[发明专利]用于制造填充有液体并由薄膜封闭的围室的改良方法有效

专利信息
申请号: 200980124403.4 申请日: 2009-06-24
公开(公告)号: CN102089679A 公开(公告)日: 2011-06-08
发明(设计)人: 让-保罗·卡诺;安东尼·索盖;劳伦斯·克拉 申请(专利权)人: 原子能与替代能源委员会;依视路国际有限公司
主分类号: G02B1/06 分类号: G02B1/06;G02B3/14
代理公司: 北京泰吉知识产权代理有限公司 11355 代理人: 张雅军
地址: 法国*** 国省代码: 法国;FR
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摘要:
搜索关键词: 用于 制造 填充 液体 薄膜 封闭 改良 方法
【说明书】:

技术领域

发明与制造包含一个或多个填充有一种液体并至少部分由一薄膜来封闭的腔室或围室的装置有关。

本发明尤其适用于关于制造光学透镜或光学镜片或者镜片或透镜矩阵的光学领域,在其他诸如MEMS或NEMS(MEMS/NEMS表示微电子机械系统或纳米电子机械系统)之类的领域中用于制造致动器、传感器或开关以及在生物医学领域中用于制造微流控装置。

更具体来说,本发明与用于封闭此类围室的方法有关。

背景技术

对某些应用,尤其是光学应用而言,可谋求以几微米到几百微米数量级的临界尺寸来将液体——所谓的“功能液体”密封封装在腔室内或围室中。

这些微腔室可通过各种不同的技术来获得,尤其是通过对一基板进行微细加工及通过沉积和利用蚀刻及光刻技术将一或多个层体结构化来获得。

“功能液体”指的是一种以一或多种根据特定性质(例如,其光学性质)选定的物质来形成的液体。

文献EP 1 672 394提出一种通过用一弹性薄膜覆盖沉积在一基板上的一定体积的液体来制造一填充有液体的封闭且挠性的围室的方法。

在此方法中,弹性薄膜通过低压沉积一弹性材料聚对二甲苯(poly-para-xylylene,也常被称为)而直接形成于液体上。此材料在室温下聚合以沿着沉积表面形成一均匀层。

由于这种封闭方法在低压下实施,故此方法的一个主要缺陷在于液体在薄膜形成期间易蒸发。

另一显著难点在于沉积材料与液体可能混合或发生化学反应。

本发明的一目的在于提出一种允许以一种有效率的工业化方式来封闭填充有一种液体的腔室的方法,且此方法没有上述缺陷。

发明内容

本发明有关于一种用于制造包括填充有至少一种液体并由至少一薄膜来封闭的至少一封闭围室的装置的方法,所述方法包含以下步骤:

a)在一支撑物上沉积至少一种呈液态形式的特定材料,

b)使所述特定材料至少部分凝固或使所述特定材料呈凝胶状,

c)在所述凝固化特定材料上制造所述薄膜,所述薄膜及所述支撑物形成至少一填充有所述特定材料的围室,

d)使所述特定材料熔化以使其在所述围室中再次液化。

所述薄膜可通过沉积一弹性材料而形成。

根据一可行实施例,所述弹性材料可以以聚对二甲苯及/或其衍生物为基础,这一系列的材料被称为

形成薄膜所用的材料可在低压下沉积或必须在低压下沉积。在“低压”下沉积指的是沉积可在介于1到500毫托之间或介于10到50毫托之间的压力下完成。

通过将薄膜沉积在一凝固液体材料或一凝胶上,在极大程度上避免了液体蒸发的问题。

薄膜沉积可在介于-196℃到80℃之间或介于-30℃到40℃之间的温度下完成。

此温度可根据一方面,低于该温度腔室中的材料能够呈凝胶状或能够部分或全部凝固的温度,以及高于该温度制成的装置可能有变坏的风险的温度来调整。

通过在使特定材料维持在固态形式的一温度下沉积聚对二甲苯,与先前技术中在一液态材料上所实施的沉积的速率相比,可获得更高的沉积速率。

所述特定材料可从下列材料中选出:液晶体,举例而言,诸如戊基联苯氰(pentyl cyanobiphenyl,5CB);离子液体,举例而言,诸如咪唑盐(imidazolium salt)、吡咯烷盐(pyrrolidinium salt)、吡啶盐(pyridinium salt);矿物油,例如艾克森化学公司生产的系列的油或印刷用墨[喷墨型或所谓的“胶印”(offset)型]中所用的油;硅油;以液体及胶凝剂为基础的热可逆凝胶(thermoreversible gel),例如来自有机凝胶系列。

用以熔化或转换特定材料再次成为液态的步骤可在室温下或在介于-20℃到80℃之间的温度下完成。

此步骤可在介于几摄氏度到十摄氏度之间,高于腔室中材料的熔化温度的温度下完成。

选定使特定材料熔化或转换再次成为液体的温度以避免所制造的整个装置质量降级。

根据一可行实施例,所述支撑物可包括数个单独的腔室。

在这种情况下,步骤a)可包括用特定材料填充腔室中的一个或多个腔室,薄膜在步骤c)中形成且腔室形成填充有特定材料的数个封闭的单独围室。

根据另一实施例,所述步骤a)可包括用所述特定材料填充至少一腔室及用另一种特定液体材料填充至少一腔室,步骤b)还包括使所述另一种特定材料至少部分凝固,薄膜在步骤c)中形成且腔室形成填充有不同液体的数个封闭围室。

附图说明

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