CN113035914B - 一种具有微显示功能的隐形眼镜、制作工艺及眼镜盒 - Google Patents
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Abstract
一种具有微显示功能的隐形眼镜、制作工艺及眼镜盒，属于隐形眼镜技术领域，该隐形眼镜包括柔性显示区及其外压合包覆的柔性镜片层，柔性显示区包括OLED显示层和电控部件，电控部件包括驱动芯片、红外光学传感器、处理器和微纸片电池，微纸片电池与处理器电连接，处理器与移动设备无线连接以将移动设备上的图像投射到OLED显示层上，红外光学传感器捕捉手势操作信号传输给处理器，处理器通过驱动芯片与OLED显示层电连接以控制图像变化，本发明的有益效果是，该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使用寿命长，使用更加方便，眼镜盒可对隐形眼镜进行及时清洁和充电，使隐形眼镜维护更方便，保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
Description
技术领域
本发明涉及隐形眼镜技术领域，尤其涉及一种具有微显示功能的隐形眼镜、制作工艺及眼镜盒。
背景技术
随着科技的进步与科技的发展，人们在追求显示效果的体验上也有着更高的需求，加之穿戴配套显示设备使其物理意义上的方法路径可行，5G时代的到来会解决数据量传输的问题，因此近年来Micro OLED(Organic Light Emitting Display)被称为下一代显示技术的黑马，现已广泛应用于机戴头盔、枪瞄、夜视仪等军用市场，并且随着AR/VR以及自动驾驶等新技术的应用，Micro OLED微显示器将迎来爆发式的增长。市场上现有的终端产品多为头戴式或穿戴式设备。就现在的商用产品来看，已经有不少商家推出了类似的产品，然而这套负累的设备使消费者颇感不便，因此，需要更加轻便的产品形态。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种具有微显示功能的隐形眼镜及眼镜盒，通过将OLED显示层柔性化，在其中布置电控部件，使该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使用更加方便，眼镜盒可对隐形眼镜进行及时清洁和充电，保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述具有微显示功能的隐形眼镜，包括柔性显示区及其外压合包覆的柔性镜片层，所述柔性显示区包括OLED显示层及其内部外周设置的电控部件，所述电控部件包括驱动芯片、红外光学传感器、处理器和微纸片电池，所述微纸片电池与所述处理器电连接，所述处理器与移动设备无线连接以将移动设备上的图像投射到OLED显示层上，所述红外光学传感器捕捉手势操作信号传输给所述处理器，所述处理器通过所述驱动芯片与所述OLED显示层电连接以控制图像变化。
进一步地，所述OLED显示层包括由下而上依次设置的背板层、发光显示层和封装隔离层，所述背板层包括由下而上依次设置的柔性基底层Ⅰ、介质层Ⅰ、柔性基底层Ⅱ和发光线路层，所述柔性基底层Ⅱ的中部设置所述发光线路层，所述发光线路层的外周固定所述电控部件，所述电控部件上设置介质层Ⅱ。
进一步地，所述发光显示层通过所述发光线路层与所述驱动芯片电连接，所述封装隔离层包括发光显示层由内而外依次设置的薄膜封装层和水气阻隔层。
进一步地，所述柔性基底层Ⅰ和柔性基底层Ⅱ的材质均设置为透明聚酰亚胺，厚度均设置为10～100nm。
进一步地，所述电控部件还包括所述柔性基底层Ⅱ的外周上设置的***走线，所述微纸片电池通过***走线与所述处理器相连。
进一步地，所述介质层Ⅰ和介质层Ⅱ的材质均设置为氮氧化硅、氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，所述介质层Ⅰ的厚度设置为10-100nm，所述介质层Ⅱ压覆定位在所述电控部件的表面，所述介质层Ⅱ的厚度设置为100-1500nm。
进一步地，所述柔性镜片层包括柔性镜片Ⅰ和柔性镜片Ⅱ，所述柔性镜片Ⅰ和柔性镜片Ⅱ之间的中部设置所述柔性显示区，所述柔性镜片Ⅰ和柔性镜片Ⅱ通过压合的方式将所述柔性显示区包覆固定。
进一步地，所述柔性镜片Ⅰ和柔性镜片Ⅱ的厚度相同，均设置为20～30μm，所述柔性显示区的厚度设置为40～50μm，直径设置为14～15mm。
一种所述的隐形眼镜用眼镜盒，包括盒体，所述盒体内设置有用于分别盛放2个隐形眼镜的两个容纳仓，每个容纳仓上设置有卡接盖体，每个容纳仓内均设置有对所述隐形眼镜进行清洗或充电的微型超声波发生装置。
一种所述的隐形眼镜的制作工艺，包括以下步骤：
1)制备背板层：在裸晶圆上通过旋涂或刮涂的方式制备柔性基底层Ⅰ，在柔性基底层Ⅰ上通过热氧化法、物理气相沉积或化学气相沉积的方式制备介质层Ⅰ，在介质层Ⅰ上通过旋涂或刮涂的方式制备柔性基底层Ⅱ，在柔性基底层Ⅱ的中部制备发光线路层；
2)制备并定位电控部件：在柔性基底层Ⅱ的中部外周方向上制备驱动芯片、***走线、电池预留接口、红外光学传感器和处理器，并使处理器通过***走线与电池预留接口电连接，在所述电控部件上覆盖制备介质层Ⅱ，去除发光线路层上方中部的部分介质层Ⅱ；
3)在电控部件和发光线路层上依次制备发光显示层、封装隔离层，在电池预留接口上贴合定位微纸片电池，激光剥离柔性基底层Ⅰ上的裸晶圆；
4)将制备完成的柔性显示区放置在柔性镜片Ⅰ和柔性镜片Ⅱ之间，将柔性镜片Ⅰ、柔性镜片Ⅱ和柔性显示区密封压合成一体。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过在OLED显示层外周设置包括驱动芯片、红外光学传感器、处理器和微纸片电池的电控部件而形成柔性显示区，将柔性显示区外包覆柔性镜片层则形成了隐形眼镜，其中的微纸片电池为处理器提供电能，处理器与移动设备无线连接可将移动设备上的图像投射到OLED显示层上，从而投射到人眼部的视网膜上，通过内部的红外光学传感器捕捉人体的手势操作，通过处理器控制驱动芯片，使驱动芯片控制OLED显示层的显示，从而可控制投射到OLED显示层上的图像变化，使该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使佩戴和使用更加方便。
2、本发明通过将OLED显示层的结构设计成柔性基底层Ⅰ、介质层Ⅰ和柔性基底层Ⅱ的组合，其中的柔性基底层Ⅰ和柔性基底层Ⅱ为透明聚酰亚胺层，其柔软透明，适于放置在隐形眼镜中，而且由于透明聚酰亚胺层为有机材料，水汽容易通过，由于在柔性基底层Ⅰ和柔性基底层Ⅱ之间设置无机材料制成的介质层Ⅰ，可有效阻隔水汽的通过，避免了对内部电控部件的破坏，延长了隐形眼镜整体的使用寿命。
3、本发明通过在眼镜盒内设置微型超声波发生装置，在眼镜盒中放入清洁液后可以实现对隐形眼镜的清洗，同时也可对微纸片电池进行充电，使隐形眼镜维护更方便，而且保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
综上，该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使用寿命长，使用更加方便，眼镜盒可对隐形眼镜进行及时清洁和充电，使隐形眼镜维护更方便，保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明中的隐形眼镜的结构示意图；
图2为图1中柔性显示区的结构示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为本发明中隐形眼镜用眼镜盒的结构示意图；
上述图中的标记均为：1.柔性显示区，11.驱动芯片，12.红外光学传感器，13.处理器，14.微纸片电池，15.背板层，151.柔性基底层Ⅰ，152.介质层Ⅰ，153.柔性基底层Ⅱ，154.发光线路层，16.介质层Ⅱ，17.***走线，18.发光显示层，19.封装隔离层，191.薄膜封装层，192.水气阻隔层，2.柔性镜片层，21.柔性镜片Ⅰ，22.柔性镜片Ⅱ，3.盒体，4.容纳仓，5.卡接盖体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明具体的实施方案为：如图1～图3所示，一种具有微显示功能的隐形眼镜，包括柔性显示区1及其外压合包覆的柔性镜片层2，柔性显示区1包括OLED显示层及其内部外周设置的电控部件，该电控部件包括驱动芯片11、红外光学传感器12、处理器13和微纸片电池14，微纸片电池14与处理器13电连接来为处理器13供电，处理器13与移动设备无线连接以将移动设备上的图像投射到OLED显示层上，从而投射到人眼部的视网膜上，红外光学传感器12捕捉手势操作信号传输给处理器13，处理器13通过驱动芯片11与OLED显示层电连接以控制图像变化，不同的手势操作可实现图像的移动、放大、缩小等操作，使该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使用更加灵活方便。
具体地，其中的OLED显示层包括由下而上依次设置的背板层15、发光显示层18和封装隔离层19，其中的背板层15包括由下而上依次设置的柔性基底层Ⅰ151、介质层Ⅰ152、柔性基底层Ⅱ153和发光线路层154，柔性基底层Ⅰ151和柔性基底层Ⅱ153的材质均设置为透明聚酰亚胺，厚度均设置为5～10μm，柔性基底层Ⅰ151的厚度优选为6μm，柔性基底层Ⅱ153的厚度优选为8μm，介质层Ⅰ152的材质设置为氮氧化硅、氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等无机材料，介质层Ⅰ152的厚度设置为10-100nm，由于其中的柔性基底层Ⅰ151和柔性基底层Ⅱ153为透明聚酰亚胺层，其柔软透明，适于放置在隐形眼镜中，而且由于透明聚酰亚胺为有机材料，水汽容易通过，因此在柔性基底层Ⅰ151和柔性基底层Ⅱ153之间设置无机材料制成的介质层Ⅰ152，可有效阻隔水汽的通过，避免了对内部电控部件的破坏，延长了隐形眼镜整体的使用寿命。
其中的柔性基底层Ⅱ153的中部设置发光线路层154，发光显示层18通过发光线路层154与驱动芯片11电连接，通过驱动芯片11可控制发光显示层18发光；电控部件还包括柔性基底层Ⅱ153的外周上设置的***走线17，微纸片电池14通过***走线17与处理器13相连，实现了微纸片电池14对处理器13供电，发光线路层154的外周设置***走线17，使相互连通的，***走线17外周设置驱动芯片11、红外光学传感器12、处理器13和微纸片电池14，上述电控部件上设置介质层Ⅱ16，介质层Ⅱ16的材质设置为氮氧化硅、氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等无机材料，介质层Ⅱ16压覆定位在电控部件的表面，介质层Ⅱ16的厚度设置为100-1500nm，起到了保护和定位上述电控部件的作用。
其中的发光显示层18为现有的OLED显示结构，包括在背板层15上由一张掩膜板依次蒸镀的有机发光层、阴极金属层和光提取层，图中未逐一显示。
其中的封装隔离层19包括发光显示层18由内而外依次设置的薄膜封装层191和水气阻隔层192，其中的薄膜封装层191实现了对整个柔性显示区1的物理保护，防止空气中的杂质对内部电控部件的腐蚀而造成电气性能下降，同时实现整体尺寸的标准化，其中的水气阻隔层192包覆在柔性显示区1的外部，再一次起到了与外界隔离的作用，防止水汽进入柔性显示区1内部，薄膜封装层191和水气阻隔层192对整个柔性显示区1起到了双重保护。
具体地，其中的柔性镜片层2包括柔性镜片Ⅰ21和柔性镜片Ⅱ22，柔性镜片Ⅰ21和柔性镜片Ⅱ22之间的中部设置柔性显示区1，柔性镜片Ⅰ21和柔性镜片Ⅱ22通过压合的方式将柔性显示区1包覆固定，柔性镜片Ⅰ21和柔性镜片Ⅱ22的厚度相同，均设置为20～30μm，整个柔性显示区1的厚度设置为40～50μm，柔性显示区1的直径设置为14～15mm，使整个隐形眼镜的厚度设置为80～110μm，优化地设置为95μm，其基弧设置为8.4～8.6，满足隐形眼镜的尺寸要求。
如图4所示，一种上述隐形眼镜用眼镜盒，包括盒体3，盒体3内包括用于盛放2个隐形眼镜的两个容纳仓，每个容纳仓上设置有卡接盖体，每个容纳仓4内均设置有对隐形眼镜进行清洗或充电的微型超声波发生装置，每个容纳仓4上还设置有控制微型超声波发生装置工作的控制按钮，隐形眼镜中的微纸片电池14的厚度设置为20～30μm，储能为40～60mA/day，具有可充电功能，在盒体3内中放入清洁液后，通过控制控制按钮可使微型超声波发生装置发出超声波，从而可以实现对隐形眼镜的振动清洗，同时利用超声波驱使微纸片电池14中的电解液流动，提高了离子分布的均匀性，从而实现了对微纸片电池14的快速充电并提高了微纸片电池14的循环寿命，使隐形眼镜维护更方便，而且保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
另外，上述隐形眼镜还可结合配套的蓝牙耳机，声音数据可由其中的处理器13通过蓝牙传输的方式传输给蓝牙耳机，实现视听一体化，图像和文字数据可由其中的处理器13通过蓝牙传输的方式向移动设备发送或接收移动设备的数据，以实现信息交互。
上述隐形眼镜的制作工艺，包括以下步骤：
1)制备背板层15：在裸晶圆上通过旋涂或刮涂5～10μm厚度的透明聚酰亚胺来制备柔性基底层Ⅰ151，在柔性基底层Ⅰ151上通过热氧化法、物理气相沉积或化学气相沉积等的方式制备介质层Ⅰ152，在介质层Ⅰ152上通过旋涂或刮涂5～10μm厚度的透明聚酰亚胺来制备柔性基底层Ⅱ153，在柔性基底层Ⅱ153的中部通过多次黄光工艺制备发光层线路层154。其中黄光循环次数≥25次，≤35次，每个循环包含工艺及顺序为：清洗，烘烤，成膜(物理气相沉积或化学气相沉积)，涂布(旋涂或刮涂)，曝光，显影，刻蚀(干法刻蚀或激光刻蚀)，去胶(湿法去胶或干法灰化)；
2)制备并定位电控部件：在柔性基底层Ⅱ153的中部外周方向上制备驱动芯片11、***走线17、电池预留接口、红外光学传感器12和处理器13，并使处理器13通过***走线17与电池预留接口电连接，在电控部件上通过热氧化法、物理气相沉积或化学气相沉积等的方式覆盖制备介质层Ⅱ16，使用光刻和干刻工艺去除发光线路层154上方中部的部分介质层Ⅱ16，使发光线路层154与待制备的发光显示层18电接触；
3)在电控部件和发光线路层154上依次制备发光显示层18、封装隔离层19，在电池预留接口上贴合定位微纸片电池14，激光剥离柔性基底层Ⅰ151上的裸晶圆，则完成了柔性显示区1的制备；
4)将制备完成的柔性显示区1放置在柔性镜片Ⅰ21和柔性镜片Ⅱ22之间，将柔性镜片Ⅰ21、柔性镜片Ⅱ22和柔性显示区1通过高精度真空压合技术密封压合成一体。
综上，该隐形眼镜集成了眼镜和微显示的功能，使用寿命长，使用更加方便，眼镜盒可对隐形眼镜进行及时清洁和充电，使隐形眼镜维护更方便，保证了隐形眼镜微显示功能的持久性。
以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。
Claims (9)
1.一种具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于，包括柔性显示区(1)及其外压合包覆的柔性镜片层(2)，所述柔性显示区(1)包括OLED显示层及其内部外周设置的电控部件，所述电控部件包括驱动芯片(11)、红外光学传感器(12)、处理器(13)和微纸片电池(14)，所述微纸片电池(14)与所述处理器(13)电连接，所述处理器(13)与移动设备无线连接以将移动设备上的图像投射到OLED显示层上，所述红外光学传感器(12)捕捉手势操作信号传输给所述处理器(13)，所述处理器(13)通过所述驱动芯片(11)与所述OLED显示层电连接以控制图像变化；
所述OLED显示层包括由下而上依次设置的背板层(15)、发光显示层(18)和封装隔离层(19)，所述背板层(15)包括由下而上依次设置的柔性基底层Ⅰ(151)、介质层Ⅰ(152)、柔性基底层Ⅱ(153)和发光线路层(154)，所述柔性基底层Ⅱ(153)的中部设置所述发光线路层(154)，所述发光线路层(154)的外周固定所述电控部件，所述电控部件上设置介质层Ⅱ(16)。
2.根据权利要求1所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述发光显示层(18)通过所述发光线路层(154)与所述驱动芯片(11)电连接，所述封装隔离层(19)包括发光显示层(18)由内而外依次设置的薄膜封装层(191)和水气阻隔层(192)。
3.根据权利要求1所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述柔性基底层Ⅰ(151)和柔性基底层Ⅱ(153)的材质均设置为透明聚酰亚胺，厚度均设置为5～10μm。
4.根据权利要求1所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述电控部件还包括所述柔性基底层Ⅱ(153)的外周上设置的***走线(17)，所述微纸片电池(14)通过***走线(17)与所述处理器(13)相连。
5.根据权利要求4所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述介质层Ⅰ(152)和介质层Ⅱ(16)的材质均设置为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，所述介质层Ⅰ(152)的厚度设置为10-100nm，所述介质层Ⅱ(16)压覆定位在所述电控部件的表面，所述介质层Ⅱ(16)的厚度设置为100-1500nm。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述柔性镜片层(2)包括柔性镜片Ⅰ(21)和柔性镜片Ⅱ(22)，所述柔性镜片Ⅰ(21)和柔性镜片Ⅱ(22)之间的中部设置所述柔性显示区(1)，所述柔性镜片Ⅰ(21)和柔性镜片Ⅱ(22)通过压合的方式将所述柔性显示区(1)包覆固定。
7.根据权利要求6所述的具有微显示功能的隐形眼镜，其特征在于：所述柔性镜片Ⅰ(21)和柔性镜片Ⅱ(22)的厚度相同，均设置为20～30μm，所述柔性显示区(1)的厚度设置为40～50μm，直径设置为14～15mm。
8.一种如权利要求1～7任意一项所述的隐形眼镜用眼镜盒，其特征在于：包括盒体(3)，所述盒体(3)内设置有用于分别盛放2个隐形眼镜的两个容纳仓(4)，每个容纳仓(4)上设置有卡接盖体(5)，每个容纳仓(4)内均设置有对所述隐形眼镜进行清洗或充电的微型超声波发生装置。
9.一种如权利要求1～7任意一项所述的隐形眼镜的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)制备背板层(15)：在裸晶圆上通过旋涂或刮涂的方式制备柔性基底层Ⅰ(151)，在柔性基底层Ⅰ(151)上通过热氧化法、物理气相沉积或化学气相沉积的方式制备介质层Ⅰ(152)，在介质层Ⅰ(152)上通过旋涂或刮涂的方式制备柔性基底层Ⅱ(153)，在柔性基底层Ⅱ(153)的中部制备发光线路层(154)；
2)制备并定位电控部件：在柔性基底层Ⅱ(153)的中部外周方向上制备驱动芯片(11)、***走线(17)、电池预留接口、红外光学传感器(12)和处理器(13)，并使处理器(13)通过***走线(17)与电池预留接口电连接，在所述电控部件上覆盖制备介质层Ⅱ(16)，去除发光线路层(154)上方中部的部分介质层Ⅱ(16)；
3)在电控部件和发光线路层(154)上依次制备发光显示层(18)、封装隔离层(19)，在电池预留接口上贴合定位微纸片电池(14)，激光剥离柔性基底层Ⅰ(151)上的裸晶圆；
4)将制备完成的柔性显示区(1)放置在柔性镜片Ⅰ(21)和柔性镜片Ⅱ(22)之间，将柔性镜片Ⅰ(21)、柔性镜片Ⅱ(22)和柔性显示区(1)密封压合成一体。
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