JP2620550B2 - El薄膜の形成方法 - Google Patents
El薄膜の形成方法Info
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- JP2620550B2 JP2620550B2 JP62261303A JP26130387A JP2620550B2 JP 2620550 B2 JP2620550 B2 JP 2620550B2 JP 62261303 A JP62261303 A JP 62261303A JP 26130387 A JP26130387 A JP 26130387A JP 2620550 B2 JP2620550 B2 JP 2620550B2
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- Japan
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- gas
- thin film
- sputtering
- forming
- torr
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 エレクトロルミネッセンス(EL)表示パネルの発光層
となるEL薄膜の形成方法に関し、 スパッタリング法により高輝度のEL表示が実現できる
良質なEL薄膜を形成することを目的とし、 発光中心物質を添加した発光母材からなるターゲッ
ト、若しくはそれぞれ個別の発光母材及び発光中心添加
材からなるターゲットを併用し、かつアルゴン(Ar)と
ヘリウム(He)との混合ガスをスパッタガスとして用
い、スパッタリング法によりEL薄膜を形成する際に、上
記スパッタガスにおけるArガスに対するHeガスの混合比
を50〜90流量%とし、かつ該スパッタガス圧を0.3〜1.0
torrとすることにより、高輝度のEL表示を可能とするEL
薄膜を得るように構成する。
となるEL薄膜の形成方法に関し、 スパッタリング法により高輝度のEL表示が実現できる
良質なEL薄膜を形成することを目的とし、 発光中心物質を添加した発光母材からなるターゲッ
ト、若しくはそれぞれ個別の発光母材及び発光中心添加
材からなるターゲットを併用し、かつアルゴン(Ar)と
ヘリウム(He)との混合ガスをスパッタガスとして用
い、スパッタリング法によりEL薄膜を形成する際に、上
記スパッタガスにおけるArガスに対するHeガスの混合比
を50〜90流量%とし、かつ該スパッタガス圧を0.3〜1.0
torrとすることにより、高輝度のEL表示を可能とするEL
薄膜を得るように構成する。
本発明はエレクトロルミネッセンス(EL)表示パネル
の発光層となるEL薄膜の形成方法に係り、特にスパッタ
リング法により高輝度のEL表示を可能とするEL薄膜の形
成方法の改良に関するものである。
の発光層となるEL薄膜の形成方法に係り、特にスパッタ
リング法により高輝度のEL表示を可能とするEL薄膜の形
成方法の改良に関するものである。
近来、全固体化表示装置としてEL薄膜を利用した平板
型表示パネルが注目され、その実用化のために鋭意研究
開発が進められている。
型表示パネルが注目され、その実用化のために鋭意研究
開発が進められている。
このようなEL表示パネルにおいては表示品質を上げる
ために高輝度なものが要求されるが、この高輝度化は発
光層となるEL薄膜の特性により大きく影響され、十分な
ものが得られていない。このため、高輝度のEL表示が実
現できる良質なEL薄膜の形成方法が必要とされている。
ために高輝度なものが要求されるが、この高輝度化は発
光層となるEL薄膜の特性により大きく影響され、十分な
ものが得られていない。このため、高輝度のEL表示が実
現できる良質なEL薄膜の形成方法が必要とされている。
従来、緑色EL表示パネルの発光層となるEL薄膜をスパ
ッタリング法により形成する場合、アルゴン(Ar)ガス
をスパッタガスとして使用するのが一般的である。この
方法によれば形成されたEL薄膜内には多くのArが含まれ
ているが、この薄膜を熱処理して結晶性の改善と発光中
心の活性化を図ると、含有ArがEL薄膜内から抜け出して
膜内に多量の欠陥準位が形成され、この欠陥準位が発光
中心の非輻射再結合中心、または電子の散乱中心として
働くことから発光効率(輝度)が低下するという問題が
ある。
ッタリング法により形成する場合、アルゴン(Ar)ガス
をスパッタガスとして使用するのが一般的である。この
方法によれば形成されたEL薄膜内には多くのArが含まれ
ているが、この薄膜を熱処理して結晶性の改善と発光中
心の活性化を図ると、含有ArがEL薄膜内から抜け出して
膜内に多量の欠陥準位が形成され、この欠陥準位が発光
中心の非輻射再結合中心、または電子の散乱中心として
働くことから発光効率(輝度)が低下するという問題が
ある。
そこでこれを改善する方法として、発明者らは特公昭
61−41112号においてアルゴン(Ar)ガスにヘリウム(H
e)ガスを混合した混合ガスをスパッタガスを用いてス
パッタリング法によりEL薄膜を形成する方法を提案して
いる。この形成方法では、Heはイオン半径が小さく膜中
の透過性が良いため、該薄膜中でのトラップが極めて少
なく、またArの含有量も少なくなり、従って、熱処理後
の欠陥準位が低下された発光効率(輝度)良いEL薄膜を
得ることができる。
61−41112号においてアルゴン(Ar)ガスにヘリウム(H
e)ガスを混合した混合ガスをスパッタガスを用いてス
パッタリング法によりEL薄膜を形成する方法を提案して
いる。この形成方法では、Heはイオン半径が小さく膜中
の透過性が良いため、該薄膜中でのトラップが極めて少
なく、またArの含有量も少なくなり、従って、熱処理後
の欠陥準位が低下された発光効率(輝度)良いEL薄膜を
得ることができる。
ところで上記した特公昭61−41112号による形成方法
によりEL薄膜を形成したEL表示パネルでは輝度を向上さ
せるための目的は一応達成されるが、しかし高輝度化を
達成するための最適なスパッタ条件、例えばArガスとHe
ガスの混合スパッタガスにおけるArガスに対するHeガス
の混合比、スパッタガス圧等の確立が十分になされてい
ないため、輝度レベルが未だ十分でなかった。
によりEL薄膜を形成したEL表示パネルでは輝度を向上さ
せるための目的は一応達成されるが、しかし高輝度化を
達成するための最適なスパッタ条件、例えばArガスとHe
ガスの混合スパッタガスにおけるArガスに対するHeガス
の混合比、スパッタガス圧等の確立が十分になされてい
ないため、輝度レベルが未だ十分でなかった。
本発明は上記した従来の実状に鑑み、スパッタリング
法によってEL薄膜を被着する際のArガスとHeガスの混合
スパッタガスにおけるArガスに対するHeガスの混合比、
スパッタガス圧等のスパッタ条件を高輝度化に最適な条
件にして高輝度のEL表示が実現できる良質なEL薄膜を形
成し得る方法を提供することを目的とするものである。
法によってEL薄膜を被着する際のArガスとHeガスの混合
スパッタガスにおけるArガスに対するHeガスの混合比、
スパッタガス圧等のスパッタ条件を高輝度化に最適な条
件にして高輝度のEL表示が実現できる良質なEL薄膜を形
成し得る方法を提供することを目的とするものである。
本発明は上記した目的を達成するため、発光中心物質
を添加した発光母材からなるターゲット、若しくはそれ
ぞれ個別の発光母材及び発光中心添加材からなるターゲ
ットを併用し、かつアルゴン(Ar)とヘリウム(He)と
の混合ガスをスパッタガスとして用い、スパッタリング
法によりEL薄膜を形成する際に、上記スパッタガスにお
けるArガスに対するHeガスの混合比を50〜90流量%と
し、更にそのスパッタガス圧を0.3〜1.0torrとすること
により、高輝度のEL表示を可能とする良質なEL薄膜を形
成することができる。
を添加した発光母材からなるターゲット、若しくはそれ
ぞれ個別の発光母材及び発光中心添加材からなるターゲ
ットを併用し、かつアルゴン(Ar)とヘリウム(He)と
の混合ガスをスパッタガスとして用い、スパッタリング
法によりEL薄膜を形成する際に、上記スパッタガスにお
けるArガスに対するHeガスの混合比を50〜90流量%と
し、更にそのスパッタガス圧を0.3〜1.0torrとすること
により、高輝度のEL表示を可能とする良質なEL薄膜を形
成することができる。
薄膜を形成するためのスパッタリング方法としては対
向二極型スパッタリング法、或いはマグネトロンスパッ
タリング法が周知である。前者の二極型スパッタリング
法ではプラズマ中の電子が基板表面を照射することによ
って成膜表面にダメージが付加される問題があり、また
後者のマグネトロンスパッタリング法は比較的高真空中
でのスパッタが可能であり、スパッタ粒子がスパッタガ
ス原子と衝突しないのでエネルギーを失うことがなく、
成膜された薄膜の付着力が強いといった利点があるが、
スパッタ粒子のエネルギーが高いと基板へのダメージが
大きく発光輝度が低下する問題がある。
向二極型スパッタリング法、或いはマグネトロンスパッ
タリング法が周知である。前者の二極型スパッタリング
法ではプラズマ中の電子が基板表面を照射することによ
って成膜表面にダメージが付加される問題があり、また
後者のマグネトロンスパッタリング法は比較的高真空中
でのスパッタが可能であり、スパッタ粒子がスパッタガ
ス原子と衝突しないのでエネルギーを失うことがなく、
成膜された薄膜の付着力が強いといった利点があるが、
スパッタ粒子のエネルギーが高いと基板へのダメージが
大きく発光輝度が低下する問題がある。
従って、上記したようなスパッタリング法によってEL
薄膜を形成する場合には、例えばArガスに対するHeガス
の混合比を90流量%としたスパッタガスのガス圧を上記
特公昭61−41112号の従来例に示された0.02torrの高真
空側から0.1torr以上の低真空側へと高くしてスパッタ
ガス原子の数を増加し、スパッタ粒子のエネルギーを低
下させた状態で成膜すると、基板が受けるスパッタ粒子
のエネルギーによるダメージはなくなる。この結果、第
1図に示すようにスパッタガス圧が0.1torr以上では発
光輝度が急激に向上することが判明した。またスパッタ
ガスのガス圧が1.0torr以上になる(大気圧側へ近づけ
る程)と、スパッタレートが減少していくので実用的で
ないことも判明した。
薄膜を形成する場合には、例えばArガスに対するHeガス
の混合比を90流量%としたスパッタガスのガス圧を上記
特公昭61−41112号の従来例に示された0.02torrの高真
空側から0.1torr以上の低真空側へと高くしてスパッタ
ガス原子の数を増加し、スパッタ粒子のエネルギーを低
下させた状態で成膜すると、基板が受けるスパッタ粒子
のエネルギーによるダメージはなくなる。この結果、第
1図に示すようにスパッタガス圧が0.1torr以上では発
光輝度が急激に向上することが判明した。またスパッタ
ガスのガス圧が1.0torr以上になる(大気圧側へ近づけ
る程)と、スパッタレートが減少していくので実用的で
ないことも判明した。
そこでスパッタガス圧を0.05〜1.0torrの範囲でArガ
スに対するHeガスの混合流量%を種々に変化させたスパ
ッタガスを用いてスパッタリング法によりEL薄膜を成膜
し、スパッタレートを調べた結果、第2図に示すように
スパッタガス圧を0.3torrとした場合、Arガスに対するH
eガスの混合比を90流量%としたスパッタガスを用いた
場合に最大のスパッタレートが得られており、実用的な
スパッタレートとしてはArガスに対するHeガスの混合流
量%が50〜90%のスパッタ混合ガスを用いることが再現
性の面からも好ましい。
スに対するHeガスの混合流量%を種々に変化させたスパ
ッタガスを用いてスパッタリング法によりEL薄膜を成膜
し、スパッタレートを調べた結果、第2図に示すように
スパッタガス圧を0.3torrとした場合、Arガスに対するH
eガスの混合比を90流量%としたスパッタガスを用いた
場合に最大のスパッタレートが得られており、実用的な
スパッタレートとしてはArガスに対するHeガスの混合流
量%が50〜90%のスパッタ混合ガスを用いることが再現
性の面からも好ましい。
また、Arガスに対するHeガスの混合流量%が50〜90%
のスパッタ混合ガスを用い、それらのガス圧を0.3torr
としたスパッタ条件によって得られるEL薄膜の輝度向上
のための特性も第3図に示すように従来の2〜3倍と極
めて高い値が得られ、特にHeガスの混合流量%が70%の
場合に最高となることが判明した。
のスパッタ混合ガスを用い、それらのガス圧を0.3torr
としたスパッタ条件によって得られるEL薄膜の輝度向上
のための特性も第3図に示すように従来の2〜3倍と極
めて高い値が得られ、特にHeガスの混合流量%が70%の
場合に最高となることが判明した。
さらに上記したスパッタ条件により得られた各EL薄膜
のZnSの粒径及びその基板に発生する自己バイアス電圧
を測定すると、該ZnSの粒径は第4図に示すようにHeガ
スの混合流量%が70%の場合に最大となり、自己バイア
ス電圧は第5図に示すようにHeガスの混合流量%が70%
の場合に最小となることからダメージのない良質なEL薄
膜が得られることが確認できた。
のZnSの粒径及びその基板に発生する自己バイアス電圧
を測定すると、該ZnSの粒径は第4図に示すようにHeガ
スの混合流量%が70%の場合に最大となり、自己バイア
ス電圧は第5図に示すようにHeガスの混合流量%が70%
の場合に最小となることからダメージのない良質なEL薄
膜が得られることが確認できた。
このような成膜データに基づいて本発明のEL薄膜の形
成方法では、Arガスに対するHeガスの混合比が50〜90流
量%のスパッタガスを用い、しかもそれらのスパッタガ
ス圧を0.3〜1.0Torrとしたスパッタ条件でスパッタリン
グ法によりEL薄膜を成膜することにより、従来よりも格
段に高輝度なEL表示が可能となる良質なEL薄膜を得るこ
とができる。
成方法では、Arガスに対するHeガスの混合比が50〜90流
量%のスパッタガスを用い、しかもそれらのスパッタガ
ス圧を0.3〜1.0Torrとしたスパッタ条件でスパッタリン
グ法によりEL薄膜を成膜することにより、従来よりも格
段に高輝度なEL表示が可能となる良質なEL薄膜を得るこ
とができる。
以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明
する。
する。
第6図は本発明の形成方法に適用したスパッタリング
装置の一実施例を示す装置構成図であり、第7図
(a),(b)は本発明に係るEL薄膜の形成方法の一実
施例を工程順に示す断面図である。
装置の一実施例を示す装置構成図であり、第7図
(a),(b)は本発明に係るEL薄膜の形成方法の一実
施例を工程順に示す断面図である。
先ず第6図に示すようにスパッタリング装置における
スパッタチャンバー11内に、第7図(a)に示すように
用意された、例えばITO(indium Tin Oxide)膜等から
なる透明電極2と酸窒化シリコン(SiON)からなる2000
Åの膜厚の絶縁膜3が設けられた透明ガラス基板1を保
持し、かつヒータ14を内蔵した基板ホルダー13と、発光
母材となるZnSからなるAターゲット15及び発光中心添
加材となるTb2S3とTbF3との混合物からなるBターゲッ
ト16がそれぞれ配設された2つのターゲット電極17,18
とを対向配置する。
スパッタチャンバー11内に、第7図(a)に示すように
用意された、例えばITO(indium Tin Oxide)膜等から
なる透明電極2と酸窒化シリコン(SiON)からなる2000
Åの膜厚の絶縁膜3が設けられた透明ガラス基板1を保
持し、かつヒータ14を内蔵した基板ホルダー13と、発光
母材となるZnSからなるAターゲット15及び発光中心添
加材となるTb2S3とTbF3との混合物からなるBターゲッ
ト16がそれぞれ配設された2つのターゲット電極17,18
とを対向配置する。
次に該スパッタチャンバー11内を排気装置12により、
例えば10-6torr程度の真空度に排気した後、そのチャン
バー11内にArガスに対するHeガスの混合比を70流量%と
したスパッタガスを、0.3torrのガス圧となるように導
入する。
例えば10-6torr程度の真空度に排気した後、そのチャン
バー11内にArガスに対するHeガスの混合比を70流量%と
したスパッタガスを、0.3torrのガス圧となるように導
入する。
次に前記基板1を300℃に加熱すると共に、基板ホル
ダー13を回転機構19により8rpmの回転速度で回転させ
て、該基板1を前記Aターゲット15上からBターゲット
16上に順次移動させた状態で該Aターゲット電極17及び
Bターゲット電極18にそれぞれ所要の高周波電力を供給
してスパッタリングを行い、該基板1上に例えば6000Å
の膜厚の薄膜を被着する。
ダー13を回転機構19により8rpmの回転速度で回転させ
て、該基板1を前記Aターゲット15上からBターゲット
16上に順次移動させた状態で該Aターゲット電極17及び
Bターゲット電極18にそれぞれ所要の高周波電力を供給
してスパッタリングを行い、該基板1上に例えば6000Å
の膜厚の薄膜を被着する。
その後、該薄膜を500℃に加熱して1時間程度熱処理
を施すことにより、第7図(b)に示すようにTbFを発
光中心とするZnSからなる高輝度化の可能な良質のEL薄
膜4が得られる。
を施すことにより、第7図(b)に示すようにTbFを発
光中心とするZnSからなる高輝度化の可能な良質のEL薄
膜4が得られる。
従って、かかるEL薄膜4上に第8図に示すように酸窒
化シリコン(SiON)からなる2000Åの膜厚の絶縁膜5を
設け、その表面にさらにアルミニウム(Al)等からなる
背面電極6を形成することにより高輝度な緑色EL表示パ
ネルを得ることができる。
化シリコン(SiON)からなる2000Åの膜厚の絶縁膜5を
設け、その表面にさらにアルミニウム(Al)等からなる
背面電極6を形成することにより高輝度な緑色EL表示パ
ネルを得ることができる。
なお以上の実施例では2つのターゲットを用いたスパ
ッタリング装置によりEL薄膜を形成する場合の例につい
て説明したが、この例に限定されることなく、例えばZn
SとTbF3との混合物からなる1つのターゲットを用いた
スパッタリング装置によりEL薄膜を形成する場合にも適
用可能である。またTbFを発光中心とするZnSからなる緑
色EL薄膜の形成方法について説明したが、その他の希土
類金属を発光中心とするZnSからなる多色EL薄膜の形成
にも適用可能である。
ッタリング装置によりEL薄膜を形成する場合の例につい
て説明したが、この例に限定されることなく、例えばZn
SとTbF3との混合物からなる1つのターゲットを用いた
スパッタリング装置によりEL薄膜を形成する場合にも適
用可能である。またTbFを発光中心とするZnSからなる緑
色EL薄膜の形成方法について説明したが、その他の希土
類金属を発光中心とするZnSからなる多色EL薄膜の形成
にも適用可能である。
以上の説明から明らかなように、本発明に係るEL薄膜
の形成方法によれば、スパッタリング法により被着して
EL薄膜を形成する際に、上記スパッタガスとしてArガス
に対するHeガスの混合比を50〜90流量%とし、それらの
スパッタガス圧を0.3〜1.0Torrとした条件でスパッタリ
ング法によりEL薄膜を形成することにより、高輝度なEL
表示を可能とするダメージのない良質なEL薄膜を再現性
よく得ることができる優れた利点を有し、この種のEL薄
膜の形成に適用して極めて有利である。
の形成方法によれば、スパッタリング法により被着して
EL薄膜を形成する際に、上記スパッタガスとしてArガス
に対するHeガスの混合比を50〜90流量%とし、それらの
スパッタガス圧を0.3〜1.0Torrとした条件でスパッタリ
ング法によりEL薄膜を形成することにより、高輝度なEL
表示を可能とするダメージのない良質なEL薄膜を再現性
よく得ることができる優れた利点を有し、この種のEL薄
膜の形成に適用して極めて有利である。
第1図は本発明に係るスパッタガス圧と輝度との関係を
示す図、 第2図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%とスパッタレートとの関係を示す図、 第3図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%と輝度との関係を示す図、 第4図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%と基板バイアス電圧との関係を示す図、 第5図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%とZnS粒径との関係を示す図、 第6図は本発明に係るEL薄膜の形成方法を説明するため
のスパッタリング装置の一実施例を示す構成図、 第7図(a)及び(b)は本発明に係るEL薄膜の形成方
法を工程順に示す要部断面図、 第8図は本発明によるEL薄膜を用いたEL表示パネルの一
例を示す断面図である。 第6図及び第7図(a),(b)において、 1は基板、2は透明電極、3は絶縁膜、4はEL薄膜、11
はスパッタチャンバー、12は排気装置、13は基板ホルダ
ー、14はヒーター、15はAターゲット、16はBターゲッ
ト、17はAターゲット電極、18はBターゲット電極、19
は回転機構をそれぞれ示す。
示す図、 第2図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%とスパッタレートとの関係を示す図、 第3図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%と輝度との関係を示す図、 第4図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%と基板バイアス電圧との関係を示す図、 第5図は本発明に係るArガスに対するHeガスの混合流量
%とZnS粒径との関係を示す図、 第6図は本発明に係るEL薄膜の形成方法を説明するため
のスパッタリング装置の一実施例を示す構成図、 第7図(a)及び(b)は本発明に係るEL薄膜の形成方
法を工程順に示す要部断面図、 第8図は本発明によるEL薄膜を用いたEL表示パネルの一
例を示す断面図である。 第6図及び第7図(a),(b)において、 1は基板、2は透明電極、3は絶縁膜、4はEL薄膜、11
はスパッタチャンバー、12は排気装置、13は基板ホルダ
ー、14はヒーター、15はAターゲット、16はBターゲッ
ト、17はAターゲット電極、18はBターゲット電極、19
は回転機構をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡元 謙次 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 渡邉 和廣 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 吉見 琢也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 浜川 圭弘 兵庫県川西市南花屋敷3丁目17番4号 (72)発明者 大西 秀臣 愛媛県松山市山越3丁目6―30 (56)参考文献 特開 昭60−182690(JP,A) 特公 昭61−41112(JP,B2)
Claims (1)
- 【請求項1】発光中心物質を添加した発光母材からなる
ターゲット、若しくはそれぞれ個別の発光母材及び発光
中心添加材からなるターゲットを併用し、かつアルゴン
(Ar)とヘリウム(He)との混合ガスをスパッタガスと
して用い、スパッタリング法によりEL薄膜を形成する際
に、 上記スパッタガスにおけるArガスに対するHeガスの混合
比を50〜90流量%とし、かつ該スパッタガス圧を0.3〜
1.0torrとしたことを特徴とするEL薄膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62261303A JP2620550B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | El薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62261303A JP2620550B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | El薄膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01102891A JPH01102891A (ja) | 1989-04-20 |
JP2620550B2 true JP2620550B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=17359922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62261303A Expired - Fee Related JP2620550B2 (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | El薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2620550B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113832439B (zh) * | 2021-08-24 | 2024-07-19 | 华能新能源股份有限公司 | 一种薄膜制备方法和设备 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6141112A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-27 | Alps Electric Co Ltd | 光ピツクアツプ用光学装置 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP62261303A patent/JP2620550B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01102891A (ja) | 1989-04-20 |
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