球面與圓柱屈光度；波前像差校正；角膜形貌矯正；與上述者之組合。在本領域技能普通的人將認知到，所述那些除外的特性亦可予以包括在本發明的範疇內。
能源及組件係安裝於多片式插件104上，多片式插件104可由任何其上可放置能源的接收材料所構成。在一些實施例中，多片式插件104亦可包括例如電路路徑、組件、以及對於放置與組件電氣接通之能源並且致使組件從能源汲取電流有用的其它態樣。本文所述舉例如密封表面105之類的新穎性密封及封裝創新顧及功能性插件，此功能性插件係在多重片件中予以製造，並且為了最終內含於眼用裝置而接著予以可靠地組裝及密封，其中眼用裝置環境中的材料以及插件裝置內部的材料無法透過插件材料或所述密封體105擴散。
各式實施例亦包括，在將多片式插件104放入用以形成眼用鏡片的模具部位之前，先將能源放入多片式插件104。多片式插件104亦可包括一或多個經由能源接收電荷的組件。
在一些實施例中，具有多片式插件104的眼用鏡片可包括剛性中心、軟裙設計，其中中央剛性光學元件與大氣以及各別前與後表面上的角膜表面直接接觸。眼用鏡片材料(通常為水凝膠材料)的軟裙係附著於剛性光學元件的周邊，其亦充當提供能量與功能予所形成眼用鏡片的多片式插件。在這些實施例中，封裝劑及密封體105的功能具有重要性。
一些另外的實施例包括其為剛性眼用鏡片插件並且係完全封裝於水凝膠基質內的多片式插件104。剛性眼用鏡片插件的多片式插件104可例如使用微射出成形技術予以製造。例如，實施例可包括直徑約介於6mm至10mm之間，並且前表面半徑介於約6mm與10mm之間以及後表面半徑介於約6mm與10mm之間，還有中心厚度介於0.050mm與0.5mm之間的聚(4甲基1戊烯)共聚樹脂(poly(4-methylpent-1-ene)copolymer resin)。某些例示性實施例包括直徑約為8.9mm且前表面半徑約7.9mm和後表面半徑約7.8mm，以
及中心厚度約0.100mm與邊緣輪廓約0.050半徑之插件。一個例示性微成型機器可包括微系統50，由巴頓菲爾(Batternfield)公司所提供的五十噸系統。成型製程期間可形成包括但不限於凹槽、插槽、凸緣、以及刀刃的某些或所有密封特徵，或隨後藉由成型製程結果的後續處理予以形成。
多片式插件可置於用以形成眼用鏡片的模具零件101與102中。模具零件101與102材料可包括例如下列所述一或多項的聚烯：聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、以及改質聚烯基。其他模具可包括陶瓷或金屬材料。
其他可能與一種或數種添加劑結合以形成眼用鏡片模具之模具材料，包括例如Zieglar-Natta聚丙烯樹脂(有時稱為znPP)；符合FDA規範21 CFR(c)3.2之潔淨鑄造用的澄清之隨機共聚物；具有乙烯基的隨機共聚物(znPP)。
而且，在一些實施例中，本發明之模具可包含如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、在主鏈內含脂環部分之改質聚烯基，以及環聚烯烴之類的聚合物。此摻合物可用在半模任何一者或兩者上。較佳的是，此摻合物係用在後曲片、以及由脂環共聚物組成的前曲片上。
在根據本發明製作模具100的一些較佳方法中，射出成形係根據已知技術予以使用。實施例亦可包括藉由其它技術製成的模具，所述其它技術舉例包括車床加工、鑽石車削、或雷射切割。
一般而言，眼用鏡片係形成於零件101與102兩者之至少一個表面上。然而，在一些實施例中，眼用鏡片的一個表面可由模具零件101與102予以形成，以及眼用鏡片的另一個表面可使用例如車床加工法予以形成。
在一些實施例中，多片式插件400可具有前曲面410，前曲面410具有光學區，此光學區包括藉由置於多片式插件400上具有跨接件420及互連特徵430、440、470、以及480之能源予以供電的可變光學部件。多片式插件400亦可包括舉例如積體電路之類
的組件491，用以控制含括在光學區內的可變光學部件。在本說明中，可變光學部件可視為組件。
能源可與組件491電氣接通。組件491可包括任何因應電荷而改變狀態的裝置，舉例如：半導體類晶片、被動式電氣裝置、如晶體眼用鏡片之類的光學裝置。
在一些特定實施例中，能源舉例包括電池或其它電化電池、超電容器、超級電容器、或其它儲存組件。一些特定實施例可包括置於多片式插件400上的電池，多片式插件400係位於光學區外側眼用鏡片的周邊。
在一些實施例中，眼用鏡片類型可包括內有含聚矽氧組分的眼用鏡片。含聚矽氧組分在單體、大分子單體或預聚物中含有至少一個[-Si-O-]單元。較佳為，含聚矽氧組分中總聚矽氧及所附氧的含量大於約20重量百分比，更佳為超過含聚矽氧組分之總分子重量的30重量百分比。有用的含聚矽氧組分較佳為包括可聚合的官能基團，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙烯基、N-乙烯基內醯胺、N-乙烯醯胺以及苯乙烯基官能基團。
在一些實施例中，圍繞著插件，亦稱為插件封裝層的眼用鏡片裙件可由標準水凝膠眼用鏡片配方所構成。具有可對許多插件材料提供可令人接受之匹配之特性的例示性材料可包括，但不侷限於，Narafilcon族(包括Narafilcon A與Narafilcon B)、以及Etafilcon族(包括Etafilcon A)。較技術性的說明遵循與本文技術一致之材料的性質。在本領域技能普通的人將認知到，所述那些除外的其它材料也可形成密封與封裝之插件的可令人接受的包體或部分包體，以及應該視為一致並且予含括在申請專利範圍的範疇內。
適用之含聚矽氧組分包括分子式I之化合物
其中R1係獨立選自單價反應基團、單價烷基團、或單價芳基團，其中任何一者都可進一步包含選自羥基、氨基、氧雜、羧基、烷羧基、烷氧基、醯胺基、氨基甲酸酯、碳酸酯、鹵素或其組合的官能性；內含1-100 Si-O的單價矽氧烷鏈重複可進一步包含選自烷基、羥基、氨基、氧雜、羧基、烷羧基、烷氧基、醯胺基、氨基甲酸酯、鹵素或其組合的官能性；其中b的範圍係由0至500，可將其理解為當b非為0時，b為具有等同於所述值模式之分布；其中至少一個R1包含一個單價反應基團，並且在一些實施例中，在一至三個R1之間包含多個單價反應基團。
在此所使用的單價反應基團為能夠進行自由基及/或陽離子聚合反應的基團。自由基反應基團的非限定性實例包括(甲基)丙烯酸、苯乙烯基、乙烯基、乙烯基醚、C1-6(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯醯胺、C1-6烷基(甲基)丙烯醯胺、N-乙烯內醯胺，N-乙烯醯胺、C2-12烯基、C2-12烯基苯基、C2-12烯基萘基、C2-6烯基苯基、C1-6烷基、胺甲酸O-乙烯酯和碳酸O-乙烯酯。陽離子反應性基團之非限定性實例包括乙烯醚或環氧基團與其混合物。在一實施例中，此自由基反應基團包括(甲基)丙烯酸酯、丙烯醯氧基、(甲基)丙烯醯胺及其混合物。
合適的單價烷基與芳基基團包括未經取代的單價C1-16烷基基團、C6-14芳基基團，例如經取代與未經取代之甲基、乙基、丙基、丁基、2-羥丙基、丙氧丙基、聚乙烯丙氧基(polyethyleneoxypropyl)、前述者之組合及諸如此類。
在一個實施例，b為0、一個R1是單價反應基團、以及至少三個R1係選自具有1至16個碳原子的單價烷基基團，或在另一個實施例中，係選自具有1至6個碳原子的單價烷基基團。本實施例之聚矽氧組分非限定實施例包括2-甲基-,2-羥基-3-[3-[1,3,3,3-四甲基-1-[(三甲基矽)氧基]二矽氧烷基]丙氧]丙基酯(「SiGMA」)、2-氫氧基-3-甲基丙烯酸氧基丙醯氧丙基-三(三甲基矽氧基)矽烷，3-甲基丙烯酸氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷(“TRIS”)，
3-甲基丙烯酸氧基丙基雙(三甲聚矽氧基)甲矽烷(-methacryloxypropylbis(trimethylsiloxy))與3-甲基丙烯酸氧基丙基五甲基二矽氧烷。
在另一個實施例中，b為2至20、3至15，或在某些實施例中，b為3至10；至少一個末端R1包含一單價反應基團，而其餘R1係選自具有1至16個碳原子的單價烷基基團，或在另一個實施例中，係選自具有1至6個碳原子的單價烷基基團。在又一實施例中，b為3至15，一末端R1包含一個單價反應基團，另一末端R1則包含具有1至6個碳原子的單價烷基基團，並且剩下的R1包含具有1至3個碳原子的單價烷基基團。本實施例之聚矽氧成分非限定實例包括(單-(2-羥基-3-甲基丙烯醯氧基丙基)-丙醚封端之聚二甲基矽氧烷(400-1000 MW)(「OH-mPDMS」)、以及單甲基丙烯醯氧基丙基封端單-正-丁基封端之聚二甲基矽氧烷(800-1000 MW)(「mPDMS」)。
在另一個實施例中，b為5至400或從10至300，兩末端R1包括單價反應基團，而剩下的R1係個別從具有1至18個碳原子的單價烷基基團選出，其中所述單價烷基基團可包括介於碳原子間的醚類鏈結、更可包括鹵素。
在一個希望得到聚矽氧水凝膠眼用鏡片的實施例中，本發明的眼用鏡片將由反應性混合物所製成，此反應性混合物包含至少大約20重量百分比之含聚矽氧組成，較佳是介於約20與70重量百分比之間，所述組分係以構成聚合物之反應單體成分之總重量為基礎。
在另一個實施例中，一至四個R1包含一個碳酸乙烯酯或分子式II之胺基甲酸酯
其中：Y表示O-、S-或者NH-；以及R代表氫或甲基d為1、2、3或4；而q為0或1。
含聚矽氧碳酸乙烯酯或氨基甲酸乙烯酯單體具體包括1,3-雙[4-(乙烯基氧基羰基氧基)但-1-基]四甲基-二矽氧烷；3-(乙烯基氧基羰基硫基)丙基-[參(三甲矽氧基)矽烷]；3-[參(三甲矽氧基)矽基]丙基烯丙基胺基甲酸酯；3-[參(三甲矽氧基)矽基]丙基胺基甲酸乙烯酯；三甲基矽基乙基碳酸乙烯酯；三甲基矽基甲基碳酸乙烯酯，以及
若想獲得係數低於近似200的生醫裝置，僅有一個R1應包括一個單價反應基團，並且不超過兩個剩下的R1基團將包含單價矽氧烷基團。
另一類的含聚矽氧組分包括下式聚胺甲酸酯巨分子單體：分子式IV-VI(*D*A*D*G) a *D*D*E1；E(*D*G*D*A) a *D*G*D*E1或者E(*D*A*D*G) a *D*A*D*E1
其中D表示具有6至30個碳原子的烷基二自由基、烷基環烷基二自由基、環烷基二自由基、芳香族烴基二自由基、或者烷基芳香族烴基二自由基；其中G表示具有1至40個碳原子且其主鏈內可包含有醚類、硫代或者胺類鏈結的烷基二自由基、環烷基二自由基、烷基環烷基二自由基、芳香族烴基二自由基或者烷基芳香族烴基二自由基；*代表胺甲酸酯或者脲基鍵聯； a 至少為1；以及A代表下式二價聚合性自由基：
其中R11獨立代表具有1至10個碳原子且碳原子間可包含醚鍵聯之烷基或經氟取代之烷基基團；y至少為1；並且p提供400至10,000的分子部分重量(moiety weight)；E與E1各獨立代表一由下式表示的可聚合不飽和有機自由基：分子式VIII
其中R12為氫或甲基；R13為氫、具有1至6個碳原子的烷基自由基、或-CO-Y-R15自由基，其中Y為-O-,Y-S-or-NH-；R14為一具有1至12個碳原子的二價自由基；X代表-CO-或-OCO-；Z代表-O-或-NH-；Ar代表一具有6至30個碳原子的芳族自由基；w為0至6；x為0或1；y為0或1；而z為0或1。
較佳的含聚矽氧組分為以分子式IX表示的聚胺甲酸酯單體
其中R16為去除異氰酸酯基團後之二異氰酸酯之双基，如異佛爾酮二異氰酸酯之双基。另一適用之含聚矽氧大分子單體為分子式X之化合物(其中x+y為一介於10至30之數字)，其形成係透過氟醚、羥基封端聚二甲基矽氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯與異氰酸酯乙基甲基丙烯酸酯之反應。
分子式X
其他適用於本發明之含聚矽氧組分包括聚矽氧烷、聚伸烷基醚、二異氰酸酯、聚氟化氫碳、聚氟化醚、及聚糖類基團之大分子單體；具有極性氟化接枝或側基之聚矽氧烷，該極性氟化接枝或側基具有一氫原子接附於一末端之經二氟取代碳原子；含醚及矽氧烷基鍵聯之親水甲基丙烯酸矽氧烷酯、以及含聚醚與聚矽氧烷基基團之可交聯單體。任一上述聚矽氧烷皆可用為本發明之含聚矽氧組分。
如上所述，並且藉由底下的申請專利範圍所進一步界定，本發明提供用於在多片式插件之內與之上密封並且封裝的方法以及實現此些方法的設備，還有經形成具有所述多片式插件的眼用鏡片。
Claims (12)
- 一種配置在一眼用鏡片內的多片式插件，該多片式插件包含：一插入後曲片，其包含一外緣，該外緣環繞該插入後曲片；一插入前曲片，其包含一外緣，該外緣環繞該插入前曲片，其中該插入前曲片的外緣延伸過該插入後曲片的外緣；一導電材料，係位於該插入前曲片延伸過該插入後曲片的外緣的至少一部分上；一電子組件，係至少部分附接到該插入前曲片之該導電材料上，使該電子組件置於該插入前曲片的外緣內側及該插入後曲片的外緣外側；一密封材料，係位於該插入前曲片和該插入後曲片任何一者或兩者之表面上，其中結合該插入後曲片及該插入前曲片形成一密封體在該插入前曲片及該插入後曲片之間以產生一密封腔穴在該插入前曲片及被結合之該插入後曲片之間。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其中：該密封材料係予以做成用以形成該密封體的形狀。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其中：該密封材料藉由維持該插入後曲片和該插入前曲片之任何一者或兩者的一部分的實體接觸形成該密封體。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含：一密封劑塗敷於該電子組件的至少一部分。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含：一密封劑塗敷於該導電材料的至少一部分。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含：一聚合物層封裝該多片式插件。
- 如申請專利範圍第6項的多片式插件，其中：該聚合物層包含或形成一水凝膠。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含：一通電組件。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含：一液態彎月形眼用鏡片元件。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其另外包含.至少一位於該密封腔穴內的第一液體。
- 如申請專利範圍第1項的多片式插件，其中；該密封材料為一環氧黏著劑。
- 如申請專利範圍第7項的多片式插件，其另外包含：一液態彎月形眼用鏡片元件。
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