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技术

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。

Method and apparatus for forming shaped articles, shaped articles, method and liquid lens for manufacturing liquid lens

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
技术介绍
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.
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)。
技术实现思路
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。附图说明了本专利技术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。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，其包括：/n在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层，所述表面改性层包括包含可迁移组分的玻璃材料，所述具有形状的制品包含玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合；/n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；以及/n使得表面改性层和侧壁的表面区域再流动；/n其中，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。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 US 62/572,1821.一种方法，其包括：
在具有形状的制品的多个腔体的侧壁上沉积表面改性层，所述表面改性层包括包含可迁移组分的玻璃材料，所述具有形状的制品包含玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合；
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；以及
使得表面改性层和侧壁的表面区域再流动；
其中，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。


2.如权利要求1所述的方法，其中，表面改性层的玻璃材料包括氟硅酸盐玻璃，以及可迁移组分包括氟。


3.如权利要求1所述的方法，其中，表面改性层的玻璃材料包括硼硅酸盐玻璃，以及可迁移组分包括硼。


4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，具有形状的制品的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合包括硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃陶瓷或其组合。


5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，具有形状的制品的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合包括碱性铝硅酸盐玻璃。


6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，沉积包括采用化学气相沉积将表面改性层沉积到侧壁上。


7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其包括将表面改性层加热到加热温度，持续的加热时间足以引起迁移和再流动。


8.如权利要求7所述的方法，其中，加热温度小于具有形状的制品的本体的软化点。


9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，布置在侧壁上的表面改性层具有至少约1000nm的厚度。


10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，表面改性层的玻璃材料中的可迁移组分的浓度是至少约10重量％。


11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，在再流动之后，布置在侧壁上的表面改性层的表面粗糙度是至多约500nm。


12.一种具有形状的制品，其包括：
包含玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合的板；
形成在板中的多个腔体；以及
布置在所述多个腔体的侧壁上的表面改性层，所述表面改性层包括包含可迁移组分的玻璃材料；
其中，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。


13.如权利要求12所述的具有形状的制品，其中，表面改性层的玻璃材料包括氟硅酸盐玻璃，以及可迁移组分包括氟。


14.如权利要求12所述的具有形状的制品，其中，表面改性层的玻璃材料包括硼硅酸盐玻璃，以及可迁移组分包括硼。


15.如权利要求12至14中任一项所述的具有形状的制品，其中，具有形状的制品的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合包括硅酸盐玻璃、硅酸盐玻璃陶瓷或其组合。


16.如权利要求12至15中任一项所述的具有形状的制品，其中，具有形状的制品的玻璃材料、玻璃陶瓷材料或其组合包括碱性铝硅酸盐玻璃。


17.如权利要求12至16中任一项所述的具有形状的制品，其中，可迁移组分的浓度梯度是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形成掺杂区域的结果。


18.如权利要求12至...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·贝尔曼，D·F·道森埃利，S·刘，王传哲，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US