[發(fā)明專利]用于液體透鏡的非水導(dǎo)電液體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510261098.0
• 申請日: 2015-05-20
• 公開（公告）號: CN105093517B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布格爾·本杰明;舍瓦利奧特·史蒂芬妮;馬萊特·杰拉爾丁
• 申請（專利權(quán)）人: 派諾特?zé)o人機(jī)公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B3/12
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王英

本發(fā)明涉及用于液體透鏡的非水導(dǎo)電液體和電潤濕光學(xué)裝置，其包括：非水導(dǎo)電液體以及不導(dǎo)電液體，這些液體是不互溶的；以及介電外殼，上述兩種液體在所述介電外殼上接觸，形成三個界面。所述非水導(dǎo)電液體包括：非離子極性有機(jī)溶劑；和至少2重量％的第一化合物；所述第一化合物是非水的，并且是離子的或者非離子的；如果所述第一化合物是非離子的，所述第一化合物比所述溶劑極性更強(qiáng)，非離子的所述第一化合物的極性通過Hansen參數(shù)測定，其Hansen極性參數(shù)δ_p與Hansen氫鍵參數(shù)δ_h的和高于所述非離子極性有機(jī)溶劑的對應(yīng)Hansen參數(shù)的和，所述非水導(dǎo)電液體還包括離子第二化合物。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電潤濕光學(xué)裝置、其制造方法及其應(yīng)用。本發(fā)明還涉及包括所述電潤濕光學(xué)裝置的液體透鏡以及包括所述液體透鏡的設(shè)備。

背景技術(shù)

基于電潤濕的液體透鏡是已知的，一些專利文獻(xiàn)例如EP1816491A1和EP1166157A1涉及這方面的總體描述和應(yīng)用。這些專利文獻(xiàn)中描述的基于電潤濕的液體透鏡如所有的現(xiàn)有商業(yè)應(yīng)用中存在的一樣，是基于兩相的存在而形成，這兩相為油相和導(dǎo)電相，該導(dǎo)電相是基于水的，大致包括50重量％或者更多的水、50重量％或者更少的有機(jī)極性成分例如乙二醇。此外，該兩相總體上是非混的，因此在包括例如聚氯代對二甲苯的介電材料的絕緣基質(zhì)上形成三個界面。

水通常用作導(dǎo)電相的主要成分，因為水在所述導(dǎo)電相中提供強(qiáng)極性成分。實際上，根據(jù)楊氏方程，γ_{導(dǎo)電相/介電相}＝γ_{油相/介電相}+cosθγ_{油相/導(dǎo)電相},其中γ_i/j是相i和相j之間的表面能，當(dāng)導(dǎo)電相具有最強(qiáng)極性時，油易于在介電表面上潤濕。此外，水在導(dǎo)電相中的使用使得油和導(dǎo)電相之間的互溶性最小化，即使在高溫下也是如此，這可形成可接受的電潤濕性能。

然而，基于水的導(dǎo)電相的缺點(diǎn)包括：水的揮發(fā)性，特別是當(dāng)電潤濕裝置用在溫暖或者高溫環(huán)境中；電潤濕裝置被導(dǎo)電相腐蝕的風(fēng)險，通常是鹽水腐蝕；以及水使電潤濕裝置劣化的傾向，而因此使包括電潤濕裝置的任何液體透鏡、設(shè)備或者組件發(fā)生劣化。特別是，對于液體透鏡應(yīng)用，水的使用導(dǎo)致水隨著時間緩慢蒸發(fā)并且水泄漏到液體透鏡外部。此外，當(dāng)太多的水流失時，透鏡中會出現(xiàn)氣泡，這導(dǎo)致這些透鏡失效。例如，EP1816491A1中描述的液體透鏡由于在高溫下長時間存放后氣泡在水基導(dǎo)電相中出現(xiàn)而發(fā)生故障。水基導(dǎo)電相在工業(yè)應(yīng)用中的另一缺點(diǎn)是要求水基導(dǎo)電相具有-20℃的冰點(diǎn)，在不損害水基導(dǎo)電相的其他性能的情況下這是難以實現(xiàn)的。

其他專利文獻(xiàn)中也有關(guān)于可用在電潤濕裝置中的導(dǎo)電相的其他總體描述，例如WO2004/099845A1。然而，據(jù)我們所知，所有專利文獻(xiàn)公開的都是水基導(dǎo)電相。

盡管如此，一些學(xué)術(shù)文獻(xiàn)上提及一些示例的電潤濕裝置用非水制劑。例如，Heikenfeld等描述了電潤濕用非水導(dǎo)電相(參見J.disp.Technol.2011,7,649–656；Langmuir 2009,25,12387–12392)。具體而言，這些非水導(dǎo)電相包括DMSO、乙二醇、甲酰胺、γ-丁內(nèi)酯、N-甲基甲酰胺、碳酸丙烯酯、丙二醇或2-吡咯烷酮，并且還包括少量大尺寸離子，例如溶解在其中的陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)。為了避免電潤濕過程中的電荷注入問題，大尺寸離子在非水導(dǎo)電相中需低濃度使用(少于1重量％，優(yōu)選少于0.5重量％)。此外，這些文獻(xiàn)中描述的油是十二烷和聚二甲基硅氧烷，它們在極性介質(zhì)中是高度難溶的。但是，這些油和非水導(dǎo)電相的密度不匹配，其光學(xué)指數(shù)不適用于具有質(zhì)量要求的液體透鏡應(yīng)用。

最近，來自X.Hu,S.Zhang,Y.Liu,C.Qu和L.Lu的文獻(xiàn)描述了基于離子液體的非水導(dǎo)電相(參見Applied Physics Letters 211,99,213505).但是,基于離子液體的非水導(dǎo)電相是不夠的，因為他們不滿足具有低于-20℃的冰點(diǎn)的要求。實際上，離子液體在室溫下是固態(tài)。

因此，持續(xù)需要提供高度可靠的電潤濕裝置。

發(fā)明內(nèi)容