KR101452723B1 - Electro-wetting devices enable to eliminate bubble therein and Electro-wetting lens having the same - Google Patents

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KR101452723B1 KR1020120093058A KR20120093058A KR101452723B1 KR 101452723 B1 KR101452723 B1 KR 101452723B1 KR 1020120093058 A KR1020120093058 A KR 1020120093058A KR 20120093058 A KR20120093058 A KR 20120093058A KR 101452723 B1 KR101452723 B1 KR 101452723B1
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Abstract

본 발명은 전기습윤 장치 내에서 발생한 기포를 제거하는 장치와 이를 이용한 전기습윤 렌즈에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명에 따른 전기습윤 렌즈는 각각 평행하게 구비되는 한 쌍의 투명 플레이트; 상기 한쌍의 투명 플레이트 사이에 구비되고, 내측에 공간부를 형성하는 구동부; 및 상기 공간부 내에 구비되며 상호 계면을 형성하는 투명 극성 유체 및 투명 비극성 유체;를 포함하되, 상기 구동부는 전기장을 생성하는 전극쌍과, 상기 전극쌍을 절연하는 절연부재와, 상기 전극쌍에 전력이 공급되는 경우 친수성으로 변환되는 소수성 부재와, 촉매 반응에 의하여 상기 극성 유체와 비극성 유체 내의 버블을 이온화시키는 촉매부재를 포함한다.
본 발명에 따른 플레티늄 또는 팔라듐에 의한 촉매부재는 전기습윤 장치 내에서 절연체 파괴 또는 절연체의 복구 과정에서 발생하는 기포를 제거할 수 있으며, 또한 촉매부재의 구조적 특징과 테플론 코팅층을 형성함으로써 촉매부재와 극성 유체(물)의 접촉면적을 증가시켜 기포의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to an apparatus for removing air bubbles generated in an electrowetting apparatus and an electrowetting lens using the same. More particularly, the electrowetting lens according to the present invention comprises a pair of transparent plates provided in parallel to each other, A driving part provided between the pair of transparent plates and forming a space part in the inside; And a transparent polar fluid and a transparent non-polar fluid disposed in the space and forming an interface with each other, wherein the driving unit includes an electrode pair for generating an electric field, an insulating member for insulating the electrode pair, A hydrophobic member which is converted into hydrophilic when it is supplied, and a catalyst member which ionizes the polar fluid and the bubble in the non-polar fluid by a catalytic reaction.
The catalyst member made of platinum or palladium according to the present invention can remove bubbles generated in the process of recovering the dielectric breakdown or the insulator in the electrowetting device and can also remove the bubbles generated in the process of recovering the insulator and the structural characteristic of the catalyst member and the Teflon coating layer, The bubble removal efficiency can be improved by increasing the contact area of the fluid (water).

Description

기포 제거가 가능한 전기습윤 장치 및 이를 구비한 전기습윤 렌즈{Electro-wetting devices enable to eliminate bubble therein and Electro-wetting lens having the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an electro-wetting device capable of removing air bubbles and an electro-wetting lens having the same,

본 발명은 전기습윤 장치 내에서 발생한 기포를 제거하는 장치와 이를 이용한 기포 제거 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device for removing bubbles generated in an electrowetting device and a bubble removing method using the same.

현재 사용되고 있는 카메라 및 광학 기기들은 서로 다른 위치에 놓인 물건에 대한 수차를 보정하기 위해서 기계적인 렌즈의 움직임이 필요하며 이에 따른 전력소모가 요구된다.Currently used cameras and optical instruments require mechanical lens movement to compensate for aberrations for objects placed at different positions, and power consumption is required accordingly.

전기습윤 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 전해액과 고체표면 사이에 전위차를 발생시켜 전해액의 표면장력을 제어함으로써 접촉각을 인위적으로 변화시킬 수 있는 기술이다. 이 기술은 전력소모가 적고, 기계적인 움직임이 없어 반영구적 사용이 가능하다.The electrodeposition technique is a technique capable of artificially changing the contact angle by generating a potential difference between the electrolyte solution and the solid surface as shown in FIG. 1, thereby controlling the surface tension of the electrolyte solution. This technology consumes less power, has no mechanical motion, and can be used semi-permanently.

전기 습윤을 이용한 장치는 높은 전압 등의 이유로 절연층이 파괴되었을 시 제 기능을 하지 못하는 문제점이 있다. 전기 습윤에서 절연층 파괴에 의한 장치의 기능 정지를 막기 위해 전극으로 쓰인 알루미늄 층을 산화시켜 장치 내부에서 절연층을 자체적으로 복구시키는 연구가 이미 진행된 바 있다.The device using electrowetting has a problem in that it fails to function when the insulation layer is broken due to high voltage or the like. Research has already been carried out to oxidize the aluminum layer used as an electrode in order to prevent the device from stopping due to breakdown of the insulation layer in electrowetting, thereby restoring the insulation layer inside the device itself.

그러나 도 2a에 도시된 바와 같이 전기습윤장치의 절연층이 손상(breakdown)되는 경우 기포가 발생할 수 있으며, 또한 도 2b에 도시된 바와 같이 전기 분해로 생성된 산소와 알루미늄의 합성물에 의하여 손상된 절연층을 자체적으로 복구하는 과정에서 수소 가스에 의한 기포가 발생할 수 있다. 이렇게 발생한 기포는 물과의 굴절율 차이가 커서 광학 장치의 성능을 크게 저하시키는 문제점이 발생한다. 즉, 전기습윤 현상 중 생성된 기포는 물이나 오일과 굴절률 차이가 매우 크기 때문에, 광학장치의 성능을 방해 할 수 있다.However, when the insulating layer of the electrowetting device is broken down as shown in FIG. 2A, bubbles may be generated, and as shown in FIG. 2B, the insulating layer damaged by the electrolytic- The bubbles due to the hydrogen gas may be generated. The bubbles generated in such a manner have a large difference in refractive index from water, which causes a problem that the performance of the optical device is greatly deteriorated. That is, the bubbles generated during the electrowetting phenomenon may interfere with the performance of the optical device because the refractive index difference with water or oil is very large.

본 발명은 전기습윤 장치 내에서 절연층의 손상과정에서 발생하는 기포와 손상된 절연층의 회복과정에서 발생하는 기포를 자체적으로 제거할 수 있는 수단을 제공한다.The present invention provides means for removing bubbles generated in the process of damaging the insulating layer and bubbles generated in the process of recovering the damaged insulating layer in the electrowetting device.

본 발명은 전기습윤 장치, 특히 전기습윤 렌즈와 같이 기포의 발생에 의하여 자체의 성능이 크게 감소하는 경우 해당 기포를 제거함으로써 해당 장치의 광학적 성능을 회복할 수 있다.The present invention can recover the optical performance of the device by removing the bubbles when the performance of the device is greatly reduced due to the generation of bubbles, such as an electrowetting device, particularly an electrowetting lens.

본 발명에 따른 기포 제거가 가능한 전기습윤 장치는 적어도 둘 이상의 전극에 인가되는 전압에 따라 극성 유체, 비극성 유체 사이의 계면 형상과 상기 극성 유체의 접촉각을 변동시키는 구동부; 및 촉매 반응에 의하여 상기 극성 유체와 비극성 유체 내의 버블을 이온화시키는 촉매부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electro-wetting apparatus capable of removing bubbles, comprising: a driving unit for changing an interface shape between a polar fluid and a non-polar fluid and a contact angle of the polar fluid according to a voltage applied to at least two electrodes; And a catalyst part for ionizing the polar fluid and the bubble in the non-polar fluid by a catalytic reaction.

또한 상기 촉매부는 상기 전극들 중 어느 하나의 전극에 인접하도록 구비될 수 있다.The catalytic unit may be disposed adjacent to any one of the electrodes.

또한 상기 촉매부는 상기 극성 유체에 노출되도록 구비될 수 있다.The catalyst part may be provided to be exposed to the polar fluid.

또한 상기 촉매부는 상기 적어도 둘 이상의 전극들 중 어느 하나의 전극으로 기능할 수 있다.Further, the catalyst portion may function as any one of the at least two electrodes.

또한 상기 촉매부는 그라운드 전극일 수 있다.Also, the catalytic portion may be a ground electrode.

또한 상기 촉매부는 플레티늄(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.The catalyst portion may include at least one of platinum (Pt) and palladium (Pd).

또한 상기 촉매부의 적어도 일부 표면에는 테프론 코팅층이 형성될 수 있다.
Further, a Teflon coating layer may be formed on at least a part of the surface of the catalyst part.

한편, 본 발명에 따른 전기습윤 렌즈는 각각 평행하게 구비되는 한 쌍의 투명 플레이트; 상기 한쌍의 투명 플레이트 사이에 구비되고, 내측에 공간부를 형성하는 구동부; 및 상기 공간부 내에 구비되며 상호 계면을 형성하는 투명 극성 유체 및 투명 비극성 유체;를 포함하되, 상기 구동부는 전기장을 생성하는 전극쌍과, 상기 전극쌍을 절연하는 절연부재와, 상기 전극쌍에 전력이 공급되는 경우 친수성으로 변환되는 소수성 부재와, 촉매 반응에 의하여 상기 극성 유체와 비극성 유체 내의 버블을 이온화시키는 촉매부재를 포함한다. 여기서, 상기 촉매부재는 상기 전극들 중 하나와 인접하여 배열되거나 상기 전극들 중 하나로 기능한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electro-wetting lens comprising: a pair of transparent plates provided in parallel; A driving part provided between the pair of transparent plates and forming a space part in the inside; And a transparent polar fluid and a transparent non-polar fluid disposed in the space and forming an interface with each other, wherein the driving unit includes an electrode pair for generating an electric field, an insulating member for insulating the electrode pair, A hydrophobic member which is converted into hydrophilic when it is supplied, and a catalyst member which ionizes the polar fluid and the bubble in the non-polar fluid by a catalytic reaction. Here, the catalyst member is arranged adjacent to one of the electrodes or functions as one of the electrodes.

또한 상기 상기 전극쌍 중 어느 하나의 전극은 상기 촉매부재와 일체형으로 형성될 수 있다. 나아가 상기 촉매부재는 그라운드 전극일 수 있다.In addition, any one of the electrode pairs may be integrally formed with the catalyst member. Further, the catalyst member may be a ground electrode.

또한 상기 구동부는 링 형상으로 형성될 수 있다.The driving unit may be formed in a ring shape.

나아가 상기 구동부는 링형상으로 형성된 상기 촉매부재, 상기 절연부재 및 상기 소수성 부재가 적층되어 형성될 수 있다.Furthermore, the driving unit may be formed by stacking the catalyst member, the insulating member, and the hydrophobic member formed in a ring shape.

또한 상기 촉매부재는 상기 공간부 측으로 돌출되어 상기 절연부재와 단차가 형성될 수 있다.Further, the catalytic member may protrude toward the space portion to form a step with the insulating member.

또한 상기 촉매부재는 플레티늄(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.In addition, the catalyst member may include at least one of platinum (Pt) and palladium (Pd).

또한 상기 촉매부재 중 상기 공간부측으로 노출되는 표면은 테프론 코팅층이 형성될 수 있다.The surface of the catalyst member exposed to the space portion may be formed with a Teflon coating layer.

또한 상기 한 쌍의 투명 플레이트 중 상기 극성 유체와 접촉하는 투명 플레이트는 친수성일 수 있다.Further, the transparent plate in contact with the polar liquid among the pair of transparent plates may be hydrophilic.

본 발명에 따른 플레티늄 또는 팔라듐에 의한 촉매부재는 전기습윤 장치 내에서 절연체 파괴 또는 절연체의 복구 과정에서 발생하는 기포를 제거할 수 있다.The catalyst member made of platinum or palladium according to the present invention can remove bubbles generated in the electric wetting apparatus in the process of destroying the insulator or recovering the insulator.

또한 본 발명에 따르면 촉매부재의 구조적 특징과 테플론 코팅층을 형성함으로써 촉매부재와 극성 유체(물)의 접촉면적을 증가시켜 기포의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, by forming the Teflon coating layer and the structural characteristics of the catalyst member, the contact area between the catalyst member and the polar fluid (water) can be increased to improve the bubble removing efficiency.

도 1은 전기습윤 현상을 설명하기 위한 사진이다.
도 2a는 절연층 파괴로 인한 기포발생현상을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2b은 절연층 회복 중의 기포발생현상을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 렌즈를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 5는 내지 도 8은 일 실시예에 따른 전기습윤 렌즈 내의 기포를 제거하는 단계를 순차적으로 나타내는 종단면도이다.Fig. 1 is a photograph for explaining electro-wetting phenomenon.
2A is a schematic view for explaining a bubble generation phenomenon due to an insulation layer breakdown.
2B is a schematic view for explaining the bubble generation phenomenon during the recovery of the insulating layer.
Figures 3 and 4 are longitudinal cross-sectional views schematically illustrating an electrowetting lens according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 5 to 8 are longitudinal sectional views sequentially showing the step of removing air bubbles in the electro-wet lens according to the embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the absence of special definitions or references, the terms used in this description are based on the conditions indicated in the drawings. The same reference numerals denote the same members throughout the embodiments. For the sake of convenience, the thicknesses and dimensions of the structures shown in the drawings may be exaggerated, and they do not mean that the dimensions and the proportions of the structures should be actually set.

전기습윤기술(Electrowetting-on-dieletric, EWOD)이란 전기를 이용하여 극성/비극성(절연/비절연, 전도성/비전도성)의 유체 방울의 접촉각을 변화시키는 방법을 말하며, 구체적으로는 절연체로 코팅된 전극 위에 극성 유체와 비극성 유체가 맞닿아 있을 때 외부에서 전극과 극성 유체에 전압을 인가하여 극성 유체의 표면장력을 제어함으로써 극성 유체의 접촉각과 계면의 형상을 변화시키는 것이다. 이하에서느 일 실시예에 따른 전기습윤 렌즈를 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤 렌즈를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.Electrowetting-on-dieletric (EWOD) is a method of changing the contact angle of a polar / non-polar (insulating / non-insulating, conductive / nonconductive) fluid drop using electricity. Specifically, When the polar fluid and the non-polar fluid are in contact with the electrode, the contact angle of the polar fluid and the shape of the interface are changed by controlling the surface tension of the polar fluid by applying a voltage to the electrode and the polar fluid from the outside. An electro-wet lens according to one embodiment will be described below. Figures 3 and 4 are longitudinal cross-sectional views schematically illustrating an electrowetting lens according to one embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 전기습윤 렌즈는 전체적으로는 일반적인 렌즈와 같이 원통형상으로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이 전기습윤 렌즈의 상부 및 하부에는 투명 플레이트(10a, 10b)가 구비된다. 투명 플레이트(10a, 10b)는 서로 평행하게 구비되어 전기습윤 렌즈의 상부 및 하부를 형성하며 내부에 일정한 공간부를 형성한다. 한편, 상부의 투명 플레이트(10a)는 극성 유체(물)와의 접촉성을 향상시키기 위하여 친수성 재질로 형성되거나, 친수성 물질로 코팅처리하는 것이 바람직하다.The electrowetting lens according to this embodiment is generally formed in a cylindrical shape like a general lens. As shown in Fig. 3, transparent plates 10a and 10b are provided at the top and bottom of the electro-wet lens. The transparent plates 10a and 10b are provided parallel to each other to form upper and lower portions of the electro-wetting lens and form a predetermined space portion therein. On the other hand, the upper transparent plate 10a may be formed of a hydrophilic material or may be coated with a hydrophilic material to improve the contact with the polar liquid (water).

한편, 구동부는 링형상으로 형성되어 본 실시예에 따른 전기습윤 렌즈의 외주면을 구성하는 구성부이다. 구동부는 촉매부재(40), 절연부재(50) 및 소수성부재(60)를 포함한다.On the other hand, the driving portion is a ring-shaped portion constituting the outer peripheral surface of the electrowetting lens according to the present embodiment. The driving portion includes a catalyst member 40, an insulating member 50, and a hydrophobic member 60.

촉매부재(40)는 플레티늄(Pt)이나 팔라듐(Pd) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 그라운드 전극으로서 기능한다. 촉매부재(40)가 촉매로서 기능하는 경우 촉매반응을 통하여 촉매부재(40) 외측에 부착된 버블과 반응하여 해당 버블을 이온화시킴으로써 서서히 제거한다. 한편, 촉매부재(40)는 촉매반응을 위한 촉매로서의 역할과 그라운드 전극으로서의 기능을 동시에 수행하기 때문에 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 본 실시예에서와 같이 촉매부재(40) 단일의 구성부로서 구현되는 방식 이외에도, 별도의 그라운드 전극과 촉매재질의 메탈이 적층된 형태로도 구현이 가능하며, 그라운드 전극에 촉매 메탈 코팅층을 형성하는 방식도 가능하다. 즉, 본 발명에 따른 촉매부재는 그라운드 전극 주위에 구비되어 전기습윤 렌즈의 내부 공간부측으로 노출되는 것으로 충분하다. 한편, 촉매부재(40)의 표면 중 내측 공간부로 노출된 표면은 테프론 처리 등에 의하여 다공성 코팅층을 형성할 수 있다. 촉매부재(40)의 표면에 다공성 코팅층을 형성함으로써 촉매부재(40)의 표면에 기포가 용이하게 접착될 수 있도록 할 수 있다.The catalyst member 40 may be formed of a material such as platinum (Pt) or palladium (Pd), and functions as a ground electrode. When the catalyst member 40 functions as a catalyst, the catalyst member 40 reacts with the bubbles attached to the outside of the catalyst member 40 through the catalytic reaction, thereby slowly removing the bubbles by ionizing the bubbles. On the other hand, the catalyst member 40 can be implemented in various forms because it simultaneously performs a role as a catalyst for a catalytic reaction and a function as a ground electrode. In other words, as in the present embodiment, in addition to the method implemented as a single component of the catalyst member 40, it is also possible to form a separate metal layer of a ground electrode and a catalyst material, and a catalytic metal coating layer It is also possible to form it. That is, it is sufficient that the catalytic member according to the present invention is provided around the ground electrode and exposed to the inner space side of the electro-wet lens. On the other hand, the surface exposed to the inner space of the surface of the catalyst member 40 may be formed with a porous coating layer by Teflon treatment or the like. The bubbles can be easily adhered to the surface of the catalyst member 40 by forming the porous coating layer on the surface of the catalyst member 40.

절연부재(50)는 상술한 촉매부재(40)와 소수성 부재(60)의 사이에 구비되어 그라운드 전극의 기능을 하는 촉매부재(40)와 전력을 공급받는 소수성 부재(60)를 절연하는 기능을 한다.The insulating member 50 is provided between the catalyst member 40 and the hydrophobic member 60 to insulate the catalytic member 40 functioning as the ground electrode from the power receiving hydrophobic member 60 do.

소수성 부재(60)는 전극의 표면에 소수성 재질의 코팅층을 형성하는 방식으로 구현될 수 있다. 소수성 부재(60)는 전력이 공급되는 경우 상술한 촉매부재(40)와의 사이에서 발생하는 전기장에 의하여 소수성 부재(60)의 표면이 친수성으로 전환된다. 다만 앞서 설명한 촉매부재(40)의 경우와 같이 전기습윤 기술을 이용하여 전력이 공급되는 경우 소수성 부재(60)의 표면이 친수성으로 전환되면 충분하며, 그 구현 방식에는 제한이 없다. 또한 현재 공개되어 있는 다양한 방식의 전기습윤 기술이 응용될 수 있다.The hydrophobic member 60 may be realized by forming a coating layer of a hydrophobic material on the surface of the electrode. The surface of the hydrophobic member 60 is converted to hydrophilic by the electric field generated between the hydrophobic member 60 and the catalyst member 40 when power is supplied. However, it is sufficient if the surface of the hydrophobic member 60 is converted into hydrophilicity when electric power is supplied using the electrowetting technique as in the case of the catalyst member 40 described above, and there is no limitation in its implementation. In addition, various types of electrowetting techniques currently available can be applied.

전기습윤 렌즈의 내측 공간부에는 극성 유체(물, 20)와 비극성 유체(30)가 구비된다. 상부의 투명 플레이트(10a)측에는 극성 유체(20)가 구비되고, 하부의 투명 플레이트(10b) 측에는 비극성 유체(30)가 구비된다. 극성 유체(물)와 비극성 유체(30)는 일정한 계면을 형성한다. 도 3에 도시된 바와 같이 촉매부재(40)와 소수성 부재(60)에 외부의 전력이 공급(voltage on)되는 경우에는 소수성 부재(60)의 표면은 친수성으로 전환되어 극성 유체(20)와 소수성 부재(60)의 접촉면적이 증가하게 되며, 그 결과 극성 유체(20)와 비극성 유체(30) 사이의 계면(P1)은 위로 볼록한 형상으로 형성된다.A polar liquid (water) 20 and a non-polar liquid 30 are provided in the inner space portion of the electro-wet lens. A polar liquid 20 is provided on the upper transparent plate 10a side and a non-polar liquid 30 is provided on the lower transparent plate 10b side. The polar fluid (water) and the non-polar fluid 30 form a constant interface. 3, when external power is supplied to the catalyst member 40 and the hydrophobic member 60, the surface of the hydrophobic member 60 is converted to be hydrophilic so that the polar liquid 20 and hydrophobic The contact area of the member 60 is increased so that the interface P1 between the polar fluid 20 and the non-polar fluid 30 is formed in a convex shape.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 촉매부재(40)와 소수성 부재(60)에 공급되던 외부의 전력이 중단(voltage off)되는 경우에는 소수성 부재(60)의 표면이 다시 소수성으로 전환된다. 그 결과 비극성 유체(30)와 소수성 부재(60)의 접촉면적이 증가하게 되고, 극성 유체(20)와 비극성 유체(30) 사이의 계면(P1)은 아래로 볼록한 형상으로 형성된다. 한편, 극성 유체(20)와 비극성 유체(30)는 렌즈로서 기능하여야 하기 때문에 투명한 유체를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다.
4, when the external power supplied to the catalyst member 40 and the hydrophobic member 60 is turned off, the surface of the hydrophobic member 60 is again converted to hydrophobic. As a result, the contact area between the non-polar fluid 30 and the hydrophobic member 60 is increased, and the interface P1 between the polar fluid 20 and the non-polar fluid 30 is formed in a downward convex shape. On the other hand, since the polar liquid 20 and the non-polar liquid 30 should function as a lens, they are preferably formed using a transparent fluid.

위와 같이 본 실시예는 전기습윤 렌즈 내의 기포를 제거하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 이와 같이 촉매반응을 이용하여 전기습윤 렌즈 내의 기포를 제거하는 기술은 전기습윤 기술을 이용하는 다양한 장치에 응용될 수 있다.As described above, this embodiment can obtain the effect of removing air bubbles in the electrowetting lens. Also, the technique of removing air bubbles in the electro-wet lens using the catalytic reaction as described above can be applied to various devices using an electro-wetting technique.

즉, 촉매반응을 유도하는 촉매부재는 적어도 둘 이상의 전극에 인가되는 전압에 따라 극성 유체, 비극성 유체 사이의 계면 형상과 상기 극성 유체의 접촉각을 변동시키는 전기 습윤 장치내에 구비됨으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 촉매부재를 전기습윤 장치 내에 구비되는 극성 유체(또는 비극성 유체)에 노출되도록 구비함으로써 해당 극성 유체에 존재하는 기포를 이온화시켜 서서히 제거할 수 있다. 촉매부재의 표면에 다공성 코팅층을 형성함으로써 기포의 부착을 용이하게 하는 것도 동일하게 적용될 수 있다.
That is, the catalytic member for inducing the catalytic reaction is provided in the electrowetting device that changes the interface shape between the polar fluid and the non-polar fluid and the contact angle of the polar fluid according to the voltage applied to at least two electrodes, . That is, the catalyst member is provided so as to be exposed to a polar fluid (or a non-polar fluid) provided in the electrowetting device, so that bubbles existing in the polar fluid can be ionized and gradually removed. The same can be applied to facilitate adhesion of bubbles by forming a porous coating layer on the surface of the catalyst member.

도 5 내지 도 8을 참조하여 전기습윤 렌즈 내의 기포를 제거하는 방법을 설명한다. 도 5는 내지 도 8은 일 실시예에 따른 전기습윤 렌즈 내의 기포를 제거하는 단계를 순차적으로 나타내는 종단면도이다.A method of removing air bubbles in an electro-wetting lens will be described with reference to Figs. 5 to 8. Fig. FIGS. 5 to 8 are longitudinal sectional views sequentially showing the step of removing air bubbles in the electro-wet lens according to the embodiment.

도 5에 도시된 바와 같이 전기 습윤 장치에서 절연층 파괴 시 혹은 절연층 자체 회복을 위해 알루미늄 로드를 이용한 회복 과정에서 전기습윤 렌즈 내에 기포(5)가 발생할 수 있다. 광학적 전기 습윤 장치에서 발생하는 기포와 극성 유체간의 굴절율의 차이는 극성 유체(20)와 비극성 유체(30) 간의 굴절률 차이보다 많기 때문에 광학 장치의 성능에 이상을 발생시킨다.As shown in FIG. 5, bubbles 5 may be generated in the electrowetting lens in the process of recovering using the aluminum rod to break the insulation layer in the electrowetting device or to recover the insulation layer itself. The difference in the refractive index between the bubbles and the polar fluid generated in the optical electrowetting device is greater than the refractive index difference between the polar liquid 20 and the non-polar liquid 30, thus causing an abnormality in the performance of the optical device.

전기습윤 렌즈 내에 발생한 기포(5)를 없애기 위해서는 먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 외부의 전력을 촉매부재(40)와 소수성 부재(60) 사이에 공급한다. 촉매부재(40)와 소수성 부재(60)에 전력이 공급되면, 소수성 부재(60)의 표면이 친수성으로 전환되며, 극성 유체(20)와 소수성 부재(60)의 접촉면적이 증가하는 방향으로 진행된다. 그 결과 비극성 유체(30)의 중앙부분이 밀려 올라가게 되고, 극성 유체(20)는 중심축을 기준으로 외곽방향으로 밀려나게 된다. 이 때 극성 유체(20)가 외측으로 밀려남에 따라 극성 유체(20)에 포함되어 있는 기포(5)도 함께 외곽방향, 즉 촉매부재(40)를 향하여 이동하게 된다. 기포(5)는 극성 유체(20)의 이동에 따라 함께 움직이다가 다공성 코팅층이 형성되어 있는 촉매부재(40)에 부착된다.In order to eliminate bubbles 5 generated in the electro-wet lens, first, external power is supplied between the catalyst member 40 and the hydrophobic member 60 as shown in Fig. When the catalyst member 40 and the hydrophobic member 60 are supplied with electric power, the surface of the hydrophobic member 60 is converted to hydrophilic, and the contact area between the polar fluid 20 and the hydrophobic member 60 is increased do. As a result, the center portion of the non-polar fluid 30 is pushed up, and the polar fluid 20 is pushed outwardly with respect to the central axis. At this time, as the polar liquid 20 is pushed outwardly, the bubbles 5 contained in the polar liquid 20 move toward the outer side, that is, toward the catalyst member 40. The bubbles 5 are moved together with the movement of the polar fluid 20 and then attached to the catalyst member 40 on which the porous coating layer is formed.

한편, 기포(5)가 부착될 수 있는 표면적을 증가시키기 위하여 촉매부재(40)를 내부 공간부 측으로 돌출되도록 형성하여 절연부재(50)와 단차가 형성되도록 할 수 있다. 이 경우 도 7에 도시된 바와 같이 기포(5)가 부착될 수 있는 표면적이 증가됨으로써 기포(5)가 보다 용이하게 부착될 수 있다.Meanwhile, in order to increase the surface area to which the bubbles 5 can be attached, the catalyst member 40 may be formed to protrude toward the inner space side to form a step with the insulating member 50. In this case, as shown in Fig. 7, the surface area to which the bubble 5 can be attached is increased, so that the bubble 5 can be attached more easily.

기포(5)가 부착된 이후에는 촉매부재(40)에 부착된 기포(5)와 촉매부재(40)의 성분, 즉 플레티늄 또는 팔라듐과의 촉매반응에 의하여 기포(5)가 이온화된다. 기포(5)가 이온화됨에 따라 도 8에 도시된 바와 같이 기포(5)의 사이즈가 점차적으로 줄어들게 되며, 결국 소멸한다.
After the bubble 5 is adhered, the bubble 5 is ionized by the catalytic reaction between the bubble 5 attached to the catalyst member 40 and the components of the catalyst member 40, that is, platinum or palladium. As the bubble 5 is ionized, the size of the bubble 5 gradually decreases as shown in Fig. 8, and eventually disappears.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 기포 제거가 가능한 전기습윤 장치 및 이를 구비한 전기습윤 렌즈로 구현될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. An electrowetting apparatus and an electrowetting lens having the electrowetting apparatus.

10a, 10b: 투명 플레이트 20: 극성 유체(물)
30: 비극성 유체 40: 촉매부재
50: 절연부재 60: 소수성 부재10a, 10b: transparent plate 20: polar liquid (water)
30: nonpolar fluid 40: catalyst member
50: Insulation member 60: Hydrophobic member

Claims (16)

적어도 둘 이상의 전극에 인가되는 전압에 따라 극성 유체, 비극성 유체 사이의 계면 형상과 상기 극성 유체의 접촉각을 변동시키는 구동부; 및
촉매 반응에 의하여 상기 극성 유체와 비극성 유체 내의 버블을 이온화시키는 촉매부를 포함하되,
상기 촉매부는 상기 전극들 중 하나와 인접하여 배열되거나 상기 전극들 중 하나로 기능하는 기포 제거가 가능한 전기습윤 장치. A driving unit for changing an interface shape between the polar fluid and the non-polar fluid and a contact angle of the polar fluid according to a voltage applied to at least two electrodes; And
And a catalyst part for ionizing the polar fluid and the bubbles in the non-polar fluid by a catalytic reaction,
Wherein the catalytic portion is arranged adjacent to one of the electrodes or functions as one of the electrodes. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 촉매부는 상기 극성 유체에 노출되도록 구비되는 전기습윤 장치.The method according to claim 1,
Wherein the catalytic portion is configured to be exposed to the polar fluid. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 촉매부는 그라운드 전극인 전기습윤 장치.The method according to claim 1,
Wherein the catalytic portion is a ground electrode. 제1항에 있어서,
상기 촉매부는 플레티늄(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함하는 전기습윤 장치.The method according to claim 1,
Wherein the catalyst portion comprises at least one of platinum (Pt) and palladium (Pd). 제1항에 있어서,
상기 촉매부의 적어도 일부 표면에는 다공성 코팅층이 형성되는 전기습윤 장치.The method according to claim 1,
Wherein a porous coating layer is formed on at least a part of the surface of the catalyst portion. 각각 평행하게 구비되는 한 쌍의 투명 플레이트;
상기 한쌍의 투명 플레이트 사이에 구비되고, 내측에 공간부를 형성하는 구동부; 및
상기 공간부 내에 구비되며 상호 계면을 형성하는 투명 극성 유체 및 투명 비극성 유체;를 포함하되,
상기 구동부는 전기장을 생성하는 전극쌍과, 상기 전극쌍을 절연하는 절연부재와, 상기 전극쌍에 전력이 공급되는 경우 친수성으로 변환되는 소수성 부재와, 촉매 반응에 의하여 상기 투명 극성 유체 또는 상기 투명 비극성 유체 내의 버블을 이온화시키는 촉매부재를 포함하고,
상기 촉매부재는 상기 전극들 중 하나와 인접하여 배열되거나 상기 전극들 중 하나로 기능하는 전기습윤 렌즈.A pair of transparent plates provided in parallel to each other;
A driving part provided between the pair of transparent plates and forming a space part in the inside; And
A transparent polar fluid and a transparent non-polar fluid disposed in the space and forming an interface with each other,
Wherein the driving unit comprises: an electrode pair for generating an electric field; an insulating member for insulating the electrode pair; a hydrophobic member which is converted into a hydrophilic property when power is supplied to the electrode pair; and the transparent polar liquid or the transparent non- And a catalyst member for ionizing the bubbles in the fluid,
Wherein the catalytic member is arranged adjacent to one of the electrodes or functions as one of the electrodes. 제8항에 있어서,
상기 전극쌍 중 어느 하나의 전극은 상기 촉매부재와 일체형으로 형성되는 전기습윤 렌즈.9. The method of claim 8,
Wherein one of the electrode pairs is formed integrally with the catalyst member. 제9항에 있어서,
상기 촉매부재는 그라운드 전극인 전기습윤 렌즈.10. The method of claim 9,
Wherein the catalytic member is a ground electrode. 제9항에 있어서,
상기 구동부는 링 형상으로 형성되는 전기습윤 렌즈.10. The method of claim 9,
Wherein the driving portion is formed in a ring shape. 제11항에 있어서,
상기 구동부는 링형상으로 형성된 상기 촉매부재, 상기 절연부재 및 상기 소수성 부재가 적층되어 형성되는 전기습윤 렌즈.12. The method of claim 11,
Wherein the driving portion is formed by stacking the catalytic member, the insulating member, and the hydrophobic member formed in a ring shape. 제12항에 있어서,
상기 촉매부재는 상기 공간부 측으로 돌출되어 상기 절연부재와 단차가 형성되는 전기습윤 렌즈.13. The method of claim 12,
Wherein the catalytic member protrudes toward the space portion to form a step with the insulating member. 제8항에 있어서,
상기 촉매부재는 플레티늄(Pt) 및 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나의 재질을 포함하는 전기습윤 렌즈.9. The method of claim 8,
Wherein the catalyst member comprises at least one of platinum (Pt) and palladium (Pd). 제8항에 있어서,
상기 촉매부재 중 상기 공간부측으로 노출되는 표면은 테프론 코팅층이 형성되는 전기습윤 렌즈.9. The method of claim 8,
And a Teflon coating layer is formed on a surface of the catalyst member exposed to the space portion side. 제8항에 있어서,
상기 한 쌍의 투명 플레이트 중 상기 극성 유체와 접촉하는 투명 플레이트는 친수성인 전기습윤 렌즈.9. The method of claim 8,
Wherein the transparent plate in contact with the polar fluid of the pair of transparent plates is hydrophilic.
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