形成具有形状的制品的方法和设备，具有形状的制品，制造液体透镜的方法和液体透镜与流程

背景技术：

1.相关申请的交叉引用

本申请根据35u.s.c.§119，要求2017年10月13日提交的美国临时申请第62/572,182号的优先权，其全文通过引用结合入本文。

2.技术领域

本公开内容涉及用于形成具有形状的制品的方法和设备，所述具有形状的制品可以用于制造液体透镜。

3.技术背景

等温玻璃压制通常包括采用抛光陶瓷或金属模具，在较低温度(例如，玻璃具有10¹⁰泊至10¹²泊的较高粘度的温度)来压制玻璃板。玻璃的此类高粘度帮助防止玻璃与模具粘着，并且维持了最终制品的表面质量。模具复杂性和较高的压制作用力通常使得等温玻璃压制受限于具有简单几何形貌的小的玻璃制品(例如，眼科透镜)。

技术实现要素：

本文揭示了用于形成具有形状的制品的方法和设备，具有形状的制品，液体透镜的制造方法，以及液体透镜。

本文揭示的方法包括：在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。具有形状的制品由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成。至少一部分的可迁移组分从表面改性层迁移进入具有形状的制品的侧壁的表面区域中，从而在迁移之后，表面区域相比于具有形状的制品的本体具有降低的退火点。表面改性层以及侧壁的表面区域发生再流动。在再流动之后，布置在侧壁上的表面改性层的表面粗糙度小于沉积之前的侧壁的表面粗糙度。

本文揭示了具有形状的制品，其包括由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成的板材。在板材中形成多个腔体。在所述多个腔体的侧壁上布置表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。所述多个腔体与表面改性层相邻的掺杂区域包括可迁移组分的浓度梯度。

本文揭示了液体透镜，其包括：透镜主体，所述透镜主体包括第一窗，第二窗，布置在第一窗与第二窗之间的腔体，以及布置在腔体的侧壁上的表面改性层。透镜主体包括玻璃材料、玻璃陶瓷材料，或其组合。表面改性层包括包含可迁移组分的玻璃材料。腔体与表面改性层相邻的掺杂区域包括可迁移组分的浓度梯度。第一液体和第二液体布置在透镜主体的腔体中。第一液体和第二液体相互是基本不混溶的，并且具有不同折射率，从而在第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。

本文揭示了制造液体透镜的方法，所述方法包括：在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。具有形状的制品由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成。将表面改性层加热到加热温度，持续的加热时间足以使得至少一部分的可迁移组分从表面改性层迁移进入具有形状的制品的侧壁的表面区域中，从而使得在迁移之后，表面区域相比于具有形状的制品的本体具有降低的退火点。在具有形状的制品的所述多个腔体的每一个中沉积第一液体和第二液体。第一液体和第二液体相互是基本不混溶的，并且具有不同折射率，从而在第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。将盖子粘结到具有形状的制品的表面，从而将第一液体和第二液体密封在具有形状的制品的所述多个腔体中，并形成液体透镜阵列。

要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解所要求保护的主题的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。

附图说明

图1的流程图代表了用于形成具有形状的制品的方法的一些实施方式。

图2是可用于形成具有形状的制品的预制件的一些实施方式的透视图。

图3是图2所示的预制件的横截面图。

图4是在形成了多个腔体之后的具有形状的制品的一些实施方式的部分横截面示意图。

图5是在抛光之后的具有形状的制品的一些实施方式的部分横截面示意图。

图6是在具有形状的制品的一些实施方式的部分横截面示意图，所述具有形状的制品包含沉积在多个腔体的侧壁上的表面改性层。

图7是图6所示的具有形状的制品的透视图。

图8-11是放大横截面示意图，显示了在沉积表面改性层和加热过程中的具有形状的制品的一些实施方式的一部分。

图12是包含具有形状的制品的液体透镜的一些实施方式的横截面示意图。

图13的流程图代表了用于制造液体透镜的方法的一些实施方式。

具体实施方式

下面详细参考示例性实施方式，这些实施方式在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。附图中的组件不一定是成比例的，相反地，进行了突出强调来显示示例性实施方式的原理。

在本文中，包括范围端点的数值可以通过前缀术语“约”或者“约为”等表述为近似值。在此类情况下，其他实施方式包括具体的数值。无论数值是否表述为近似值，本公开包括两种实施方式：一种表述为近似值，而另一种没有表述为近似值。还会理解的是，每个范围的端点在与另一个端点值有关以及与另一个端点值无关时，都是有意义的。

如本文所用，术语“平均热膨胀系数”或“平均cte”指的是给定的材料在0℃与300℃之间的平均线性热膨胀系数。除非另有说明，否则如本文所用术语“热膨胀系数”或“cte”指的是平均热膨胀系数。可以采用例如astme228“standardtestmethodforlinearthermalexpansionofsolidmaterialswithapush-roddilatometer(用推杆膨胀计进行固体材料线性热膨胀的标准试验方法)”或者iso7991:1987“glass--determinationofcoefficientofmeanlinearthermalexpansion(玻璃-确定平均线性热膨胀系数)”所述的程序来确定cte。

如本文所用，除非另有说明，否则术语“表面粗糙度”表示通过如iso25178(“geometricproductspecifications(gps)–surfacetexture:areal,filteredat25μm(产品几何规格(gps)–表面纹理：面积，以25μm过滤)”)确定的ra表面粗糙度。采用keyence共焦显微镜获得本文所记录的表面粗糙度值。

如本文所用，术语“由......形成”可以表示以下一种或多种情况：包括，基本由...构成，或者由...构成。例如，由特定材料形成的组件可以包括所述特定材料，基本由所述特定材料构成，或者由所述特定材料构成。

在各种实施方式中，方法包括：在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。具有形状的制品由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成。在一些实施方式中，至少一部分的可迁移组分从表面改性层迁移进入具有形状的制品的侧壁的表面区域中，从而在迁移之后，表面区域相比于具有形状的制品的本体具有降低的退火点。在一些实施方式中，表面改性层以及侧壁的表面区域发生再流动。在再流动之后，布置在侧壁上的表面改性层的表面粗糙度小于沉积之前的侧壁的表面粗糙度。

相比于常规压制、激光切割和/或蚀刻方法，本文所述的方法能够实现较大的具有形状的制品的生产，其所具有的腔体具有降低的侧壁粗糙度。

本文所述的方法可以用于制造在其中形成有光滑腔体的具有形状的制品。例如，在各种实施方式中，具有形状的制品包括：由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成的板材，以及形成在板材中的多个腔体。在一些实施方式中，在所述多个腔体的侧壁上布置表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。在一些实施方式中，所述多个腔体与表面改性层相邻的掺杂区域包括可迁移组分的浓度梯度。

本文所述的方法可以用于制造液体透镜。例如，在各种实施方式中，液体透镜包括：透镜主体，所述透镜主体包括第一窗，第二窗，布置在第一窗与第二窗之间的腔体，以及布置在腔体的侧壁上的表面改性层。透镜主体包括玻璃材料、玻璃陶瓷材料，或其组合。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。在一些实施方式中，腔体与表面改性层相邻的掺杂区域包括可迁移组分的浓度梯度。第一液体和第二液体布置在透镜主体的腔体中。第一液体和第二液体相互是基本不混溶的，并且具有不同折射率，从而在第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。

在各种实施方式中，制造液体透镜的方法包括：在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层。表面改性层由包含可迁移组分的玻璃材料形成。具有形状的制品由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成。在一些实施方式中，将表面改性层加热到加热温度，持续的加热时间足以使得至少一部分的可迁移组分从表面改性层迁移进入具有形状的制品的侧壁的表面区域中，从而使得在迁移之后，表面区域相比于具有形状的制品的本体具有降低的退火点。在具有形状的制品的所述多个腔体的每一个中沉积第一液体和第二液体。第一液体和第二液体相互是基本不混溶的，并且具有不同折射率，从而在第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。在一些实施方式中，将盖子粘结到具有形状的制品的表面，从而将第一液体和第二液体密封在具有形状的制品的所述多个腔体中，并形成液体透镜阵列。

图1的流程图代表了用于形成具有形状的制品的方法100的一些实施方式。在一些实施方式中，方法100包括在步骤102，在预制件中形成多个腔体。

图2是预制件200的一些实施方式的透视图，以及图3是预制件的横截面图。在一些实施方式中，预制件200构造成片材或板材。例如，预制件200包括第一表面202和与第一表面基本平行的第二表面204。预制件200的厚度是第一表面202与第二表面204之间的距离。在一些实施方式中，预制件200具有矩形圆周或周界形状，如图2所示。在其他实施方式中，预制件可以具有三角形、圆形、椭圆形或者其他多边形或非多边形的圆周或周界形状。例如，预制件可以是具有基本圆形圆周形状的晶片，并且在预制件的外圆周或者周界上布置有或者没有布置参考平坦物(referenceflat)。在一些实施方式中，预制件200的第一表面202的表面积是：至少约100cm²、至少约200cm²、至少约300cm²、至少约400cm²、至少约500cm²、至少约600cm²、至少约700cm²、至少约800cm²、至少约900cm²、至少约1000cm²、至少约1100cm²、至少约1200cm²、至少约1300cm²、至少约1400cm²或者至少约1500cm²。例如，预制件200可以是：表面积约为121.55cm²的6英寸的晶片，表面积约为155.4cm²的a6板，表面积约为162.15cm²的8英寸的晶片，表面积约为310.8cm²的a5板，表面积约为623.7cm²的a4板，表面积约为1247.4cm²的a3板，或者具有合适的表面积的其他合适尺寸的预制件。在一些实施方式中，预制件200由玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合形成。例如，预制件200是玻璃片或者玻璃板。

在一些实施方式中，形成所述多个腔体包括采用模具在预制件中压制所述多个腔体。作为补充或替代，形成所述多个腔体包括采用激光在预制件中切割所述多个腔体。作为补充或替代，形成所述多个腔体包括采用蚀刻剂在预制件中蚀刻所述多个腔体。可以通过本文所述的方法实现使用玻璃压制、激光切割和/或蚀刻技术以形成所述多个腔体的能力。例如，在腔体的侧壁上沉积表面改性层可以实现使用通过玻璃压制、激光切割和/或蚀刻工艺形成的腔体，所述工艺产生的侧壁具有较粗糙的表面积，其可能不适合用于电润湿应用。

图4是在形成了所述多个腔体之后的具有形状的制品300的一些实施方式的部分横截面示意图。具有形状的制品300包括：对应于预制件200的第一表面202的第一表面302，以及与第一表面相对且对应于预制件的第二表面204的第二表面304。在一些实施方式中，具有形状的制品300包括形成在第一表面302中的多个腔体306(例如，在压制过程中通过模具特征形成和/或通过激光切割形成)。在一些实施方式中，腔体306是没有延伸完全贯穿具有形状的制品300的盲孔，如图4所示。因此，腔体306包括位于具有形状的制品300的第一表面302的开放端部和靠近具有形状的制品的第二表面304的封闭端部。在其他实施方式中，腔体是延伸完全贯穿具有形状的制品的通孔。

在一些实施方式中，在形成了所述多个腔体之后，具有形状的制品300包括布置在具有形状的制品的一个或多个表面上的一个或多个升高部分308。例如，此类升高部分308可以来自于压制过程中预制件200的材料的流动。因此，在各种实施方式中，第一表面302和/或第二表面304在形成腔体之后是非平坦的。

在一些实施方式中，方法100包括在步骤104对具有形状的制品进行抛光，如图1所示。例如，对具有形状的制品300进行抛光包括：在形成了腔体之后，对具有形状的制品的第一表面302或者具有形状的制品的第二表面304中的至少一个进行抛光。图5是在抛光之后的具有形状的制品300的一些实施方式的部分横截面示意图。在一些实施方式中，抛光包括从具有形状的制品300的第一表面302去除材料。例如，抛光包括从第一表面302下探至虚线310去除材料，如图4所示。此类抛光可以去除第一表面302上的升高部分308，导致除了腔体306之外基本平坦的表面，如图5所示。在一些实施方式中，抛光包括从具有形状的制品300的第二表面304去除材料。例如，抛光包括从第二表面304下探至虚线312去除材料，如图4所示。此类抛光可以去除第二表面304上的升高部分308，导致除了腔体306之外基本平坦的表面，如图5所示。可以通过机械研磨、化学蚀刻、热处理或者其他合适的抛光工艺来实现抛光。机械研磨对于从具有形状的制品的表面去除材料会是有利的，其没有改变腔体的侧壁，这可以帮助保留侧壁的形状和/或表面质量，如本文所述。

在一些实施方式中，在形成腔体306之后并且在抛光之前，具有形状的制品300的腔体包括如图4所示和如本文所述的盲孔。在一些此类实施方式中，抛光打开了盲孔，将所述多个腔体306转变为多个如图5所示的通孔。例如，抛光去除了盲孔的封闭端部，打开了盲孔并形成通孔。

在一些实施方式中，在抛光之前或之后，具有形状的制品300的厚度(例如，第一表面302与第二表面304之间的距离)可以是：最多约5mm、最多约4mm、最多约3mm、最多约2mm、最多约1mm、最多约0.9mm、最多约0.8mm、最多约0.7mm、最多约0.6mm或者最多约0.5mm。作为补充或替代，在抛光之前或之后，具有形状的制品300的厚度可以是：至少约0.1mm、至少约0.2mm、至少约0.3mm、至少约0.4mm、至少约0.5mm、至少约0.7mm、至少约0.7mm、至少约0.8mm、至少约0.9mm或者至少约1mm。

在一些实施方式中，方法100包括在步骤106，在具有形状的制品的所述多个腔体的侧壁上沉积表面改性层(sml)，如图1所示。例如，方法100包括在具有形状的制品300的所述多个腔体306中的每一个的侧壁上沉积表面改性层。图6是包含沉积在所述多个腔体306的侧壁上的表面改性层307的具有形状的制品300的一些实施方式的横截面示意图，以及图7是具有形状的制品的透视图。在一些实施方式中，表面改性层307由包含可迁移组分的玻璃材料形成。例如，在一些实施方式中，表面改性层307由氟硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或其组合形成。在一些实施方式中，可迁移组分包括氟、硼、磷或其组合。例如，在表面改性层307由氟硅酸盐玻璃形成的一些实施方式中，可迁移组分包括氟、基本由氟构成或者由氟构成。在表面改性层307由硼硅酸盐玻璃形成的一些实施方式中，可迁移组分包括硼、基本由硼构成或者由硼构成。在一些实施方式中，氟硅酸盐玻璃和/或硼硅酸盐玻璃可以掺杂磷。此类玻璃会具有较低的软化点，适用于本文所述的方法和设备。作为补充或替代，此类玻璃材料的可迁移组分会迁移进入到具有形状的制品中，形成掺杂的表面区域，所述掺杂的表面区域具有降低的应变点、退火点和/或软化点，如本文所述。

在一些实施方式中，对表面改性层307进行沉积包括采用火焰水解沉积(fhd)、喷溅、溶胶凝胶沉积、化学气相沉积(cvd)或者其他合适的沉积技术来对表面改性层307进行沉积。在一些实施方式中，对表面改性层307进行沉积包括采用化学气相沉积(cvd)来沉积表面改性层。例如，沉积包括采用低压化学气相沉积(lpcvd)、亚大气压化学气相沉积(sacvd)或者等离子体强化化学气相沉积(pecvd)来沉积表面改性层307。在一些实施方式中，沉积包括通过cvd从sif4和sih4沉积氟硅酸盐玻璃。通过cvd来沉积表面改性层可以实现在表面改性层的玻璃材料中结合足够高浓度的可迁移组分，使得可迁移组分迁移进入到具有形状的制品的表面层中，如本文所述。

在一些实施方式中，表面改性层307的玻璃材料中的可迁移组分的浓度是至少约5重量％、至少约6重量％、至少约7重量％、至少约8重量％、至少约9重量％、至少约10重量％或者至少约11重量％。作为补充或替代，表面改性层307的玻璃材料中的可迁移组分的浓度至多约25重量％。在一些实施方式中，表面改性层307的玻璃材料中的sio2的浓度是至少约75重量％、至少约80重量％、至少约85重量％、至少约89重量％、至少约90重量％、至少约91重量％或者至少约92重量％。

在一些实施方式中，方法100包括：在步骤108，使得至少一部分的可迁移组分从表面改性层迁移进入到具有形状的制品的侧壁的表面区域中，如图1所示。例如，可迁移组分从表面改性层307的迁移包括：可迁移组分的离子迁移跨过表面改性层与具有形状的制品300之间的界面，从而使得表面区域(例如，从界面向内延伸进入到具有形状的制品中的区域)变得被可迁移组分掺杂。因此，可迁移组分的迁移包括用可迁移组分掺杂具有形状的制品300的表面区域，从而掺杂的表面区域的可迁移组分的浓度高于具有形状的制品的本体(例如，具有形状的制品的未掺杂区域)。在一些实施方式中，具有形状的制品300的掺杂表面区域从界面延伸进入具有形状的制品中，到达如下深度：至少约1μm、至少约2μm、至少约3μm、至少约4μm、至少约5μm、至少约6μm、至少约7μm、至少约8μm、至少约9μm、至少约10μm、至少约15μm、至少约20μm、至少约25μm、至少约30μm、至少约35μm、至少约40μm、至少约45μm或者至少约50μm。作为补充或替代，具有形状的制品300的掺杂表面区域从界面延伸进入具有形状的制品中，到达如下深度：至多约100μm、至多约90μm、至多约80μm、至多约70μm、至多约60μm、至多约50μm、至多约40μm、至多约30μm、至多约20μm、至多约10μm或者至多约5μm。

在一些实施方式中，掺杂表面区域包括可迁移组分的浓度梯度。例如，在表面区域中，可迁移组分的浓度从与表面改性层307的界面进入具有形状的制品300中是逐渐降低的(例如，作为迁移的结果)。在一些实施方式中，在迁移之后，掺杂表面区域相比于具有形状的制品的本体具有降低的应变点、退火点和/或软化点。例如，用可迁移组分掺杂表面区域可以降低表面区域的应变点、退火点和/或软化点，而没有明显改变具有形状的制品的未掺杂区域(例如，本体)的应变点、退火点和/或软化点。例如，已经发现用氟掺杂硅酸盐玻璃(例如，sio2或熔凝二氧化硅)可以使得硅酸盐玻璃的软化点以113℃/重量％f下降。又例如，已经发现用硼掺杂硅酸盐玻璃可以使得硅酸盐玻璃的退火点以26℃/重量％b2o3下降。

在一些实施方式中，方法100包括在步骤110，使得表面改性层和侧壁的表面区域发生再流动，如图1所示。例如，再流动包括导致表面改性层307的玻璃材料以及具有形状的制品300的表面区域(例如，掺杂区域)的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合发生流动。在一些实施方式中，再流动包括加热表面改性层307的玻璃材料以及具有形状的制品300的表面区域(例如，掺杂区域)的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合，加热的温度高于相应材料的软化点，从而使得材料流动。此类流动可以使得表面改性层307和/或表面改性层与具有形状的制品300的侧壁之间的界面光滑化，这可以实现表面改性层的粗糙度的降低。在一些实施方式中，在再流动之后，布置在侧壁上的表面改性层108的表面粗糙度小于沉积之前的侧壁的表面粗糙度。例如，在沉积之前，侧壁的表面粗糙度可以是至少约0.5μm、至少约1μm、至少约2μm、至少约3μm、至少约4μm、至少约5μm或者至少约10μm。作为补充或替代，在再流动之后，布置在侧壁上的表面改性层108的表面粗糙度可以是至多约1000nm、至多约900nm、至多约800nm、至多约700nm、至多约600nm、至多约500nm、至多约400nm、至多约300nm、至多约200nm、至多约100nm或者至多约50nm。

本文所述的方法包括：对具有形状的制品的表面区域进行掺杂，以及然后使得表面改性层和掺杂的表面区域这两者发生再流动，相比于包括在具有形状的制品上沉积涂层(例如，玻璃涂层)以及使得涂层再流动而没有掺杂和使得表面区域再流动的方法而言，这可以实现降低的表面粗糙度。例如，在本文所述的再流动过程中，可以在表面改性层的表面以及表面改性层与具有形状的制品的界面这两处发生光滑化。掺杂表面区域的较低应变点、退火点和/或软化点以及具有形状的制品的较高应变点、退火点和/或软化点可以实现此类光滑化，而没有明显改变经过涂覆的侧壁的尺寸和/或形状。因此，可以在表面的光滑过程中，维持具有形状的制品的几何形貌。

在一些实施方式中，方法100包括将表面改性层加热到加热温度。例如，方法100包括将所述多个腔体306的侧壁上布置的表面改性层307和/或具有形状的制品300的掺杂表面区域加热到加热温度，持续的加热时间足以导致如本文所述的迁移和/或再流动。在一些实施方式中，加热包括对其上布置有表面改性层307的玻璃制品300进行加热(例如，在烘箱或韧化炉中)。在一些实施方式中，迁移和再流动是由于单个加热步骤所引起的(例如，从室温到加热温度，在加热温度保持加热时间，以及从加热温度到室温)。在其他实施方式中，迁移是由于第一加热步骤所导致的，而再流动是由于第二加热步骤所导致的。

图8-11是放大横截面示意图，显示了在沉积和加热的一些实施方式的过程中的具有形状的制品300的一些实施方式的一部分。图8显示在沉积之前的具有形状的制品300。在一些实施方式中，在沉积之前，具有形状的制品300具有较为粗糙的表面，如本文所述。图9显示在沉积之后的具有形状的制品300。在一些实施方式中，在沉积之后，表面改性层307布置在具有形状的制品300的腔体306的侧壁上。紧接沉积之后(例如，在迁移和再流动之前)，表面改性层307的表面粗糙度会类似于在沉积之前的下方玻璃制品300的表面粗糙度。图10显示在迁移之后的具有形状的制品300。例如，在加热的初始阶段，可迁移组分的离子从表面改性层307迁移进入到表面区域301b中，如本文所述对表面区域进行掺杂，从而降低了表面区域的应变点、退火点和/或软化点。在迁移之后，表面区域的应变点、退火点和/或软化点分别低于具有形状的制品300的本体301a的应变点、退火点和/或软化点。在一些实施方式中，在迁移过程中，开始表面改性层307的再流动。例如，在迁移过程中，加热温度可以高于表面改性层307的软化温度，从而表面改性层能够在迁移过程中发生流动。图11显示在再流动之后的具有形状的制品300。例如，在加热过程的后续阶段(例如，在初始阶段之后或者在分开的加热步骤期间)，表面改性层307和掺杂表面区域301b可以发生再流动，从而降低了表面改性层以及表面改性层与具有形状的制品300之间的界面的表面粗糙度，如图11所示。在一些实施方式中，具有形状的制品300的本体301a在再流动步骤期间没有发生明显的再流动(例如，作为具有形状的制品的本体相比于掺杂表面区域301b具有较高的应变点、退火点和/或软化点的结果)。

在一些实施方式中，加热温度大于表面改性层307的软化点。作为补充或替代，加热温度大于具有形状的制品300的至少一部分的掺杂表面区域的软化点(例如，掺杂表面区域靠近表面改性层307与具有较高浓度的可迁移组分的具有形状的制品之间的界面的一部分)。作为补充或替代，加热温度小于具有形状的制品300的本体的软化点。在一些实施方式中，加热温度比具有形状的制品300的本体的软化点低了至少约10℃、低了至少约20℃、低了至少约30℃、低了至少约40℃、低了至少约50℃、低了至少约60℃、低了至少约70℃、低了至少约80℃、低了至少约90℃或者低了至少约100℃。在一些实施方式中，具有形状的制品300的本体(例如，在沉积之前的具有形状的制品)的软化点是至少约600℃、至少约610℃、至少约620℃、至少约630℃、至少约640℃、至少约650℃、至少约660℃、至少约670℃、至少约680℃、至少约690℃、至少约700℃、至少约750℃、至少约800℃、至少约850℃或者至少约900℃。作为补充或替代，具有形状的制品300的本体的软化点是至多约1300℃、至多约1200℃、至多约1100℃、至多约1000℃、至多约900℃、至多约800℃或者至多约700℃。在一些实施方式中，表面改性层307的软化点比具有形状的制品300的本体的软化点低了至少约10℃、低了至少约20℃、低了至少约30℃、低了至少约40℃、低了至少约50℃、低了至少约60℃、低了至少约70℃、低了至少约80℃、低了至少约90℃或者低了至少约100℃。在一些实施方式中，表面改性层307的软化点是至少约300℃、至少约350℃、至少约400℃、至少约450℃、至少约500℃、至少约550℃或者至少约600℃。作为补充或替代，表面改性层307的软化点是至多约900℃、至多约800℃、至多约700℃、至多约600℃、至多约550℃或者至多约500℃。在一些实施方式中，加热温度是至少约600℃、至少约610℃、至少约620℃、至少约630℃、至少约640℃、至少约650℃、至少约660℃、至少约670℃、至少约680℃、至少约690℃、至少约700℃、至少约750℃、至少约800℃、至少约850℃或者至少约900℃。作为补充或替代，加热温度是至多约1300℃、至多约1200℃、至多约1100℃、至多约1000℃、至多约900℃、至多约800℃或者至多约700℃。

表面改性层的软化点与具有形状的制品的本体的软化点之间的加热温度可以实现：表面改性层的玻璃材料的可迁移组分的迁移，表面改性层的再流动，和/或具有形状的制品的掺杂表面区域的再流动，而没有明显改变下方的具有形状的制品的本体的尺寸和/或形状，这可以在没有使得腔体发生明显变形的情况下实现腔体表面的光滑化。在一些实施方式中，加热时间是至少约5分钟、至少约6分钟、至少约7分钟、至少约8分钟、至少约9分钟、至少约10分钟、至少约15分钟、至少约20分钟、至少约25分钟或者至少约30分钟。作为补充或替代，加热时间是至多约1小时。

在一些实施方式中，在迁移和/或再流动之前或之后，表面改性层307的厚度是至少约500nm、至少约600nm、至少约700nm、至少约800nm、至少约900nm、至少约1000nm、至少约1100nm、至少约1200nm、至少约1300nm、至少约1400nm、至少约1500nm、至少约1600nm、至少约1700nm、至少约1800nm、至少约1900nm、至少约2000nm、至少约2500nm或者至少约3000nm。作为补充或替代，在迁移和/或再流动之前或之后，表面改性层307的厚度是至多约10μm、至多约9μm、至多约8μm、至多约7μm、至多约6μm或者至多约5μm。观察到较厚的表面改性层可以在较低的温度发生再流动。

在一些实施方式中，方法100包括对表面改性层进行蚀刻。例如，方法100包括在迁移和/或再流动之后，使得表面改性层307与蚀刻剂接触。在一些实施方式中，蚀刻剂包括铝蚀刻剂。例如，蚀刻剂包括a型铝蚀刻剂。在迁移和/或再流动过程中，具有形状的制品300的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合中存在的可迁移组分会迁移进入到表面改性层307中。例如，在具有形状的制品300是由碱性铝硅酸盐玻璃组合物形成的实施方式中，具有形状的制品中存在的可迁移组分(例如，碱性组分)会在加热过程中迁移进入表面改性层307中，如本文所述。此类迁移会导致在表面改性层307中(包括表面改性层的表面处)形成盐(例如，碱性氟化物盐)。在一些实施方式中，蚀刻溶解了表面改性层307的表面上存在的盐，而没有明显溶解表面改性层的玻璃材料和/或具有形状的制品300的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合。此类蚀刻可以帮助保留表面改性层的光滑度(例如，通过去除掉会增加表面粗糙度的盐)。

在一些实施方式中，在沉积、迁移、再流动和/或蚀刻之前或之后，腔体306的直径或宽度是至多约5mm、至多约4mm、至多约3mm、至多约2mm或者至多约1mm。作为补充或替代，在沉积、迁移、再流动和/或蚀刻之前或之后，腔体306的直径或宽度是至少约0.5mm或者至少约1mm。腔体306的直径或宽度指的可以是在具有形状的制品300的第一表面302和/或具有形状的制品的第二表面304处的直径或宽度。可以通过本文所述的方法实现此类具有光滑和/或直的侧壁的小腔体。在一些实施方式中，所述多个腔体中的腔体406的数量可以是至少100个、至少200个、至少300个、至少400个、至少500个、至少600个、至少700个、至少800个、至少900个、至少1000个、至少1100个、至少1200个、至少1300个、至少1400个或者至少1500个。单个具有形状的制品上的如此大数量的腔体可以实现采用晶片制造技术的装置(例如，液体透镜)的大规模生产。在一些实施方式中，在沉积、迁移、再流动和/或蚀刻之前或之后，具有形状的制品300的腔体306的侧壁是基本直的。例如，沿着侧壁穿过具有形状的制品300的厚度，腔体306的侧壁相对于线性的偏差是在+/-0.25μm/mm之内。在一些实施方式中，腔体306具有截锥形形状，具有光滑且基本直的侧壁。

在一些实施方式中，方法100包括在步骤112对具有形状的制品进行单体化处理(singulating)，如图1所示。例如，对具有形状的制品300的单体化处理包括：在成形、抛光、沉积、迁移、再流动和/或蚀刻之后，将具有形状的制品分成两个或更多个具有形状的子制品。在一些实施方式中，对具有形状的制品300的单体化处理包括沿着一个或多个切割路径切割或破裂开具有形状的制品。在一些实施方式中，对具有形状的制品300的单体化处理包括对具有形状的制品进行分割(例如，用机械分割锯子、激光或者其他合适的切割装置)。例如，单体化处理包括对具有形状的制品300进行分割以形成多个具有形状的子制品，并且每个子制品包括单个腔体406。此类具有形状的子制品可以用于形成如本文所述的液体透镜。

在一些实施方式中，本文所述的方法可以用于制造液体透镜。图12是结合了具有形状的制品300的液体透镜400的一些实施方式的横截面示意图。在一些实施方式中，液体透镜400包括透镜主体435和形成在透镜主体中的腔体406。在一些实施方式中，在腔体406的侧壁上布置表面改性层408。因此，腔体406的侧壁是经过涂覆的侧壁。第一液体438和第二液体439布置在腔体406中。在一些实施方式中，第一液体438是极性液体或者传导性液体。作为补充或替代，第二液体439是非极性液体或者绝缘液体。在一些实施方式中，第一液体438和第二液体439相互是不混溶的，并且具有不同折射率，从而在第一液体与第二液体之间的界面440形成透镜。可以通过电润湿对界面440进行调节。例如，可以在第一液体438与腔体406的表面之间施加电压(例如，电极放置在靠近腔体的表面并且与第一液体绝缘)，从而增加或减小腔体的表面相对于第一液体的润湿性并改变界面440的形状。在一些实施方式中，调节界面440改变了界面的形状，这改变了液体透镜400的焦长度或者聚焦。例如，此类焦长度的变化可以使得液体透镜400能够执行自动聚焦(af)功能。作为补充或替代，调节界面440使得界面相对于光轴476倾斜。例如，此类倾斜可以使得液体透镜400能够执行光学图像稳定化(ois)功能。此类经由电润湿对界面440进行调节对于腔体406的侧壁的表面粗糙度和/或非线性度会是敏感的。因此，本文所述的形成具有光滑和/或基本直的侧壁的腔体306的具有形状的制品300的方法对于形成用于液体透镜400的腔体406可能是有利的。在一些实施方式中，第一液体438和第二液体439具有基本相同的密度，这可以帮助避免由于液体透镜400的物理取向(例如，作为重力的结果)的变化而导致的界面440的形状变化。

在一些实施方式中，液体透镜400的透镜主体435包括第一窗441和第二窗442。在一些此类实施方式中，腔体406布置在第一窗441与第二窗442之间。在一些实施方式中，透镜主体435包括协作形成透镜主体的多层。例如，在图12所示的实施方式中，透镜主体435包括盖子443、具有形状的板444和底座445。在一些实施方式中，具有腔体406的具有形状的板444包括具有腔体306的具有形状的制品300或者是由其形成的。例如，如本文涉及具有腔体306的具有形状的制品300所述形成了具有腔体406的具有形状的板444，盖子443粘结到具有形状的板的一侧(例如，物体侧)，以及底座445粘结到具有形状的板的另一侧(例如，图像侧)，从而腔体在相对侧上被盖子和底座覆盖。因此，覆盖了腔体406的一部分的盖子443作为第一窗441，以及覆盖了腔体的一部分的底座445作为第二窗442。在其他实施方式中，腔体是没有延伸完全贯穿具有形状的板的盲孔。在此类实施方式中，可以省略底座，并且腔体的封闭端部可以作为第二窗。

在一些实施方式中，腔体406具有如图12所示的截锥形形状，从而腔体的横截面面积沿着光轴476以从物体侧到图像侧的方向减小。此类逐渐变细的腔体可以帮助维持第一液体438与第二液体439之间的界面440沿着光轴476对齐。在其他实施方式中，腔体逐渐变细，使得腔体的横截面面积沿着光轴以从物体侧到图像侧的方向增加，或者腔体不是逐渐变细的，使得腔体的横截面面积沿着光轴保持基本恒定。

在一些实施方式中，通过第一窗441进入液体透镜400的图像光在第一液体438与第二液体439的界面440处折射，并且通过第二窗442离开液体透镜。在一些实施方式中，盖子443和/或底座445包括足够的透明度，以实现图像光的通过。例如，盖子443和/或底座445包括聚合物材料、玻璃材料、陶瓷材料、玻璃陶瓷材料或其组合。在一些实施方式中，盖子443和/或底座445的外表面是基本平坦的。因此，尽管液体透镜400可以起到透镜的作用(例如，通过使得穿过界面440的图像光发生折射)，但是液体透镜的外表面可以是平坦的，这不同于如同固定透镜的外表面那样是弯曲的。在其他实施方式中，盖子和/或底座的外表面是弯曲的。因此，液体透镜包括集成固定透镜。在一些实施方式中，具有形状的板444包括玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合，如本文所述。因为图像光可以通过腔体穿过具有形状的板444，具有形状的板可以是透明或者不透明的。

虽然图12显示了单个液体透镜400，可以采用本文所述的镜片制造工艺将液体透镜制造成阵列。例如，液体透镜阵列包括附在板或晶片中的多个液体透镜400。因此，在进行单体化处理以形成单个液体透镜400之前，具有形状的板444包括多个腔体406。作为补充或替代，在单体化处理之前，盖子443包括具有对应于所述多个腔体406的多个第一窗441的板。作为补充或替代，在单体化处理之前，底座445包括具有对应于所述多个腔体406的多个第二窗442的板。在形成之后，可以对液体透镜阵列进行单体化处理以形成单个液体透镜400。

图13的流程图代表了用于制造液体透镜的方法500的一些实施方式。在一些实施方式中，方法500包括形成包含多个腔体的具有形状的板。例如，方法500包括在步骤502形成包含所述多个腔体406的具有形状的板444(例如，如本文涉及形成包含所述多个腔体306的具有形状的制品300所述)。

在一些实施方式中，方法500包括将底座粘结到具有形状的板的表面。例如，方法500包括在步骤504将底座445粘结到具有形状的板444。粘结包括例如激光粘结、粘合剂粘结或者其他合适的粘结技术。

在一些实施方式中，方法包括将第一和第二液体沉积到具有形状的板的所述多个腔体中。例如，方法500包括在步骤506将第一液体438和第二液体439沉积到具有形状的板444的所述多个腔体406的每一个中。

在一些实施方式中，方法500包括将盖子粘结到具有形状的板的表面，从而将第一液体和第二液体密封在所述多个腔体中，并形成液体透镜阵列。例如，方法500包括在步骤508将盖子443粘结到具有形状的板444，从而将第一液体438和第二液体439密封在具有形状的板的所述多个腔体406中。粘结包括例如激光粘结、粘合剂粘结或者其他合适的粘结技术。

在一些实施方式中，方法500包括对液体透镜阵列进行单体化处理以形成多个单个液体透镜。例如，方法500包括在步骤510对包含盖子443、具有形状的板444和任选的底座445的液体透镜阵列进行单体化处理，以形成多个单个液体透镜400。单体化处理包括例如机械分割、激光分割或者其他合适的分割技术。

本文所述的用于形成在其中形成有多个腔体的具有形状的制品的方法可以实现具有腔体的具有形状的板的大规模生产，其具有足够光滑的表面用于电润湿应用，这进而可以实现液体透镜阵列和/或单体液体透镜的高效制造。

虽然图13显示使用本文所述的方法来制造液体透镜，但是本公开内容包含了其他实施方式。例如，在其他实施方式中，本文所述的方法和设备可以用于制造用于光学应用、生物应用、微流体应用或者任意其他合适应用的具有形状的制品。

实施例

通过以下实施例进一步阐述各个实施方式。

在所有实施例中，将具有下文所述厚度的氟硅酸盐玻璃(fsg)膜沉积到形成在玻璃基材中的锥形腔体的侧壁上。腔体具有通过激光破坏和蚀刻工艺形成的30°侧壁，在刚形成时，导致约5μm的表面粗糙度。由碱性铝硅酸盐玻璃形成玻璃基材，所述碱性铝硅酸盐玻璃市售可得自康宁有限公司(美国纽约州康宁市)的玻璃，并且具有563℃的应变点、613℃的退火点和852℃的软化点。采用高密度等离子体化学气相沉积(hdpcvd)，在购自等离子体热公司(plasma-therm)(美国佛罗里达州圣彼得堡市(saintpetersburg,florida))的设备中，从sif4和sih4的混合物沉积fsm膜，采用28sccmsih4-sif4混合物、56sccmo2和20sccmar，以5mt，600w2mhzrf施加到线圈，25w13.56mhzrf偏压施加到台板。在沉积过程中，基材温度是150℃。

实施例1

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到650℃的加热温度，并在流动的n2中在650℃持续30分钟的加热时间。

实施例2

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到700℃的加热温度，并在流动的n2中在700℃持续30分钟的加热时间。

实施例3

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到725℃的加热温度，并在流动的n2中在725℃持续30分钟的加热时间。

实施例4

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到750℃的加热温度，并在流动的n2中在750℃持续30分钟的加热时间。

实施例5

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到800℃的加热温度，并在流动的n2中在800℃持续10分钟的加热时间。

实施例6

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的2000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到850℃的加热温度，并在流动的n2中在850℃持续8分钟的加热时间。

在加热之后，在fsm膜中和膜上观察到盐，并且在fsm膜内观察到气泡。

实施例7

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的5000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到700℃的加热温度，并在流动的n2中在700℃持续30分钟的加热时间。

实施例8

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的5000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到750℃的加热温度，并在流动的n2中在750℃持续30分钟的加热时间。

在加热之后，在fsm膜中和膜上观察到盐，并且在fsm膜内观察到气泡。

实施例9

如上文所述，沉积了具有约11重量％f的5000nmfsm膜。在沉积之后，将经过涂覆的基材在流动的n2中加热到800℃的加热温度，并在流动的n2中在800℃持续30分钟的加热时间。

在加热之后，在fsm膜中和膜上观察到盐，并且在fsm膜内观察到气泡。

随着实施例1-6中的加热温度增加，发现所得到的经过涂覆的腔体侧壁的表面粗糙度下降。因此，实施例1-6显示增加加热温度可以降低经过涂覆的腔体侧壁的表面粗糙度。但是，在fsg层中和层上观察到形成盐，并且在850℃的加热温度(实施例6)观察到fsm层中的气泡。相信盐的形成是由于来自fsg层的氟与来自玻璃基材的碱性组分的反应。相信气泡是由于来自fsg层的氟与玻璃基材中和/或fsg层与玻璃基材之间的界面处的水、碳或其他组分的反应所形成的气泡，形成了挥发性物质。

随着实施例7-9中的加热温度增加，发现所得到的经过涂覆的腔体侧壁的表面粗糙度下降。因此，实施例7-9再次显示增加加热温度可以降低经过涂覆的腔体侧壁的表面粗糙度。但是，在fsg层中和层上观察到形成盐，并且在750℃的加热温度(实施例8和9)观察到fsm层中的气泡。

对比实施例7-9和实施例1-6，相比于实施例1-6的较薄的fsg层，实施例7-9的较厚fsg层在较低的温度观察到层中和层上的盐和气泡。在两种情况下，在室温下，用a型铝蚀刻剂蚀刻5分钟去除盐。

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