專利名稱：電潤濕法小室的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電潤濕法小室(electrowetting cell)及其制造方法。
電潤濕法透鏡是一種基于保存在一個小室中的兩種不相溶的液體之間光學特性的差異的可變透鏡。將勢差施加到這兩種液體使得在液體之間形成彎月面以改變形狀，由此改變透鏡特性，其中所述的兩種液體一種是導電性的，另外一種不是。該透鏡非常緊湊并且適合移動應用，如便攜電話、個人數字助理和其他移動設備等。結果是該設備必須能夠承受環(huán)境因素，如溫度，的較寬變化，并受益于抗沖擊性。由于小室內液體的膨脹升高的溫度導致小室內壓力升高，而這能造成其早期失效。
在本申請人的共同未決的專利申請WO 03/069,380中對電潤濕法小室進行了更充分的說明，其部分說明被結合在下面的說明中。
在基于電潤濕法的透鏡中，透鏡的屈光度(optical power)取決于導電性和非導電性液體之間的彎月面的曲率以及導電性和非導電性液體之間的折射率差異，如方程(1)所示S=n1-n2r---1]]>其中S是透鏡的屈光度，r是彎月面的曲率半徑，n1是非導電性液體的折射率，n2是導電性液體的折射率。
從方程(1)可以看出通過提高非導電性液體的折射率能夠增強電潤濕法透鏡的屈光度。這在圖4到6中示出，其中圖4示出處在未激活狀態(tài)下電潤濕法透鏡301上的入射光，其中非導電性液體302和導電性液體303之間的彎月面向下彎曲。所述小室通常具有導電層304、絕緣層305和導電圓柱306。
圖5示出由于來自電源307跨在透鏡兩端的電壓的存在而向上彎曲的彎月面。光線會聚在透鏡301之下。
圖6示出與圖5相同的情況，除了非導電性液體302的折射率更大，由此造成光線更強的折射并且會聚比在圖5中更接近透鏡301。
必須找到一種如何裝配電潤濕法透鏡的適當方法，以便它們能夠經受寬的溫度范圍(-40到85攝氏度)，并且使它們具有足夠長的工作壽命。所述透鏡通常由帶涂層的玻璃管制成，并且覆蓋有帶涂層的玻璃窗。所有部分被粘合在一起。
通過以這種方式制造透鏡，液體不可能膨脹，或收縮。這造成透鏡在高溫下破裂，并且在較低的溫度下在透鏡內的蒸汽成為一個問題。
本發(fā)明的一個目的是減輕上述缺點。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種壽命提高的電潤濕法小室。本發(fā)明的又一個目的是提供一種具有更寬的工作溫度范圍的電潤濕法小室。
根據本發(fā)明的第一方案，電潤濕法小室包括限定容納電潤濕法液體空腔的主體部分(body section)，以及至少一個緊固到主體部分一端的端部分(end section)，其中所述至少一個端部分通過可膨脹的連接部分緊固到主體部分。
可膨脹的連接部分有利地允許電潤濕法液體的熱膨脹。
優(yōu)選地，該電潤濕法小室包括緊固到主體部分的各個端的第一和第二端部分。該端部分優(yōu)選位于電潤濕法小室的光軸上。
可膨脹的連接部分優(yōu)選包括(incorporate)至少一個彈性元件。
可膨脹的連接部分優(yōu)選包括至少一個凸緣，優(yōu)選包括第一凸緣和第二凸緣，其中的一個或兩個可以是外圍凸緣。
第一和第二凸緣優(yōu)選基本上連接在其外圍邊緣處。第一和/或第二凸緣優(yōu)選是彈性的。
優(yōu)選第一和第二凸緣由金屬制成。優(yōu)選第一和第二凸緣分別焊接(solder)到主體部分和端部分的相鄰部分。
優(yōu)選第一和第二端部分利用各自的第一和第二可膨脹的連接部分連接到主體部分。
用于允許電潤濕法小室中的液體膨脹的裝置的提出通過JP-A2002/162506本身是已知的。該文件公開了一種電潤濕法小室，其具有液體腔(fluid chamber)和用膜狀彈性構件從液體腔隔開的特定空間。這個空間形成在主體部分的壁部分的厚度內。如果液體壓力變大，彈性構件將變形，液體腔的尺寸增大?？梢钥闯鰪椥詷嫾⒉挥米鞫瞬糠趾椭黧w部分之間的的連接部分。
該現有技術文件的結構具有幾個缺點。首先，允許的膨脹相當小。移動的元件只是彈性構件，而根本不是作為整體的端部分。結果，液體腔增加的容量本質上只是來自彈性構件的變形。
其次，該空間將包含空氣，因此反壓力相當有限。這樣就存在著彈性構件在低壓力下將變形的風險，尤其是經過一定的時間和以非彈性的方式。然后，當需要補償大幅度的溫度變化時將不再充分地工作。然而，在本發(fā)明的結構中，可膨脹的連接部分，尤其是膜，可以被預壓，以便提供防止變形的閥值。
根據本發(fā)明的第二方案，一種裝配電潤濕法小室的方法包括通過可膨脹的連接部分，將該小室的至少一個端部分緊固到限定空腔的小室的主體部分上；以及用電潤濕法液體填充空腔。
優(yōu)選第一端部分緊固到主體部分上，然后電潤濕法液體被放置在空腔中，然后第二端部分緊固到注滿的主體部分上。
第一端部分優(yōu)選處于拉緊狀態(tài)，以便在空腔充滿期間使可膨脹的連接部分膨脹。
本發(fā)明還涉及制造電潤濕法小室的方法。為了降低制造復雜度，提供其方法將會非常有利，其中，單獨的裝配步驟減少了。然而，如果考慮與JP-A 2002/162506中公開的小室進行比較的話，包含可膨脹的連接部分似乎會增加復雜度，。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種電潤濕法小室的制造方法，該電潤濕法小室包括主體部分，限定容納電潤濕法液體的空腔，以及至少一個端部分，利用可膨脹的連接部分將其緊固到主體部分的一端。
這個目的是通過以下方法達到的，其包括步驟提供組件，其中通過可膨脹的連接部分將端部分緊固到接觸器(contact)；并且將接觸器與主體部分相連。在這里可膨脹的連接部分就這樣將兩個分離部分結合起來，而不是在特定的結合步驟中應用該可膨脹的連接部分。取而代之的是，結合發(fā)生在鄰近結合部的接觸器和主體部分之間。這里應該理解的是，術語“接觸器”意味著機械接觸器而不一定是電接觸器。
這里可膨脹的連接部分優(yōu)選是環(huán)形的。這里在端部分和主體部分之間形成集成和連續(xù)的的連接部分。該環(huán)不必是圓形的，而可以是橢圓的或其他形狀的?？膳蛎浀倪B接部分優(yōu)選包括金屬。這提高了密封性，由于金屬對于小分子擴散不時通行無阻的，如許多聚合物那樣。此外，金屬不易于溶解在任何的電潤濕法液體中。不知道有化學反應發(fā)生，但是如果需要的話，可以被進一步的保護涂層所阻礙?？膳蛎浀倪B接部分優(yōu)選具有結構的和非平坦的表面。這里的例子是在橫截面視圖是彎曲的、起伏的、Z字形的表面和帶有突起的表面。
幾個實施例對所述組件是可觀察的。兩個主要實施例之間可以做出一個基本的區(qū)分。在第一實施例中，接觸器和端部分是獨立的部分。應該理解的是這里的接觸器主要是可以與主體部分很好地連接的表面。端部分可以具有透鏡的形狀，以便向電潤濕法小室提供額外的功能。在后者的非常適當的實施例中，構成可膨脹的連接部分的層甚至可以延伸到所述透鏡的表面。因此實現了兩部分的集成連接。
在第二實施例中，接觸器和端部分形成為一個基底(substrate)的一部分。由于處理原因，這個實施例看起來是優(yōu)選的，因為組件中的不同元件的數目減少了。此外，基底可以在晶片級上延伸，并可以在稍后甚至在與主體部分裝配之后分成單獨的組件，以限定電潤濕法小室。一種適當的基底材料是玻璃，但是當然也不排除諸如半導體襯底的可選材料。該基底有可能提供有額外的功能。
由具有以下步驟的工藝適當地制造第二實施例的組件(a)在載體層上提供第一層；(b)使第一層的至少一部分變形，導致第一層具有變形的、非平面的表面；(c)在非平面的表面處提供膜層；(d)通過部分除去載體層來至少部分地暴露第一層的所述部分，以此在載體層內限定端部分和接觸器；以及(e)除去第一層的所述部分，以此得到可膨脹的連接部分。本發(fā)明的本質在于載體層和第一層用來承載膜層并且用于充分地限定想要的形狀。由于第一層的至少一部分的犧牲特性(sacrificial character)，具有創(chuàng)造想要形狀的更大自由。此外，可以充分地處理第一層，對于膜層情況通常不是這樣。
第一層的選擇看來似乎不是關鍵性的；第一層可以是例如金屬或光刻膠。可以利用鍛造工具來適當地進行步驟(b)中的變形，也可以用模塑(moulding)方法或光刻技術。在用模塑方法的情況下，步驟(a)和(b)同時進行，以便提供具有變形表面的第一層。
在第一實施例中，膜層是金屬。這具有優(yōu)點金屬膜可以用非常簡單的技術制造。此外，金屬的使用使得可以形成密封封裝，其防止任何液體或其他材料的擴散。
在第二實施例中，膜層是模塑過程中提供的交叉連接的聚合物層。特別地，它是光透明層，其中還限定了透鏡。透鏡和膜的集成即使在電潤濕法小室領域之外也提供了令人高度關注的機會。
本發(fā)明擴展到結合如上所述的電潤濕法小室的圖像傳感器。本發(fā)明擴展到結合在諸如移動電話的電話中的圖像捕獲裝置或圖像傳感器。
這里所述的所有特性可以在任何組合中與上述方案中的任一個組合。
為了更好地理解本發(fā)明，以及顯示本發(fā)明的實施例是如何實現的，現在將通過例子，參考附圖，其中

圖1到3示出包含在背景技術中的在先公報的示意性橫截面中的可調整透鏡；圖4是未激活狀態(tài)下的現有技術的電潤濕法小室的示意性橫截面圖；圖5是激活狀態(tài)下的該電潤濕法小室的示意性橫截面圖；圖6是激活狀態(tài)下的所述現有技術的電潤濕法小室的示意性橫截面圖，示出非導電性液體的更高折射率的影響；圖7到10示出在構造階段期間的電潤濕法小室的示意性橫截面?zhèn)葓D；圖11和12示出電潤濕法小室的窗的示意性橫截面?zhèn)葓D13到16示出電潤濕法小室構造中后面階段的示意性橫截面?zhèn)葓D；圖17示出本發(fā)明第二實施例的示意性鳥瞰圖；圖18示出第二實施例的示意性橫截面圖；圖19示出第三實施例的示意性橫截面圖，其中只顯示了小室的左半部分；以及圖20到25示出制造具有集成膜的基底的階段的示意性橫截面?zhèn)葓D。
圖1到3以及下面對其進行的說明取自WO 03/069,380，為了提供關于電潤濕法透鏡的背景材料和支持。這些圖示出一種可變焦距透鏡，其包括構成毛細管(capillary tube)的圓柱形第一電極2，通過透明的前端元件4和透明的后端元件6使其密封以形成容納兩種液體的液體腔5。電極2可以是施加到管的內壁上的導電涂層。
在這個例子中，這兩種液體以諸如在此還被稱為“油”的硅油或鏈烷的電絕緣的第一液體A和諸如包含鹽溶液的水的導電的第二液體B的形式包括兩種不相溶的液體，。將這兩種液體優(yōu)選設置成具有相同的密度，從而使透鏡起作用而與方向無關，即，不依賴于兩種液體之間的重力影響。這可以通過適當選擇第一液體的成分來達到；例如可以通過添加分子成分(molecular constituent)來改變鏈烷或硅油以提高它們的密度從而與鹽溶液的密度相匹配。
根據所用油的選擇，油的折射率可以在1.25和1.60之間變化。同樣地，根據所添加的鹽的數量，鹽溶液在折射率上可以在1.32和1.50之間變化。選擇本實施例中的液體從而使第一液體A具有比第二液體B高的折射率。
第一電極2是內半徑通常在1mm到20mm之間的圓柱。電極2由金屬材料構成，并且涂有絕緣層8，例如由聚對二甲苯構成。絕緣層的厚度在50nm到100μm之間，典型值在1μm到10μm之間。絕緣層涂有液體接觸層10，其減輕了彎月面與液體腔的圓柱壁的接觸角的滯后現象。液體接觸層優(yōu)選由諸如DuPontTM生產的TeflonTMAF1600的無定形碳氟化合物構成。液體接觸層10的典型厚度在5nm到50μm之間。AF1600涂層可以通過電極2的連續(xù)浸涂(successivedip coating)來生產，其形成厚度基本一致的均勻材料層，由于電極的圓柱側基本平行于圓柱形電極；通過當使電極沿著其軸向移動進出浸漬溶液時浸漬該電極來進行浸涂。使用化學汽相淀積來施加聚對二甲苯涂層。當在第一和第二電極之間不施加電壓時，第二液體對液體接觸層的可濕性(wettability)在彎月面14與液體接觸層10相交的兩側上基本相等。
在這種情況下，第二、環(huán)形電極12被設置在液體腔鄰近后端元件的一端上。將第二電極12與液體腔的至少一部分設置在一起以便電極作用到第二液體B上。
兩種液體A和B是不相溶的，從而易于分成由彎月面14分開的兩部分液體。當在第一和第二電極之間不施加電壓時，液體接觸層關于第一液體A的可濕性比關于第二液體B的可濕性高。由于電潤濕法，第二液體B對其的可濕性在將電壓施加在第一電極和第二電極之間的情況下變化，這旨在改變三相線路(液體接觸層10和兩種液體A和B之間的接觸線)處的彎月面的接觸角。這樣彎月面的形狀根據所施加的電壓是可變的。
現在參照圖1，當在電極之間施加例如處于0V和20V之間的低電壓V1時，彎月面采用第一凹彎月面形。在這種結構中，在液體B中測得的彎月面與液體接觸層10之間的初始接觸角θ1例如大約是140°。由于第一液體A的折射率比第二液體B高，由彎月面所形成的透鏡，這里稱為彎月面透鏡，在這種結構中具有相對高的負屈光度。
為了降低彎月面形狀的凹度，在第一和第二電極之間施加較高幅值的電壓?，F在參照圖2，當在電極之間根據絕緣層的厚度施加例如處于20V到150V之間的中間電壓V2時，彎月面采用第二凹彎月面形，其與圖1中的彎月面相比具有更高的曲率半徑。在這種結構中，第一液體A和液體接觸層10之間的中間接觸角θ2例如大約是100°。由于第一液體A的折射率比第二液體B高，這種結構中的彎月面透鏡具有相對低的負屈光度。
為了產生凸彎月面形狀，在第一和第二電極之間施加更高幅值的電壓?，F在參照圖3，當在電極之間施加例如處于150V到200V之間的相對高電壓V3時，彎月面采用其中彎月面是凸的彎月面形。在這種結構中，第一液體A和液體接觸層10之間的最大接觸角θ3例如大約是60°。由于第一液體A的折射率比第二液體B高，這種結構中的彎月面透鏡具有正屈光度。
注意雖然有可能使用相對高的功率取得圖3的結構，但是在實際的實施例中，優(yōu)選采用在所述范圍內只使用低的或中間功率的包含所述透鏡的裝置，也就是說限制所施加的電壓以便絕緣層的電場強度小于20V/μm，并且不使用引起液體接觸層充電從而使液體接觸層惡化的過高電壓。
另外還要注意初始的低電壓結構將根據液體A和B的選擇、根據它們的表面張力而變化。通過選擇具有較高表面張力的油，和/或向鹽溶液添加能夠降低其表面張力的成分，例如乙二醇，可以減小初始的接觸角；在這種情況下透鏡可以采用對應于圖2所示透鏡的低屈光度結構，以及對應于圖3所示透鏡的中間功率結構。在任何情況下，保持低功率結構從而使彎月面是凹的，并且在不使用過高電壓的情況下產生相對較寬范圍的透鏡屈光度。
盡管在上面的例子中液體A具有比液體B高的折射率，液體A也可以具有比液體B低的折射率。例如，液體A可以是一種(全)氟化油，其具有低于水的折射率。在這種情況下優(yōu)選不使用無定形含氟聚合物層，因為其可能在氟化油中溶解。一種可選的液體接觸層例如是石蠟涂層。
在介紹中所述的對這些問題的解決方案基于將金屬焊接到玻璃或其他材料上的可能性。焊接的連接對于所使用的液體是不可滲透的，這樣就可以為電潤濕法裝置提供長的壽命。
在該建議中如在圖16以及圖7到15中的各個構造階段中完整示出的電潤濕法小室15，由涂有氧化銦錫(ITO)并具有玻璃終端窗19a/b的非導電管17構成(參見圖11和圖12)。根據該電潤濕法小室的生產步驟來說明本實施例，如下非導電管17部分涂有ITO 20，參見圖7。
從底部向上到非常接近其頂部的地方涂敷管17的內壁16。從底部到低于內壁上涂層的位置涂敷外壁18。管的底端22也涂有ITO。
在圖8中，將可焊接涂層24施加到管的外頂部邊緣和外底部邊緣。假定是管的形狀，涂層在頂部和底部環(huán)中?？珊附油繉涌梢允擎団Z金涂層。
在圖9中，環(huán)形金屬凸緣或膜26a和b在管的頂端和底端被焊接到可焊接涂層24上。膜26a/b延伸離開管17，形成通常水平延伸的凸緣。
在圖10中，將聚對二甲苯絕緣涂層28和憎水性涂層(諸如氟化物)施加到管17的全部外表面上。
在圖11中，可焊接涂層30以環(huán)形的形狀施加到終端窗19a/b內表面的外緣。圖11中只顯示了上端窗19a。
在圖12中，然后分別將環(huán)形金屬凸緣或膜32a/b焊接到上端和低端窗19a/b上的可焊接涂層30。低端窗19b涂有憎水涂層34。
在圖13中，涂有憎水涂層的低端窗19b的金屬膜32b的外緣36與管17的金屬膜26b的對應外緣通過例如熔焊(weld)、焊接或超聲焊接連接起來。連接起來的外緣清除了絕緣涂層28并因此在膜26b和膜32b之間形成了導電連接。
現在，在圖14中，小室15可以充滿電潤濕法液體。首先是非導電性液體38(例如油)，然后是導電性液體40，例如水。當充滿時，低端窗19b處于拉緊狀態(tài)，即被向下拉。低端窗19b和管17之間的連接只在膜26b和32b的外緣。因此，膜26b和32b形成鉸鏈(hinge)，其允許低端窗19b從管17移開并且因此增加管17內的容量。
在圖15中，上端窗19a以這種方式被放置在組裝部件上所有蒸汽都從透鏡排出，即，水40由于表面張力從管17的頂部凸出來，這樣使得在上端窗19a被放置之前不留氣隙。兩個金屬凸緣32a和26a現在可以連接在結合部37處，與低端窗19b被連接到管17上的方式相同。
然后可以釋放低端窗19b上的力，使得液體被壓縮。
在圖16中，金屬膜32a和32b用作小室的電觸點，其具有分別接觸膜32a和32b的電源38。
該電潤濕法小室組裝部件具有所有想要的如下特征不用膠就實現了所有的連接部分，因此沒有液體可以從組裝部件中溢出，使得壽命延長。
因為當充滿時低端窗19b處于拉緊狀態(tài)，所以存在過量液體38/40，其處于輕微拉緊狀態(tài)。低溫時，液體38/40接觸，并且由通過膨脹的低端窗19b打開的空腔所保存的過量液體38/40可以流入管17以避免產生蒸汽。
高溫時，金屬膜26a/32a和26b/32b上的結合部36、37具有足夠的彈性來吸收液體38/40的膨脹。
金屬膜32a/b還用作電潤濕法小室的電觸點。
透鏡通常用于將進入窗19a/b之一的光束通過液體38/40折射聚焦，然后從窗19a/b中的另一個送出。
圖17和18示出根據本發(fā)明的第二實施例的電潤濕法小室15。為清楚起見，在圖1中小室即透鏡15的四分之一被取走了。為清楚起見使用了與圖1到3中相同的數字表示相似或相同的部分。透鏡包括液體腔5，具有不相混合的、在彎月面14上互相接觸的第一液體51和第二液體52。在本例中第一液體51是硅油、鏈烷或其他適當的電絕緣液體。在本例中第二液體52是包含鹽溶液的水或其他適當的導電液體。腔壁具有電絕緣層8以及液體接觸層10，例如聚對二甲苯。
電絕緣元件或非導電性管17具有第一端表面111、相對的第二端表面112和在第一端表面111和第二端表面112之間延伸的圓周表面113。電絕緣元件17設有在第一端表面111和第二端表面112之間延伸的通孔114。在所示的例子中，使通孔114成形為具有圓橫切面的圓柱體。此外，在所示的例子中，圓周表面113包括四個矩形平面115和兩個凹表面116，其中每個凹表面116在兩個平面115之間延伸。圖1中，只顯示了一個凹表面116，因為另一個凹表面是被取走的四分之一的一部分。
透鏡1包括第一電極2和第二電極12，其都被施加到電絕緣元件17的表面作為包含諸如鍍金銅的導電性材料的層。
第一電極2覆蓋第一端表面111的一部分、限定通孔114的電絕緣元件17的內表面117、第二端表面112的一部分，以及一個凹表面116。設置在第一端表面111上的第一電極2的部分被制作為環(huán)繞通孔114的第一端的環(huán)形。第二電極12覆蓋了第一端表面111的一部分，以及凹表面116中的一個，即未被第一電極2所覆蓋的那個凹表面116。它被連接到互連38上。可以理解第一電極2和第二電極12并不在電絕緣元件17上互相接觸。因此，在第一端表面111上，第二電極12相距一定的距離環(huán)繞第一電極2，以便制成環(huán)形的第一端表面111的部分39不被覆蓋。
通孔114的第二端由在光學上透明的第二蓋板6所覆蓋。在所示的例子中，第二蓋板6具有矩形形狀，其中第二蓋板6的尺寸能夠完全覆蓋第二端表面112。例如第二蓋板6可以包括玻璃。
在第一端表面111一側，透鏡15包括在光學上透明的第一蓋板4和隔板45，其中隔板45的頂部附著到第一蓋板4上，并且隔板45的底部附著到第二電極12上。根據本發(fā)明，第一蓋板4作為端部分而隔板45作為可膨脹的連接部分，尤其是膜。
在所示的例子中，隔板45包括彈性箔，其具有有助于隔板彈性的三維結構或階梯式結構。作為階梯式結構的結果，它可能因為體積膨脹而變形。適當地制作這種彈性箔在于在載體層上提供箔作為薄層。預先使該載體層變形以便容納三維或階梯式結構或起伏的表面。在將箔連接到蓋板4或元件17之后，除去至少一部分載體層，以便留下具有膜功能的箔。利用鍛造工具適當地進行載體層的變形，而載體層附著到臨時基底上。例如薄層是鎳，載體層是銅，臨時基底是鋁。這里只部分地除去銅載體層。
優(yōu)選地，箔包含導電材料，并且通過焊接來實現隔板45和第二電極12之間的連接，以便通過隔板45來在功能上延長第二電極12。但是，箔也可以包含另一種材料，諸如膠等的替換物可以用于將隔板45連接到第二電極12。
此外，在所示例子中，第一蓋板4具有矩形形狀，其中第一蓋板4的大小可以完全封住隔板45的開口頂端。與第二蓋板6類似，第一蓋板4可以包含例如玻璃。
優(yōu)選地，通過焊接分別將第一蓋板4和第二蓋板6連接到隔板45的頂部和設置在第二端表面112上的第一電極2的部分。為此，第一蓋板4可以包括例如金屬環(huán)，其作為第一蓋板4和隔板45之間的連接裝置。第二蓋板6也可以包括金屬環(huán)，其作為第二蓋板6和第一電極2之間的連接裝置。在圖2中，示出兩個環(huán)形的焊接部分46、47的橫截面，其中第一焊接部分46位于第一蓋板4和隔板45之間，而第二焊接部分47位于第二蓋板6和第一電極2之間。此外，在圖2中，示出焊接環(huán)48的橫截面，其位于第二焊接部分47和第一電極2之間。
有利地，將透鏡15的蓋板4、6中的至少一個塑造為透鏡，即，蓋板4、6中的至少一個包含凸的或凹的表面。用這種方式得到了透鏡15的缺省焦距。
圖19示出根據本發(fā)明的電潤濕法小室15的第三實施例。在圖19中，只顯示了部分橫截面圖，即，只顯示了小室15的左半部分。但是，小室15是對稱構造的，所以未顯示的右半部分就是左半部分的鏡像。
根據本實施例，主體部分17包括內壁80和外壁90，以及位于小室15的第二側112的第二蓋板6。內壁80包括涂有液體接觸層10的電絕緣元件8。內壁80還包括環(huán)形的玻璃元件81，其通過可膨脹的連接部分45連接到端部分4，即第一蓋板。在優(yōu)選實施例中，該環(huán)形玻璃元件81和端部分4是從一塊玻璃板制造出來的，將參照圖20到25進行說明。
內壁80還包括第二蓋板6的端61。該第二蓋板6設有通孔62、電極2，以及噴鍍金屬(metallisation)63。在可選實施例中，板6可以由與小室15的第一側111類似或相同的結構，即，環(huán)形玻璃元件、可膨脹的連接部分和蓋板，來代替。
內壁80的這三個部件—環(huán)形玻璃元件81、也是環(huán)形的絕緣元件8和端61—被夾在外壁90的突起85和環(huán)形閉合元件86之間。這里閉合元件86是一片金屬，但是也可以是任何具有導電表面的東西。外壁90包括具有金屬化表面91的塑料或其他材料的內核92。該金屬化表面91還圍繞第二蓋板6的噴鍍金屬63。以這種方式，提供了一種在機械上穩(wěn)定的連接。
內壁80和外壁90互相連接(attach to)，還連接到連接部分45和端部分4上，其中圍繞其存在密封層95。密封層95可以由適當的材料制成。可以使用橡膠、環(huán)氧樹脂等聚合物涂層，如同本質上已知的保護涂層。然而優(yōu)選密封層95包括金屬。這允許提供一種密封且不容易擴散空氣、水或液體的封裝。用于提供這種金屬密封層95的特別優(yōu)選方法是電鍍法。這種方法可以在三維表面，例如在電鍍槽中，進行。
圖20到25示出制造用作可膨脹的連接部分46的、具有集成膜210的基底200的方法中的連續(xù)步驟的示意性橫截面圖。圖20示出具有第一表面201和相對的第二表面202的基底200。在本例中基底200是具有適當厚度，例如0.1mm數量級的厚度，的玻璃板。
圖21示出在將光刻膠205施加到兩個表面201、202上之后的基底200。光刻膠材料在該領域中本質上是已知的。
圖22示出在對光刻膠205進行構圖和顯影之后的基底200。在第一側201進行構圖導致孔214。在第二側202進行構圖導致在此使光刻膠205的表面215具有三維結構。在本例中該表面215具有起伏表面的形式?？梢酝ㄟ^鍛造或其他形式的機械變形來提供這種表面結構?；蛘?，使用先進的光刻技術。在更進一步的實施例中，使用模塑技術來提供具有想要形狀的光刻膠層205?？梢岳斫?，在這種情況下不需要特定的光刻膠材料。
圖23示出在施加膜層225之后的基底200。膜層例如包括具有一些彈性的金屬，但是任何其他材料也適用，只要它與光刻膠層205相兼容。許多金屬如果用作薄層都表現出具有足夠的彈性。例如包括金、銅、鎳、鋁，以及它們的適當合金。可以使用適當的諸如濺射、化學汽相淀積的淀積技術以及濕法化學技術來施加金屬層。在本例中，示出對膜層225進行構圖，但是那并不是必須的。
圖24示出在第一側201通過形成圖案的光刻膠205而對其進行構圖之后的基底200。在玻璃板200的情況下，可以有利地應用強力噴砂(power blasting)技術，但是這并不排除任何其他技術，例如蝕刻法。
圖25示出在除去光刻膠205之后的基底200，形成具有集成膜220的基底200。同樣清楚的是，基底200可以橫向延伸。膜220可以具有任何適當的形狀。尤以環(huán)形為佳?；卓梢园鄬幽ぃ⑶疫m合于進一步的晶片級處理，或被分離。這個分離步驟可以在除去光刻膠205之前進行。盡管這里未顯示，但是不能排除基底在其第一或第二側201、202還包括其他層。如果半導體襯底被用作基底200，可以在此限定半導體元件，例如二極管和晶體管或溝道式電容器。簡而言之，本發(fā)明提供了一種在主體部分和端部分之間包含可膨脹的連接部分的電潤濕法小室。這種可膨脹的連接部分可以包含膜或凸緣狀部分。
本發(fā)明尤其適用于在用于包括移動電話的移動應用的圖像傳感器中使用的電潤濕法透鏡。在這些應用中需要較寬的工作和存儲溫度范圍。
權利要求
1.一種電潤濕法小室，包括限定容納電潤濕法液體的空腔的主體部分，以及至少一個緊固到所述主體部分一端的端部分，其中所述至少一個端部分通過可膨脹的連接部分來緊固到所述主體部分。
2.根據權利要求1所述的電潤濕法小室，其中所述可膨脹的連接部分包括至少一個彈性元件。
3.根據權利要求2所述的電潤濕法小室，其中所述彈性元件是膜。
4.根據權利要求3所述的電潤濕法小室，其中所述膜是被做成不平的薄層。
5.根據權利要求3或4所述的電潤濕法小室，其中所述膜是不透明的，并且用作光闌。
6.根據權利要求1或4所述的電潤濕法小室，其中所述空腔與所述端部分和所述可膨脹的連接部分限定具有至少一個側壁的液體腔，其-包括不相溶的、在彎月面處接觸的并且具有不同折射率的第一和第二液體作為電潤濕法液體，并且-設置有第一和第二電極，并且設置有布置在所述至少一個側壁上的液體接觸層，該接觸層具有所述第二液體對其的可濕性，其在將電壓施加在所述第一電極和所述第二電極之間的情況下變化，使得所述彎月面的形狀根據所述電壓而變化。
7.根據以上權利要求中的任一項所述的電潤濕法小室，其中所述主體部分包括至少一個位于所述液體腔相反的位置的非液體透鏡。
8.根據權利要求1所述的電潤濕法小室，其包括緊固到所述主體部分的各個端上的第一和第二端部分。
9.根據權利要求1或8所述的電潤濕法小室，其中所述至少一個端部分位于所述電潤濕法小室的光軸上。
10.根據權利要求1所述的電潤濕法小室，其中所述端部分設有非液體透鏡。
11.一種裝配電潤濕法小室的方法，包括步驟-通過可膨脹的連接部分將所述小室的至少一個端部分緊固到限定空腔的所述小室的主體部分上，以及-將所述空腔充滿電潤濕法液體。
12.根據權利要求11所述的方法，其中第一端部分處于拉緊狀態(tài)，以在所述空腔充滿期間使所述可膨脹的連接部分膨脹。
13.一種制造電潤濕法小室的方法，該電潤濕法小室包括限定容納電潤濕法液體的空腔的主體部分，以及至少一個緊固到所述主體部分一端的端部分，包括步驟-提供組件，其中通過可膨脹的連接部分將所述端部分緊固到接觸器上，以及-將所述接觸器與所述主體部分相連。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述可膨脹的連接部分包括彈性金屬層，并且通過電鍍在所述主體部分和所述可膨脹的連接部分上延伸的密封層將所述接觸器連接到所述主體部分上。
15.一種制造特別用在根據權利要求13所述的方法中的組件的方法，該方法包括步驟-在載體層上提供第一層；-使所述第一層的至少一部分變形，導致第一層具有變形的、不平的表面；-在所述不平的表面上提供膜層；-通過部分除去所述載體層而至少部分地暴露所述第一層的所述部分，以此在所述載體層中限定端部分和接觸器；以及-除去所述第一層的所述部分，以此獲得所述可膨脹的連接部分。
16.根據權利要求15所述的方法，包括步驟-在第一層鄰近具有所述不平的表面的部分提供部件；以及-在電鍍過程中提供所述膜層，以便所述膜層在所述裝配的部件的表面上延伸。
17.一種結合根據權利要求1到10中的任一項所述的電潤濕法小室的圖像捕獲裝置或圖像傳感器。
18.一種包含根據權利要求1到10中的任一項所述的電潤濕法小室的光學掃描裝置。
19.一種結合根據權利要求1到10中的任一項所述的電潤濕法小室的顯示裝置。
全文摘要
一種包括處在主體部分和端部分之間的可膨脹的連接部分的電潤濕法小室。這種可膨脹的連接部分可以包括膜或凸緣狀部件。
文檔編號G02B3/00GK1784628SQ200480012394
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月7日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者馬爾科·A·J·范阿斯, 伯納德斯·H·W·亨德里克斯, 斯泰因·凱珀, 約翰納斯·W·威坎普 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司