(57)【要約】【解決手段】第１の態様では、本発明は、直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を、非導電性液と少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液とによって形成され、電圧印加時にエレクトロウェッティングにより可動性の液／液界面に印加するステップを備えるエレクトロウェッティング光学装置の制御方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を、非導電性液（４）と少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液（５）とによって形成され、電圧印加時にエレクトロウェッティングにより可動する液／液界面に印加するステップを備えることを特徴とするエレクトロウェッティング光学装置の制御方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカチオンまたはトリカチオン無機化合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属、ジカチオン遷移金属、トリカチオン遷移金属およびランタニドから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ハロゲン化カルシウムまたはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの多価の塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジ−、トリ−、テトラ−およびペンタ−イオン化有機化合物および有機塩から構成される群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、ペンタカルボン酸および対応するカルボン酸塩から構成される群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジ−イオン化有機化合物、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸および対応するカルボン酸塩から構成される群から選択されることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの多価の塩は、コハク酸、対応するカルボン酸塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの多価の塩は、リンのオキソ酸、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの多価の塩は、リン酸、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
周波数オフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
電圧振幅におけるオフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
電圧印加時に、エレクトロウェッティングにより可動性の液／液界面を形成する、
非導電性液（４）と、
少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液（５）と；
直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を前記液／液界面に印加する電子手段と、を備えるエレクトロウェッティング光学装置を含む装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカチオンまたはトリカチオン無機化合物であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属、ジカチオン遷移金属、トリカチオン遷移金属およびランタニドから構成される群から選択されることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１６乃至請求項１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ハロゲン化カルシウムまたはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１６乃至請求項１９のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの多価の塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする請求項１６乃至請求項２０のいずれかに記載の装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジ−、トリ−、テトラ−およびペンタ−イオン化有機化合物および有機塩から構成される群から選択されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、ペンタカルボン酸および対応するカルボン酸塩から構成される群から選択されることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジ−イオン化有機化合物、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸、対応するカルボン酸塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの多価の塩は、コハク酸、対応するカルボン酸塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項２２乃至請求項２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの多価の塩は、リンのオキソ酸、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの多価の塩は、リン酸、対応する塩またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
周波数オフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１６乃至請求項２８のいずれかに記載の装置。
【請求項３０】
電圧振幅におけるオフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１６乃至請求項２９のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】
前記装置は、オートフォーカス眼科用装置、カメラ、携帯電話あるいはバーコードリーダであることを特徴とする請求項１６乃至請求項３０のいずれかに記載の装置。
【請求項３２】
前記装置は、移植眼内レンズ、コンタクトレンズ、眼鏡あるいは眼科機器であることを特徴とする請求項１６乃至請求項３１のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロウェッティング光学装置、その制御方法およびそれを含む装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングによって駆動され、可変焦点距離を有するエレクトロウェッティング光学装置は、欧州特許第１，１６６，１５７Ｂ１号に記載されている。図１は、エレクトロウェッティング光学装置の一例の単純化された横断面図を示す。エレクトロウェッティング光学装置は、絶縁プレート（１）（すなわち、上部プレート）、側壁（非図示）および誘電筐体（２）（導電性液（５）と非導電性液（４）を囲む）を含むセルケースで画定されるセルを備えており、誘電筐体（２）は、導電性液（５）に対する湿潤性が低い（疎水性）。非平面の誘電筐体（２）は、このプレートに垂直な軸Δを中心として円錐形または円筒状の凹部（３）（すなわち、くぼみ、空洞）も含み、そこには一滴の非導電性液（４）が含まれている。図１では、凹部（３）は円錐台である。該セルの残りには、非導電性液（４）とは非混和性であり、異なる屈折率と実質的に同じ密度とを有する導電性液（５）が充填されている。液４と５の間に形成されたジオプターは、表面を形成し、この表面の光軸が軸Δであり、もう一方の表面は、該液滴と前記空洞の底部間の接触部に相当する。環状電極（７）が誘電筐体の外表面に配置され、別の電極（８）が導電性液（５）に接している。参照番号９は、ガラス壁またはプラスチック壁を示す。電圧源（非図示）によって、電極７と８間に交流（ＡＣ）電圧Ｖが印加される。導電性液（５）は一般に塩を含む水溶液である。非導電性液（４）は、典型的にはオイル、アルカンまたはアルカン類の混合物であり、場合によってはハロゲン化されている。誘電筐体（２）は通常、疎水性材料でコーティングされた透明材料を含むかあるいはそれから作られる。
【０００３】
エレクトロウェッティング効果（すなわち、エレクトロウェッティング現象、エレクトロウェッティング応答）によって、２液間の界面の曲率は、電極間に印加された電圧Ｖに準じて変化する。従って、非導電性液（４）の液滴の領域中の絶縁プレート（１）と誘電筐体（２）に垂直なセルを通過する光線は、印加電圧に準じて多かれ少なかれ焦点に集まるであろう。制御信号に基づいて、電極間に電圧が印加される。前記エレクトロウェッティング効果によって、印加電圧は、非導電性液（４）の液滴の接触角を変化させる。図１に示すように、電圧が変化する間、液滴の形状は、形状Ａ（水平液滴）から形状Ｂ（湾曲液滴）に変化する。２つの液の屈折率が異なるために、この装置によって、そのジオプトリーが数ジオプトリーから数十ジオプトリーまで変動し得る出力可変エレクトロウェッティング光学装置が形成される。
【０００４】
エレクトロウェッティング光学装置は、カメラ、携帯電話、バーコードリーダなどの装置の内部環境または外部環境で使用できる。
【０００５】
国際特許出願公開第２０１１／０６７３９１号には、オートフォーカス眼科用装置におけるものなどの、エレクトロウェッティング光学装置の他の用途が記載されている。こうしたオートフォーカス眼科用装置は、例えば、眼鏡、コンタクトレンズ、移植眼内レンズあるいは眼科機器である。コンタクトレンズまたは眼鏡は、老眼および他の調節障害（近視、遠視あるいは乱視など）とともに現れる集束ロスを矯正するために開発されているが、白内障手術後に調節を喪失した場合は別の状況が発生する：すなわち、水晶体の外科的除去に続いて、透明なポリマーから成る固定焦点レンズである非オートフォーカスの移植眼内レンズが挿入される。しかしながら、こうした非オートフォーカスの移植眼内レンズでは、患者は単に一定の焦点での視力を回復するだけであるため、その利用は限定されるであろう。従って、患者は、種々の距離にある物に焦点を合わせることができない。従って、エレクトロウェッティング系のオートフォーカス眼科用装置の実現は大変興味深い。
【０００６】
エレクトロウェッティング光学装置に共通の１つの問題は、エレクトロウェッティング光学装置に効率的に電力を供給して、充電間の寿命、重量およびまたはサイズを犠牲にすることなく作動させられる適切な小型バッテリーあるいは他の任意の電力源を有するポータブル、軽量およびまたは小型の装置に前述の装置が挿入可能か、ということである。種々のエレクトロウェッティング光学装置の用途（例えばオートフォーカス眼科用装置など）で利用可能なスペースは限られているため、エレクトロウェッティング光学装置の消費電力を最小に、典型的には数マイクロワットオーダーに、好ましくは数十ナノワットに抑えられるかどうかは大変興味深い。カメラ、携帯電話、バーコードリーダなどでも、装置のサイズや重量の制限によって同様に、電力源（すなわちバッテリータイプ）が制約され、そのために、消費電力が数マイクロワット以下の、好ましくは数十ナノワットのエレクトロウェッティング光学装置の実現という同じ目標が設定される。上記の制約に加えて、消費電力が少なく、従って充電間あるいは電力源取り換え間の寿命が長いエレクトロウェッティング光学装置を単独で提供することも望ましい。
【０００７】
接触角は理論的には、印加電圧の二乗に比例して変化することが示されている（例えば、Ｂ．Ｂｅｒｇｅの「Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｐｉｌｌａｒｉｔｙ  ａｎｄ  ｗｅｔｔｉｎｇ  ｏｆ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  ｆｉｌｍｓ  ｂｙ  ｗａｔｅｒ」、Ｃｏｍｐｔｅｓ  ｒｅｎｄｕｓ  ｄｅ  ｌ’Ａｃａｄｅｍｉｅ  ｄｅｓ  ｓｃｉｅｎｃｅｓ−Ｓｅｒｉｅ  ｄｅｕｘ，Ｍｅｃａｎｉｑｕｅ，ｐｈｙｓｉｑｕｅ，ｃｈｉｍｉｅ，ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ｄｅ  ｌ’ｕｎｉｖｅｒｓ，ｓｃｉｅｎｃｅｓ  ｄｅ  ｌａ  ｔｅｒｒｅ−ＩＳＳＮ０７６４−４４５０（１９９３）、３１７巻、２号、１５７〜１６３ページ参照）。接触角θは、式（１）：ｃｏｓθ−ｃｏｓθ０＋（εε０／２ｅγ）Ｖ２（式中、ε、ε０、γはそれぞれ、絶縁体フィルムの誘電率、真空の誘電率および２液界面の界面張力）によって電圧Ｖの関数として表される。従って、エレクトロウェッティング効果は理論的には、直流（ＤＣ）電圧（正電圧または負電圧）によって、あるいは式（１）の電圧をその二乗平均平方根（ＲＭＳ）値（ＶＲＭＳ＝√（Ｖ２））で置換したＡＣ電圧によって得られる。
【０００８】
ＡＣ電圧またはＤＣ電圧を用いて、エレクトロウェッティング光学装置に電力を供給し得る。ＡＣ電圧を使用すると、非常に安定したエレクトロウェッティング光学装置が得られ、そこでは、光学パワー補正（すなわち、ジオプトリー補正、光学補正）が経時的に非常に安定している。しかしながら、消費電力は大きくなるであろう（典型的には２〜３０ｍＷ）。ＤＣ電圧を使用すると、電圧反転のための電流生成の必要がないので低消費電力が可能になり得る。しかしながら、以下説明するように、絶縁破損（すなわち、電荷注入、絶縁破壊）が起こることによって、ジオプトリー補正が経時的に安定でなくなり得る。
【０００９】
図２Ａ、２Ｂに示すように、ＤＣ電圧または低周波ＡＣ電圧（擬似ＤＣ状態）が印加されると、絶縁破損が起こり、時定数τ（すなわち、注入時間）が数十ミリ秒〜数十秒の範囲のエレクトロウェッティング効果は低下する。非常に長い時間（例えば数十分）補正が適用されると、通常、エレクトロウェッティング効果は完全に消える。分極反転時に、エレクトロウェッティング効果は回復する。図２Ａ、２Ｂは、ＤＣ電圧または低周波ＡＣ電圧で駆動されるエレクトロウェッティング光学装置の典型的な応答を示す。各図の上部に、時間の関数としてエレクトロウェッティング光学装置に印加したＤＣ電圧を示す。各実施例について、分極反転を半周期Ｔで適用している。各図の下部に、エレクトロウェッティング応答を任意の単位で示す。エレクトロウェッティング応答は、ジオプトリーにおけるエレクトロウェッティング光学装置の屈折力である接触角か、あるいは、例えば装置の静電容量などの液滴形状に関する他の任意の直接または間接的な計測であってもよい。図２Ａの例では、エレクトロウェッティング効果の時定数τは半周期Ｔよりはるかに小さく、エレクトロウェッティング効果は減少して最後は消失する。図２Ｂは、エレクトロウェッティング効果の時定数τが半周期Ｔよりはるかに大きい反対の場合を示す。
【００１０】
従って、より長い時定数τを有しそれ故に消費電力が少ないエレクトロウェッティング技術の開発と、信頼性のあるエレクトロウェッティング光学装置の提供が依然として求められている。
【発明の概要】
【００１１】
第１の態様では、本発明は、直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を、非導電性液と少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液とによって形成され、電圧印加時にエレクトロウェッティングにより可動性の液／液界面に印加するステップを備えるエレクトロウェッティング光学装置の制御方法に関する。
【００１２】
第２の態様では、本発明は、電圧印加時に、エレクトロウェッティングにより可動性の液／液界面を形成する、非導電性液と少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液と；直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を前記液／液界面に印加する電子手段と、を備えるエレクトロウェッティング光学装置を含む装置に関する。
【００１３】
非限定的な実施例と添付図とにより、本開示をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（既述の先行技術）は、エレクトロウェッティング光学装置の単純化された横断面図を示す。
【００１５】
【図２Ａ】および
【図２Ｂ】（既述の先行技術）は、２つの構成における印加電圧の関数としてのエレクトロウェッティング光学装置の応答を示す。
【００１６】
【図３】１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陽分極下での導電性液にＣａＣｌ２を用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【００１７】
【図４】低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、０．１Ｈｚ）下での導電性液にコハク酸を用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【００１８】
【図５】１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陰分極および陽分極下で誘電筐体をＣｙｔｏｐ（登録商標）とパリレン（Ｐａｒｙｌｅｎ）Ｃとでコーティングし、導電性液にＮａＢｒを用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【００１９】
【図６】１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陰分極および陽分極下で誘電筐体をＣｙｔｏｐ（登録商標）とパリレンＣとでコーティングし、導電性液にコハク酸を用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【００２０】
【図７】低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、１Ｈｚ）下で誘電筐体をパリレンＣでコーティングし、導電性液にＮａＨ２ＰＯ４を用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【００２１】
【図８】デューティサイクルが８０％（４００ミリ秒の陽分極と１００ミリ秒の陰分極に対応）の低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、２Ｈｚ）下での変動補償矩形波形を示す。
【００２２】
【図９】陽分極（＋３７Ｖ）と陰分極（−４３Ｖ）間で適用されたオフセットを有する低周波ＡＣ電圧（２Ｈｚ）下での変動補償矩形波形を示す。
【００２３】
【図１０】デューティサイクルが８０％（４００ミリ秒の陽分極と１００ミリ秒の陰分極に対応する）、陽分極（＋３７Ｖ）と陰分極（−４３Ｖ）間で適用されたオフセットを有する低周波ＡＣ電圧（２Ｈｚ）下での変動補償矩形波形を示す。
【００２４】
【図１１】図１０の変動補償矩形波形を有する低周波ＡＣ電圧（２Ｈｚ）下で誘電筐体（２）をパリレンＣでコーティングし、導電性液（５）にＮａＨ２ＰＯ４を用いた時系列において得られる、本開示の実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図を参照して本発明の特定の実施形態を詳細に説明する。本発明をより完全に理解するために、以下の本発明の実施形態の詳細な説明では、多くの具体的な詳細について説明する。しかし、本発明はこれらの具体的な詳細なしに実施できることは当業者には明らかであろう。他の例では、不必要に説明を複雑にしないために、周知の特長については記載していない。
【００２６】
ここで、「含む」は「含有する」と同意語であり、端点を含むかまたは含まず、付加的な引用されない要素を除外するものではない。例えば、「から」、「から〜まで」、「未満」、「より大きな」、「より少ない」、「より低い」および「少なくとも」による範囲の限界値は、それぞれの範囲に含まれる。
【００２７】
「非混和性」は、ある溶液が他の溶液に非混和性であるか、または実質的に非混和性である２つの溶液を指す。本明細書および以下の請求項において、所定の温度範囲内、例えば２０℃で測定した２液の部分的な混和度が０．２％未満、好適には０．１％未満、より好適には０．０５％未満、さらにより好適には０．０２％未満の場合、これらの液は非混和性とされる。
【００２８】
本明細書および以下の請求項において、導電性液（５）と非導電性液（４）のいずれかあるいは両方、およびエレクトロウェッティング光学装置、誘電筐体（２）およびまたは絶縁プレート（１）は透明であってもよい。透明度は、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲に亘る透過率が約９６％超である、およびまたは、同じ波長範囲におけるまっすぐな入射を中心とした約６０°円錐形内の散乱エネルギーが約２％未満であるものと理解されるものとする。
【００２９】
ここで、「多価の塩」（すなわち、多価イオン塩）は、２個またはそれ以上の負電荷を有する原子または原子団（すなわち多価陰イオン塩）、２個またはそれ以上の正電荷を有する原子または原子団（すなわち、多価陽イオン塩）あるいは２個またはそれ以上の両性イオン状態と同義である。ここで、「多価の塩」はさらに、ジ−、トリ−、テトラ−およびペンタ−イオン化有機化合物、有機塩、無機化合物、無機塩およびこれらの混合物とも同義である。「多価の塩」としては、例えば、アルカリ土類金属などのジ−カチオンおよびトリ−カチオン、ジ−カチオン遷移金属、トリ−カチオン遷移金属、ランタニドなどが挙げられる。「多価の塩」としてはさらに、例えば、ジカルボキシル塩，トリカルボキシル塩、テトラカルボキシル塩、ペンタカルボキシル塩などのジ−アニオン、トリ−アニオン、テトラ−アニオンおよびペンタ−アニオンが挙げられる。
【００３０】
「多価の塩」はさらに、化学的、物理的あるいは物理化学的処理後に、水中に完全にあるいは実質的に解離した少なくとも１つの対イオン（陰イオン性または陽イオン性対イオン）を有する塩を指す。陰イオン性対イオンの例としては、これに限定されないが、ハロゲン化物、炭酸塩、炭酸水素塩、酢酸塩、２−フルオロアセテート、２，２−ジフルオロアセテート、２，２，２−トリフルオロアセテート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−プロパノエート、トリフルオロメタンスルホネート（トリフラート）、ヘキサフルオロホスフェートおよびこれらの混合物が挙げられる。陽イオン性対イオンの例としては、これに限定されないが、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、フッ素化アンモニウムおよびこれらの混合物が挙げられる。
【００３１】
ここで、「有機化合物」は、炭素含有化合物と同義である。
【００３２】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、該有機化合物は、ジアゾニウム、オキソニウム、トリフラート、トシラート、メシラート、硝酸塩、ホスフェート、アンモニウム、エステル、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アシル、酸無水物、フェノキシド、アルコール、カルボン酸、アミン、アミド、チオール、またペルオキシ酸から構成される群から選択された官能基を含んでいてもよい。
【００３３】
ここで、「無機化合物」は、一酸化炭素、二酸化炭素、炭酸塩、シアン化物、シアン酸塩、カーバイドおよびまたはチオシアネートに加えて炭素を含まない化合物と同義である。
【００３４】
ここで、「完全にまたは実質的に解離した」、「完全にまたは実質的に加水分解性の」および「完全にまたは実質的に加水分解した」は、導電性液（５）に含まれており、２個またはそれ以上の正電荷、２個またはそれ以上の負電荷あるいは２個またはそれ以上の両性イオン状態を有する化合物と同義である。
【００３５】
本発明の１つの目的は、９０秒より長い、好適には１８０秒より長い、より好適には３００秒より長い、さらにより好適には６００秒より長い、さらにより好適には１０００秒より長い時定数τをエレクトロウェッティング装置に持たせることによって、絶縁破損が最も起こりにくい、すなわち、より長くまたより信頼性の高いエレクトロウェッティング効果と、その結果、消費電力の小さいエレクトロウェッティング光学装置を提供することである。
【００３６】
本発明の別の目的は、可変光学ズーム、可変焦点液体レンズ、光学画像安定化装置、光ビーム偏向器、および可変照明装置として使用できるエレクトロウェッティング光学装置、光軸傾斜可変装置および、オートフォーカス眼科用装置（例えば、移植眼内レンズ、コンタクトレンズ、眼鏡、眼科機器）、カメラ、携帯電話、バーコードリーダなどの、装置の内部環境または外部環境内のエレクトロウェッティングを用いた他の任意の光学装置を提供することである。
【００３７】
本発明の別の目的は、エレクトロウェッティング光学装置を含む装置に関係する。該装置は、ＤＣ電圧あるいは低周波ＡＣ電圧（擬似ＤＣ状態でのものなど）をエレクトロウェッティング光学装置に印加する電子デバイスなどの電子手段を含む。
【００３８】
ここで、「低周波ＡＣ電圧」は、１０Ｈｚ未満の、より好適には０．５Ｈｚ未満の周波数ｆで印加される電圧に相当する。電圧は、好ましくは０．００１Ｈｚ〜１０Ｈｚの周波数ｆで、より好適には０．００１Ｈｚ〜０．５Ｈｚの周波数ｆで印加される。装置はさらに、エレクトロウェッティング光学装置を制御するドライバまたは同様の電子手段を含むことが好ましい。本発明の１つまたは複数の実施形態では、エレクトロウェッティング光学装置とドライバまたは同様の電子手段は、装置内で統合される。本発明の１つまたは複数の実施形態では、装置は、複数の（２個以上の）エレクトロウェッティング光学装置と、好ましくは少なくとも１つのドライバまたは同様の電子手段と、を含む。
【００３９】
本発明によれば、驚いたことに本出願人は、正または負のＤＣ電圧をエレクトロウェッティング光学装置に印加している間、導電性液（５）中に多価の塩が存在することによって、絶縁破損が制限されることによって長い時定数τ＋あるいはτ−を有するエレクトロウェッティング効果の低下の遅延がもたらされることを見出した。正の時定数τ＋は、陽（正）分極を印加中の時定数に相当し、一方、負の時定数τ−は、陰（負）分極を印加中の時定数に相当する。
【００４０】
表１および図３を参照し、正のＤＣ電圧をエレクトロウェッティング光学装置に印加中、絶縁破損は制限され得る。実際、導電性液（５）中の多価の塩（塩化カルシウムおよびリン酸塩：Ｎａ２ＨＰ０４、ＮａＨ２Ｐ０４など）の存在によって、エレクトロウェッティング効果の低下が遅延され、従って時定数は、τ＋＝１０６秒〜τ＋＞１０００秒の範囲となる。より具体的には、図３は、１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陽分極下での導電性液（５）にＣａＣｌ２を用いた時系列において得られる、典型的なエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。
【００４１】
絶縁破損は、負のＤＣ電圧または低周波ＡＣ電圧をエレクトロウェッティング光学装置に印加中も制限され得る。表１および図４を参照し、導電性液（５）中に、コハク酸などの別の多価の塩が存在することによって、もう一度、エレクトロウェッティング効果の低下の遅延がもたらされ、正の時定数τ＋＞５００秒となるばかりでなく、負の時定数もτ−＞５００秒となる。より具体的には、図４は、低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、０．１Ｈｚ）下、導電性液（５）にコハク酸を用いた時系列において得られる、典型的なエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。
【表１】
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【００４２】
１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）は、その合計質量に対して、０．００１質量％〜１０質量％の少なくとも１つの多価の塩を含む。
【００４３】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）は、水と、液（５）の合計質量に対して、０．００１質量％〜１０質量％の、好適には０．０１質量％〜５質量％の、より好適には０．１質量％〜３質量％の少なくとも１つの多価の塩と、を含む。
【００４４】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ジ−カチオンまたはトリ−カチオン中で完全にまたは実質的に加水分解性の無機化合物であってもよい。
【００４５】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属、ジカチオン遷移金属、トリカチオン遷移金属、ランタニドおよびこれらの混合物から構成される群から選択される。
【００４６】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、トリカチオン遷移金属、ランタニドおよびこれらの混合物から構成される群から選択される。
【００４７】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、少なくとも１つのアルカリ土類金属とこれらの混合物である。
【００４８】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ハロゲン化カルシウムおよびこの混合物である。
【００４９】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、多価の塩は塩化カルシウムである。
【００５０】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ジ−、トリ−、テトラ−およびペンタ−イオン化有機化合物、有機塩およびこれらの混合物から構成される群から選択される。例えば、前記イオン化有機化合物と有機塩は、ジ−、トリ−、テトラ−あるいはペンタ−アニオン中で完全にあるいは実質的に加水分解され得る。こうした多価の有機化合物または塩の例としては、これに限定されないが、ジカルボン酸（Ｒ（ＣＯＯＨ）２、ここで、Ｒはアルキル基ＣｎＨ２ｎ（ｎ：１〜１０））、トリカルボン酸（Ｒ３（ＣＯＯＨ）３、ここでＲ３はアルキル基ＣｎＨ２ｎ−１（ｎ：１〜１１））、テトラカルボン酸（Ｒ４（ＣＯＯＨ）４、ここでＲ４はアルキル基ＣｎＨ２ｎ−２（ｎ：１〜１２））、ペンタカルボン酸（Ｒ５（ＣＯＯＨ）５）、ここで、Ｒ５はアルキル基ＣｎＨ２ｎ−３（ｎ：１〜１３））または対応するカルボン酸塩とこれらの混合物が挙げられる。
【００５１】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ジ−イオン化有機化合物または対応する塩、およびこれらの混合物であり、ジ−アニオン中で完全にあるいは実質的に加水分解している。
【００５２】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸、対応するカルボン酸塩およびこれらの混合物から構成される群から選択される。例えば、少なくとも１つの多価の塩は、ジカルボン酸（Ｒ２（ＣＯＯＨ）２、ここでＲ２はアルキル基ＣｎＨ２ｎ（ｎ：１〜１０））、対応するカルボン酸塩およびこれらの混合物から構成される群から選択される。
【００５３】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、コハク酸、対応するカルボン酸塩またはこれらの混合物である。
【００５４】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、リンのオキソ酸、対応する塩またはこれらの混合物である。
【００５５】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、リン酸、対応する塩またはこれらの混合物である。
【００５６】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は、ポリ−アニオン、カチオンあるいは両性イオン中で完全にまたは実質的に加水分解できる、ポリアミノカルボン酸または対応する塩などの有機両性電解質である。こうした有機化合物の例としては、これに限定されないが、イミノ二酢酸（ＩＤＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰ  Ａ）、エチレングリコール四酢酸（ＥＧＴＡ）、１，２−ビス（ｏ−アミノフェノキシ）エタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸（ＢＡＰＴＡ）、２，２’２’’−（１，４，７−トリアゾナン−１，４，７−トリイル）三酢酸（ＮＯＴＡ）、１，４，７，１０−テトラアザシクロドデカン−１，４，７，１０−四酢酸（ＤＯＴＡ）、これらの対応する塩（アルカリ金属塩など）あるいはこれらの混合物が挙げられる。
【００５７】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は場合によっては、有機または無機の１つまたは複数の他の塩と、好適には少なくとも１つの有機または無機のイオン性塩と混合されて、液に導電特性を付与する。イオン性塩の例としては、これに限定されないが、アルカリ金属アセテート、トリフルオロアセテート、トリフラート、ハロゲン化物、酢酸、トリフルオロ酢酸、トリフル酸、カルボン酸（Ｒ１ＣＯＯＨ、ここで、Ｒ１はアルキル基Ｃ２ｎＨ２ｎ＋１（ｎ：１〜１０））、対応するアルカリ金属塩およびこれらの混合物が挙げられる。
【００５８】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、少なくとも１つの多価の塩は場合によっては、１つまたは複数の他の多価の塩と混合している。
【００５９】
大きな時定数τを有するエレクトロウェッティング効果を達成するためには、誘電筐体（２）の材料工学も開発され得る。そのためには、誘電筐体（２）が絶縁破損抵抗性であることが必要になる。一般に、電荷（例えばイオン）が容易には浸透できない硬質材料が良好な候補となる。例えば、ＤＣ電圧下でフッ素ポリマーでコーティングされたパリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）絶縁層を使用することによって、１秒を超える時定数τが得られ得る。
【００６０】
大きな時定数τを得るために、フッ素化有機材料、無機材料、あるいはゾルゲル合成で形成された有機−無機ハイブリッド材料を使用することは興味深いので、本出願人は、パリレンＣおよびＣｙｔｏｐ（登録商標）の両方でコーティングされた誘電筐体（２）を使用すると、陽および陰分極の両方に対して９０秒を上回る時定数で特徴付けられるように（τ＋＝５８０秒、τ−＝９８秒、表２参照）、絶縁破損と接触角低下が著しく制限される（正または負ＤＣ電圧下（図５参照）および低周波ＡＣ電圧下）ことも見出した。より具体的には、図５は、１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陰分極および陽分極下で誘電筐体（２）をＣｙｔｏｐ（登録商標）とパリレンＣとでコーティングし、導電性液（５）にＮａＢｒを用いた時系列において得られる、典型的なエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。Ｃｙｔｏｐ（登録商標）は、パーフルオロ（アルケニルビニルエーテル）の環化重合で得られる、パーフルオロフランを有するパーフルオロポリマーであり、旭硝子（株）からＣｙｔｏｐ（登録商標）（環式透明光学ポリマー）の商品名で販売されている。
【表２】
2015519599.tif 000004
【００６１】
図６を参照し、導電性液（５）中の多価の塩の存在、あるいはパリレンＣおよびＣｙｔｏｐ（登録商標）による誘電筐体（２）のコーティングによって絶縁破損を制限できるので、本出願人は、導電性液（５）中の多価の塩の使用と、パリレンＣとＣｙｔｏｐ（登録商標）による誘電筐体（２）のコーティングと、を相乗的に使用すれば、ＤＣ電圧あるいは低周波ＡＣ電圧を印加し、それによって正・負の時定数がτ＋＞１０００秒、τ−≧１０００秒となると、エレクトロウェッティング効果の低下がさらに遅延されることも見出した。より具体的には、図６は、１０Ｖ〜５０Ｖ（１０Ｖステップ）間のＤＣ陰分極および陽分極下で誘電筐体（２）をＣｙｔｏｐ（登録商標）とパリレンＣとでコーティングし、導電性液にコハク酸を用いた時系列において得られる、典型的なエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。
【００６２】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、誘電筐体（２）は、例えば、パリレンＣ、パリレンＮ、パリレンＶＴ４およびパリレンＨＴなどのポリ−パラ−キシリレン線状ポリマーを用いてコーティングされてもよく、好適にはパリレンＣを用いてコーティングされてもよい。
【００６３】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、誘電筐体（２）は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、Ｃｙｔｏｐ（登録商標）またはＦｌｕｏｒｏｐｅｌ（登録商標）などの低表面エネルギーコーティングの薄層で被覆されてもよく、好適にはＣｙｔｏｐ（登録商標）の薄層で被覆されてもよい。
【００６４】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、誘電筐体（２）は、ポリ−パラ−キシリレン線状ポリマー（例えば、パリレンＣ；パリレンＮ、パリレンＶＴ４およびパリレンＨＴ）で、好適にはパリレンＣでコーティングされてもよく、さらに、低表面エネルギーコーティング（Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）、Ｃｙｔｏｐ（登録商標）あるいはＦｌｕｏｒｏｐｅｌ（登録商標）など）の層で、好適にはＣｙｔｏｐ（登録商標）の層で被覆されてもよい。
【００６５】
上記で議論したように、絶縁破損を制限する主な興味の１つは、エレクトロウェッティング光学装置の電力源としてＤＣ電流が使用できることである。しかしながら、電力の利用可能性に応じて、図７に示すように、高い接触角を保持させながら、１Ｈｚなどの低周波数ｆのＡＣ電圧を使用することも可能である。より具体的には、図７は、低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、１Ｈｚ）下で誘電筐体（２）をパリレンＣでコーティングし、導電性液（５）にＮａＨ２ＰＯ４を用いた時系列において得られる典型的なエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。
【００６６】
本出願人は、低周波ＡＣ電圧で作動の間、それぞれ陽分極および陰分極下での正の時定数τ＋と負の時定数τ−間のオフセットに応じて、陽分極と陰分極間で周波数オフセットを有する波形（例えば矩形波形）を適用することも可能であることを見出した。例えば、図８は、デューティサイクル８０％（４００ミリ秒の陽分極と１００ミリ秒の陰分極に対応）の周波数オフセットを有する低周波ＡＣ電圧（４０Ｖ、２Ｈｚ）下における典型的な矩形波形を示す。こうしたオフセットによって、例えば、正の時定数τ＋と負の時定数τ−間の８０％オフセットを補正してもよい。
【００６７】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、接触角θの振幅は、印加電圧の分極が陽か陰かによって異なってもよい。本出願人は、分極の種類（例えば、陽分極または陰分極）にかかわらず接触角θの一意的で一定の振幅が得られ得る、陽分極と陰分極間の電圧の振幅にオフセットを適用できることも見出した。例えば、図９を参照し、６Ｖのオフセットを、陽分極（＋３７Ｖ）と陰分極（−４３Ｖ）間の矩形波形（例えば２ＨｚのＡＣ電圧）に適用してもよい。
【００６８】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、図１０および図１１に示すように、分極オフセットとデューティサイクルオフセットの２つを一意的な波形において組み合わせてもよく、それによって、分極が陽か陰であるかにかかわらず、また、正の注入時間τ＋と負の注入時間τ−の差異にかかわらず、接触角θの振幅が安定化される。図１０は、デューティサイクルが８０％（４００ミリ秒の陽分極と１００ミリ秒の陰分極に対応する）、陽分極（＋３７Ｖ）と陰分極（−４３Ｖ）間で適用されたオフセットを有する低周波ＡＣ電圧（２Ｈｚ）下での変動補償矩形波形を示す。図１１は、図１０の変動補償矩形波形を有する低周波ＡＣ電圧（２Ｈｚ）下で誘電筐体（２）をパリレンＣでコーティングし、導電性液（５）にＮａＨ２ＰＯ４を用いた時系列において得られる、典型的な実施形態によるエレクトロウェッティング光学装置の接触角（°）の漸進的変化を示す。より具体的には、図１１は、ＮａＨ２Ｐ０４の正の時定数τ＋が負の時定数τ−の５倍大きく（それぞれ１０６秒と２１秒、表１参照）、また、陽分極下での接触角が陰分極下のそれより大きいと、図１０の波形を用いることによって、接触角を４６°〜４７°間に安定させなければならない。従って、絶縁破損が低い実施形態が一旦選択されれば、それは、エレクトロウェッティング光学装置の種々の成分の物性に適した特定の波形を適用することによってさらに最適化され得る。
【００６９】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）と非導電性液（４）との相互混和性は、広い温度範囲に亘って低い。該広い温度領域は、好適には−３０℃〜８５℃であり、より好適には−２０℃〜６５℃である。
【００７０】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、多価の塩に加えて、導電性液（５）中で使用される水はできるだけ純粋であり、すなわち、エレクトロウェッティング光学装置の光学的特性を変更し得る他のいかなる溶解成分も含まないか、あるいは実質的に含まない。超純水が最も好適に使用される。本明細書および以下の請求項において、「できるだけ純粋な水」は、例えば、イオン形態のハロゲン化物、アルカリ金属、アルカリ土類金属あるいは遷移金属などのイオンを５０００ｐｐｍ未満含む水溶液を示すものと意図される。溶液は、好適には２０００ｐｐｍ未満のイオンを、より好適には１０００ｐｐｍ未満のイオンを、さらにより好適には５００ｐｐｍ未満のイオンを含んでいてもよい。使用される水は、３００ｐｐｍ未満のイオンを、好適には１００ｐｐｍ未満のイオンを、より好適には５０ｐｐｍ未満のイオンを、さらにより好適には１０ｐｐｍ未満のイオンを、さらにより好適には５ｐｐｍ未満のイオンを含んでいてもよい。
【００７１】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）の屈折率は、非導電性液（４）のそれより低い。
【００７２】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）の屈折率は１．３９未満であり、好適には１．３７未満であり、一方、凝固点は、好適には−２０℃未満である。
【００７３】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）は、少なくとも１つの凝固点降下剤を含む。好適な凝固点降下剤としては、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、ポリオール、ポリエーテルポリオールなど、あるいはこれらの混合物が挙げられる。その例としては、エチレングリコール、１，３−プロパンジオールあるいは１，２−プロパンジオールが挙げられる。
【００７４】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液（５）は、その合計質量に対して、好適には３０質量％未満の、より好適には２０質量％未満の、さらにより好適には１０質量％未満の、さらにより好適には１質量％未満の凝固点降下剤を含む。導電性液（５）は、好適にはグリコールを、より好適にはエチレングリコールまたは１，３−プロパンジオール（トリメチレングリコール（ＴＭＧ）としても既知）を含む。
【００７５】
凝固点降下剤として、塩と共にグリコールを使用することの利点の１つは、導電性液（５）の密度の過度の上昇を回避できることである。導電性液（５）の密度は、２０℃で１．２ｇ／ｃｍ３未満であることが好ましい。所与の凝固点に対して、塩と水との溶液の密度は、グリコールと水との溶液のそれより高い。Ｒ−（ＯＨ）２（Ｒはアルキル基であり、好適にはＣ２−Ｃ４アルキル）などの化合物を有するグリコールが好適に使用される。こうしたグルコールは非導電性液（４）の成分との混和度が低いために、エレクトロウェッティング装置の信頼性を損なうことがない。
【００７６】
導電性液（５）にグリコールを使用することの別の利点は、それらが粘度調整剤として作用することである。粘度はエレクトロウェッティング光学装置の応答時間に関係しており、粘度調整によって、特に粘度を低下させることによって、応答時間の早い迅速なエレクトロウェッティング光学装置が提供される。
【００７７】
塩およびまたはグリコールなどの、好適には前述のグリコールなどの凍結防止剤を使用することによって、前記導電性液（５）は、−３０℃〜＋８５℃の温度範囲で、好適には−２０℃〜＋６５℃の温度範囲で、より好適には−１０℃〜＋６５℃の温度範囲内で液体である。
【００７８】
別の好適な実施形態では、導電性液（５）は、平均分子量が好適には２００ｇ／モル〜２０００ｇ／モルの、より好適には２００ｇ／モル〜１０００ｇ／モルの、さらにより好適には３５０ｇ／モル〜６００ｇ／モルの、さらにより好適には３５０ｇ／モル〜５００ｇ／モルの、さらにより好適には３７５ｇ／モル〜５００ｇ／モルの、例えば４２５ｇ／モルの、例えばペンタノールまたはポリプロピレングリコールまたはこれらの混合物などの添加剤を５質量％未満含む。こうした添加剤を使用することの１つの利点は、それらが界面活性剤として作用し、広い温度範囲に亘って、２液間の安定した界面張力が得られることである。
【００７９】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、非導電性液（４）は、屈折率が１．５５超の、好適には１．６０超の、より好適には１．６３超の、さらにより好適には１．６６超の化合物を少なくとも１つ含む。
【００８０】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、非導電性液（４）は、次の化合物の少なくとも１つを含んでもよい：ジフェニルジメチルシラン、２−（エチルチオ）ベンゾチアゾール、１−クロロナフタレン、Ｓａｎｔｏｌｉｇｈｔ（登録商標）ＳＬ−５２６７（Ｓａｎｔｏ  Ｖａｃ  Ｆｌｕｉｄｓ社（現在はＳａｎｔｏＬｕｂｅｓ社、ミズーリ、米国）から市販）あるいは化学的に同様の液体、チアナフテン、４−ブロモジフェニルエーテル、１−フェニルナフタレン、２．５−ジブロモトルエン、フェニルスルフィドなど、あるいはこれらの混合物。
【００８１】
非導電性液（４）の組成は、その粘度、屈折率、密度および導電性液（５）との混和度が、広い温度範囲内で機能的なエレクトロウェッティング装置の提供に適したものであるように選択されることが好ましい。例えば、屈折率が好適には１．５５超の化合物などの多くの非導電性成分は、屈折率に関しては要件を満たし得る。しかしながら、非導電性液（４）に使用される化合物は、機能的なエレクトロウェッティング光学装置の提供を可能にする他のパラメータにも従って選択されることが好ましい。こうしたパラメータは例えば以下のものである：水との混和度：非導電性液（４）の水との混和度は、好適な温度範囲で好適には低いものでなければならない；化学的安定性：非導電性液（４）に使用される化合物は、好適には化学的に安定でなければならない、すなわち、導電性液および非導電性液（４）の他の化合物の存在下で、あるいは作動温度範囲内で、化学的反応性を示してはならない；密度：導電性液（５）との間の密度差は好適には制限されるべきであり、２０℃で測定した密度差が好適には０．１ｇ／ｃｍ３未満、より好適には０．０１ｇ／ｃｍ３未満、さらにより好適には３・１０−３ｇ／ｃｍ３未満でなければならないという意味で、導電性液（５）の密度と一致できる高密度；および粘度：応答時間の早いエレクトロウェッティング装置を得るために、可能な限り低い粘度、つまり、−２０℃〜＋７０℃の温度範囲で、好適には４０ｃｓ未満、より好適には２０ｃｓ未満、さらにより好適には１０ｃｓ未満。
【００８２】
前述のパラメータと屈折率パラメータは限定的でなく、非導電性液（４）の化合物選択に他のパラメータも考慮に入れられる。
【００８３】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、非導電性液（４）は、その合計質量に対して、式１ａまたは１ｂの化合物あるいはそれらの混合物を３０質量％〜８０質量％含んでいてもよい。
【数１】
2015519599.tif 000005
ここで、Ｒ１およびＲ４はそれぞれ未置換の芳香環であり、Ｒ２およびＲ３はそれぞれ、アルキル、シクロアルキル、（ヘテロ）アリール、（ヘテロ）アリールアルキルから選択され、ｎとｍはそれぞれ独立に１〜５、好適には１〜２であり、Ｘ、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ独立に、酸素（Ｏ）原子または硫黄（Ｓ）原子から選択される。上式中、アルキルは、炭素原子数が約１〜約１０個の、好適には約１〜約６個の直鎖または分枝鎖アルキルラジカルを指し、好適なアルキルとしてはメチル、エチル、ｎプロピル、イソプロピル基が挙げられ；（ヘテロ）アリールは、約５個〜約１２個の原子を含み、１つまたは複数のハロゲンで、好適には１、２、３個のハロゲン原子（主にフッ素、塩素およびまたは臭素）で任意に置換された芳香環およびまたは複素芳香環の少なくとも１つ、好適には１つを形成する芳香族ラジカルまたは複素芳香族ラジカルを意味し；（ヘテロ）アリールアルキルは、アルキルラジカルおよび（ヘテロ）アリールラジカルのそれぞれに対して上記に定義されたものであり、好適な（ヘテロ）アリールアルキルとしては、ベンジル、フェネチル、任意に１、２または３個のハロゲン原子で置換されたものが挙げられる。
【００８４】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、式１ａまたは１ｂの化合物は、フェニルエーテルオリゴマおよびフェニルチオエーテルオリゴマなどであり、例えば、チオビス［フェノキシベンゼン］、ビス（フェニルメルカプト）ベンゼンまたは同様の３，４環フェニルエーテル／チオエーテルオリゴマである。好適な上限値は好適には粘度と関係し、それによって、非導電性液（４）の粘度の過度な上昇を防ぎ、応答時間の早いエレクトロウェッティング装置が提供される。
【００８５】
こうした実施形態のさらなる利点は、非導電性液（４）が導電性液（５）に対してより化学的に安定であることである。非導電性液（４）に使用されるこうした化合物は、例えば約５０℃を超える高温での反応性を含めて、水との反応性が低い。
【００８６】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、例えば２０℃で１．２ｇ／ｃｍ３などの高密度の化合物は、非導電性液（４）中で使用されることが好ましい。特に、一般に溶液の密度を上昇させる塩が導電性液（５）に多量に溶解している場合、これによって導電性液（５）の密度と合わせられる。
【００８７】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、非導電性液（４）の屈折率は１．６０超であり、より好適には１．６４超であり、さらにより好適には１．６６超である。本発明の１つまたは複数の実施形態では、導電性液と非導電性液（４）との屈折率差は０．２４より大きく、好適には０．２７より大きく、より好適には０．２９より大きい。
【００８８】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、エレクトロウェッティング光学装置の応答時間を低減させるために、粘度調整剤、特に粘度低下剤が非導電性液（４）中に使用される。特に、非導電性液（４）に含まれるフェニルチオエーテルオリゴマなどの他の化合物が該液の粘度を上昇させる傾向がある場合、該液の粘度を低下させるためにこうした化合物が好適に使用される。例えば、ジフェニルスルフィド、ジブロモトルエン、ジフェニルジメチルシラン、チアナフテンあるいはこれらの混合物などのこうした粘度調整剤は好適に大きな屈折率を有しており、非導電性液（４）は、その粘度を低下させながら大きな屈折率を好適に維持する。
【００８９】
本発明の１つまたは複数の実施形態では、非導電性液（４）は、例えばＢＨＴ−タイプ（ブチル化ヒドロキシトルエン）酸化防止剤、好適には２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどの酸化防止化合物を含む。
【００９０】
限られた数の実施形態に関して本開示を提示したが、この開示の恩恵を受ける当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態が考案され得ることを認識するであろう。従って、本発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015519599.tif 000012
【図７】
2015519599.tif 000013
【図８】
2015519599.tif 000014
【図９】
2015519599.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月7日(2015.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロウェッティング光学装置の誘電筐体（２）において、直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を、非導電性液（４）と少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液（５）とによって形成され、電圧印加時にエレクトロウェッティングにより可動する液／液界面に印加するステップを備え、
前記誘電筐体（２）は、ポリ−パラ−キシリレン線状ポリマーおよび低表面エネルギーコーティングで被覆されていることを特徴とするエレクトロウェッティング光学装置の制御方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカチオンまたはトリカチオン無機化合物であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの多価の塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
周波数オフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
電圧振幅におけるオフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
誘電筐体（２）と、
非導電性液（４）と、
少なくとも１つの多価の塩を含む導電性液（５）と、を備え、
前記非導電性液（４）および前記導電性液（５）は、電圧印加時に、エレクトロウェッティングにより可動性の液／液界面を形成し、
前記誘電筐体（２）は、ポリ−パラ−キシリレン線状ポリマーおよび低表面エネルギーコーティングで被覆されており、
更に、直流電圧または周波数ｆが１０Ｈｚ未満の交流電圧を前記液／液界面に印加する電子手段を備えるエレクトロウェッティング光学装置を含む装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの多価の塩は、ジカチオンまたはトリカチオン無機化合物であることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの多価の塩は、アルカリ土類金属またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの多価の塩は、塩化カルシウムであることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
周波数オフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
電圧振幅におけるオフセットが陽分極と陰分極間に適用されることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、オートフォーカス眼科用装置、カメラ、携帯電話あるいはバーコードリーダであることを特徴とする請求項７乃至請求項１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、移植眼内レンズ、コンタクトレンズ、眼鏡あるいは眼科機器であることを特徴とする請求項７乃至請求項１３のいずれかに記載の装置。
【国際調査報告】
2015519599.tif 000018
2015519599.tif 000019
2015519599.tif 000020