專利名稱：利用電潤濕法制造液態(tài)鏡頭的方法及由此制造的液態(tài)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造包含至少兩種液體的液態(tài)鏡頭的方法及通過該方法制造的液態(tài)鏡頭，具體地說，本發(fā)明涉及一種制造液態(tài)鏡頭的方法，該方法向容納液體的腔室施加電壓，以誘發(fā)電潤濕，從而防止當密封容納液體的孔時液體的不穩(wěn)定運動，并且還涉及通過該方法制造的液態(tài)鏡頭。
背景技術(shù)：
在固定焦距下，普通鏡頭組件使用由固體材料(諸如玻璃)制成的透鏡。在這樣的鏡頭組件中，設(shè)置有多個固態(tài)鏡頭(solidlenses)，并且每個鏡頭的距離都被調(diào)節(jié)以控制焦距。因此，這樣的鏡頭組件在小型化方面受到限制，并且需要復(fù)雜的操作來調(diào)節(jié)焦距。
為了克服上述缺點，已提出了一種液態(tài)鏡頭，該液態(tài)鏡頭構(gòu)造成通過改變不同液體之間的彎月面(meniscus)的曲率來調(diào)節(jié)焦距。該液態(tài)鏡頭具有簡單的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因而便于小型化且更易于調(diào)節(jié)焦距。
自從2000年初利用電潤濕法對液態(tài)鏡頭的研究引起人們的注意以來，已提出了各種申請，并且已促進了使其產(chǎn)業(yè)化的努力。通常，液態(tài)鏡頭具有諸如小尺寸、低功耗、快速響應(yīng)速度以及良好再現(xiàn)性等優(yōu)點。因此，已不斷地積極研發(fā)用于安裝在移動電話、PDA等上的照相機的自動聚焦組件。
下面將參照附圖描述制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法。
圖1是示出了制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法的截面圖，其中液體填充在腔室內(nèi)部的孔中；圖2是示出了制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法的截面圖，其中上部透明板與電解液相接觸；以及圖3是示出了制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法的截面圖，其中上部透明板附著于腔室的上表面，以密封所述孔。
下面是詳細的制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法。
首先，如圖1所示，提供腔室100，其具有用于形成圓形截面的孔110的內(nèi)壁?？?10的下表面由下部透明板200密封，進而通過粘合層(未示出)將下部透明板200與腔室100彼此粘合。另外，將疏水性絕緣膜涂布在孔110的內(nèi)壁上，以允許液態(tài)鏡頭的操作。
當設(shè)置腔室100時，將兩種不可混溶的液體300和400填充到孔110中。此時，以基本相同的比例提供這兩種液體，但它們具有不同的折射率。一種是導(dǎo)電的而另一種是不導(dǎo)電的。通常，頂部的液體為具有導(dǎo)電性的電解液300，而底部的液體為不具有導(dǎo)電性的絕緣液400。
當將液體填充在孔110中時，頂部的電解液300趨向于對孔110的內(nèi)壁進行除濕(dewet)，而絕緣液400趨向于潤濕孔110的內(nèi)壁。此時，由于這兩種液體與形成在孔110內(nèi)壁上的絕緣膜之間的親和力差異，潤濕孔110內(nèi)壁的絕緣液400趨向于封住電解液300，如圖1所示。也就是說，電解液300與絕緣液400之間的彎月面具有凹入的中央部分。
另外，填充在孔110中的電解液300的上表面由于表面張力而具有向上凸起的形狀。并且當附著于腔室100上表面的上部透明板500與電解液300相接觸時，電解液300由于互相吸引而附著于上部透明板500的下表面，如圖2所示。
如上所述，當電解液300附著于上部透明板500的下表面時，絕緣液400也被朝向上部透明板500拉動，并且其周邊部分位于孔110的上部開口附近。在這種狀態(tài)下，當上部透明板500附著于腔室100的上端時，電解液300在腔室100的上表面與上部透明板500的下表面之間泄漏，并且絕緣液400也與電解液300一起被拉動，從而在腔室100的上表面與上部透明板500的下表面之間泄漏。上述電解液300和絕緣液400的泄漏可能造成鏡頭的光學(xué)和操作問題、降低液體的密封狀態(tài)、并導(dǎo)致在孔110內(nèi)部形成氣泡。在孔110中形成氣泡妨礙了保持光線折射率的調(diào)節(jié)水平，因此嚴重削弱了鏡頭的正常功能。
除在孔110中形成氣泡的問題以外，當附著上部透明板500時，如果絕緣液400環(huán)繞在孔110的整個內(nèi)表面周圍，如圖3所示，即使在施加電壓時也不會將電流施加于電解液300，阻礙了電潤濕。沒有電潤濕，電解液300與絕緣液400之間的彎月面就不會改變，從而不可能調(diào)節(jié)焦距。
另外，當希望在最終附著上部透明板500之前注入附加液體時，由于另外注入的液體的壓力，在圖2所示的狀態(tài)下將液體附加注入到孔中將導(dǎo)致絕緣液的周邊部分泄漏到外部。
為了克服這樣的問題，應(yīng)將孔110形成得更深，這必然增加腔室100的厚度，從而導(dǎo)致液態(tài)鏡頭總尺寸的增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的前述問題而作出了本發(fā)明，因此本發(fā)明的一個方面在于提供一種制造液態(tài)鏡頭的方法，該方法在沒有絕緣液泄漏或彎月面改變的情況下可以穩(wěn)定地密封液體，保持電解液與腔室的接觸狀態(tài)，從而穩(wěn)定地誘發(fā)電潤濕，并減小液態(tài)鏡頭的總尺寸，并且還在于提供了一種通過該方法制造的液態(tài)鏡頭。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，制造液態(tài)鏡頭的方法包括提供腔室，其中形成有用于容納液體的孔；以層疊式結(jié)構(gòu)注入兩種液體，這兩種液體為不可混溶的且具有不同的折射率；將導(dǎo)電透明板布置成與頂部的液體相接觸；向?qū)щ娡该靼搴颓皇沂┘与妷?，以誘發(fā)電潤濕，從而改變這兩種液體之間的彎月面的形狀；用導(dǎo)電透明板覆蓋腔室的上表面，以密封所述孔。
在這兩種液體中，設(shè)置在頂部的液體為電解液，而設(shè)置在底部的液體為絕緣液。
施加電壓的步驟使得這兩種液體的彎月面沿橫向變平坦或以具有下降周邊部分的方式向上凸起。
另外，示例性方法進一步包括在誘發(fā)電潤濕之后將至少一種液體附加地注入到孔中，以改變彎月面的形狀。
為了實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種液態(tài)鏡頭，其包括具有內(nèi)壁的腔室，以提供用于容納液體的孔；處于層疊式結(jié)構(gòu)的兩種液體，它們?yōu)椴豢苫烊艿那揖哂胁煌恼凵渎剩灰约皩?dǎo)電透明板，用于覆蓋腔室的上表面，以密封所述孔。


從以下結(jié)合附圖做出的詳細描述中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及其它優(yōu)點將變得更容易理解，附圖中圖1是示出了制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法的截面圖，其中液體填充在腔室的孔中；圖2是示出了制造液態(tài)鏡頭的該傳統(tǒng)方法的截面圖，其中上部透明板附著成接觸電解液；圖3是示出了制造液態(tài)鏡頭的該傳統(tǒng)方法的截面圖，其中上部透明板附著于腔室的上表面，以密封腔室的孔；圖4是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中上部透明板附著成接觸電解液；圖5是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中向上部透明板和腔室施加電壓，以誘發(fā)電潤濕；以及圖6是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中上部透明板附著于腔室的上表面，以密封腔室的孔。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。
根據(jù)本發(fā)明的制造液態(tài)鏡頭的方法，首先，以提供其中包括具有圓形截面的孔110的腔室100開始，將下部透明板200附著于腔室底部，以密封孔110的下表面，并將不可混溶的兩種液體，即，電解液300和絕緣液400填充到孔110內(nèi)部。
優(yōu)選地，涂布在孔110內(nèi)壁上的用于液態(tài)鏡頭操作的絕緣膜(未示出)上涂覆有沒有針孔(pin hole)的介電材料(諸如聚對二甲苯(parylene))，并且該絕緣膜具有這樣的涂層厚度，即，當向其施加電壓以獲得光學(xué)上合乎需要的結(jié)果范圍時其不會損壞。在該實施例中，涂層的厚度設(shè)為2.5μm。
孔110具有圓形的水平截面，使得電解液300與絕緣液400之間的彎月面(在下文中簡稱為“彎月面”)具有均勻的垂度。另外，根據(jù)電解液300和絕緣液400的特性，彎月面保持與孔110的內(nèi)壁的預(yù)定接觸角。這里，如果孔110具有圓柱形形狀，則彎月面具有大幅度(steeply)向上傾斜的周邊部分，從而彎月面的總高度，即，從彎月面的周邊部分到中央部分的距離變得太大。因此，孔110具有傾斜的內(nèi)壁，以具有朝向其底部減小的截面。由于孔110的傾斜內(nèi)壁，所以彎月面具有坡度減小的周邊部分，使得彎月面的總高度減小，從而實現(xiàn)了腔室100的小型化。
提供這種結(jié)構(gòu)的腔室100以及填充電解液300和絕緣液400的程序與制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法中的程序相同，因此省略附加的描述。
圖4是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中導(dǎo)電透明板附著成接觸電解液，而圖5是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中向?qū)щ娡该靼搴颓皇沂┘与妷?，以誘發(fā)電潤濕。
當將導(dǎo)電透明板600布置成接觸電解液300的上表面，即，附著于腔室100的上表面時，如圖4所示，電解液300附著于導(dǎo)電透明板600，并且與圖2中所示的傳統(tǒng)方法一樣，絕緣液400也朝向上部透明板600被拉動，而其周邊部分位于孔110的上部開口附近。
在這種狀態(tài)中，當導(dǎo)電透明板600緊密地附著于腔室100的上表面，以密封孔110時，電解液300從孔110中泄漏，并且一部分絕緣液400與電解液300一起從孔110中泄漏。電解液300和絕緣液400的泄漏可能導(dǎo)致形成氣泡或者導(dǎo)致電解液300和絕緣液400的彎月面朝向內(nèi)壁移動。即使通過考慮包括內(nèi)部空間的尺寸等各種條件而注入適當量的電解液300和絕緣液400，在隨后的制造過程中也可能發(fā)生電解液300和絕緣液400的泄漏。
為了避免這樣的問題，制造液態(tài)鏡頭的示例性方法包括向腔室100和導(dǎo)電透明板600施加電壓，以通過電潤濕來改變電解液300與絕緣液400之間的彎月面，如圖5所示。
當向腔室100和導(dǎo)電透明板600施加電壓時，由于電潤濕，所以彎月面具有下降的周邊部分，即，具有帶向上凸起的中央部分的垂度(sag)。
此時，由施加于腔室100和導(dǎo)電透明板600的電壓值決定周邊部分的降低程度。也就是說，在向腔室100和導(dǎo)電透明板600施加電壓之前，彎月面的周邊部分沿孔110的內(nèi)壁上升，但隨著電壓的增加，彎月面的周邊部分沿孔110的內(nèi)壁下降。
為了使彎月(液)面的周邊部分下降，根據(jù)絕緣膜的厚度來確定施加于導(dǎo)電透明板600和腔室100的電壓值。例如，在絕緣膜具有約5μm厚度的情況下，優(yōu)選地，將施加于導(dǎo)電透明板600和腔室100的電壓設(shè)為60V或更高。由于施加的該電壓，使得彎月面具有低于中央部分(即，向上凸起的中央部分)的周邊部分，如圖5所示。由于彎月面的向上凸起的中央部分，響應(yīng)施加電壓的變化，電解液300和絕緣液400具有更穩(wěn)定的調(diào)節(jié)焦距的操作。
這里，電潤濕法與導(dǎo)致電解液300和絕緣液400的彎月面變化的傳統(tǒng)電潤濕法相同，因此省略附加的描述。
另外，制造液態(tài)鏡頭的示例性方法可以進一步包括在電解液300接觸導(dǎo)電透明板600的下表面，并且由于電潤濕法導(dǎo)致彎月面形成下降的周邊部分時，將電解液300或絕緣液400附加地注入到孔110內(nèi)，如圖5所示。
在制造液態(tài)鏡頭的傳統(tǒng)方法中，當在電解液300接觸上部透明板下表面的同時將電解液300或絕緣液400注入到孔110內(nèi)時，絕緣液400可能通過孔110的周邊從孔110中泄漏。然而，根據(jù)制造液態(tài)鏡頭的示例性方法，由于彎月面具有帶下降周邊部分的垂度，即使將電解液300或絕緣液400附加地注入到孔110內(nèi)，絕緣液400也不會從孔110中泄漏。
如上所述，由于可以進行電解液300或絕緣液400的附加注入，因此在液態(tài)鏡頭的制造過程中間可改變每種液體300或400的量。
圖6是示出了制造液態(tài)鏡頭的示例性方法的截面圖，其中導(dǎo)電透明板附著于腔室的上表面，以密封所述孔。
在圖5所示的狀態(tài)中，當導(dǎo)電透明板600緊密附著于腔室100的上表面以密封孔110時，與傳輸?shù)娇?10中的液體300和400的壓力或震動無關(guān)，響應(yīng)施加于腔室100和導(dǎo)電透明板600的電壓，絕緣液400保持具有下降周邊部分的垂度，如圖6所示。這減少了液體從孔110中泄漏的可能性。
因此，根據(jù)制造液態(tài)鏡頭的示例性方法，無需形成具有較大深度的孔110以防止在密封孔110的過程中絕緣液400的泄漏，從而可形成具有減小的總厚度的液態(tài)鏡頭。
另外，根據(jù)制造液態(tài)鏡頭的示例性方法，可以減少電解液300和絕緣液400泄漏的可能性，從而更穩(wěn)定地制造液態(tài)鏡頭，因而提高了生產(chǎn)率。而且，根據(jù)制造液態(tài)鏡頭的示例性方法，即使在孔110完全由導(dǎo)電透明板600密封之后，液態(tài)鏡頭也可以有利地保持電解液300和腔室100的接觸狀態(tài)。
根據(jù)制造液態(tài)鏡頭的示例性方法，由于電潤濕使得彎月面形成為具有下降周邊部分的垂度，以穩(wěn)定地密封液體，而不會導(dǎo)致絕緣液的泄漏或彎月面的變形。而且，該示例性方法使得電解液和腔室保持相互接觸狀態(tài)，穩(wěn)定地誘發(fā)電潤濕。另外，該示例性方法還可以減小容納電解液和絕緣液的孔的深度，以減小液態(tài)鏡頭的總尺寸。
另外，制造液態(tài)鏡頭的示例性方法減小了填充在孔中的液體泄漏的可能性，以更穩(wěn)定地制造液態(tài)鏡頭，因而提高了生產(chǎn)率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭具有比傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭更小的厚度，實現(xiàn)了采用液態(tài)鏡頭的最終產(chǎn)品的小型化。
雖然結(jié)合優(yōu)選實施例已示出并描述了本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說很顯然，在不脫離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的前提下，可以進行修正和改變。
權(quán)利要求
1.一種制造液態(tài)鏡頭的方法，包括以下步驟提供腔室，其中形成有用于容納液體的孔；以層疊式結(jié)構(gòu)注入兩種液體，所述兩種液體為不可混溶的并具有不同的折射率；將導(dǎo)電透明板布置成與頂部的所述液體相接觸；向所述導(dǎo)電透明板和所述腔室施加電壓，以誘發(fā)電潤濕，從而改變所述兩種液體之間的彎月面的形狀；用所述導(dǎo)電透明板覆蓋所述腔室的上表面，以密封所述孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述施加電壓的步驟使得所述兩種液體之間的所述彎月面沿橫向變平坦或以具有下降周邊部分的方式向上凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在誘發(fā)電潤濕之后將至少一種液體附加地注入到所述孔中。
4.一種液態(tài)鏡頭，包括腔室，具有內(nèi)壁，以提供用于容納液體的孔；處于層疊式結(jié)構(gòu)的兩種液體，它們?yōu)椴豢苫烊艿牟⒕哂胁煌恼凵渎?；以及?dǎo)電透明板，用于覆蓋所述腔室的上表面，以密封所述孔。
全文摘要
一種制造液態(tài)鏡頭的方法，該方法通過向容納液體的腔室施加電壓以誘發(fā)電潤濕，來防止當密封容納液體的孔時液體的不穩(wěn)定運動，并且還涉及一種通過該方法制造的鏡頭。所述方法包括提供腔室，其中形成有用于容納液體的孔；以及注入具有不同折射率的兩種不可混溶的液體。該方法還包括將導(dǎo)電透明板布置成與頂部的液體相接觸，并向?qū)щ娡该靼搴颓皇沂┘与妷?，以誘發(fā)電潤濕，從而改變這兩種液體之間的彎月面的形狀。該方法進一步包括用導(dǎo)電透明板覆蓋腔室的上表面，以密封所述孔。
文檔編號G02B26/02GK1991414SQ20061016828
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者吳炳度, 樸榮圭, 金順玉 申請人:三星電機株式會社