用于包括梯度指數(shù)化的且成形的液晶層的眼用裝置的方法和設(shè)備的制造方法
【專利說(shuō)明】用于包括梯度指數(shù)化的且成形的液晶層的眼用裝置的方法 和設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年9月17日提交的臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/878, 723的優(yōu)先權(quán)。
【背景技術(shù)】
[0003] 1.摶術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本發(fā)明描述了具有可變光學(xué)能力的眼科鏡片裝置，且更具體地，在某些實(shí)施例中， 涉及使用液晶元件制造具有可變光學(xué)插入物的眼科鏡片。
[0005] 2.相關(guān)領(lǐng)域的討論
[0006] 傳統(tǒng)上，眼科鏡片（諸如接觸鏡片或人工晶狀體）會(huì)提供預(yù)定的光學(xué)質(zhì)量。例如， 接觸鏡片可以提供以下的一項(xiàng)或多項(xiàng)：視力矯正功能性；美容增強(qiáng)；和治療效果，但是僅一 組視力矯正功能。每種功能由鏡片的物理特性提供?；旧?，將折射特性整合進(jìn)鏡片中的 設(shè)計(jì)會(huì)提供視力矯正功能性。摻入鏡片中的顏料可提供美容增強(qiáng)作用。摻入鏡片中的活性 劑可提供治療功能。
[0007] 迄今為止，已經(jīng)將眼科鏡片中的光學(xué)質(zhì)量設(shè)計(jì)成鏡片的物理特性。通常，已經(jīng)確定 光學(xué)設(shè)計(jì)，然后在鏡片的制造過程中賦予給鏡片，例如通過澆鑄模塑或板條覆蓋。一旦已經(jīng) 形成鏡片以后，鏡片的光學(xué)性質(zhì)已經(jīng)保持靜止。但是，佩帶者有時(shí)可能發(fā)現(xiàn)，具有超過一個(gè) 他們可得到的焦度以便提供視力調(diào)節(jié)是有益的。不同于眼鏡佩帶者（其可以改變眼鏡以改 變光學(xué)矯正），在沒有重大努力或者用接觸鏡片或人工晶狀體補(bǔ)償眼鏡的情況下，接觸鏡片 佩帶者或具有人工晶狀體的人尚不能改變他們的視力矯正的光學(xué)特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明包括與具有液晶元件的可變光學(xué)插入物有關(guān)的新發(fā)明，所述液晶元 件可以被供能和摻入眼用裝置中，其能夠改變所述裝置的光學(xué)質(zhì)量。這樣的眼用裝置的例 子可以包括接觸鏡片或人工晶狀體。另外，提供了用于形成眼科鏡片的方法和設(shè)備，所述眼 科鏡片含有具有液晶元件的可變光學(xué)插入物。一些實(shí)施例還可以包括具有剛性的或可變形 的供能插入物的、澆鑄模塑的有機(jī)硅水凝膠接觸鏡片，所述接觸鏡片另外包括可變光學(xué)部 分，其中所述插入物以生物相容的方式被包含在所述眼科鏡片內(nèi)。
[0009] 因此，本發(fā)明包括具有可變光學(xué)插入物的眼科鏡片的公開、用于形成具有可變光 學(xué)插入物的眼科鏡片的設(shè)備、和用于制造它們的方法?？梢詫⒛芰吭捶胖没蜓b配在可變光 學(xué)插入物上，并且可以將所述插入物鄰近第一模具部件和第二模具部件之一或二者放置。 將包含反應(yīng)性單體混合物（在下文中被稱作反應(yīng)性單體混合物）的組合物放置在第一模具 部件和第二模具部件之間。將所述第一模具部件鄰近所述第二模具部件定位，由此形成鏡 片腔體，使得供能介質(zhì)插入物和至少一些反應(yīng)性單體混合物位于所述鏡片腔體中；將所述 反應(yīng)性單體混合物暴露于光化輻射以形成眼科鏡片。通過控制反應(yīng)性單體混合物所暴露的 光化輻射來(lái)形成鏡片。在某些實(shí)施例中，眼科鏡片套筒或插入物包封層包含標(biāo)準(zhǔn)的水凝膠 眼科鏡片制劑。具有可以提供與眾多插入物材料的可接受匹配的特征的示例性材料可以包括，例如，似四打1(：〇11家族（包括似四;1^1(3〇11六和似四;1^1(3〇1113)、￡七3；1^1(3〇11家族（包括 EtafilconA)、GalyfilconA和SenofilconA〇
[0010] 用于形成具有液晶元件的可變光學(xué)插入物的方法和得到的插入物是本發(fā)明的不 同示例性實(shí)施例的重要方面。在某些示例性實(shí)施例中，所述液晶可以位于兩個(gè)對(duì)齊層之間， 所述對(duì)齊層可以設(shè)置液晶的靜止取向。在某些示例性實(shí)施例中，可以以不同的方式圖案化 對(duì)齊層。可以執(zhí)行對(duì)齊層的圖案化，使得對(duì)齊層中的分子的對(duì)齊與液晶分子相互作用以形 成從鏡片中央中的第一取向至鏡片邊緣處或附近的第二取向的流暢變化圖案。所述流暢變 化圖案可以歸類為梯度圖案，且由于液晶分子的取向可以影響所述層的有效折射率，所述 流暢變化圖案也可以歸類為形成梯度指數(shù)化的圖案。該兩個(gè)對(duì)齊層可以通過電極與能量源 電連通，所述電極放置在含有可變光學(xué)部分的基底層上。所述電極可以通過與能量源互連 的中間體供能，或通過嵌入插入物中的部件直接供能。
[0011] 電極層的供能可以造成液晶從靜止取向（其可以圖案化成梯度指數(shù)化的圖案）轉(zhuǎn) 換至供能取向。在以兩個(gè)供能水平（開或關(guān)）運(yùn)行的示例性實(shí)施例中，所述液晶可以僅具 有一個(gè)供能取向。在其它替代性的示例性實(shí)施例中，在供能沿著能量水平標(biāo)尺發(fā)生的情況 下，所述液晶可以具有多個(gè)供能取向。可以導(dǎo)出其它示例性實(shí)施例，其中所述供能過程可以 通過供能脈沖造成不同狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。
[0012] 得到的分子的對(duì)齊和取向可以影響穿過液晶層的光，由此造成可變光學(xué)插入物的 變化。例如，所述對(duì)齊和取向可以在入射光以后與折射特征一起起作用。另外，所述效應(yīng)可 以包括光的偏振的改變。一些示例性實(shí)施例可以包括可變光學(xué)插入物，其中供能改變鏡片 的聚焦特性。
[0013] 在某些示例性實(shí)施例中，可以以下述方式形成液晶層：其中造成包含液晶分子的 可聚合混合物發(fā)生聚合。用于形成聚合物基質(zhì)的單體本身可以含有附接的液晶部分。通 過控制聚合和包括未附接到單體化合物的液晶分子，可以形成交聯(lián)聚合物區(qū)域的基體，其 包括各個(gè)液晶分子所在的區(qū)域。在某些術(shù)語(yǔ)中，交聯(lián)聚合分子與間隙包含的液晶分子的這 種組合可以被稱作網(wǎng)絡(luò)排列。對(duì)齊層可以引導(dǎo)附接到單體的液晶分子的對(duì)齊，使得聚合的 材料的網(wǎng)絡(luò)與引導(dǎo)性對(duì)齊層對(duì)齊。在某些示例性實(shí)施例中，可以存在通過多種方式形成在 對(duì)齊層中的流暢變化圖案，其然后可以造成液晶分子或液晶材料網(wǎng)絡(luò)形成梯度指數(shù)化的圖 案。附接的液晶分子在聚合過程中被鎖定取向，但是，位于間隙中的液晶分子可以在空間中 自由對(duì)齊。當(dāng)不存在外部影響時(shí)，游離的液晶分子的對(duì)齊將受對(duì)齊的液晶分子的基體影響。
[0014] 因此，在某些示例性實(shí)施例中，通過將包含液晶分子的可變光學(xué)插入物摻入眼用 裝置內(nèi)，可以形成眼用裝置。所述可變插入物可以包含可位于眼用裝置的光學(xué)區(qū)中的至少 一部分。所述可變插入物可以包含前插入件和后插入件。在某些示例性實(shí)施例中，可以將 液晶分子對(duì)齊成這樣的圖案：其中至少跨光學(xué)插入物的第一部分的折射率可以關(guān)于半徑依 賴性而改變。所述半徑依賴性可以對(duì)半徑距離具有主要拋物線依賴性，且在某些示例性實(shí) 施例中，所述半徑依賴性可以從光學(xué)裝置的中央對(duì)半徑距離具有拋物線和更高階參數(shù)依賴 性。
[0015] 所述前插入件和后插入件之一或二者的表面以不同方式彎曲，且在某些示例性實(shí) 施例中，所述前插入件的后表面的曲率半徑可以不同于所述后插入件的前表面的曲率半 徑。在描述的一個(gè)替代性方式中，在某些不例性實(shí)施例中，所述前插入件可以包含具有第一 曲率的表面，且所述后插入件可以包含具有第二曲率的第二表面。在某些示例性實(shí)施例中， 所述第一曲率可以不同于所述第二曲率?？梢詫⒛芰吭窗谒鲧R片中和在所述插入物 中，且在某些實(shí)施例中，可以定位所述能量源，其中所述能量源的至少一部分是在所述裝置 的非光學(xué)區(qū)中。
[0016] 在某些示例性實(shí)施例中，包含液晶材料的梯度指數(shù)化的層可以能夠造成補(bǔ)充插入 物表面的不同半徑的效應(yīng)的光學(xué)效應(yīng)。
[0017] 在某些示例性實(shí)施例中，所述眼用裝置可以是接觸鏡片。
[0018] 在某些示例性實(shí)施例中，所述眼用裝置的插入物可以包含由各種材料制成的電 極，所述材料包括透明材料諸如氧化銦錫（IT0)作為一個(gè)非限制性實(shí)例。第一電極可以位 于鄰近前彎曲件的后表面，且第二電極可以位于鄰近后彎曲件的前表面。當(dāng)在所述第一電 極和第二電極上施加電勢(shì)時(shí)，可以在位于所述電極之間的液晶層上建立電場(chǎng)。在液晶層上 施加電場(chǎng)可以造成在該層內(nèi)的游離液晶分子與所述電場(chǎng)物理對(duì)齊。在某些示例性實(shí)施例 中，所述游離的液晶分子可以位于聚合物網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的間隙區(qū)域中，且在某些示例性實(shí)施例中， 所述聚合物主鏈可以包含化學(xué)結(jié)合的液晶分子，所述液晶分子可以在聚合過程中通過對(duì)齊 層對(duì)齊。當(dāng)液晶分子與電場(chǎng)對(duì)齊時(shí)，隨著光線橫穿含有液晶分子的層，所述對(duì)齊可以造成光 線可以感知的光學(xué)特性的變化。一個(gè)非限制性實(shí)例可以是，對(duì)齊的變化可以改變折射率。在 某些示例性實(shí)施例中，光學(xué)特性的變化可以導(dǎo)致鏡片的聚焦特征的變化，所述鏡片具有含 有液晶分子的層。
[0019] 在某些示例性實(shí)施例中，所述的眼用裝置可以包括處理器。
[0020] 在某些示例性實(shí)施例中，所述的眼用裝置可以包括電路。所述電路可以控制或引 導(dǎo)電流在眼用裝置內(nèi)流動(dòng)。所述電路可以控制電流從能量源流向所述第一電極元件和第二 電極元件。
[0021] 在某些示例性實(shí)施例中，所述插入物裝置可以不僅包含前插入件和后插入件。一 個(gè)或多個(gè)中間部件可以位于所述前插入件和所述后插入件之間。在一個(gè)實(shí)例中，一個(gè)含液 晶層可以位于所述前插入件和所述中間部件之間。所述中間部件也可以被稱作中間彎曲 件。所述可變插入物可以包含可位于眼用裝置的光學(xué)區(qū)中的至少一部分。所述前插入件、 中間插入件和后插入件之一或二者的表面以不同方式彎曲，且在某些示例性實(shí)施例中，所 述前插入件的后表面的曲率半徑可以不同于所述中間插入件的前表面的曲率半徑?？梢詫?能量源包含在所述鏡片中和在所述插入物中，且在某些示例性實(shí)施例中，可以定位所述能 量源，其中所述能量源的至少一部分是在所述裝置的非光學(xué)區(qū)中。
[0022] 具有前插入件、后插入件和至少第一中間插入件的插入物可以至少包含第一液晶 分子，且一個(gè)或多個(gè)液晶分子也可以存在于位于間隙中的液晶分子的聚合物網(wǎng)絡(luò)化區(qū)域 中。在某些示例性實(shí)施例中，可以存在通過多種方式形成在定向?qū)又械牧鲿匙兓瘓D案，其然 后可以造成液晶分子或液晶材料網(wǎng)絡(luò)形成梯度指數(shù)化的圖案。在梯度指數(shù)化的圖案的某些 示例性實(shí)施例中，可以使液晶分子對(duì)齊成圖案，其中至少跨光學(xué)插入物的第一部分的折射 率可以關(guān)于半徑依賴性而改變。所述半徑依賴性可以對(duì)半徑距離具有主要拋物線依賴性， 且在某些示例性實(shí)施例中，所述半徑依賴性可以從光學(xué)裝置的中央對(duì)半徑距離具有拋物線 和更高階參數(shù)依賴性。
[0023] 在某些具有前插入件、后插入件和至少第一中間插入件的示例性實(shí)施例中，所述 眼用裝置可以是接觸鏡