一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法

1.发明涉及隐形眼镜技术领域，具体涉及一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法。


背景技术：

2.智能隐形眼镜作为一种特殊的人机接口，是距离人眼最近的器件平台。利用功能材料、微纳电子等先进技术，智能隐形眼镜可以实现对眼睛生理信息的检测与追踪，如眼内压、眼表热、电解质含量等，从而为临床医疗提供诊断依据和治疗辅助；此外，智能隐形眼镜也有潜力成为新一代人机交互平台，实现包括增强现实、虚拟现实、智慧办公等在内的一系列视觉体验增强功能。
3.但是，为了实现上述丰富而复杂的功能，势必要在隐形眼镜中集成功能电路。虽然柔性电路的使用促进了智能隐形眼镜的实现，但缺少较为合理的生产方式。目前，领域内智能隐形眼镜的柔性电路植入方式通常为：在透明基底上制备功能电路，放置在模具中浇筑隐形眼镜材料并加热固化。然而，这样的工艺存在着较多的不足：第一，新引入基底的与隐形眼镜力学模量不匹配，对镜片的稳定性和佩戴舒适性造成较大影响；第二，隐形眼镜生产过程中存在电路从平面转向球面的过程，位置和形状难以确定，容易出现不对齐的问题，从而影响功能的实现，器件一致性较差；第三，整体制备工艺互相割裂，对相关厂家的生产能力提出了更高的需求，产业化潜力低。
4.除了工艺固有的问题外，功能电路需要干燥的运行环境，隐形眼镜则需要足够的含水度，所以隐形眼镜和功能电路存在着含水量和干燥运行环境的核心矛盾。因此，有必要开发一种含有柔性电路的智能隐形眼镜制备工艺，确保柔性电路与水隔绝，电路功能实现的前提下尽可能保证隐形眼镜的佩戴舒适性，并且有大规模连续生产的产业化前景。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法，使得本发明的隐形眼镜中不引入柔性电路基底材料，而是直接采用现有的隐形眼镜材料对柔性电路进行封装，封装过程可直接融入现有的隐形眼镜的生产流程中。
6.本发明的一种含有柔性电路的智能隐形眼镜，包括依次设置的第一封装层、柔性电路、第二封装层和隐形眼镜层，其中第二封装层位于隐形眼镜层背向眼睛的一侧。
7.进一步的，第一封装层和第二封装层采用的材料相同，均为弹性体材料。用于封装柔性电路及隔水。第一封装层和第二封装层的材料均采用pdms、ecoflex或硅胶材料。
8.本发明的一种含有柔性电路的智能隐形眼镜制备方法，包括如下步骤：步骤1，制备第一封装层；在隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使胶体均匀的挂在隐形眼镜外模壁上，加热固化封装材料形成第一封装层；步骤2，制备柔性电路；
在具有柔性电路倒模的钢模上涂抹导电胶体，使导电胶体充分填入钢模图案中，形成柔性电路图案，利用转印胶头将柔性电路图案转移到第一封装层上，加热烧结形成柔性电路；所述导电胶体为银系导电胶，具体为银胶步骤3，制备第二封装层向承载有第一封装层和柔性电路的隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使封装胶体均匀的挂在第一封装层及柔性电路表面，加热固化封装材料，形成第二封装层；步骤4，制备隐形眼镜层向承载有第一封装层、柔性电路和第二封装层的隐形眼镜外模中倒入隐形眼镜材料，压入隐形眼镜内模，固定的隐形眼镜内外模，加热固化隐形眼镜材料后，形成隐形眼镜层。
9.有益效果：1)柔性电路不引入额外的基底材料，尽可能避免基底材料与隐形眼镜本体不匹配的问题，且本发明中封装层采用的材料具有较高的拉伸性和可弯折性。本发明提出的制备方案最大限度减小了封装层的厚度，在提高拉伸性的同时满足商用隐形眼镜厚度的要求2)柔性电路以胶体状态转移到隐形眼镜外模中，直接在隐形眼镜的曲面上成型，不存在基底材料平面变形的问题，从而保证电路的性能稳定。
10.3)整体制备工艺充分利用了当前隐形眼镜厂家生产美瞳的设备，尽可能降低了对额外设备的需求。
11.4)整体制备工艺可以较好地融入当前隐形眼镜的生产流程中，具备大规模生产的潜力。
附图说明
12.图１是本发明隐形眼镜的结构示意图。
13.图２是本发明隐形眼镜的制备流程图。
14.其中，1、第一封装层；2、柔性电路；3、第二封装层；4、隐形眼镜层。
具体实施方式
15.如图1所示，一种含有柔性电路的智能隐形眼镜包括依次设置的第一封装层1、柔性电路2、第二封装层3和隐形眼镜层4，其中第二封装层3位于隐形眼镜层4背向眼睛的一侧。其中，第一封装层1和第二封装层3采用的材料相同，均采用pdms、ecoflex、硅胶等弹性体材料。
16.封装层除了有承载柔性电路2、保证柔性电路结构稳定性的功能外，还为柔性电路2提供隔水保护。应当理解，图1所示结构只是本发明隐形眼镜结构的简单示意图，实际隐形眼镜层4占隐形眼镜厚度的绝大部分，封装层和柔性电路2只占隐形眼镜较少的部分，不影响隐形眼镜的固有功能。
17.本发明的一种含有柔性电路的智能隐形眼镜制备方法，包括如下步骤：步骤1，制备第一封装层1；在隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使胶体均匀的挂
在隐形眼镜外模壁上，加热固化封装材料，形成第一封装层1；所述封装胶体是聚二甲基硅氧烷pdms、ecoflex、硅胶等弹性体材料。
18.步骤2，制备柔性电路2；在具有柔性电路倒模的钢模上涂抹导电胶体，并用刮板使导电胶体充分填入钢模图案中，形在柔性电路图案，利用转印胶头将柔性电路图案转移到第一封装层1上，加热烧结形成柔性电路2。
19.如果有微芯片需要植入，并与柔性电路2连接，则烧结好柔性电路2后，把微芯片植入到柔性电路2中对应的位置上即可。
20.所述导电胶体为银系导电胶，本发明采用导电银胶，应当理解，导电银胶只是本发明提出的一种典型材料。银胶是一种配置简单、使用方便、性能优良的导电材料，已经具有一定的成熟商业产品。其他导电胶体体，如铜胶、石墨烯分散胶等，亦属于本案保护范围。
21.步骤3，制备第二封装层3向承载有第一封装层1和柔性电路2的隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使封装胶体均匀的挂在第一封装层1及柔性电路2表面，加热固化封装材料，形成第二封装层3。
22.步骤4，制备隐形眼镜层4向承载有第一封装层1、柔性电路2和第二封装层3的隐形眼镜外模中倒入隐形眼镜材料，压入的隐形眼镜内模，并用胶带固定的隐形眼镜内外模，加热固化隐形眼镜材料后，形成隐形眼镜层4。所述隐形眼镜材料为基于硅水凝胶的商用隐形眼镜材料。
23.取出本发明的智能隐形眼镜，在pbs缓冲液中浸泡膨胀。
24.目前商用隐形眼镜材料中含有pdms组分，利用pdms作为柔性电路封装层的材料，可以在隔水的同时最大限度保证柔性电路与隐形眼镜的力学模量匹配。其他弹性体材料，如ecoflex、硅胶等亦可以作为本发明中柔性电路的封装材料。


技术特征：
1.一种含有柔性电路的智能隐形眼镜，其特征在于，包括依次设置的第一封装层、柔性电路、第二封装层和隐形眼镜层，其中第二封装层位于隐形眼镜层背向眼睛的一侧。2.根据权利要求1所述一种含有柔性电路的智能隐形眼镜，其特征在于，第一封装层和第二封装层采用的材料相同，均为弹性体材料。3.根据权利要求2所述一种含有柔性电路的智能隐形眼镜，其特征在于，第一封装层和第二封装层的材料均采用pdms、ecoflex或硅胶材料。4.一种如权利要求1所述含有柔性电路的智能隐形眼镜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，制备第一封装层；在隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使胶体均匀的挂在隐形眼镜外模壁上，加热固化封装材料形成第一封装层；步骤2，制备柔性电路；在具有柔性电路倒模的钢模上涂抹导电胶体，使导电胶体充分填入钢模图案中，形成柔性电路图案，利用转印胶头将柔性电路图案转移到第一封装层上，加热烧结形成柔性电路；步骤3，制备第二封装层向承载有第一封装层和柔性电路的隐形眼镜外模中倒入胶体状的封装材料，通过摇摆和倾斜控流使封装胶体均匀的挂在第一封装层及柔性电路表面，加热固化封装材料，形成第二封装层；步骤4，制备隐形眼镜层向承载有第一封装层、柔性电路和第二封装层的隐形眼镜外模中倒入隐形眼镜材料，压入隐形眼镜内模，固定的隐形眼镜内外模，加热固化隐形眼镜材料后，形成隐形眼镜层。5.根据权利要求4所述一种含有柔性电路的智能隐形眼镜制备方法，其特征在于，步骤2中导电胶体采用银系导电胶。

技术总结
本发明公开了一种含有柔性电路的智能隐形眼镜及其制备方法，本发明的智能隐形眼镜包括依次设置的第一封装层、柔性电路、第二封装层和隐形眼镜层，其中第二封装层位于隐形眼镜层背向眼睛的一侧，第一封装层和第二封装层采用的材料相同，均为弹性体材料。本发明不引入额外的基底材料，且本发明中封装层采用的材料具有较高的拉伸性和可弯折性，且整体制备工艺可以较好地融入当前隐形眼镜的生产流程中，具备大规模生产的潜力。备大规模生产的潜力。备大规模生产的潜力。


技术研发人员：吴俊 唐俊逸 刘道森 王元威 张弛
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.01.07
技术公布日：2022/4/5