(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼科用レンズのための積層された機能化層装置であって、
環に形状付けられた第１の薄層基板と、
前記第１の薄層基板の第１の表面上に配置された第１の接着フィルムと、
前記第１の薄層基板の外半径より小さい外半径および前記第１の薄層基板の内半径より小さい内半径を有する環に形状付けられる第２の薄層基板と、を備え、
前記第２の薄層基板は、前記第１の薄層基板上の前記第１の接着フィルムに積み重ねられており、前記第１または第２の薄層基板の一方は、エネルギー源を備えている、
装置。
【請求項２】
前記第１または第２の薄層基板の他方が、その上に形成された電子回路を有する、請求項１に記載の積層された機能化層装置。
【請求項３】
前記エネルギー源が、電気化学的通電構成要素を備える、請求項２に記載の積層された機能化層装置。
【請求項４】
前記電子回路と電気的に導通しているワイヤ式電源を更に備える、請求項２に記載の積層された機能化層装置。
【請求項５】
パリレンを含む封入層を更に備える、請求項４に記載の積層された機能化層装置。
【請求項６】
１つ又は２つ以上の金属を含む封入層を更に備える、請求項４に記載の積層された機能化層装置。
【請求項７】
前記１つ又は２つ以上の金属が、アルミニウム及びチタンのうちの一方又は両方を含む、請求項６に記載の積層された機能化層装置。
【請求項８】
ポリシリコーン系ポリマーの封入層を更に備える、請求項１に記載の積層された機能化層装置。
【請求項９】
眼科用レンズであって、
電気的機能層の積層を含むインサートであって、前記電気的機能層のうちの少なくとも１つが電気的エネルギー源を備え、かつ、前記電気的機能層のうちの少なくとも１つが環に形状付けられている、インサートと、
前記インサートが埋め込まれるポリマーレンズ形態と、を備え、
前記機能層は、少なくとも第１の機能層と第２の機能層を備え、
前記第１の機能層と前記第２の機能層は、それぞれ環に形状付けられており、
前記第２の機能層は、前記第１の機能層の外半径より小さい外半径および前記第１の機能層の内半径より小さい内半径を有する前記環に形状付けられており、
前記第２の機能層は、前記第１の機能層に積み重ねられている、
眼科用レンズ。
【請求項１０】
前記電気的エネルギー源が、少なくとも１つの電気化学セルを備える、請求項９に記載の眼科用レンズ。
【請求項１１】
前記電気的機能層の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの電気化学セルからの電流の流れを制御することが可能な電子回路を有する半導体層を備える、請求項１０に記載の眼科用レンズ。
【請求項１２】
前記電子回路が、前記眼科用レンズ内の電気活性レンズ構成要素に電気的に接続される、請求項１１に記載の眼科用レンズ。
【請求項１３】
電気活性レンズを更に備える、請求項１０に記載の眼科用レンズ。
【請求項１４】
アンテナとして機能する金属層を更に備える、請求項１３に記載の眼科用レンズ。
【請求項１５】
前記電気的機能層の表面を互いに接着する接着フィルムを更に備える、請求項９に記載の眼科用レンズ。
【請求項１６】
前記電気的エネルギー源が電池、コンデンサ、およびレシーバのうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載の眼科用レンズ。
【請求項１７】
前記電気的エネルギー源が薄膜電池を備える、請求項１６に記載の眼科用レンズ。
【請求項１８】
酸素および水分の少なくとも１つの進入を防ぐために、前記薄膜電池が所定の材料に封入されている、請求項１７に記載の眼科用レンズ。
【請求項１９】
前記電気的機能層が前記封入の材料の外側の電気通信にアクセス可能である、請求項１８に記載の眼科用レンズ。
【請求項２０】
ワイヤ電池を更に備える、請求項９に記載の眼科用レンズ。
【請求項２１】
前記ワイヤ電池は少なくとも約１．５ボルトの電圧能力を提供する、請求項２０に記載の眼科用レンズ。
【請求項２２】
前記ワイヤ電池は、亜鉛アノードコーティング、セパレータコーティング、酸化銀カソードコーティングでコーティングされた導電性ワイヤを備える、請求項２１に記載の眼科用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１２年２月２２日に出願された米国特許出願第１３／４０１，９５９号、及び「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｅｒｔ  ｗｉｔｈ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌａｙｅｒ」と題された２０１１年３月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／４５４，５９１号の優先権を主張するものであり、その内容は参照により本願に援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、積層された複数の機能層から形成される論理処理装置のための機能化インサートであって、少なくとも１つの層が電源を含む機能化インサートを記載し、同様にいくつかの実施形態では、複数の積層の機能化インサートを有する眼科用レンズの製造のための方法及び装置を記載する。
【背景技術】
【０００３】
従来、コンタクトレンズ、眼内レンズ、又は涙点プラグなどの眼科用装置には、矯正的、美容的、又は治療的性質を有する生体適合性装置が含まれていた。コンタクトレンズは、例えば、視力矯正機能、美容強化、及び治療効果のうちの１つ又は２つ以上を提供することができる。それぞれの機能は、レンズの物理的特性によって与えられる。レンズに屈折性質を組み込む設計は、視力矯正機能を提供することができる。レンズに組み込まれる顔料は、美容強化を提供することができる。レンズに組み込まれる活性薬剤は、治療的機能を提供することができる。こうした物理的特性は、レンズが通電状態となることなく実現される。受動的装置として、従来、涙点プラグがある。
【０００４】
更に近年では、コンタクトレンズに能動的な構成要素を組み込み得ることが理論化されている。いくつかの構成要素は、半導体装置を含むことができる。動物の目に入れられるコンタクトレンズに埋め込まれた半導体装置を示したいくつかの例がある。こうした能動的な構成要素をレンズ構造自体の内部で通電及び活性化する多くの方法についても、これまでに述べられている。レンズ構造により画定される空間のトポロジー及びサイズは、様々な機能を画定するための新規かつ挑戦的な環境を形成している。一般的に、これらの開示には個別の装置が含まれている。しかしながら、現在存在する個別の装置のサイズ及び度数の要求条件は、必ずしも人の目に装用される装置に組み込むことだけに適用されるものではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明は、組み合わされて、個別のパッケージへと組み合わされる基板の積層を形成し得る構成要素の設計を含む。この積層は、積層内に含まれる少なくとも１つの構成要素のための電源を含む、１つ又は２つ以上の層を含む。いくつかの実施形態では、通電され、眼科用装置内へ組み込まれ得るインサートが提供される。このインサートは、各層に関して一意的機能を有し得るか、又はあるいは、複数の層内ではあるが、混合機能を有し得る、複数の層で形成することができる。これらの層は、いくつかの実施形態では、製品の通電、又は製品の活性化、又はレンズ本体内部の機能性要素の制御を行う専用の層を有し得る。加えて、積層された機能化層のインサートを有する眼科用レンズを形成するための方法及び装置が提供される。
【０００６】
いくつかの実施形態では、インサートは、電流を引き込むことが可能な構成要素に電力を供給することが可能な、通電状態の層を含み得る。構成要素としては、例えば、積層インサート内に配置するか、又はこれに接続することが可能な可変光学レンズ要素、及び半導体素子のうちの１つ又は２つ以上が含まれる。
【０００７】
別の態様では、いくつかの実施形態は、生体適合性様式の眼科用レンズ内部に含まれる積層された機能化層の剛性又は変形可能インサートを有し、機能化レンズのうちの少なくとも１つが電源を含む、注型成形されたシリコーンヒドロゲルコンタクトレンズを含み得る。
【０００８】
したがって、本発明は、積層された機能化層部分を有する眼科用レンズ、積層された機能化層部分を有する眼科用レンズを形成するための装置、及び積層された機能化層部分を有する眼科用レンズを形成するための方法の開示を含む。インサートは、本明細書に記載されるような様々な様式で複数の層から形成されてよく、またインサートは、第１の成形型部分及び第２の成形型部分のうちの一方又は両方に近接して位置されてもよい。第１の成形型部分と第２の成形型部分との間に反応性モノマー混合物を入れる。第１の成形型部分を第２の成形型部分に近接して配置することにより、通電された基板インサート及び少なくともいくらかの反応性モノマー混合物が入ったレンズキャビティを形成し、反応性モノマー混合物に化学線を照射することで眼科用レンズが形成される。反応性モノマー混合物に照射する化学線を制御することにより、レンズを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電源層のいくつかの実施形態のブロック図。
【図２】ワイヤ式電源用のフォームファクターのいくつかの例示的実施形態を示す。
【図３】眼用レンズ成形型部分の内部に組み込まれる、積層された機能層で形成されるインサートの３次元表示を示す。
【図４】インサートを伴う眼科用レンズ成形型部分の断面表示を示す。
【図５】支持及び整列構造上に複数の積層された機能層を備えるインサートの例示的実施形態を示す。
【図６】積層された機能層インサート内の形成層に使用される構成要素の異なる形状及び実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、複数の機能化層を積層することによって形成される基板インサート装置を含む。追加的に、本発明は、そのような積層された機能化層基板を、形成されたレンズ内にインサートとして有する眼科用レンズを製造するための方法及び装置を含む。それに加えて、本発明のいくつかの実施形態は、眼科用レンズ内へ組み込まれた積層された機能化層基板インサートを有する眼科用レンズを含む。
【００１１】
以下の項において、本発明の実施形態の詳細な説明を与える。好ましい実施形態及び代替の実施形態の両方の説明は、代表的な実施形態に過ぎず、変形、修正、及び代替が当業者にとって明白であり得ることが理解される。したがって、これらの代表的な実施形態は、基礎をなす本発明の範囲を制限しない点は理解されなければならない。
【００１２】
用語集
本発明を対象としたこの説明及び特許請求の範囲においては、以下の定義が適用される様々な用語が用いられ得る。
【００１３】
本明細書で使用するところの「通電された」とは、電流を供給することができるか、又は内部に蓄積された電気的エネルギーを有することができる状態であることを指す。
【００１４】
本明細書で使用するところの「エネルギー」とは、ある物理系が仕事をする能力のことを指す。本発明で使用される場合の多くは、動作する際に電気的作用を行うことが可能なこの容量に関連し得る。
【００１５】
本明細書で使用するところの「エネルギー源」とは、エネルギーを供給し、又は論理若しくは電気的装置を通電状態に置くことが可能な装置又は層を指す。
【００１６】
本明細書で使用するところの「エネルギーハーベスター」とは、環境からエネルギーを抽出し、これを電気エネルギーに変換することが可能な装置を指す。
【００１７】
本明細書で使用するところの「機能化」とは、例えば通電、作動、又は制御を含めた機能を、層又は装置が実行することを可能にすることを指す。
【００１８】
「レンズ」とは、眼内又は眼の表面上に置かれるあらゆる眼科用装置のことを指す。これらの装具は、光学補正をもたらすことができるか、又は美容用であってもよい。例えば、レンズという用語は、コンタクトレンズ、眼内レンズ、オーバーレイレンズ、眼用インサート、光学インサート、又は他の同様の、視力が補正若しくは変更される装置か、又は視力を妨げることなく目の生理機能が美容的に拡張される（例えば、虹彩色）装置を指すことができる。いくつかの実施形態では、本発明の好ましいレンズは、シリコーンヒドロゲル類、及びフルオロヒドロゲル類を含むが、これらに限定されない、シリコーンエラストマー類又はヒドロゲル類から製造されるソフトコンタクトレンズである。
【００１９】
本明細書で使用するところのレンズ形成混合物又は「反応性混合物」又は「ＲＭＭ」（反応性モノマー混合物）は、硬化及び架橋され得るか、又は架橋されて眼科用レンズを形成し得るモノマー又はプレポリマー材料を指す。様々な実施形態は、ＵＶ遮断剤、染料、光開始剤、又は触媒、及びコンタクト若しくは眼内レンズ等の眼科レンズに望まれ得る他の添加剤等の１つ又は２つ以上の添加剤を有するレンズ形成混合物を含んでよい。
【００２０】
リチウムイオン電池は、リチウムイオンがセルを通して動くことによって電気的エネルギーを生成する電気化学セルを指す。典型的には電池とよばれるこの電気化学セルは、その通常の状態に再通電又は再充電され得る。
【００２１】
本明細書で使用するところの「基板インサート」とは、眼科用レンズ内部のエネルギー源を支持することが可能な、成形可能又は剛性の基板のことを指す。いくつかの実施形態では、基板インサートは、１つ又は２つ以上の構成要素も支持する。
【００２２】
「成形型」とは、未硬化の配合物からレンズを形成するために使用可能な、剛性又は半剛性の物体のことを指す。いくつかの好ましい成形型は、前部湾曲成形型部分及び後部湾曲成形型部分を形成する２つの成形型部分を含む。
【００２３】
本明細書で使用するところの「光学ゾーン」とは、眼科用レンズの装用者がそこを通して見ることになる、眼科用レンズの領域を指す。
【００２４】
本明細書で使用するところの「電力」とは、単位時間当たりに行われる仕事又は移動するエネルギーのことを指す。
【００２５】
本明細書で使用するところの「再充電可能」又は「再通電可能」とは、仕事をするためのより高いキャパシティの状態へと復元可能な能力を指す。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流す能力は復元可能なキャパシティとの関連で使用され得る。
【００２６】
「再通電」又は「再充電する」とは、仕事をするためのキャパシティがより高い状態へと復元することを指す。本発明においては多くの場合、特定の率で、特定の再度回復された時間の間、電流を流すことができるように、装置を復元することに関連して使用され得る。
【００２７】
「成形型から取り外された」は、レンズが成形型から完全に分離されるか、又は軽い振動によって取り外す若しくは綿棒を用いて押し外すことができるように、ほんの軽く付着しているだけのいずれかであることを意味する。
【００２８】
本明細書で使用するところの「積層された」とは、少なくとも２層の構成要素層を、層のうちの１つの一方の面の少なくとも一部が、第２の層の第１の面と接触するように、互いに近接して配置することを意味する。いくつかの実施形態では、接着のためであれ、又は他の機能のためであれ、フィルムが２つの層の間に存在し、これらの層はそのフィルムを通じて互いに接触している。
【００２９】
説明
電力供給層
図１を参照すると、いくつかの実施形態では、基板の機能化積層のうちの１つ又は２つ以上の層は、薄膜電源１００を含み得る。薄い電源は、本質的に基板上の電池として見なすことができる。
【００３０】
薄膜電池（ＴＦＢと称されることもある）は、例えば、シリコンといった、好適な基板上に、既知の蒸着プロセスを用いて構造化され得る。蒸着には、例えば、スパッタ蒸着が挙げられ、１つ又は２つ以上のマスキング及び材料除去技術を用いて様々な材料を蒸着するために使用することができる。
【００３１】
広範囲の異なる材料が研究されてきており、またそれが可能である。例えば、ダイ積層及び眼科用装置といったいくつかの用途では、好ましい基板として、化学変化を伴うことなく摂氏８００度に耐えることが可能なものが挙げられる。別の態様では、好ましい基板は、断熱性であってよい。所望により、基板は、装置の上部から底部へと電流コレクタを相互接続するビアを有してもよい。
【００３２】
本発明に従うＴＦＢは、好ましくは、酸素、水分、他の気体又は液体のうちの１つ又は２つ以上の侵入を防ぐために、パッケージに封入される。好ましい実施形態は、したがって、１つ又は以上の層内へのパッケージ化を含んでもよく、パッケージ化は、断熱性（例えば、パリレン）及び不浸透性の層（例えば、金属、アルミニウム、チタンなど）のうちの１つ又は２つ以上を含んでもよい。層は、ＴＦＢ装置の上に蒸着によって適用されてもよい。
【００３３】
好ましくは、相互接続は、パッケージ外部の電気通信にアクセス可能なままである。いくつかの実施形態では、電気通信には導電路が含まれ得る。他の実施形態では、電気通信には、無線周波数又は光波長を介するなどの、エネルギーの無線移送が含まれ得る。
【００３４】
他の方法には、有機材料（例えば、エポキシ）を、予備成形された不浸透性材料（例えば、ダイ積層の次の層、又は精密成形／切断されたガラス、アルミナ、又はシリコンカバー層）と共に適用することが挙げられる。
【００３５】
ワイヤ形成電源
ここで図２Ａを参照すると、電源のいくつかの実施形態の例示的設計は、導電性ワイヤの周囲に形成される電池を含む。好ましくは、電池は、高アスペクト比ワイヤ電池を含むであろう。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ファインゲージ銅線は、支持体として使用され得る。様々な電池構成要素層は、バッチ又は連続ワイヤコーティングプロセスを用いて組み立てられ得る。この様式では、極めて高容積効率（＞６０％）の活性電池材料が、柔軟な、好都合なフォームファクターで達成され得る。いくつかの実施形態では、薄型ワイヤを利用して、例えば、ミリアンペア時間によって計測される範囲内の電池といった、小型の電池を形成し得る。電圧能力は、約１．５ボルト、直流となるように対象付けられ得る。より大型の電池及びより高い電圧も、同様に見積もることができ、本発明の範囲内である。
【００３７】
典型的には、ワイヤ形成電池は、既存の薄膜６パックを上回る著しい改善（〜４０倍又はそれ以上）を提供する。
【００３８】
ここで図２Ｂを参照すると、ワイヤ式電池のいくつかの実施形態を形成するための方法が説明される。例えば、ＭｃＭａｓｔｅｒ  Ｃａｒｒ  Ｃｏｒｐ．などの市販の供給元から入手可能なものといった、高純度の銅線は、１つ又は２つ以上の層と共に使用され得る。
【００３９】
いくつかの実施形態では、亜鉛アノードコーティングは、亜鉛金属粉、ポリマー接着剤、溶剤、及び添加剤から処方され得る。コーティングは、塗布され、即座に乾燥され得る。同一のコーティングを複数回使用して、所望の厚さを達成することができる。
【００４０】
セパレータコーティングは、非導電性充填剤粒子、ポリマー接着剤、溶剤、及び添加剤から処方され得る。塗布方法は同一であってよい。
【００４１】
酸化銀カソードコーティングは、Ａｇ２Ｏ粉末、グラファイト、ポリマー接着剤、溶剤、及び添加剤から処方され得る。塗布方法は同一であってよい。
【００４２】
ワイヤ電池は、電流コレクタ（例えば、導電性炭素接着剤、導電性銀接着剤など）でコーティングされてもよい。
【００４３】
電解液（添加剤を含む水酸化カリウム溶液）は、構築を完成させるために最終的な電池に塗布されてもよい。
【００４４】
セルは、任意の発生気体を安全に逃がすことを可能にするために、「開いた」（即ち、非気密性）のままであるべきである。シリコーン又はフルオロポリマーコーティングを使用して、機械的損傷から電池を保護し、また液体電解液を内部に含有してもよい。
【００４５】
電池は、〜１．５Ｖ又はそれを超える開回路電圧を有してもよい。
【００４６】
ここで図３を参照すると、アイテム３００として示される積層基板インサートを使用して、完全に形成された眼科用レンズのいくつかの実施形態の３次元表示が示される。この表示は、装置の内部に存在する異なる層が理解できるように、眼科用レンズからの部分切欠き図を示している。アイテム３２０は、基板インサートの封入層の断面における本体材料を示す。このアイテムは、眼科用レンズの周辺部全体を包囲する。実際のインサートは、完全な環状のリング、又は典型的な眼科用レンズのサイズの制約の範囲内で依然として存在することができる他の形状を含み得ることが、当業者には明らかであろう。
【００４７】
アイテム３３０、３３１、及び３３２は、機能層の積層として形成される基盤インサート内に見出され得る多数の層のうちの３つを示すためのものである。いくつかの実施形態では、単一の層が、具体的な目的に役立つ構造的特性、電気的特性、若しくは物理的特性を有する、能動的及び受動的な構成要素並びに諸部分のうちの１つ又は２つ以上を含み得る。
【００４８】
いくつかの実施形態では、層３３０は、例えば、電池、コンデンサ、及びレシーバのうちの１つ又は２つ以上といった通電源を、層３３０内部に含み得る。したがって、アイテム３３１は、非限定的な例示的な意味において、眼科用レンズのための作動シグナルを検出する層に微小回路を備え得る。いくつかの実施形態では、外部供給源から電力を受け取り、電池層３３０を充電し、レンズが充電環境にない場合に層３３０からの電池電力の使用を制御することが可能な、電力調整層３３２が含まれ得る。電力調整はまた、基板インサートの中央の環状の切り取り部内にアイテム３１０として示される、例示的活性レンズへのシグナルを制御し得る。
【００４９】
埋め込まれた基板インサートを有する通電されたレンズは、例えば、エネルギー貯蔵手段としての電気化学セル又は電池といったエネルギー源を含むことができ、またいくつかの実施形態では、眼科用レンズが定置される環境からのエネルギー源を含む材料の封入物及び分離物を含むことができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、基板インサートはまた、回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンを含む。様々な実施形態が、レンズの装用者がそれを通して見るであろう光学ゾーン周辺部の周囲に回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンを配置する基板インサートを含み得るが、一方で、他の実施形態は、コンタクトレンズの装用者の視界に悪影響を及ぼさないほどの小型の回路、構成要素、及びエネルギー源のパターンを含むことができ、したがって、基板インサートはこれらを光学ゾーンの内部又は外部に位置付けることができる。
【００５１】
一般的に、上述のこれらの実施形態によれば、基板インサートは、レンズを作るために使用する成形型部分に対して所望の位置にエネルギー源を定置するオートメーションを介して、眼科用レンズ内に統合される。
【００５２】
図４は、断面図で示される積層された機能層インサート４００のいくつかの実施形態の近接図を示す。眼科用レンズ４１０の本体内には、機能化層インサート４２０が埋め込まれ、それは、いくつかの実施形態では、能動的レンズ構成要素４５０を包囲し、能動的レンズ構成要素４５０に接続する。この例は、眼科用レンズ内に定置され得る埋め込み機能の多数の実施形態のうちの１つを示すにすぎないことが、当業者には明らかであろう。
【００５３】
インサートの積層部分内には、多数の層が示される。いくつかの実施形態では、層は、複数の半導体系層を備え得る。例えば、アイテム４４０は、積層の底層であり、その上に回路が様々な機能のために画定された薄型シリコン層であってもよい。別の薄型シリコン層は、アイテム４４１として積層内に見出され得る。非限定的例では、そのような層は、装置の通電の機能を有し得る。これらのシリコン層は、いくつかの実施形態では、アイテム４５０として示される介在する絶縁層を通じて、互いに電気的に絶縁されることになる。互いに重なり合うアイテム４４０、４５０、及び４４１の表面層の部分は、接着剤の薄膜を使用して互いに接着され得る。多数の接着剤が、薄型シリコン層を接着して、例示的な意味においてエポキシであり得るような、絶縁体へと不動態化するような所望の特性を有し得ることが、当業者には明らかとなり得る。
【００５４】
複数の積層は、追加の層４４２を含んでもよく、それは非限定的例では、能動的レンズ構成要素を活性化及び制御することが可能な回路を有する薄型シリコン層を含んでもよい。上述した通り、積層が電気的に互いに絶縁される必要があるとき、積層絶縁体層は、電気的活性層との間に含まれてよく、またこの例において、アイテム４５１は積層インサートの部分を備えるこの絶縁体層を表してもよい。本明細書に記載されるいくつかの例において、シリコンの薄層から形成される層への参照がなされてきた。薄い積層の材料定義が、非限定的意味合いにおいて他の半導体、金属、又は複合層を含む異なる実施形態へと、一般的な技術が拡大されてもよい。また、薄層の機能は、電気回路を含んでもよいが、同様に、いくつかの例を述べると、シグナル受信、エネルギー取り扱い、及び貯蔵、及びエネルギー受信といった他の機能を含んでもよい。異なる材料の種類を伴う実施形態では、異なる接着剤、封入剤、及び積層と相互作用する他の材料の選択が求められ得る。例示的実施形態では、エポキシの薄層は、４４０、４４１、及び４４２として示される３つのシリコン層を、２つの酸化ケイ素層４５０及び４５１と接着し得る。
【００５５】
いくつかの例で述べたように、薄型積層は、シリコン層内に形成される回路を備え得る。そのような層を製造する多数の様式が存在し得るが、しかしながら、標準的及び現況技術の半導体処理設備は、一般的な処理工程を用いて、シリコンウエハー上に電子回路を形成し得る。回路をシリコンウエハー上の適切な場所に形成した後、ウエハー処理設備を使用して、ウエハーを、数百ミクロンの厚さ〜５０ミクロン以下の厚さへ薄くすることができる。シリコン薄くする工程の後、回路は、眼科用レンズ又は他の用途に適切な形状へと、ウエハーから切断又は「ダイシング」され得る。後述の項では、本明細書に開示される本発明の積層の異なる例示的形状が、図６に示される。これらは後述で詳細に考察されるが、しかしながら、「ダイシング」操作は、薄層を湾曲形状、円形形状、環状形状、直線形状、及び他のより複雑な形状で切断するための様々な技術的オプションを使用し得る。
【００５６】
積層が電流の流れに関する機能を実施するとき、いくつかの実施形態では、積層間に電気的接触を提供する必要があることがある。半導体パッケージの一般的分野では、積層間のこの電気的接続は、ワイヤボンディング、はんだバンプ、及びワイヤ蒸着プロセスを含む一般的な解決策を有する。ワイヤ蒸着のいくつかの実施形態は、導電性インクを２つの接続パッド間に印刷する、印刷プロセスを使用し得る。他の実施形態では、ワイヤは、例えば、レーザーなどの、エネルギー源によって物理的に画定されることができ、エネルギー源が照射する電気的接続をもたらすガス状、液体、又は固体の化学中間物と相互作用する。また更なる相互接続画定実施形態は、金属フィルムが様々な手段によって蒸着される前又は後に、フォトリソグラフィー処理から得られてもよい。
【００５７】
本明細書の発明において、層のうちの１つ又は２つ以上がそれ自体の外側で電気シグナルと通信する必要がある場合、保護絶縁層で被覆されていない金属接触パッドを有してもよい。多数の実施形態では、これらのパッドは、後続の積層が領域を被覆しない層の周辺部に配置されるであろう。この種類の実施形態の例において、図４では、相互接続ワイヤ４３０及び４３１が、層４４０、４４１、及び４４２の電気的に接続する周辺領域として示される。電気的接続パッドを配置する場所の多数のレイアウト又は設計、及び様々なパッドを一緒に電気的に接続する多数の様式が、当業者にとって明らかとなり得る。更に、どの電気接続パッドを接続するか、及びそれらを他のどのパッドに接続するかの選択から、異なる回路設計を得ることが可能であることが明らかとなり得る。また更に、パッド間のワイヤ相互接続の機能は、異なる実施形態において異なってもよく、いくつかの例を述べると、電気シグナル接続、外部電源からの電気シグナル受信、電力接続、及び機械的安定化処理の機能を含む。
【００５８】
上述の考察では、非半導体層が、発明的技術にて積層のうちの１つ又は２つ以上を備えてもよいことが示された。非半導体層から得ることのできる極めて多様な用途が存在し得ることが、明らかとなり得る。いくつかの実施形態では、層は、電池などの通電源を画定し得る。この種類の層は、いくつかの場合において、化学層のための支持基盤として作用する半導体を有することがあり、又は他の実施形態では、金属若しくは絶縁基板を有することがある。他の層は、事実上、主に金属である層から得ることができる。これらの層は、アンテナ、熱伝導路、又は他の機能を画定し得る。本明細書の発明的技術の範囲内において有用な用途を備える半導体層と非半導体層との多数の組み合わせが存在し得る。
【００５９】
電気的接続が積層間に形成されるいくつかの実施形態では、電気的接続は、接続が画定された後に封止される必要があるであろう。本明細書の技術と一致し得る多数の方法が存在する。例えば、様々な積層を一緒に保持するために使用されたエポキシ又は他の接着材料が、電気的相互接続を有する領域に再塗布されてもよい。それに加えて、いくつかの実施形態では、不動態化フィルムが、相互接続のために使用された領域を封入するために装置全体にわたって蒸着されてもよい。多数の封入及び封止スキームが、積層装置及びその相互接続及び相互接続領域を保護、強化、及び封止するために、本技術において有用であり得ることは、当業者にとって明らかとなり得る。
【００６０】
積層された機能化層インサートの組み立て
図５へ進むと、積層された機能化層インサートを組み立てるための例示的装置の拡大図である、アイテム５００が示される。本例では、積層が層の両側において整列しない積層技術を示す。アイテム４４０、４４１、及び４４２は、ここでも同様にシリコン層であってもよい。図の右側において、アイテム４４０、４４１、及び４４２の右側縁部は、代替的実施形態で整列しているように互いに整列していないことが分かる。そのような積層手法は、インサートが、眼科用レンズの一般的な輪郭のものに類似した３次元形状を想定することを可能にし得る。同様にいくつかの実施形態では、そのような積層技術は、層を可能な限り最大の表面積から作製することを可能にし得る。エネルギー貯蔵及び回路のために機能化された層においては、そのような表面積の最大化は重要となり得る。
【００６１】
一般的に、上述の積層インサートの特徴のうちの多くは、積層機能層４４０、４４１、及び４４２、積層絶縁層４５０及び４５１、並びに相互接続４３０及び４３１を含む、図５に観察することができる。それに加えて、支持ジグであるアイテム５１０が、組み立てられている際に、積層された機能化層インサートを支持するように観察され得る。アイテム５１０の表面の輪郭は、多数の形状を想定することができ、その上に作製されるインサートの３次元形状を変化させるであろうことが明らかとなり得る。
【００６２】
一般的に、ジグ５１０は、所定の形状で提供され得る。それは、多数の目的のために、異なる層、アイテム５２０でコーティングされ得る。非限定的な例示的意味合いにおいて、コーティングは、眼科用レンズのベース材料へのインサートの組み込みを容易にするポリマー層を第１に含むことができ、またいくつかの実施形態では、ポリシリコーン材料から形成されることさえ可能である。次にエポキシコーティングが、底部の薄い機能層４４０をコーティング５２０に接着するために、ポリシリコーンコーティングの上に蒸着されてもよい。次いで、次の絶縁層４５０の底面が、同様のエポキシコーティングでコーティングされてよく、次いでジグ上の適切な場所に定置されてよい。ジグは、いくつかの実施形態では、装置を組み立てる際に、積層を互いに対して正しい位置に整列させる機能を有することは明白となり得る。次いで、残りのインサートが反復的な方式で組み立てられ、相互接続が画定され、次いでインサートが封入され得る。いくつかの実施形態では、封入されたインサートは、次にポリシリコーンコーティングで上部からコーティングされ得る。アイテム５２０にポリシリコーンコーティングを使用するいくつかの実施形態では、組み立てられたインサートは、ポリシリコーンコーティングの水和によってジグ５１０から分離され得る。
【００６３】
ジグ５１０は、多数の材料から形成され得る。いくつかの実施形態では、ジグは、標準的コンタクトレンズの製造において成形型部品を作製するために使用されるものと同様の材料で、形成及び作製され得る。そのような使用は、異なるインサート形状及び設計に対する様々なジグ種類の柔軟な形成に役立ち得る。他の実施形態では、それ自体の状態であるか、又は特別なコーティングを伴う材料から形成されるジグは、異なる層を互いに接着するために使用される化学混合物に接着しないであろう。そのようなジグの構成の多数のオプションが存在し得ることは、明らかとなり得る。
【００６４】
アイテム５１０として示されるジグの別の態様は、その形状がその上の層を物理的に支持するという事実である。いくつかの実施形態では、層間の相互接続は、ワイヤボンディング接続によって形成され得る。ワイヤボンディングのプロセスでは、良好な結合を確実に形成するために、著しい力がワイヤに印加される。そのようなボンディング中の層の構造的支持は重要なことがあり、支持ジグ５１０によって実行され得る。
【００６５】
アイテム５１０として示されるジグのまた別の機能は、ジグが、その上に整列特徴を有し得ることであり、機能化層の部品両方を表面に沿って線形に及び半径方向に互いに対して整列するように整列させ得る。いくつかの実施形態では、ジグは、中心点の周囲にて互いに対して、機能層の方位角の整列を可能にし得る。生産されるインサートの最終形状に関わらず、組み立てジグ（jib）は、インサートの部品がその機能及び正しい相互接続のために適切に整列されることを保証するのに有用となり得ることが明らかとなり得る。
【００６６】
図６に進むと、積層インサートの形状のより一般化された考察がなされ得る。本技術に一致する形状の一般性の部分集合において、形状変化のいくつかのサンプルが示される。例えば、アイテム６１０は、本質的に円形の層部品から形成された積層インサートの平面図を示す。いくつかの実施形態では、網目模様で示される領域６１１は、層材料が除去された環状の領域であり得る。しかしながら、他の実施形態では、インサートを形成するために使用される積層部品は、環状の領域を有さない円盤であってもよいことは明らかであり得る。とはいえ、そのような非環状インサート形状は、眼科用用途における有用性を制限するものとなる可能性があり、本明細書の発明技術の範囲は内部環の存在によって制限されることを意図しない。
【００６７】
アイテム６２０は、いくつかの実施形態では、積層機能層インサートの異なる実施形態を示す。アイテム６２１に示されるように、いくつかの実施形態では、層部品は、積層方向においてだけでなく、また積層方向に対して垂直な方位角方向の周囲においても個別のものであってよい。いくつかの実施形態では、半円形部品を使用して、インサートを形成してもよい。環状領域を有する形状においては、その部分的形状が、層材料がその機能へと形成された後に、「ダイシング」又は切断される必要がある材料の量を低減するのに役立つ可能性があることは、明らかとなり得る。
【００６８】
更に進むと、アイテム６３０は、非放射状、非楕円形、及び非円形のインサート形状が画定され得ることを示す。アイテム６３０に示されるように、直線の形状が形成されてもよく、又はアイテム６４０に示されるように、他の多角形形状が形成されてもよい。３次元の透視ピラミッドにおいて、錐体及び他の幾何学的形状が、インサートを形成するために使用される、異なる形状の個々の層部品から得られてもよい。より一般的な意味において、極めて多様な形状が、形状及び製品へと形成されて、機能性、通電、活性化などを伴って作製され得る、より一般的な場合の形状を議論するために作製されてもよいことは、当業者にとって明らかとなり得る。
【００６９】
結論
本発明は、上述の通り、及び更に「特許請求の範囲」によって以下に定義される通り、積層機能層インサートのための装置及び方法、並びにそのような方法を実装するための装置、並びに積層を含んで形成される眼科用レンズを提供する。
【００７０】
〔実施の態様〕
（１）  積層された機能化層装置であって、
エネルギー源を備える第１の薄層基板と、
前記第１の薄層の第１の表面上の第１の接着フィルムと、
前記第１の層の外半径より小さい外半径を有する円形環に形状付けられる第２の薄層と、を備える、装置。
（２）  前記第２の薄層が、その第１の表面に近接して電子回路を有する半導体基板を備える、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記第１の薄層が、電気化学的通電構成要素を備える層を有する基板を備える、実施態様２に記載の装置。
（４）  前記電子回路と電気的に導通しているワイヤ式電源を更に備える、実施態様２に記載の装置。
（５）  パリレンを含む封入物を更に備える、実施態様４に記載の装置。
【００７１】
（６）  １つ又は２つ以上の金属を含む封入物を更に備える、実施態様４に記載の装置。
（７）  更に、前記１つ又は２つ以上の金属が、アルミニウム及びチタンのうちの一方又は両方を含む、実施態様６に記載の装置。
（８）  ポリシリコーン系ポリマーを含む封入物を更に備える、実施態様１に記載の装置。
（９）  眼科用レンズであって、
積層された電気的機能層を備えるシリコン基板インサートであって、前記機能層のうちの少なくとも１つが電気的エネルギー源を備える、シリコン基板インサートと、
前記基板インサートが埋め込まれるポリマーレンズ形態と、を備える、眼科用レンズ。
（１０）  前記電気的エネルギー源が、１つ又は２つ以上の電気化学セルを備える前記基板インサート内に、少なくとも１つの層を備える、実施態様９に記載の眼科用レンズ。
【００７２】
（１１）  前記基板インサート内の少なくとも１つの層が、前記電気化学セルからの電流の流れを制御することが可能な電子回路を有する半導体層を備える、実施態様１０に記載の眼科用レンズ。
（１２）  前記電子回路が、前記レンズ内の電気活性レンズ構成要素に電気的に接続される、実施態様１１に記載の眼科用レンズ。
（１３）  電気活性レンズを更に備える、実施態様１０に記載の眼科用レンズ。
（１４）  アンテナとして機能する金属層を更に備える、実施態様１３に記載の眼科用レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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