專利名稱：液晶光電裝置的晶片級制造技術(shù)
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電裝置和使用晶片級制造技術(shù)的光電裝置的制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在圖像傳感器、光探測器、發(fā)光二極管和其它光電裝置領(lǐng)域中，使用載體基板(例 如玻璃或塑料板)將光電裝置陣列與其結(jié)合之后“劃片(singulated) ”成單獨的芯片是眾 所周知的。通過蝕刻、注射成型或沉積，將過濾器或透鏡結(jié)構(gòu)添加到平面基板，從而形成具 有光學裝置陣列的晶片，該晶片能與它們的光電裝置結(jié)合并劃片形成單獨的裝置，也是眾 所周知的。有很多原因使類似晶片這樣的裝置的制造提高了生產(chǎn)的效率，部分原因在于，晶 片的工藝比單獨的元件的工藝速度快，并且完成用于晶片上陣列的元件的測試比劃片后的 元件的測試快。使用載體基板允許晶片作為具有較大尺寸的單件進行處理。這比處理具有 處理難度大的小尺寸的單獨芯片更快更簡單。一些有益的參考是Vigier-Blanc的美國專利US7，245, 834，其公開了光電裝置的 晶片制造，在每個裝置上具有透鏡；Glerm等的美國專利US6，627，864，其描述了圖像傳感 器封裝的晶片制造，該封裝包含光孔徑窗口 ；以及Ma等的美國專利US7，329，861，其描述了 集成封裝的成像模塊，在晶片陣列的單個圖像傳感器上提供透鏡陣列。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種可調(diào)諧液晶光學裝置，使用晶片級制造以形成具有液晶 層的結(jié)構(gòu)，可從該結(jié)構(gòu)劃片出多個裝置，并且分立元件在劃片之前被附加到晶片，使得每個 被劃片出的裝置包括一個或多個附加元件。因此，本發(fā)明提供一種用于分立元件的基板，該 基板是一種允許在晶片階段具有復雜光電裝置形式的有源光電結(jié)構(gòu)，該光電裝置從與預想 的外部分立元件組合的功能性分層基板劃片出。本發(fā)明包括一種制造多個液晶光學裝置的方法，其首先制造分層的、晶片級元件 結(jié)構(gòu)。該晶片級結(jié)構(gòu)包括液晶層和用于將電場施加到液晶層的多個電極層。多個光學元件 被附接到該元件結(jié)構(gòu)的表面，每個光學元件在該表面的不同的、預定位置。然后，分離該元 件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域，使得從其劃片出多個光學裝置，從而光學裝置的每一個包括一部分晶 片級制造的結(jié)構(gòu)和與該結(jié)構(gòu)附接的至少一個光學元件。該液晶層可用作多種不同的光電裝置的任一種，例如可調(diào)諧透鏡、快門或可變光 圈。因此，該晶片級元件結(jié)構(gòu)和因而完成的光學裝置可包括多個液晶層，每個液晶層包括具 有不同取向角的液晶分子，從而最小化與來自不同角度方向的光的相互作用造成的不均勻 性。該晶片級元件結(jié)構(gòu)還可包括多個單獨可控的液晶裝置，其中每一個具有至少一個液晶 層和至少一個電極。舉例來說，如果每個液晶層對不同的偏振光起作用，那么具有這種結(jié)構(gòu) 的光學裝置是合適的。附接到晶片級元件結(jié)構(gòu)的光學元件可包括固定透鏡、圖像傳感器、兩者的組合或 與其他元件一起的組合。該元件還可附接到晶片級元件結(jié)構(gòu)的一個表面或兩個不同的表面上。例如，固定透鏡可附接到結(jié)構(gòu)的第一表面和第二表面上，使得完成的被劃片出的光學裝 置包括在任一側(cè)的固定透鏡，每側(cè)對應(yīng)晶片級元件結(jié)構(gòu)的一個基表面。同樣地，可將固定透 鏡附接到第一表面，而將圖像傳感器附接到第二表面，使得被劃片出的裝置具有在裝置一 側(cè)的固定透鏡和在另一側(cè)的圖像傳感器。因此，在這種情況下的被劃片出的裝置僅僅需要 較少的最后附件(例如電線)來起到可變焦相機裝置的作用。


圖1是示意圖(未按比例)，示出了晶片制造的、劃片的、四個被植入扁平基板的液 晶層的可變光能透鏡的側(cè)視圖，在每個扁平基板的表面上添加平凸透鏡。圖2是圖1實施例的頂視示意圖，示出了光偏振的方向和摩擦方向。圖3是與圖1的半個可調(diào)諧液晶透鏡(TLCL)相同的晶片結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖4是圖3實施例的頂視示意圖。為了簡化說明，只示出在晶片上的2乘2陣列 的4個單元。圖5示意性地說明了圖像傳感器結(jié)合到基板上，該基板具有植入的液晶光學裝置。圖6示意性地說明了一實施例，其中，在其表面承載透鏡結(jié)構(gòu)的液晶光學裝置基 板與圖像傳感器承載基板安裝在一起，該圖像傳感器承載基板也具有植入在其中的液晶光 學裝置。圖7示意性地說明了一實施例，其中該結(jié)構(gòu)的電場調(diào)制層位于兩液晶結(jié)構(gòu)之間。
具體實施例方式本發(fā)明涉及可電控制的液晶光學裝置，例如在以下國際專利申請中所描述的，其 主題在此援引并入PCT 申請?zhí)?PCT/CA2009/000743 ；PCT 申請?zhí)?PCT/IB2009/052658 ；PCT 申請?zhí)朠CT/CA2009/000742。這些在先申請中的每個描述了適合用在此處描述的制造類型 中的液晶結(jié)構(gòu)。此外，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以得知這種制造工藝也可以等同地用于 其他結(jié)構(gòu)。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明制造的可調(diào)諧液晶透鏡(TLCL)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括兩個固 定在一起的半個TLCL晶片，這兩個晶片具有彼此相對的90度的旋轉(zhuǎn)，因此每半個TLCL控 制不同的偏振光。但是，每半個的其他部分是相同的，兩個半個的相同元件因而使用相同的 附圖標記，但具有不同的字母標識符，字母“a”表示第一半個TLCL，字母“b”表示第二半個 TLCL。此處的描述，使用附圖標記討論未特別使用“a”或“b”后綴的半個TLCL時，表明同 等地參考兩個半個TLCL。圖1中的結(jié)構(gòu)是制造的晶片裝置，其具有兩個半個的晶片，每個包括頂部基板12、 底部基板13、傳導層16和18、液晶結(jié)構(gòu)20和22、中間基板M和電場調(diào)制層26。在每半個 中使用兩個液晶結(jié)構(gòu)20和22，每個LC結(jié)構(gòu)具有不同的晶體排列，如果使用單一層，由于來 自不同方向光與液晶的不同交互作用，將引起非均勻響應(yīng)補償。應(yīng)該清楚，盡管圖1中示意 性的表示，每個透鏡結(jié)構(gòu)20和22不僅包含液晶，還包括附加的多個支持液晶層所必需的材 料，包含位于透鏡層20和22之間的一個或多個基板。圖1中兩個半個TLCL中的每個還具 有集成在其上的固定透鏡結(jié)構(gòu)，該透鏡結(jié)構(gòu)與裝置的TLCL部分聯(lián)合操作。固定透鏡結(jié)構(gòu)可以是任何想要的透鏡類型，包括正透鏡或負透鏡、或修正色差的透鏡或其它光線傳播的透 鏡。如下面的討論，代替或附加其他元件，固定透鏡也可附接到晶片結(jié)構(gòu)作為制造裝置的一 部分。結(jié)合圖3可以理解本發(fā)明的晶片級制造工藝，其示出了兩相鄰TLCL裝置制造為單 個晶片的一部分的第一實施例。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解典型的晶片可以包括遠超 過兩個的多個，典型地更多，，圖3中的結(jié)構(gòu)目的僅僅是為了說明。制造工藝從原始玻璃基 板開始，也就是，底部基板32。用于裝置的基板的玻璃典型地為硼硅酸鹽玻璃，其加工的厚 度很薄，100微米或更小。該玻璃使用玻璃生產(chǎn)商建議的方法清潔。這些包括清潔劑浸泡、 超聲清洗和去離子水漂洗的組合。隨后在干凈的玻璃上涂敷透明傳導薄膜電極34。典型 地，該電極是濺射沉積的銦錫氧化物，然而其他薄膜沉積技術(shù)，例如蒸發(fā)也可以使用。可以 使用圖案化電極作為下部電極，并且該傳導電極34可通過遮光板沉積以獲得圖案化電極， 未涂敷的區(qū)域由金屬掩模阻隔。下一步是制造液晶(LC)單元。底部基板32和同樣為玻璃晶片的中間基板36形 成LC單元上部和下部的支持表面，并且均用取向?qū)油糠?對于底部基板32，該涂敷在電極 層34頂部進行)。該涂層并未在圖中示出，但是作為本領(lǐng)域的公知常識，涂層用于將液晶分 子對準在共同的、預先確定的方向。典型地，這將使表面具有一些細微的結(jié)構(gòu)。該涂層可以 是之后用布摩擦形成結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺層，或者可以是以形成高度結(jié)構(gòu)化表面的方式沉積的 氧化膜。形成結(jié)構(gòu)化表面后，制造單元本身。在示例性的實施例中，三種材料沉積在形成LC 單元的一個玻璃晶片上，并且圖3中選擇性示出了這些材料，如液晶結(jié)構(gòu)38。第一種材料是 任意的附加傳導材料。通常是傳導性粘合劑或焊劑。也可沉積非傳導性粘合劑用于限定將 填充液晶材料的區(qū)域。非傳導性粘合劑典型地是丙烯酸、環(huán)氧樹脂或硅樹脂材料。最后，沉 積液晶材料。在沉積的一種或多種材料中，包括間隔體。典型地，該間隔體是嚴格控制尺寸 的玻璃或聚合物球體，其用于設(shè)定LC單元的厚度。最后，將第二玻璃晶片(例如，中間基板 36)置于被分配材料的頂部，并且粘合劑材料通過加熱、加壓和/或光照進行固化。所屬技 術(shù)的技術(shù)人員可以理解，這僅僅是液晶單元一個特定的實施例，本發(fā)明可以等同地用于具 有其他材料和/或結(jié)構(gòu)的液晶單元。下一步，在第三玻璃晶片(即，頂部基板4 上制造電場空間調(diào)制(電場“透鏡”) 結(jié)構(gòu)40，頂部基板42上已經(jīng)涂敷了電極層44。與底部基板的電極層34 —樣，如果需要，頂 部基板的電極44也可被圖案化。圖3中也示出了可能的電極接頭。典型地，應(yīng)用到頂部基 板的調(diào)制結(jié)構(gòu)40由具有變化的電和光特性的聚合物層制造。可選擇地，圖案化電極和合成 的傳導材料可以單獨使用或共同使用，用于提供想要的電場空間調(diào)制。例如，在一個實施例 中，電場調(diào)制層包含與頻率相關(guān)的介電常數(shù)材料的預定分布，該預定分布導致想要的電場 強度的空間分布。這些與頻率相關(guān)的材料可以單獨使用或與圖案化電極聯(lián)合使用。由于液 晶裝置的性質(zhì)和目的，在一些實施例中，不需要對電場進行空間調(diào)制。可以加入附加的傳導 材料(例如傳導粘合劑和焊劑)和結(jié)構(gòu)材料(例如玻璃、聚合物或金屬隔離物)。制造后， 使用光粘合材料，將頂部基板42、電極涂層44和電場調(diào)制層40結(jié)合到LC單元。在這點，已 制造了對于一種偏振光有效的TLCL。但是，如下面所討論，該結(jié)構(gòu)僅僅表示以晶片形式制造 的TLCL的一半，因為另一個這樣的結(jié)構(gòu)可以被添加以生成對兩種垂直的偏振光都起作用的TLCL。圖4是圖3中結(jié)構(gòu)的頂視圖，表示經(jīng)液晶層處理的單一偏振方向(圖4示出了晶 片的四個可能的裝置，但是，如上所述，典型地，實際的晶片級制造將具有更多個這樣的結(jié) 構(gòu)。)形成非偏振靈敏TLCL包含將兩個半個的TLCL晶片結(jié)合在一起。這兩個晶片的底 部基板背靠背地放置，如圖1所示。此外，一個晶片相對另外一個晶片旋轉(zhuǎn)90度，因此每個 半個TLCL中LC單元的取向彼此成90度。每半個TLCL作用于一種偏振光，兩個偏振方向 的組合允許TLCL的操作不依賴于偏振。光粘合劑位于兩晶片之間，并且晶片被取向使得每 個晶片中的單個裝置的光軸被取向。隨后使用加熱、加壓和/或光照固化該光學粘合劑。液晶分子與光的相互作用受到相對于光傳播方向取向的影響而不同，因此液晶的 光學性質(zhì)受到TLCL上入射角的影響而不同。為了減小這種效應(yīng)，每半個TLCL可選擇性地 包括兩層，即每一層包括具有其方向指向同一個角度但彼此方向相對的取向?qū)?。以這種方 式，每半個TLCL對入射光角度的依賴降低。圖1的實施例中示出了這樣的結(jié)構(gòu)。因此，在 這個實施例中，TLCL晶片共有四個植入的液晶層。圖2中還示出了圖1實施例的頂視圖， 包括成直角的軸的最終偏振，其具有在兩個方向沿各自軸提供液晶取向的分開的單元。在 圖3示出的實施例中，半個TLCL僅僅具有一個LC層，這樣圖4的對應(yīng)頂視圖表示單一的取 向方向。半個TLCL晶片和/或全TLCL具有足夠的機械強度用作能在頂部基板容納透鏡涂 層(或在玻璃基板中具有蝕刻的透鏡)的載體基板。在圖1至圖4的實施例中，在每半個 TLCL的頂部基板上提供平凸透鏡，使得在組合的全TLCL上提供凸透鏡。例如，在圖3的實 施例中，平凸透鏡50固定到接近每個分離的、待從晶片結(jié)構(gòu)劃片出的TLCL單元的結(jié)構(gòu)的頂 部基板42以。具有液晶透鏡結(jié)構(gòu)的固定透鏡的使用可根據(jù)其應(yīng)用具有一些優(yōu)點，例如能夠 在一定范圍的光功率內(nèi)控制TLCL的電調(diào)制范圍。因此，在這樣的實施例中，固定透鏡集成 為晶片級制造的一部分，由此允許大量生產(chǎn)包括這種特性的TLCL單元。在圖1的結(jié)構(gòu)中， 固定透鏡50在每半個TLCL上的位置具有同樣的優(yōu)點。在圖5的實施例中，示出了類似圖3實施例的TLCL結(jié)構(gòu)，但不是固定透鏡，而是圖 像傳感器52被集成到每個TLCL單元中。TLCL單元在晶片級被制造，結(jié)合圖3如上所述，而 圖像傳感器52被結(jié)合到每個單元的表面。該表面可以是頂部基板42的表面，并且可以位 于該結(jié)構(gòu)其他部分的適當距離處，以允許通過液晶透鏡聚焦的圖像的探測。盡管植入在所示實施例的晶片基板中的液晶光學裝置是可變光功率透鏡，應(yīng)了解 平面液晶光學裝置可以是不可電控的固定透鏡。對于制造光電組件(例如與光纖和其他波 導耦合的探測器和光發(fā)射器)這特別有益。這樣的液晶透鏡可被預設(shè)并固定(固化)，以具 有不同部分有差別的特定光學特性，例如光功率和色差。具有這種“被預設(shè)”層的晶片與其 他晶片級元件的陣列接合，其他晶片級元件例如注模(或其他制備方式)透鏡或圖像傳感 器陣列。這樣，該“被預設(shè)”的晶片可用于修正其他更加昂貴的相機透鏡陣列。液晶光學裝置也可以是可控裝置，其提供可控的光束轉(zhuǎn)向、偏振過濾、快門作用或 可變的孔徑光圈(等同于虹膜)。在快門或虹膜光圈的情況中，該光學裝置使用非液晶材料 提供薄的、非機械裝置。例如，從日本專利公開文本2004-U906中提供了光電裝置，使得不 透明粒子沿環(huán)形幾何狀移動，以擴大并限定虹膜孔徑。除了常規(guī)的液晶裝置，“一次可預設(shè)材料”可置于薄玻璃板之間，用于提供固定的光學裝置，例如透鏡。這種應(yīng)用的良好示例是用于修正主光束角。在此種情況下，植入的光 學裝置能夠在適當?shù)纳a(chǎn)階段修正在整個光學組件中探測到的瑕疵，例如劃片之前。一次 性可預設(shè)材料的示例是反應(yīng)型液晶材料，可以使用電場或磁場預設(shè)該材料，之后使用化學 或輻射引發(fā)劑固定該材料。圖6中，兩個具有植入的液晶光學裝置的晶片基板通過堆棧方式安裝在一起。一 個晶片具有與一側(cè)結(jié)合的圖像傳感器52。關(guān)聯(lián)的液晶光學裝置可以是快門或可變的偏振過 濾器。根據(jù)電可變裝置的類型，必須適當?shù)剡x擇圖像傳感器與裝置的距離。第二晶片通過 間隔體結(jié)構(gòu)討安裝到第一晶片上，該第二晶片具有植入在其中的可調(diào)諧的透鏡并也與平 凸透鏡50結(jié)合以用于提供想要的用于在圖像傳感器上會聚圖像的基礎(chǔ)光功率。因此，可調(diào) 諧的透鏡能提供聚焦調(diào)整。圖7示出附加的實施例，與圖3的實施例類似，電場調(diào)制層60位于晶片結(jié)構(gòu)的中 間位置，在液晶結(jié)構(gòu)“X” 62和液晶結(jié)構(gòu)“Y” 64之間。液晶結(jié)構(gòu)Y支撐在頂部基板66(具有 電極涂層67)和基板68之間。類似地，液晶結(jié)構(gòu)X支撐在底部基板70 (具有電極涂層71) 和基板72之間。如果需要，該兩液晶結(jié)構(gòu)62和64可以是不同的結(jié)構(gòu)。在一個實施例中， 每個結(jié)構(gòu)包括液晶和聚合網(wǎng)狀物，它們共同建立需要的液晶分子的空間分布。液晶結(jié)構(gòu)也 可以是由不同基板和隔離物支撐的液晶層，并且可以與分開的取決于頻率的介電常數(shù)層相 作用，或者甚至可以與包含在液晶結(jié)構(gòu)中的取決于頻率的介電常數(shù)材料相互作用。不同的 電極層還可以是平面的或圖案化的，用于所需的不同應(yīng)用。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員將理 解，液晶裝置需要的功能將規(guī)定液晶層、支撐基板、電極和任何電介質(zhì)材料的排列方式。與圖3的實施例一樣，圖7的實施例包含劃片前附接于晶片級結(jié)構(gòu)的分立元件。如 實施例中所示，固定透鏡74靠近頂部基板放置。此外，靠近底部基板放置固定透鏡/支架 元件76。這些元件每個具有中心區(qū)域78，相對于完成的液晶裝置用作固定透鏡。此外，這 些元件具有整體的支架80，該支架支撐已完成的元件，該已完成的元件相對于它們安裝到 的任何結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成。這樣的形狀用于將液晶裝置固定到這樣的結(jié)構(gòu)，和/或用于提供相 對于其上的光學元件的空間。根據(jù)前述的實施例，圖7中的結(jié)構(gòu)包括區(qū)域56，其中晶片結(jié)構(gòu)將被切割劃片為單 獨的裝置。該實施例示出了具有交叉方向的兩個液晶結(jié)構(gòu)，但是本實施例的延伸可以使用 置于不同旋轉(zhuǎn)方向的、如圖示的兩個晶片級結(jié)構(gòu)，從而相同地施加垂直偏振光。在此種情況 下，這兩種結(jié)構(gòu)可在每個的底部基板結(jié)合在一起，外部元件(例如圖中示出的透鏡結(jié)構(gòu))固 定到晶片級結(jié)構(gòu)的頂部基板66中的一個或兩個上。如同理解的，進一步的具有植入的液晶光學裝置的基板的結(jié)合能夠提供縮放控 制、光圈控制、光束轉(zhuǎn)向等。也可以理解，當圖像系統(tǒng)使用植入的液晶透鏡時，該植入的液晶 光學裝置可以是固定的或可調(diào)諧的透鏡，該透鏡被沒計以具有的成像特性用于補充其他成 像系統(tǒng)的光學元件，從而降低該成像系統(tǒng)的色差。該液晶透鏡的光學特性可以調(diào)節(jié)以滿足 成像系統(tǒng)的需求，并且補償透鏡元件或元件之間空間的缺陷。需要注意，使用如此處描述的晶片級制造，單獨的層可以是很薄的。對于之前的任 何實施例這是真實的，但是參考圖7可以更好的理解。在比如這個實施例中，全功能裝置 可以使用每個厚度大約為50-100 μ m的外部基板層(例如，基板66、70)、每個厚度大約為 40-50 μ m的內(nèi)部基板層(例如，基板68，72)和大約5_30 μ m的液晶結(jié)構(gòu)構(gòu)建。圖7中實施例的一種樣式使用調(diào)制層60，該調(diào)制層由具有10-50nm厚度氧化銦錫(ITO)涂層的開口圖 案化電極和厚度在約IOnm的取決于頻率的介電常數(shù)材料(例如氧化鈦)層制成。該結(jié)構(gòu) 的附加層，例如厚度在20-40nm的取向?qū)雍秃穸仍?0-50nm的電極，不會過多增加該結(jié)構(gòu)的 整個尺寸。因此，如圖7中所示的裝置就有厚度在約200 μ m至400 μ m的晶片級元件結(jié)構(gòu)。 如果晶片級元件結(jié)構(gòu)由兩個如圖7中所示的結(jié)構(gòu)組成，因此整個厚度大約為400-800μπι。 附加的分立元件的尺寸增加了最終裝置的厚度，但是該基本晶片級元件結(jié)構(gòu)是很薄的。在包括附加的分立元件的液晶裝置的晶片級制造之后，下一步包含從晶片劃分出 裝置。典型地，這將是劃線和裂片方法、機械切割方法或光學切割方法。在劃線和裂片方法 中，在晶片中形成線性缺陷(劃線)，之后晶片受到應(yīng)力直至晶片沿線性缺陷破裂。對于機 械切割方法，使用磨輪去除分開部分晶片的材料條。在光學切割方法中，使用激光去除材料 條以分開晶片。圖3-7示意性示出在劃片過程中去除的單獨裝置周圍的晶片的區(qū)域56。隨后，通過與電線、引線框或柔性電路連接，封裝加工完成的TLCL。典型地，使用傳 導粘合劑或焊劑進行連接。在完成連接后，TLCL周圍的區(qū)域充滿外封材料，保護TLCL不受 嚴酷環(huán)境和機械損傷的影響。也將理解，每半個TLCL具有朝一個方向排列液晶分子的取向?qū)?。液晶層的電場調(diào) 制為偏振光在一個方向形成折射率的空間變化。垂直方向的偏振光具有相同的折射率。通 過將夾心結(jié)構(gòu)中彼此靠近的偏振方向組合，透鏡對非偏振光可進行有效操作。在晶片級制造階段(例如，在劃片之前)完成光電裝置的生產(chǎn)對現(xiàn)有技術(shù)提供了 巨大的優(yōu)勢。作為基板的晶片的尺寸和穩(wěn)定性簡化了將外部元件附接到晶片級元件結(jié)構(gòu)的 步驟。劃片過程后，除了例如引線固定等完成步驟外，完成裝置的生產(chǎn)。同樣地，本發(fā)明提 供了更簡化并更有效的裝置生產(chǎn)方法。
權(quán)利要求
1.一種制造多個液晶光學裝置的方法，包括制造分層的、晶片級元件結(jié)構(gòu)，該元件結(jié)構(gòu)包括液晶層和用于將電場施加到液晶層的 多個電極層；將多個光學元件的每一個附接到該元件結(jié)構(gòu)的表面的不同的、預定位置；并且分離該元件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域，使得從該元件結(jié)構(gòu)劃片出所述多個光學裝置，所述光學 裝置的每一個包括晶片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和與該結(jié)構(gòu)附接的至少一個光學元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述多個光學元件包括多個透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述多個光學元件包括多個圖像傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任一項的方法，其中該元件結(jié)構(gòu)的表面是第一表面，并且其中 該方法還包括將多個光學元件附接到不同于第一表面的該元件結(jié)構(gòu)的第二表面，并且其中 分離該元件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域的步驟劃片出多個光學裝置，該多個光學裝置的每一個包括晶 片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和在第一表面和第二表面的每一個上的至少一個光學元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中第一表面上的光學元件包括透鏡，并且其中第二表面 上的光學元件包括圖像傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項的方法，其中液晶層用作透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項的方法，其中液晶層用作快門。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項的方法，其中液晶層用作光圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8的任一項的方法，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括至少兩個液晶層，每 個液晶層包括具有不同取向角的液晶分子。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9的任一項的方法，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括多個單獨可控的液 晶裝置，該液晶裝置的每一個具有至少一個液晶層和用于將電場施加到液晶層的電極層。
11.一種液晶光學裝置，其由包括如下步驟的制造方法制成制造分層的、晶片級元件結(jié)構(gòu)，該元件結(jié)構(gòu)包括液晶層和用于將電場施加到液晶層的 多個電極層；將光學元件附接到該元件結(jié)構(gòu)的表面的預定位置；并且分離該元件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域，使得從該元件結(jié)構(gòu)劃片出所述光學裝置，所述光學裝置 包括晶片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和與該結(jié)構(gòu)附接的所述光學元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的液晶光學裝置，其中該光學元件包括固定透鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的液晶光學裝置，其中該光學元件包括圖像傳感器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13任一項的液晶光學裝置，其中該元件結(jié)構(gòu)的表面是第一表 面，并且其中該方法還包括將光學元件附接到不同于第一表面的該元件結(jié)構(gòu)的第二表面， 并且其中分離該元件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域的步驟劃片出所述光學裝置，使其包括晶片級制造結(jié) 構(gòu)的一部分和在第一表面和第二表面的每一個上的光學元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的液晶光學裝置，其中第一表面上的光學元件包括透鏡，并且其 中第二表面上的光學元件包括圖像傳感器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項的液晶光學裝置，其中液晶層用作透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項的液晶光學裝置，其中液晶層用作快門。
18.根據(jù)權(quán)利要求11至14任一項的液晶光學裝置，其中液晶層用作光圈。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至18任一項的液晶光學裝置，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括至少兩個液晶層，每個液晶層包括具有不同取向角的液晶分子。
20.根據(jù)權(quán)利要求11至19任一項的液晶光學裝置，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括多個單獨 可控的液晶裝置，該液晶裝置的每一個具有至少一個液晶層和用于將電場施加到液晶層的 電極層。
21.一種液晶光學裝置陣列，包括分層的、晶片級元件結(jié)構(gòu)，該元件結(jié)構(gòu)包括液晶層和用于將電場施加到液晶層的多個 電極層；以及多個光學元件，該光學元件的每一個附接到該元件結(jié)構(gòu)的表面的不同的、預定位置，使 得該元件結(jié)構(gòu)的預定區(qū)域能夠被分離，從而從該元件結(jié)構(gòu)劃片出所述多個光學裝置，所述 光學裝置的每一個包括晶片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和與該結(jié)構(gòu)附接的至少一個光學元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的液晶光學裝置陣列，其中該多個光學元件包括多個透鏡。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的液晶光學裝置陣列，其中該多個光學元件包括多個圖像傳 感器。
24.根據(jù)權(quán)利要求21至23任一項的液晶光學裝置陣列，其中該元件結(jié)構(gòu)的表面是第一 表面，并且其中該元件結(jié)構(gòu)還包括與附接有多個光學元件的第一表面不同的第二表面，從 而劃片出多個光學裝置導致所述裝置的每一個包括晶片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和在第一表 面和第二表面的每一個上的至少一個光學元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求M的液晶光學裝置陣列，其中第一表面上的光學元件包括透鏡，并 且其中第二表面上的光學元件包括圖像傳感器。
26.根據(jù)權(quán)利要求21至25任一項的液晶光學裝置陣列，其中液晶層用作透鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求21至25任一項的液晶光學裝置陣列，其中液晶層用作快門。
28.根據(jù)權(quán)利要求21至25任一項的液晶光學裝置陣列，其中液晶層用作光圈。
29.根據(jù)權(quán)利要求21至觀任一項的液晶光學裝置陣列，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括至少 兩個液晶層，每個液晶層包括具有不同取向角的液晶分子。
30.根據(jù)權(quán)利要求21至四任一項的液晶光學裝置陣列，其中晶片級元件結(jié)構(gòu)包括多個 單獨可控的液晶裝置，該液晶裝置的每一個具有至少一個液晶層和用于將電場施加到液晶 層的電極層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶光電裝置，其通過制造晶片級元件結(jié)構(gòu)并在從該元件結(jié)構(gòu)劃片出單個裝置之前將多個分立元件附接到表面結(jié)構(gòu)制成。劃片后，單個裝置包括晶片級制造結(jié)構(gòu)的一部分和至少一個分立元件。晶片級結(jié)構(gòu)可包括液晶和控制電極，分立元件可包括固定透鏡或圖像傳感器。該分立元件可位于晶片級結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)。多個液晶層可用于降低來自不同角度的光互相作用產(chǎn)生的非均勻性，同時控制不同的偏振光。該液晶裝置可用作例如可調(diào)諧透鏡、快門或光圈的光電裝置。
文檔編號H01L21/78GK102138102SQ200980134253
公開日2011年7月27日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者巴哈姆·阿夫沙里, 彼得·克拉克, 德里克·亞歷山大·普羅蒂安, 邁克爾·尼斯托姆, 迪格蘭·加爾斯蒂安 申請人:蘭斯維克托公司