CN100439968C - 电润湿法小室 - Google Patents

Abstract

一种包括处在主体部分和端部分之间的可膨胀的连接部分的电润湿法小室，所述可膨胀连接部分形成允许端部分从主体部分移开的铰链。这种可膨胀的连接部分可以包括膜或凸缘状部件。

Description

电润湿法小室

本发明涉及一种电润湿法小室(electrowetting cell)及其制造方法。

电润湿法透镜是一种基于保存在一个小室中的两种不相溶的液体之间光学特性的差异的可变透镜。将势差施加到这两种液体使得在液体之间形成弯月面以改变形状，由此改变透镜特性，其中所述的两种液体一种是导电性的，另外一种不是。该透镜非常紧凑并且适合移动应用，如便携电话、个人数字助理和其他移动设备等。结果是该设备必须能够承受环境因素，如温度，的较宽变化，并受益于抗冲击性。由于小室内液体的膨胀升高的温度导致小室内压力升高，而这能造成其早期失效。

在本申请人的共同未决的专利申请WO 03/069,380中对电润湿法小室进行了更充分的说明，其部分说明被结合在下面的说明中。

在基于电润湿法的透镜中，透镜的屈光度(optical power)取决于导电性和非导电性液体之间的弯月面的曲率以及导电性和非导电性液体之间的折射率差异，如方程(1)所示：

$S=\frac{n_1-n_2}{r}---1$

其中S是透镜的屈光度，r是弯月面的曲率半径，n₁是非导电性液体的折射率，n₂是导电性液体的折射率。

从方程(1)可以看出：通过提高非导电性液体的折射率能够增强电润湿法透镜的屈光度。这在图4到6中示出，其中图4示出处在未激活状态下电润湿法透镜301上的入射光，其中非导电性液体302和导电性液体303之间的弯月面向下弯曲。所述小室通常具有导电层304、绝缘层305和导电圆柱306。

图5示出由于来自电源307跨在透镜两端的电压的存在而向上弯曲的弯月面。光线会聚在透镜301之下。

图6示出与图5相同的情况，除了非导电性液体302的折射率更大，由此造成光线更强的折射并且会聚比在图5中更接近透镜301。

必须找到一种如何装配电润湿法透镜的适当方法，以便它们能够经受宽的温度范围(-40到85摄氏度)，并且使它们具有足够长的工作寿命。所述透镜通常由带涂层的玻璃管制成，并且覆盖有带涂层的玻璃窗。所有部分被粘合在一起。

通过以这种方式制造透镜，液体不可能膨胀，或收缩。这造成透镜在高温下破裂，并且在较低的温度下在透镜内的蒸汽成为一个问题。

本发明的一个目的是减轻上述缺点。

本发明的另一个目的是提供一种寿命提高的电润湿法小室。本发明的又一个目的是提供一种具有更宽的工作温度范围的电润湿法小室。

根据本发明的第一方案，电润湿法小室包括：限定容纳电润湿法液体空腔的主体部分(body section)，以及至少一个紧固到主体部分一端的端部分(end section)，其中所述至少一个端部分通过可膨胀的连接部分紧固到主体部分。

可膨胀的连接部分有利地允许电润湿法液体的热膨胀。

优选地，该电润湿法小室包括紧固到主体部分的各个端的第一和第二端部分。该端部分优选位于电润湿法小室的光轴上。

可膨胀的连接部分优选包括(incorporate)至少一个弹性元件。

可膨胀的连接部分优选包括至少一个凸缘，优选包括第一凸缘和第二凸缘，其中的一个或两个可以是外围凸缘。

第一和第二凸缘优选基本上连接在其外围边缘处。第一和/或第二凸缘优选是弹性的。

优选第一和第二凸缘由金属制成。优选第一和第二凸缘分别焊接(solder)到主体部分和端部分的相邻部分。

优选第一和第二端部分利用各自的第一和第二可膨胀的连接部分连接到主体部分。

用于允许电润湿法小室中的液体膨胀的装置的提出通过JP-A2002/162506本身是已知的。该文件公开了一种电润湿法小室，其具有液体腔(fluid chamber)和用膜状弹性构件从液体腔隔开的特定空间。这个空间形成在主体部分的壁部分的厚度内。如果液体压力变大，弹性构件将变形，液体腔的尺寸增大。可以看出弹性构件并不用作端部分和主体部分之间的的连接部分。

该现有技术文件的结构具有几个缺点。首先，允许的膨胀相当小。移动的元件只是弹性构件，而根本不是作为整体的端部分。结果，液体腔增加的容量本质上只是来自弹性构件的变形。

其次，该空间将包含空气，因此反压力相当有限。这样就存在着弹性构件在低压力下将变形的风险，尤其是经过一定的时间和以非弹性的方式。然后，当需要补偿大幅度的温度变化时将不再充分地工作。然而，在本发明的结构中，可膨胀的连接部分，尤其是膜，可以被预压，以便提供防止变形的阀值。

根据本发明的第二方案，一种装配电润湿法小室的方法包括：通过可膨胀的连接部分，将该小室的至少一个端部分紧固到限定空腔的小室的主体部分上；以及用电润湿法液体填充空腔。

优选第一端部分紧固到主体部分上，然后电润湿法液体被放置在空腔中，然后第二端部分紧固到注满的主体部分上。

第一端部分优选处于拉紧状态，以便在空腔充满期间使可膨胀的连接部分膨胀。

本发明还涉及制造电润湿法小室的方法。为了降低制造复杂度，提供其方法将会非常有利，其中，单独的装配步骤减少了。然而，如果考虑与JP-A 2002/162506中公开的小室进行比较的话，包含可膨胀的连接部分似乎会增加复杂度，。

因此本发明的一个目的是提供一种电润湿法小室的制造方法，该电润湿法小室包括：主体部分，限定容纳电润湿法液体的空腔，以及至少一个端部分，利用可膨胀的连接部分将其紧固到主体部分的一端。

这个目的是通过以下方法达到的，其包括步骤：提供组件，其中通过可膨胀的连接部分将端部分紧固到接触部分；并且将接触部分与主体部分相连。在这里可膨胀的连接部分就这样将两个分离部分结合起来，而不是在特定的结合步骤中应用该可膨胀的连接部分。取而代之的是，结合发生在邻近结合部的接触部分和主体部分之间。这里应该理解的是，术语“接触部分”意味着机械接触部分而不一定是电接触部分。

这里可膨胀的连接部分优选是环形的。这里在端部分和主体部分之间形成集成和连续的的连接部分。该环不必是圆形的，而可以是椭圆的或其他形状的。可膨胀的连接部分优选包括金属。这提高了密封性，由于金属对于小分子扩散不时通行无阻的，如许多聚合物那样。此外，金属不易于溶解在任何的电润湿法液体中。不知道有化学反应发生，但是如果需要的话，可以被进一步的保护涂层所阻碍。可膨胀的连接部分优选具有结构的和非平坦的表面。这里的例子是在横截面视图是弯曲的、起伏的、Z字形的表面和带有突起的表面。

几个实施例对所述组件是可观察的。两个主要实施例之间可以做出一个基本的区分。在第一实施例中，接触部分和端部分是独立的部分。应该理解的是这里的接触部分主要是可以与主体部分很好地连接的表面。端部分可以具有透镜的形状，以便向电润湿法小室提供额外的功能。在后者的非常适当的实施例中，构成可膨胀的连接部分的层甚至可以延伸到所述透镜的表面。因此实现了两部分的集成连接。

在第二实施例中，接触部分和端部分形成为一个基底(substrate)的一部分。由于处理原因，这个实施例看起来是优选的，因为组件中的不同元件的数目减少了。此外，基底可以在晶片级上延伸，并可以在稍后甚至在与主体部分装配之后分成单独的组件，以限定电润湿法小室。一种适当的基底材料是玻璃，但是当然也不排除诸如半导体衬底的可选材料。该基底有可能提供有额外的功能。

由具有以下步骤的工艺适当地制造第二实施例的组件：(a)在载体层上提供第一层；(b)使第一层的至少一部分变形，导致第一层具有变形的、非平面的表面；(c)在非平面的表面处提供膜层；(d)通过部分除去载体层来至少部分地暴露第一层的所述部分，以此在载体层内限定端部分和接触部分；以及(e)除去第一层的所述部分，以此得到可膨胀的连接部分。本发明的本质在于载体层和第一层用来承载膜层并且用于充分地限定想要的形状。由于第一层的至少一部分的牺牲特性(sacrificial character)，具有创造想要形状的更大自由。此外，可以充分地处理第一层，对于膜层情况通常不是这样。

第一层的选择看来似乎不是关键性的；第一层可以是例如金属或光刻胶。可以利用锻造工具来适当地进行步骤(b)中的变形，也可以用模塑(moulding)方法或光刻技术。在用模塑方法的情况下，步骤(a)和(b)同时进行，以便提供具有变形表面的第一层。

在第一实施例中，膜层是金属。这具有优点：金属膜可以用非常简单的技术制造。此外，金属的使用使得可以形成密封封装，其防止任何液体或其他材料的扩散。

在第二实施例中，膜层是模塑过程中提供的交叉连接的聚合物层。特别地，它是光透明层，其中还限定了透镜。透镜和膜的集成即使在电润湿法小室领域之外也提供了令人高度关注的机会。

本发明扩展到结合如上所述的电润湿法小室的图像传感器。本发明扩展到结合在诸如移动电话的电话中的图像捕获装置或图像传感器。

这里所述的所有特性可以在任何组合中与上述方案中的任一个组合。

为了更好地理解本发明，以及显示本发明的实施例是如何实现的，现在将通过例子，参考附图，其中：

图1到3示出包含在背景技术中的在先公报的示意性横截面中的可调整透镜；

图4是未激活状态下的现有技术的电润湿法小室的示意性横截面图；

图5是激活状态下的该电润湿法小室的示意性横截面图；

图6是激活状态下的所述现有技术的电润湿法小室的示意性横截面图，示出非导电性液体的更高折射率的影响；

图7到10示出在构造阶段期间的电润湿法小室的示意性横截面侧图；

图11和12示出电润湿法小室的窗的示意性横截面侧图；

图13到16示出电润湿法小室构造中后面阶段的示意性横截面侧图；

图17示出本发明第二实施例的示意性鸟瞰图；

图18示出第二实施例的示意性横截面图；

图19示出第三实施例的示意性横截面图，其中只显示了小室的左半部分；以及

图20到25示出制造具有集成膜的基底的阶段的示意性横截面侧图。

图1到3以及下面对其进行的说明取自WO 03/069,380，为了提供关于电润湿法透镜的背景材料和支持。这些图示出一种可变焦距透镜，其包括构成毛细管(capillary tube)的圆柱形第一电极2，通过透明的前端元件4和透明的后端元件6使其密封以形成容纳两种液体的液体腔5。电极2可以是施加到管的内壁上的导电涂层。

在这个例子中，这两种液体以诸如在此还被称为“油”的硅油或链烷的电绝缘的第一液体A和诸如包含盐溶液的水的导电的第二液体B的形式包括两种不相溶的液体，。将这两种液体优选设置成具有相同的密度，从而使透镜起作用而与方向无关，即，不依赖于两种液体之间的重力影响。这可以通过适当选择第一液体的成分来达到；例如可以通过添加分子成分(molecular constituent)来改变链烷或硅油以提高它们的密度从而与盐溶液的密度相匹配。

根据所用油的选择，油的折射率可以在1.25和1.60之间变化。同样地，根据所添加的盐的数量，盐溶液在折射率上可以在1.32和1.50之间变化。选择本实施例中的液体从而使第一液体A具有比第二液体B高的折射率。

第一电极2是内半径通常在1mm到20mm之间的圆柱。电极2由金属材料构成，并且涂有绝缘层8，例如由聚对二甲苯构成。绝缘层的厚度在50nm到100μm之间，典型值在1μm到10μm之间。绝缘层涂有液体接触层10，其减轻了弯月面与液体腔的圆柱壁的接触角的滞后现象。液体接触层优选由诸如DuPont^TM生产的Teflon^TMAF1600的无定形碳氟化合物构成。液体接触层10的典型厚度在5nm到50μm之间。AF1600涂层可以通过电极2的连续浸涂(successivedip coating)来生产，其形成厚度基本一致的均匀材料层，由于电极的圆柱侧基本平行于圆柱形电极；通过当使电极沿着其轴向移动进出浸渍溶液时浸渍该电极来进行浸涂。使用化学汽相淀积来施加聚对二甲苯涂层。当在第一和第二电极之间不施加电压时，第二液体对液体接触层的可湿性(wettability)在弯月面14与液体接触层10相交的两侧上基本相等。

在这种情况下，第二、环形电极12被设置在液体腔邻近后端元件的一端上。将第二电极12与液体腔的至少一部分设置在一起以便电极作用到第二液体B上。

两种液体A和B是不相溶的，从而易于分成由弯月面14分开的两部分液体。当在第一和第二电极之间不施加电压时，液体接触层关于第一液体A的可湿性比关于第二液体B的可湿性高。由于电润湿法，第二液体B对其的可湿性在将电压施加在第一电极和第二电极之间的情况下变化，这旨在改变三相线路(液体接触层10和两种液体A和B之间的接触线)处的弯月面的接触角。这样弯月面的形状根据所施加的电压是可变的。

现在参照图1，当在电极之间施加例如处于0V和20V之间的低电压V₁时，弯月面采用第一凹弯月面形。在这种结构中，在液体B中测得的弯月面与液体接触层10之间的初始接触角θ₁例如大约是140°。由于第一液体A的折射率比第二液体B高，由弯月面所形成的透镜，这里称为弯月面透镜，在这种结构中具有相对高的负屈光度。

为了降低弯月面形状的凹度，在第一和第二电极之间施加较高幅值的电压。现在参照图2，当在电极之间根据绝缘层的厚度施加例如处于20V到150V之间的中间电压V₂时，弯月面采用第二凹弯月面形，其与图1中的弯月面相比具有更高的曲率半径。在这种结构中，第一液体A和液体接触层10之间的中间接触角θ₂例如大约是100°。由于第一液体A的折射率比第二液体B高，这种结构中的弯月面透镜具有相对低的负屈光度。

为了产生凸弯月面形状，在第一和第二电极之间施加更高幅值的电压。现在参照图3，当在电极之间施加例如处于150V到200V之间的相对高电压V₃时，弯月面采用其中弯月面是凸的弯月面形。在这种结构中，第一液体A和液体接触层10之间的最大接触角θ₃例如大约是60°。由于第一液体A的折射率比第二液体B高，这种结构中的弯月面透镜具有正屈光度。

注意：虽然有可能使用相对高的功率取得图3的结构，但是在实际的实施例中，优选采用在所述范围内只使用低的或中间功率的包含所述透镜的装置，也就是说限制所施加的电压以便绝缘层的电场强度小于20V/μm，并且不使用引起液体接触层充电从而使液体接触层恶化的过高电压。

另外还要注意：初始的低电压结构将根据液体A和B的选择、根据它们的表面张力而变化。通过选择具有较高表面张力的油，和/或向盐溶液添加能够降低其表面张力的成分，例如乙二醇，可以减小初始的接触角；在这种情况下透镜可以采用对应于图2所示透镜的低屈光度结构，以及对应于图3所示透镜的中间功率结构。在任何情况下，保持低功率结构从而使弯月面是凹的，并且在不使用过高电压的情况下产生相对较宽范围的透镜屈光度。

尽管在上面的例子中液体A具有比液体B高的折射率，液体A也可以具有比液体B低的折射率。例如，液体A可以是一种(全)氟化油，其具有低于水的折射率。在这种情况下优选不使用无定形含氟聚合物层，因为其可能在氟化油中溶解。一种可选的液体接触层例如是石蜡涂层。

在介绍中所述的对这些问题的解决方案基于将金属焊接到玻璃或其他材料上的可能性。焊接的连接对于所使用的液体是不可渗透的，这样就可以为电润湿法装置提供长的寿命。

在该建议中如在图16以及图7到15中的各个构造阶段中完整示出的电润湿法小室15，由涂有氧化铟锡(ITO)并具有玻璃终端窗19a/b的非导电管17构成(参见图11和图12)。根据该电润湿法小室的生产步骤来说明本实施例，如下：

非导电管17部分涂有ITO 20，参见图7。

从底部向上到非常接近其顶部的地方涂敷管17的内壁16。从底部到低于内壁上涂层的位置涂敷外壁18。管的底端22也涂有ITO。

在图8中，将可焊接涂层24施加到管的外顶部边缘和外底部边缘。假定是管的形状，涂层在顶部和底部环中。可焊接涂层可以是镍钯金涂层。

在图9中，环形金属凸缘或膜26a和b在管的顶端和底端被焊接到可焊接涂层24上。膜26a/b延伸离开管17，形成通常水平延伸的凸缘。

在图10中，将聚对二甲苯绝缘涂层28和憎水性涂层(诸如氟化物)施加到管17的全部外表面上。

在图11中，可焊接涂层30以环形的形状施加到终端窗19a/b内表面的外缘。图11中只显示了上端窗19a。

在图12中，然后分别将环形金属凸缘或膜32a/b焊接到上端和低端窗19a/b上的可焊接涂层30。低端窗19b涂有憎水涂层34。

在图13中，涂有憎水涂层的低端窗19b的金属膜32b的外缘36与管17的金属膜26b的对应外缘通过例如熔焊(weld)、焊接或超声焊接连接起来。连接起来的外缘清除了绝缘涂层28并因此在膜26b和膜32b之间形成了导电连接。

现在，在图14中，小室15可以充满电润湿法液体。首先是非导电性液体38(例如油)，然后是导电性液体40，例如水。当充满时，低端窗19b处于拉紧状态，即被向下拉。低端窗19b和管17之间的连接只在膜26b和32b的外缘。因此，膜26b和32b形成铰链(hinge)，其允许低端窗19b从管17移开并且因此增加管17内的容量。

在图15中，上端窗19a以这种方式被放置在组装部件上：所有蒸汽都从透镜排出，即，水40由于表面张力从管17的顶部凸出来，这样使得在上端窗19a被放置之前不留气隙。两个金属凸缘32a和26a现在可以连接在结合部37处，与低端窗19b被连接到管17上的方式相同。

然后可以释放低端窗19b上的力，使得液体被压缩。

在图16中，金属膜32a和32b用作小室的电触点，其具有分别接触膜32a和32b的电源38。

该电润湿法小室组装部件具有所有想要的如下特征：

不用胶就实现了所有的连接部分，因此没有液体可以从组装部件中溢出，使得寿命延长。

因为当充满时低端窗19b处于拉紧状态，所以存在过量液体38/40，其处于轻微拉紧状态。低温时，液体38/40接触，并且由通过膨胀的低端窗19b打开的空腔所保存的过量液体38/40可以流入管17以避免产生蒸汽。

高温时，金属膜26a/32a和26b/32b上的结合部36、37具有足够的弹性来吸收液体38/40的膨胀。

金属膜32a/b还用作电润湿法小室的电触点。

透镜通常用于将进入窗19a/b之一的光束通过液体38/40折射聚焦，然后从窗19a/b中的另一个送出。

图17和18示出根据本发明的第二实施例的电润湿法小室15。为清楚起见，在图1中小室即透镜15的四分之一被取走了。为清楚起见使用了与图1到3中相同的数字表示相似或相同的部分。透镜包括液体腔5，具有不相混合的、在弯月面14上互相接触的第一液体51和第二液体52。在本例中第一液体51是硅油、链烷或其他适当的电绝缘液体。在本例中第二液体52是包含盐溶液的水或其他适当的导电液体。腔壁具有电绝缘层8以及液体接触层10，例如聚对二甲苯。

电绝缘元件或非导电性管17具有第一端表面111、相对的第二端表面112和在第一端表面111和第二端表面112之间延伸的圆周表面113。电绝缘元件17设有在第一端表面111和第二端表面112之间延伸的通孔114。在所示的例子中，使通孔114成形为具有圆横切面的圆柱体。此外，在所示的例子中，圆周表面113包括四个矩形平面115和两个凹表面116，其中每个凹表面116在两个平面115之间延伸。图1中，只显示了一个凹表面116，因为另一个凹表面是被取走的四分之一的一部分。

透镜1包括第一电极2和第二电极12，其都被施加到电绝缘元件17的表面作为包含诸如镀金铜的导电性材料的层。

第一电极2覆盖第一端表面111的一部分、限定通孔114的电绝缘元件17的内表面117、第二端表面112的一部分，以及一个凹表面116。设置在第一端表面111上的第一电极2的部分被制作为环绕通孔114的第一端的环形。第二电极12覆盖了第一端表面111的一部分，以及凹表面116中的一个，即未被第一电极2所覆盖的那个凹表面116。它被连接到互连38上。可以理解第一电极2和第二电极12并不在电绝缘元件17上互相接触。因此，在第一端表面111上，第二电极12相距一定的距离环绕第一电极2，以便制成环形的第一端表面111的部分39不被覆盖。

通孔114的第二端由在光学上透明的第二盖板6所覆盖。在所示的例子中，第二盖板6具有矩形形状，其中第二盖板6的尺寸能够完全覆盖第二端表面112。例如第二盖板6可以包括玻璃。

在第一端表面111一侧，透镜15包括在光学上透明的第一盖板4和隔板45，其中隔板45的顶部附着到第一盖板4上，并且隔板45的底部附着到第二电极12上。根据本发明，第一盖板4作为端部分而隔板45作为可膨胀的连接部分，尤其是膜。

在所示的例子中，隔板45包括弹性箔，其具有有助于隔板弹性的三维结构或阶梯式结构。作为阶梯式结构的结果，它可能因为体积膨胀而变形。适当地制作这种弹性箔在于在载体层上提供箔作为薄层。预先使该载体层变形以便容纳三维或阶梯式结构或起伏的表面。在将箔连接到盖板4或元件17之后，除去至少一部分载体层，以便留下具有膜功能的箔。利用锻造工具适当地进行载体层的变形，而载体层附着到临时基底上。例如薄层是镍，载体层是铜，临时基底是铝。这里只部分地除去铜载体层。

优选地，箔包含导电材料，并且通过焊接来实现隔板45和第二电极12之间的连接，以便通过隔板45来在功能上延长第二电极12。但是，箔也可以包含另一种材料，诸如胶等的替换物可以用于将隔板45连接到第二电极12。

此外，在所示例子中，第一盖板4具有矩形形状，其中第一盖板4的大小可以完全封住隔板45的开口顶端。与第二盖板6类似，第一盖板4可以包含例如玻璃。

优选地，通过焊接分别将第一盖板4和第二盖板6连接到隔板45的顶部和设置在第二端表面112上的第一电极2的部分。为此，第一盖板4可以包括例如金属环，其作为第一盖板4和隔板45之间的连接装置。第二盖板6也可以包括金属环，其作为第二盖板6和第一电极2之间的连接装置。在图2中，示出两个环形的焊接部分46、47的横截面，其中第一焊接部分46位于第一盖板4和隔板45之间，而第二焊接部分47位于第二盖板6和第一电极2之间。此外，在图2中，示出焊接环48的横截面，其位于第二焊接部分47和第一电极2之间。

有利地，将透镜15的盖板4、6中的至少一个塑造为透镜，即，盖板4、6中的至少一个包含凸的或凹的表面。用这种方式得到了透镜15的缺省焦距。

图19示出根据本发明的电润湿法小室15的第三实施例。在图19中，只显示了部分横截面图，即，只显示了小室15的左半部分。但是，小室15是对称构造的，所以未显示的右半部分就是左半部分的镜像。

根据本实施例，主体部分17包括内壁80和外壁90，以及位于小室15的第二侧112的第二盖板6。内壁80包括涂有液体接触层10的电绝缘元件8。内壁80还包括环形的玻璃元件81，其通过可膨胀的连接部分45连接到端部分4，即第一盖板。在优选实施例中，该环形玻璃元件81和端部分4是从一块玻璃板制造出来的，将参照图20到25进行说明。

内壁80还包括第二盖板6的端61。该第二盖板6设有通孔62、电极2，以及喷镀金属(metallisation)63。在可选实施例中，板6可以由与小室15的第一侧111类似或相同的结构，即，环形玻璃元件、可膨胀的连接部分和盖板，来代替。

内壁80的这三个部件-环形玻璃元件81、也是环形的绝缘元件8和端61-被夹在外壁90的突起85和环形闭合元件86之间。这里闭合元件86是一片金属，但是也可以是任何具有导电表面的东西。外壁90包括具有金属化表面91的塑料或其他材料的内核92。该金属化表面91还围绕第二盖板6的喷镀金属63。以这种方式，提供了一种在机械上稳定的连接。

内壁80和外壁90互相连接(attach to)，还连接到连接部分45和端部分4上，其中围绕其存在密封层95。密封层95可以由适当的材料制成。可以使用橡胶、环氧树脂等聚合物涂层，如同本质上已知的保护涂层。然而优选密封层95包括金属。这允许提供一种密封且不容易扩散空气、水或液体的封装。用于提供这种金属密封层95的特别优选方法是电镀法。这种方法可以在三维表面，例如在电镀槽中，进行。

图20到25示出制造用作可膨胀的连接部分46的、具有集成膜210的基底200的方法中的连续步骤的示意性横截面图。图20示出具有第一表面201和相对的第二表面202的基底200。在本例中基底200是具有适当厚度，例如0.1mm数量级的厚度，的玻璃板。

图21示出在将光刻胶205施加到两个表面201、202上之后的基底200。光刻胶材料在该领域中本质上是已知的。

图22示出在对光刻胶205进行构图和显影之后的基底200。在第一侧201进行构图导致孔214。在第二侧202进行构图导致在此使光刻胶205的表面215具有三维结构。在本例中该表面215具有起伏表面的形式。可以通过锻造或其他形式的机械变形来提供这种表面结构。或者，使用先进的光刻技术。在更进一步的实施例中，使用模塑技术来提供具有想要形状的光刻胶层205。可以理解，在这种情况下不需要特定的光刻胶材料。

图23示出在施加膜层225之后的基底200。膜层例如包括具有一些弹性的金属，但是任何其他材料也适用，只要它与光刻胶层205相兼容。许多金属如果用作薄层都表现出具有足够的弹性。例如包括金、铜、镍、铝，以及它们的适当合金。可以使用适当的诸如溅射、化学汽相淀积的淀积技术以及湿法化学技术来施加金属层。在本例中，示出对膜层225进行构图，但是那并不是必须的。

图24示出在第一侧201通过形成图案的光刻胶205而对其进行构图之后的基底200。在玻璃板200的情况下，可以有利地应用强力喷砂(power blasting)技术，但是这并不排除任何其他技术，例如蚀刻法。

图25示出在除去光刻胶205之后的基底200，形成具有集成膜220的基底200。同样清楚的是，基底200可以横向延伸。膜220可以具有任何适当的形状。尤以环形为佳。基底可以包含多层膜，并且适合于进一步的晶片级处理，或被分离。这个分离步骤可以在除去光刻胶205之前进行。尽管这里未显示，但是不能排除基底在其第一或第二侧201、202还包括其他层。如果半导体衬底被用作基底200，可以在此限定半导体元件，例如二极管和晶体管或沟道式电容器。简而言之，本发明提供了一种在主体部分和端部分之间包含可膨胀的连接部分的电润湿法小室。这种可膨胀的连接部分可以包含膜或凸缘状部分。

本发明尤其适用于在用于包括移动电话的移动应用的图像传感器中使用的电润湿法透镜。在这些应用中需要较宽的工作和存储温度范围。

Claims (20)

1、一种电润湿法小室，包括限定容纳电润湿法液体的空腔的主体部分，以及至少一个紧固到所述主体部分一端的端部分，其中所述至少一个端部分通过可膨胀的连接部分来紧固到所述主体部分，所述可膨胀的连接部分形成允许所述端部分从所述主体部分移开的铰链。

2、根据权利要求1所述的电润湿法小室，其中所述可膨胀的连接部分包括至少一个弹性元件。

3、根据权利要求2所述的电润湿法小室，其中所述弹性元件是膜。

4、根据权利要求3所述的电润湿法小室，其中所述膜是被做成不平的薄层。

5、根据权利要求3或4所述的电润湿法小室，其中所述膜是金属或交联聚合物。

6、根据权利要求1或4所述的电润湿法小室，其中所述空腔与所述端部分和所述可膨胀的连接部分限定具有至少一个侧壁的液体腔，其

-包括不相溶的、在弯月面处接触的并且具有不同折射率的第一和第二液体作为电润湿法液体，并且

-设置有第一和第二电极，并且设置有布置在所述至少一个侧壁上的液体接触层，该接触层具有所述第二液体对其的可湿性，其在将电压施加在所述第一电极和所述第二电极之间的情况下变化，使得所述弯月面的形状根据所述电压而变化。

7、根据以上权利要求3所述的电润湿法小室，其中所述膜是光透明层，其中限定了透镜。

8、根据权利要求1所述的电润湿法小室，其包括紧固到所述主体部分的各个端上的第一和第二端部分。

9、根据权利要求1或8所述的电润湿法小室，其中所述至少一个端部分位于所述电润湿法小室的光轴上。

10、根据权利要求1所述的电润湿法小室，其中所述端部分设有非液体透镜。

11、一种装配电润湿法小室的方法，包括步骤：

-通过可膨胀的连接部分将所述小室的至少一个端部分紧固到限定空腔的所述小室的主体部分上，所述可膨胀的连接部分形成允许所述端部分从所述主体部分移开的铰链，以及

-将所述空腔充满电润湿法液体。

12、根据权利要求11所述的方法，其中所述至少一个端部分处于拉紧状态，以在所述空腔充满期间使所述可膨胀的连接部分膨胀。

13、一种制造电润湿法小室的方法，该电润湿法小室包括限定容纳电润湿法液体的空腔的主体部分，以及至少一个紧固到所述主体部分一端的端部分，包括步骤：

-提供组件，其中通过可膨胀的连接部分将所述端部分紧固到接触部分上，所述可膨胀连接部分形成允许所述端部分从所述主体部分移开的铰链，以及

-将所述接触部分与所述主体部分相连。

14、根据权利要求13所述的方法，其中所述可膨胀的连接部分包括弹性金属层，并且通过电镀在所述主体部分和所述可膨胀的连接部分上延伸的密封层将所述接触部分连接到所述主体部分上。

15、一种制造特别用在根据权利要求13所述的方法中的组件的方法，该方法包括步骤：

-在载体层上提供第一层；

-使所述第一层的至少一部分变形，导致第一层具有变形的、不平的表面；

-在所述不平的表面上提供膜层；

-通过部分除去所述载体层而至少部分地暴露所述第一层的所述部分，以此在所述载体层中限定端部分和接触部分；以及

-除去所述第一层的所述部分，以此获得所述可膨胀的连接部分，其形成允许所述端部分从所述主体部分移开的铰链。

16、根据权利要求15所述的方法，包括步骤：

-在第一层邻近具有所述不平的表面的部分提供部件；以及

-在电镀过程中提供所述膜层，以便所述膜层在所述装配的部件的表面上延伸以形成互连。

17、一种结合根据权利要求1到10中的任一项所述的电润湿法小室的图像捕获装置。

18、一种结合根据权利要求1到10中的任一项所述的电润湿法小室的图像传感器。

19、一种包含根据权利要求1到10中的任一项所述的电润湿法小室的光学扫描装置。

20、一种结合根据权利要求1到10中的任一项所述的电润湿法小室的显示装置。

Images