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1.本实用新型涉及隐形眼镜技术领域，尤其涉及一种电致变色隐形眼镜。


背景技术：

2.目前的研究中，电致变色隐形眼镜作为智能医疗监测系统中的一部分，通过眼泪进行身体各项数据指标的健康监测，利用电致变色进行警示作用。同时也在军工情报方面做出突出贡献，通过电致变色隐形眼镜变色性能展现摩斯密码，进而实现信号显示和传输，传递暗号或情报信息。谷歌眼镜的面世，以及智能医疗系统中隐形眼镜监测的广泛应用，未来结合元宇宙概念，电致变色隐形眼镜将在医疗健康系统和军事情报领域得到更多的关注，也会有更多的应用和发展。
3.隐形眼镜，也叫角膜接触镜，是一种戴在眼球角膜上，用以矫正视力或保护眼睛的镜片。它们有时可能会有颜色，主要是出于美容的原因，但也有出于实际的需求，比如在掉下时让用户更容易找到。但现有隐形眼镜的光学特性(颜色或不透明度等)通常在制造时固定并且以后不能更改。这限制了隐形眼镜的美容和功能性。目前的隐形眼镜通常是在镜片上贴附电致变色层，电致变色层通常设置在pet等衬底材料上，这种隐形眼镜透气性较低，佩戴舒适性较差；也有采用碳纳米管和金属纳米线结构，但碳纳米管制备的电极透过率低，同时易断裂、脱离，提纯难度大；金属纳米线长度和直径粗细影响制备电极的光学和电化学性能，易被氧化、腐蚀，影响电极使用寿命和稳定性。
4.前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种透气性较好、佩戴舒适性较好的电致变色隐形眼镜。
6.本实用新型提供一种电致变色隐形眼镜，包括镜片层、导电层和电致变色层，所述导电层附着于所述镜片层的内侧或外侧，所述电致变色层位于所述导电层远离所述镜片层的一侧，所述导电层呈网格结构。
7.进一步地，所述镜片层为中空的半球状结构。
8.进一步地，所述镜片层包括位于中部的光学区和环绕在所述光学区四周的边缘区；所述导电层为中空半球状，且所述导电层中部开设有对应所述光学区的第一开口区；所述电致变色层为中空半球状，所述电致变色层的中部开设有与所述光学区对应的第二开口区。
9.进一步地，所述导电层为金属网格结构。
10.进一步地，所述导电层的网格结构为连通的周期性图形化结构，所述网格结构的周期范围为150-200μm，所述网格线宽为3.5μm-5μm，所述网格厚度为2.5μm-6.0μm。
11.进一步地，所述网格结构为连通的周期性结构时，所述周期性图形化结构为圆形、椭圆、葫芦形或者多边形中的任一种或者多种的组合。
12.进一步地，所述电致变色层为无机电致变色层。
13.进一步地，所述电致变色层为氧化钨、氧化镍、氧化钼或亚铁氰化铁。
14.进一步地，还包括供电模块，所述导电层附着于所述镜片层的内侧时，所述供电模块设置在所述镜片层外侧，与所述导电层电连接，提供变色所需电压；所述导电层附着于所述镜片层的外侧时，所述供电模块设置在电致变色层外侧，与所述导电层电连接，提供变色所需电压。
15.进一步地，所述电致变色层设于所述导电层的所述网格结构的形成网格腔体的间隔壁上；或者，所述电致变色层填充于所述导电层的所述网格结构的所述网格腔体内，并覆盖于形成所述网格的所述间隔壁上和所述网格腔体上方。
16.本实用新型提供的电致变色隐形眼镜，通过网格结构的导电层，导电层无需衬底支撑，可降低导电层重量，提高导电层的光线透过率，眼球紧绷包裹感减少，透气性大幅增加，佩戴舒适性得到显著提高。
附图说明
17.图1为本实用新型第一实施例电致变色隐形眼镜的剖面结构示意图；
18.图2为图1所述的电致变色隐形眼镜中镜片层的俯视结构示意图；
19.图3为图1所述的电致变色隐形眼镜中导电层铺平后的俯视结构示意图；
20.图4为图1所述的电致变色隐形眼镜中导电层与电致变色层的结构示意图；
21.图5为本实用新型第二实施例电致变色隐形眼镜铺平后的剖面结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
23.请参考图1和图4，本实用新型第一实施例提供一种电致变色隐形眼镜，包括镜片层10、导电层20和电致变色层30，导电层20附着于镜片层10的内侧或外侧，电致变色层30与导电层20接触。其中，导电层20呈网格结构。
24.本实施例提供的电致变色隐形眼镜，通过网格结构的导电层，导电层无需衬底支撑，可降低导电层重量，提高导电层的光线透过率，眼球紧绷包裹感减少，透气性大幅增加，佩戴舒适性得到显著提高。
25.本实施例中，镜片层10可采用水胶材质hema(甲基丙烯酸羟乙酯)、硅胶材质、硅胶与水胶材质结合的硅水胶材质制备。水胶材质的镜片层10含水量更好，舒适性更好，适合长期佩戴，而硅水胶材质的透氧性更好，是水胶透氧性的4-7倍，但舒适性较差，一般适合短期佩戴，如日抛，月抛等。
26.具体地，镜片层10可采用以下方法制造而成。
27.步骤s11，用5ml的hema(甲基丙烯酸羟乙酯)与0.085g的egdma(乙二醇二甲基丙烯酸酯)作为交联剂混合，加入3ml去离子水和0.085g 2-羟基-2-甲基丙苯酮作为紫外引发剂，搅拌至溶液透明；
28.步骤s12，将溶液倒入形状模具中，使用5000-ec(dymax)紫外曝光聚合，曝光1分钟，在室外冷却1分钟；
29.步骤s13，用冷却水将镜片层10从模具中分离出来。
30.可以理解，镜片层10也可采用其他材料或材料配比制造而成，也可采用其他方法制造而成，在此不做限制。
31.具体地，请参考图2，镜片层10为半球状结构，用以与眼球角膜更好贴合，镜片层10包括位于中部的光学区11和环绕在光学区11四周的边缘区12。用户在使用时，将光学区11对准眼球角膜，光线穿透光学区11后进入眼球角膜。光学区11可以为无色透明，也可以根据美观需求、保护需求等做成有色透明。
32.在其他实施例中，镜片层10也可以为中空的半球状结构，用以进一步提高电致变色隐形眼镜的透气性。
33.本实施例中，请参考图3，导电层20为金属网格结构。具体地，导电层20可以采用镍(ni)、铜(cu)、金(au)等金属导电材料制成。
34.具体地，导电层20的网格结构为连通的周期性图形化结构，网格结构的周期范围为150-200μm，网格线宽为3.5μm-5μm，网格厚度为2.5μm-6.0μm。周期性图形化结构可以是圆形、椭圆、葫芦形或者多边形中的任一种或者多种的组合，更具体地，周期性图形化结构优选正六边形。导电层20通过网格结构及无衬底设计，眼球紧绷包裹感减少，使得隐形眼镜透气性大幅增加，佩戴舒适性得到显著提高。
35.具体地，导电层20为中空半球状，且导电层20中部开设有对应光学区11的第一开口区(未标示)。
36.具体地，导电层20可采用以下方法制造而成。
37.步骤s21，将光刻胶涂覆在衬底上。具体地，可根据衬底情况选择旋涂或喷涂工艺，光刻胶厚度根据实际需求进行选择，通过选择光刻胶涂覆的时间和量控制厚度，一般厚度在500nm-10um量级之间；
38.步骤s22，利用激光直写技术将光刻胶层刻蚀成网格槽状结构。具体地，网状结构可为正六边形、八边形、葫芦形等，也可采用刻蚀的办法进行网状刻蚀，用掩膜版对光刻胶进行曝光和显影处理得到相应的网状结构；
39.步骤s23，在裸露的衬底表面电沉积金属材料(例如，ni、cu、au等)，将金属材料电沉积进光刻胶沟槽中，形成均匀的金属网状结构，金属网格电极的厚度由电沉积的时间决定，但不能超过光刻胶的厚度，这样才能保证较高的透光率(可以理解，沉积方法可为电铸或者电镀)；
40.步骤s24，将金属材料电沉积好的衬底浸入naoh溶液中，将衬底上未刻蚀的光刻胶部分进行清洗，留下裸露的金属网格电极，金属网格电极便可以自动从衬底上脱落下来，再进行多次冲洗，去除金属网格表面残留naoh溶液，由此形成导电层20。
41.本实施例中，电致变色层30可采用无机电致变色材料制成。无机电致变色材料一般无毒，这样可以保证隐形眼镜的安全性。
42.在一实施例中，电致变色层30为亚铁氰化铁(pb，又叫普鲁士蓝)材料制成。在该实施例下，导电层20附着于所述镜片层的内侧，此时，隐形眼镜无需施加外部电源，眼泪中的na+，k+离子与亚铁氰化铁等特定电致变色材料可进行电化学反应实现电致变色材料氧化还原反应，从而达到变色的效果，此方案可实现隐形眼镜紧急情况警报作用，可结合传感器、天线，实现血糖监测。
43.在另一实施例中，电致变色层30可为氧化钨(wo3)、氧化镍(nio)或氧化钼(moo3)材料制成。此时，隐形眼镜还包括供电模块(图未示)，供电模块电性连接于导电层20。当导电层20附着于镜片层10的内侧时，供电模块设置在镜片层10外侧，与导电层20电连接，提供变色所需电压。当导电层20附着于镜片层10的外侧时，供电模块设置在电致变色层30外侧，与导电层20电连接，提供变色所需电压。供电模块用于给导电层20施加电压，实现隐形眼镜变色，通过控制变色时间长短传递信息，类似摩斯密码，可进行加密应用。具体地，供电模块可为柔性电容器。具体地，电致变色层30也为中空半球状，电致变色层30的中部开设有与光学区11对应的第二开口区(未标示)。由于光学区11对应的是用户的眼球角膜，将电致变色层30设计为空心的圆环状结构可使电致变色层30在实现变色的功能时，不会影响到用户的视觉效果。
44.具体地，请参考图4，电致变色层30可设于导电层20的网格结构的形成网格腔体的间隔壁上。
45.电致变色层30可采用溶胶-凝胶法、磁控溅射法、电沉积法、热蒸发法等工艺方法制备。以本实施例中的亚铁氰化铁电沉积为例，用50mmol/lkcl、10mmol/l k3fe(cn)6、10mmol/l fecl3和去离子水混合，制备50ml电解液；使用hcl将电解液的ph值调整为2，制造酸性环境；将导电层20浸入含有参比电极(ag/agcl)和对电极(pt)的电解液中，制成三极电池；通过用sp-300恒电位器在中心和外部施加50ma电流，时间分别为30s和75s，将亚铁氰化铁电沉积在导电层20上。
46.第二实施例
47.请参考图5，本实用新型第二实施例提供的电致变色隐形眼镜与第一实施例的电致变色隐形眼镜结构基本相同，不同之处在于，在本实施例中，电致变色层30'覆盖于导电层20'和镜片层10'上，即电致变色层30'填充于导电层20'的网格结构的网格腔体内，并在形成网格的间隔壁上和网格腔体上方均形成一定厚度的电致变色层30'。
48.第三实施例
49.本实施例还提供一种隐形眼镜装置，包括终端(未画出)和如上所述的电致变色隐形眼镜，终端为智能手机、电脑等可通讯设备。终端可以与电致变色隐形眼镜远程无线通讯，终端既可以控制隐形眼镜的电致变色，也可以接收电致变色隐形眼镜传输来的信号。例如依据隐形眼镜的变色程度判断眼泪中钠离子、钾离子的浓度，再通过算法对用户身体指标做健康监测。
50.本实施例中的电致变色隐形眼镜通过供电模块实现主动可控的电致变色，通过与终端远程连接，在医疗健康系统和军事情报领域有更广阔的应用。
51.在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
52.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
53.在本文中，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，可以是两个元件内部的连通。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的具体含义。
54.在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本实用新型的限制。
55.在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
56.在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
57.在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
58.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。