KR102152647B1 - Droplet removal device by electrowetting and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기습윤을 위한 전극을 폭을 모드에 따라 변경시킴으로써 다양한 크기의 액적을 제거할 수 있는 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a droplet removal apparatus and method thereof by electrowetting, and more particularly, a droplet removal apparatus by electrowetting capable of removing droplets of various sizes by changing the width of an electrode for electrowetting according to a mode. And to the method.
일반적으로, 고체상에 위치된 액체(liquid), 특히 방울형태(droplet)의 액체에 전기장이 가해지면, 고체에 대한 유체의 접촉각 및 표면장력이 변화된다. 이러한 액체 방울의 거동은 전기습윤효과(electrowetting effect)라고 불린다.In general, when an electric field is applied to a liquid placed in a solid phase, particularly a liquid in the form of a droplet, the contact angle and surface tension of the fluid with the solid are changed. This liquid droplet behavior is called the electrowetting effect.
전기습윤효과에 따른 접촉각 및 접촉면적의 변화를 이용하여 액체방울, 즉 액적(liquid droplet)은 이동될 수 있으며, 가해지는 전기장의 방향을 제어함으로써 액적의 이동방향도 제어될 수 있다. 즉, 전기장의 방향이 인가되는 전원의 주파수에 따라 진동되면, 액적에 진동이 발생될 수 있다.Liquid droplets, that is, liquid droplets can be moved by using the change in contact angle and contact area according to the electrowetting effect, and the moving direction of the droplets can also be controlled by controlling the direction of the applied electric field. That is, when the direction of the electric field is vibrated according to the frequency of the applied power, vibration may occur in the droplet.
이러한 전기습윤효과를 이용하여 액적을 제어하거나 제거하는 전기습윤소자(electrowetting element)가 개발되었으며, 다양한 분야에 적용되고 있다.An electrowetting element that controls or removes droplets using the electrowetting effect has been developed, and has been applied to various fields.
예를 들어, 최근 차량의 전면 유리 또는 이를 대체할 투명 디스플레이 등에 발생하는 빗물 또는 먼지와 같은 이물질들을 효율적으로 제거할 수 있는 세정 기술의 개발이 중요하게 대두되고 있다.For example, in recent years, the development of a cleaning technology capable of efficiently removing foreign substances such as rainwater or dust generated from a windshield of a vehicle or a transparent display to replace the same has become important.
또한, 카메라 등의 기기는 외부 환경에 그대로 노출될 수 있다. 따라서, 비가 오는 경우나, 물에 젖는 등의 경우에 카메라 표면에 물방울이 부착되게 된다. 소형 카메라의 시야를 깨끗하게 유지하기 위해서는 렌즈 표면에 발생하는 액적들을 즉시 제거해야 하는데, 별도의 액적제거 수단이 없어서, 이 경우, 카메라 성능이 상당히 저하될 수밖에 없었다.In addition, devices such as a camera may be exposed to the external environment as it is. Therefore, water droplets adhere to the camera surface when it rains or gets wet with water. In order to keep the field of view of a small camera clean, droplets generated on the lens surface must be immediately removed, but there is no separate means for removing droplets, so in this case, camera performance is inevitably degraded.
표면의 액적을 제거하기 위한 종래의 전기습윤소자에서는, 플러스 및 마이너스로 차이나게 교류전원을 전극에 인가하고, 전기습윤효과에 의한 진동에 의해 액적을 제거하는 기술이 개시되어 있다.In a conventional electrowetting device for removing droplets on a surface, a technique of applying an AC power source to an electrode in positive and negative differences, and removing droplets by vibration due to the electrowetting effect is disclosed.
그러나, 전극의 폭보다 작은 크기의 미세한 액적의 경우, 전기습윤효과에 의해 제거가 용이하지 않은 문제점이 있다.However, in the case of fine droplets having a size smaller than the width of the electrode, there is a problem that it is not easy to remove due to the electrowetting effect.
또한, 미세 액적 제거를 위한 전극패턴과 보다 큰 사이즈의 액적 제거를 위한 전극 패턴을 별개로 모두 구비하는 경우, 전극의 패턴이 복잡해지고, 사이즈가 커지고, 미세 액적이 제거되지 못하는 영역이 발생하므로 비효율적인 작동방식이 되는 문제점이 있다.In addition, when both the electrode pattern for removing fine droplets and the electrode pattern for removing larger sized droplets are separately provided, the electrode pattern becomes complicated, the size increases, and the area in which fine droplets cannot be removed occurs, which is inefficient. There is a problem of being a way of working.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다수의 전극을 특정한 패턴으로 배열하고 특정한 방식으로 구동시킴으로써 하나의 다전극 패턴으로 다양한 사이즈의 액적을 제거할 수 있는 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a droplet removal apparatus and method by electrowetting capable of removing droplets of various sizes with one multi-electrode pattern by arranging a plurality of electrodes in a specific pattern and driving them in a specific manner. will be.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 제공한다. 전기습윤에 의한 액적 제거장치는 베이스; 상기 베이스 상에 형성된 복수의 제1 빗살 전극부를 가지는 제1 전극; 상기 제1 전극을 덮는 절연층; 상기 베이스와 상기 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 각 상기 제1 빗살 전극부의 옆에 위치하는 제2 빗살 전극부를 가지는 제2 전극; 그리고 상기 베이스와 상기 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 상기 복수의 제1 빗살 전극부와 이격되며 서로 맞물린 형태로(interdigitated configuration) 배열되는 복수의 제3 빗살 전극부를 가지는 제3 전극으로서, 상기 제2 빗살 전극부가 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부의 사이에 위치하도록 형성되는, 제3 전극; 그리고 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 중 모드에 따라 일부의 전극에 제1 전원을 인가하고, 나머지 전극에 상기 제1 전원과 다른 제2 전원을 인가하여, 상기 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 상기 제1 전원이 인가되는 전극의 폭이 상기 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동하는 회로부;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides an apparatus for removing droplets by electrowetting. The apparatus for removing droplets by electrowetting includes a base; A first electrode having a plurality of first comb electrode portions formed on the base; An insulating layer covering the first electrode; A second electrode formed between the base and the insulating layer and having a second comb electrode portion positioned next to each of the first comb electrode portions when viewed in plan view; And a third formed between the base and the insulating layer and having a plurality of third comb electrode portions spaced apart from the plurality of first comb electrode portions and arranged in an interdigitated configuration when viewed in plan view. A third electrode, wherein the second comb electrode portion is formed to be positioned between the first comb electrode portion and the third comb electrode portion; In addition, a first power is applied to some of the electrodes according to a mode among the first electrode, the second electrode, and the third electrode, and a second power different from the first power is applied to the remaining electrodes. And a circuit unit driving such that the width of the electrode to which the first power is applied is substantially changed according to the mode when generating the electrowetting effect that causes vibration of the droplet.
본 발명의 실시예에 있어서, 전기습윤에 의한 액적 제거장치는 상기 제2 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부의 사이로 연장되는 제4 빗살 전극부를 가지는 제4 전극;을 더 포함하며, 상기 회로부는, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 모드에 따라 일부의 전극에 제5 전원을 인가하고, 나머지 전극에 상기 제5 전원과 다른 제6 전원을 인가하여, 상기 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 상기 제5 전원이 인가되는 전극의 폭이 상기 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the apparatus for removing droplets by electrowetting further includes a fourth electrode having a fourth comb electrode portion extending between the second comb electrode portion and the third comb electrode portion, wherein the circuit portion , By applying a fifth power to some of the electrodes according to a mode among the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode, and applying a sixth power different from the fifth power to the remaining electrodes When generating an electrowetting effect that causes vibration of droplets on the insulating layer, the width of the electrode to which the fifth power is applied may be driven to substantially change according to the mode.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 전극은 일측에서 상기 복수의 제1 빗살 전극부를 연결하는 제1 연결 전극부;를 더 포함하며, 상기 제3 전극은 타측에서 상기 복수의 제3 빗살 전극부를 연결하는 제3 연결 전극부;를 더 포함하며, 상기 제1 빗살 전극부의 단부는 상기 제3 연결 전극부의 측면과 대면하도록 위치하고, 상기 제3 빗살 전극부의 단부는 상기 제1 연결 전극부의 측면과 대면하도록 위치할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first electrode further includes a first connection electrode portion connecting the plurality of first comb electrode portions at one side, wherein the third electrode is the plurality of third comb electrode portions at the other side. And a third connection electrode part connecting the part, wherein an end of the first comb electrode part is positioned to face a side surface of the third connection electrode part, and an end of the third comb electrode part is a side surface of the first connection electrode part Can be positioned to face to face.
본 발명의 실시예에 있어서, 각 상기 제2 빗살 전극부는 이웃한 2개의 상기 제1 빗살 전극부 중 하나의 제1 빗살 전극부의 측면, 상기 제1 연결 전극부의 측면, 및 나머지 제1 빗살 전극부의 측면을 따라 연장되고, 상기 제1 빗살 전극부의 단부와 상기 제3 연결 전극부의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성되고, 각 상기 제4 빗살 전극부는 상기 이웃한 2개의 상기 제1 빗살 전극부 사이에 위치하는 상기 제3 빗살 전극부의 양 측면을 따라 연장되며, 상기 제3 빗살 전극부의 단부와 상기 제1 연결 전극부의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, each of the second comb electrode portions is a side surface of one of the adjacent two first comb electrode portions, a side surface of the first connection electrode portion, and the remaining first comb electrode portion. A pattern extending along a side surface and bent between an end portion of the first comb electrode portion and a side surface of the third connection electrode portion is formed to be repeated, and each of the fourth comb electrode portions is the two adjacent first comb electrode portions A pattern extending along both sides of the third comb electrode portion positioned therebetween, and bent between an end portion of the third comb electrode portion and a side surface of the first connection electrode portion may be formed to be repeated.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회로부는, 제1 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제2 빗살 전극부에 상기 제1 전원을 인가하고, 상기 제3 빗살 전극부에 상기 제2 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부로 된 제1 전원 전극부와 상기 제3 빗살 전극부와의 주기적 전위차에 의해 제1 액적을 제거하고, 제2 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제3 빗살 전극부에 제3 전원을 인가하고, 상기 제2 빗살 전극부에 제4 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부 간 및 상기 제2 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 상기 제1 액적보다 작은 사이즈의 제2 액적을 제거할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the circuit unit, in a first mode, applies the first power to the first comb electrode unit and the second comb electrode unit, and the second power supply to the third comb electrode unit Is applied to remove the first droplet by a periodic potential difference between the first power electrode portion and the third comb electrode portion, which are formed of the first comb electrode portion and the second comb electrode portion, and in the second mode, the second A third power is applied to the first comb electrode unit and the third comb electrode unit, and a fourth power is applied to the second comb electrode unit, so that between the first comb electrode unit and the second comb electrode unit and the first The second droplet having a size smaller than that of the first droplet may be removed by a periodic potential difference between the 2 comb electrode portion and the third comb electrode portion.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회로부는, 제3 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제2 빗살 전극부에 제5 전원을 인가하고, 상기 제3 빗살 전극부 및 상기 제4 빗살 전극부에 제6 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부로 된 제5 전원 전극부와 상기 제3 빗살 전극부와 상기 제4 빗살 전극부로 된 제6 전원 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제3 액적을 제거하고, 제4 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제4 빗살 전극부에 제7 전원을 인가하고, 상기 제2 빗살 전극부 및 상기 제3 빗살 전극부에 제8 전원을 인가하여, 상기 제1 내지 제4 빗살 전극부 각 사이의 주기적 전위차에 의해 상기 제3 액적보다 작은 사이즈의 제4 액적을 제거할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the circuit unit, in a third mode, applies a fifth power to the first comb electrode unit and the second comb electrode unit, and applies a fifth power to the third comb electrode unit and the fourth comb electrode unit. By applying a sixth power to the unit, there is a periodicity between the fifth power electrode unit including the first and second comb electrode units, and the sixth power electrode unit including the third and fourth comb electrode units. A third droplet is removed by a potential difference, and in a fourth mode, a seventh power is applied to the first and fourth electrodes, and the second and third electrodes are applied. By applying the eighth power, the fourth droplet having a size smaller than that of the third droplet may be removed due to a periodic potential difference between each of the first to fourth comb electrode portions.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 In order to achieve the above technical problem, another embodiment of the present invention
전기습윤에 의한 액적 제거방법을 제공한다. 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 사용하여, 제1 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제2 빗살 전극부에 상기 제1 전원을 인가하고, 상기 제3 빗살 전극부에 상기 제2 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부로 된 제1 전원 전극부와 상기 제3 빗살 전극부와의 주기적 전위차에 의해 제1 액적을 제거할 수 있다. 제2 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제3 빗살 전극부에 제3 전원을 인가하고, 상기 제2 빗살 전극부에 제4 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부 간 및 상기 제2 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 상기 제1 액적보다 작은 사이즈의 제2 액적을 제거할 수 있다.It provides a method for removing droplets by electrowetting. Using a droplet removal device by electrowetting, in a first mode, the first power is applied to the first and second comb electrode units, and the second power is applied to the third comb electrode unit. By applying the application, the first droplet may be removed by a periodic potential difference between the first power electrode portion and the third comb electrode portion formed of the first comb electrode portion and the second comb electrode portion. In the second mode, a third power is applied to the first and third comb electrode portions, and a fourth power is applied to the second comb electrode portion, so that the first comb electrode portion and the second comb electrode portion A second droplet having a size smaller than that of the first droplet may be removed by a periodic potential difference between the comb electrode portions and between the second comb electrode portion and the third comb electrode portion.
본 발명의 실시예에 있어서, 제3 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제2 빗살 전극부에 제5 전원을 인가하고, 상기 제3 빗살 전극부 및 상기 제4 빗살 전극부에 제6 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제2 빗살 전극부로 된 제5 전원 전극부와 상기 제3 빗살 전극부와 상기 제4 빗살 전극부로 된 제6 전원 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제3 액적을 제거할 수 있다. 제4 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부 및 상기 제4 빗살 전극부에 제7 전원을 인가하고, 상기 제2 빗살 전극부 및 상기 제3 빗살 전극부에 제8 전원을 인가하여, 상기 제1 내지 제4 빗살 전극부 각 사이의 주기적 전위차에 의해 상기 제3 액적보다 작은 사이즈의 제4 액적을 제거할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in a third mode, a fifth power is applied to the first and second comb electrodes, and a sixth power is applied to the third and fourth electrodes. When power is applied, a periodic potential difference between the fifth power electrode portion consisting of the first comb electrode portion and the second comb electrode portion, and the sixth power electrode portion consisting of the third comb electrode portion and the fourth comb electrode portion is determined by applying power. 3 Droplets can be removed. In a fourth mode, a seventh power is applied to the first and fourth comb electrode portions, and an eighth power is applied to the second and third comb electrode portions, and the first The fourth droplet having a size smaller than that of the third droplet may be removed by a periodic potential difference between each of the fourth comb electrode portions.
본 발명의 실시예에 있어서, 제5 모드에서, 상기 제1 빗살 전극부, 상기 제2 빗살 전극부 및 제4 빗살 전극부에 제9 전원을 인가하고, 상기 제3 빗살 전극부에 제10 전원을 인가하여, 상기 제1 빗살 전극부, 상기 제2 빗살 전극부 및 제4 빗살 전극부로 된 제9 전원 전극부와 상기 제3 빗살 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제5 액적을 제거할 수 있다. 제6 모드에서, 상기 제2 빗살 전극부, 상기 제3 빗살 전극부 및 제4 빗살 전극부에 제11 전원을 인가하고, 상기 제1 빗살 전극부에 제12 전원을 인가하여, 상기 제2 빗살 전극부, 상기 제3 빗살 전극부 및 제4 빗살 전극부로 된 제11 전원 전극부와 상기 제1 빗살 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제6 액적을 제거할 수 있다.In an embodiment of the present invention, in a fifth mode, a ninth power is applied to the first comb electrode, the second comb electrode, and the fourth comb electrode, and the tenth power is applied to the third comb electrode. By applying, the fifth droplet may be removed by a periodic potential difference between the ninth power electrode portion and the third comb electrode portion, which are formed of the first comb electrode portion, the second comb electrode portion, and the fourth comb electrode portion. In a sixth mode, an eleventh power is applied to the second comb electrode unit, the third comb electrode unit, and the fourth comb electrode unit, and a twelfth power is applied to the first comb electrode unit, so that the second comb The sixth droplet may be removed by a periodic potential difference between the eleventh power electrode portion and the first comb electrode portion, which are the electrode portion, the third comb electrode portion, and the fourth comb electrode portion.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제5 전원은 AC이고, 상기 제6 전원은 Vcom이고, 상기 제7 전원은 Vcom이고, 상기 제8 전원은 AC일 수 있다..In an embodiment of the present invention, the fifth power source may be AC, the sixth power source may be Vcom, the seventh power source may be Vcom, and the eighth power source may be AC.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 전극을 특정한 패턴으로 배열하고 특정한 방식으로 구동시킴으로써 하나의 다전극 패턴으로 다양한 사이즈의 액적을 제거할 수 있는 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a droplet removal apparatus and method by electrowetting capable of removing droplets of various sizes with one multi-electrode pattern by arranging a plurality of electrodes in a specific pattern and driving in a specific manner. I can.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 전기습윤에 의한 액적제거 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 액적에 크기에 따라 전기습윤에 의해 제거효과의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 3및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치에 채택될 수 있는 전극의 예들을 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적제거 장치 및 그 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법을 나타내는 도면들이다.1 is a view for explaining an example of a droplet removal method by electrowetting.
2 is a view for explaining a difference in removal effect by electrowetting according to the size of a droplet.
3 and 4 are diagrams showing examples of electrodes that can be employed in the apparatus for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an apparatus for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining an apparatus and method for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an apparatus for removing droplets by electrowetting according to another embodiment of the present invention.
8 to 12 are views showing an apparatus and method for removing droplets by electrowetting according to another embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, bonded)" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member in the middle. "Including the case. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 전기습윤에 의한 액적제거 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an example of a droplet removal method by electrowetting.
도 1에는 빗물, 안개 등의 액체 등의 액적(Droplet), 먼지, 서리 등을 자체적으로 제거할 수 있는 전기습윤에 의한 액적제거 방법의 원리가 예시되어 있다. FIG. 1 illustrates the principle of a droplet removal method by electrowetting capable of self-removing droplets, dust, and frost such as liquids such as rainwater and fog.
기기는 외부 환경에 노출되며, 그 결과 빗물 등의 액적이 기기의 표면에 부착될 수 있다. 카메라 등의 시야를 흐리는 액적이 표면에 부착되는 즉시 액적의 제거가 필요하다.The device is exposed to the external environment, and as a result, droplets such as rainwater may adhere to the surface of the device. Droplets need to be removed as soon as droplets that obscure the field of view such as cameras adhere to the surface.
도 1에 도시된 바와 같이, 액적(droplet)은 전극들(131,151)에 주기적인 전위차가 인가되면, 전극들(131,151) 간의 전기장의 진동으로 인해 액적에 진동이 발생하고, 액적이 결국 표면으로부터 떨어지는 현상에 의해 액적이 제거될 수 있다. As shown in FIG. 1, when a periodic potential difference is applied to the
이때, 전극들(131,151)에 특정한 주파수의 전위차를 인가할 때, 이웃한 전극들에 모두 교류전압을 인가하거나, 하나의 전극을 공통전원(com) 또는 그라운드(ground) 전압으로 두고 다른 하나의 전극에 교류전원을 인가할 수도 있다.At this time, when applying a potential difference of a specific frequency to the
액적이 위치한 표면이 경사진 표면인 경우, 진동되는 액적은 더 쉽게 표면으로부터 떨어질 수 있다.If the surface on which the droplet is located is an inclined surface, the vibrating droplet can more easily fall off the surface.
교류전원으로는, 예를 들어 저주파 교류전원을 인가하여 액적이 진동하도록 함으로써, 액적의 표면 장력을 변화시킬 수 있다. 다만, 교류전원은 저주파 교류전원으로 제한되지는 않는다.As the AC power source, for example, by applying a low-frequency AC power source to cause the droplet to vibrate, the surface tension of the droplet can be changed. However, AC power is not limited to low frequency AC power.
예를 들어, 차량 유리는 평면을 기준으로 소정의 경사를 가지고 있으므로, 액적(droplet)은 진동하면서 아래 방향(결국에는 차량 유리의 바깥 측)으로 이동하게 된다.For example, since the vehicle glass has a predetermined inclination with respect to the plane, the droplets vibrate and move downwards (eventually the outside of the vehicle glass).
구체적으로는, 수백 Hz 이하, 예를 들어 10Hz의 저주파 교류전원을 전극에 인가하면, 전극을 덮은 절연층(170) 표면에 접한 액적의 면적이 지속적으로 변화(떨림)하여 액적이 진동하며, 그 결과 액적과 절연층(170)의 표면 사이의 부착력이 지속적으로 감소하여 액적이 이동하여 제거될 수 있다.Specifically, when a low-frequency AC power source of several hundred Hz or less, for example, 10 Hz is applied to the electrode, the area of the droplet in contact with the surface of the insulating
도 2는 액적에 크기에 따라 전기습윤에 의해 제거효과의 차이를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a difference in removal effect by electrowetting according to the size of a droplet.
그러나, 액적이 미세한 크기여서, 전극들(131,151) 사이에 걸쳐지지 못하고, 전극들(131,151)의 폭보다 작은 크기의 액적이 전극 위에 위치하거나(예: 22), 전극들(131,151) 사이에 위치하거나(예: 23), 하나의 전극에만 걸쳐지는 경우(예:25), 전술한 바와 같이 액적에 진동발생이 이루어지지 않거나 약하여, 절연층(170) 표면으로부터 액적이 쉽게 이탈되지 않는 문제가 있다.However, since the droplet is of a fine size, it cannot be spread between the
이러한 문제는 전극들(131,151)에 인가되는 교류전원의 주파수나 전압의 크기를 제어하는 방법 등으로는 해소되기 어려운 문제이다.This problem is difficult to solve by a method of controlling the frequency or the magnitude of the voltage of the AC power applied to the
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치에 채택될 수 있는 전극의 예들을 나타내는 도면들이다.3 and 4 are diagrams showing examples of electrodes that can be employed in the apparatus for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
예를 들어, 도 3의 상측의 제1 전극(300)은 제1 입력단(310), 복수의 제1 빗살 전극부(330) 및 제1 연결 전극부(350)를 포함할 수 있다.For example, the
제1 연결 전극부(350)는 일측에서 복수의 제1 빗살 전극부(330)를 연결할 수 있다. 제1 연결 전극부(350)의 일단이 제1 입력단(310)과 연결될 수 있다.The first
도 3의 하측의 제2 전극(400)은 일측에서 이와 대향하는 타측으로, 타측에서 일측으로 연장되는 제2 빗살 전극부(430) 복수개와, 일측에서 교대로 두개의 제2 빗살 전극부(430)를 연결하고, 타측에서 교대로 2개의 제2 빗살 전극부(430)를 연결하는 제2 연결 전극부(450)를 포함할 수 있다.The
예를 들어, 도 4의 상측의 제3 전극(500)은 제3 입력단(510), 제3 연결 전극부(550) 및 복수의 제3 빗살 전극부(530)를 포함할 수 있다.For example, the
제3 연결 전극부(550)는 타측에서 복수의 제3 빗살 전극부(530)를 연결할 수 있다. 제3 연결 전극부(550)의 일단이 제3 입력단(510)과 연결될 수 있다.The third
도 4의 하측의 제4 전극(600)은 타측에서 이와 대향하는 일측으로, 일측에서 타측으로 연장되는 복수의 제4 빗살 전극부(630)와, 타측에서 교대로 두개의 제4 빗살 전극부(630)를 연결하고, 일측에서 교대로 2개의 제4 빗살 전극부(630)를 연결하는 제4 연결 전극부(650)를 포함할 수 있다.The
제1 내지 제4 전극은 투명한 전극이거나 불투명한 전극일 수 있다.The first to fourth electrodes may be transparent electrodes or opaque electrodes.
투명한 전극들의 재질로는 메탈 산화막, 인듐주석산화물(ITO: Indium Oxide), 안티몬주석산화물(ATO: Antimony Tin Oxide), 아연산화물(ZnO), 주석산화물(SnO2), 인듐아연산화물(IZO: Indium Zinc Oxide), 갈륨아연산화물(GZO: Gallium Zinc Oxide), 알루미늄아연산화물(AZO: Aluminium-dopped Zinc Oxide), 카드뮴주석산화물(CTO: Cadmium Tin Oxide), 메탈나노와이어, 피닷, 메탈 메쉬(3M 특허), 메탈 ink, 탄소나노튜브 등을 예로 들 수 있다.Materials of the transparent electrodes include metal oxide, indium oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO2), and indium zinc oxide (IZO). Oxide), Gallium Zinc Oxide (GZO), Aluminum-dopped Zinc Oxide (AZO), Cadmium Tin Oxide (CTO), Metal Nanowire, P-dot, Metal Mesh (3M Patent) , Metal ink, and carbon nanotubes.
한편, 투명성, 즉 빛의 상당한 투과율이 요구되는 디바이스가 아닌 경우에는 금, 은, 구리, 알루미늄, 철, 텅스텐, 백금, 납, 수은, 니크롬 등과 같은 재질로 전극을 형성할 수 있다.On the other hand, in the case of a device that requires transparency, that is, a significant transmittance of light, an electrode may be formed of a material such as gold, silver, copper, aluminum, iron, tungsten, platinum, lead, mercury, nichrome, and the like.
도 3및 도 4에 제시된 전극의 형태는 예시일 뿐이며, 본 실시예의 전기습윤에 의한 액적 제거장치가 포함하는 전극의 형태는 이에 한정되는 것은 아니다.The shape of the electrode shown in FIGS. 3 and 4 is only an example, and the shape of the electrode included in the electrowetting droplet removal apparatus of the present embodiment is not limited thereto.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 나타내는 도면이다.5 is a view showing an apparatus for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치는 예를 들어, 외부 유리를 포함하는 기기, 예를 들어 차량의 카메라, 디지털 카메라, 모바일 카메라, 사물 인터넷의 이미지 센서, 차량의 전면 유리창 등의 표면에 존재하는 액적을 제거하는 장치일 수 있다. 이외에도 전기습윤에 의한 액적 제거장치는 액적이 제거될 필요가 있는 모든 기기에 적용될 수 있다.The apparatus for removing droplets by electrowetting according to the present embodiment includes, for example, a device including an outer glass, such as a vehicle camera, a digital camera, a mobile camera, an image sensor of the Internet of Things, and the surface of the windshield of the vehicle. It may be a device for removing droplets present in the. In addition, the electrowetting droplet removal device can be applied to any device where droplets need to be removed.
전기습윤에 의한 액적 제거장치는 베이스(110), 제1 전극(300), 제2 전극(400), 제3 전극(500) 및 절연층(170)을 포함한다.The apparatus for removing droplets by electrowetting includes a
전기습윤에 의한 액적 제거장치는 하나의 디바이스로서 각종 기기의 표면에 부착되거나 설치될 수 있다. 또는 기기의 표면의 일부로서 포함될 수도 있다.The apparatus for removing droplets by electrowetting may be attached or installed on the surface of various devices as one device. Alternatively, it may be included as part of the device's surface.
베이스(110)는 기기의 표면에 형성되거나 부착될 수 있다.The base 110 may be formed or attached to the surface of the device.
제1 전극(300), 제2 전극(400) 및 제3 전극(500)은 도 3 및 도 4에 예시된 제1 내지 제3 전극들이 채택될 수 있다.The
제1 빗살 전극부(330)와 제3 빗살 전극부(530)가 서로 맞물린 형태로 배치되고, 이들 사이로 제2 빗살 전극부(430)가 연장된 형태가 되도록, 제1 전극(300), 제2 전극(400) 및 제3 전극(500)이 배치될 수 잇다.The first and
전술된 바와 같이, 제1 전극(300)은 베이스(110) 상에 형성된 복수의 제1 빗살 전극부(330)와, 일측에서 이들을 연결하는 제1 연결 전극부(350)와, 제1 입력단(310)을 포함할 수 있다.As described above, the
예를 들어, 복수의 제1 빗살 전극부(330)는 서로 나란하게 배열될 수 있으며, 대략 0.1mm ~ 2.0mm 정도의 폭을 가질 수 있다. 전극의 폭은 예시일 뿐이며, 적용되는 기기와 제거될 액적의 특성 등에 따라 달라질 수 있다.For example, the plurality of first
도 5에서 제1 전극(300)의 말단부는 단선되어 있거나, 전류가 흐르도록 배선될 수도 있다.In FIG. 5, the end portion of the
제2 전극(400)은 베이스와 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 제2 빗살 전극부(430)는 각 제1 빗살 전극부(330)의 옆에 위치할 수 있다.The
각 제2 빗살 전극부(430)는 이웃한 2개의 제1 빗살 전극부(330) 중 하나의 제1 빗살 전극부(330)의 측면, 제1 연결 전극부(350)의 측면, 및 나머지 제1 빗살 전극부(330)의 측면을 따라 연장되고, 제1 빗살 전극부(330)의 단부와 제3 연결 전극부(550)의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성될 수 있다.Each second
제3 전극(500)은 베이스와 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 복수의 제1 빗살 전극부(330)와 이격되며 서로 맞물린 형태로(interdigitated configuration) 배열되는 복수의 제3 빗살 전극부(530)를 가진다. 제2 빗살 전극부(430)가 제1 빗살 전극부(330)와 제3 빗살 전극부(530)의 사이에 위치하도록 형성될 수 있다.The
제1 빗살 전극부(330)의 단부는 제3 연결 전극부(550)의 측면과 대면하도록 위치하고, 제3 빗살 전극부(530)의 단부는 제1 연결 전극부(350)의 측면과 대면하도록 위치할 수 있다.The end of the first
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적제거 장치 및 그 방법을 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an apparatus and method for removing droplets by electrowetting according to an embodiment of the present invention.
절연층(170)은 제1 전극(300), 제2 전극(400) 및 제3 전극(500)을 덮도록 형성된다. 빗방울 등의 액적은 절연층(170) 표면에 접할 수 있다. 예를 들어, 절연층(170)은 유전체층(171) 및 유전체층(171) 위에 형성된 소수성막(173)을 포함할 수 있다. 유전체층(171)으로는 폴리실라잔, SiO2 등의 재질이 사용될 수 있으며, 물론 이에 한정되는 것은 아니며, 적절한 유전율을 가지며, 디바이스에 접합한 재질라면 다양한 절연물질이 사용될 수 있다.The insulating
물방울의 물분자는 소수성막(173) 상에 특정 범위의 접촉각을 이루도록 부착될 수 있다. 이러한 접촉각이 형성됨으로써 전극에 전원인가시 진동이 발생되기가 더 쉬워질 수 있다.Water molecules of water droplets may be attached to the
회로부(1000)(도 7 참조)는 제1 전극(300), 제2 전극(400) 및 제3 전극(500) 중 모드에 따라 일부의 전극에 제1 전원을 인가하고, 나머지 전극에 제1 전원과 다른 제2 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 제1 전원이 인가되는 전극의 폭이 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동될 수 있다.The circuit unit 1000 (refer to FIG. 7) applies first power to some of the
즉, 극성이 다른 전극들에 걸쳐진 액적에 전기습윤효과에 의해 진동이 발생할 수 있는데, 본 실시예에서는 복수의 전극에 전원이 인가되어 두개의 전극이 하나의 전극으로 기능하여 실질적으로 전극폭이 증가된 효과를 내거나, 다른 전원이 인가되어 전극폭이 감소된 것과 같은 형태로 작동될 수 있다.That is, vibration may occur due to the electrowetting effect in droplets spreading across electrodes of different polarities.In this embodiment, power is applied to a plurality of electrodes so that two electrodes function as one electrode, thereby substantially increasing the electrode width. It can be operated in such a way that the width of the electrode is reduced by applying another power source or by applying another power source.
따라서, 절연층 상의 다양한 크기의 액적에 진동발생이 가능하게 되어 전기습윤에 의한 액적제거의 효과가 현저히 상승될 수 있다.Accordingly, vibration can be generated in droplets of various sizes on the insulating layer, so that the effect of removing droplets by electrowetting can be remarkably increased.
예를 들어, 회로부(1000)는, 도 5 및 도 6의 상측 그림과 같이, 제1 모드에서, 제1 빗살 전극부(330) 및 제2 빗살 전극부(430)에 제1 전원을 인가하고, 제3 빗살 전극부(530)에 제2 전원을 인가하여, 제1 빗살 전극부(330)와 제2 빗살 전극부(430)로 된 제1 전원 전극부와 제3 전극(500)부와의 주기적 전위차에 의해 제1 액적을 제거할 수 있다.For example, the
제2 모드에서, 도 5 및 도 6의 하측 그림과 같이, 제1 빗살 전극부(330) 및 제3 빗살 전극부(530)에 제3 전원을 인가하고, 제2 빗살 전극부(430)에 제4 전원을 인가하여, 제1 빗살 전극부(330)와 제2 빗살 전극부(430) 간 및 제2 빗살 전극부(430)와 제3 빗살 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제1 액적보다 작은 사이즈의 제2 액적을 제거할 수 있다.In the second mode, as shown in the lower figure of FIGS. 5 and 6, a third power is applied to the first
여기서, 제1 전원과 제2 전원은 위상이 다른 교류전원(AC)일 수 있다. 또한, 제3 전원과 제4 전원은 위상이 다른 교류전원(AC)일 수 있다.Here, the first power and the second power may be AC power having different phases. In addition, the third power source and the fourth power source may be AC power sources having different phases.
이와 다르게, 제1 전원과 제2 전원 중 하나는 교류전원(AC)이고 다른 하나는 Vo 전원일 수 있다. 또한, 제3 전원과 제4 전원 중 하나는 교류전원(AC)이고 다른 하나는 Vo 전원일 수 있다. 이때, Vo는 공통전원(com)이거나 그라운드일 수 있다. Alternatively, one of the first power and the second power source may be an AC power source and the other may be a Vo power source. In addition, one of the third and fourth power sources may be AC power and the other may be Vo power. In this case, Vo may be a common power source (com) or ground.
예를 들어, 제1 전원 및 제3 전원은 AC이고, 제2 전원 및 제4 전원은 Vcom일 수 있다(도 5 참조).For example, the first power source and the third power source may be AC, and the second power source and the fourth power source may be Vcom (see FIG. 5).
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치를 나타내는 도면이다. 도 8 내지 도 11는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기습윤에 의한 액적 제거장치 및 그 방법을 나타내는 도면들이다.7 is a view showing an apparatus for removing droplets by electrowetting according to another embodiment of the present invention. 8 to 11 are views showing an apparatus and method for removing droplets by electrowetting according to another embodiment of the present invention.
도 7에 제시된 전기습윤에 의한 액적 제거장치는 베이스, 제1 전극(300), 제2 전극(400), 제3 전극(500), 및 제4 전극(600), 절연층 및 회로부(1000)를 포함한다. The apparatus for removing droplets by electrowetting shown in FIG. 7 includes a base, a
제1 내지 제3 전극은 도 5에서 설명된 것이 채택될 수 있다.The first to third electrodes described in FIG. 5 may be adopted.
제4 전극은 도 4에서 설명된 제4 전극(600)이 채택될 수 있다. 제4 전극(600)은 제2 빗살 전극부(430)와 제3 빗살 전극부(530)의 사이로 연장되는 제4 빗살 전극부(630)를 가질 수 있다.As the fourth electrode, the
각 제4 빗살 전극부(630)는 이웃한 2개의 제1 빗살 전극부(330) 사이에 위치하는 제3 빗살 전극부(530)의 양 측면을 따라 연장되며, 제3 빗살 전극부(530)의 단부와 제1 연결 전극부(350)의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성될 수 있다.Each fourth
회로부(1000)는, 제1 전극(300), 제2 전극(400), 제3 전극(500) 및 제4 전극(600) 중 모드에 따라 일부의 전극에 제5 전원을 인가하고, 나머지 전극에 제5 전원과 다른 제6 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 제5 전원이 인가되는 전극의 폭이 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동될 수 있다.The
예를 들어, 회로부(1000)는, 제3 모드에서, 도 8과 같이, 제1 빗살 전극부(330) 및 제2 빗살 전극부(430)에 제5 전원을 인가하고, 도 9와 같이, 제3 빗살 전극부(530) 및 제4 빗살 전극부(630)에 제6 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라 도 12의 상측 그림과 같이 제1 빗살 전극부(330)와 제2 빗살 전극부(430)로 된 제5 전원 전극부와 제3 전극(500)부와 제4 전극(600)부로 된 제6 전원 전극부 간의 주기적 전위차에 의해 제3 액적을 제거할 수 있다.For example, in a third mode, the
제5 전원은 AC이고, 제6 전원은 Vo (예: 그라운드 또는 Vcom)일 수 있다.The fifth power source may be AC, and the sixth power source may be Vo (eg, ground or Vcom).
회로부(1000)는 제4 모드에서, 도 10과 같이, 제1 빗살 전극부(330) 및 제4 빗살 전극부(630)에 제7 전원을 인가하고, 도 11과 같이 제2 빗살 전극부(430) 및 제3 빗살 전극부(530)에 제8 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 도 12의 하측 그림과 같이, 제1 내지 제4 빗살 전극부(630)의 각 사이의 주기적 전위차에 의해 제3 액적보다 작은 사이즈의 제4 액적을 제거할 수 있다.In the fourth mode, the
제7 전원은 Vo이고, 제8 전원은 AC일 수 있다.The seventh power source may be Vo, and the eighth power source may be AC.
전기습윤에 의한 액적 제거방법은 제5 모드 및 제6 모드를 더 포함할 수 있다.The method of removing droplets by electrowetting may further include a fifth mode and a sixth mode.
예를 들어, 회로부(1000)는 제5 모드에서, 제1 빗살 전극부(330), 제2 빗살 전극부(430) 및 제4 빗살 전극부(630)에 제9 전원을 인가하고, 제3 빗살 전극부(530)에 제10 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제1 빗살 전극부(330), 제2 빗살 전극부(430) 및 제4 빗살 전극부(630)로 된 제9 전원 전극부와 제3 전극(500)부 간의 주기적 전위차에 의해 제5 액적을 제거할 수 있다.For example, in the fifth mode, the
제9 전원 및 제10 전원은 서로 다른 교류이거나, 하나는 교류이고 다른 하나는 Vo일 수 있다.The ninth power source and the tenth power source may be different AC, or one may be AC and the other may be Vo.
회로부(1000)는 제6 모드에서, 제2 빗살 전극부(430), 제3 빗살 전극부(530) 및 제4 빗살 전극부(630)에 제11 전원을 인가하고, 제1 빗살 전극부(330)에 제12 전원을 인가할 수 있다. 이에 따라, 제2 빗살 전극부(430), 제3 빗살 전극부 및 제4 빗살 전극부(630)로 된 제11 전원 전극부와 제1 전극(300)부 간의 주기적 전위차에 의해 제6 액적을 제거할 수 있다.In the sixth mode, the
제11 전원 및 제12 전원은 서로 다른 교류이거나, 하나는 교류이고 다른 하나는 Vo일 수 있다.The eleventh power source and the twelfth power source may be different AC, or one may be AC and the other may be Vo.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it is possible to easily transform it into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
110 : 베이스
170 : 절연층
171 : 유전체층
173 : 소수성막
300 : 제1 전극
310 : 제1 입력단
330 : 제1 빗살 전극부
350 : 제1 연결 전극부
400 : 제2 전극
410 : 제2 입력단
430 : 제2 빗살 전극부
450 : 제2 연결 전극부
500 : 제3 전극
510 : 제3 입력단
530 : 제3 빗살 전극부
550 : 제3 연결 전극부
600 : 제4 전극
610 : 제4 입력단
630 : 제4 빗살 전극부
650 : 제4 연결 전극부
1000 : 회로부110: base
170: insulating layer
171: dielectric layer
173: hydrophobic film
300: first electrode
310: first input terminal
330: first comb electrode part
350: first connection electrode part
400: second electrode
410: second input terminal
430: second comb electrode part
450: second connection electrode part
500: third electrode
510: 3rd input terminal
530: third comb electrode part
550: third connection electrode part
600: fourth electrode
610: 4th input terminal
630: fourth comb electrode part
650: fourth connection electrode part
1000: circuit part
Claims (10)
베이스;
상기 베이스 상에 형성된 복수의 제1 빗살 전극부를 가지는 제1 전극;
상기 제1 전극을 덮는 절연층;
상기 베이스와 상기 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 각 상기 제1 빗살 전극부의 옆에 위치하는 제2 빗살 전극부를 가지는 제2 전극; 그리고
상기 베이스와 상기 절연층의 사이에 형성되며, 평면도 상으로 볼 때, 상기 복수의 제1 빗살 전극부와 이격되며 서로 맞물린 형태로(interdigitated configuration) 배열되는 복수의 제3 빗살 전극부를 가지는 제3 전극으로서, 상기 제2 빗살 전극부가 상기 제1 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부의 사이에 위치하도록 형성되는, 제3 전극; 그리고
상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 제3 전극 중 모드에 따라 일부의 전극에 제1 전원을 인가하고, 나머지 전극에 상기 제1 전원과 다른 제2 전원을 인가하여, 상기 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 상기 제1 전원이 인가되는 전극의 폭이 상기 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동하는 회로부;를 포함하는 전기습윤에 의한 액적 제거장치.
In the droplet removal apparatus by electrowetting,
Base;
A first electrode having a plurality of first comb electrode portions formed on the base;
An insulating layer covering the first electrode;
A second electrode formed between the base and the insulating layer and having a second comb electrode portion positioned next to each of the first comb electrode portions when viewed in plan view; And
A third electrode formed between the base and the insulating layer and having a plurality of third comb electrode portions spaced apart from the plurality of first comb electrode portions and arranged in an interdigitated configuration when viewed in plan view A third electrode, wherein the second comb electrode portion is formed to be positioned between the first comb electrode portion and the third comb electrode portion; And
According to a mode of the first electrode, the second electrode, and the third electrode, a first power is applied to some electrodes, and a second power different from the first power is applied to the remaining electrodes, And a circuit unit driving such that a width of an electrode to which the first power is applied is substantially changed according to the mode when generating an electrowetting effect that causes enemy vibration.
상기 제2 빗살 전극부와 상기 제3 빗살 전극부의 사이로 연장되는 제4 빗살 전극부를 가지는 제4 전극;을 더 포함하며,
상기 회로부는, 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극 중 모드에 따라 일부의 전극에 제5 전원을 인가하고, 나머지 전극에 상기 제5 전원과 다른 제6 전원을 인가하여, 상기 절연층 상의 액적의 진동을 일으키는 전기습윤효과를 발생시킬 때, 상기 제5 전원이 인가되는 전극의 폭이 상기 모드에 따라 실질적으로 변경되도록 구동하는 것을 특징으로 하는 전기습윤에 의한 액적 제거장치.
The method of claim 1,
A fourth electrode having a fourth comb electrode portion extending between the second comb electrode portion and the third comb electrode portion; and
The circuit unit applies a fifth power to some of the first electrode, the second electrode, the third electrode, and the fourth electrode according to a mode, and a sixth power source different from the fifth power source to the remaining electrodes. By applying, when generating an electrowetting effect that causes vibration of droplets on the insulating layer, driving so that the width of the electrode to which the fifth power is applied is substantially changed according to the mode. Droplet removal device.
상기 제1 전극은 일측에서 상기 복수의 제1 빗살 전극부를 연결하는 제1 연결 전극부;를 더 포함하며,
상기 제3 전극은 타측에서 상기 복수의 제3 빗살 전극부를 연결하는 제3 연결 전극부;를 더 포함하며,
상기 제1 빗살 전극부의 단부는 상기 제3 연결 전극부의 측면과 대면하도록 위치하고,
상기 제3 빗살 전극부의 단부는 상기 제1 연결 전극부의 측면과 대면하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 전기습윤에 의한 액적 제거장치.
The method of claim 2,
The first electrode further includes a first connection electrode portion connecting the plurality of first comb electrode portions at one side,
The third electrode further includes a third connection electrode part connecting the plurality of third comb electrode parts from the other side,
The end of the first comb electrode part is positioned to face the side surface of the third connection electrode part,
An end portion of the third comb electrode part is located to face a side surface of the first connection electrode part.
각 상기 제2 빗살 전극부는 이웃한 2개의 상기 제1 빗살 전극부 중 하나의 제1 빗살 전극부의 측면, 상기 제1 연결 전극부의 측면, 및 나머지 제1 빗살 전극부의 측면을 따라 연장되고, 상기 제1 빗살 전극부의 단부와 상기 제3 연결 전극부의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성되고,
각 상기 제4 빗살 전극부는 상기 이웃한 2개의 상기 제1 빗살 전극부 사이에 위치하는 상기 제3 빗살 전극부의 양 측면을 따라 연장되며, 상기 제3 빗살 전극부의 단부와 상기 제1 연결 전극부의 측면 사이에서 굴곡되는 패턴이 반복되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기습윤에 의한 액적 제거장치.
The method of claim 3,
Each of the second comb electrode portions extends along a side surface of one of the adjacent two first comb electrode portions, a side surface of the first connection electrode portion, and a side surface of the remaining first comb electrode portion. 1 It is formed to repeat a pattern curved between the end of the comb electrode part and the side surface of the third connection electrode part,
Each of the fourth comb electrode portions extends along both sides of the third comb electrode portion positioned between the adjacent two first comb electrode portions, and ends of the third comb electrode portion and side surfaces of the first connection electrode portion A droplet removal apparatus by electrowetting, characterized in that formed so as to repeat a pattern bent therebetween.
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KR1020190169841A KR102152647B1 (en) | 2019-12-18 | 2019-12-18 | Droplet removal device by electrowetting and method thereof |
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2019
- 2019-12-18 KR KR1020190169841A patent/KR102152647B1/en active IP Right Grant
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