TW202011055A

TW202011055A - 製造液體透鏡之方法

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Publication number: TW202011055A
Application number: TW108117661A
Authority: TW
Inventors: 艾勒珍德羅阿古樂; 泰亞納布奇荷茲; 雷蒙查爾斯凱帝; 丹尼爾瓦倫賀特; 尚恩麥克歐莫利; 傑森丹尼爾史迪曼
Original assignee: 美商康寧公司
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2020-03-16
Also published as: WO2019226721A1; US20210206128A1; US11691364B2

Abstract

一種形成液體透鏡之方法，包含以下步驟：將第一基板安置在第二基板上方，第一基板界定孔洞，其中空腔界定於第二基板內並與所述孔洞對齊；將第二液體分配至界定於第二基板內之空腔中；以經由所述孔洞分配之第一液體覆蓋第二液體，其中第一液體及第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動第一基板及第二基板中之至少一者，使得所述孔洞不與所述空腔對齊。

Description

製造液體透鏡之方法

本申請案依專利法主張於2018年5月22日提申之美國臨時專利申請案第62/674,926號之優先權，該美國臨時專利申請案之整體藉由引用方式併入本文。

本揭示內容涉及液體透鏡，且更具體而言，涉及製造液體透鏡之方法。

液體透鏡通常包括設置在空腔內的兩種不混溶液體。改變施加到液體的電場可改變所述液體中之一者相對於空腔的壁之潤濕性(wettability)，這具有改變形成在所述兩種液體之間的界面(彎液面)的形狀之效果。進而，在各種應用中，界面形狀的改變導致透鏡焦距的改變。問題在於先前考慮以兩種液體填充空腔的方式太慢、需要複雜的設備及/或導致一種液體將另一種液體移位至空腔外部。

本揭示內容以形成液體透鏡之方法解決前述問題，所述方法將所需體積的單一液滴之一種流體分配至已在空腔中之另一種流體上，所述分配方式覆蓋但不取代已經存在空腔中的該另一種流體。單一液滴在已位於空腔中之液體上方置中，且從已位於空腔中之液體的非常短距離處釋放。在實施例中，液體的液滴近乎同時與圍繞空腔之一定量的相同或相似液體結合，形成已位在空腔中之流體上方的覆蓋體，並防止已位在空腔中之流體移動到空腔外部。在實施例中，在需要額外體積的被分配流體來填充空腔的情況下，可在已分配液滴覆蓋另一種流體之後，分配流體的一或多個額外液滴。

根據本揭示內容之第一態樣，一種形成液體透鏡之方法包含以下步驟：將第一基板安置在第二基板上方，第一基板界定孔洞，其中空腔界定於第二基板內並與孔洞對齊；將第二液體分配至界定於第二基板內之空腔中；以經由孔洞分配之第一液體覆蓋第二液體，其中第一液體及第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動第一基板及第二基板中之至少一者，使得孔洞不與空腔對齊。

根據第二態樣，根據第一態樣之方法，其中第一基板為遮罩層。

根據第三態樣，根據第一態樣之方法，其中第一基板界定第一窗，且第二基板界定第二窗。

根據第四態樣，根據第一至第三態樣中任一者之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於第二基板移動第一基板，同時使第二基板維持靜止。

根據第五態樣，根據第一至第三態樣中任一者之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於第一基板移動第二基板，同時使第一基板維持靜止。

根據第六態樣，根據第一至第五態樣中任一者之方法，其中第一液體包含極性液體。

根據第七態樣，根據第一至第六態樣中任一者之方法，其中第二液體包含非極性液體。

根據第八態樣，根據第一至第七態樣中任一者之方法，其中第一基板包含第一外層；且第二基板包含中間層和第二外層，而第二外層接合至中間層，穿過中間層之孔界定空腔。

根據第九態樣，根據第一至第八態樣中任一者之方法，其中，空腔包括疏水性之絕緣元件，且在第二液體分配至空腔中之後，第二液體接觸絕緣元件。

根據第十態樣，根據第一至第九態樣中任一者之方法，其中，以經由孔洞分配之第一液體覆蓋第二液體包含：從分配器的分配端將覆蓋第二液體之第一液體的整體以單一液滴的形式進行分配。

根據第十一態樣，根據第十態樣之方法，其中，在分配第一液體時，分配器的分配端之中心軸與空腔內之第二液體之中心軸對齊。

根據第十二態樣，根據第十或十一態樣中任一者之方法，其中，第一液體之液滴係預定體積。

根據第十三態樣，根據第一至第十二態樣中任一者之方法，其中，在接觸第二液體之前，經分配之第一液體與界定孔洞之第一基板的表面接觸。

根據本揭示內容之第十四態樣，一種形成液體透鏡之方法，包含以下步驟：將界定孔洞之第一基板安置於第二基板上方，其中空腔界定於第二基板上方並與孔洞對齊；將第二液體分配至界定於第二基板上方之空腔中；將具有分配端之分配器安置於第二液體上方；以經由孔洞分配之第一液體覆蓋第二液體，其中從分配端將覆蓋第二液體之第一液體以一個液滴的形式進行分配，其中第一液體及第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動第一基板及第二基板中之至少一者，使得孔洞不與空腔對齊。

根據第十五態樣，根據第十四態樣之方法，其中液滴含有預定體積之第一液體。

根據第十六態樣，根據第十四至第十五態樣中任一者之方法，其中分配器的分配端具有從約150 µm至約250 µm之內徑。

根據第十七態樣，根據第十四至第十六態樣中任一者之方法，其中液滴形成球體，該球體之周長小於孔洞之周長。

根據第十八態樣，根據第十四至第十七態樣中任一者之方法，其中分配端之中心軸與第二液體之中心軸對齊。

根據第十九態樣，根據第十四至第十八態樣中任一者之方法，其中液滴自分配端分離並在接觸第二液體之前與界定孔洞之第一基板之表面接觸。

根據第二十態樣，根據第十四至第十九態樣中任一者之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於第一基板移動第二基板，同時使第一基板維持靜止。

根據第二十一態樣，根據第十四至第二十態樣中任一者之方法，其中空腔包含疏水性之絕緣元件，且在第二液體分配於空腔中之後，第二液體接觸絕緣元件。

根據第二十二態樣，根據第十四至第二十一態樣中任一者之方法，其中液滴之體積為從約500奈升至約3.0微升之第一液體。

根據第二十三態樣，根據第十四至第二十二態樣中任一者之方法，其中第二基板具有各自容納第二液體之複數個空腔，第一基板具有複數個孔洞，各該複數個孔洞設置於該複數個空腔中之一個空腔上方，且各自包含分配端之複數個分配器安置於位在各該複數個空腔中之第二液體上方；且從各該複數個分配器同時分配第一液體。

根據第二十四態樣，根據第十四至第二十三態樣中任一者之方法，其中在第一液體之液滴覆蓋第二液體之後，分配第一液體之後續液滴，以添加額外體積之第一液體，直到空腔內之第一液體達到預定體積。

根據第二十五態樣，根據第十四至第二十四態樣中任一者之方法，其中第二液體對第一液體之體積比係從約0.4至約0.6，且第一液體之密度與第二液體之密度實質上相似。

根據本揭示內容之第二十六態樣，一種形成液體透鏡之方法，包含以下步驟：將界定孔洞之第一基板安置於第二基板上方，其中空腔界定於第二基板內並與孔洞對齊，且間隙在第一基板與第二基板之間延伸，且極性流體設置於第一基板與第二基板之間的間隙中；將第二液體分配至界定於第二基板上方之空腔中；以經由孔洞分配之第一液體覆蓋第二液體，其中第一液體及第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動第一基板和第二基板中之至少一者，使得孔洞不與空腔對齊。

根據第二十七態樣，根據第二十六態樣之方法，其中極性流體和第一液體具有實質上相同的成分。

根據第二十八態樣，根據第二十六或二十七態樣之方法，其中以一個液滴的形式分配覆蓋第二液體之第一液體。

根據第二十九態樣，根據第二十六至第二十八態樣中任一者之方法，其中所分配之第一液體碰到極性流體，並在第二液體上方與極性流體形成鄰接的覆蓋體(contiguous cap)。

根據第三十態樣，根據第二十六至第二十九態樣中任一者之方法，進一步包含以下步驟：使該間隙塌陷，使得該間隙中之極性流體實質上排空。

藉由參考以下說明書、申請專利範圍和隨附圖式，本案所屬技術領域中具通常知識者將進一步理解和領會本揭示內容的這些和其他特徵、優點和目的。

本發明的額外特徵和優點將在下文的詳細描述中闡述，並且對於本案所屬技術領域中具通常知識者來說將從描述中顯而易見，或者藉由實施如以下描述中所描述的本發明以及申請專利範圍還有隨附圖式而認知。

如本文所用，當將術語「及/或」用在兩個或更多個項目之列表中時，表示可單獨採用所列項目中的任何一個，或可採用所列項目中的兩個或更多個之任何組合。舉例而言，若將成分描述為含有組分A、B及/或C，則成分可僅含有A；僅含有B；僅含有C；含有A及B之組合；含有A及C之組合；含有B及C之組合；或含有A、B及C之組合。

在本文中，關係術語，例如第一和第二，頂部和底部等，僅用於將一個實體或動作與另一個實體或動作區分開來，而不一定要求或暗示這些實體或動作之間的任何實際的這種關係或順序。

出於本揭示內容之目的，術語「耦接」(以其所有時態：現在式耦接、現在進行式耦接、過去式耦接等)通常意指兩個(電氣或機械)組件彼此直接或間接地連結。這種連結本質上可以是固定的或本質上是可移動的。這種連結可由兩個(電氣或機械)組件來實現，且任何額外的中間構件可以彼此一體地形成為單個整體，或者與這兩個組件一體地形成。除非另有說明，這種連結本質上可為永久性的，或本質上可為可移除的或可釋放的。

如本文所用，術語「約」意指含量、尺寸、配方、參數和其他數量及特性不是也不需要是精確的，而可根據需要為近似及/或大於或小於、反映容差、轉換因素、四捨五入、量測誤差等，及本案所屬技術領域中聚通常知識者所知的其他因素。當使用術語「約」來描述數值或範圍的端點時，應將所揭示之內容理解為包括所指的具體數值或端點。無論說明書中之數值或範圍的端點是否記載「約」，數值或範圍的端點欲包括兩種實施例：一種由「約」修飾，而一種未由「約」修飾。將進一步理解的是，每個範圍的端點相對於另一個端點都是有意義的，並且獨立於另一個端點。

本文所用之術語「實質」、「實質上」及其變化形式欲標註所描述的特徵等於或近似等於值或描述。舉例而言，「實質上平面的」表面欲指示平面或近似平面的表面。並且，「實質上」欲表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上」可表示彼此在約10%內的值。

同樣重要的是，請注意，本揭示內容之示例性實施例所示之元件的構造和佈置僅為說明性質。儘管在此揭示內容中僅詳述本發明的幾個實施例，本案所屬技術領域中具通常知識者參酌此揭示內容將容易理解到，可以進行許多可能的修飾(如，各種元件之尺寸、維度、結構、形狀及比例、參數數值、安裝佈置、材料的使用、顏色、取向等的變化)，而不會實質上脫離本案所記載標的之新穎教示和優點。舉例而言，示出為一體成形的元件可以由多個部件構成，或者示出為多個部件的元件可以一體成形，界面的操作可以顛倒或以其他方式變化，可改變結構的長度或寬度及/或構件或連接器或系統的其他元件，且可改變提供在元件之間的調節位置的性質或數量。應該注意的是，系統的元件及/或組件可由以各種顏色、紋理和組合呈現、能提供足夠的強度或耐久性之多種材料中的任何材料構成。因此，所有這些修飾欲包括在本發明的範疇內。在不脫離本發明的精神的情況下，可在期望的和其他示例性實施例的設計、操作條件和佈置中進行其他替換、修改、改變和省略。

請參見第1A及1B圖，可根據下文所述的方法製備之液體透鏡100包括透鏡主體102及形成於透鏡主體102中之空腔104。第一液體106及第二液體108設置於空腔104內。第一液體106可為極性液體或導電液體。第二液體108可為非極性液體或絕緣液體。第一液體106和第二液體108彼此不混溶，且具有不同的折射率，使得第一液體106與第二液體108之間的界面110形成可變透鏡。在某些配置中，第一液體106和第二液體108具有實質上相同的密度，這可有助於避免由於改變液體透鏡100的物理取向(physical orientation) (如，因為重力的緣故)而導致界面110的形狀改變。根據其他配置，第一液體106和第二液體108的密度完全不同，使得在第一液體106和第二液體108混合的情況下，由於重力和時間的推移而發生第一液體106和第二液體108的分離或分段。

第一液體106通常為含鹽的水性液體。第一液體106可為載有離子化合物(如一或多種鹽類)的水，所述離子化合物基本上或完全解離成水中的陽離子和陰離子。水可為超純水。陰離子的實例包括，但不限於：鹵化物，如，氯化物、溴化物、碘化物、硫酸鹽、碳酸鹽、碳酸氫鹽、乙酸鹽等，還有它們的混合物。陽離子的實例包括，但不限於：鹼、鹼土和金屬陽離子。可解離的離子化合物之實例包括，但不限於：乙酸鉀、氯化鎂、溴化鋅、溴化鋰、溴化鈉、氯化鋰、氯化鈣、硫酸鈉等，以及它們的混合物。第一液體106可為或可包括離子化液體(即，在與液體透鏡100之應用相關的溫度下為液體之離子化合物)。

第一液體106可包括至少一種習用的凝固點降低劑。凝固點降低劑包括，例如，醇、二醇、二醇醚、多元醇、聚醚多元醇(polyetherpolyols)等，或前述者之混合物。凝固點降低劑的具體實例包括：乙醇、乙二醇(EG)、單丙二醇(MPG或1,2-丙二醇)、1,3-丙二醇、1,2,3-丙三醇(甘油)等，及前述者之混合物。凝固點降低劑可降低第一液體106的凝固點，使得第一液體106在約−20 °C與約+70 °C之間的溫度範圍內維持液態。

第二液體108典型為油、烷烴或烷烴的混合，包括鹵代烷類，或不與第一液體106混溶的任何其他非極性或絕緣液體。此非導電性流體包含有機或無機(礦物)化合物或其混合物。此類有機或無機化合物之實例包括Si系單體或寡聚物、Ge系單體或寡聚物、Si-Ge系單體或寡聚物、烴類或前述者之混合物。具體的烴類包括，例如，直鏈或支鏈烴類，如癸烷(C₁₀ H₂₂ )、十二烷(C₁₂ H₂₄ )、鯊烷(squalene) (C₃₀ H₆₂ )等；包含一個或多個環的烴類，如叔丁基環己烷(tert-butylcyclohexane) (C₁₀ H₂₀ )等；稠和環系統，如α-氯萘(α-chloronaphthalene)、α-溴萘(α-bromonaphthalene)、順、反式-十氫化萘(C₁₀ H₁₈ )等；烴類的混合物，如以Isopar® V、Isopar® P (來自Exxon Mobil)獲得者等；及前述者之類似物及混合物。矽系物種的具體實例包括：六甲基矽烷(hexamethyidisilane)、二苯基二甲基矽烷(diphenyldimethylsilane)、氯苯基三甲基矽烷(chlorophenyltrimethylsilane)、苯基三甲基矽烷(phenyltrimethyl-silane)、苯乙基三(三甲基矽氧基)矽烷(phenethyltris(trimethylsiloxy)silane)、苯基三(三甲基矽氧基)矽烷(phenyltris(trimethylsiloxy)silane)、聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)、四苯基四甲基三矽氧烷(tetra-phenyltetramethyltrisiloxane)、聚(3,3,3-三氟丙基甲基矽氧烷) (poly(3,3,3-trifluoropropylmethylsiloxane))、3,5,7-三苯基壬基甲基-五矽氧烷(3,5,7-triphenylnonamethyl-pentasiloxane)、3,5-diphenyloctamethyltetrasiloxane (3,5-二苯基八甲基四矽氧烷)、1,1,5,5-tetraphenyl-1,3,3,5-tetramethyl-trisiloxane (1,1,5,5-四苯基-1,3,3,5-四甲基-三矽氧烷)及六甲基環三矽氧烷(hexamethylcyclotrisiloxane)。鍺系物種的具體實例包括：六甲基二鍺烷(hexamethyldigermane)、二苯基二甲基鍺烷(diphenyldimethylgermane)及苯基三甲基鍺烷(phenyltrimethylgermane)。第一液體106及第二液體108可包括抗氧化劑化合物，如BHT類(二丁羥基甲苯)抗氧化劑，如2,6-二-四-丁基-4-甲基苯酚。

在一些實施例中，空腔104包括第一部分(或頂部空間) 104A及第二部分(或基部) 104B。舉例而言，如下文所述，可由液體透鏡100的中間層120中之孔來界定空腔104的第二部分104B。附加或替代地，空腔104的第一部分104A由液體透鏡100的第一外層118中之凹部界定，及/或設置在中間層120中之孔的外部。在圖解之實施例中，第一液體106的至少一部分設置在空腔104的第一部分104A中，且第二液體108設置在空腔104的第二部分104B內。實質上所有的第二液體108或第二液體108的一部分設置在空腔104的第二部分104B內。可將界面110的周緣111 (如，與空腔104的側壁接觸之界面110的邊緣)設置在空腔104的第二部分104B內。

可透過電潤濕(electrowetting)來調節液體透鏡100的界面110。舉例而言，可在第一液體106與空腔104的表面(如，如於下文更詳細地描述之位於空腔104的表面附近並與第一液體106絕緣之電極)之間施加電壓，以升高或降低空腔104的表面相對於第一液體106之潤濕性，並改變界面110的形狀。調節界面110可改變界面110的形狀，從而改變液體透鏡100的焦距或焦點。舉例而言，這類對焦距的改變可使液體透鏡100能夠執行自動對焦功能。附加或替代地，調節界面110可使界面110相對於液體透鏡100的光軸112傾斜。舉例而言，這類使界面110傾斜可使液體透鏡100能夠執行光學影像穩定(optical image stabilization；OIS)功能。可在不需要使液體透鏡100相對於影像感測器、固定透鏡或透鏡層疊、外殼或可結合液體透鏡100之相機模組的其他部件實體移動之情況下調節界面110。

液體透鏡100的透鏡主體102包括第一窗114和第二窗116。空腔104設置於第一窗114與第二窗116之間。在圖解之實施例中，透鏡主體102透鏡主體102包括協同形成透鏡主體102之複數個層，如第一外層118、中間層120及第二外層122。在此例中，中間層120界定穿過其而形成之孔。第一外層118可接合至中間層120的一側(如，物側)。舉例而言，第一外層118可在接合部134A處接合至中間層120。接合部134A可為黏著接合部、雷射接合部(如，雷射焊接)或能夠將第一液體106及第二液體108維持在空腔104內之另一合適的耦接。第二外層122可接合至中間層120的相對側(如，像側)。舉例而言，第二外層122可在接合部134B及/或接合部134C處接合至中間層120，各所述接合部134B及接合部134C可如本文關於接合部134A所述那樣配置。中間層120位在第一外層118與第二外層122之間，而第一外層118和第二外層122覆蓋在中間層120的孔之相對側上，且在所述孔內界定空腔104的至少一部分。因此，覆蓋空腔104之第一外層118的部分作為第一窗114，且覆蓋空腔104之第二外層122的部分作為第二窗116。

如上文所解釋，空腔104可包括第一部分104A和第二部分104B。在所描繪的實例中，由中間層120中之孔界定空腔104的第二部分104B，且空腔104的第一部分104A設置於空腔104的第二部分104B與第一窗114之間，但將理解到，此配置可顛倒過來。第一外層118包括凹部，且空腔104的第一部分104A設置於第一外層118中之凹部內。因此，空腔104的第一部分104A設置於中間層120中之孔的外側。

如在圖解之實施例中，空腔104 (如，空腔104的第二部分104B)可為錐形，使得空腔104的截面積在從液體透鏡100的物側往像側之方向上沿著光軸112減小。舉例而言，空腔104的第二部分104B包括窄端105A和寬端105B。術語「窄」和「寬」為相對性術語，意指窄端105A比寬端105B還窄或薄。空腔104的這種錐形實例可有助於維持第一液體106及第二液體108之間的界面110沿著光軸112對齊。在其他實例中，空腔104為錐形，使得空腔104的截面積在從物側往像側之方向上沿著光軸112增加，或者空腔104為非錐形，使得空腔104的截面積沿著光軸112基本上維持恆定。

在液體透鏡100的操作中，影像光(或欲操縱之任何波長範圍的電磁輻射)可經過第一窗114進入第1A及1B圖中描繪之液體透鏡100、在第一液體106與第二液體108之間的界面110處折射，並經過第二窗116離開液體透鏡100。第一窗114和第二窗116對於欲透過界面110進行操縱之電磁輻射的波長(如在可見光和紅外光譜內的波長)而言足夠透明。因此，在一些實施例中，第一外層118及/或第二外層122對可見光譜中之電磁輻射而言足夠透明，以使影像光能夠通過。舉例而言，第一外層118及/或第二外層122包括聚合物材料、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃-陶瓷材料、其他透明材料，及/或前述材料之組合。如在圖解之實施例中，第一外層118及/或第二外層122的外表面可為實質上平面的。因此，儘管液體透鏡100可用作透鏡(如，藉由折射經界面110通過之影像光及/或其他電磁輻射)，液體透鏡100的外表面可為平坦的而不是像固定透鏡(fixed lens)的外表面那樣彎曲。然而，在液體透鏡100之其他實施例中，第一外層118及/或第二外層122的外表面為曲面(如，凹面或凸面)。因此，液體透鏡100可包括整合的固定透鏡。中間層120可包括金屬材料、聚合物材料、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃-陶瓷材料、複合材料及/或前述材料之組合。由於影像光可穿過中間層120中的孔，故中間層120對影像光而言可以是透明的或可以不是透明的。

將理解到，儘管將液體透鏡100的透鏡主體102描述為包括第一外層118、中間層120及第二外層122，但液體透鏡100可有不同的構造。舉例而言，可省略第一外層118、中間層120及/或第二外層122中之一或多者。進而，中間層120中之孔可經配置為不完全延伸穿過中間層120之盲孔，且可省略第二外層122。儘管在本文中將空腔104的第一部分104A描述為設置在第一外層118中之凹部內，但可思及其他構造。舉例而言，可省略凹部，且空腔104的第一部分104A設置在中間層120中之孔內。在這樣的實例中，空腔104的第一部分104A為所述孔的上方部，且空腔104的第二部分104B為所述孔的下方部。在其他實例中，空腔104的第一部分104A部分地設置在中間層120中的孔內，且部分地設置在所述孔的外部。

所圖解之實施例的液體透鏡100包括共同電極124，共同電極124與第一液體106電連通。液體透鏡100進一步包括驅動電極126，驅動電極126設置於空腔104的側壁上，並與第一液體106和第二液體108絕緣。可向共同電極124和驅動電極126提供不同的電壓，或調整共同電極124與驅動電極126之間的電壓差，以改變界面110的形狀。

圖解之實施例的液體透鏡100包括傳導層128。傳導層128的至少一部分設置於空腔104內。傳導層128包括導電塗層，在將第一外層118及/或第二外層122接合至中間層120之前，將導電塗層塗覆至中間層120。傳導層128可包括金屬材料、導電聚合物材料、導電氧化物、另一種合適的導電材料及/或前述材料之組合。傳導層128可包括單層或複數個層，其中某些或全部可以是導電的。傳導層128可界定共同電極124和驅動電極126二者。舉例而言，在將第一外層118及/或第二外層122接合至中間層120之前，可將傳導層128施加到中間層120的實質上整個外表面。在將傳導層128施加至中間層120後，可將傳導層128分段成為各種導電元件(如，共同電極124、驅動電極126等)。液體透鏡100可包括傳導層128中之劃線130A，以將共同電極124和驅動電極126彼此隔離(如，電性隔離)。劃線130A包括傳導層128中之間隙。

在圖解之實施例中，液體透鏡100包括設置於空腔104內之絕緣元件132。絕緣元件132可包括在將第一外層118及/或第二外層122接合至中間層120之前塗覆至中間層120之絕緣塗層。絕緣元件132可包括在將第二外層122接合至中間層120之後，且在將第一外層118接合至中間層120之前，塗覆至傳導層128和第二窗116之絕緣塗層。因此，絕緣元件132覆蓋空腔104中之傳導層128的至少一部分和第二窗116。絕緣元件132對於欲透過界面110操縱之電磁輻射的波長(如可見光及紅外光譜內之波長)而言足夠透明，以使這種電磁輻射(如影像光)能夠通過第二窗116，如上所述。

在圖解之實施例中，絕緣元件132覆蓋驅動電極126的至少一部分(如，驅動電極126設置於空腔104內之部分)，以使第一液體106及第二液體108與驅動電極126絕緣。共同電極124的至少一部分可設置於空腔104內且未由絕緣元件132覆蓋。因此，共同電極124可電連通第一液體106。絕緣元件132可包括空腔104的第二部分104B的疏水性表面層。此類疏水性表面層可有助於將第二液體108維持在空腔104的第二部分104B內(如，藉由非極性的第二液體108與疏水性材料之間的吸引力)，及/或可使界面110的周緣111能沿著疏水性表面層移動(如，藉由電潤濕)以改變界面110的形狀。至少部分地基於絕緣元件132，液體透鏡100可表現出不超過3°之接觸角遲滯(contact angle hysteresis) (即，在第一液體106與第二液體108之間的界面110處)。如本文所用，「接觸角遲滯(contact angle hysteresis)」意指在對驅動電極126施加一系列的驅動電壓(如，供應至驅動電極126的驅動電壓與供應至共同電極124的共同電壓之間的差)時，測得之有絕緣元件132的第二液體108的觸角差，所述驅動電壓從0V至最大驅動電壓，接著返回0V (即，相對於共同電極124)。沒有電壓之初始接觸角最大為25°，並因電潤濕效應之故而在「最大驅動電壓」下增加成至少15°的接觸角。最大驅動電壓可為約10V、或約20V、或約30V、或約40V、或約50V、或約60V、或約70V，或其間任何和所有數值及範圍。

在第1A圖描繪之實例中，液體透鏡100經配置使得驅動電極126設置於空腔104的側壁上，且藉由絕緣元件132而與第一液體106及第二液體108絕緣。絕緣元件132包括絕緣外層132A，如圖示，絕緣外層132A接觸第一液體106及第二液體108。在所描繪之實例中，絕緣元件132為單體式(monolithic)，即絕緣外層132A具有相對於第一液體106和第二液體108和驅動電極126電性絕緣之雙重功能。絕緣元件132可為疏水性的(如，以避免被第一液體106潤濕)。從處理及/或製造觀點來看，絕緣元件132的單體式實例可為有利的。絕緣元件132的絕緣外層132A之厚度可為從約0.5 µm至約10 µm、或從約1 μm至約10 µm、或從約1 µm至約9 µm、或從約1 µm至約8 µm、或從約1 µm至約7 µm、或從約1 µm至約6 µm、或從約1 µm至約5 µm、或從約1 µm至約4 µm、或從約1 µm至約3 µm、或從約1 µm至約2 µm，及其間任何和所有數值及範圍。在具體實例中，液態透鏡100的絕緣外層132A之厚度為從約0.5微米至約2微米。

在第1B圖圖解之實施例中，液體透鏡100經配置而使得驅動電極126設置在空腔104的側壁上並藉由絕緣元件132而與第一液體106及第二液體108絕緣。如第1B圖所示，絕緣元件132包括絕緣外層132A和基層132B，絕緣外層132A接觸第一液體106及第二液體108，且基層132B介於絕緣外層132A與驅動電極126之間。絕緣元件132可為多層層疊，其包括絕緣外層132A和基層132B。在第1B圖中，基層132B和絕緣外層132A相對於第一液體106及第二液體108和驅動電極126是電絕緣的。此外，絕緣外層132A可以是疏水性的。

基層132B及/或絕緣外層132A可包括以下一或多種：聚四氟乙烯(PTFE)、聚對二甲苯(parylene)、包含倍半矽氧烷之多孔有機矽鹽類膜、聚醯亞胺、氟化聚醯亞胺、SiLK^® 半導體介電樹脂(來自道氏化學公司)、氟摻雜的氧化矽、氟化非晶碳薄膜、矽酮聚合物、非晶氟聚合物(如，來自杜邦的Teflon^® )、聚(伸芳基醚)、氟化及非氟化的對二甲苯線性聚合物(如，聚對二甲苯C)、非晶氟聚合物(如，來自旭硝子玻璃公司的Cytop^® )、Hyflon^® (來自索爾維集團)、芳族乙烯基矽氧烷聚合物(如，來自道氏化學公司的DVS-BCD)、類鑽石碳、聚乙烯、聚丙烯、氟乙烯丙烯聚合物、聚萘(polynaphthalene)、類矽酮聚合膜(SiO_x C_y H_z )、SiO₂ 、Si₃ N₄ 、BaTiO₃ 、HfO₂ 、HfSiO₄ 、ZrO₂ 、Ta₂ O₅ 、TiO₂ 、BarSrTiO₃ 、SrTiO₃ 、Al₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、絕緣溶膠-凝膠(如，矽烷氧化物)及旋塗式玻璃(如，漢威聯合公司的Accuglass^® )。在較佳的實施方式中，基層132B包括聚對二甲苯材料(如，聚對二甲苯C)。根據多種實例，基層132B為疏水性的。

絕緣元件132的絕緣外層132A之厚度可為從約0.01 µm至約2 µm、或從約0.01 µm至約1.5 µm、或從約0.01 µm至約1 µm、或從約0.05 µm至約2 µm、或從約0.05 µm至約1 µm、或從約0.05 µm至約0.5 µm、或從約0.05 µm至約0.4 µm、或從約0.1 µm至約2 µm、或從約0.1 µm至約1.5 µm、或從約0.1 µm至約1 µm、或從約0.1 µm至約0.5 µm，或其間任何和所有數值及範圍。

現請參見第2至5F圖，所描繪的是形成液體透鏡100和液體透鏡100的部件之方法150的流程圖和各種實施例，還有透過各種步驟之方法150的照片。

方法150可從步驟154開始，將界定孔洞190之第一基板174 (如，第一外層118或用於從第一基板174形成複數個液體透鏡100之複數個第一外層118)安置在第二基板178 (如，中間層120、第二外層122，及/或中間層120和第二外層122之組合，或用於從第二基板178形成複數個液體透鏡100之複數個中間層120、第二外層122，及/或中間層120和第二外層122之組合)上方，其中空腔104界定於窗(如，由本文所述之第二基板178的一部分所界定之第二窗116)的上方並與第一基板174的孔洞190對齊。根據此類實例，第一基板174，或第一基板174的一部分界定第一窗114，且第二基板178，或第二基板178的一部分界定第二窗116。根據其他實例，第一基板174可為遮罩或遮罩層，且第二基板178包括第二外層122，第二外層122的一部分界定第二窗116。遮罩可由玻璃、玻璃-陶瓷、陶瓷、聚合材料、金屬、複合材料及/或前述者之組合所構成。根據多種實例，遮罩可比第一外層118更薄、密度更小及/或更輕。一旦完成方法150的一或多個步驟，可移除遮罩或遮罩層，並以第一外層118替換之。

如上文所解說，第一基板174 (如，遮罩或第一外層118)界定或包含孔洞190。將理解到，第一基板174可界定或包含呈圖案或陣列之複數個孔洞190。穿過第一基板174界定孔洞190，使得可實現跨第一基板174之流體及/或電連通。當將第一基板174安置於第二基板178上方時，孔洞190可與空腔104對齊。出於本揭示內容之目的，對齊可意味著部份地或完全地重疊之孔洞190和空腔104為流體連通或以其他方式允許第一液體106及/或第二液體108穿過第一基板174並進入空腔104。

在另一個實施例中，間隙182 (第4A圖)可界定於第一基板174與第二基板178之間。間隙182可由第一基板174與第二基板178之間的一或多個間隔物或插入物所界定，或可因第一基板174及/或第二基板178之形狀、型態或粗糙度之故而存在。當在第一基板174和第二基板178的內側表面之間量測時，間隙182可具有恆定或變化的寬度。間隙182的任何點之寬度可在以下範圍：從約10 µm至約500 µm、或從約10 µm至約475 µm、或從約10 µm至約450 µm、或從約10 µm至約425 µm、或從約10 µm至約400 µm、或從約10 µm至約375 µm、或從約10 µm至約350 µm、或從約10 µm至約325 µm、或從約10 µm至約300 µm、或從約10 µm至約275 µm、或從約10 µm至約250 µm、或從約10 µm至約225 µm、或從約10 µm至約200 µm、或從約10 µm至約175 µm、或從約10 µm至約150 µm、或從約10 µm至約125 µm、或從約10 µm至約100 µm、或從約100 µm至約250 µm，或從約25 µm至約200 µm。舉例而言，間隙182的任何點之寬度可為約10 µm、或約20 µm、或約30 µm、或約40 µm、或約50 µm、或約60 µm、或約70 µm、或約80 µm、或約90 µm、或約100 µm、或約110 µm、或約120 µm、或約130 µm、或約140 µm、或約150 µm、或約160 µm、或約170 µm、或約180 µm、或約190 µm、或約200 µm、或約210 µm、或約220 µm、或約230 µm、或約240 µm、或約250 µm、或約260 µm、或約270 µm、或約280 µm、或約290 µm、或約300 µm，或其間的任何和所有範圍及數值。

根據多種實施例，間隙182 (第4A圖)可被極性流體186部份地、實質上地或完全地填充(第4A圖)。舉例而言，方法150可包括：將極性流體186導入間隙182，以部份地、實質上地或完全地填充間隙182。極性流體186可具有與第一液體106相同的成分、實質上相同的成分，或包括一或多種與第一液體106相同的組分。在更多其他實施例中，極性流體186可具有與第一液體106不同的成分。根據多種實施例，如在下文更詳細描述的，一旦將第一液體106置入空腔104中而位在第二液體108上方，置於間隙182內之極性流體186可流體連通第一液體106。進而，當將極性流體186置於第一基板174與第二基板178之間時，極性流體186可在間隙182處實質上圍繞空腔104。舉例而言，一旦將極性流體186導入間隙182中，極性流體186可在第一基板174與第二基板178之間流動(如，藉由毛細作用)，直到極性流體186實質上圍繞空腔104的開口或口部。由於極性流體186將基本上環繞空腔104的周長，極性流體186可有助於將第二液體108保持在空腔104內。舉例而言，在如本文所述將第一液體106導入空腔104中時，極性流體186可形成屏障，該屏障實質上防止第一液體106自發地離開空腔104 (如，由於介於第一液體106與絕緣元件132之間的排斥力而導致)。

接著，進行步驟158，將第二液體108分配進入界定在第二基板178上方或第二基板178中之空腔104。可經由第一基板174中之孔洞190傾倒、分配或以其他方式將第二液體108提供至空腔104。由於第二液體108可為非極性液體，且絕緣元件132的基層132B及/或絕緣外層132A可由疏水性材料構成，因而可優先地使第二液體108本身坐或維持在空腔104的下部中。在方法150中，這樣的特徵可有利於之後在方法150的後續步驟期間將第二液體108維持在空腔104內的適當位置。舉例而言，當第一液體106的極性實施例安置在空腔104中時，第二液體108維持抵靠基層132B及/或絕緣外層132A之趨勢可將第二液體108大致保持在第1A及1B圖中所示之取向中。

接著，進行步驟162，將具有分配端194A之分配器194安置在第二液體108上方。分配器194可為管體、微流體裝置、噴嘴、吸量管(pipette)、電磁閥、注射器(syringe)、其他分配裝置或前述者之組合。如將在下文更詳細地解釋的，分配器194經配置而以單一液滴或可能以複數個液滴從分配端194A分配第一液體106。將理解到，可將各具有分配端194A之複數個分配器194安置在複數個空腔104中之第二液體108上方，且分配端194A中之一或多者可將第一液體106分配為單一液滴或可能為複數個液滴。第5A圖的照片顯示在空腔104內之第二液體108上方置中之分配端194A。

分配器194的分配端194A之中心或中心軸可與空腔104中之第二液體108的中心軸對齊(如，垂直於頂點或最高點之方向)，或者分配端194A的中心可稍微偏移。分配端194A的中心可從第二液體108的中心軸偏移從約0 µm至約100 µm、或從約0 µm至約90 µm、或從約0 µm至約80 µm、或從約0 µm至約70 µm、或從約0 µm至約60 µm、或從約0 µm至約50 µm、或從約0 µm至約40 µm、或從約0 µm至約30 µm、或從約0 µm至約20 µm、或從約0 µm至約10 µm，或其間的任何及所有數值及範圍。在較佳的實施例中，分配端194A的中心軸對齊空腔104中之第二液體108的中心軸(至少大致對應於正在形成之液體透鏡100的光軸112)。

接著，進行步驟166，以經由孔洞190分配之第一液體106覆蓋第二液體108。如第5B圖所描繪，預定體積之第一液體106的液滴177開始在分配端194A處形成。第5C圖的照片顯示預定體積之第一液體106的液滴177完全形成。液滴177形成了接近完美的球形，照片中之球形液滴177的周長小於孔洞190的周長。在其他情況下，液滴177的周長可接近孔洞190的周長。第5D圖的照片顯示第一液體106正如液滴177從分配端194A脫離並變形。第一液體106與極性流體186之間的吸引力將來自液滴177之第一液體106和極性流體186拉在一起，以在第二液體108上方形成連續的蓋體。第二液體108與來自液滴177之第一液體106和極性流體186二者之間的排斥力使得蓋體在第二液體108上方發展的同時第二液體108維持在空腔104內。在其他情況下，在孔洞190的表面與液滴177中之第一液體106之間的吸引力使液滴177脫離分配端194A，且第一液體106沿著孔洞190的表面滑落直到第一液體106遇到極性流體186而在第二液體108上方形成連續的蓋體。第5E圖的照片顯示第一液體106覆蓋第二液體108但在空腔104內有氣泡109迫使第一液體106在孔洞190內向上。第5F圖的照片顯示在氣泡109從空腔104逸散且第一液體106能落到孔洞190下方之後，第一液體106覆蓋第二液體108。在第一液體106接觸第二液體108之前或基本上同時，以此方式覆蓋第二液體108，可防止分配到空腔104中之第一液體106將第二液體108驅趕到空腔104外。來自液滴177之第一液體106與孔洞190的表面及/或與極性流體186之間的交互作用可防止液滴177經由孔洞190自由落下並噴濺到第二液體108上(這可能導致第二液體108離開空腔104)。

以第一液體106的體積作為填充液體透鏡100的空腔104所必需之第一液體106和第二液體108的總體積及期望的第一液體106對第二液體108之體積比的函數之方式，來預定第一液體106的體積。較佳地，在一個液滴177中輸送預定體積的第一液體106。獲得在分配端194A的外部形成球形之預定體積的第一液體106之一個液滴177是第一液體106的表面張力之函數，也是分配端194A的表面成分和內徑(如，第一液體106通過的開口)之函數。

在一些實施例中，分配至空腔104中以覆蓋第二液體108之第一液體106的體積可為從約500奈升至約3.0微升、或從約600奈升至約1.5微升、或從約700奈升至約1.1微升，或從約800奈升至約1.0微升。舉例而言，提供來覆蓋第二液體108之第一液體106的量可為約800奈升、約850奈升、約900奈升、約1.0微升、1.1微升、或約1.2微升、或約1.3微升、或約1.4微升、或約1.5微升、或約1.6微升、或約1.7微升、或約1.8微升、或約1.9微升、或約2.0微升、或約2.1微升、或約2.2微升、或約2.3微升、或約2.4微升、或約2.5微升、或約2.6微升、或約2.7微升、或約2.8微升、或約2.9微升、或約3.0微升，或其間的任何及所有數值及範圍。

所分配之第一液體106體積可使得空腔104中之第二液體108對第一液體106之體積比為從約0.01至約0.99、或約0.1至約0.9、或約0.2至約0.8、或約0.3至約0.7，或約0.4至約0.6。舉例而言，空腔104中之第二液體108對第一液體106之體積比可為約0.01、或約0.05、或約0.1、或約0.15、或約0.2、或約0.25、或約0.3、或約0.35、或約0.4、或約0.45、或約0.5、或約0.55、或約0.6、或約0.65、或約0.7、或約0.75、或約0.8、或約0.85、或約0.9、或約0.95、或約0.99，或其間的任何及所有數值及範圍。將理解到，第一液體106及/或第二液體108對混合的第一液體106和第二液體108的總體積之體積比可為從約0.01至約0.99、或約0.1至約0.9、或約0.2至約0.8、或約0.3至約0.7、或約0.4至約0.6，或其間的任何及所有數值及範圍。

然而，在一些實施例中，分配器194的分配端194A可具有以下內徑：從約100 µm至約300 µm、或從約125 µm至約275 µm、或從約150 µm至約250 µm，或從約175 µm至約225 µm。舉例而言，分配器194的分配端194A的內徑可為約100 µm、或約110 µm、或約120 µm、或約130 µm、或約140 µm、或約150 µm、或約160 µm、或約170 µm、或約180 µm、或約190 µm、或約200 µm、或約210 µm、或約220 µm、或約230 µm、或約240 µm、或約250 µm、或約260 µm、或約270 µm、或約280 µm、或約290 µm、或約300 µm，或其間的任何及所有數值及範圍。在能以第一液體106和分配端194A之特定組合形成之最大液滴177的體積小於預定體積的情況下，則步驟166包括將超過一個液滴177分配至空腔104中。在一些實施例中，第一液滴177能覆蓋第二液體108。後續的液滴177添加額外體積的第一液體106，直到達成空腔104內之第一液體106的預定體積。

較佳地，安置分配器194的分配端194A使得液滴177在其最大球形範圍的周長接近極性流體186或極性流體186上方之孔洞190。因此，在液滴177形成之前，可安置分配端194A使其與由第一基板174的頂表面175界定之平面相距預定距離187，或與空腔104內之第二液體108相距預定距離189。在一些實施例中，由第一基板174的頂表面175界定之平面之間的距離187可為從約0.1 mm至約10 mm、或從約0.2 mm至約9 mm、或從約0.3 mm至約8 mm、或從約0.4 mm至約7 mm、或從約0.5 mm至約6 mm、或從約0.5 mm至約5 mm、或從約0.5 mm至約4 mm、或從約0.5 mm至約3 mm、或從約1 mm至約3 mm、或從約0.5 mm至約2 mm，或從約0.5 mm至約1 mm。舉例而言，距離187可為約0.1 mm、或約0.5 mm、或約1 mm、或約1.5 mm、或約2 mm、或約2.5 mm、或約3 mm、或約3.5 mm、或約4 mm、或約4.5 mm、或約5 mm、或約5.5 mm、或約6 mm、或約6.5 mm、或約7 mm、或約7.5 mm、或約8 mm、或約8.5 mm、或約9 mm、或約9.5 mm、或約10 mm，或其間的任何及所有數值及範圍。

如上文所解說，用於覆蓋第二液體108之第一液體106較佳地呈單一液滴177 (即，如第3A圖及第5A至5F圖所示)或呈複數個液滴177。在單一液滴177之實施例中，從分配端194A分配之第一液體106的整體以單一液滴177的形式做分配。在利用複數個分配器194的實施例中，一或多個分配器194分配單一液滴177，或者一或多個分配器194分配複數個液滴177。無論所分配之液滴177的數目為何，都完成由第一液體106對第二液體108之覆蓋，使得第一液體106和第二液體108實質上不混合。最小化液滴177與孔洞190或第二液體108之間的距離減小了第一液體106與第二液體108之間的衝擊，使得從分配端194A釋放液滴177不會造成第一液體106和第二液體108實質上混合。舉例而言，如上所述，第一液體106 (如，第一液體106的液滴177)可最初接觸孔洞190的表面，並接著在與孔洞190的表面接觸時緩慢落入空腔104內，從而限制第一液體106與設置在空腔104中之第二液體108接觸的速度。

根據多種實例，可在步驟158後的短時間段內進行步驟166。取決於第二液體108的成分，若沒有用第一液體106覆蓋，第二液體108可傾向於蒸發或以其他方式消散。可在步驟158完成後約10分鐘、或約9分鐘、或約8分鐘、或約7分鐘、或約6分鐘、或約5分鐘、或約4分鐘、或約3分鐘、或約2分鐘、或約1分鐘、或約45秒鐘、或約30秒鐘、或約15秒鐘、或約10秒鐘、或約9秒鐘、或約8秒鐘、或約7秒鐘、或約6秒鐘、或約5秒鐘、或約4秒鐘、或約3秒鐘、或約2秒鐘、或約1秒鐘內進行以第一液體106覆蓋第二液體108之步驟166。隨著第一液體106填充空腔104，這樣的覆蓋可有助於防止第二液體108蒸發。

根據多種實施例，方法150不包括步驟162，且藉由以下方式執行覆蓋第二液體108之步驟166：將第一液體106安置在第一基板174上，使得第一液體106經由孔洞190流入空腔104中。可以多種方式將第一液體106安置在第一基板174上。舉例而言，可將第一液體106分配(如，傾倒)至第一基板174上，使得當第一液體106聚積時，第一液體106流過第一基板174並經由孔洞190進入空腔104。將理解到，在這樣的實例中，可將第一液體106分配在第一基板174上的單一位置中或複數個位置中。

接著，進行步驟170，移動第一基板174及/或第二基板178中之至少一者，使得孔洞190不與空腔104對齊(如第3B圖所示)。舉例而言，可移動第一基板174 (如，同時第二基板178保持靜止)、可移動第二基板178 (如，同時第一基板174保持靜止)，或可移動第一基板174和第二基板178二者，使得孔洞190不再對齊空腔104。由於孔洞190不再與空腔104對齊，可使第一液體106及第二液體108在空腔104中就位。將理解到，在方法150的實例中，當第一基板174為如上文所述之遮罩或遮罩層時，可藉由移除遮罩並以第一外層118取代遮罩，而相對於第二基板178移動第一基板174。

與步驟170同時或在其後，可進行以下步驟：使間隙182塌陷(例如，如第4B圖所示)，致使間隙182中之極性流體186實質上排空。可藉由在朝內方向上對第一基板174和第二基板178施加壓力來使間隙182塌陷，使得間隙182的寬度縮減且間隙182之極性流體186被擠出。附加地或替代地，可從間隙182抽出極性流體186 (如，藉由乾燥、芯吸(wicking)、抽吸(sucking)等等)使得間隙182的寬度縮減，直到間隙182由第一基板174和第二基板178之表面粗糙度支撐。

在完成方法150之後，可採取數個附加步驟或動作。舉例而言，可耦接第一基板174和第二基板178 (如，經過雷射及/或黏著劑接合製程)，且在單一晶圓(如，第一基板174和第二基板178之組合)上存在複數個空腔104之實例中，可將晶圓切割或單分(singulate)而形成複數個液體透鏡100。

將理解到，儘管將方法150描述為包括特定順序的數個步驟，但將理解到方法150可添加或省略一或多個步驟，可按照所描述的順序執行步驟，或者可實質上同步進行一或多個步驟而不會悖離本文提供之教示。

現請參見第4A圖，圖中提供的是方法150中使用之結構的示意圖。如上文所解說，第一基板174 (其可對應於第1A及1B圖之第一外層118)安置於第二基板178 (如，對應於第1A及1B圖之中間層120、第二外層122及/或中間層120與第二外層122之組合)上方。以極性流體186填充間隙182。第一基板174界定一或多個孔洞190。如圖所示，孔洞190與第二基板178上方界定之空腔104對齊。進一步，可薄化第一基板174，或使第一基板174在第一窗114附近具有減少的厚度。這樣的特徵可有利允許第一基板174在來自第一液體106和第二液體108的膨脹或收縮之力作用下彎曲。如上文所解說，藉由具有分配端194A之分配器194將第一液體106提供至空腔104。以一個或複數個液滴177的方式將第一液體106分配通過第一基板174的孔洞190並進入空腔104。

現請參見第4B圖，第一基板174與第二基板178之間的間隙182已塌陷，使得極性流體186已被去除。進一步，已使第一基板174和第二基板178相對於彼此位移，使得孔洞190不再與空腔104對齊，但第一窗114與第二窗116對齊。第一基板174及/或第二基板178的位移可允許第一基板174和第二基板178將第一液體106和第二液體108保持在空腔104內。

使用本文揭示之方法150和液體透鏡100可具有多種優點。

第一，使用步驟166之單一或多液滴177實施例提供了軟性而低能量的方法來用第一液體106覆蓋第二液體108。使用低能量的覆蓋方法可有利於防止對先分配之第二液體108造成干擾、防止第一液體106及/或第二液體108從空腔104飛濺，並防止第一液體106與第二液體108混合。

第二，使用分配器194並控制分配端194A的位置可有利於控制覆蓋液滴177的形狀、體積和釋放，也有利於控制可能影響第一液體106和第二液體108的相對位置之其他條件。

第三，由於在將第二液體108安置於空腔104內後的短時間段內進行以第一液體106覆蓋第二液體108，可降低生產成本。如上所述，第二液體108長時間暴露於環境可導致第二液體108的一或多種組成分蒸發。因此，藉由減少第二液體108未被覆蓋之時間量可使較少的組成分蒸發，並可使第二液體108損失較少。

第四，使用分配器194可防止空腔104之無意填充(unintentional filling)。舉例而言，習知技術可能無意中以第一液體106填充多個空腔104，其中第一液體106可能干擾第二液體108或提供了不均勻量之第一液體106。藉由利用分配器194，可根據需要以一致量之第一液體106填充個別空腔104。

第五，使用分配器194和方法150可允許藉由較低的資本設備成本來進行覆蓋第二液體108之高容量製程，同時產生比習用液體透鏡100製程更高的之製程通量及產量。實例

實例 1 – 製備第二基板178，其中圖案化有十二個(12)空腔104。各空腔104為錐形而在窄端105A具有2.5 mm的直徑。空腔104之中心-對-中心(即，光軸112對光軸112)分隔8 mm的距離。第二基板178的厚度為0.591 mm。1.4 µm厚之聚對二甲苯C的絕緣外層132A施加至各空腔104，使空腔104的彼部分疏水。

製備遮罩的第一基板174，其厚度為0.637 mm並具有十二個(12)孔洞190，每個孔洞190具有1.6 mm的直徑。將遮罩第一基板174置於第二基板178上，其中各個孔洞190的中心與孔洞190下方之空腔104的中心(即，光軸112)對齊。使用具有50 µm的厚度之間隔物在遮罩第一基板174與第二基板178之間界定間隙182。在間隙182內分配極性流體186，極性流體186具有50重量%的乙二醇與46.75重量%的水、3重量%的溴化鈉及0.25重量%的戊醇混合之成分。極性流體186不進入空腔104，因為施加至各空腔104之聚對二甲苯C的絕緣外層132A排斥極性流體186。

利用具有0.008” (~203 µm)的孔針(bore needle)之Lee電磁閥INKX0517500A VHS-M/M-FCR-24V將體積為850奈升之第二液體108分配到各空腔104內。第二液體108為苯基三甲基鍺烷、苯基三(三甲氧矽烷氧基)矽烷(phenyltris(trimethoxysiloxy)silane)和丁基化羥基甲苯(butylated hydroxyltoluene)的混合物。將50毫升之第一液體106加入具有轉接器之Nordson EFD注射筒，其中第一液體106與極性流體186相同。Nordson EFD注射筒與Corsolution壓力和流量感測器泵(pressure and flow sensor pump)流體連通，以作為分配器194並經由分配端194A處之0.008” (~203 µm)的孔針分配受控體積之第一液體106。以機器人置中方式使分配器194的分配端194A位於遮罩第一基板174的各孔洞190的中心上方，且位於由第一基板174的頂表面175界定之平面上方約略1 mm。分配器194接著經由分配端194A將5至8微升之單一大液滴177的第一液體106分配至各空腔104內之第二液體108上。在從分配端194A脫離時，液滴177位在頂表面175上方約略100至200 µm。所分配之體積的第一液體106覆蓋第二液體108而不會將第二液體108移出空腔104。將第一液體106分配至第二基板178的所有十二個(12)空腔104內花費大約20秒之時間段。

實例 2 – 製備第二基板178，其中圖案化有十二個(12)空腔104。各空腔104為錐形而在窄端105A具有2.5 mm的直徑。空腔104之中心-對-中心(即，光軸112對光軸112)分隔8 mm的距離。第二基板178的厚度為0.591 mm。1.4 µm厚之聚對二甲苯C的絕緣外層132A施加至各空腔104，使空腔104的彼部分疏水。

製備遮罩的第一基板174，其厚度為0.647 mm並具有十二個(12)孔洞190，每個孔洞190具有1.6 mm的直徑。將遮罩第一基板174置於第二基板178上，其中各個孔洞190的中心對齊孔洞190下方之空腔104的中心(即，光軸112)。使用具有50 µm的厚度之間隔物在遮罩第一基板174與第二基板178之間界定間隙182。在間隙182內分配極性流體186，極性流體186具有50重量%的乙二醇與46.75重量%的水、3重量%的溴化鈉及0.25重量%的戊醇混合之成分。極性流體186不進入空腔104，因為施加至各空腔104之聚對二甲苯C的絕緣外層132A排斥極性流體186。

利用2微升吸量管將體積為850奈升之第二液體108分配至各空腔104內。第二液體108為苯基三甲基鍺烷、苯基三(三甲氧矽烷氧基)矽烷(phenyltris(trimethoxysiloxy)silane)和丁基化羥基甲苯(butylated hydroxyltoluene)的混合物。將50毫升之第一液體106加入注射泵，其中第一液體106與極性流體186相同。注射泵的作用如分配器194，以0.008” (~203 µm)的孔針作為分配端194A來分配受控體積之第一液體106。以機器人置中方式使分配器194的分配端194A位於遮罩第一基板174的各孔洞190的中心上方，且位於由第一基板174的頂表面175界定之平面上方約略1 mm。分配器194接著經由分配端194A將5至8微升之單一大液滴177的第一液體106分配至各空腔104內之第二液體108上。在從分配端194A脫離時，液滴177位在頂表面175上方約略100至200 µm。所分配之體積的第一液體106覆蓋第二液體108而不會將第二液體108移出空腔104。將第一液體106分配至第二基板178的所有十二個(12)空腔104內花費大約30秒之時間段。

儘管已出於說明之目的闡述了示例性實施例和實例，但是在前描述並不欲以任何方式限製本揭示內容及隨附申請專利範圍的範疇。因此，在不背離本發明的精神和各種原理的情況下，可以對上述實施例和實例進行變化和修改。所有這些修改和變化欲包括在本揭示內容的範圍內並由隨附申請專利範圍所保護。

100:液體透鏡 102:透鏡主體 104:空腔 104A:第一部分 104B:第二部分 105A:窄端 105B:寬端 106:第一液體 108:第二液體 110:界面 111:周緣 112:光軸 114:第一窗 116:第二窗 118:第一外層 120:中間層 122:第二外層 124:共同電極 126:驅動電極 128:傳導層 130A:劃線 132:絕緣元件 132A:絕緣外層 132B:基層 134A、134B、134C:接合部 150:方法 154、158、162、166、170:步驟 174:第一基板 175:頂表面 178:第二基板 186:極性流體 187:預定距離 189:預定距離 190:孔洞 194:分配器 194A:分配端

以下是隨附圖式中之圖的說明。圖不一定按比例繪製，且為了清楚和簡明起見，可能以誇大的比例或以示意方式示出圖的某些特徵和某些視圖。

在圖式中：

第1A圖為液體透鏡之一實施例的示意性剖面圖，其中繪示第一液體在第二液體上方，且第一液體與第二液體之間形成界面，以及與第一液體和第二液體接觸之絕緣元件；

第1B圖為液體透鏡之另一實施例的示意性剖面圖，其中繪示絕緣元件包括絕緣外層和基層；以及

第2圖為根據實施例形成第1A或1B圖的液體透鏡的方法之示意性流程圖；

第3A圖為第2圖之方法的步驟之示意性剖面，其中繪示第1A或1B圖之液體透鏡之包括空腔和第二液體之第二基板、包括與空腔對齊之複數個孔洞之第一基板，且在空腔與孔洞對齊的情況下，分配器的分配端從空腔內之第二液體上方之短距離處經由孔洞分配單一液滴之第一液體；

第3B圖為第2圖之方法的另一個步驟之示意性剖面，其中繪示第一基板已相對於第二基板移動，使得空腔關閉，且第一液體和第二液體已形成界面；

第4A圖為第2圖之方法的步驟之另一實施例的示意性剖面，其中繪示第一基板與第二基板之間的間隙，所述間隙包括可相同於第一液體之極性流體，第一基板包括與空腔對齊之複數個孔洞，且在空腔與孔洞對齊的情況下，分配器的分配端經由孔洞、經由間隙並從空腔內之第二液體上方的短距離處分配單一液滴之第一液體；

第4B圖為第2圖之方法的另一步驟之另一實施例的示意性剖面，其中繪示第一基板已相對於第二基板移動，且間隙中之極性流體被移除，使得空腔關閉且第一液體和第二液體已形成界面；以及

第5A至5F圖為在第2圖之方法期間拍攝之一系列照片，其中繪示：用於第一液體之分配器的分配端在已位於空腔中之第二液體上方置中(第5A圖)；預定體積之第一液體的液滴開始於分配端處形成(第5B圖)；預定體積之第一液體的液滴完全形成(第5C圖)；第一液體正以液滴形式從分配端脫離並變形(第5D圖)；第一液體覆蓋第二液體，但在空腔內有氣泡迫使第一液體在孔洞內向上(第5E圖)；及在氣泡從空腔逸散且第一液體能落到孔洞下方之後，第一液體覆蓋第二液體(第5F圖)。

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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:液體透鏡

104:空腔

106:第一液體

108:第二液體

114:第一窗

116:第二窗

174:第一基板

175:頂表面

178:第二基板

187:預定距離

189:預定距離

190:孔洞

194:分配器

194A:分配端

Claims

一種形成一液體透鏡之方法，包含以下步驟：將一第一基板安置在一第二基板上方，該第一基板界定一孔洞，其中一空腔界定於該第二基板內並與該孔洞對齊；將一第二液體分配至界定於該第二基板內之該空腔中；以經由該孔洞分配之一第一液體覆蓋該第二液體，其中該第一液體及該第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動該第一基板或該第二基板中之至少一者，使得該孔洞不與該空腔對齊。
如請求項1所述之方法，其中該第一基板係一遮罩層。
如請求項1所述之方法，其中該第一基板界定一第一窗，且該第二基板界定一第二窗。
如請求項1所述之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於該第二基板移動該第一基板，同時使該第二基板維持靜止。
如請求項1所述之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於該第一基板移動該第二基板，同時使該第一基板維持靜止。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該第一液體包含一極性液體。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中該第二液體包含一非極性液體。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中：該第一基板包含一第一外層；且該第二基板包含一中間層和一第二外層，該第二外層接合至該中間層，穿過該中間層之一孔界定該空腔。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中，該空腔包括疏水性之一絕緣元件，且在該第二液體分配至該空腔中之後，該第二液體接觸該絕緣元件。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中，以經由該孔洞分配之一第一液體覆蓋該第二液體包含：從一分配器的一分配端將覆蓋該第二液體之該第一液體的整體以一單一液滴的形式進行分配。
如請求項10所述之方法，其中，在分配該第一液體時，該分配器的該分配端之一中心軸對齊該空腔內之該第二液體之一中心軸。
如請求項10所述之方法，其中，該第一液體之該液滴係一預定體積。
如請求項1至5中任一項所述之方法，其中，在接觸該第二液體之前，經分配之該第一液體與界定該孔洞之該第一基板的一表面接觸。
一種形成一液體透鏡之方法，包含以下步驟：將界定一孔洞之一第一基板安置於一第二基板上方，其中一空腔界定於該第二基板上方並對齊該孔洞；將一第二液體分配至界定於該第二基板上方之該空腔中；將具有一分配端之一分配器安置於該第二液體上方；以經由該孔洞分配之一第一液體覆蓋該第二液體，其中從該分配端將覆蓋該第二液體之該第一液體以一個液滴的形式進行分配，且該第一液體及該第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動該第一基板或該第二基板中之至少一者，使得該孔洞不與該空腔對齊。
如請求項14所述之方法，其中該液滴包含一預定體積之該第一液體。
如請求項14所述之方法，其中該分配器的該分配端具有從約150 µm至約250 µm之一內徑。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該液滴形成一球體，該球體之一周長小於該孔洞之一周長。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該分配端之一中心軸與該第二液體之一中心軸對齊。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該液滴自該分配端脫離並在接觸該第二液體之前與界定該孔洞之該第一基板之一表面接觸。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該移動包含以下步驟：相對於該第一基板移動該第二基板，同時使該第一基板維持靜止。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該空腔包含疏水性之一絕緣元件，且在該第二液體分配於該空腔中之後，該第二液體接觸該絕緣元件。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該液滴之體積為從約500奈升至約3.0微升之該第一液體。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中：該第二基板包含複數個空腔，各該複數個空腔容納該第二液體；該第一基板包含複數個孔洞，各該複數個孔洞設置於該複數個空腔中之一個空腔上方；各自包含一分配端之複數個分配器安置於位在各該複數個空腔中之該第二液體上方；且從各該複數個分配器同時分配該第一液體。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中在該第一液體之該液滴覆蓋該第二液體之後，分配該第一液體之一後續液滴，以添加額外體積之該第一液體，直到該空腔內之該第一液體達到一預定體積。
如請求項14至16中任一項所述之方法，其中該第二液體對該第一液體之一體積比係從約0.4至約0.6，且該第一液體之密度與該第二液體之密度實質上相似。
一種形成一液體透鏡之方法，包含以下步驟：將界定一孔洞之一第一基板安置於一第二基板上方，其中一空腔界定於該第二基板內並與該孔洞對齊，一間隙在該第一基板與該第二基板之間延伸，且一極性流體設置於該第一基板與該第二基板之間的該間隙中；將一第二液體分配至界定於該第二基板上方之該空腔中；以經由該孔洞分配之一第一液體覆蓋該第二液體，其中該第一液體及該第二液體具有彼此不同的折射率；以及移動該第一基板或該第二基板中之至少一者，使得該孔洞不與該空腔對齊。
如請求項26所述之方法，其中該極性流體和該第一液體具有實質上相同的成分。
如請求項26所述之方法，其中覆蓋該第二液體之該第一液體係以一個液滴的形式進行分配。
如請求項26至28中任一項所述之方法，其中所分配之該第一液體碰到該極性流體，並在該第二液體上方與該極性流體形成一鄰接的覆蓋體。
如請求項26至28中任一項所述之方法，進一步包含以下步驟：使該間隙塌陷，使得該間隙中之該極性流體實質上排空。