電活性聚合物致動器的製作方法

2023-05-06 05:30:21

專利名稱：電活性聚合物致動器的製作方法
技術領域：
這裡公開的本發明總體上涉及電活性聚合物致動器。特別地，它涉及一種具有不對稱分層結構、包括一個多功能電極、具有用於局域化平面外致動的能力的致動器。本發明還涉及一種製造這種致動器的方法。
背景技術：
層壓板(或夾層結構或分層材料)形式的介電致動器屬於迅速發展的技術領域。簡單的介電致動器可以包括電活性聚合物(EAP)層和電極對，該電極對用於施加靜電力且由此導致聚合物層在切向(平面內)和/或橫斷(平面外)方向上的彈性形變。更複雜的介電致動器可以包括附加功能層，比如光學反射或抗反射層、紋理增強層、導電和/或導熱
te寸寸o介電致動器對所施加電場響應的方式可能會受無源層的添加影響。公開為US2008/0289952的申請公開了一種塗覆有一個或多個無源聚合物層的致動器。這些無源層在由致動器施加在它們上的剪切力的作用下間接地對致動場中的變化作出響應。因此，如本申請的圖1所示，致動器的電極E1、E2之間的有源區D的擴展將無源層PL1、PL2拉伸(stretch)，使得在層壓板TDU的外表面TDS上產生對應於有源區D邊界的升高的邊緣。(注意，電極El、E2尺寸的可見差異不是這種類型的所有致動器的共同特徵。)為了進一步說明這種拉伸模式移動，圖2示出了 EAP層202的位於兩個電極210、211之間的那部分的壓縮(以及伴隨的平面拉伸)如何通過泊松效應導致周圍的無源層210、211的放大的厚度收縮。構成升高的邊緣的材料是通過使有源區拉伸成更薄形狀而從有源區供應；這種拉伸可能不是在所有應用中都是可接受的。Koo, Jung 等人的 Development of soft-actuator-based wearable tactiledisplay, IEEE Trans.Robotics, vol.24, n0.3 (June 2008), pp.549 - 558 公開了一種介電致動器，其一部分能夠翹曲(buckling)移動，如本申請的圖3所示。致動器302、310,311的有源部分320被夾持在剛性邊界框(未示出)內，因此不與周圍部分321彈性接觸。反而，夾持限制了切向擴展並且導致致動器在平面外偏斜，翹曲的優選方向由無源層301的存在限定。儘管這種類型的致動器可以實現相對較大的偏斜幅度，但是它們通常無法產生銳利邊緣，因此對於觸覺應用而言不是理想的。而且，已經證明翹曲模式致動器對於對稱形狀(比如正方形或圓形形狀)而言性能最好，並且因此將不與太不規則的電極形狀兼容。

發明內容
本發明的目的是克服這些限制，以及提供一種具有致動模式的、用於僅在平面內擴展至有限程度的同時產生相對銳利邊緣的致動器。第二個目的是在沒有添加另外的層的情況下通過結構上簡單的致動器實現這一點。又一個目的是提供一種用於製造這種致動器的高效方法。
根據本發明的第一方面，這些目的中的至少一個由一種致動器實現，該致動器包括電活性聚合物(EAP)層和布置在EAP層的第一側上的可拉伸電極結構。該電極結構在其彈性模量(或楊氏模量)小於或基本等於EAP層的彈性模量的意義上是可拉伸(或更軟)的。該電極結構不需要覆蓋EAP層的第一側，而可以被製成格狀或穿孔。根據本發明，致動器進一步包括布置在EAP層的第二側上的對電極層。該對電極層比EAP層更堅硬，其彈性模量是EAP層的彈性模量至少10倍大，優選地至少50倍、更優選地至少100倍、甚至更優選地至少200倍以及最優選地至少500倍。(在各向異性材料的情況下，用於切向(平面內)變形的彈性模量是最相關的彈性模量)。當電極結構在EAP層的兩端被稱作其有源區域中施加電壓時，該有源區域將橫向壓縮並且趨於令其面積增加。由於對電極層比可拉伸電極結構更堅硬，致動器將以局域化方式變形。更精確地，該變形將被局域化到有源區域及其緊鄰處，使得該區域的內部平面外移動，同時保持基本平行於其原始位置的取向。有源區域邊界處及其周圍的地帶在某種程度上將沿厚度方向延伸(run)，並且通常將不平行於致動器的平面而取向。憑藉其邊界地帶的彎曲，受壓縮的EAP層可以馳豫到平衡狀態，基本上不造成其周圍變形；因此，部分地由於更堅硬的對電極層的緣故，電場誘導的尺寸擴展將基本上被局域化到有源區域，並且其大部分被邊界地帶自EAP層的平面的向外延伸所吸收。通過提供具有以此方式變形(下文中稱為潛入模式(duck mode)變形)的能力的致動器，本發明實現了其第一和第二目的。在不默從特定理論模型的情況下，認為促進該局域化平面外變形的機制之一是以下事實:麥克斯韋(Maxwell)應力(在所有三維中)產生在有源區域中但不超出有源區域。因此，如果電極邊緣是良好定義的，則銳利邊緣更可能出現。EAP層更容易朝向不靠近無源層的自由電極擴展，並且因此將被定位在其上施加有電場的層壓板的馳豫配置的凸側上。本發明的優點在於，它在能耗小的情況下產生顯著的垂直振幅(深拓撲結構)。這是因為，與在「用戶」側上具有厚度增強層的拉伸模式致動器相比，更小數量的材料被重定位。這是以下事實的結果:被致動的拉伸模式致動器中的厚度增強層被變形成其中它具有比馳豫狀態更小的厚度的配置。增強層的兩側彼此靠近。相比之下，根據本發明的致動器可以通過在基本一個單個(橫向)方向上令界定區域向平面外移動來創建紋理增強邊緣；層的兩側被基本相互平行地位移。因此，本發明至少從觸覺觀點實現了可比較的紋理增強，同時在較低的局部應力下操作，使得所需的峰值電壓更低且生命周期的能耗減少。而且，在相同的電壓下可以達到更大變形。與US2008/0289952中公開的類型的致動器相比，本發明的另一個優點在於，預應變致動器膜的使用是非必須的。這簡化了製造。預應變有助於拉伸模式變形和伴隨形成升高的邊緣，而非潛入模式變形；例如，預應變可以促成有源區域的邊界周圍EAP層的加厚。又一個優點在於，使用在切向(平面內)方向上可拉伸的電極同樣不是必須的，因為在潛入模式下，邊緣是由無源層的一部分下降創建的，而不是通過切向地拉伸無源層創建的。這為設計者提供了更大的自由；特別地，由於電極可以隨後被提供為穩定的、基本不拉伸的表面的形式，因此可以直接在致動器上布置反射表面。作為另一個優點，本發明允許次秒級切換時間。在一些示例中，高達1000Hz的切換頻率已經通過實驗被測量到。對於由具有較小彎曲硬度的材料(即薄和/或具有小剪切模量的材料)製成的致動器而言，平面內的尺寸擴展將通常更局域化。該關係適用於致動器的所有組成部分，並且特別地適用於在致動器材料的給定組合中對邊緣銳利度經常有影響的各個電極層。注意，對電極層是多功能的，它既充當電導體，又充當硬化層，授予致動器其特有的機械屬性，並且因此促進致動器的結構緊湊性。對電極層進一步用於保護軟EAP層，該EAP層在被人手指觸摸時通常感覺是粘性的。類似的保護通過可拉伸電極將無法實現，因為這更薄、更軟且不總是固體。在第二方面，本發明提供一種用於製造根據第一方面的致動器的方法。通過該方法，待產生的致動器在概念上被分成要單獨製造的兩個或更多個子層壓板。每個子層壓板包括一個或多個層並且通過單獨且有可能並行的過程、或者通過直接製造或者通過獲得預製材料來提供。在準備子層壓板之後，後者被層壓在一起以形成致動器。這些層壓可以通過機械壓縮、化學鍵合、熱或聲焊接、使用表面的無輔助粘附(比如通過範德華力)或者本領域中本身已知的一些其它層壓方法而發生。參照本發明的第三目的，該方法特別地在下述情況下提高效率:子層壓板中的至少一個包括多個鍵合層，包括經溫度處理的組成部分、通過熱量、輻射或化學添加劑固化的成分，單軸或雙軸預拉伸的層、通過塗覆預拉伸的襯底製造的層，或者以耗時方式製造或需要在物理上與至少一個其它製造步驟分離地製造以避免汙染或溫度誘導損壞的任何其它組成部分。在一個實施例中，對電極層的(切向)彈性模量為EAP層的模量的至少50倍大，比如至少100倍大、比如至少200倍大、比如至少500倍大。在一個實施例中，對電極層的(切向)彈性模量和厚度的乘積是EAP層的模量的至少2倍大，比如至少10倍大、比如至少50倍大、比如至少100倍大。對於一些材料，已經發現軟度、可拉伸性、硬度和相關機械屬性由硬度指數的值更如實地反映，該硬度指數是厚度和彈性模量的乘積dXY(量綱:每單位長度的力)。對於這樣的材料，對電極層比EAP層更堅硬的陳述將等價於以下敘述:對電極層具有比EAP層更大的硬度指數，即dc X Yc〉dEAP X Yeap。在一個實施例中，對電極層近似具有如由具有大約4GPa的彈性模量的材料的 層產生的(切向)硬度。在一個實施例中，除了已經描述的一個可拉伸電極之外，致動器包括一個對電極層，其在所有切向(平面內)方向上是機械均勻的。與此相對照，可用的翹曲模式致動器包括具有約束的切向可擴展性的層，其中這樣的層通常被附著到EAP層。該約束可以由隨表面變化的彈性屬性或由布置在材料內的堅硬的或剛性的元件導致。因為這將使得致動器傾向於在翹曲模式而非期望的潛入模式中變形，因此本實施例具有均勻的對電極層。在一個實施例中，致動器層中的EAP層包括這樣的成分，其包含選自下述列表中的至少一種材料:
丙烯酸樹脂，例如3M VHB 帶，
苯乙烯-(乙烯/ 丁烯)_苯乙烯嵌段共聚物(poly [styrene-b-(ethylene-co_butylene) -b-styrene]),
聚氨酯，
聚氯乙烯，
矽樹脂，例如矽橡膠。
這些材料已經演示了作為EAP材料的有利屬性。首先，它們具有等於或接近0.5的泊松比，這確保了接近不可壓縮的行為，藉此切向收縮與橫向擴展共同發生，且反之亦然。在示例中，已經通過實驗發現它們如在前述實施例中那樣當與無源層組合時呈現潛入模式行為。在一個實施例中，可拉伸電極結構包括這樣的成分，該成分包含選自下述列表的至少一種材料:
炭黑，
碳納米管，
石墨烯，
聚苯胺(PANI)，以及
聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)，例如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)聚(苯乙烯磺酸)(PED0T:PSS)。這些層具有低彈性硬度並且良好地與典型的EAP層協作。石墨烯、PAN1、PEDOT和PED0T:PSS是高度(儘管不必完全地)透明的，或者可以作為高度透明層應用，並且因此適合於光學(折射)應用。在一個實施例中，對電極包括光學反射表面，比如例如通過氣相沉積塗覆有金屬的表面。可替代地，它可以由諸如具有反射粒子含量的材料之類的光學反射材料製成。在該實施例中，對電極層實現了三重目的並且因此正面地有助於致動器結構的簡化。如果對電極由透明材料製成，則反射層可以位於面向內(即面對EAP層)的一側上或位於面向外的一側上。反射表面適於反射預定波長範圍內的電磁輻射。適當地，反射表面是基本平滑的以用於測量或成像目的，而如果反射器用於射束操縱、射束成形、重定向熱輻射、集中光以用於光照等的「非成像光學」目的，則更簡單的表面拋光會是足夠的。反射器的幾何形狀是可通過改變施加在致動器的電極之間的電壓調節的，這意味著這種反射器在功能上等價於若干固定反射器。特別地，反射表面的角度可以被調節成使得反射線的幾何形狀(特別是它們的傳播方向)可以被控制。這種類型的可調節反射器在它們的馳豫狀態下可能具有彎曲形狀，例如形成凹面形狀的頂表面，比如球形或拋物面形表面。在前述實施例的進一步發展中，光學反射表面被提供在面向外的一側上，因此作為整體被提供在致動器的外側上。這種結構的優點在於，光在反射之前和之後不經過對電極材料，否則可能暗示色移、一般衰減或其它不期望的改變。作為可替代方案，反射層被布置在內側上，面對EAP層。如果反射層是對電極的僅有的帶電層(electrically live layer)並且透明層是電絕緣的,貝U後者可以充當用戶的保護裝置。在一個實施例中，對電極層是聚合物的。它可以是金屬化聚酯膜，比如金屬化聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。特別地,可以使用招塗覆的Mylar 或Steinerfilm 。適當地，金屬塗層是如此薄和/或機械地相似，使得它對對電極層的機械屬性的影響有限。例如，反射層順從彎曲，以便不限制潛入模式行為。在一個實施例中，對電極層相對較薄。這確保了足夠的順從性(compliancy),使得例如在有源電極區域的邊界處出現的銳利邊緣被允許在致動器的表面處形成。所選擇的對電極材料優選地與對電極層的期望厚度相匹配，使得實現了適當的(切向)硬度。特別地，厚度可以是至多10 u m。優選地,它至多為5 y m且最優選地至多為2 y m。在一個實施例中，本發明的致動器進一步包括布置在電活性聚合物層的其上布置有可拉伸電極結構(即背對其上將產生升高的或觸覺結構的表面)的那側上的無源層。事實上，主要預期無源層形成支持表面以將致動器固定到襯底。為了實踐的目的，襯底可以被認為是剛性的。在大多數實施例中，它不被預期作為紋理或厚度增強層。該襯底可以是剛性表面，例如致動器用作輸入或輸出設備的裝置的外殼的一部分。顯然，利用該結構，對電極層仍然形成致動器的外表面，從而保護較軟層免受觸摸。為了實現其作為支持和/或安裝層的目的，無源層優選地很軟，以便不影響致動器響應於所施加的電場的移動。特別地，該無源層可以包括軟彈性體和/或軟泡沫。優選地，無源層的厚度大於或基本等於EAP層的厚度。這是有利的，特別是當使用軟無源層時，因為甚至大的變形將不會顯著影響無源層的局部回彈性。在一個實施例中，無源層至少在所有切線方向上是機械均勻的。不同於有時形成可用的翹曲模式致動器的一部分以抑制它們的擴展性的非均勻無源層，這種均勻無源層在潛入模式下增進了移動。在一個實施例中，無源層是固體的並且由軟泡沫材料製成。在一個實施例中，非固體無源層起支持層的作用。例如，支持層可以僅被布置在致動器的邊緣處，使得致動器自由地懸浮在邊緣之間。作為可替代方案，無源層被布置在致動器之下，但是包含在有源區域處的腔(沿橫向方向延伸的通孔)，在所述腔中可能發生變形。以此方式布置的非固體無源層提供了支持，同時最小程度地幹擾致動器的變形能力。注意，本發明涉及權利要求中所述的特徵的所有可能組合。


現在將參照示出本發明實施例的附圖更詳細地描述本發明的這個和其它方面，在附圖上:
圖1和2示出具有無源層以用於在拉伸模式中移動的可用致動器；
圖3示出具有無源層和具有約束的切向可擴展性的部分以用於在翹曲模式中移動的可用致動器；
圖4示出在休息模式中的根據本發明實施例的致動器；
圖5示出在受致動模式中的圖4的致動器；以及 圖6示出根據本發明實施例的包括無源層的致動器。應當指出，這些圖總體上不是按比例的。除非另外地指示，圖上的向上和向下方向不一定對應於重力場的取向。
具體實施例方式圖4是根據本發明實施例的致動器的橫截面圖。利用前面章節中已討論的特性，在電活性聚合物(EAP)層402的一側上布置可拉伸電極結構403。結構403在圖上被示出為覆蓋EAP層402的頂側的固體層，但是無論如何可以被具體化為透空式結構，例如交叉細長的垂片(tab)或舌片的格，其具有適當選擇的總體密度以將低的總體彈性硬度與所施加電場的充分的(切向)均勻性結合。已經在上文中例示了用於可拉伸電極結構的適當材料。致動器進一步包括固定到EAP層402的對電極層401。對電極層401是導電的並且與可拉伸電極結構403的主要區別是至少在切向(平面內)方向上顯著更硬。上文已經給出了用於選擇對電極材料的機械屬性的指南；例如，對電極的彈性模量可以大於lGPa，適當地約為4GPa，而EAP的彈性模量可以在從IOkPa到5MPa的範圍內。與功率單元410 —起，可拉伸電極結構403和對電極層401可操作用來跨過EAP層402施加電場。如圖4進一步示出，電極401、403中的每一個被分段成多個可替代的區域，這些區域可以使用相應開關411、413來選擇，所述開關用於將一區域連接到功率單元410中的電壓源412。圖5示出在受致動狀態下圖4的致動器，其中非零電場將EAP層402的變形誘導成減少的厚度並且通過不可壓縮性而誘導成更大的表面積。致動器馳豫成圖上所示的形狀，其中表面積增加的一部分通過以下事實被吸收:所選的有源區域的邊界地帶從EAP層402的平面向外延伸，從而限制了有源區域周圍的平面內擴展。值得注意的是沿著有源區域的邊界地帶的相對銳利的角部，電壓在所述角部中被施加。這些角部使得在致動器的頂表面上產生浮雕圖案。為了製造圖4和5中示出的致動器，可以根據下面給出的示例或其可能變形之一來進行。圖6是致動器的橫截面圖。該致動器包含對電極層601、厚度為dp的EAP層602以及可拉伸電極結構603。該致動器進一步包括固定到致動器的可拉伸電極側且具有厚度dEAP的無源層604。無源層604優選地比EAP層602稍厚，從而允許致動器以非限制方式變形，即使無源層604被附著到位於該圖上致動器的頂側上的襯底(未示出)。事實上，當致動器與襯底之間的無源層604呈現大的橫向壓縮時，無源層604可以將明顯的反作用力局部地施加到致動器上，從而偏離其預期目的以中性且均等方式支持致動器。圖6中所示的致動器可以以與圖4的致動器相似的方式製造，其或者具有反射(例如金屬化)對電極層或者非反射對電極層。無源層604可以直接在可拉伸電極結構603的頂部上沉積並固化，只要該操作不涉及對致動器潛在地有害的化學物質、輻射、溫度或其它處理。作為可替代方案，無源層604以單獨的過程製造並且然後被鍵合到致動器。後一種可替代方案可能減少製造所需時間並且還可能有利地限制對已完成的層壓板的那些層的汙染和破壞。無源層604 —般地可以包含與EAP層602相同的材料或者類似的材料。優選地，無源層604與EAP層602 —樣軟或比它更軟。無源層604例如可以由諸如Silastic 的軟彈性體製成。當選擇無源層材料時，也可以考慮它的鍵合到預期襯底的能力。儘管在圖中象徵性地被示出為固體，但是無源層604可以包括一個或多個腔。作為一個示例，可以緊鄰每一個有源區域(或每個單獨可操作的電極部分)提供腔。因此，在致動器被部署在水平位置的特定情況下，在每個有源區域的直接上方或下方存在腔。作為另一示例，一個腔可以在所有有源區域上延伸，使得致動器主要在其邊緣處得到支持(保持)。如果支持層604包括腔，則在支持層604被固定到致動器之前，這些腔優選地與相應電極的有源區域對準。設想將本發明應用到自適應光學器件，特別是自適應照明應用。例如，照明器可以設有允許所發射的光在空間重定向的自適應鏡。當透明電極和EAP材料被選擇時，本發明也可以具體化為可調節的折射元件。而且，致動器的頂層可以用來實現用於與用戶交互的觸覺表面，比如具有升高的按鈕的拓撲結構的觸控螢幕。本領域技術人員認識到，本發明絕不限於上述優選實施例。相反，在所附權利要求的範圍內，許多修改和變形是可能的。例如，本申請中公開的實施例可以通過替換材料或添加另外的層來改變，並且然而可以憑藉新結構的不對稱而在通電時展示類似潛入模式的行為。示例
不限於此，本發明將通過一個關於圖4和5所示類型的致動器的示例來說明。NusiI CF19-2186的80-1i m層形式的EAP膜通過刮刀塗布形成於適當表面(比如Teflon 板)上。在烤箱中的固化處理之後，獲得了性能良好的介電致動膜。其次，可拉伸電極被布置在介電膜的一側上。出於本申請的目的，「可拉伸的」特別地意味著它可以顯著地改變長度而沒有顯著的材料失效，比如機械破裂或導電性損失。在該示例中，可拉伸電極由炭黑製成。在介電膜的另一側上，沉積(覆蓋)鋁塗覆的1.5 iim厚的Mylar 箔，以用作對電極和反射表面二者。Mylar 箔利用其反射表面被應用在外側上，因為這給出了更中性的、不受My I ar 膜的光學屬性影響的反射。根據以上示例的致動器呈現了潛入模式行為，這被認為是由於PET膜引入的系統不對稱而造成的。在其中施加了電場的有源區域，PET膜將在定義良好的區域中潛入至致動器平面之下。在網格形、非固體可拉伸電極的特定情況下，電場在構成網格的帶條下面將是最強的，其中在所述帶條處每側上的電極結構重疊。在高電場強度的這些區域中，使用光學探針測量到高達30 的高度差和陡峭的局部彎曲角。如果網格的帶條以稀疏的方式布置，則出現中間區域，在該中間區域中局部電場不足以強至造成致動器變形。即使預期電場相對於切向坐標連續變化，電場低於致動閾值的中間區域通常被清楚地定界。 上面的示例可以相對於下述改變:
EAP層的厚度，其範圍可以是從IOiim到150um ；
EAP材料的選擇:通常可以使用軟介電彈性體；Nusil 的替代方案是丙烯酸樹脂(比如3M VHB 4905或4910)、聚氨酯、聚氯乙烯以及若干矽橡膠(比如Wacker Elastosil RT625、Dow Corning WL3010、WL5331、HS3、Sylgard 186、184)；
可拉伸電極材料的選擇:可替代方案包括PEDOT或碳納米管；以及對電極材料的選擇，其可以用Steinerfilm 或某種其它PET膜取代，其被作為製成品購買或在單獨的、可能並行的過程中產生。
權利要求
1.一種致動器，包括: 電活性聚合物層(402，602)， 可拉伸電極結構(403,603),其布置在電活性聚合物層(402,602)的第一側上，以及 對電極層(401，601)，其布置在電活性聚合物層(402，602)的第二側上， 其中可拉伸電極結構(403，603)具有切向彈性模量Y#其小於或基本等於電活性聚合物層(402，602)的切向彈性模量Yeap，以及 其中對電極層(601)的切向彈性模量Y。與電活性聚合物層(602)的切向彈性模量Yeap的比率Ye/YEAP至少為10。
2.根據權利要求1的致動器，其中對電極層(401，601)在所有切線方向上是機械均勻的。
3.根據權利要求1的致動器，其中電活性聚合物層(402，602)包括選自由下述構成的群組的材料:丙烯酸樹脂、苯乙烯_(乙烯/ 丁烯)_苯乙烯嵌段共聚物、聚氨酯、聚氯乙烯以及矽樹脂。
4.根據權利要求1的致動器，其中可拉伸電極結構(403，603)包括選自由下述構成的群組的材料:炭黑、碳納米管、石墨烯、聚苯胺以及聚(3，4-乙烯二氧噻吩)。
5.根據權利要求1的致動器，其中對電極層(401，601)包括光學反射表面。
6.根據權利要求5的致動器，其中對電極層(401，601)的光學反射表面是致動器的外表面。
7.根據權利要求1的致動器，其中對電極層(401，601)包括金屬化的聚合物膜。
8.根據權利要求1的致動器，其中對電極層(401，601)的厚度為至多IOiim。
9.根據權利要求1的致動器，進一步包括固定到電活性聚合物層(402，602)的第一側的無源層￠04)，該無源層(604)形成支持層以將致動器固定到襯底。
10.根據權利要求9的致動器，其中無源層(604)在所有切線方向上是機械均勻的。
11.根據權利要求9的致動器，其中無源層(604)包含至少一個腔。
12.根據權利要求9的致動器，其中無源層(604)的厚度大於或基本等於電活性聚合物層(402，602)的厚度。
13.根據權利要求9的致動器，其中無源層(604)包括軟彈性體。
14.根據權利要求9的致動器，其中對電極層(401，601)形成致動器的外表面。
15.一種用於製造根據權利要求1的致動器的方法，包括以下步驟: 限定致動器到子層壓板的分割； 提供子層壓板，至少一個子層壓板包括固化的聚合物；以及 將這些子層壓板結合在一起以形成致動器。
全文摘要
一種致動器包括電活性聚合物層(402)和布置在電活性聚合物層的第一側處的可拉伸電極結構(403)，並且另外包括布置在電活性聚合物層的第二側上的對電極層(401)，其中對電極層的彈性模量YC與電活性聚合物層的彈性模量YEAP的比率YC/YEAP至少為10。當被電極橫向壓縮時，電活性聚合物將切向地擴展，並且致動器將馳豫成其中電極區域的內部平行於設備的平面而顯著地凹進的形狀，而面積增加的顯著部分被在電極邊界處出現的平面外彎曲吸收(潛入模式)。本發明可以被實施為具有可變幾何形狀的光學反射或折射設備。
文檔編號H01L41/09GK103098250SQ201180043605
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月31日 優先權日2010年9月9日
發明者D.布羅克肯, H.德康寧, W.M.馬塔姆, F.M.H.克羅姆沃伊特斯, J.沃格特, F.J.沃斯森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司