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TW201945377A - 用於液體透鏡調配的透射回復劑 - Google Patents

用於液體透鏡調配的透射回復劑 Download PDF

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Publication number
TW201945377A
TW201945377A TW108109711A TW108109711A TW201945377A TW 201945377 A TW201945377 A TW 201945377A TW 108109711 A TW108109711 A TW 108109711A TW 108109711 A TW108109711 A TW 108109711A TW 201945377 A TW201945377 A TW 201945377A
Authority
TW
Taiwan
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conductive liquid
conductive
liquid
optical device
electrowetting optical
Prior art date
Application number
TW108109711A
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English (en)
Inventor
弗朗索瓦寶格 班傑明珍巴蒂賽
杰拉爾丁馬列 瓦瑟
Original Assignee
美商康寧公司
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Publication date
Application filed by 美商康寧公司 filed Critical 美商康寧公司
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract

本案提供一種電潤濕光學裝置。該電潤濕光學裝置包括一導電液體及一非導電液體。該非導電流體包括具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑:

其中R1係烷基、氟烷基或烷氧基。該電潤濕光學裝置另外包括一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸,其中該導電液體與該非導電液體係不互溶的。

Description

用於液體透鏡調配的透射回復劑
相關申請案之交互參照:本申請案根據專利法主張在2018年3月22日申請之美國臨時申請案第62/646,805號之優先權權益,該臨時申請案之內容係以全文引用之方式併入本文中。
本發明係關於液體透鏡,且更特別地,使用高指數疏水性液體之液體透鏡,該等高指數疏水性液體使用透射回復劑調配。
習知的基於電潤濕之液體透鏡係基於安置於腔室中的兩種不互溶液體,即油與導電相,後者為水基的。兩種液相通常在包含介電材料之隔離基板上形成三重界面。改變施加至液體之電場可改變液體中之一者相對於腔室之壁的潤濕性,此具有改變形成於兩種液體之間的彎月面之形狀之效應。此外,在各種應用中,彎月面之形狀的變化導致透鏡之焦距的變化。
隨著液體透鏡擴展至新的且在擴展中的應用領域中,此等裝置中所使用之液體調配物必須能夠在較高溫度下使用,同時亦能夠在寬溫度範圍上快速地回應電壓。在於較高溫度(例如大於45℃)下使用已知液體調配物之缺點中,油霧在導電相中或在裝置之窗中形成,因此使透鏡上之光漫射增加。新的及/或經改良液體透鏡應用需要找到具有高折射率及抵抗較高溫度下之霧化之穩定性的油。
因此,需要液體透鏡組態中所使用之液體提供經改良之化學及高溫穩定性,此可轉換成經改良之液體透鏡可靠性、效能及製造成本。
根據本發明之一些態樣,提供一種電潤濕光學裝置。該電潤濕光學裝置包括一導電液體及一非導電液體,該非導電液體包含具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑:

其中R1 係烷基、氟烷基或烷氧基。該電潤濕光學裝置另外包括一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸。該導電液體與該非導電液體係不互溶的。
根據本發明之一些態樣,提供一種非導電流體。該非導電液體包括具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑:

其中R1 係烷基、氟烷基或烷氧基。該非導電液體進一步包括一疏水性單體或寡聚物,該疏水性單體或寡聚物具有由式III、IV、V、VI指定之以下結構中之一或多者:


其中R2 、R3 、R4 、R5 及R6 分別為烷基、芳基、(雜)芳基、烷氧基或芳氧基,且X為碳、鍺、矽或其組合。
根據本發明之一些態樣,提供一種電潤濕光學裝置。該電潤濕光學裝置包括一導電液體及一非導電液體,該非導電液體包括一透射回復劑,該透射回復劑包括烷基參(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基參(三甲基矽氧基)、烷基七甲基三矽氧烷、氟烷基七甲基三矽氧烷或其組合。該電潤濕光學裝置另外包括一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸。該導電液體與該非導電液體係不互溶的。
額外特徵及優點將在隨後之詳細描述中闡述,且容易由熟習此項技術者自彼描述瞭解或藉由實踐如本文中所描述之實施例而認識到,包括隨後之詳細描述、申請專利範圍以及附圖。
將理解,先前一般描述及隨後的詳細描述均僅為例示性的,且意欲提供概述或架構以用於理解本發明及所附申請專利範圍之本質及特性。
包括附圖以提供對本發明之原理的進一步理解,且該等附圖併入於本說明書中且構成本說明書之一部分。圖式說明一或多個實施例,且與描述一起用於以舉例方式解釋本發明之原理及操作。將理解,本說明書中及圖式中所揭示的本發明之各種特徵可用於任何及全部組合中。藉助於非限制性實例,本發明之各種特徵可根據以下實施例彼此組合。
額外特徵及優點將在隨後之詳細描述中闡述,且容易由熟習此項技術者自彼描述瞭解,或藉由實踐如以下描述中所描述之實施例以及申請專利範圍及附圖而認識到。
如本文中所使用,術語「及/或」在用於兩個或更多個項目之清單中時意味所列項目中之任一者可單獨地使用,或可使用所列項目中的兩個或更多個項目之任何組合。舉例而言,若一組合物係描述為含有組份A、B及/或C,則該組合物可僅含A;僅含B;僅含C;組合地含有A及B;組合地含有A及C;組合地含有B及C;或組合地含有A、B及C。
在本文件中,諸如第一及第二、頂部及底部及類似者之相對術語僅用於區分一個實體或動作與另一實體或動作,而無需要求或暗示此等實體或動作之間的任何實際此關係或次序。
對本發明之修改會被熟習此項技術者及寫出或使用本發明之人想到。因此,應理解,圖式中所示及上文所描述之實施例僅用於說明目的,而不欲限制由以下申請專利範圍界定的本發明之範疇,本發明之範疇將根據包括等同原則的專利法之原則來解譯。
出於本發明之目的,術語「耦合」(以其全部形式:耦合(couple)、耦合(coupling)、耦合(coupled)等)通常意味兩種組份彼此直接或間接地接合。此接合可為實際上固定的,或實際上可移動。此接合可用兩種組份及任何額外中間成員來達成,該等額外中間成員彼此或與兩種組份整體地形成為單一整體。此接合可為實際上永久的,或可實際上可移除或可釋放的,除非另有說明。
如本文中所使用,術語「約」意味量、大小、調配物、參數及其他量及特性並非且不必為準確的,而可為近似的及/或視需要更大或更小,從而反映容差、轉換因數、捨入、量測誤差及類似者,以及熟習此項技術者已知之其他因素。當術語「約」用於描述值或範圍之端點時,本發明應理解為包括所提及之特定值或端點。無論說明書中的數值或範圍之端點是否列舉「約」,數值或範圍之端點意欲包括兩個實施例:一個藉由「約」修飾,而另一個未藉由「約」修飾。將進一步理解,範圍中之每一者的端點在與另一端點相關及獨立於另一端點上均有意義。
如本文中所使用的術語「實質」、「實質上」及其變形意欲表示所描述特徵等於或近似等於一值或描述。舉例而言,「實質上平坦」表面意欲表明平坦或近似平坦之表面。此外,「實質上」意欲表明兩個值相等或近似相等。在一些實施例中,「實質上」可表明在彼此約10%內之值,諸如在彼此約5%內,或在彼此約2%內。
例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部的如本文中所使用之方向術語係僅參考所繪之圖作出,且不欲暗示絕對定向。
如本文中所使用,術語「該」、「一」意味「至少一個」,且不應限於「僅一個」,除非明確指示相反。因此,例如,「一組份」之引用包括具有兩種或更多種此等組份之實施例,除非上下文明確指示其他情況。
術語「不互溶」及「非互溶」係指在一起添加時不形成均質混合物或在將一種液體添加至另一種液體中時混合最少的液體。在本發明描述中及在以下申請專利範圍中,當兩種液體之部分互溶性低於2%、低於1%、低於0.5%或低於0.2%時,認為兩種液體係不互溶的,所有值係在給定溫度範圍內、例如在20℃下量測。本文中之液體在包括例如-30℃至85℃及-20℃至65℃之寬溫度範圍中具有低相互互溶性。
如本文中所使用之術語「導電液體」意味具有約1x10-3 S/m至約1x102 S/m、約.1 S/m至約10 S/m或約.1 S/m至約1 S/m之電導率的液體。如本文中所使用之術語「非導電液體」意味具有小或不可量測電導率、包括例如小於約1x10-8 S/m、小於約1x10-10 S/m或小於約1x10-14 S/m之電導率的液體。在各種實施例中,提供一種電潤濕光學裝置。該電潤濕光學裝置包括一導電液體及一非導電液體。該非導電液體包括具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑:

其中R1 係烷基、氟烷基或烷氧基。該電潤濕光學裝置另外包括一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸,其中該導電液體與該非導電液體係不互溶的。
如下文在第1圖中所更詳細地描述,電潤濕光學裝置或液體透鏡之單元通常由兩個透明絕緣板及側壁界定。非平坦之下部板包含含有非導電或絕緣液體之圓錐形或圓柱形下陷或凹陷。該單元之剩餘部分充滿導電性液體,該導電性液體與絕緣液體不互溶、具有不同的折射率及實質上相同的密度。一或多個驅動電極定位於凹陷之側壁上,而下部板之背面上的一部分提供電接觸。一絕緣薄層可引入於驅動電極與各別液體之間,以提供介電表面上的具有長期化學穩定性之電潤濕。共用電極與導電液體接觸。經由電潤濕現象,有可能根據施加在電極之間的電壓V來修改兩種液體之間的界面之曲率。因此,穿過單元的在下降區域中正交於板之光束將根據施加之電壓而聚焦至更大或更小範圍。導電液體通常為含鹽之含水液體。非導電液體通常為油、烷烴或烷烴之混合物,烷烴可能經鹵化。
在一些實施例中,共用電極處之電壓與驅動電極處之電壓之間的電壓差可加以調整。該電壓差可經控制及調整以使液體之間的界面(即,彎月面)沿著空腔之側壁移動至所要位置。藉由使界面沿著空腔之側壁移動,有可能改變液體透鏡之焦點(例如,屈光度)、傾斜、像散及/或高階像差。此外,在液體透鏡之操作期間,液體透鏡之介電及/或表面能性質及液體透鏡的組成物可改變。舉例而言,液體及/或絕緣元件之介電性質可回應於隨時間曝露於電壓差、溫度之變化及其他因素而改變。作為另一實例,絕緣元件之表面能可回應於隨時間曝露於第一及第二液體而改變。在另外其他實例中,化學反應可存在於導電極性液體之組成物與非導電液體之組成物之間,導電極性液體可含有高親核性之種類。繼而,液體透鏡之性質的變化及液體透鏡之組成物(例如,液體透鏡之絕緣元件)的變化可使液體透鏡之可靠性及效能特性降級。
液體透鏡結構
現參看第1圖,提供了例示性液體透鏡100之簡化橫截面圖。液體透鏡100之結構並不意味係限制性的,且可包括此項技術中已知之任何結構。在一些實施例中,液體透鏡100可包含透鏡本體102及形成於透鏡本體中之空腔104。第一液體106及第二液體108可安置於空腔104內。在一些實施例中,第一液體106可為極性液體,其亦被稱為傳導液體。另外或替代地,第二液體108可為非極性液體及/或絕緣液體,其亦被稱為非傳導液體。在一些實施例中,第一液體106與第二液體108可為彼此不互溶的,且具有不同的折射率,使得該第一液體與該第二液體之間的界面110形成透鏡。在一些實施例中,第一液體106與第二液體108可具有實質上相同之密度,此可幫助避免由液體透鏡100之實體定向的變化引起(例如,由重力引起)的界面110之形狀的變化。
在第1圖中所描繪之液體透鏡100之一些實施例中,空腔104可包含第一部分或頂部空間104A及第二部分或基礎部分104B。舉例而言,空腔104之第二部分104B可由如本文中所描述之液體透鏡100之中間層中的孔界定。另外或替代地,空腔104之第一部分104A可由液體透鏡100之第一外部層中的凹陷界定及/或安置於如本文中所描述之中間層中的孔外。在一些實施例中,第一液體106之至少一部分可安置於空腔104之第一部分104A中。另外或替代地,第二液體108可安置於空腔104之第二部分104B內。舉例而言,實質上全部或一部分之第二液體108可安置於空腔104之第二部分104B內。在一些實施例中,界面110之周邊(例如,與空腔之側壁接觸的界面之邊緣)可安置於空腔104之第二部分104B內。
液體透鏡100之界面110 (參見第1圖)可經由電潤濕來調整。舉例而言,電壓可施加於第一液體106與空腔104之表面(例如,靠近空腔之表面定位且與如本文中所描述之第一液體絕緣的一/幾個驅動電極)之間,以增大或減小空腔之表面相對於第一液體之潤濕性且改變界面110之形狀。在一些實施例中,調整界面110可改變界面之形狀,此改變液體透鏡100之焦距或焦點。舉例而言,焦距之此改變可使液體透鏡100能夠執行自動聚焦功能。另外或替代地,調整界面110可使該界面相對於液體透鏡100之光軸112傾斜。舉例而言,此傾斜可使液體透鏡100能夠執行除提供像散變化或較高階光學像差校正以外的光學影像穩定(optical image stabilization;OIS)功能。調整界面110可在液體透鏡100不相對於併有液體透鏡之攝影機模組之影像感測器、固定透鏡或透鏡堆疊、外殼或其他部件實體移動的情況下達成。
在一些實施例中,液體透鏡100之透鏡本體102可包含第一窗114及第二窗116。在此等實施例中之一些中,空腔104可安置於第一窗114與第二窗116之間。在一些實施例中,透鏡本體102可包含合作形成透鏡本體之複數個層。舉例而言,在第1圖所示之實施例中,透鏡本體102可包含第一外部層118、中間層120及第二外部層122。在此等實施例中之一些中,中間層120可包含穿過其形成之孔。第一外部層118可接合至中間層120之一側(例如,物件側)。舉例而言,第一外部層118可在接合134A處接合至中間層120。接合134A可為黏著接合、雷射接合(例如,雷射焊接)、機械封閉,或能夠將第一液體106及第二液體108維持在空腔104內的任何另一合適接合。另外或替代地,第二外部層122可接合至中間層120之另一側(例如,影像側)。舉例而言,第二外部層122可在接合134B及/或接合134C處接合至中間層120,該等接合中之每一者可如本文中關於接合134A所描述地設置。在一些實施例中,中間層120可安置於第一外部層118與第二外部層122之間,該中間層中之孔可在相對側上由該第一外部層及該第二外部層覆蓋,且空腔104之至少一部分可界定在孔內。因此,覆蓋空腔104之第一外部層118之一部分可充當第一窗114,且覆蓋空腔之第二外部層122之一部分可充當第二窗116。
在一些實施例中,空腔104可包含第一部分104A及第二部分104B。舉例而言,在第1圖所示之實施例中,空腔104之第二部分104B可由中間層120中之孔界定,且空腔之第一部分104A可安置於空腔之第二部分與第一窗114之間。在一些實施例中,第一外部層118可包含如第1圖所示之凹陷,且空腔104之第一部分104A可安置於該第一外部層中之凹陷內。因此,空腔之第一部分104A可安置於中間層120中之孔外。
在一些實施例中,空腔104 (例如,空腔之第二部分104B)如第1圖所示可為漸縮的,使得空腔之橫截面積沿著光軸112在自物件側至影像側之方向上減小。舉例而言,空腔104之第二部分104B可包含窄末端105A及寬末端105B。術語「窄」及「寬」係相對術語,意味著窄末端比寬末端窄。此漸縮空腔可幫助維持第一液體106與第二液體108之間的界面110沿著光軸112的對準。在其他實施例中,空腔係漸縮的,使得空腔之橫截面積沿著光軸在自物件側至影像側之方向上增大,或係非漸縮的,使得空腔之橫截面積沿著光軸保持實質上恆定。
在一些實施例中,影像光可經由第一窗114進入如第1圖中所描繪之液體透鏡100,可在第一液體106與第二液體108之間的界面110處折射,且可經由第二窗116離開液體透鏡。在一些實施例中,第一外部層118及/或第二外部層122可包含足夠透明度以使影像光能夠穿過。舉例而言,第一外部層118及/或第二外部層122可包含聚合物、玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷材料。在一些實施例中,第一外部層118及/或第二外部層122的外部表面可為實質上平坦的。因此,即使液體透鏡100可充當透鏡(例如,藉由使穿過界面110之影像光折射),與如固定透鏡的外表面一樣彎曲相反,液體透鏡的外表面亦可為平面的。在其他實施例中,第一外部層及/或第二外部層的外表面可彎曲(例如,凹或凸)。因此,液體透鏡可包含整合式固定透鏡。在一些實施例中,中間層120可包含金屬、聚合、玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷材料。因為影像光可穿過中間層120中之孔,所以中間層可為透明的或可不透明的。
在一些實施例中,液體透鏡100 (參見第1圖) 可包含與第一液體106電氣通信之共用電極124。另外或替代地,液體透鏡100可包含一/或幾個驅動電極126,該/或幾個驅動電極安置於空腔104之側壁上且與第一液體106及第二液體108絕緣。不同電壓可供應至共用電極124及驅動電極126以改變界面110之形狀,如本文中所描述。
在一些實施例中,液體透鏡100 (參見第1圖)可包含導電層128,該導電層之至少一部分安置於空腔104內。舉例而言,導電層128可包含在將第一外部層118及/或第二外部層122接合至中間層之前塗覆至中間層120之導電塗層。導電層128可包含金屬材料、導電聚合物材料、另一合適之導電材料,或其組合。另外或替代地,導電層128可包含單一層或複數個層,該等層中之一些或全部可為導電性的。在一些實施例中,導電層128可界定共用電極124及/或驅動電極126。舉例而言,導電層128可在將第一外部層118及/或第二外部層122接合至中間層之前塗覆至中間層118之實質上整個外表面。在將導電層128塗覆至中間層118之後,該導電層可分段成各種導電元件(例如,共用電極124及/或驅動電極126)。在一些實施例中,液體透鏡100可包含在導電層128中之劃線130A以將共用電極124與驅動電極126彼此隔離(例如,電氣隔離)。在一些實施例中,劃線130A可包含導電層128中的間隙。舉例而言,劃線130A係寬度為約5 μm、約10 μm、約15 μm、約20 μm、約25 μm、約30 μm、約35 μm、約40 μm、約45 μm、約50 μm或藉由該等列出之值界定的任何範圍的間隙。
如第1圖中亦描繪,液體透鏡100可包含絕緣層132,該絕緣層安置於空腔104內、在驅動電極層上方。舉例而言,絕緣元件132可包含在將第一外部層118及/或第二外部層122接合至中間層之前塗覆至中間層120之絕緣塗層。在一些實施例中,絕緣元件132可包含在將第二外部層122接合至中間層120之後及在將第一外部層118接合至中間層之前塗覆至導電層128及第二窗116之絕緣塗層。因此,絕緣元件132可覆蓋在空腔104及第二窗116內的導電層128之至少一部分。在一些實施例中,絕緣元件132可足夠透明以使影像光能夠穿過第二窗116,如本文中所描述。
在第1圖中所描繪之液體透鏡100之一些實施例中,絕緣元件132可覆蓋驅動電極126之至少一部分(例如,安置於空腔104內之驅動電極之部分)以使第一液體106及第二液體108與驅動電極絕緣。另外或替代地,安置於空腔104內之共用電極124之至少一部分可不被絕緣元件132覆蓋。因此,如本文中所描述,共用電極124可與第一液體106電氣通信。在一些實施例中,絕緣元件 132可包含空腔104之第二部分104B的疏水性表面層。此疏水性表面層可幫助將第二液體108維持在空腔104之第二部分104B內(例如,藉由非極性第二液體與疏水性材料之間的引力)及/或使界面110之周邊能夠(例如,藉由電潤濕)沿著該疏水性表面層移動以改變界面之形狀,如本文中所描述。此外,第1圖中所示的至少部分地基於絕緣元件132之液體透鏡100可展現不大於3°之接觸角遲滯(即,在液體106、108之間的界面110處)。如本文中所使用,「接觸角遲滯」係指在後續施加驅動電壓至驅動電極126之後的第二液體108與絕緣元件132之量測接觸角的差別(例如,供應至驅動電極之驅動電壓與供應至共用電極之共用電壓之間的差別),該驅動電壓為0V至最大驅動電壓,隨後返回至0V (即,相對於共用電極124)。無電壓情況下之初始接觸角可為25°之最大值,且由於電潤濕效應而增加至在「最大驅動電壓」下可為至少15°的接觸角,如本文中所使用。在其他實施例中,驅動電壓可提供AC 1 kHz電壓。在一些實施例中,有用電壓可在約25V至約70V之範圍中。對用於施加電壓之驅動器的選擇不意味係限制性的,且絕緣層132厚度可經調諧以適合藉由所選驅動器傳遞之任何驅動電壓範圍。
為了提供寬範圍之焦距、傾斜角及/或像散變化,導電液體與非導電液體之間的光學指數上之顯著差異係有益的。傳統上,油組合物(非導電液體)具有比導電相高之光學指數,此係因為純水之光學指數為約1.33,但水通常經添加劑改質以達成較高光學指數值,以滿足商業液體透鏡之規格。在下文提供此等兩種各別液體之描述及對應材料性質。
導電液體
在一些實施例中,導電液體可為水溶液。在其他實施例中,導電液體可不包括水。在一些實施例中,基於導電液體之總重量,導電液體可包括約.01 % w/w至約100 % w/w、約.1 % w/w至約50 % w/w、約. 1 % w/w至約25 % w/w、約.1 % w/w至約15 % w/w、約1 % w/w至約10 % w/w或約1 % w/w至約5 % w/w之水。在一些實施例中,基於導電液體之總重量,導電液體可包括約.01 % w/w至約100 % w/w、約1 % w/w至約100 % w/w、約1 % w/w至約50 % w/w、約50 % w/w至約100 % w/w、約75 % w/w至約95 % w/w或約2 % w/w至約25 % w/w之鹽。在一些實施例中,水及/或極性溶劑可與包括有機及/或無機鹽之一或多種不同鹽混合。本文中所提及之術語「離子鹽」係指在水中全部或實質上解離的鹽(諸如乙酸鹽陰離子及陽離子)。同樣地,本文中所提及之術語「可電離鹽」係指在化學、物理或物理化學處理之後在水中全部或實質上解離的鹽。此等類型之鹽中所使用的陰離子之實例包括但不限於鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽、酸式碳酸鹽、乙酸鹽、2-氟乙酸鹽、2,2-二氟乙酸鹽、2,2,2-三氟乙酸鹽、2,2,3,3,3-五氟丙酸鹽、三氟甲磺酸鹽、氟化物、六氟磷酸鹽、三氟甲基磺酸鹽,及其混合物。此等類型之鹽中所使用的陽離子之實例包括但不限於:鹼金屬/鹼土金屬及金屬陽離子,例如鈉、鎂、鉀、鋰、鈣、鋅;氟化銨,例如N-(氟甲基)-2-羥基-N,N-二甲基-乙基銨鹽,及其混合物。在一些實施例中,上文所提及之陰離子及陽離子之任何組合可用於導電液體中。
在一些實施例中,至少一種有機及/或無機離子鹽或可電離鹽係用於將導電性賦予水及降低混合流體之冰點。在一些實施例中,離子鹽可包括例如硫酸鈉、乙酸鉀、乙酸鈉、溴化鋅、溴化鈉、溴化鋰,及其組合。在其他實施例中,離子鹽可包括氟化鹽,包括氟化有機離子鹽。在一些實施例中,有機及無機離子鹽及可電離鹽可包括但不限於乙酸鉀、氯化鎂、溴化鋅、溴化鋰、氯化鋰、氯化鈣、硫酸鈉、三氟甲磺酸鈉、乙酸鈉、三氟乙酸鈉及類似鹽,以及其混合物。
包括氟化有機離子鹽之氟化鹽可有利地維持導電液體之相對低折射率,同時利於導電液體之物理性質的改變,諸如降低導電液體之冰點。不同於傳統氯鹽,氟化鹽亦可表現對例如鋼、不銹鋼或黃銅組份的構成電潤濕光學裝置之單元的材料的減少腐蝕。
導電液體中所使用之水較佳為儘可能地純,即不含或實質上不含會改變電潤濕光學裝置之光學性質的任何其他非所要溶解組份。在一些實施例中,使用超純水(ultrapure water;UPW)來形成導電液體,超純水具有在25℃下約0.055 μS/cm之電導率或18.2 MOhm之電阻率。
在一些實施例中,導電液體可包括防凍劑或冰點降低劑。諸如鹽、醇、二元醇及/或甘醇的防凍劑之使用允許導電液體在約-30℃至約+85℃、約-20℃至約+65℃或約-10℃至約+65℃之溫度範圍中保持在液態下。在一些實施例中,醇及/或甘醇添加劑在導電液體及/或非導電液體中之使用可幫助在寬溫度範圍上提供兩種液體之間的穩定界面張力。視導電液體與所得液體透鏡所要應用及所需之性質而定,導電液體可包括小於約95重量%、小於約90重量%、小於約80重量%、小於約70重量%、小於約60重量%、小於約50重量%、小於約40重量%、小於約30重量%、小於約20重量%、小於約10重量%或小於約5重量%之防凍劑。在一些實施例中,導電液體可包括大於約95重量%、大於約90重量%、大於約80重量%、大於約70重量%、大於約60重量%、大於約50重量%、大於約40重量%、大於約30重量%、大於約20重量%、大於約10重量%或大於約5重量%之防凍劑。在一些實施例中,防凍劑可為甘醇,包括例如單丙烯二醇、乙二醇、1,3-丙二醇(伸丙基二醇或TMG)、甘油、二丙烯甘醇,及其組合。在使用甘醇之一些實施例中,甘醇可具有200 g/mol至2000 g/mol、200 g/mol至1000 g/mol、350 g/mol至600 g/mol、350 g/mol至500 g/mol、375 g/mol至500 g/mol或其混合物的重量平均分子量(Mw)。在一些實施例中,甘醇可為二聚物、三聚物、四聚物,或2至100個單體二元醇或三元醇單元的任何組合,包括介於該兩個數字之間的所有整數。
在一些實施例中,導電流體可包括至少一種黏度控制劑,即黏度調節劑。黏度調節劑可包括此項技術中已知之任何化合物或混合物,且可包括例如醇、甘醇、乙二醇醚、多元醇、聚醚多元醇及類似物,或其混合物。在一些實施例中,黏度調節劑可包括例如乙醇、乙二醇(EG)、單丙烯二醇(MPG)、1,3-丙二醇、1,2,3-丙三醇(甘油),及其混合物。在一些實施例中,黏度調節劑具有小於約130 g/mol之分子量。在一些實施例中,可分別使用相同或不同的醇、二元醇及/或甘醇作為防凍劑或黏度控制劑。
在一些實施例中,導電流體可包括除生物劑以防止諸如細菌、真菌、藻、微藻及類似物之有機物的成長,有機物可使光學電潤濕裝置之光學性質惡化,特別在藉由電潤濕驅動之透鏡的情況下。除生物劑不應更改或最少地更改導電流體之所需光學性質(例如透明度及折射率)。除生物劑化合物包括此項技術中已知之彼等化合物,且可包括例如2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮(MIT)及1,2-苯并異噻唑-3-酮(BIT)。
非導電液體
本文中所揭示之非導電液體包括一或多種透射回復劑。視非導電流體之所要應用及對應性質而定,非導電液體可包括約1 % w/w至約35 % w/w之透射回復劑。在一些實施例中,非導電流體可包括約1 % w/w至約60 w/w、約1 % w/w至約25 % w/w、約1 % w/w至約20 % w/w、約1 % w/w至約15 % w/w、約1 % w/w至約10 % w/w、約5 % w/w至約40 % w/w、約5 % w/w至約25 % w/w、約5 % w/w至約20 % w/w、約5 % w/w至約15 % w/w、約5 % w/w至約10 % w/w、約10 % w/w至約25 % w/w、約10 % w/w至約20 % w/w或約10 % w/w至約15 % w/w之透射回復劑。在一些實施例中,非導電流體可包括約1 % w/w至約60 % w/w、約5 % w/w至約40 % w/w或約10 % w/w至約15 % w/w之透射回復劑。在一些實施例中,額外非反應性化合物(例如油、高或低黏度液體、油溶性固體等)可分別以約0.0001 % w/w至約95 % w/w或5 % w/w至約60 % w/w的量添加至非導電流體,以修改最終電氣響應性質。
本文中所揭示之該等透射回復劑可有益地提供對液體透鏡/電潤濕光學裝置、尤其在寬溫度範圍上使用之彼等裝置有益的高溫下之經改良效能及透射回復時間。較高溫度下之經改良效能包括大於45℃、大於50℃、大於55℃、大於60℃、大於65℃、大於70℃、大於75℃、大於80℃之溫度。經改良之透射回復時間表明透鏡之透明度在針對給定電壓差在裝置之操作溫度範圍(例如-20℃至+70℃)上使用時可維持或快速地回復。無透射回復劑之習知液體透鏡常常形成穩定乳液(水包油或油包水)及/或在窗114及/或絕緣層132A上形成凝結小滴。各別液體層中之至少一者中存在乳液及/或液體透鏡100結構之表面上的凝結小滴可導致增加的光漫射。增加的光漫射促使與聚焦及區分不同色彩區域(例如黑色與白色)之間的對比度相關聯之問題。本文中所描述之透射回復劑幫助實現液體透鏡/電潤濕光學裝置之經改良透射回復時間。
導電液體包括具有式(I)及/或式(II)之透射回復劑:

其中R1 係烷基、環烷基、氟烷基或烷氧基。
在一些實施例中,透射回復劑可包括烷基參(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基參(三甲基矽氧基)、烷基七甲基三矽氧烷、氟烷基七甲基三矽氧烷及其組合。在其他實施例中,透射回復劑可包括正辛基參三甲基矽氧基矽烷、3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷及其組合。在其他實施例中,透射回復劑可包括3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷及其組合。在另外其他實施例中,透射回復劑不包括正辛基參三甲基矽氧基矽烷。
如本文中所使用,「烷基」包括直鏈及支鏈烷基,該等烷基具有1至約20個碳原子,且典型地1至12個碳原子,或在一些實施例中1至8個碳原子。如本文中所使用,「烷基」可包括如下文定義之環烷基。烷基可經取代或未經取代。直鏈烷基之實例包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基及正辛基。支鏈烷基之實例包括但不限於異丙基、第二丁基、第三丁基、新戊基及異戊基。代表性經取代烷基可經例如胺基、硫基、羥基、氰基、烷氧基及/或諸如F、Cl、Br及I基之鹵基取代一或多次。在一些實施例中,烷基可經例如氰基、烷氧基及氟基取代一或多次。如本文中所使用,術語鹵代烷基係具有一或多個鹵基之烷基。在一些實施例中,鹵代烷基係指全鹵代烷基。在一些實施例中,「烷基」可特別排除8碳正辛基。
環烷基係環狀烷基,諸如但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基及環辛基。在一些實施例中,環烷基具有3至8個環成員,而在其他實施例中,環碳原子之數目在3至5、6或7之範圍內。環烷基可經取代或未經取代。環烷基進一步包括:多環環烷基,諸如但不限於降冰片基、金剛烷基、冰片基、莰烯基、異莰烯基及蒈烯基;及稠環,諸如但不限於十氫萘基及類似物。環烷基亦包括經如上所定義之直鏈或支鏈烷基取代的環。代表性經取代環烷基可經單取代或取代多於一次,諸如但不限於:2,2-;2,3-;2,4-;2,5-;或2,6-雙取代之環己基,或單、雙或三取代之降冰片基或環庚基,該等基團可用例如烷基、烷氧基、胺基、硫基、羥基、氰基及/或鹵基取代。
烯基為具有2至約20個碳原子且進一步包括至少一個雙鍵之直鏈、支鏈或環狀烷基。在一些實施例中,烯基具有1至12個碳原子,或典型地,1至8個碳原子。烯基可經取代或未經取代。烯基包括例如乙烯基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、異丁烯基、環己烯基、環戊烯基、環己二烯基、丁二烯基、戊二烯基及己二烯基等等。類似於烷基,烯基可經取代。二價烯基、即具有兩個接合點之烯基包括但不限於CH-CH=CH2 、C=CH2 或C=CHCH3
在一些實施例中,該非導電流體可另外包括有機或無機(礦物)化合物或其混合物。此等有機或無機化合物之實例包括碳氫化合物、Si基單體或寡聚物、Ge基單體或寡聚物、Si—Ge基單體或寡聚物、高指數聚苯基醚化合物、低指數氟化或全氟化碳氫化合物或其混合物。
碳氫化合物可為線性或分支的,且可含有一或多個飽和、不飽和或部分不飽和之環狀部分。在一些實施例中,碳氫化合物包括約10至約35個碳原子,或約20至約35個碳原子。在其他實施例中,碳氫化合物可進一步包括一或多個雜原子,以作為取代基及/或作為中斷碳氫鏈及/或環之原子或原子基團。此等雜原子包括但不限於氧、硫、氮、磷、鹵素(主要為氟、氯、溴及/或碘)。視導電相之應用及組成而定,包括一或多個雜原子可對兩種液體之互溶性有負面影響。在一些實施例中,非導電液體可包括約1 %至約99.8 % w/w、5 %至約99 % w/w、10 %至約95 % w/w、25 %至約95 % w/w或約50 %至約95 % w/w之碳氫化合物或碳氫化合物的混合物。在一些實施例中,碳氫化合物混合物可包括少量的芳族基團及/或量小於約5 % w/w、小於約4 % w/w、小於約3 % w/w、小於約2 % w/w、小於約1 % w/w、小於約0.5 % w/w的不飽和部分。在其他實施例中,例如氯之鹵素可以小於約10 % w/w、小於約7 % w/w、小於約5 % w/w、小於約3 % w/w或小於約3 % w/w之非導電液體的量存在於碳氫化合物中。
在一些實施例中,Si基單體或寡聚物、Ge基單體或寡聚物及/或Si—Ge基單體或寡聚物可包括由式III、IV、V、VI指定之以下結構中之一或多者:


其中R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 分別為烷基、芳基、(雜)芳基、(雜)芳基烷基、烷氧基或芳氧基;X為族14元素,包括例如碳、矽、鍺及其組合。在一些實施例中,X為碳,X為矽,X為鍺,X為碳、矽及鍺之混合物,或其組合。
用於Si基、Ge基及/或Si—Ge基寡聚物之寡聚物係具有介於約2與約20之間、介於約2與約10之間或介於約2與約5之間的許多相同(同質寡聚物)或不同(共寡聚物)重複單元之化合物。具有大於約20個重複單元之寡聚物可包括在較低溫度下的黏度之不當增大。
如本文中所使用,「(雜)芳基」意味含有約5至約12個原子、形成至少一個芳族及/或雜芳族環的芳族或雜芳族自由基,其中環經一或多個鹵素、一或多個醯氧基(例如,1、2、3個鹵素原子(主要為氟、氯及/或溴))取代,且視情況與一或多個飽和、部分飽和或不飽和之環系統稠合。在一些實施例中,雜芳環可用氮、磷或硫取代之芳環取代。在一些實施例中,(雜)芳基可包括例如在環上之任何可用位置中用1、2或3個鹵素原子取代的苯基、萘基、雙環[4.2.0]八三烯醯基取代之環系統。
如本文中所使用,「(雜)芳基烷基」意味針對沿著芳基及/或烷基經一或多個鹵素(例如,1、2、3個鹵素原子(主要為氟、氯及/或溴))取代的烷基及(雜)芳基中之每一者在本文中所描述之部分。
在一些實施例中,非導電流體之有機及/或無機化合物可包括六甲基二矽烷、二苯基二甲基矽烷、氯苯基三甲基矽烷、苯基三甲基矽烷、苯基參(三甲基矽氧基)矽烷、聚二甲基矽氧烷、四苯基四甲基三矽氧烷、聚(3,3,3-三氟丙基甲基矽氧烷)、3,5,7-三苯基九甲基-五矽氧烷、3,5-二苯基八甲基四矽氧烷、1,1,5,5-四苯基-1,3,3,5-四甲基-三矽氧烷、六甲基環三矽氧烷、六甲基二鍺烷、二苯基二甲基鍺烷、苯基三甲基鍺烷。在一些實施例中,非導電流體之有機及/或無機化合物可包括六甲基二鍺烷、二苯基二甲基鍺烷、六乙基二鍺烷、石蠟(parrafin),或其組合。舉例而言,石蠟油ISOPAR® P包括藉由Exxon Mobil生成及可購得之碳氫化合物的混合物。在其他實施例中,非導電流體之有機及/或無機化合物可包括高指數聚苯基醚流體。在一些實施例中,非導電液體可包括約1 %至約99.8 % w/w、5 %至約99 % w/w、10 %至約95 % w/w、25 %至約95 % w/w或約50 %至約95 % w/w之有機及/或無機化合物。在其他實施例中,非導電液體可包括約1 %至約99.8 % w/w、5 %至約99 % w/w、10 %至約95 % w/w、25 %至約95 % w/w或約50 %至約95 % w/w之碳氫化合物、有機及/或無機化合物。
已發現,用於液體透鏡/電潤濕光學應用中的本文中所揭示之非導電液體(油)可提供廣泛範圍之焦距、傾斜角及/或像散變化。為了實現此等益處,非導電液體應至少滿足以下性質中之一或多個:1)在液體透鏡之操作溫度範圍上的與導電液體匹配或類似之密度;2)與導電液體相比之明顯折射率差;3)在液體透鏡之操作溫度範圍上的與導電液體之低互溶性;4)相對於非導電液體之組份及親核性水基電解質(導電液體)中之每一者的化學穩定性;及5)匹配或達成液體透鏡之所要響應時間的足夠黏度。使用如本文中所揭示之透射回復劑提供用於非導電液體/流體中之液體材料的新組合,該等非導電液體/流體滿足上文提及之五個準則中之每一者,同時能夠在靜態及/或變化的環境中在寬溫度範圍上維持液體透鏡/電潤濕光學裝置中之此等性質。
關於密度參數,非導電液體之密度與導電液體之密度實質上匹配可幫助促進萬用液體透鏡/電潤濕光學裝置在多種傾斜角下具有寬焦距範圍。在一些實施例中,非導電液體與導電液體之間的密度差(Δρ)在包括約-30℃至約85℃或約-20℃至約65℃之寬溫度範圍上可低於0.1 g/cm3 、低於0.01 g/cm3 或低於3.10-3 g/cm3
關於折射率參數,在一些實施例中,非導電液體可具有約1.45至約1.60之折射率。在一些實施例中,導電液體與非導電液體之間的折射率差(Δη)可在約0.02至約0.24或約0.05至約0.15之範圍中。光學應用之此光學指數範圍包括諸如變焦、傾斜、像散補償及調諧折射率以相對範圍最佳化平衡精度之特徵。在一些實施例中,非導電液體可具有大於約1.60、大於約1.64或大於約1.66之折射率。在一些實施例中,導電液體與非導電液體之間的Δη可大於0.24、大於0.27或大於0.29。兩種液體之間的較高折射率差十分適合包括諸如以下各者之特徵的光學應用:變焦距;變焦或傾斜裝置;可變照明裝置,其中照明取決於兩種液體之間的折射率差;及/或光學裝置,其中可執行光軸之傾斜,例如用於光束偏轉或影像穩定應用。
關於互溶性參數,認為所揭示之導電液體及非導電液體不互溶。在一些實施例中,導電液體及非導電液體之部分互溶性可低於2%、低於1%、低於0.5%或低於0.2%。其中此等值中之每一者可在包括例如-30℃至85℃或-20℃至65℃之寬溫度範圍上量測。
關於穩定性參數,非導電液體在約-10℃至約+65℃、約-20℃至約+65℃或約-30℃至約+85℃之溫度範圍中保持在液態下。另外,所揭示之透射回復劑未展示關於分解或與傳導液體中所使用之親核性水基電解質反應的任何可偵測標記。最後,各別導電液體及非導電液體之個別組份亦相對於彼此化學穩定,即該等組合在傳導液體及非傳導液體之其他化合物存在之情況下在裝置之工作溫度範圍內不展現化學反應性。
關於黏度參數,在一些應用中非導電液體需要低黏度,此係因為預期黏度較低之流體能夠回應經由液體透鏡/電潤濕光學裝置之單元施加的變化電壓。水基導電層之黏度通常為低且快速地回應電壓變化。在一些實施例中,如在-20℃與+70℃範圍中之所有溫度下所量測的,非導電液體之黏度可小於40 cs、小於20 cs或小於10 cs。
現參看第2圖至第3圖,提供在熱震之後的幾個液體透鏡組態之透射回復時間。液體透鏡係根據Varioptic A39N0設計製備,即透鏡之機械孔徑為3.9 mm,油層之厚度為大約0.6 mm,且導電相層之厚度為1.8 mm。將透鏡中之每一者在85℃及6%相對濕度下置放於烘箱中2小時。隨後將透鏡分別直接置放在室溫下,每分鐘量測透射歷時150分鐘,隨後每2分鐘量測透射歷時120分鐘,隨後每5分鐘量測透射歷時630分鐘,最後每15分鐘監測透射。透射隨時間之演變在第2圖至第3圖中用曲線繪出,且可判定透射動力學與配方之間的關係。
仍參看第2圖至第3圖,透射曲線表明,當將正辛基參(三甲基矽氧基)矽烷、3-正辛基七甲基三矽氧烷或十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷引入油配方中時,透射率不僅更快地回復,而且更接近初始透射率(To )。對應參考或空白(無添加劑或isopar P)之結果表明相對於併有透射回復劑之三個液體透鏡的緩慢透射回復時間。在一些實施例中,至少95%之透射回復可藉由包括一或多種透射回復劑之液體透鏡在小於4小時、小於5小時、小於6小時、小於7小時、小於8小時、小於9小時或小於10小時中獲得。
現參看第4A圖至第4B圖,使用未併有透射回復劑之透鏡提供在熱震之前及之後的影像。將各別導電液體及非導電液體用於整合至成像裝置中之Corning VARIOPTIC® A39N0液體透鏡中。第4A圖中提供之影像係在任何熱震之前獲得。隨後將裝置在70℃下置放2小時,在室溫(約22℃)下置放2小時。第4B圖中提供之影像係在70℃下之熱震及後續冷卻時段之後使用相同透鏡獲得。分別比較第4A圖及第4B圖中所提供之影像表明所提供之熱震可如何影響所獲得的影像之品質。當相對於第4A圖影像查看時,第4B圖影像看上去以差對比度退色。
現參看第5A圖至第5B圖,使用併有透射回復劑之透鏡提供在熱震之前及之後的影像。將實例3中所概述之各別導電液體及非導電液體用於整合至成像裝置中之Corning VARIOPTIC® A39N0液體透鏡中。第5A圖中所提供之影像係在任何熱震之前獲得。隨後將裝置在70℃下置放2小時,在室溫(約22℃)下置放2小時。第5B圖中提供之影像係在70℃下之熱震及後續冷卻時段之後使用相同透鏡獲得。分別比較第5A圖及第5B圖中所提供之影像,展示出熱震之前及之後的影像之改良。第5B圖影像包括比不具有透射回復劑之透鏡中所提供的對比度(參見第4A圖至第4B圖)更佳的關於熱震前影像第5A圖之對比度。另外,第5B圖描繪比第4B圖中所提供的線條及特徵更清晰之線條及更多的出現在中心十字及圓圈圖案中的特徵。因此,本文中所描述之透射回復劑幫助實現液體透鏡/電潤濕光學裝置之經改良透射回復時間。
根據一些實施例,電潤濕光學裝置包括一電壓源,該電壓源用於施加A.C.電壓以改變形成於導電液體與非導電液體之間的彎月面,從而控制透鏡之焦距。在一些實施例中,電潤濕光學裝置進一步包括用於控制透鏡之一驅動器或類似電子裝置,透鏡及該驅動器或類似電子裝置係整合至液體透鏡中。在其他實施例中,電潤濕光學裝置可包括併有至少一個驅動器或類似電子裝置之複數個透鏡。
電潤濕光學裝置可用作為或係可變焦距液體透鏡、光學變焦、眼用裝置、具有光軸之可變傾斜的裝置、影像穩定裝置、光束偏轉裝置、可變照明裝置及使用電潤濕之任何其他光學裝置的部分。在一些實施例中,液體透鏡/電潤濕光學裝置可併入或安裝在任何一或多個設備中,該一或多個設備包括例如攝影機透鏡、手機顯示器、內視鏡、遙測計、牙科攝影機、條碼讀取器、射束偏轉器及/或顯微鏡。
實例
以下實例表示根據Varioptic A39N0設計製備之多種液體透鏡。Varioptic A39N0透鏡設計包括約3.9 mm之機械孔徑、約0.6 mm之非導電流體層厚度及約1.8 mm之導電流體層厚度。在20℃下執行針對此等電潤濕光學裝置量測之性質。
實例 1
實例4之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有60 % w/w之六乙基二鍺烷、25 % w/w之六甲基二鍺烷及15 % w/w之正辛基參(三甲基矽氧基)矽烷;及一導電液體,該導電液體具有97 % w/w之乙二醇及3 % w/w之乙酸鉀。
實例 2
實例2之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有57 % w/w之六乙基二鍺烷、30 % w/w之六甲基二鍺烷、7 % w/w之二苯基二甲基鍺烷及6 % w/w之正辛基參(三甲基矽氧基)矽烷;及一導電液體,該導電液體具有95.8 % w/w之乙二醇及4.2 % w/w之乙酸鉀。
實例 3
實例3之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有53 % w/w之六乙基二鍺烷、30 % w/w之六甲基二鍺烷、7 % w/w之二苯基二甲基鍺烷及10 % w/w之正辛基參(三甲基矽氧基)矽烷;及一導電液體,該導電液體具有98 % w/w之乙二醇及2 % w/w之乙酸鉀。
實例 4
實例4之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有60 % w/w之六乙基二鍺烷、25 % w/w之二苯基二甲基鍺烷及15 % w/w之正辛基參(三甲基矽氧基)矽烷;及一導電液體,該導電液體具有 70 % w/w之乙二醇、27 % w/w之水及3 % w/w之乙酸鉀。
實例 5
實例5之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有60 % w/w之六乙基二鍺烷、25 % w/w之二苯基二甲基鍺烷及15 % w/w之環己基參(三甲基矽氧基)矽烷;及一導電液體,該導電液體具有70 % w/w之乙二醇、27 % w/w之水及3 % w/w之乙酸鉀。
實例 6
實例6之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有60 % w/w之六乙基二鍺烷、25 % w/w之二苯基二甲基鍺烷及15 % w/w之十二基七甲基三矽氧烷;及一導電液體,該導電液體具有70 % w/w之乙二醇、27 % w/w之水及3 % w/w之乙酸鉀。
實例 7
實例7之電潤濕光學裝置包括:一非導電液體,該非導電液體具有40 % w/w/之六乙基二鍺烷、25 % w/w之二苯基二甲基鍺烷、15 % w/w之十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷及20 % w/w之Isopar P;及一導電液體,該導電液體具有70 % w/w之乙二醇、27 % w/w之水及3 % w/w之乙酸鉀。
儘管已出於說明目的闡述了例示性實施例及實例,但前述描述不欲以任何方式限制本發明之範疇及所附申請專利範圍。因此,在實質上不背離本發明之精神及各種原理的情況下,可對上述實施例及實例作出改變及修改。所有此等修改及改變意欲在本文中包括於本發明之範疇內且受以下申請專利範圍保護。
100‧‧‧例示性液體透鏡
102‧‧‧透鏡本體
104‧‧‧空腔
104A‧‧‧第一部分或頂部空間
104B‧‧‧第二部分或基礎部分
105A‧‧‧窄末端
105B‧‧‧寬末端
106‧‧‧第一液體
108‧‧‧第二液體
110‧‧‧液體之間的界面
112‧‧‧光軸
114‧‧‧第一窗
116‧‧‧第二窗
118‧‧‧第一外部層
120‧‧‧中間層
122‧‧‧第二外部層
124‧‧‧共用電極
126‧‧‧驅動電極
128‧‧‧導電層
130A‧‧‧劃線
132‧‧‧絕緣層
134A‧‧‧接合
134B‧‧‧接合
134C‧‧‧接合
下面係對附圖中之諸圖的描述。該等圖未必按比例,且為了清楚及簡明起見,該等圖之特定特徵及特定視圖可在比例上放大或示意性地展示。
在圖式中:
第1圖係根據本發明之一些實施例的例示性電潤濕光學裝置之示意橫截面圖。
第2圖係提供包括或缺少根據本發明之一些實施例之透射回復劑的各種液體透鏡組態之透射回復時間的一組透射曲線。
第3圖係提供包括及缺少根據本發明之一些實施例之透射回復劑的液體透鏡組態之透射回復時間的一對透射曲線
第4A圖至第4B圖係在熱震之前及之後利用未併有透射回復劑之透鏡獲得的影像。
第5A圖至第5B圖係在熱震之前及之後利用併有透射回復劑之透鏡獲得的影像。
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Claims (20)

  1. 一種電潤濕光學裝置,其包含: 一導電液體;一非導電液體,該非導電液體包含具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑:其中R1 係烷基、氟烷基或烷氧基;及一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸,其中該導電液體與該非導電液體係不互溶的。
  2. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置,該非導電液體進一步包含: 一疏水性單體或寡聚物,該疏水性單體或寡聚物具有由式III、IV、V、VI指定之以下結構中之一或多者: 其中R2 、R3 、R4 、R5R6 分別為烷基、芳基、(雜)芳基、烷氧基或芳氧基,且X為碳、矽、鍺或其組合。
  3. 如請求項2所述之電潤濕光學裝置,其中Ge基單體或寡聚物包含六甲基二鍺烷、二苯基二甲基鍺烷、六乙基二鍺烷、ISOPAR®P或其組合。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置,該非導電流體進一步包含: 一高指數聚苯基醚流體。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置,其中該透射回復劑包含烷基參(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基參(三甲基矽氧基)、烷基七甲基三矽氧烷、氟烷基七甲基三矽氧烷或其組合。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置,其中該透射回復劑係選自由3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷及其組合組成之群組。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置,其中該非導電液體包含約5 % w/w至約40 % w/w之該透射回復劑。
  8. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置,其中該導電流體及該非導電流體具有在小於4小時中至少95%之一透射回復。
  9. 一種非導電液體,其包含: 具有式(I)及/或式(II)之一透射回復劑: 其中R1係烷基、氟烷基或烷氧基;及一Ge基單體或寡聚物,該Ge基單體或寡聚物具有由式III、IV、V、VI指定之以下結構中之一或多者: 其中R2 、R3 、R4 、R5 及R6 分別為烷基、芳基、(雜)芳基、烷氧基或芳氧基,且X為碳、矽、鍺或其組合。
  10. 如請求項9所述之非導電液體,其中該非導電液體液體包含約5 % w/w至約40 % w/w之該透射回復劑。
  11. 如請求項9所述之非導電液體,其中該非導電液體具有在20℃下小於10 cs之一黏度。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之非導電液體,其中該非導電液體包含約10 % w/w至約25 % w/w之該透射回復劑。
  13. 如請求項9至11中任一項所述之非導電液體,其中該非導電液體包含約80 % w/w至約95 % w/w之該Ge基單體或寡聚物。
  14. 如請求項9至11中任一項所述之非導電液體,其中Ge基單體或寡聚物包含六甲基二鍺烷、二苯基二甲基鍺烷、六乙基二鍺烷、ISOPAR®P或其組合。
  15. 如請求項9至11中任一項所述之非導電液體,其中該透射回復劑包含烷基參(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基參(三甲基矽氧基)、烷基七甲基三矽氧烷、氟烷基七甲基三矽氧烷或其組合。
  16. 如請求項9至11中任一項所述之非導電液體,其中該透射回復劑係選自由3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基參(三甲基矽氧基)矽烷及其組合組成之群組。
  17. 一種電潤濕光學裝置,其包含: 一導電液體;一非導電液體,該非導電液體包含一透射回復劑,該透射回復劑包含烷基參(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基參(三甲基矽氧基)、烷基七甲基三矽氧烷、氟烷基七甲基三矽氧烷或其組合;一介電表面,該介電表面與該導電液體及該非導電液體兩者接觸,其中該導電液體與該非導電液體係不互溶的。
  18. 如請求項17所述之電潤濕光學裝置,該非導電液體進一步包含一Ge基單體或寡聚物,該Ge基單體或寡聚物包括六甲基二鍺烷、二苯基二甲基鍺烷、六乙基二鍺烷、ISOPAR®P或其組合。
  19. 如請求項17或18所述之電潤濕光學裝置,其中該非導電液體包含約5 % w/w至約25 % w/w之該透射回復劑。
  20. 如請求項17或18所述之電潤濕光學裝置,其中該導電流體及該非導電流體具有在小於4小時中至少95%之一透射回復。
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