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电润湿技术作为一种新型的在微观尺度操纵流体的技术正引起国际上越来越多的关注,电润湿理论和应用的相关研究发展迅速,各种新型的电润湿器件应运而生。基于电润湿效应的可变焦液体透镜,易于实现精确控制,响应速度快,体积小,成本低,功耗低,在手机摄像头、成像技术、医用内窥镜等领域有着广泛的应用前景。论文作为东南大学显示技术研究中心“可交焦电润湿透镜真三维立体显示技术”科研项目的一部分,致力于电润湿液体透镜的仿真与工艺研究。
论文建立了电润湿液体透镜的仿真模型,设计了平板及锥形电润湿液体透镜两种结构,着重模拟了不同结构的液体透镜的场强分布。分析了场强与介质层材料的介电常数、介质层厚度及基板结构之间的关系。在仿真的基础上研究了液体透镜相关材料的制备工艺,包括玻璃基板的清洗,不锈钢基板的机械加工及化学抛光,聚酰亚胺和氧化铝介质层的制备以及Teflon疏水层的制备,为电润湿液体单透镜及透镜阵列的器件制备提供了工艺基础。
自行设计并搭建了一套电润湿实验观测平台,通过实验分析样品的电润湿性能。观察并记录了接触角饱和及接触角迟滞现象,为电润湿模型的进一步修正提供了宝贵的实验数据。分析了频率对电润湿效应的影响,确定了最佳驱动频率为100Hz。