(57)【要約】エレクトロウェッティングモジュール（２０）は、流体室（８）を含み、その流体室は、第一の流体（Ａ）及び第二の流体（Ｂ）を含有し、それらの流体は、界面（１４）によって分離され、且つ、そのエレクトロウェッティングモジュールは、その界面の位置及び／又は形状を変化させるために、それら流体の少なくとも一つに力を働かせるための手段（１６，１７）を含む。それら流体の少なくとも一つに、少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物を提供することによって、そのモジュールの性能を高めることができる。例えば、エレクトロウェッティングレンズ（３０）の光学パワーを増加させることができる。
2006525545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、第一の流体の第一の本体及び第二の流体の第二の本体を含有する、流体室を含むエレクトロウェッティングモジュールであって、二つの本体は、界面によって分離され、且つ、当該エレクトロウェッティングモジュールは、該界面の位置及び／又は形状を変化させるために、該本体の少なくとも一つに力を働かせる手段を含み、該流体の少なくとも一つは、少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物を含むことを特徴とするエレクトロウェッティングモジュール。
【請求項２】
前記少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物は、式Φ−Ｒの化合物であり、Φは、一つ以上の低級のＣ１−Ｃ１０、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基で置換された又は置換されてないフェニル基であり、且つ、Ｒは、一つ以上のアリール基で置換される若しくは置換されない、直鎖若しくは分岐のＣ１−Ｃ１０、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基、アリール基、又は、一つ以上のＣ１−Ｃ１０、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基で置換された若しくは置換されてない、シリル基である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物は、トルエン、ジフェニルメタン、ターフェニル、及びビフェニルからなる群より選択される、請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物は、フェニルトリメチルシランである、請求項２に記載のモジュール。
【請求項５】
前記少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物は、式（−Ｒ１Ｒ２Ｓｉ−Ｏ−）ｎの構造単位を有する有機ケイ素酸化物の重合体であり、ｎ＝１のとき、Ｒ１は、フェニル基であり、Ｒ２は、メチル基でないとの条件で、ｎは、１から１０まで、好ましくは１から５までの整数であり、Ｒ１は、一つ以上のＣ１−Ｃ１０、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基で置換される若しくは置換されない、アリール基であり、Ｒ２は、一つ以上のＣ１−Ｃ１０、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基で置換される若しくは置換されない、低級のＣ１−Ｃ１０のアルキル基、好ましくはＣ１−Ｃ５のアルキル基、又はアリール基である、請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記有機ケイ素酸化物の重合体は、
１，３，３，５−テトラフェニルジメチルジシロキサン、
１，１，５，５−テトラフェニル−１，３，３，５−テトラメチルトリシロキサン、
１，１，３，５，５−ペンタフェニル−１，３，５−トリメチルトリシロキサン、
トリフェニルトリメチルシクロトリシロキサン、
３，５，７−トリフェニルノナメチルペンタシロキサン、
からなる群より選択される、請求項５に記載のモジュール。
【請求項７】
前記流体の本体の一つは、二つの流体の屈折率の間における差を増加させるために、フェニルメチルシロキサンを含む、請求項１に記載のモジュール。
【請求項８】
前記第一の流体の本体及び前記第二の流体の本体は、異なる屈折率を有し、前記流体の一つに添加された化合物は、屈折率の差を増加させる効果を有する、光学構成部品として構成された、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のモジュール。
【請求項９】
前記第一の流体の本体は、導電性及び／又は有極性であり、且つ、前記第二の流体の本体は、非導電性であり、当該モジュールには、メニスカス形状の界面の位置及び／又は形状を変化させるために電気力を働かせる手段が提供される、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記屈折率における差は、０．１から０．３まで、好ましくは０．１から０．２までであり、前記第二の非導電性の本体の屈折率は、１．４よりも大きい、好ましくは１．５よりも大きい、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記第一の流体の本体及び前記第二の流体の本体は、実質的に同様の密度を示す、請求項８に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記界面の位置を変化させるために圧力を働かせる手段が提供された、請求項８に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体室を含む、エレクトロウェッティングモジュールに関し、その流体室は、少なくとも、第一の流体の第一の本体及び第二の流体の第二の本体を含有し、前記の本体は、ある界面によって分離され、且つ、そのエレクトロウェッティングモジュールは、その界面の位置及び／又は形状を変化させるために、それら本体の少なくとも一つに力を働かせるための手段を含む。
【背景技術】
【０００２】
ウェッティングの技術が、所定の経路に沿って流体の体積物を操作することを可能にすることが、観察される。これらの技術で、前記の体積物の表面張力は、局所的に変えられ（通常減少する）、その体積物が、それの最低の表面張力の方向に流れることを引き起こす。
【０００３】
さらに、流体は、どんな力にも応じてそれの形状を変えると共に気体、蒸気、液体、並びに、流れることが可能な、固体及び液体の混合物を含む物質であることが、観察される。
【０００４】
ある一定の流体によるある表面の“湿潤性”の用語は、前記の流体が前記の特定の表面を湿潤させることがある場合の指標を与え、その指標は、例えば、前記の表面にわたる性質及び／又は電位に依存することもある。ある表面が、特定の流体によって“高い湿潤性”を有するとすれば、これは、前記の表面と接触した前記の流体の小滴が、相対的に大きい接触面積及び通常約９０°未満の相対的に小さい接触角を備えた、むしろ膨張した形状を有することになることを示す。“低い湿潤性”は、前記の表面と接触した小滴が、相対的に小さい接触面積及び通常約９０°を超える相対的に大きい接触角を備えた、むしろ収縮した形状を有することになることを示す。
【０００５】
“湿潤させる（ウェッティング）”の用語は、ある体積物、例えば特定の流体の小滴、の表面張力を、特定の表面に関する前記の流体の湿潤させる挙動に影響を及ぼすために、局所的に変動させる全ての技術を包含することが、理解される。
【０００６】
湿潤性の現象が使用されるモジュールにおいて、二つの流体が、所望の特性、例えば、できるだけ密な密度、低い融点、適合した粘度、良好なエレクトロウェッティングの挙動、有毒でないもの、及び、光学モジュールの場合には、ある所定の差の屈折率、を有することは、必要である。
【０００７】
このような光学モジュールの例は、エレクトロウェッティングレンズともまた呼ばれる、エレクトロウェッティングに基づいたレンズであり、そのレンズの焦点距離を変化させることができる。エレクトロウェッティングレンズにおいては、二つの流体の本体の間における界面は、メニスカスである。このようなモジュールにおいては、第一の流体の本体は、導電性及び／又は有極性の液体であり、且つ、第二の流体の本体は、非導電性の液体である。第一の液体は、例えば、塩分のある水であり、且つ、第二の液体は、例えば、ブロモデカン、クロロ又はブロモナフタレン、及びシリコーン油のような有機の無極性の、水に不混和性の液体である。エレクトロウェッティング光学モジュールには、電気力を働かせるための手段が提供され、その手段によって、そのメニスカスの形状及び／又は位置を形作ることができる。エレクトロウェッティング光学モジュールの他の例は、ズームレンズ、絞り、回折格子、フィルター、及びビーム偏向器である。これらのモジュールの実施形態は、特許文献１に並びに特許文献２、３及び４に記載されている。エレクトロウェッティング光学モジュールは、非常に小型であり、且つ、従って、光ディスク走査デバイス、ａ／ｏ携帯電話用のミニカメラ、ディスプレイなどのような、デバイスに、多くの利点と共に使用されることもある。
【０００８】
光学エレクトロウェッティングモジュールの光学パワーは、そのメニスカスの曲率及び第一の液体の屈折率と第二の液体のものとの間の差によって決定される。大きい光学パワーの変動を生じさせることができる、光学エレクトロウェッティングモジュールについて、高まる需要がある。そのメニスカスの曲率における最大の変化が、エレクトロウェッティングセルの大きさによって決定されるので、その曲率を変化させることによって実現させることができる光学パワーにおける変化は、与えられたエレクトロウェッティングレンズについて限定される。このように、増加したパワーの問題は、別の方法で解決されるべきである。
【０００９】
別のエレクトロウェッティングモジュールは、所定の経路に沿ってある流体の体積物を操作するためにエレクトロウェッティング効果を使用するモーターであり、その流体は、二つのモーター素子が、追って記載することになるように、互いに対して移動することを引き起こす。このようなモーターにおいて、第一の流体の密度及び第二の流体の密度を、互いに調和させないとすれば、流体の一つを、遠心力により、平たん化してもよい。
【特許文献１】国際特許出願第IB０３／００２２２号明細書
【特許文献２】欧州特許出願第０２０７８９３０９．２号明細書
【特許文献３】欧州特許出願第０２０８０３８７．０号明細書
【特許文献４】欧州特許出願第０２０８００６０．３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、冒頭の段落で定義されるようなエレクトロウェッティングモジュールを提供することであり、そのモジュールは、光学モジュールとして使用されるとすれば、より大きい範囲にわたって光学パワーを変動させることを可能にし、且つ、モーターで使用されるとすれば、流体の一つの平坦化に対して、少なからず敏感ではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そのエレクトロウェッティングモジュールは、流体の少なくとも一つが、少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する化合物を含む点で、特徴付けられる。
【００１２】
このエレクトロウェッティングモジュールは、このような化合物が、非導電性若しくは無極性の流体若しくは液体として使用されるとき、又は、非導電性若しくは無極性の流体若しくは液体に含まれるとき、エレクトロウェッティング光学モジュールにおける非導電性の流体の屈折率と導電性の流体の屈折率との間の差を増加させるように、この流体又は液体の屈折率を増加させるという洞察に基づく。この方法では、その光学パワー及びパワーの変動の範囲を増加させることができる。前記の化合物が、エレクトロウェッティングモーターにおける無極性の流体として使用される、又は、エレクトロウェッティングモーターにおける無極性の流体に含まれるとすれば、それは、その流体の平たん化を予防する。
【００１３】
本発明の別の態様は、光学モジュールについて、そのメニスカスの曲率を、光学パワーを維持する一方で、減少させることができることである。この方法では、そのモジュールの光学収差についての感度を減少させることができる。さらに、光学パワーにおける要求される変化について必要とされる動作電圧を減少させることができる。
【００１４】
増加した屈折率の差を示す流体の本体を備えたエレクトロウェッティングレンズが、例えば、Ｂ．Ｂｅｒｇｅ及びＪ．Ｐｅｓｅｕｘによって、Ｅｕｒ．Ｐｈｙｓ．Ｊ．Ｅ３，１５９−１６３（２０００）に開示されていることを述べる。このレンズの流体の本体は、それぞれ、水及びクロロナフタレンからなる。しかしながら、これらのレンズは、良好なエレクトロウェッティングの挙動を示さず、特にＤＣ電圧については、示さない。
【００１５】
知られた流体よりも大きい且つこのように本発明のエレクトロウェッティングモジュールの流体の少なくとも一つとして使用されるには又は本発明のエレクトロウェッティングモジュールの流体の少なくとも一つに含まれるには非常に適切である屈折率及び／又は密度を流体又は液体に提供する、化合物の一群を、追跡してきた。好適な化合物は、請求項２から６までに定義される。
【００１６】
このような化合物を含むモジュールを、光学構成部品、異なる屈折率を有する前記の第一の流体の本体及び第二の流体の本体として構成してもよい。このような光学モジュールにおいては、それら流体の一つに添加された化合物は、屈折率の差を増加させる効果を有する。
【００１７】
このようなモジュールにおいては、第一の流体の本体は、導電性及び／又は有極性であってもよく、且つ、第二の流体の本体は、非導電性であってもよく、且つ、そのモジュールには、メニスカス形状の界面の位置及び／又は形状を変化させるために、電気力を働かせるための手段を提供してもよい。
【００１８】
屈折率における差は、それぞれ、０．１から０．３まで、好ましくは、０．１から０．２までである。前記の第二の非導電性の本体の屈折率は、１．４よりも大きい、好ましくは１．５よりも大きい。
【００１９】
好ましくは、第一及び第二の流体の本体は、実質的に同様の密度を示す。
【００２０】
そのモジュールには、また、その界面の位置を変化させるために、圧力を働かせるための手段を提供してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のこれらの及び他の態様は、以後に記載した実施形態を参照して、非限定的な例から明らかであり、且つ、非限定的な例によって解明され、且つ、添付する図面において図説されると思われる。
【００２２】
図１は、可変焦点レンズを構成するエレクトロウェッティングモジュールを示す。その素子は、二つの流体を含有する流体室８を形成するために透明な前側の素子４及び透明な後側の素子６によって密閉された、毛管を形成する第一の円柱形の電極２を含む。その電極２は、管の内側の壁に設けられた導電性のコーティングであってもよい。
【００２３】
エレクトロウェッティングモジュールのこの実施形態においては、二つの流体は、電気絶縁性の第一の液体Ａ、ここでは、例えば、シリコーン油又はアルカン、及び、導電性の第二の液体B、ここでは、例えば、塩の溶液を含有する水、の形態における二つの非混和性の液体からなる。第一の流体Ａは、第二の流体Ｂよりも高い屈折率を有する。
【００２４】
第一の電極２は、典型的には１ｍｍと２０ｍｍとの間の内側の半径の円柱である。この電極は、金属の材料で形成され、且つ、例えばパリレンで形成された、絶縁層１０によって被覆される。その絶縁層は、５０ｎｍと１００μｍとの間の厚さを有する。その絶縁層は、流体接触層１２で被覆され、その層は、メニスカス１４、すなわち、流体Ａと流体Ｂとの間の界面の、流体室の円柱形の壁との、接触角におけるヒステリシスを減少させる。その流体接触層は、好ましくは、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）によって生産されたテフロン（登録商標）ＡＦ１６００のような非晶質フルオロカーボンから形成される。流体接触層１２は、５ｎｍと５０μｍとの間の厚さを有する。
【００２５】
第二の環状の電極１６は、流体室の一方の側に、この場合には、後側の素子６に隣接して、配置される。第二の電極は、その電極が第二の流体Ｂに作用するように、流体室における少なくとも一つの部分と共に配置される。
【００２６】
二つの流体Ａ及びＢは、メニスカス１４によって分離された二つの流体の本体に分離する傾向があるために、非混和性である。電圧が、第一の電極と第二の電極との間に印加されないとき、流体接触層１２は、第二の流体Ｂに関してよりも、第一の流体Ａに関しての方が、より高い湿潤性を有する。図１は、このレンズの構成、すなわち、エレクトロウェッティングレンズの作動してない状態を示す。この構成においては、流体Ｂにおいて測定された、そのメニスカスと流体接触層１２との間の初期の接触角θは、９０°よりも大きい。第一の流体Ａの屈折率が、第二の流体Ｂの屈折率よりも大きいので、ここでメニスカスレンズと呼ばれた、そのメニスカスによって形成されたレンズは、この構成においては、負のパワーを有する。
【００２７】
エレクトロウェッティングにより、第二の流体Ｂによる湿潤性は、第一の電極と第二の電極との間における電圧の印加の下で、変動し、その電圧は、その接触角を変化させる傾向がある。源１７からのこのような電圧が、そのレンズに供給されるとすれば、すなわち、そのレンズが、作動した状態にあるとすれば、図２は、そのレンズの構成を示す。この場合には、その電圧は、相対的に高い、例えば、１５０Ｖと２５０Ｖとの間にあり、且つ、そのメニスカスは、ここでは、凸の形状を有する。そのメニスカスと流体接触層１２との間の最大の接触角θは、例えば、６０°程度のものである。流体Ａの屈折率が、流体Ｂよりも大きいので、この構成におけるメニスカスレンズ１は、正のパワーを有し、且つ、それは、そのレンズからある一定の距離ｄにおける焦点スポット１８に入射ビームｂを集束させる。
【００２８】
可変焦点レンズの組み立てについてのさらなる詳細については、国際特許出願第ＩＢ０３／００２２２号が参照される。より高い屈折率の液体とより低い屈折率の液体との間における少なくとも二つの独立に制御可能な界面を含む、ズームレンズが、欧州特許出願第０２０７９４７３．１号（ＰＨＮＬ０２１０９５）に、記載されている。
【００２９】
エレクトロウェッティングレンズにおいては、そのレンズの光学パワーは、そのメニスカスの曲率及び以下の式
【００３０】
【数１】
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に見ることができるような、導電性の液体と非導電性の液体との間の屈折率における差に依存する。ここで、Ｓは、そのメニスカスレンズの光学パワーであり、ｒは、そのメニスカスの曲率半径であり、ｎ２は、非導電性の液体Ａの屈折率であり、且つ、ｎ１は、導電性の液体Ｂの屈折率である。
【００３１】
実際には、可変焦点レンズのパワーを変動させることができる範囲を増加させる必要がある。例えば、エレクトロウェッティングに基づいたズームレンズについては、最大の達成可能なズーム係数は、このようなズームレンズの個々のエレクトロウェッティングレンズの光学パワーにおける最大の達成可能な変化に強く関係付けられる。
【００３２】
上の式から、当然、エレクトロウェッティングレンズの光学パワーの変化が、導電性の液体と非導電性の液体との間の屈折率における差に、及び、そのメニスカスの曲率における変化に、依存するということになる。曲率における最大の変化が、エレクトロウェッティングセルの大きさによって決定されるので、曲率における変化によって引き起こされた光学パワーにおける変化は、与えられたエレクトロウェッティングレンズについて、限定される。さらに、そのメニスカスの強い曲率は、エレクトロウェッティングレンズを通過するビームに光学収差を導入し、且つ、高い制御電圧を要求する。より大きい光学パワーの変化を、導電性の液体と非導電性の液体との間の屈折率における差を拡大することによって、達成することができる。エレクトロウェッティングレンズにおいて、現在使用される非導電性の液体（たとえば、アルカン又はシリコーン油）は、現在使用される導電性の液体の屈折率（たとえば、水、ｎ＝１．３３）よりもわずかに大きいだけである屈折率（ｎ＝１．３７−１．４３）を有する。典型的には、屈折率における差は、０．１未満である。
【００３３】
本発明に従って、少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基、好ましくは、少なくとも一つのフェニル基を有する、少なくとも一つの化合物は、非導電性若しくは無極性の液体若しくは溶液Ａとして、又は、この液体若しくは溶液における成分として、使用される。この方策は、高い透明度、他の液体又は流体Ｂとの非混和性、及び、良好なエレクトロウェッティングの挙動のような、その液体についての他の要件をなお満足させることができる一方で、実質的に液体Ａにおける屈折率を増加させる。
【００３４】
この方策を、与えられたメニスカスの曲率を有する可変焦点エレクトロウェッティングレンズのパワーの変動の範囲を増加させるために、又は、ある与えられた範囲のパワーの変動を有する可変焦点レンズのメニスカスの曲率を減少させるために、使用することができる。エレクトロウェッティングズームレンズにおいて使用されるとすれば、その方策は、ズーム係数を増加させることを可能にする。そのメニスカスの曲率を増加させないこと又は減少させないことによって、エレクトロウェッティングが形作る光学系における光学収差についての感度を、それぞれ、増加させない、又は、減少させない。さらに、光学パワーにおけるある一定の変化を達成するために、要求された動作電圧は、より低い。
【００３５】
図３は、エレクトロウェッティングレンズ２０を示し、そのレンズは、図２のレンズと同じ組み立て及び構成を有するが、図２の流体Ａの代わりに、少なくとも一つの芳香族の非縮合の残基を有する前記の化合物を含む非導電性の流体Ａ’が提供される。レンズ２０に供給する流体Ａ’による流体Ａの置き換えの結果として、図２のレンズ１に供給された電圧と同じレベルを有する制御電圧は、同じであり、且つ、そのレベルを維持することは、焦点スポット１８’が、図２における距離ｄよりも小さい、そのレンズから距離ｄ’に位置を定めることである。
【００３６】
エレクトロウェッティングレンズについては、一般に、そのメニスカスの形状が、位置付けに及びこのように重力に独立であることが、重要である。その形状は、好ましくは、それら液体の密度が等しいとすれば、球面であると共に位置付けに独立であることになる。また、この要件を、本発明に従ったエレクトロウェッティングレンズにおいても、満足させることができる。
【００３７】
エレクトロウェッティングレンズにおける非導電性の流体の成分において又は非導電性の流体の成分として使用されるとすれば、要求された特性、高い屈折率、透明なこと、導電性の流体との非混和性、導電性の流体のものに対して実質的に同様の密度（すなわち、それら密度の間の小さい差が許容される）、適切な融点及び沸点、並びに良好なエレクトロウェッティングの挙動、を提供する、多くの化合物を追跡してきた。本発明で使用することに非常に適切である、フェニル基を含有する非導電性の液体又は可溶性の固体の例を、表１に与える。
【００３８】
表１
【００３９】
【表１】
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表１から、当然、フェニル基を備えた選択された化合物が、典型的には１．４９よりも大きい屈折率を有するということになり、それらを、大きい光学パワーの範囲を備えたエレクトロウェッティングレンズに適切なものにする。好ましくは、１．５よりも大きい屈折率を備えた部分集合は、それらが、二よりも大きいズーム係数を備えた携帯用の用途（例えば、携帯電話）のための小型化されたズームレンズを可能にするため、特に適したものである。いっそう好適なものは、屈折率ｎ＞１．５５を備えた、フェニル基を備えた液体、例えば、１，１，５，５−テトラフェニル−１，３，３，５−テトラメチルトリシロキサンである。
【００４０】
好ましくは、非導電性の液体は、フェニル基を有する、シリコーン油、すなわち、シロキサンである。このような油は、より多くのフェニル基による付加／置換において、液体の状態で長いままである。
【００４１】
本発明は、流体室に存在する両方の流体の本体の間での屈折率における差を増加させるための、エレクトロウェッティング素子の流体の本体の少なくとも一つにおけるフェニルメチルシロキサンの使用を包含する。
【００４２】
この点において、公開前でない国際特許出願第ＩＢ０３／００２２２号が、可変焦点エレクトロウェッティングレンズを記載していることが、観察され、ここでフェニルメチルシロキサンは、電気絶縁性の液体の成分として使用される。しかしながら、フェニルメチルシロキサンを添加することは、レンズの機能が、位置付けに独立である、すなわち、二つの流体間における重力の効果の依存性無しであるように、流体室に存在する二つの液体に、好ましくは等しい密度を与える作用として、先の特許出願に与えられている。先の特許出願は、両方の流体の本体の間での屈折率における差を増加させるための、エレクトロウェッティング素子の流体室に存在する流体の本体の少なくとも一つにおけるフェニルメチルシロキサンの使用を記載していない。
【００４３】
また、本発明を、エレクトロウェッティングモーターにおいて使用してもよく、ここでその界面の形状を、所定の経路に沿って流体の体積物を操作するためのウェッティングの技術に基づいた、電気力によって変化させることができるという事実が使用される。図４（ａ）及び（ｂ）は、異なる瞬間での、このようなモーター３０、特に回転式モーター、の実施形態の断面図を示す。そのモーターは、実質的に円柱形の第一の本体３３及び実質的に円柱形の第二の本体３５を含み、その第二の本体は、第一の本体３３内に同軸に位置決めされる。第一及び第二の本体３３、３５は、それらのそれぞれの内側及び外側の表面の間に、実質的に円柱形のチャンバー３４を囲み、そのチャンバーは、油のような無極性及び／又は非導電性の第一の流体３６及び有極性及び／又は導電性の第二の流体３７、この例では水溶液、例えば、（塩分のある）水、の体積物３７ａ−ｄで満たされる。それら流体３６、３７は、不混和性である。
【００４４】
第一の本体３３には、それの内側の表面の湿潤性を変動させるための手段、すなわち、円周に沿った実質的に規則的な径方向の間隔で間隔をあけられた、第一の本体３３の軸の方向に延びる十二個の電極４０が提供される。第一の本体３３の内側の表面は、電気絶縁性の疎水性の材料又は、より一般的には、第一の流体３６による湿潤性よりも低い、第二の流体３７による湿潤性を有する材料、の層４２で覆われる。このような材料の例は、第一の流体３６が油又は空気であると共に第二の流体が（塩分のある）水である場合には、例えば、ＤｕＰｏｎｔ（登録商標）によって提供された非晶質フルオロカーボンＡＦ１６００のようなテフロン（登録商標）様の材料若しくはパリレン又はそれらの組み合わせである。電極４０は、（示さない）電圧源に接続される。
【００４５】
第二の本体３５は、固体の設計のものであるが、望みであれば、中空であり得るであろうし、且つ、一つ以上の適切な軸受けによって、第一の本体３３において、可動に、特に回転可能に、取り付けられる。その又は各々の軸受けは、例えば、第二の本体３５の回転において圧力が第一の本体３３において第二の本体３５を中心に置くことを増進させることになる、環状の溝を第一及び／又は第二の本体３３、３５に提供することによって構成された、オイルベアリングであり得るであろう。
【００４６】
第二の本体３５には、それの外側の表面に、四つの親水性の領域４４の形態における結合手段が提供され、前記の数は、体積物３７ａ−ｄの数に対応する。これらの領域４４を、例えば、第一の流体３６による湿潤性よりも高い第二の流体３７による湿潤性を有する材料で作る又は第一の流体３６による湿潤性よりも高い第二の流体３７による湿潤性を有する材料によって覆うことができるであろうし、その材料は、例えば、ガラスであり得るであろう。領域４４は、前に述べた材料のいずれかからの選択であり得るであろう、疎水性の材料で作られた又は疎水性の材料によって覆われた領域４５によって、径の方向において、互いに分離される。付加的に又は代案として、それら親水性の領域４４に、それら体積物との結合力を高めるために、凹部を設けてもよい。さらに、体積物３７ａ−ｄの二つ以上を、図４（ａ）及び（ｂ）に破線で図説したように、第二の本体３５における少なくとも一つの適切な導管３９を介して、相互に連結させることができるであろう。高い及び低い湿潤性の領域４４、４５を、省略してもよいが、また、働かせてもよいモーターの最大の力を増加させるために、維持することもできる。
【００４７】
上に記載したようなモーターは、以下のように動作する。図４（ａ）において、（上側、下側、左側、及び右側の電極である）ローマ数字Ｉで印をつけた電極４０には、電圧が供給される。その結果として、前記の電極Ｉを覆う疎水性の層４２は、局所的に親水性になることになる。従って、四つの体積物３７ａ−ｄは、四つの電極Ｉで第一の本体３３に接触することになる。さらに、それらは、親水性の領域４４及び導管３９である、結合手段で第二の本体３５に接触する。その後、電圧源を、第二の電極ＩＩへシフトさせ、次に前者の電極Ｉへ位置を定めるとすれば、前記の第二の電極ＩＩより上の層は、第一の電極Ｉより上の層が、疎水性に逆戻りに切り替わることになるのに対して、親水性になることになる。これは、図４（ｂ）に示すように親水性の領域ＩＩに向かって体積物３７ａ−ｄを引くエレクトロウェッティングの力を生じさせる。この移動の間に、体積物３７ａ−ｄは、疎水性の領域４５の縁まで、第二の本体３５の親水性の領域４４に沿って移動することになる。第二の本体３５に沿ったさらなる移動は、疎水性の領域４５及び第一の流体３６の組み合わせられた作用によって、遮断されることになり、体積物３７ａ−ｄが第二の本体３５に湿潤させる力を働かせることを可能とし、その力は、その本体３５が回転することを引き起こすことになる。よって、適切な電圧で、連続する電極４０のＩ，ＩＩを連続して作動させることによって、第二の本体３５を、連続的に回転させることができる。好ましくは、それら電極４０は、互いに対して相対的に近くに位置決めされるか、又は、“歯状物”の構造を通じて部分的に重なり合うことさえある。また、電極４０の径方向の寸法は、好ましくは、体積物３７ａ−ｄの径方向の寸法以下である。それら電極４０のこのような位置決め及び／又は寸法入れは、体積物３７ａ−ｄが、続く電極４０のＩＩへの新しく供給された電圧を“感ずる”ことができることを、保証することになる。
【００４８】
与えられた例において、その回転は、時計回りである。電極１０のＩ，ＩＩを作動させる順序を逆転させることによって、この方向を容易に逆転させることができることが、認められると思われる。明らかに、回転の周波数は、連続する電極４０のＩ，ＩＩの作動周波数に依存することになる。図説した例においては、導電性の流体の四つの体積物３７ａ−ｄが使用されるが、どんな数の体積物も使用することができることに注意する。体積物３７ａ−ｄは、軸の方向に線の形状のものであってもよく、又は、一連の軸方向に間隔をあけた小滴からなるものであってもよい。図４（ａ）及び（ｂ）の実施形態で、第一の本体３３が回転可能に取り付けられると共に第二の本体３５が固定されるとの条件で、第二の本体３５の代わりに第一の本体３３を回転させることもまた可能であることにさらに注意する。その場合には、第一の電極Ｉから第二の電極ＩＩへ電圧を切り替えることで、体積物３７ａ−ｄは、親水性の領域４４の縁まで（より高い湿潤性を特色にする）第二の電極ＩＩへ向かって移動するであろう。その後、湿潤する力により、第二の電極ＩＩは、体積物３７ａ−ｄまで引かれ、第一の本体３３が反時計回りに回転することを引き起こすであろう。この議論から、モーター３０の動作について、それら電極４０が静的な本体に位置決めされるか又は可動の本体に位置決めされるかは、無関係であることもまた、直ちに明確である。従って、実際に、それら電極４０が、通常、配線の問題を回避するために、静的な本体に置かれることになるが、与えられた実施形態は、限定するものとして少しも見られるべきではない。
【００４９】
記載したモーターは、モーターの、働かせた遠心力により、それら流体の本体の一つの平坦化を欠点としてもつこともあり、その遠心力は、それの性能に影響を及ぼすことになる。本発明に従って、これを、上に記載した化合物の一つ、例えば、表１の化合物の一つ、を使用することによって、予防することができる。また、この表は、いくつかの化合物の密度を与える。
【００５０】
本化合物は、好ましくは、非導電性若しくは無極性の液体若しくは流体として、又は、非導電性若しくは無極性の液体若しくは流体において、使用される。化合物の大部分が、（通常、導電性の液体である）水よりも大きい密度を有するため、前記の化合物を、水の密度と調和させるために、より低い密度を有する化合物と混合するべきであることは、明らかであると思われる。
【００５１】
本説明を、光学エレクトロウェッティングモジュールの例としてのエレクトロウェッティングレンズに限定してきたが、本発明は、多少なりとも、このようなレンズに限定されない。本発明を、可変焦点レンズ、ズームレンズ、絞り、フィルター、及びビーム偏向器のような、どんな光学エレクトロウェッティングモジュールに使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】作動してない状態における知られたエレクトロウェッティングレンズを、それの光軸を通じた断面で示す。
【図２】作動した状態におけるこのようなレンズを示す。
【図３】作動した状態における本発明に従ったレンズを示す。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、二つの異なる瞬間における作動したエレクトロウェッティングモーターを、断面図で示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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