[发明专利]电润湿装置及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求基于2007年2月13日向日本专利局提交的日本专利申请第2007-031442号的优先权，并结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及利用电润湿效果(电毛细现象)的电润湿装置及其制造方法。

背景技术

近年来，利用电润湿效果的电润湿装置的发展已经取得进展(例如，参考PCT专利公开第WO 99/18456号的文件)。电润湿效果是指当在具有导电性的液体和电极两端施加电压时，电极表面和液体之间的固液界面的能量发生变化，以及因此液体表面的形状发生变化的现象。

通常，电润湿装置包括导电性的第一液体、绝缘性的第二液体、限定用于在其中容纳第一和第二液体的液体室的一对基底材料(下部基板和上部基板)、在下部基板的表面上形成的电极层、以及在电极层的表面上形成的绝缘层(例如，参考日本专利公开第2003-302502号)。在其间夹入绝缘层的导电性的第一液体和电极层两端施加电压，其导致第一和第二液体之间的界面形状由于电润湿效果而变化。因此，使得第一和第二液体的折射率彼此不同，由此，可以构成可变聚焦透镜，其中，两种液体之间的界面形状根据施加电压的大小而可逆变化。

发明内容

近年来，需要发展具有高可靠性的通过低驱动电压驱动的电润湿装置。如上所述，根据在导电液体和电极层两端施加的电压的大小来驱动电润湿装置。驱动电压与在导电液体和电极层之间插入的绝缘层的介电常数成正比，并且与绝缘层的厚度成反比。因此，将高介电常数材料形成为具有较小厚度的绝缘层，从而可以减小用于电润湿装置的驱动电压。这里，已知由诸如金属氧化物的绝缘无机结晶材料构成的溅射膜等是具有高介电常数的绝缘材料。

然而，由于膜沉积之后的膜表面的凹凸(不均匀)在这种无机材料中相对较大，所以这种无机材料涉及膜厚度的均匀性较差的问题，因此难以获得稳定的耐压特性。即，在所形成的高介电常数薄膜具有凹凸峰的局部区域和导电液体之间发生电流泄漏，因此绝缘层的介电击穿发生的可能性变高。

因此，根据所描述的问题而作出了本发明，因此本发明的主题是提供一种电润湿装置及其制造方法，其能够通过防止耐压特性由于高介电常数薄膜的使用而劣化来确保高可靠性的绝缘结构。

为了解决上述问题，根据本发明，提供了一种电润湿装置，包括：导电性的第一液体；绝缘性的第二液体；限定用于在其中容纳第一和第二液体的液体室的一对基底材料；在这对基底材料之一的液体室侧的表面上形成的电极层；在电极层的表面上形成的绝缘层；电润湿装置的特征在于绝缘层具有由绝缘无机结晶材料制成的第一绝缘膜和由绝缘无机非晶材料制成的第二绝缘膜的层压结构。

此外，根据本发明，提供了一种电润湿装置的制造方法，其中，在电润湿装置中导电性的第一液体和绝缘性的第二液体容纳于密封的液体室中且不会彼此混合，并且通过绝缘层将电极层设置在液体室内表面的一部分上。该方法的特征在于通过以下处理来形成绝缘层：用于在电极层上沉积由绝缘无机结晶材料制成的第一绝缘膜的处理；以及用于在第一绝缘膜上沉积由绝缘无机非晶材料制成的第二绝缘膜的处理。

在本发明中，以绝缘无机结晶材料和具有比绝缘无机结晶材料更高的表面平坦性的绝缘无机非晶材料的层压结构的形式构成绝缘层。结果，可以构成表面平坦性良好的无机绝缘层，因此可以获得耐压强度高的以及可靠性良好的绝缘结构。此外，由于可以将具有高介电常数的绝缘层形成为具有较小的厚度，所以可以减小用于电润湿装置的驱动电压。

在本发明中，第一和第二绝缘膜由在其中包含有彼此相同的金属元素的氧化物构成，结果，可以构成粘合性能良好的绝缘层。适宜地，制造分别用来制成构成电极层和绝缘层的材料，使得在其中包含有同种金属的氧化物，其导致可以提高电极层和绝缘层之间的粘合性能。具体地，例如，电极层由AZO制成，第一绝缘膜由ZnO制成，而第二绝缘膜由ZnAlO制成。

可以通过例如溅射方法利用使用真空的薄膜形成装置来形成这些第一和第二绝缘膜。在这种情况下，可以在控制浓度的氧环境气氛中利用溅射方法形成由金属氧化物薄膜制成的绝缘膜。

如上文所述，根据本发明，由于可以构成具有高介电常数以及表面平坦性良好的绝缘层，所以可以减小用于电润湿装置的驱动电压，并且提高电润湿装置的可靠性。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的电润湿装置的示意性结构的侧截面图。

图2是示意性地示出电润湿装置的绝缘层结构的截面图。

图3是说明了电润湿作用的原理的视图。