TW201945325A - 用於液態透鏡配方之萘基高指數疏水性液體與透射恢復劑 - Google Patents

用於液態透鏡配方之萘基高指數疏水性液體與透射恢復劑 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種電潤濕光學裝置。該電潤濕光學裝置包含一導電液體及一非導電液體。該非導電流體包含具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基之化合物：
Figure TW201945325A_A0001

其中R1、R2及R3個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X包含碳、矽、鍺、錫、鉛及其組合；且Z包含氧、硫、硒、碲、釙及其組合。該導電液體可另外包含具有式(IV)及/或式(V)之一透射恢復劑：
Figure TW201945325A_A0002

其中R4係一烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。該電潤濕光學裝置另外包含與該導電及該非導電液體二者接觸之一介電表面，其中該導電及該非導電液體係不可混溶的。

Description

用於液態透鏡配方之萘基高指數疏水性液體與透射恢復劑
相關申請案之交互參照
本申請案主張根據專利法於2018年5月25日提出申請之美國申請案第15/989,989號之優先權益，該申請案主張根據專利法於2018年3月22日提出申請之美國臨時申請案第62/646,809號及於2018年4月17日提出申請之美國臨時申請案第62/658,757號的優先權益，該等申請案中每一者之內容之全文皆以引用方式併入本文中。
本揭示內容係關於液態透鏡，且更具體而言係關於使用高指數疏水性液體及透射恢復劑之液態透鏡，該等液體係使用萘基化合物配製。
習用之電潤濕系液態透鏡是基於佈置於腔室內之兩種不可混溶之液體，即油與導電相，後者是水系的。該兩種液相通常在包括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一種液體相對於腔室壁之可潤濕性，其具有改變兩種液體之間形成之彎月面形狀之效果。此外，在各種應用中，彎月面形狀之改變導致透鏡焦距之改變。
水通常用作導電相之主要組分，此乃因水提供極易溶解鹽之高極性組分。然而，水性導電相之缺點之一係水之揮發性，尤其在電潤濕裝置用於溫暖或熱之環境中時，在該等環境中腐蝕之風險會使油液相及電潤濕裝置本身降級。此外，對於液態透鏡應用，使用水通常導致水隨著時間之推移蒸發緩慢，並洩漏至液態透鏡以外。結果，當失去太多水時，液態透鏡就會出現氣泡，此使得透鏡失效。需要找到一種既能抵抗腐蝕性水性導電相亦能提供折射率及其他期望性質之油。
因此，業內需要用於液態透鏡配置中之液體來提供改進之化學及溫度穩定性，此可轉化為改進之液態透鏡可靠性、性能及製造成本。
根據本揭示內容之一些態樣，提供電潤濕光學裝置。電潤濕光學裝置包含導電液體及非導電液體，該非導電液體包含具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群；且Z係選自由氧、硫、硒、碲及釙組成之群。電潤濕光學裝置另外包含與導電及非導電液體二者接觸之介電表面。導電及非導電液體係不可混溶的。
根據本揭示內容之其他態樣，提供電潤濕光學裝置。電潤濕光學裝置包含導電液體及非導電流體，該非導電流體包含具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群；且Z係選自由氧、硫、硒、碲及釙組成之群。非導電流體進一步包含具有式(IV)及/或式(V)之透射恢復劑：
其中R4 係烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。導電及非導電液體係不可混溶的。
根據本揭示內容之其他態樣，提供非導電液體。非導電流體包含具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群；且Z係選自由氧、硫、硒、碲及釙組成之群。非導電流體進一步包含具有式(IV)及/或式(V)之透射恢復劑：

其中R4 係烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。
根據本揭示內容之其他態樣，提供製造電潤濕光學裝置之方法。該方法包含提供導電液體及非導電液體，該非導電液體包括具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群之第14族元素；且Z係選自由氧、硫、硒、碲及釙組成之群之第16族元素。非導電液體另外包含具有式(IV)及/或式(V)之透射恢復劑：

其中R4 係烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。該方法進一步包含使介電表面與導電及非導電液體二者接觸。導電及非導電液體係不可混溶的。
其他特徵及優點將在隨後之詳細描述中闡述，並且熟習此項技術者根據該描述將明瞭或藉由實踐如本文所述之實施例認識到該等其他特徵及優點，包含隨後之詳細描述、申請專利範圍以及附圖。
應理解，前述一般描述及隨後之詳細描述僅僅係示例性的，並且意欲提供理解本揭示內容及所附申請專利範圍之性質及特徵之概述或框架。
附圖包含在內以提供對本揭示內容之原理之進一步理解，並且納入並構成本說明書之一部分。附圖圖解說明一或多個實施例，並且與描述一起用於藉助實例來解釋本揭示內容之原理及操作。應理解，在本說明書及附圖中揭示之本揭示內容之各個特徵可以任何及所有組合使用。藉助非限制性實例，本揭示內容之各個特徵可根據以下實施例彼此結合。
其他特徵及優點將在隨後之詳細描述中闡述，並且熟習此項技術者根據描述將明瞭或藉由實踐下面之描述以及申請專利範圍及附圖中所述之實施例來認識到該等其他特徵及優點。
如本文所使用，術語「及/或」在用於兩個或更多個項目之列表中時，意指可單獨使用所列項目中之任何一者，或可使用所列項目中之兩者或更多者之任一組合。例如，若組合物描述為含有組分A、B及/或C，則該組合物可含有單獨A；單獨B；單獨C；A及B之組合；A及C之組合；B及C之組合；或A、B及C之組合。
在本文件中，關係術語如第一及第二、頂部及底部及諸如此類僅用於區分一個實體或動作與另一個實體或動作，而不一定要求或暗示該等實體或動作之間之任何實際之該關係或順序。
熟習此項技術者以及製造或使用本揭示內容之彼等將會想到對本揭示內容之修改。因此，應理解，附圖中所顯示及上面所述之實施例僅僅係為了說明之目的，而不欲限制本揭示內容之範圍，本揭示內容之範圍由以下申請專利範圍界定，如根據專利法之原理(包含等同原則)所解釋。
出於本揭示內容之目的，術語「耦合(coupled)」 (以其所有形式：耦合(couple)、耦合(coupling)、耦合(coupled)等)通常意指兩個組件直接或間接相互連接。該連接本質上可係固定的或可移動的。該連接可藉由兩個組件及任何其他中間構件彼此或與兩個組件整體形成為單個單一體來達成。除非另有說明，否則該連接本質上可係永久性的，或本質上可係可移除的或可釋放的。
如本文所使用，術語「約」意指量、尺寸、配方、參數及其他數量及特徵不係並且不需要係精確的，而是可為近似的及/或根據需要更大或更小，反映公差、轉換因子、捨入、量測誤差及諸如此類，以及熟習此項技術者已知之其他因素。當術語「約」用於描述範圍之值或終點時，本揭示內容應理解為包含所提及之特定值或終點。無論說明書中範圍之數值或終點是否引用「約」，範圍之數值或終點皆欲包含兩個實施例：一個由「約」修飾，且一個不由「約」修飾。應進一步理解，每個範圍之終點相對於另一個終點係顯著的，並且獨立於另一個終點。
如本文使用之術語「實質」、「實質上」及其變化形式意欲指出所描述之特徵等於或近似等於值或描述。例如，「實質上平坦」之表面意欲表示平坦或近似平坦之表面。此外，「實質上」意欲表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上」可表示彼此約10%以內、例如彼此約5%以內或彼此約2%以內之值。
如本文使用之方向術語(例如上、下、右、左、前、後、頂、底)僅參考所繪製之附圖，且並不欲暗指絕對定向。
除非明確表示相反之情形，否則如本文所使用，術語「該」、「一(a或an)」意指「至少一個」，並且不應限於「僅一個」。因此，例如，除非上下文另外明確指示，否則提及「一個組件」包含具有兩個或更多個該等組件之實施例。
術語「不可混溶的」及「不可混溶」係指當一種液體加在一起時不形成均質混合物之液體，或當一種液體加到另一種液體中時最小程度地混合之液體。在本說明書及以下申請專利範圍中，當兩種液體之部分混溶性低於2%、低於1%、低於0.5%或低於0.2%時，認為該兩種液體係不可混溶的，所有值皆係在給定之溫度範圍內量測，例如在20℃下。本文之液體在寬溫度範圍內(包含例如-30℃至85℃及-20℃至65℃)具有低相互混溶性。
如本文所使用，術語「導電液體」意指電導率為約1×10-3 S/m至約1×102 S/m、約.1 S/m至約10 S/m或約.1 S/m至約1 S/m之液體。如本文所使用，術語「非導電液體」意指電導率小於約1×10-8 S/m、小於約1×10-10 S/m或小於約1×10-14 S/m之液體。
在多個實施例中，提供電潤濕光學裝置。電潤濕光學裝置包含導電液體及非導電液體。非導電液體包含具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係第14族元素包含碳、矽、鍺、錫、鉛及其組合；且Z係第16族元素包含氧、硫、硒、碲、釙及其組合。電潤濕光學裝置另外包含與導電及非導電液體二者接觸之介電表面，其中導電及非導電液體係不可混溶的。
在一些實施例中，導電液體可另外包含具有式(IV)及/或式(V)之透射恢復劑：
其中R4 係烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。在使用透射恢復劑之實施例中，電潤濕光學裝置將包含與導電及非導電液體二者接觸之介電表面，其中導電及非導電液體係不可混溶的。
如下文在第1圖中更詳細描述，電潤濕光學裝置或液態透鏡之單元通常由兩個透明絕緣板及側壁界定。非平面之下板包括圓錐形或圓柱形凹陷或凹槽，其含有非導電或絕緣液體。單元之剩餘部分填充有導電液體，該導電液體與絕緣液體不可混溶，具有不同折射率及實質上相同之密度。一或多個驅動電極位於凹槽之側壁上，而下板背面上之一部分提供電接觸。可在驅動電極及各別液體之間引入絕緣薄層，以在介電表面上提供具有長期化學穩定性之電潤濕。公共電極與導電液體接觸。經由電潤濕現象，可根據施加在電極之間之電壓V來改變兩種液體之間之界面之曲率。因此，根據所施加之電壓，穿過垂直於液滴區域中之板之單元之光束將或多或少地聚焦。導電液體通常係含鹽之水性液體。非導電液體通常係油、烷烴或烷烴混合物，可能係鹵化的。
在一些實施例中，可調節公共電極處之電壓及驅動電極處之電壓之間之電壓差。可控制及調節電壓差，以將液體之間之界面(即彎月面)沿著空腔之側壁移動至期望位置。藉由沿著空腔側壁移動界面，可改變液態透鏡之焦點(例如屈光度)、傾斜、散光及/或高階像差。此外，在液態透鏡之操作期間，液態透鏡及其成分之介電及/或表面能性質會發生變化。例如，液體及/或絕緣元件之介電性質可因應隨時間暴露於電壓差、溫度變化及其他因素而變化。作為另一實例，絕緣元件之表面能可隨著時間之推移因應暴露於第一及第二液體而變化。在其他實例中，導電極性液體之成分及非導電液體之成分之間可能存在化學反應，該導電極性液體可含有高度親核之物質。相反，液態透鏡及其組成部分(例如其絕緣元件或液體)之性質之變化會降低液態透鏡之可靠性及性能特徵。
液態透鏡結構
現在參考第1圖，提供示例性液態透鏡100之簡化剖視圖。液態透鏡100之結構不欲具有限制性並且可包含本領域已知之任何結構。在一些實施例中，液態透鏡100可包括透鏡體102及在透鏡體中形成之空腔104。第一液體106及第二液體108可佈置在空腔104內。在一些實施例中，第一液體106可為極性液體，亦稱為導電液體。另外或或者，第二液體108可為非極性液體及/或絕緣液體，亦稱為非導電液體。在一些實施例中，第一液體106及第二液體108可彼此不混溶並且具有不同之折射率，使得第一液體及第二液體之間之界面110形成透鏡。在一些實施例中，第一液體106及第二液體108可具有實質上相同之密度，此可有助於避免界面110之形狀因改變液態透鏡100之物理定向(例如，由於重力)而改變。
在第1圖中所繪示之液態透鏡100之一些實施例中，空腔104可包括第一部分或頂部空間104A及第二部分或基底部分104B。例如，空腔104之第二部分104B可由如本文所述液態透鏡100之中間層中之孔界定。另外或或者，空腔104之第一部分104A可由液態透鏡100之第一外層中之凹槽界定及/或佈置在如本文所述中間層中之孔之外部。在一些實施例中，第一液體106之至少一部分可佈置在空腔104之第一部分104A中。另外或或者，第二液體108可佈置在空腔104之第二部分104B內。例如，第二液體108之實質上全部或一部分可佈置在空腔104之第二部分104B內。在一些實施例中，界面110(例如與空腔之側壁接觸之界面邊緣)之周長可佈置在空腔104之第二部分104B內。
液態透鏡100之界面110 (參見第1圖)可經由電潤濕調節。例如，可在第一液體106及空腔104之表面(例如位於空腔表面附近且與第一液體絕緣之一個/若干驅動電極，如本文所述)施加電壓，以增加或減小空腔表面相對於第一液體之可潤濕性且改變界面110之形狀。在一些實施例中，調節界面110可改變界面之形狀，從而改變液態透鏡100之焦距或焦點。例如，焦距之此一變化可使得液態透鏡100能夠實施自動聚焦功能。另外或或者，調節界面110可相對於液態透鏡100之光軸112傾斜界面。例如，該傾斜除了提供像散變化或高階光學像差校正之外，亦能夠使液態透鏡100實施光學影像穩定(optical image stabilization; OIS)功能。調節界面110可在液態透鏡100相對於影像感測器、固定透鏡或透鏡堆疊、外殼或相機模組之其他組件沒有物理移動之情況下達成，其中液態透鏡可納入相機模組中。
在一些實施例中，液態透鏡100之透鏡體102可包括第一窗口114及第二窗116。在一些該等實施例中，空腔104可佈置在第一窗口114及第二窗116之間。在一些實施例中，透鏡體102可包括協作形成透鏡體之複數個層。例如，在第1圖中所顯示之實施例中，透鏡體102可包括第一外層118、中間層120及第二外層122。在一些該等實施例中，中間層120可包括穿過其中形成之孔。第一外層118可黏合至中間層120之一側(例如物體側)。例如，第一外層118可在黏合部134A處黏合至中間層120。黏合部134A可為黏合劑黏合、雷射黏合(例如雷射焊接)、機械閉合或能夠將第一液體106及第二液體108保持在空腔104內之任何其他合適之黏合。另外或或者，第二外層122可黏合至中間層120之另一側(例如影像側)。例如，第二外層122可在黏合部134B及/或黏合部134C處黏合至中間層120，其中之每一者皆可如本文關於黏合部134A所述來配置。在一些實施例中，中間層120可佈置在第一外層118及第二外層122之間，中間層中之孔可在相對側由第一外層及第二外層覆蓋，並且空腔104之至少一部分可界定在孔內。因此，覆蓋空腔104之第一外層118之一部分可用作第一窗口114，且覆蓋空腔之第二外層122之一部分可用作第二窗口116。
在一些實施例中，空腔104可包括第一部分104A及第二部分104B。例如，在第1圖中所顯示之實施例中，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可佈置在空腔之第二部分及第一窗口114之間。在一些實施例中，第一外層118可包括如第1圖中所顯示之凹槽，且空腔104之第一部分104A可佈置在第一外層中之凹槽內。因此，空腔之第一部分104A可佈置在中間層120中之孔之外部。
在一些實施例中，空腔104 (例如空腔之第二部分104B)可如第1圖所示逐漸變細，使得空腔之橫截面積沿著光軸112在自物體側至影像側之方向上減小。例如，空腔104之第二部分104B可包括窄端105A及寬端105B。術語「窄」及「寬」係相對術語，意指窄端比寬端窄。此一錐形空腔可有助於保持第一液體106及第二液體108之間之界面110沿著光軸112對齊。在其他實施例中，空腔係錐形的，使得空腔之橫截面積沿著光軸在自物體側至影像側之方向上增加，或係非錐形的，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口114進入第1圖所示之液態透鏡100，可在第一液體106及第二液體108之間之界面110折射，並且可經由第二窗口116離開液態透鏡。在一些實施例中，第一外層118及/或第二外層122可包括足夠之透明度以使得影像光能夠通過。例如，第一外層118及/或第二外層122可包括聚合物、玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷材料。在一些實施例中，第一外層118及/或第二外層122之外表面可實質上係平坦的。因此，即使液態透鏡100可用作透鏡(例如，藉由折射穿過界面110之影像光)，液態透鏡之外表面亦可為平坦的，而非像固定透鏡之外表面那樣彎曲。在其他實施例中，第一外層及/或第二外層之外表面可為彎曲的(例如，凹面或凸面)。因此，液態透鏡可包括整體式固定透鏡。在一些實施例中，中間層120可包括金屬、聚合物、玻璃、陶瓷或玻璃-陶瓷材料。由於影像光可穿過中間層120中之孔，故中間層可為或可不為透明的。
在一些實施例中，液態透鏡100 (參見第1圖)可包括與第一液體106電連通之公共電極124。另外或或者，液態透鏡100可包括佈置在空腔104之側壁上且與第一液體106及第二液體108絕緣之一個/或若干驅動電極126。可將不同電壓供應至公共電極124及驅動電極126以改變界面110之形狀，如本文所述。
在一些實施例中，液態透鏡100 (參見第1圖)可包括導電層128，該導電層128之至少一部分佈置在空腔104內。例如，導電層128可包括在將第一外層118及/或第二外層122黏合至中間層120之前施加至該中間層之導電塗層。導電層128可包括金屬材料、導電聚合物材料、另一適宜導電材料或其組合。另外或或者，導電層128可包括單個層或複數個層，其中之一些或所有可導電。在一些實施例中，導電層128可界定公共電極124及/或驅動電極126。例如，導電層128可在將第一外層118及/或第二外層122黏合至中間層之前施加至中間層118之實質上整個外表面。在將導電層128施加至中間層118後，可將導電層分割成多個導電元件(例如公共電極124及/或驅動電極126)。在一些實施例中，液態透鏡100可包括導電層128中之劃線130A以使公共電極124及驅動電極126彼此分離(例如電分離)。在一些實施例中，劃線130A可包括導電層128中之空隙。例如，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或由所列示值界定之任何範圍之空隙。
亦如第1圖中所繪示，液態透鏡100可包括佈置在空腔104內、驅動電極層頂部上之絕緣層132。例如，絕緣元件132可包括在將第一外層118及/或第二外層122黏合至中間層之前施加至中間層120之絕緣塗層。在一些實施例中，絕緣元件132可包括在將第二外層122黏合至中間層120之後及在將第一外層118黏合至中間層之前施加至導電層128及第二窗116之絕緣塗層。因此，絕緣元件132可覆蓋空腔104內之導電層128及第二窗116之至少一部分。在一些實施例中，絕緣元件132可足夠透明以使得影像光能夠穿過第二窗116，如本文所述。
在第1圖中所繪示之液態透鏡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(例如驅動電極之佈置在空腔104內之部分)以使第一液體106及第二液體108與驅動電極絕緣。另外或或者，佈置在空腔104內之公共電極124之至少一部分可未經絕緣元件132覆蓋。因此，公共電極124可與第一液體106電連通，如本文所述。在一些實施例中，絕緣元件132可包括空腔104之第二部分104B之疏水性表面層。此一疏水性表面層可有助於第二液體108保持在空腔104之第二部分104B內(例如藉由非極性第二液體及疏水性材料之間之引力)及/或使得界面110之周邊能夠沿著疏水性表面層移動(例如，藉由電潤濕)以改變界面之形狀，如本文所述。此外，第1圖所示之液態透鏡100至少部分基於絕緣元件132可呈現不大於3°之接觸角滯後(即，在液體106、108之間之界面110處)。如本文所使用，「接觸角滯後」係指當驅動電壓連續施加至驅動電極126時(例如，供應至驅動電極之驅動電壓及供應至公共電極之公共電壓之間之差)自0V至最大驅動電壓、然後返回0V(即，相對於公共電極124)時，第二液體108與絕緣元件132之量測接觸角之差。沒有電壓之初始接觸角可最大為25°，並且在如本文所用之「最大驅動電壓」下，由於電潤濕效應，接觸角之增加可至少為15°。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之範圍內。用於施加電壓之驅動器之選擇並不欲具有限制性，且絕緣層132之厚度可經調整以適合由所選驅動器傳遞之任何驅動電壓範圍。
為提供寬範圍之焦距、傾斜角及/或散光變化，導電液體及非導電液體之間之光學指數之顯著差異係有益的。傳統上，油組合物(非導電液體)比導電相具有更高之光學指數，此乃因純水之光學指數約為1.33，但水通常用添加劑改性以達成更高之光學指數值，從而滿足商業液態透鏡之規格。下文提供該兩種各別液體之描述及相應之材料性質。
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，導電液體可不包含水。在一些實施例中，基於導電液體之總重量，導電液體可包含約.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，導電液體可包含約.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，可將水及/或極性溶劑與一或多種不同之鹽(包含有機及/或無機鹽)混合。如本文所提及術語「離子鹽」係指在水中完全或實質上解離之鹽(如乙酸根陰離子及陽離子)。同樣，如本文所提及術語「可電離鹽」係指在化學、物理或物理化學處理後在水中完全或實質上解離之鹽。用於該等類型之鹽之陰離子之實例包含(但不限於)鹵離子、硫酸根、碳酸根、碳酸氫根、乙酸根、2-氟乙酸根、2,2-二氟乙酸根、2,2,2-三氟乙酸根、2,2,3,3,3-五氟丙酸根、三氟甲磺酸根、氟離子、六氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根及其混合物。用於該等類型之鹽中之陽離子之實例包含(但不限於)鹼金屬/及鹼土金屬陽離子，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-乙銨)及其混合物。在一些實施例中，上文所提及陰離子及陽離子之任一組合可用於導電液體中。
在一些實施例中，使用至少一種有機及/或無機離子或可電離鹽來賦予水導電性質且減小混合流體之冰點。在一些實施例中，離子鹽可包含例如硫酸鈉、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，離子鹽可包含氟化鹽，包含氟化有機離子鹽。在一些實施例中，有機及無機離子及可電離鹽可包含(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、三氟乙酸鈉及諸如此類以及其混合物。
氟化鹽(包含氟化有機離子鹽)可有利地保持導電液體之相對較低之折射率，同時促進導電液體物理性質之改變，例如降低導電液體之冰點。與傳統氯化物鹽不同，氟化鹽亦可展示對構成電潤濕光學裝置之單元(例如鋼、不銹鋼或黃銅組件)之材料之腐蝕降低。
導電液體中使用之水較佳盡可能純淨，即不含或實質上不含任何其他可能改變電潤濕光學裝置之光學性質之不期望溶解組分。在一些實施例中，使用在25℃下具有約0.055 µS/cm電導率或18.2 MOhm電阻率之超純水(ultrapure water; UPW)來形成導電液體。
在一些實施例中，導電液體可包含抗冷凍劑或冰點降低劑。使用抗冷凍劑如鹽、醇、二醇及/或乙二醇允許導電液體在約-30℃至約+85℃、約-20℃至約+65℃或約-10℃至約+65℃之溫度範圍內保持在液體狀態。在一些實施例中，在導電及/或非導電液體中使用醇及/或乙二醇添加劑可有助於在寬範圍之溫度內提供兩種液體之間之穩態界面張力。端視導電液體及所得液態透鏡之期望應用及合意之性質，導電液體可包含小於約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%抗冷凍劑。在一些實施例中，導電液體可包含大於約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%抗冷凍劑。在一些實施例中，抗冷凍劑可為乙二醇，包含例如單丙二醇、乙二醇、1,3-丙二醇(三亞甲基乙二醇或TMG)、甘油、二丙二醇及其組合。在使用乙二醇之一些實施例中，乙二醇可具有以下重量平均分子量(Mw)：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。在一些實施例中，乙二醇可為二聚體、三聚體、四聚體或2至100個單體二醇或三醇單元(包含其間之所有整數)之任一組合。水性、乙二醇系或甘油系之導電液體之密度可介於約1.0 g/cm3 至約1.5 g/cm3 、1.0 g/cm3 至約1.25 g/cm3 或約1.0 g/cm3 至約1.15 g/cm3 範圍內。在589.3 nm下水性、乙二醇系或甘油系之導電液體之光學指數可介於約1.33至約1.47範圍內。
非導電液體
本文所揭示之非導電液體可包含一或多種萘基化合物及/或一或多種透射恢復劑。端視非導電液體之期望應用及相應性質，非導電液體可包含約5% w/w至約20% w/w透射恢復劑及約5% w/w至約100 w/w萘基化合物。在一些實施例中，非導電化合物可包含約5% w/w至約95% w/w、15% w/w至約95% w/w、約20% w/w至約95% w/w、約40% w/w至約100% w/w、約20% w/w至約99% w/w、約50% w/w至約99% w/w、約65% w/w至約98% w/w、約5% w/w至約85% w/w、約5% w/w至約65% w/w、約5% w/w至約15% w/w或約70% w/w至約95% w/w之萘基化合物。在一些實施例中，非導電流體可包含約1% w/w至約60 w/w、約1% w/w至約35% w/w、約5% w/w至約25% w/w或約10% w/w至約20% w/w之透射恢復劑。在一些實施例中，可將其他非反應性化合物、油及/或高或低黏度液體添加至非導電流體以約0.0001% w/w至約95% w/w或1% w/w至約60% w/w之量對最終電反應性質改性。
本文所揭示萘基化合物已展示若干物理性質，該等性質有益於製造液態透鏡/電潤濕光學裝置之應用。例如，萘基化合物在20℃下可具有約0.90 g/cm3 至約1.25 g/cm3 或約0.95 g/cm3 至約1.20 g/cm3 之密度。萘基化合物可具有在589.3 nm下量測之約1.55至約1.70之折射率及在20℃下量測之約5 cSt至約35 cSt之黏度。該等萘基化合物之密度變化可介於約0.7×10-3 g·cm-3 ·K-1 至約1×10-3 g·cm-3 ·K-1 範圍內。
在一些實施例中，非導電液體包含一或多種具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物：

其中R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係第14族元素，包含例如碳、矽、鍺、錫、鉛及其組合；且Z係第16族元素，包含例如氧、硫、硒、碲、釙及其組合。在一些實施例中，R1 、R2 及R3 個別地係烷基、環烷基、烯基或芳族殘基。
在一些實施例中，本文所揭示萘基化合物在2位經取代，如式(I)-(III)所提供。在其他實施例中，萘基化合物可在1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位、8位或其組合經相同之所提供部分取代，其化學結構全部以引用方式併入本文中。
具有式(I)、式(II)及/或式(III)之萘基化合物即使在結構中納入雜原子皆具有相對較高之化學穩定性。參考式(I)，第14族元素X之存在提供類似於碳之電負性，此為X及萘環之間之共價鍵提供穩定性。經由例如碳-碳、碳-矽、碳-鍺及/或碳-錫鍵在X取代位置賦予之穩定性即使在水及/或其他親核物質存在之情況下仍提供高之熱穩定性。參考式(II)，第16族元素Z之存在提供萘環及Z原子之間存在之共價鍵之改良穩定性。經由例如在Z取代位置之碳-氧、碳-硫及/或碳-硒鍵賦予之穩定性即使在水及/或其他親核物質存在之情況下仍提供高之熱穩定性。參考式(III)，碳-氟鍵之存在非常穩定，並且即使在水及/或其他親核物質存在之情況下仍為化合物提供高之耐化學性/惰性。氟選擇性地用於該等萘基化合物而非其他鹵化之萘基化合物，此乃因氯化、溴化及/或碘化之類似物化合物對親核取代反應敏感，並且不能形成穩定之非導電流體。
如本文所使用，「烷基」包含具有1至約20個碳原子、且通常1至12個碳或在一些實施例中1至8個碳原子之直鏈及具支鏈烷基。如本文所使用，「烷基」可包含如下文所定義之環烷基。烷基可經取代或未經取代。直鏈烷基之實例包含甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基及正辛基。具支鏈烷基之實例包含(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化學穩定性官能基如烯烴、炔烴、氰基、烷氧基、硫醚及/或氟化基團取代一或多次。如本文所使用，術語氟烷基係具有一或多個氟基團之烷基。在一些實施例中，氟烷基係指全氟烷基。
環烷基係環狀烷基，例如(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，環碳原子數介於3至5、6或7範圍內。環烷基可經取代或未經取代。環烷基進一步包含聚環狀環烷基，例如(但不限於)降莰基、金剛烷基、莰基、莰烯基、異莰烯基及蒈烯基，及稠合環，例如(但不限於)十氫萘基，及諸如此類。環烷基亦包含經如下文所定義之直鏈或具支鏈烷基取代之環。代表性經取代環烷基可經單取代或經取代一次以上，例如(但不限於)：2,2-；2,3-；2,4-；2,5-；或2,6-二取代環己基或單取代、二取代或三取代降莰基或環庚基，其可經例如烷基、烷氧基、胺基、硫基、羥基、氰基及/或鹵基取代。
烯基係具有2至約20個碳原子並且進一步包含至少一個雙鍵之直鏈、具支鏈或環狀烷基。在一些實施例中，烯基具有1至12個碳或通常1至8個碳原子。烯基可經取代或未經取代。烯基尤其包含例如乙烯基、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。烯基可類似於烷基經取代。二價鏈烯基(即具有兩個連接點之烯基)包含(但不限於)CH-CH=CH2 、C=CH2 或C=CHCH3 。
如本文所用，「芳基」或「芳族」基團係不含雜原子之環狀芳族烴。芳基包含單環、雙環及多環系統。因此，芳基包含(但不限於)苯基、薁基、庚烯基、伸聯苯基、茚達基、芴基、菲基、伸三苯基、芘基、萘并苯基、䓛基、聯苯基、蒽基、茚基、茚滿基、並環戊二烯基及萘基。在一些實施例中，芳基在基團之環部分含有6-14個碳原子，且在另一些實施例中含有6至12個或甚至6-10個碳原子。片語「芳基」包含含有稠合環之基團，例如稠合芳族-脂族環系統(例如茚滿基、四氫萘基及諸如此類)。芳基可經取代或未經取代。
在一些實施例中，萘基化合物可包含2-三甲基鍺烷萘(VI)、1-三甲基鍺烷萘、2-三乙基鍺烷萘(VII)、1-三乙基鍺烷萘、2-三甲基矽烷萘(VIII)、1-三甲基矽烷萘、2-二甲基丁基矽烷萘(IX)、1-二甲基丁基矽烷萘、2-苯基硫萘(X)、1-苯基硫萘、2-二甲基辛基矽烷萘(XI)、1-二甲基辛基矽烷萘、1-氟萘(XII)、2-氟萘、2-乙基萘(XIII)、1-乙基萘、2-丙基萘(XIV)、1-丙基萘及其組合，其式(VI)-(XIV)提供於下文中：
本文揭示之透射恢復劑可有益地提供改進之透射恢復時間，此對液態透鏡/電潤濕光學裝置、特別是彼等在一定溫度範圍內使用之裝置係有益的。改進之透射恢復時間表明，對於給定之電壓差，兩種液體之間之彎月面界面可在裝置之操作溫度範圍(例如自-20℃至+70℃)內得以保持。沒有透射恢復劑之習用液態透鏡在不同溫度下使用期間不能保持恆定之焦距，且因此在暴露於不同溫度下時，經常調節電壓差以保持彎月面及相應之期望焦距，及/或需要更長之時間來校正焦距。本文描述之透射恢復劑有助於提高液態透鏡/電潤濕光學裝置之透射恢復時間。
在一些實施例中，導電液體包含具有式(IV)及/或式(V)之透射恢復劑：

其中R4 係烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。
在一些實施例中，透射恢復劑可包含烷基三(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基三(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，透射恢復劑可包含正辛基三三甲基矽氧基矽烷、3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基三(三甲基矽氧基)矽烷及其組合。
已發現，本文揭示之用於液態透鏡/電潤濕光學應用之非導電液體(油)可提供寬範圍之焦距、傾斜角及/或散光變化。為實現該等益處，非導電液體應滿足以下性質中之至少一或多者：1)在液態透鏡之操作溫度範圍內與導電液體匹配或相似之密度；2)與導電液體相比具有高折射率差；3)在液態透鏡之操作溫度範圍內與導電液體之低可混溶性；4)相對於每種非導電液體組分及親核水基電解質(導電液體)之化學穩定性；及5)低黏度以限制液態透鏡之反應時間。此外，如本文揭示之萘基化合物與透射恢復劑之組合提供用於非導電流體之液體材料之新組合，其滿足上述五個標準中之每一者，同時能夠在靜態及/或變化之環境中在寬範圍溫度內保持液態透鏡/電潤濕光學裝置中之該等性質。
關於密度參數，使非導電液體之密度與導電液體之密度實質上匹配可有助於在各種傾斜角下具有寬範圍焦距之通用液態透鏡/電潤濕光學裝置。在一些實施例中，在包含約-30℃至約85℃或約-20℃至約65℃之寬溫度範圍內，非導電液體及導電液體之間之密度差(Δρ)可低於0.1 g/cm3 、低於0.01 g/cm3 或低於3.10-3 g/cm3 。萘基化合物之密度可高於比較脂族化合物。例如，2-乙基萘係在25℃下密度為約1.01 g/cm3 之液體，而比較脂族油如十二烷具有0.75 g/cm3 之密度。萘基化合物相對於本領域其他已知或當前使用之化合物之更高密度係有益的，此乃因其允許更佳地匹配非導電相之密度與導電相之密度，該導電相之密度通常在1.0 g/cm3 及1.25 g/cm3 之間。
關於折射率參數，萘基化合物之芳香性及π電子系統提供高極性率及相應之高折射率。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，導電液體及非導電液體之間之折射率差(Δɳ)可在約0.02至約0.24或約0.05至約0.15之範圍內。用於光學應用之此光學指數範圍包含諸如可變焦距、傾斜、散光補償及調整折射率以優化平衡精度對範圍等特徵。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，導電液體及非導電液體之間之折射率差(Δɳ)可大於0.24、大於0.27或大於0.29。兩種液體之間之折射率差異之增加非常適合於光學應用，包含諸如變焦、可變聚焦裝置、其中照明取決於兩種液體之間之折射率差異之可變照明裝置及/或其中可實施光軸傾斜之光學裝置，例如用於光束偏轉或影像穩定應用。
關於混溶性參數，所揭示之導電及非導電液體視為不可混溶的。在一些實施例中，導電及非導電液體之部分可混溶性低於5%、低於2%、低於1%、低於0.2%、低於0.1%、低於0.05%或低於0.02%，其中該等值中之每一者皆可在包含例如-30℃至85℃或-20℃至65℃之寬溫度範圍內量測。
關於非導電液體之穩定性參數及物理狀態，在萘環上引入各種揭示之取代基提供較低之熔點。例如，萘在82℃熔化，而1-氟萘及2-乙基萘分別在-13℃及-14℃熔化。本文揭示之大多數萘基化合物在室溫下係液體，且可與其他有機化合物混合形成均質液體，從而形成穩定之非導電流體。在一些實施例中，非導電液體在約-10℃至約+65℃、約-20℃至約+65℃或約-30℃至約+85℃之溫度範圍內保持液態。此外，所揭示之萘基化合物及透射恢復劑沒有顯示任何可檢測到之與導電液體中使用之親核水基電解質分解或反應之跡象。最後，兩種流體之個別組分相對於彼此亦係化學穩定的，即在裝置之功能溫度範圍內，在導電及非導電液體之其他化合物存在下，該等流體不呈現化學反應性。
關於黏度參數，非導電液體可能需要低黏度，此乃因預期黏度較低之流體能夠快速因應經由液態透鏡/電潤濕光學裝置之單元施加之變化電壓。水性導電層之黏度通常較低，並且對電壓變化反應迅速。在一些實施例中，如在-20℃及+70℃範圍內之所有溫度下量測，非導電液體之黏度可小於40 cs、小於20 cs或小於10 cs。
現在參考第2-3圖，在熱衝擊之後提供若干液態透鏡配置之透射恢復時間。液態透鏡係根據Varioptic A39N0設計製備，即透鏡之機械孔徑為3.9 mm，油層之厚度約為0.6 mm，且導電相層之厚度為1.8 mm。將每個透鏡置於85℃及6%相對濕度之烘箱中2小時。然後將透鏡分別直接置於室溫下，且每分鐘量測透射率持續150分鐘，然後每2分鐘量測持續120分鐘，然後每5分鐘量測持續630分鐘，最後每15分鐘監測透射率。透射率隨時間之演變在第2-3圖中繪出，並且可確定透射動力學及配方之間之關係。
仍然參考第2-3圖，透射曲線展示當將正辛基三(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三(三甲基矽氧基)矽烷引入油配方中時，透射率恢復得更快且更接近其初始透射率(To )。相應參考文獻或空白(無添加劑或isopar P)之結果表明，相對於三種納入透射恢復劑之液態透鏡，透射恢復時間較慢。在一些實施例中，包含一或多種透射恢復劑之液態透鏡可在少於4小時、少於5小時、少於6小時、少於7小時、少於8小時、少於9小時或少於10小時內獲得至少95%之透射恢復率。
現在參考第4A-4B圖，在熱衝擊之前及之後使用未納入透射恢復劑之透鏡提供影像。在整合至成像裝置中之Corning VARIOPTIC® A39N0液態透鏡中使用各別導電及非導電液體。第4A圖中提供之影像係在任何熱衝擊之前拍攝。然後將該裝置在70℃放置2小時，並在室溫(約22℃)放置2小時。第4B圖中提供之影像係在70℃之熱衝擊及隨後之冷卻期之後使用相同之透鏡拍攝。分別比較第4A圖及第4B圖中提供之影像，展示所提供之熱衝擊如何影響拍攝影像之品質。當與第4A圖影像一起觀看時，第4B圖影像看起來係以差之對比度洗掉。
現在參考第5A-5B圖，在熱衝擊之前及之後使用納入透射恢復劑之透鏡提供影像。在整合至成像裝置中之Corning VARIOPTIC® A39N0液態透鏡中使用實例3中概述之各別導電及非導電液體。第5A圖中提供之影像係在任何熱衝擊之前拍攝。然後將該裝置在70℃放置2小時，並在室溫(約22℃)放置2小時。第5B圖中提供之影像係在70℃之熱衝擊及隨後之冷卻期之後使用相同之透鏡拍攝。分別比較第5A圖及第5B圖中提供之影像，顯示熱衝擊影像之前及之後之改進。相對於第5A圖之熱衝擊前影像，第5B圖之影像包含比在沒有透射恢復劑之透鏡中提供之對比度好得多之對比度(參見第4A-4B圖)。此外，與第4B圖中所提供相比，第5B圖繪示在中心十字及圓形圖案中出現之更清晰之線及更多之特徵。因此，本文所述之透射恢復劑有助於提高液態透鏡/電潤濕光學裝置之透射恢復時間。
根據一些實施例，電潤濕光學裝置包含電壓源，用於施加A.C.電壓以改變導電及非導電液體之間形成之彎月面，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含用於控制透鏡之驅動器或類似電子裝置，其中透鏡及驅動器或類似電子裝置整合至液態透鏡中。在其他實施例中，電潤濕光學裝置可包含納入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可變焦距液態透鏡、光學變焦、眼科裝置、具有可變光軸傾斜之裝置、影像穩定裝置、光束偏轉裝置、可變照明裝置以及使用電潤濕之任何其他光學裝置，或係其一部分。在一些實施例中，液態透鏡/電潤濕光學裝置可納入或安裝在任一或多個設備中，包含例如相機透鏡、手機顯示器、內窺鏡、遙測儀、牙科照相機、條碼掃描口、光束偏轉器及/或顯微鏡。
實例
以下實例代表根據Varioptic A39N0設計製備之各種液態透鏡。Varioptic A39N0透鏡設計包含約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。量測該等電潤濕光學裝置之性質係在20℃下實施。
材料
本文所揭示萘基化合物之實例具有下文所列示之其物理性質中之一些。
萘基化合物之物理性質
萘基化合物於導電液體配方中所用之極性液體中之溶解度
配方實例 1
實例1之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有75.5% w/w/萘基三乙基鍺烷（naphtyltriethylgermane）、15% w/w正辛基三(三甲基矽氧基)矽烷及9.5% w/w石蠟油；及導電液體，具有60% w/w單丙二醇、38.8% w/w水及1.2% w/w溴化鈉。
配方實例 2
實例2之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有80% w/w/萘基苯基硫（naphthylphenylsulfure）及20% w/w苯基三(三甲基矽氧基)矽烷；及導電液體，具有10% w/w 1,3-丙二醇、52% w/w水、35% w/w乙二醇及3% w/w乙酸鉀。
配方實例 3
實例3之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有100% w/w萘基三甲基矽烷（naphtyltrimethylsilane）；及導電液體，具有99% w/w水及1% w/w乙酸鉀。
配方實例 4
實例4之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有80% w/w 1-氟萘（1-fluoronaphtalene）、10% w/w 1-正丁基萘及10% w/w苯基三(三甲基矽氧基)矽烷；及導電液體，具有50% w/w乙二醇、47% w/w水及3% w/w溴化鈉。
配方實例 5
實例5之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有57% w/w/六乙基二鍺烷、30% w/w六甲基二鍺烷、7% w/w萘基苯基硫（Naphtylphenylsulfur）及6% w/w正辛基三(三甲基矽氧基)矽烷；及導電液體，具有92.8% w/w乙二醇、3% w/w水及4.2% w/w乙酸鉀。
配方實例 6
實例6之電潤濕光學裝置包含：非導電液體，具有75.5% w/w/萘基三乙基鍺烷（naphtyltriethylgermane）、15% w/w正辛基三(三甲基矽氧基)矽烷及9.5% w/w Isopar P；及導電液體，具有60% w/w 1,3-丙二醇、38.8% w/w水及1.2% w/w溴化鈉。
配方實例 7
儘管出於說明之目的已闡述了示例性實施例及實例，但前述描述並不欲以任何方式限制揭示內容及所附申請專利範圍之範圍。因此，在基本上不背離本揭示內容之精神及各種原理之情況下，可對上述實施例及實例進行變化及修改。所有該等修改及變化意欲包含在本揭示內容之範圍內，並受所附申請專利範圍之保護。
100‧‧‧液態透鏡
102‧‧‧透鏡體
104‧‧‧空腔
104A‧‧‧第一部分或頂部空間
104B‧‧‧第二部分或基底部分
105A‧‧‧窄端
105B‧‧‧寬端
106‧‧‧第一液體
108‧‧‧第二液體
110‧‧‧界面
112‧‧‧光軸
114‧‧‧第一窗口
116‧‧‧第二窗口
118‧‧‧第一外層
120‧‧‧中間層
122‧‧‧第二外層
124‧‧‧公共電極
126‧‧‧驅動電極
128‧‧‧導電層
130A‧‧‧劃線
132‧‧‧絕緣元件
134A‧‧‧黏合部
134B‧‧‧黏合部
134C‧‧‧黏合部
以下係附圖中圖式之描述。圖式不一定係按比例繪製的，並且為了清楚及簡明起見，圖式之某些特徵及某些視圖可按比例放大或示意性地顯示。
在圖式中：
第1圖係根據本揭示內容之一些實施例之示例性電潤濕光學裝置之示意性剖視圖。
第2圖係根據本揭示內容之一些實施例提供包含或缺少透射恢復劑之各種液態透鏡配置之透射恢復時間之一組透射曲線。
第3圖係根據本揭示內容之一些實施例提供包含透射恢復劑及缺少透射恢復劑之液態透鏡配置之透射恢復時間之一對透射曲線。
第4A-4B圖係在熱衝擊之前及之後使用沒有納入透射恢復劑之透鏡拍攝之影像。
第5A-5B圖係在熱衝擊之前及之後使用納入根據本揭示內容之一些實施例之透射恢復劑之透鏡拍攝之影像。
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無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無

Claims (20)

  1. 一種電潤濕光學裝置，包括： 一導電液體；一非導電液體，包括具有式(I)、式(II)及/或式(III)之一萘基化合物：其中：R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由以下組成之群：碳、矽、鍺、錫及鉛；且Z係選自由以下組成之群：氧、硫、硒、碲及釙；及一介電表面，與導電及非導電液體二者接觸，其中該導電及該非導電液體係不可混溶的。
  2. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物係選自由以下組成之群組：2-三甲基鍺烷萘、1-三甲基鍺烷萘、2-三乙基鍺烷萘、1-三乙基鍺烷萘、2-三甲基矽烷萘、1-三甲基矽烷萘、2-二甲基丁基矽烷萘、1-二甲基丁基矽烷萘、2-苯基硫萘、1-苯基硫萘、2-二甲基辛基矽烷萘、1-二甲基辛基矽烷萘、1-氟萘、2-氟萘、2-乙基萘、1-乙基萘、2-丙基萘、1-丙基萘及前述化合物的組合。
  3. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物係選自由以下組成之群組：2-氟萘、萘基三乙基鍺烷、萘基苯基硫、萘基三甲基矽烷及前述化合物的組合。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物在20℃下具有約0.95 g/cm3 至約1.20 g/cm3 之一密度。
  5. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物在589 nm下具有約1.55至約1.70之一折射率。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該導電液體係水溶液。
  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括約5% w/w至約95% w/w之該萘基化合物。
  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在不到4小時內具有至少95%之一透射恢復率。
  9. 一種電潤濕光學裝置，包括： 一導電液體；一非導電液體，包括具有式(I)、式(II)及/或式(III)之一萘基化合物：其中：R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群組之一第14族元素；及Z係選自由氧、硫、硒、碲及釙組成之群組之一第16族元素，一透射恢復劑，具有式(IV)及/或式(V)：其中： R4 係一烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。 一介電表面，與導電及非導電液體二者接觸，其中該導電及該非導電液體係不可混溶的。
  10. 如請求項9所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基之化合物係選自由以下組成之群組：萘基三甲基鍺烷、萘基三乙基鍺烷、萘基苯基硫、萘基三甲基矽烷、萘基二甲基丁基矽烷及萘基二甲基辛基矽烷。
  11. 如請求項9所述之電潤濕光學裝置，其中該透射恢復劑包括烷基三(三甲基矽氧基)矽烷、氟烷基三(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前述化合物的組合。
  12. 如請求項9所述之電潤濕光學裝置，其中該透射恢復劑係選自由以下組成之群組：正辛基三三甲基矽氧基矽烷、3-正辛基七甲基三矽氧烷、十三氟辛基三(三甲基矽氧基)矽烷及前述化合物的組合。
  13. 如請求項9至12中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物在20℃下具有約0.95 g/cm3 至約1.20 g/cm3 之一密度。
  14. 如請求項9至12中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該萘基化合物在589 nm下具有約1.55至約1.70之一折射率。
  15. 如請求項9至12中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該非導電液體包括約5% w/w至約20% w/w之該透射恢復劑及約60% w/w至約95 w/w之該萘基化合物。
  16. 如請求項9至12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在不到4小時內具有至少95%之一透射恢復率。
  17. 一種非導電液體，包括： 一萘基化合物，具有式(I)、式(II)及/或式(III)：其中：R1 、R2 及R3 個別地係烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基；X係選自由碳、矽、鍺、錫及鉛組成之群之一第14族元素；及Z係選自由氧、硫、硒、碲、及釙組成之群之一第16族元素，一透射恢復劑，具有式(IV)及/或式(V)：其中：R4 係一烷基、氟烷基、芳基、烷氧基或芳基氧基。
  18. 如請求項17所述之非導電液體，其中該非導電液體具有大於約1.66之一折射率。
  19. 如請求項17或18所述之非導電液體，其中該非導電液體在20℃下具有小於10 cs之一黏度。
  20. 如請求項17或18所述之非導電液體，其中該非導電液體包括約5% w/w至約20% w/w之該透射恢復劑及約60% w/w至約95 w/w之該萘基化合物。
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