TW202006176A - 用於建構液體透鏡之改良的聚合物介電質塗層 - Google Patents

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班傑明尚 巴蒂斯特法蘭索瓦 伯格
米歇爾達恩 法比安
提摩西愛德華 麥爾斯
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Abstract

提供一種電潤濕光學裝置。所述電潤濕光學裝置包括第一視窗、第二視窗、和設置在所述第一視窗和所述第二視窗之間的腔。所述電潤濕光學裝置額外地包括設置在所述腔內的第一液體和第二液體，所述第一液體和所述第二液體實質上彼此不混溶且具有不同的折射率，從而所述第一液體和所述第二液體之間的介面界定可變透鏡。所述電潤濕光學裝置還包括與所述第一液體電連接的公共電極和設置在所述腔的側壁上、且通過絕緣聚合物介電層與所述第一液體和所述第二液體絕緣的驅動電極。所述絕緣聚合物介電層可利用引發式化學氣相沉積（iCVD）形成。

Description

用於建構液體透鏡之改良的聚合物介電質塗層
本申請案依據專利法主張於2018年5月22日提出申請的美國臨時申請案第62/674,866號的優先權，通過引用將上述申請案的內容作為整體結合在此。
本揭示內容係關於用於電潤濕光學裝置中的改善的聚合物介電塗層，且更具體地，關於在液體透鏡中發揮疏水層和介電層兩者作用的聚合物介電塗層。
傳統的基於電潤濕的液體透鏡是基於設置在腔室內的兩種不混溶的液體，即油相和導電相，後者是水基的。兩個液相通常在包括介電材料的隔離基板上形成三重介面。改變施加到液體的電場可以改變其中一種液體相對於腔室壁的潤濕性，這具有改變兩種液體之間形成的彎月面的形狀的效果。此外，在各種應用中，彎月面形狀的變化導致透鏡焦距的變化。
傳統液體透鏡配置利用了存在於電極和不混溶液體之間的絕緣特徵。通常利用聚合物材料作為該絕緣性特徵，因為它們能提供電絕緣性且表現出相對於其中一種液體的潤濕性質的所需的疏水性。電潤濕是一種在其中絕緣層和疏水層二者的性質均能實現對應的潤濕效果的現象。很多研究已旨在最佳化這些聚合物層的性質，以便將水接觸角減小和接觸角滯後所需的電壓最小化。同時，所使用的材料應當是化學惰性且穩定的，以便確保再現性和長壽命。
因此，本領域中需要解決改善用於絕緣層的材料性質的絕緣材料。具有更高介電常數結合更低介面能或表面能的聚合物材料會在具有越來越薄的裝置架構的光學裝置中實現電潤濕。使用更薄的絕緣層將能夠使用更低的施加電勢，這能轉變為改善的液體透鏡可靠性、性能、和製造成本。
根據本揭示內容的一些實施例，提供一種電潤濕光學裝置。所述電潤濕光學裝置包括第一視窗、第二視窗、和設置在所述第一視窗和所述第二視窗之間的腔。所述電潤濕光學裝置額外地包括設置在所述腔內的第一液體和第二液體，所述第一液體和所述第二液體實質上彼此不混溶且具有不同的折射率，從而所述第一液體和所述第二液體之間的介面界定可變透鏡。所述電潤濕光學裝置還包括與所述第一液體電連接的公共電極和設置在所述腔的側壁上、且通過絕緣聚合物介電層與所述第一液體和所述第二液體絕緣的驅動電極，所述絕緣聚合物介電層具有高於85℃的玻璃轉變溫度（Tg ）。所述絕緣聚合物介電層可利用引發式化學氣相沉積（initiated chemical vapor deposition；iCVD）形成。
根據本揭示內容的一些實施例，提供一種用於塗佈電潤濕裝置的方法。所述方法包括：將設置在腔的側壁上的電極基板定位至真空室中；將氣態單體和氣態引發劑引導至所述真空室中；將所述電極基板的表面與所述氣態單體和所述氣態引發劑接觸；和啟動所述氣態引發劑以聚合所述氣態單體並形成與所述驅動電極接觸的絕緣聚合物介電層。所述絕緣聚合物介電層通過引發式化學氣相沉積（iCVD）形成。
根據本揭示內容的一些實施例，提供一種電潤濕光學裝置。所述電潤濕光學裝置包括第一視窗、第二視窗、和設置在所述第一視窗和所述第二視窗之間的腔。所述電潤濕光學裝置額外地包括設置在所述腔內的第一液體和第二液體，所述第一液體和所述第二液體實質上彼此不混溶且具有不同的折射率，從而所述第一液體和所述第二液體之間的介面界定可變透鏡。所述電潤濕光學裝置還包括與所述第一液體電連接的公共電極和設置在所述腔的側壁上、且通過絕緣聚合物介電層與所述第一液體和所述第二液體絕緣的驅動電極，所述絕緣聚合物介電層具有高於85℃的玻璃轉變溫度（Tg ）。所述絕緣聚合物介電層可利用引發式化學氣相沉積（iCVD）形成。所述電潤濕光學裝置在將驅動電壓從0 V至最大驅動電壓、隨後返回至0 V順序施加至所述驅動電極時表現出不大於3°的接觸角滯後。
下文的詳細描述中將闡述額外的特徵和優點，並且對於本領域技藝人士來說，這些額外的特徵和優點從該描述中將顯而易見，或者通過實踐如本文所述的實施例（包括下文的詳細描述、申請專利範圍以及隨附的附圖）而認識到。
應理解，前面的一般性描述和下文的詳細描述二者僅僅是示例性的，並且意在提供用於理解本揭示內容和隨附的申請專利範圍的本質和特徵的概述或框架。
包括隨附的附圖以提供對本揭示內容的原則的進一步理解，並且附圖被併入本說明書中並構成本說明書的一部分。附圖圖示了一或多個實施例，並且與說明書一起用於通過實例的方式解釋本揭示內容的原則和操作。應當理解，本說明書和附圖中揭示的本揭示內容的各種特徵可以以任何和所有組合使用。通過非限制性實例的方式，本揭示內容的各種特徵可以根據以下實施例彼此組合。
下文的詳細描述中將闡述額外的特徵和優點，並且對於本領域技藝人士來說，這些額外的特徵和優點從該描述中將顯而易見，或者通過實踐如下文所描述的實施例以及申請專利範圍和隨附的附圖而認識到。
如本文所使用的，術語「及/或」，當在列出兩個或更多個項目中使用時，意味著可以單獨使用所列項目中的任何一個，或者可以使用所列項目中的兩個或更多個的任一組合。例如，如果組合物被描述為包含組分A、B、及/或C，則該組合物可以僅包含A；僅包含B；僅包含C；包含A和B的組合；包含A和C的組合；包含B和C的組合；或包含A、B、和C的組合。
在該文件中，諸如第一和第二、頂部和底部、和類似的關係術語僅用於將一個實體或動作與另一個實體或動作區分開，而不必要求或暗示這些實體或動作之間任何實際的這種關係或順序。
對於本領域技藝人士以及製造或使用本揭示內容的人員來說，將想到對本揭示內容進行修改。因此，應當理解，附圖中示出的和上文描述的實施例僅用於說明性目的，並不意在限制本揭示內容的範圍，本揭示內容的範圍由根據包括等同原則的專利法原則解釋的所附申請專利範圍界定。
出於本揭示內容的目的，術語「耦接(coupled)」（以其所有形式：耦接(couple)、耦接(coupling)、耦接(coupled)等）通常意味著兩個部件直接或間接地彼此連接。這種連接可以是本質上固定的或者可以是本質上可移動的。這種連接可以通過兩個部件和任何額外的中間元件實現，並且任何額外的中間元件可以彼此一體地形成為單個整體，或者與兩個部件一體地形成為單個整體。除非另有說明，這種連接可以是本質上永久性的，或者可以是本質上可移除的或可解除的。
如本文所使用的，術語「約」意味著量、尺寸、配方、參數和其他數量和特性不是且不必是精確的，但可以根據需要近似及/或更大或更小，反映公差、換算係數、四捨五入、測量誤差等、以及本領域技藝人士已知的其他因素。當術語「約」用於描述值或範圍的端點時，本揭示內容應被理解為包括所指的具體值或端點。無論說明書中的數值或範圍的端點是否記載「約」，該數值或範圍的端點意在包括兩種實施例：一種由「約」修飾，且一種未由「約」修飾。將進一步理解的是，每個範圍的端點無論是與另一個端點相關聯還是獨立於另一個端點都是有意義的。
如本文所使用的術語「實質上(substantial)」、「實質上(substantially)」及其變體意在表明所描述的特徵等於或近似等於一個值或描述。例如，「實質上平坦的」表面意在表示平坦的或近似平坦的表面。此外，「實質上」意在表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上」可表示彼此之間約10%內的值，諸如彼此之間約5%內，或彼此之間約2%內。
如本文使用的方向術語-例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部-僅參照所繪製的圖使用，並不意在暗示絕對定向。
如本文所使用的，術語「所述」、「一(a)」或「一(an)」意味著「至少一個」，並且不應限於「僅一個」，除非明確地相反指出。因此，例如，提及「一部件」包括具有兩個或更多個這樣的部件的實施例，除非上下文另有明確說明。
術語「不可混溶的(non-miscible)」和「不混溶的(immiscible)」是指當被添加在一起時不形成均勻混合物或當將一種液體加入另一種液體時最低限度混合的液體。在本說明書和下文申請專利範圍中，當兩種液體的部分混溶性低於2%、低於1%、低於0.5%、或低於0.2%時（所有值均在給定溫度範圍內（例如在20℃）測量），則認為兩種液體是不混溶的。本文中的液體在寬溫度範圍內（例如，包括-30℃至85℃和從-20℃至65℃）具有低的相互混溶性。
在各種實施例中，提供一種電潤濕光學裝置。所述電潤濕光學裝置包括第一視窗、第二視窗、和設置在所述第一視窗和所述第二視窗之間的腔。所述電潤濕光學裝置額外地包括設置在所述腔內的第一液體和第二液體，所述第一液體和所述第二液體實質上彼此不混溶且具有不同的折射率，從而所述第一液體和所述第二液體之間的介面界定可變透鏡。所述電潤濕光學裝置還包括與所述第一液體電連接的公共電極和設置在所述腔的側壁上、且通過絕緣聚合物介電層與所述第一液體和所述第二液體絕緣的驅動電極，所述絕緣聚合物介電層具有高於85℃的玻璃轉變溫度（Tg ）。所述絕緣聚合物介電層可利用引發式化學氣相沉積（iCVD）形成。
利用iCVD在電潤濕光學裝置中發現的電極或者其他基板上形成絕緣聚合物介電層使得能夠形成具有所需物理性質（包括增加的介電性質、低表面能、低表面粗糙度、增加的對於基板的黏合性、改善的化學抗性、及超過熱老化溫度的增加的玻璃轉變溫度）的組合的塗層。與利用例如一般化學氣相沉積（CVD）或電漿增強化學氣相沉積（PECVD）的傳統技術來形成塗層相比，如本文所揭示的iCVD方法的通用性能夠形成具有改善的材料性質的絕緣聚合物介電層。
如下文更詳細地描述的，在圖1中，電潤濕光學裝置或液體透鏡的單元通常由兩個透明絕緣板和側壁界定。下板是非平面的，包括圓錐形或圓柱形凹陷或凹槽，其包含非導電或絕緣液體。單元的其餘部分填充有導電液體，該導電液體與絕緣液體不混溶，具有不同的折射率和實質相同的密度。一或多個驅動電極定位在凹槽的側壁上。可以在驅動電極和相應的液體之間引入絕緣薄層，以在具有長期化學穩定性的介電表面上提供電潤濕。公共電極與導電液體接觸。通過電潤濕現象，可能根據施加在電極之間的電壓V來改變兩種液體之間的介面的曲率。因此，根據所施加的電壓，穿過垂直於液滴區域中的板的單元的光束將被或多或少不同程度地散焦。導電液體通常是含鹽的水溶液。非導電液體通常是油、烷烴、或烷烴的混合物，可能是鹵化的。
在一些實施例中，可以調節公共電極處的電壓與驅動電極處的電壓之間的電壓差。可以控制和調節電壓差以使液體之間的介面（亦即，彎月面）沿著腔的側壁移動到期望的位置。通過沿著腔的側壁移動介面，可能改變液體透鏡的焦點（例如，屈光度）、傾斜度、像散、及/或高階像差。此外，在操作液體透鏡期間，液體透鏡和其部件的介電性質及/或表面能性質可發生變化。例如，液體及/或絕緣元件的介電性質可回應於隨著時間暴露於電壓差、溫度的變化、以及其他因素而變化。作為另一實例，絕緣元件的表面能可回應於隨著時間暴露於第一液體和第二液體而變化。反過來，液體透鏡性質的變化以及其部件（例如，其絕緣元件）性質的變化可使液體透鏡的可靠性和性能特性退化。 液體透鏡結構
現在參照圖1，提供了示例性液體透鏡100的簡化截面圖。液體透鏡100的結構不意味著限制，並且可包括本領域中已知的任何結構。在一些實施例中，液體透鏡100可包括透鏡主體102和在透鏡主體102中形成的腔104。第一液體106和第二液體108可設置在腔104內。在一些實施例中，第一液體106可以是極性液體，也被稱為導電液體。額外地或替代地，第二液體108可以是非極性液體及/或絕緣液體，也被稱為非導電液體。在一些實施例中，，第一液體106和第二液體108可以彼此不混溶並且具有不同的折射率，從而第一液體與第二液體之間的介面110形成透鏡。在一些實施例中，第一液體106和第二液體108可具有實質相同的密度，這可有助於避免由於改變液體透鏡100的物理定向（例如，由於重力的作用）而導致的介面110的形狀變化。
在圖1中圖示的液體透鏡100的一些實施例中，腔104可包括第一部分（或頂部空間）104A和第二部分（或基底部分）104B。例如，如本文所描述的，腔104的第二部分104B可由液體透鏡100的中間層中的孔界定。額外地或替代地，如本文所描述的，腔104的第一部分104A可由液體透鏡100的第一外層中的凹槽界定及/或設置在中間層中的孔外部。在一些實施例中，第一液體106的至少一部分可設置在腔104的第一部分104A中。額外地或替代地，第二液體108可設置在腔104的第二部分104B內。例如，實質上全部或一部分的第二液體108可設置在腔104的第二部分104B內。在一些實施例中，介面110的周邊（例如，與腔的側壁接觸的介面的邊緣）可設置在腔104的第二部分104B內。
液體透鏡100（參見圖1）的介面110可以經由電潤濕來調節。例如，可以在第一液體106與腔104的表面（例如，如本文所述的定位在腔104的表面附近並且與第一液體106絕緣的一或多個驅動電極）之間施加電壓，以增加或降低腔104的表面相對於第一液體106的潤濕性並改變介面110的形狀。在一些實施例中，調節介面110可改變介面110的形狀，這改變了液體透鏡100的焦距或焦點。例如，這種焦距的改變可以使液體透鏡100能夠執行自動聚焦功能。額外地或替代地，調節介面110可使介面相對於液體透鏡100的光軸112傾斜。例如，這種傾斜可使液體透鏡100除了提供像散變化或者高階光學像差校正之外，還能夠執行光學圖像穩定（OIS）功能。調節介面110可不需要液體透鏡100相對於圖像感測器、固定透鏡或透鏡堆疊、殼體或其中可結合有液體透鏡100的相機模組的其他部件進行物理移動即可實現。
在一些實施例中，液體透鏡100的透鏡主體102可包括第一視窗114和第二視窗116。在一些這樣的實施例中，腔104可設置在第一視窗114與第二視窗116之間。在一些實施例中，透鏡主體102可包括共同形成透鏡主體102的複數個層。例如，在圖1所示的實施例中，透鏡主體102可包括第一外層118、中間層120、和第二外層122。在一些這樣的實施例中，中間層120可包括穿過其中形成的孔。第一外層118可以結合至中間層120的一側（例如，物側）。例如，第一外層118可在結合部134A處結合至中間層120。結合部134A可以是黏合劑結合部、鐳射結合部（例如，鐳射焊接）、機械封閉、或能夠將第一液體106和第二液體108保持在腔104內的任何其他合適的結合部。額外地或替代地，第二外層122可以結合至中間層120的另一側（例如，成像側）。例如，第二外層122可在結合部134B及/或結合部134C處結合至中間層120，結合部134B和134C的每一者都可以按照本文關於結合部134A所描述的進行配置。在一些實施例中，中間層120可設置在第一外層118與第二外層122之間，中間層中的孔的相對兩側可被第一外層118和第二外層122覆蓋，且腔104的至少一部分可被界定在孔內。因此，覆蓋腔104的第一外層118的一部分可用作第一視窗114，並且覆蓋腔的第二外層122的一部分可用作第二視窗116。
在一些實施例中，腔104可包括第一部分104A和第二部分104B。例如，在圖1所示的實施例中，腔104的第二部分104B可由中間層120中的孔界定，並且腔的第一部分104A可設置在腔104的第二部分104B與第一視窗114之間。在一些實施例中，第一外層118可包括如圖1所示的凹槽，並且腔104的第一部分104A可設置在第一外層118的凹槽內。因此，腔104的第一部分104A可設置在中間層120中的孔的外部。
在一些實施例中，腔104（例如，腔104的第二部分104B）可如圖1所示是錐形的，使得腔104的截面積沿著光軸112在從物側到成像側的方向上減小。例如，腔104的第二部分104B可包括窄端105A和寬端105B。術語「窄」和「寬」是相對術語，意味著窄端105A比寬端105B窄。這樣的錐形腔可有助於保持第一液體106和第二液體108之間的介面110沿著光軸112的對準。在其他實施例中，腔104是錐形的，使得腔104的截面積沿著光軸在從物側到成像側的方向上增加，或者是非錐形的，使得腔104的截面積沿著光軸保持基本恆定。
在一些實施例中，成像光可通過第一視窗114進入圖1中圖示的液體透鏡100，可在第一液體106與第二液體108之間的介面110處折射，並且可通過第二視窗116離開液體透鏡100。在一些實施例中，第一外層118及/或第二外層122可包括足夠的透明度以使成像光通過。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的外表面可以是實質上平坦的。因此，即使液體透鏡100可以用作透鏡（例如，通過折射穿過介面110的成像光），液體透鏡100的外表面也可以是平坦的，而不像固定透鏡的外表面那樣彎曲。在其他實施例中，第一外層118及/或第二外層122的外表面可以是彎曲的（例如，凹形或凸形）。因此，液體透鏡100可包括集成固定透鏡。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。因為成像光可以經由中間層120中的孔穿過，所以中間層120可以是透明的或不透明的。
在一些實施例中，液體透鏡100（參見圖1）可包括與第一液體106電連接的公共電極124。額外地或替代地，液體透鏡100可包括設置在腔104的側壁上並與第一液體106和第二液體108絕緣的一個/或多個驅動電極126。如本文所述描述的，可以向公共電極124和驅動電極126提供不同的電壓以改變介面110的形狀。
在一些實施例中，液體透鏡100（參見圖1）可包括導電層128，導電層128的至少一部分設置在腔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結合至中間層之前施加至中間層120的導電塗層。導電層128可包括金屬材料、導電聚合物材料、其他合適的導電材料或它們的組合。額外地或替代地，導電層128可包括單層或複數個層，其中一些或全部可以是導電的。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，在將第一外層118及/或第二外層122結合至中間層之前，可以將導電層128施加至中間層118的實質上整個外表面。在將導電層128施加至中間層118之後，導電層可以被分割成各種導電元件（例如，公共電極124及/或驅動電極126）。在一些實施例中，液體透鏡100可包括導電層128中的劃線130A，以將公共電極124和驅動電極126彼此隔離（例如，電隔離）。在一些實施例中，劃線130A可包括導電層128中的間隙。例如，劃線130A是寬度為約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或由列出的值界定的任何範圍的間隙。
同樣如圖1中所示，液體透鏡100可包括設置在腔104內的、定位在驅動電極126頂部上的絕緣層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結合至中間層之前施加至中間層120的絕緣塗層。在一些實施例中，絕緣元件132可包括在將第二外層122結合至中間層120之後且在將第一外層118結合至中間層之前施加至導電層128和第二視窗116的絕緣塗層。因此，絕緣元件132可覆蓋腔104內的導電層128的至少一部分和第二視窗116。在一些實施例中，如本文所描述的，絕緣元件132可以是足夠透明的，以使成像光能夠穿過第二視窗116。
在圖1中圖示的液體透鏡100的一些實施例中，絕緣元件132可覆蓋驅動電極126的至少一部分（例如，驅動電極設置在腔104內的部分），以使第一液體106和第二液體108與驅動電極絕緣。額外地或替代地，設置在腔104內的公共電極124的至少一部分可以未被絕緣元件132覆蓋。因此，如本文所描述的，公共電極124可與第一液體106電連接。在一些實施例中，絕緣元件132可包括腔104的第二部分104B的疏水表面層。如本文所描述的，這種疏水表面層可有助於將第二液體108保持在腔104的第二部分104B內（例如，通過非極性第二液體與疏水材料之間的吸引力）及/或使介面110的周邊能夠沿著疏水表面層移動（例如，通過電潤濕）以改變介面的形狀。此外，圖1中示出的液體透鏡100，至少部分地基於絕緣元件132，可表現出不大於3°的接觸角滯後（亦即，在液體106和108之間的介面110處）。如本文所使用的，「接觸角滯後」是指在驅動電壓從0 V至最大驅動電壓、隨後返回至0 V（亦即，相對於公共電極124）順序施加至驅動電極126時第二液體108與絕緣元件132的測量的接觸角的差別（例如，供應至驅動電極的驅動電壓和供應至公共電極的公共電壓之間的差別）。如本文所使用的，沒有電壓時的初始接觸角最大可以是25°，而在「最大驅動電壓」下，由於電潤濕效果所致的接觸角的增加可以是至少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，有用的電壓可在從約25 V至約70 V的範圍內。用於施加電壓的驅動器的選擇並不意味著限制，並且可以調整絕緣元件132的厚度以適合由所選擇的驅動器遞送的任何驅動電壓範圍。
現在參照圖1A，配置液體透鏡100的實施例，使得驅動電極126設置在腔104的側壁上且通過絕緣元件132與第一液體106和第二液體108絕緣。絕緣元件132包括所示的與第一液體106和第二液體108接觸的絕緣外層132A。在一些實施例中，絕緣外層132A包括利用iCVD形成的一層或多層絕緣聚合物介電層。此外，在圖1A中圖示的液體透鏡100的實施方式中，絕緣外層132A（例如，絕緣聚合物介電層）發揮相對於液體106、108以及驅動電極126的電絕緣和相對於第一液體106的疏水性的雙重功能，從這個角度來講，絕緣元件132是單片的。圖1A中圖示的液體透鏡100，鑒於其依賴一個單片絕緣外層132A，相對於其他更複雜配置的絕緣元件132（例如，依賴複數個不同類型的層的彼等），從處理及/或製造的角度來說可以是有利的。
在圖1A中圖示的液體透鏡100的實施例中，絕緣元件132的絕緣外層132A的厚度是從約0.5微米至約10微米、從約1微米至約10微米、從約1微米至約9微米、從約1微米至約8微米、從約1微米至約7微米、從約1微米至約6微米、從約1微米至約5微米、從約1微米至約4微米、從約1微米至約3微米、從約1微米至約2微米、以及這些厚度端點之間的全部值。例如，在一些實施例中，圖1A中圖示的液體透鏡100的絕緣外層132A的厚度是從約0.5微米至約2微米。在其他實施例中，絕緣外層132A的厚度可在從約0.5微米至約10微米、從0.5微米至約5微米、從約0.5微米至約2.5微米、以及這些厚度端點之間的全部值的範圍內。
由於絕緣元件132的絕緣外層132A的疏水性和絕緣性質的不期望的組合，圖1中圖示的液體透鏡100提供了相對於傳統液體透鏡配置的一些優點。在這些優點中，據信絕緣外層132A的絕緣聚合物介電層為透鏡100提供了改善的溫度穩定性。還據信外層132A的絕緣聚合物介電層為透鏡提供了改善的化學穩定性（例如，與聚合物疏水層相比），例如，如在熱老化處理之後判斷的一樣。在這種處理中，液體透鏡100在將驅動電壓從0 V至最大驅動電壓、隨後返回至0 V（亦即，相對於公共電極124）順序施加至驅動電極126時表現出不大於3°的接觸角滯後（亦即，在液體106、108之間的介面110處），其中在將絕緣層132A經受包括與去離子水在85℃下接觸一周的熱老化流程之後進行順序施加驅動電壓。更進一步，還據信外層132A的絕緣聚合物介電層確保了這一層具有在基於DC的電潤濕應用中允許採用液體透鏡100的電學特性。除此之外，還據信相較於傳統的與液體（例如，液體106、108）接觸的絕緣特徵的外聚合物疏水層，外層132A的絕緣聚合物介電層提供了優異的劃痕抗性和UV抗性。絕緣聚合物介電層 傳統材料和其應用技術
在其中絕緣聚合物介電層用於電潤濕裝置的化學環境對於很多不同類型的聚合物系統來說可能是嚴苛的，因為對應的聚合物層可不斷地浸沒在液體中，並且隨著時間可易受化學反應、浸出、或能顯著改變其絕緣及/或疏水性特性的其他變化的影響。這些絕緣聚合物層浸沒在電潤濕裝置的液體中也能導致聚合物的膨脹及/或塑化。這在當透鏡經受在可過早地老化絕緣聚合物層的高於聚合物層的玻璃轉變溫度（Tg）的溫度下的加熱時是尤其真實的。任何這些變化可對完成的電潤濕裝置的可靠性具有負面影響。
用於形成聚合物層的傳統方法涉及基於溶液的製程。基於溶液的應用技術可在形成的最終塗層中產生若干棘手問題（例如，殘留化學品、低耐久性水平、對基板的損害、以及費力的過程）。當聚合物溶液沉積到用於電潤濕裝置的基板上時，蒸發的溶劑和所得的膜可以任選地利用隨後的處理步驟進一步交聯。除上文解決的使用基於溶液的應用技術的問題之外，利用這種方法形成的液體塗層在產生均勻、薄、連續的膜時也可能存在問題，其中所述膜因表面張力效應而可表現出空隙。這些塗層缺陷的任一種或者組合要麼可造成立時的裝置故障，要麼隨時間可造成裝置故障，導致裝置可靠性問題。
通常用於製造電潤濕裝置中的聚合物絕緣層的另一項技術包括化學氣相沉積（CVD），其實例是用於沉積對二甲苯的Gorham製程。利用CVD沉積對二甲苯具有形成均勻保形塗層的優點，但具有對下層的基板表現出差黏合性的缺點。另一項確立已久的化學氣相塗層技術是電漿增強化學氣相沉積（PECVD），在其中單體物種用電漿離子轟擊，最終造成單體的碎片化，這通過複雜系列的反應導致游離自由基的聚合。所得的PECVD膜高度交聯且機械性能牢固，然而，非選擇性的引發步驟破壞了聚合物的性質，其實例是表面粗糙度。
為了有助於克服與上文提及的這些絕緣聚合物層的處理和對應的材料性質相關聯的挑戰，本文揭示的電潤濕光學裝置可使用引發式化學氣相沉積（iCVD）以利用無溶劑聚合方法製造絕緣聚合物介電層，所述無溶劑聚合方法實現了複數個不同的可耐受存在於電潤濕光學裝置中的環境條件的鏈增長聚合物。利用iCVD形成這些絕緣聚合物介電層的能力也可在不改變對應基板的整體特性（例如，機械強度和形態尺寸）的情況下對對應基板做出表面修飾。引發式化學氣相沉積（ iCVD ）
引發式化學氣相沉積或iCVD是典型使用傳統的游離自由基聚合以形成功能性鏈增長、加成型聚合物膜的聚合物沉積製程。這種iCVD製程可同時將引發劑和單體試劑以蒸汽或者氣相引入反應器中。引發劑可利用加熱燈絲而熱分解為自由基物種，其中反應性的自由基物種然後可在適當溫度下與單體分子通過吸附轉移到基板上。加熱燈絲的熱引發可在從約65℃至約300℃、從約100℃至約300℃、從約150℃至約250℃、從約75℃至約150℃或從約100℃至約200℃的溫度範圍下進行。在引發劑分子熱分解以形成自由基引發劑時，自由基引發劑物種可觸發沉積在基板上的單體的游離自由基聚合，以形成薄聚合物膜而不產生任何揮發性副產物。利用iCVD方法，聚合物合成和膜形成二者同時發生在對應基板的表面上。在一些實施例中，這種一步iCVD製造方法僅需要使用單體和引發劑，而不需要使用任何溶劑及/或額外的提純步驟。
如所概述的使用iCVD的無溶劑處理能夠有效減少對基板做出的能通過將基板暴露於有機溶劑而易於引入的潛在有害的修飾（例如，分層、膨脹、收縮、或褶皺）。iCVD也是熱「溫和」的，因為iCVD聚合可在具有低能量輸入的低表面溫度（例如，從約15℃至約40℃）下進行，使得該塗層製程與大範圍的熱易損基板(thermally vulnerable substrate)（例如，紙張、織物和膜）相容。在一些實施例中，氣態單體和氣態引發劑可在從約15℃至約40℃的溫度下在基板上接觸並聚合。
在一些實施例中，iCVD製程的表面溫度可決定為以下溫度：在該溫度下，稀釋的氣態單體集中在冷卻的基板中以將沉積速率增加至高達數百nm/min，同時通過平衡反應速率與氣態單體的吸附速率來保持光滑的聚合物表面。
iCVD製程能夠在低操作壓力下、典型地在10-100 Pa（75-750 mTorr）的範圍內執行，以允許諸如顆粒之類的極細物體的保形塗佈。如本文所使用的術語「保形」被定義為意味著被塗佈的物體的諸如角度、比例等之類的特徵通常被保持。除引發劑物種利用相對低的燈絲溫度的熱降解以外，無需氣體的電激發，且絕緣聚合物介電層生長經由傳統聚合途徑進行。利用這種iCVD技術可獲得大於10 nm/分鐘、大於25 nm/分鐘、大於50 nm/分鐘、大於75 nm/分鐘、大於100 nm/分鐘、或大於150 nm/分鐘的沉積速率。
在iCVD製程中，被塗佈的基板典型地保持在室溫或者室溫附近。相比之下，諸如DuPont的含有預聚合的PTFE顆粒的PTFE基Teflon®之類的疏水氟聚合物的濕法噴塗版本不得不在使用前於>315℃下一起燒結。在一些實施例中，待塗佈的基板被加熱至室溫以上的溫度，諸如35℃、50℃、75℃、100℃、或150℃。在其他實施例中，基板保持在低於室溫的溫度下，諸如20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、-5℃、-10℃、或-25℃。在其他實施例中，待塗佈的基板可維持在約室溫下，從約20℃至約75℃、從約25℃至約60℃、從約20℃至約35℃、或從約25℃至約30℃。
濕法施加的氟化疏水塗層可包含有害的表面活性劑，並且可能難以均勻地沉積。不同於傳統的濕法施加的塗層，利用iCVD沉積的塗層在沉積後立即可以使用、不含表面活性劑、且無需後處理（亦即，無高溫乾燥或退火）。然而，為了任何所需的應用而可施加後處理步驟以修飾表面形態或者表面化學。
像溶液塗佈、CVD、及/或PECVD之類的傳統塗佈製程一次一層地施加塗層。例如，當聚對二甲苯典型地用於塗佈應用時，常見將額外且單獨的疏水頂部塗層添加到聚對二甲苯層，這需要多重製程步驟。使用iCVD作為沉積工具實現了僅在一步中施加梯度塗層或者層狀塗層。在一些實施例中，iCVD製程可施加絕緣聚合物介電層作為單層、梯度層、及/或複數個層。在一些實施例中，iCVD製程可施加絕緣聚合物介電層作為梯度塗層。例如，在一些實施例中，絕緣聚合物介電層可包括第一層，在其中第一層的大部分或者第一部分高度交聯且包括能提供對於電潤濕裝置的流體的化學抗性的高Tg聚合物或者共聚物（例如，高於85℃）。在一些實施例中，第一層可用第二層加蓋（capped）或者分級（graded），所述第二層可包括低表面能聚合物（例如，(甲基)丙烯酸十七氟癸酯；丙烯酸八氟戊酯）。在一些實施例中，iCVD製程能夠在沉積製程期間通過操作所需的單體流量而在一個腔室中構建梯度絕緣聚合物介電層。
iCVD 前體材料 1.基板
在一些實施例中，在電潤濕光學裝置中利用iCVD塗佈的基板是導電層128（參見圖1）。導電層128可包括金屬材料、導電聚合物材料、其他合適的導電材料、或其組合。額外地或替代地，導電層128可包括單層或複數個層，其中一些或全部可以是導電的。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（參見圖1）。例如，在將第一外層118及/或第二外層122結合至中間層120之前，可以將導電層128施加至中間層120的實質上整個外表面（參見圖1）。在一些實施例中，耦接至導電層128的iCVD沉積的聚合物可與導電層128基板高度共形。在一些實施例中，用於iCVD製程的反應條件可在低溫基板（例如，從約20℃至約35℃）上使用低引發溫度（例如，從約75℃至約150℃），以使得它們保持在室溫下或室溫附近並避免諸如電漿CVD之類的方法常見的由於對基板的能量攻擊所致的損壞。
額外類型的可用作基板的材料包括但不限於：金屬、金屬氧化物、陶瓷、玻璃、纖維基板、和諸如矽之類的其他傳統裝置基板材料。在一些實施例中，基板可以是塑膠，包括但不限於：熱塑性塑膠、熱固性塑膠、和生物聚合物（例如，聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚二甲基矽氧烷（PDMS）、聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚四氟乙烯（PTFE）、以及其他）。
在一些實施例中，基板在iCVD製程前可進行處理以改善黏合性。例如，在一些實施例中，基板的表面形態可暴露至電子束、IR輻射、伽馬輻射、電漿暴露、熱處理、及/或鐳射暴露以使基板的表面粗糙，從而改善黏合性。在一些實施例中，絕緣聚合物介電層可共價轉接到驅動電極126或導電層128上（參見圖1）。 2.單體
可單獨或以彼此的任意組合用於iCVD製程的示例性乙烯基單體由以下式I至式XII表示：
Figure 02_image001
其中R、R1 、R2 、和R3 各自獨立地選自氫、烷基、氟烷基、芳烷基、烯基、雜芳烷基、和羧基；鹵素（例如，溴、氯、氟等）、羥基、烷氧基、芳氧基、羧基、胺基、醯基胺基、醯胺基、胺基甲醯基、巰基、磺酸酯基、和亞碸基；X包括氫、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、芳烷基、雜芳烷基、和-(CH2 )n Y，其中Y選自由氫、烷基、環烷基、雜環烷基、芳基、雜芳基、芳烷基、雜芳烷基、硝基、鹵素、羥基、烷氧基、芳氧基、羧基、雜芳氧基、胺基、醯基胺基、醯胺基、胺基甲醯基、巰基、磺酸酯基、和亞碸基組成的群組；且n為1-10（包括1和10）。
如本文所使用的，「烷基」基團包括具有從1至約20個碳原子、且典型地從1至12個碳、或者在一些實施例中從1至8個碳原子的直鏈及支鏈烷基基團。如本文所採用的，「烷基基團」包括如下文界定的環烷基基團。烷基基團可以是取代的或未取代的。直鏈烷基基團的實例包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、和正辛基基團。支鏈烷基基團的實例包括但不限於：異丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、和異戊基基團。代表性的取代的烷基基團可用例如胺基、巰基、羥基、氰基、烷氧基、及/或諸如F、Cl、Br、和I族之類的鹵素基團進行一次或多次取代。如本文所使用的，術語鹵代烷基是具有一或多個鹵素基團的烷基基團。在一些實施例中，鹵代烷基指全鹵代烷基基團。
環烷基基團是諸如但不限於環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、和環辛基基團之類的環狀烷基基團。在一些實施例中，環烷基基團具有3至8元環，而在其他實施例中，環碳原子的數量在從3至5、6、或7的範圍內。環烷基基團可以是取代的或未取代的。環烷基基團還包括諸如但不限於降冰片基、金剛烷基、冰片基、莰烯基（camphenyl）、異莰烯基和蒈烯基（carenyl）基團之類的多環環烷基基團；和諸如但不限於萘烷基（decalinyl）和類似基團之類的稠環。環烷基基團還包括被如上文所定義的直鏈或支鏈烷基基團取代的環。代表性的取代的環烷基基團可被單取代或取代多於一次，諸如但不限於：2,2-；2,3-；2,4-；2,5-；或者2,6-二取代環己基基團，或單-、二-、或三-取代的降冰片基或環庚基基團，其可以被例如烷基、烷氧基、胺基、巰基、羥基、氰基及/或鹵素基團取代。
烯基基團是具有2至約20個碳原子的直鏈、支鏈、或環狀烷基基團，並且還包括至少一個雙鍵。在一些實施例中，烯基基團具有從1至12個碳、或者典型地從1至8個碳原子。烯基基團可以是取代的或未取代的。烯基基團包括，例如，乙烯基、丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、異丁烯基、環己烯基、環戊烯基、環己二烯基、丁二烯基、戊二烯基、和己二烯基基團等等。烯基基團可類似於烷基基團被取代。二價烯基基團，亦即，具有兩個附接位點的烯基基團，包括但不限於CH–CH=CH2 、C=CH2 、或C=CHCH3 。
如本文所使用的，「芳基」、或「芳香的」基團是不含雜原子的環狀芳香烴。芳基基團包括單環、雙環、和多環體系。因此，芳基基團包括但不限於苯基、庚搭烯基（heptalenyl）、亞聯苯基、並茚苯基（indacenyl）、芴基、菲基、三亞苯基、芘基、並四苯基（naphthacenyl）、䓛基（chrysenyl）、聯苯基、蒽基、茚基、茚滿基（indanyl）、並環戊二烯基和萘基基團。在一些實施例中，芳基基團在基團的環部分中包含6-14個碳，而在其他實施例中包含從6至12個或者甚至6-10個碳原子。短語「芳基基團」包括含有諸如稠合芳香-脂肪環體系（例如，茚滿基、四氫萘基、以及類似基團）之類的稠環的基團。芳基基團可以是取代的或未取代的。
在一些實施例中，R、R1 、R2 、R3 、和X可各自獨立地選自包括氫；鹵素（亦即，F、Cl、Br、和I）；羥基；烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、芳烷氧基、雜環氧基、和雜環烷氧基基團；羰基（氧代）；羧基；酯；脲烷（urethane）；肟；羥胺；烷氧基胺；芳烷氧基胺；硫醇；硫醚；二甲亞碸、碸、磺醯基；磺醯胺；胺；N-氧化物；肼；醯肼；腙；疊氮化物；醯胺；脲；脒；胍；烯胺；醯亞胺；異氰酸酯；異硫氰酸酯；氰酸酯；硫氰酸酯；亞胺；硝基基團；腈（亦即，CN）；和其組合的取代基基團。
在一些實施例中，iCVD製程可用於聚合含有乙烯基鍵的氟代單體。氟聚合物的溶解性典型地非常受限，並且需要使用腐蝕性溶劑進行液基膜鑄造製程。在iCVD製程中使用的無蒸汽技術避免了由表面張力和非潤濕效果造成的困難，允許將超薄膜（>10 nm）施加至幾乎任何基板。在一些實施例中，iCVD技術可用於從氟聚合物施加絕緣聚合物介電層，所述等氟聚合物包括但不限於聚四氟乙烯、聚(乙烯-共-四氟乙烯)、氟代乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烴、1H,1H,2H,2H-全氟癸基丙烯酸酯、或四氟乙烯和2,2-雙(三氟甲基)-4,5-二氟-1,3-二氧雜環戊烯的共聚物。在一些實施例中，絕緣聚合物介電層包括無定形氟聚合物。在其他實施例中，絕緣聚合物介電層包括聚四氟乙烯。
在一些實施例中，iCVD製程可用於聚合從包括但不限於乙烯基矽氧烷單體的含矽氧烷的單體形成的聚矽氧烷(「矽樹脂；silicone」)塗層。在一些實施例中，與具有很少或者無交聯的塗層相比，矽氧烷官能團的緻密網路可使對應的塗層對於膨脹和溶解更具抗性。在其他實施例中，iCVD適用的聚合物可包括氟部分和矽氧烷部分兩者。
在一些實施例中，用於iCVD製程的單體可包括丙烯酸酯交聯劑。在一些實施例中，用於iCVD製程的單體可包括(甲基)丙烯酸十七氟癸酯；丙烯酸八氟戊酯；聚(二乙烯基苯)；2,4,6-三甲基-2,4,6-三乙烯基環三矽氧烷；2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基環四矽氧烷；六乙烯基二矽氧烷；或者其組合。
在一些實施例中，iCVD共聚物可包括一或多個氟代單體與一或多個可用於調節表面能、表面粗糙度、結晶度、熱穩定性、和機械性能的乙烯基單體一起。這種對於在電潤濕裝置和各自流體的介面處的表面性質的控制在電潤濕應用中可以是重要的，因為表面能和粗糙度能直接決定用液體實現的接觸角和在前進角和後退角之間的對應滯後。在一些實施例中，利用共聚中合適比例的單體來減少結晶可降低形成針孔的可能性，所述針孔源於當兩種或更多種晶體區域相遇時發生的不完整表面覆蓋。在一些實施例中，一些使用絕緣聚合物介電層的應用中可需要不含針孔的膜。在一些實施例中，熱、電子束、UV後處理可改變iCVD聚合物層的表面性質，這可導致觀測的接觸角和滯後行為的變化。 3.引發劑
可單獨或以彼此的任意組合用於iCVD製程的示例性游離自由基引發劑可包括鹵素、偶氮化合物（例如，偶氮二異丁腈和1,1'-偶氮雙(環己烷甲腈)）、有機過氧化物（例如，二叔丁基過氧化物和過氧化苯甲醯）、無機過氧化物（例如，過二硫酸鹽）、以及本領域已知的任何其他有機、無機、或過渡金屬催化劑，以產生自由基引發劑。絕緣聚合物介電層的材料性質
在光學電潤濕裝置中，諸如，例如由電潤濕控制的光學液體透鏡，絕緣聚合物介電層可與第二流體接觸並與第一流體接觸。在一些實施例中，當與第一流體和第二流體在包括例如從約-40℃至約85℃的寬溫度範圍內接觸時，絕緣介電層的介電性質（例如，介電常數、擊穿電壓、損耗因數）可隨時間得到保持。在一些實施例中，絕緣聚合物介電層與存在於電潤濕光學裝置中的第一流體和第二流體可不存在任何化學相互作用。
在一些實施例中，光學電潤濕裝置的絕緣聚合物介電層由呈現一或多個以下特徵的聚合物材料製成： Ÿ 絕緣聚合物材料是電絕緣介電材料； Ÿ 絕緣聚合物材料是疏水的及/或低極性的，例如，包括約0 mN/m和約4 mN/m之間的極性； Ÿ 絕緣材料是具有低相對介電常數∈r的聚合物，當用作可潤濕表面時優選在1 kHz下低於約3.5； Ÿ 絕緣聚合物材料具有例如大於約1 MV/cm、大於約2 MV/cm、大於約3 MV/cm、或大於約4 MV/cm的高擊穿電壓，以將短路風險最小化並增加介電壽命； Ÿ 絕緣聚合物材料具有低損耗因數D，典型地低於約0.05、低於約0.03、或者低於約0.01； Ÿ 聚合物材料在很長時間段內且在寬溫度範圍、尤其是在約-50℃至約+125℃之間、在約-40℃至約+110℃之間、或者在約-40℃至約+85℃之間具有高可靠性（亦即，未損壞）； Ÿ 絕緣聚合物材料與第二流體（例如，導電流體）和第一流體（例如，非導電流體）之間不具有或者具有受限的物理/化學相互作用，因此絕緣聚合物材料對於大多數化學品具有高度的抗性； Ÿ 絕緣聚合物材料不具有或者具有受限的吸水性，典型地每24小時小於約0.3%或者每24小時小於約0.1%； Ÿ 絕緣聚合物材料在-40℃和+85℃之間不溶於導電流體和非導電流體； Ÿ 絕緣聚合物材料具有高透明度（可見光波長中透射率>90%）及/或低光學色散； Ÿ 如通過黏合性測試ASTM D3359-02測量的，絕緣聚合物材料對於導電層128具有良好的黏合性（參見圖1），以便有助於防止絕緣聚合物層在流體存在下的自發分層； Ÿ 絕緣聚合物材料具有低UV和可見光吸附，以便在裝置的光照射期間限制溫升並防止/避免絕緣基板和接觸的流體之間的化學反應； Ÿ 絕緣聚合物材料的特徵可在於表示引發式化學氣相沉積（iCVD）製程的表面粗糙度具有小於200 nm、小於100 nm、小於50 nm、小於25 nm、小於20 nm、小於10 nm、小於5 nm、小於2 nm、或小於1 nm的平均最大高度的特徵； Ÿ 絕緣聚合物材料具有高熔化溫度和85℃以上的高玻璃轉變溫度。
在一些實施例中，絕緣聚合物介電層可具有高於約85℃、高於約95℃、高於約105℃、高於約115℃、或者高於約125℃的玻璃轉變溫度。在一些實施例中，絕緣聚合物介電層提升的玻璃轉變溫度可有助於當暴露於在電潤濕光學裝置中使用的第一流體和第二流體時提高絕緣聚合物介電層的化學穩定性和物理穩定性兩者。
在一些實施例中，利用iCVD方法形成的絕緣聚合物介電層的孔隙度可受控。例如，在一些實施例中，聚合物膜的孔隙度的尺寸和密度可通過操縱iCVD方法的熱解CVD條件（諸如壓力、燈絲溫度、基板溫度、單體對引發劑比例、和停留時間）而受控。在其他實施例中，單體或多種單體以及任選地游離自由基引發劑的選擇可有助於控制孔隙度。
在本文揭示的實施例中，iCVD聚合技術已證實極度通用。在一些實施例中，iCVD並不需要使用溶劑，而且iCVD引發步驟並不造成單體的降解且從膜生長位點去耦。因此，可不存在表面張力和去潤濕效果，同時所得的絕緣聚合物層均勻地塗佈下層的基板的幾何結構。在其他實施例中，這些iCVD製備的聚合物膜的額外優點可以是相對於高深寬比特徵的更均勻的塗層，因為在膜生長（沉積）和損壞（刻蝕）之間沒有競爭。最後，在一些實施例中，iCVD製備的聚合物膜可表現出非常低的表面粗糙度。
根據一些實施例，電潤濕光學裝置包括用於施加交流電壓的電壓源，以改變在導電液體和非導電液體之間形成的彎月面，從而控制透鏡的焦距。在一些實施例中，電潤濕光學裝置還包括驅動器或用於控制透鏡的類似電子裝置，其中該透鏡和驅動器或者類似電子裝置集成在液體透鏡中。在其他實施例中，電潤濕光學裝置可包括複數個併入至少一個驅動器或類似電子裝置的透鏡。
電潤濕光學裝置可用作或者可以是可變焦距液體透鏡、光學變焦、眼科裝置、具有可變光軸傾斜的裝置、成像穩定裝置、光束偏轉裝置、可變照明裝置、以及任何其他使用電潤濕的光學裝置的一部分。在一些實施例中，液體透鏡/電潤濕光學裝置可併入或安裝在包括例如照相機鏡頭、行動電話顯示器、內窺鏡、測距儀、牙科照相機、條碼讀取器、光束偏轉器、及/或顯微鏡在內的任一或多個設備中。
儘管已經出於說明目的闡述了示例性實施例和實例，但是前述描述並不意在以任何方式限制本揭示內容和所附申請專利範圍的範圍。因此，在不實質背離本揭示內容的精神和各種原則的情況下，可以對上述實施例和實例做出變化和修改。所有這些修改和變化意在被包括在本揭示內容的範圍內並由以下申請專利範圍保護。
100‧‧‧液體透鏡 102‧‧‧透鏡主體 104‧‧‧腔 104A‧‧‧第一部分/頂部空間 104B‧‧‧第二部分/基底部分 105A‧‧‧窄端 105B‧‧‧寬端 106‧‧‧第一液體 108‧‧‧第二液體 110‧‧‧介面 112‧‧‧光軸 114‧‧‧第一視窗 116‧‧‧第二視窗 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 132A‧‧‧絕緣外層 134A、134B、134C‧‧‧結合部
下文是對隨附的附圖中的各圖的描述。各圖不一定按比例繪製，並且為了清楚和簡明起見，各圖的某些特徵和某些視圖可能在比例上或在示意圖中放大顯示。
在附圖中：
圖1是根據本揭示內容的一些實施例的示例性電潤濕光學裝置的示意性截面圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧液體透鏡
102‧‧‧透鏡主體
104‧‧‧腔
104A‧‧‧第一部分/頂部空間
104B‧‧‧第二部分/基底部分
105A‧‧‧窄端
105B‧‧‧寬端
106‧‧‧第一液體
108‧‧‧第二液體
110‧‧‧介面
112‧‧‧光軸
114‧‧‧第一視窗
116‧‧‧第二視窗
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
132A‧‧‧絕緣外層
134A、134B、134C‧‧‧結合部

Claims (20)

  1. 一種電潤濕光學裝置，包括： 一第一視窗、一第二視窗、和設置在該第一視窗和該第二視窗之間的一腔；設置在該腔內的一第一液體和一第二液體，該第一液體和該第二液體具有不同的折射率，從而該第一液體和該第二液體之間的一介面界定一可變透鏡；與該第一液體電連接的一公共電極；和設置在該腔的一側壁上、且通過一絕緣聚合物介電層與該第一液體和該第二液體絕緣的一驅動電極，該絕緣聚合物介電層具有高於85℃的一玻璃轉變溫度（Tg ），其中該絕緣聚合物介電層通過引發式化學氣相沉積（iCVD）形成在該驅動電極上。
  2. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層包括一無定形氟聚合物。
  3. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層包括一聚四氟乙烯。
  4. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層共價轉接到該驅動電極上。
  5. 如請求項1所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層包括聚(乙烯-共-四氟乙烯)、氟代乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烴、1H,1H,2H,2H-全氟癸基丙烯酸酯、或四氟乙烯和2,2-雙(三氟甲基)-4,5-二氟-1,3-二氧雜環戊烯的共聚物。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層具有從約0.5微米至約10微米的一厚度。
  7. 如請求項1至5中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層具有從約0.5微米至約2.5微米的一厚度。
  8. 如請求項1至5中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層的特徵在於表示該引發式化學氣相沉積（iCVD）製程的一表面粗糙度具有小於200 nm的一平均最大高度的特徵。
  9. 一種用於塗佈一電潤濕裝置的方法，該方法包括： 將設置在一腔的一側壁上的一電極基板定位至一真空室中；將一氣態單體和一氣態引發劑引導至該真空室中；將該電極基板的一表面與該氣態單體和該氣態引發劑接觸；和啟動該氣態引發劑以聚合該氣態單體並形成與該驅動電極接觸的一絕緣聚合物介電層；其中該絕緣聚合物介電層通過引發式化學氣相沉積（iCVD）形成。
  10. 如請求項9所述之方法，進一步包括： 在定位在該真空室中之前處理該電極基板，其中該處理包括粗化、拋光、電子束、IR輻射、伽馬輻射、電漿暴露、熱處理、鐳射暴露或一其組合。
  11. 如請求項9所述之方法，其中該單體包括一二氟卡賓、乙撐二氧噻吩、三乙烯基三甲基環三矽氧烷、甲基丙烯酸羥乙酯、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基單體、官能化丙烯酸酯、官能化甲基丙烯酸酯、雙丙烯酸酯、雙甲基丙烯酸酯、和乙烯基矽氧烷。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之方法，其中該接觸步驟在從約14℃至約40℃的溫度一下執行。
  13. 如請求項9至11中任一項所述之方法，其中該啟動步驟在從約75℃至約150℃的溫度一下執行。
  14. 如請求項9至11中任一項所述之方法，其中該絕緣聚合物介電層包括聚(乙烯-共-四氟乙烯)、氟代乙烯丙烯、全氟烷氧基烷烴、1H,1H,2H,2H-全氟癸基丙烯酸酯、或四氟乙烯和2,2-雙(三氟甲基)-4,5-二氟-1,3-二氧雜環戊烯的共聚物。
  15. 如請求項9至11中任一項所述之方法，其中該絕緣聚合物介電層具有從約0.5微米至約10微米的厚一度。
  16. 如請求項9至11中任一項所述之方法，其中該絕緣聚合物介電層的特徵在於表示該引發式化學氣相沉積（iCVD）製程的一表面粗糙度具有小於200 nm的一平均最大高度的特徵。
  17. 一種電潤濕光學裝置，包括： 一第一視窗、一第二視窗、和設置在該第一視窗和該第二視窗之間的一腔；設置在該腔內的一第一液體和一第二液體，該第一液體和該第二液體具有不同的折射率，從而該第一液體和該第二液體之間的一介面界定一可變透鏡；與該第一液體電連接的一公共電極；和設置在該腔的一側壁上、且通過一絕緣聚合物介電層與該第一液體和該第二液體絕緣的一驅動電極，該絕緣聚合物介電層具有高於85℃的一玻璃轉變溫度（Tg ），其中該絕緣聚合物介電層通過引發式化學氣相沉積（iCVD）形成在該驅動電極上，並且其中該裝置在將從0 V至一最大驅動電壓、隨後返回至0 V的一驅動電壓順序施加至該驅動電極時表現出不大於3°的一接觸角滯後。
  18. 如請求項17所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層包括一聚四氟乙烯。
  19. 如請求項17所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層具有從約0.5微米至約10微米的一厚度。
  20. 如請求項17至19中任一項所述之電潤濕光學裝置，其中該絕緣聚合物介電層的特徵在於表示該引發式化學氣相沉積（iCVD）製程的一表面粗糙度具有小於200 nm的一平均最大高度的特徵。
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