專利名稱：電潤(rùn)濕裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用電潤(rùn)濕效果(電毛細(xì)^L象)的電潤(rùn)濕裝置及其 制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，利用電潤(rùn)濕效果的電潤(rùn)濕裝置的發(fā)展已經(jīng)耳又得進(jìn)展 (例如，參考PCT專利公開第WO 99/18456號(hào)的文件)。電潤(rùn)濕效 果是指當(dāng)在具有導(dǎo)電性的液體和電極兩端施加電壓時(shí)，電極表面和 液體之間的固液界面的能量發(fā)生變化，以及因此液體表面的形狀發(fā)
生變化的現(xiàn)象。
通常，電潤(rùn)濕裝置包括導(dǎo)電性的第一液體、絕緣性的第二液體、 限定用于在其中容納第 一和第二液體的液體室的 一對(duì)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電極層、以及在 電才及層的表面上形成的絕緣層(例如，參考日本專利/>開第 2003-302502號(hào))。在其間夾入絕緣層的導(dǎo)電性的第一液體和電極層 兩端施加電壓，其導(dǎo)致第 一和第二液體之間的界面形狀由于電潤(rùn)濕 效果而變化。因此，使得第一和第二液體的折射率4皮此不同，由此，可以構(gòu)成可變聚焦透鏡，其中，兩種液體之間的界面形狀根據(jù)施加 電壓的大小而可逆變4匕。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，需要發(fā)展具有高可靠性的通過^f氐驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)的電潤(rùn) 濕裝置。如上所述，根據(jù)在導(dǎo)電液體和電極層兩端施加的電壓的大 小來驅(qū)動(dòng)電潤(rùn)濕裝置。驅(qū)動(dòng)電壓與在導(dǎo)電液體和電才及層之間插入的 絕緣層的介電常數(shù)成正比，并且與絕纟彖層的厚度成反比。因此，將 高介電常數(shù)材料形成為具有較小厚度的絕緣層，從而可以減小用于 電潤(rùn)濕裝置的驅(qū)動(dòng)電壓。這里，已知由諸如金屬氧化物的絕緣無機(jī) 結(jié)晶材料構(gòu)成的濺射膜等是具有高介電常數(shù)的絕緣材料。
然而，由于膜沉積之后的膜表面的凹凸(不均勻)在這種無斗幾 材料中相對(duì)較大，所以這種無機(jī)材料涉及膜厚度的均勻性較差的問 題，因此難以獲得穩(wěn)定的耐壓特性。即，在所形成的高介電常數(shù)薄 膜具有凹凸峰的局部區(qū)域和導(dǎo)電液體之間發(fā)生電流泄漏，因此絕緣 層的介電擊穿發(fā)生的可能性變高。
因此，根據(jù)所描述的問題而作出了本發(fā)明，因此本發(fā)明的主題 是才是供一種電潤(rùn)濕裝置及其制造方法，其能夠通過防止耐壓特性由 于高介電常數(shù)薄膜的使用而劣化來確保高可靠性的絕緣結(jié)構(gòu)。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電潤(rùn)濕裝置，包
括導(dǎo)電性的第一液體；絕緣性的第二液體；限定用于在其中容納 第 一和第二液體的液體室的 一對(duì)基底材沖+;在這對(duì)基底材并牛之一的 液體室側(cè)的表面上形成的電纟及層；在電4及層的表面上形成的絕鄉(xiāng)彖 層；電潤(rùn)濕裝置的特征在于絕緣層具有由絕緣無機(jī)結(jié)晶材料制成的 第 一絕緣膜和由絕緣無機(jī)非晶材料制成的第二絕緣膜的層壓結(jié)構(gòu)。此外，4艮據(jù)本發(fā)明，提供了一種電潤(rùn)濕裝置的制造方法，其中， 在電潤(rùn)濕裝置中導(dǎo)電性的第 一液體和絕纟彖性的第二液體容納于密 封的液體室中且不會(huì)彼此混合，并且通過絕緣層將電極層設(shè)置在液
體室內(nèi)表面的一部分上。該方法的特4i在于通過以下處理來形成絕
緣層用于在電極層上沉積由絕緣無機(jī)結(jié)晶材料制成的第一絕緣膜 的處理；以及用于在第一絕緣膜上沉積由絕纟彖無4幾非晶材沖牛制成的 第二絕緣膜的處理。
在本發(fā)明中，以絕緣無機(jī)結(jié)晶材料和具有比絕緣無機(jī)結(jié)晶材料 更高的表面平坦性的絕緣無機(jī)非晶材料的層壓結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)成絕 緣層。結(jié)果，可以構(gòu)成表面平坦性良好的無機(jī)絕緣層，因此可以獲 得耐壓強(qiáng)度高的以及可靠性良好的絕緣結(jié)構(gòu)。此外，由于可以將具 有高介電常數(shù)的絕緣層形成為具有較小的厚度，所以可以減小用于 電潤(rùn)濕裝置的驅(qū)動(dòng)電壓。
在本發(fā)明中，第一和第二絕緣膜由在其中包含有彼此相同的金 屬元素的氧化物構(gòu)成，結(jié)果，可以構(gòu)成粘合性能良好的絕緣層。適 宜地，制造分別用來制成構(gòu)成電4及層和絕纟彖層的材料，使得在其中 包含有同種金屬的氧化物，其導(dǎo)致可以提高電極層和絕緣層之間的 粘合性能。具體地，例如，電極層由AZO制成，第一絕緣膜由ZnO 制成，而第二絕緣膜由ZnAlO制成。
可以通過例如賊射方法利用使用真空的薄膜形成裝置來形成 這些第一和第二絕緣膜。在這種情況下，可以在控制濃度的氧環(huán)境 氣氛中利用濺射方法形成由金屬氧化物薄膜制成的絕緣膜。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明，由于可以構(gòu)成具有高介電常數(shù)以及 表面平坦性良好的絕緣層，所以可以減小用于電潤(rùn)濕裝置的驅(qū)動(dòng)電 壓，并且^t是高電潤(rùn)濕裝置的可靠性。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電潤(rùn)濕裝置的示意性結(jié)構(gòu)
的側(cè)截面圖。
圖2是示意性地示出電潤(rùn)濕裝置的絕纟彖層結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖3是i兌明了電潤(rùn)濕作用的原理的一見圖。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例的電極層和絕緣層的表面的觀
察結(jié)果的視圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的絕緣層的耐(電)壓強(qiáng)度的示圖。
圖6是示出了在本發(fā)明的電潤(rùn)濕裝置的制造中使用的濺射系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意性示圖。
具體實(shí)施例方式
下文，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是示出了^^艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電潤(rùn)濕裝置10的示意性 結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。在該實(shí)施方式的電潤(rùn)濕裝置10中，導(dǎo)電性的第 一液體11和絕纟彖性的第二液體12容納于密封液體室18的內(nèi)部。 同樣，電潤(rùn)濕裝置10包括具有通過第一液體11和第二液體12之 間的界面13A形成的透鏡表面的透鏡元件13。例如，電潤(rùn)濕裝置 IO用于照明光學(xué)器件、相才幾的閃光燈單元等，并且以zf壬意改變透射 通過電潤(rùn)濕裝置10的光L的焦距的可變聚焦透4竟元件的形式而構(gòu) 成。具有導(dǎo)電性的透明液體一皮用作第一液體11。例如，水、電解液 (諸如氯化鉀、氯化鈉或氯化鋰的電解質(zhì)的溶液)、具有小分子量 的諸如曱醇或乙醇的醇類、或諸如常溫熔鹽的極性液體(離子液體) 可以用作第一液體11。
具有絕纟彖性能的透明液體纟皮用作第二液體12。例如，諸如務(wù)^烷、 十二烷、十六烷或十一烷的烴系材料、或諸如硅油的非極性溶劑或
氟系材沖+可以用作第二液體12。在該實(shí)施方式中，盡管l吏用了比第 一液體11的表面張力更小的第二液體12的表面張力，但是當(dāng)然， 本發(fā)明絕不限于此。
分別選4奪具有彼此不同的折射率并且可不相互混合而存在的 材津牛作為第一和第二液體11和12。具體地，在該實(shí)施方式中，氯 化鋰溶液(濃度3.66 wt%，折射率1.34 ) -故用作第一液體11，以及 石圭油(由GE Toshiba Silicone Co., Ltd.(日本通用電氣東芝有才幾石圭有 限公司)制造的TSF437,折射率1.49)凈皮用作第二液體12。此夕卜， 第一和第二液體11和12優(yōu)選具有;f皮此相同的比重。注意，第一和 第二液體ll和12可以按照需要進(jìn)行著色。
接著，液體室18限定為通過將作為一對(duì)基底材料的透明基一反 14和蓋體15相互粘合而構(gòu)成的容器的內(nèi)部。
透明基板14和蓋體15分別由光學(xué)透明絕緣基底材料構(gòu)成。例 如，透明基板14和蓋體15由塑料材料的注射成型體、玻璃材料、 各種陶瓷材料等構(gòu)成?？梢允褂弥T如聚碳酸酯(PC)、聚對(duì)苯二甲 酸乙二醇酯(PET)、聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES) 或聚烯烴(PO)的透明高聚物材料作為塑料材料。
在該實(shí)施方式中，在透明基板14的液體室18側(cè)的表面部分上 形成用于在其中容納透鏡元件13的凹部14A。應(yīng)注意，透明基板14的表面形狀可以-f壬意形成，因此可形成為平面，而不限于上述實(shí)例。
在透明基板14的液體室18側(cè)的表面上形成電極層16。電極層 16由透明電才及材并+制成。在該實(shí)施方式中，電極層16由濺射膜構(gòu) 成，所述賊射膜由從其中含Zn的組中所選擇的至少兩種以上的金 屬氧化物構(gòu)成。具體地，盡管電極層16由AZO (ZnO-Al203 )制 成的濺射膜而構(gòu)成，但是本發(fā)明絕不限于此。例如，可例舉ITO(氧 化銦4易)、GZO (ZnO—Ga203 )、 SZO ( ZnO—Si02 )等。
此外，在電才及層16上形成根據(jù)本發(fā)明的絕鄉(xiāng)彖層17。圖2是示 出了絕緣層17的結(jié)構(gòu)的電極層16的周邊的截面圖。絕緣層17具 有在電極層16上形成的由絕緣無機(jī)結(jié)晶材料制成的第一絕緣膜17a 和在第 一絕緣膜17a上形成的由絕緣無機(jī)非晶材料制成的第二絕緣 膜17b的層壓結(jié)構(gòu)。
第一和第二絕纟彖膜17a和17b分別由透明氧化物制成，其通過 利用諸如濺射方法或真空蒸發(fā)方法的真空薄膜形成4支術(shù)而形成。第 一絕緣膜17a本身由結(jié)晶絕緣膜形成，以及第二絕緣膜17b本身由 非晶絕緣膜形成。第二絕緣膜17b是為了吸收(減緩，absorb)結(jié) 晶第 一絕緣膜17a表面的凹凸而設(shè)置的。
例如，諸如ZnO、 A1203、 MgO、 Hf02、 Zr02、 Fe203或Ti02 的高介電常數(shù)薄膜適于用作第一絕緣膜17a。另一方面，例如， ZnAlO、 Si02、 SiNx等適于用作第二絕緣膜17b。
在該實(shí)施方式中，第一絕舌彖膜17a由ZnO制成，第二絕緣月莫 17b由ZnAlO制成。第一絕緣膜17a和第二絕緣膜17b由在其中包 含有彼此相同的金屬元素的(多種)氧化物制成，由此，提高了第 一絕纟彖膜17a和第二絕纟彖力菱17b之間的親和力，乂人而可以4是高粘合性能。此外，由于制成電才及層16的材并+ (AZO)在其中包含有與 絕緣膜17a和17b中的每一個(gè)都相同的金屬元素，所以可以增強(qiáng)電 極層16和第一絕緣膜17a之間的相互粘合性能，并且可以通過摘二 高第一絕緣膜17a的結(jié)晶取向特性來實(shí)現(xiàn)高介電常數(shù)的提高。應(yīng)注 意，稍后將描述形成電一及層16和絕纟彖層17的方法的細(xì)節(jié)。
在該實(shí)施方式中，盡管第一和第二絕纟彖〗莫17a和17b的厚度沒 有特別限制，但是第二絕緣膜17b形成為具有等于或小于第一絕緣 膜17a的厚度。這樣做的原因是因?yàn)榈谝唤^緣膜17a由于它的結(jié)晶 性能而具有比第二絕緣膜17b更高的介電常數(shù)，并且因此總體上確 定絕緣層17的介電常數(shù)。此外，這樣做的原因是因?yàn)榈诙^緣膜 17b具有足夠用于緩和第一絕緣膜17a的表面平坦性的厚度。應(yīng)當(dāng) 注意，絕緣層17的表面優(yōu)選具有防水性能?？紤]到這種^見點(diǎn)來選 擇用于制成第二絕緣膜17b的材料，或?yàn)榈诙^緣膜17b的表面進(jìn) 行防水處理(repellency treatment )。
在電極層16的形成區(qū)域的整個(gè)區(qū)域之上形成絕緣層17，從而 防止在電極層16和導(dǎo)電性的第一液體ll之間引起電短路。絕緣層 17通過電極構(gòu)件19面向蓋體15。 i殳置電極構(gòu)件19用于乂人液體室 18的外部向第一液體11施加電壓，并且其具有在透明基底材津+ 14 和蓋體15之間執(zhí)行密封的功能。
以上述方式構(gòu)成的該實(shí)施方式的電潤(rùn)濕裝置10 i殳置有用于在 電才及層16和電才及構(gòu)件19 (第一液體11)兩端施加驅(qū)動(dòng)電壓的電壓 供給源V。第一液體11和第二液體12之間的界面13A的形狀是^求 面的或非球面的，并且它的曲率根據(jù)從電壓供給源V提供的驅(qū)動(dòng)電 壓的大小而變化。同樣，由于界面13A構(gòu)成具有與第一液體11和 第二液體12之間的折射率差相對(duì)應(yīng)的透鏡光學(xué)能力的透4竟表面， 所以驅(qū)動(dòng)電壓大小的調(diào)節(jié)導(dǎo)致可以改變乂人蓋體15側(cè)入射到透明基 板14側(cè)的光L的焦距。圖3A和圖3B示出了用于透4竟元4牛13的驅(qū)動(dòng)原理。圖3A示 出了在未在第一液體11和電極層16兩端施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，絕緣層 17和第一液體11之間、第一液體11和第二液體12之間以及第二 液體12和絕緣層17之間的界面張力的狀態(tài)。同樣，圖3B示出在 第一液體11和電極層16兩端施加預(yù)設(shè)驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，絕纟彖層17和 第一液體11之間、第一液體11和第二液體12之間以及第二液體 12和絕纟彖層17之間的界面張力的狀態(tài)。
三種界面張力發(fā)生在透鏡元件13內(nèi)部的絕緣層17/第一液體 11/第二液體12中。即，三種界面張力是絕桑彖層17和第一液體11 之間的張力(SW)、第二液體12和第一液體11之間的張力(OW) 以及絕鄉(xiāng)彖層17和第二液體12之間的張力(SO )，在這里分別以ysw、 yow和yso表示。
當(dāng)不施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，根據(jù)所謂的楊-拉普拉斯 (Young-Laplace)等式，在三種界面張力與4妄觸角(0)之間建立 下列關(guān)系，所述4妻觸角(e)是絕多彖層17和第二液體12之間的4妄 觸角，并基于楊"4i普4立斯等式確定界面13A的形狀
cos0 = (ysw — yso)/yow。
當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，界面13A的形狀由于電潤(rùn)濕作用而改變。 即，通過施加驅(qū)動(dòng)電壓而在絕纟彖層17和第一液體11之間的界面中 產(chǎn)生電荷，由此在絕纟彖層17和第二液體ll之間在張力(SO)的方 向上施加由下列表達(dá)式表示的壓力F:
F = 1/2(s-sO/d)V2
(其中，s表示絕緣層的介電常數(shù)，sO表示真空的介電常數(shù)，d 表示絕緣層的厚度，而V表示施加的電壓。)因此，在三種界面張力與接觸角(e)之間建立通過下列表達(dá) 式表示的關(guān)系，所述接觸角(e)是絕緣層17和第二液體12之間 的接觸角。因此，接觸角e與沒有施加電壓時(shí)的情況相比專交增大了 ， 使得界面13A的形狀變化。此外，可以通過改變電壓來控制變化的
程度
cos0 = (ysw — yso)/Vow — 1/2(s.sO/d)V2 ... ( 1 )
如已經(jīng)描述的，具有4皮此不同的4斤射率的第一和第二液體11 和12之間的界面13A的形狀發(fā)生變化，從而可以改變透4竟元件13 的焦距。同樣，可以4艮據(jù)施加的電壓來控制焦距。
另一方面，從表達(dá)式(l),盡管驅(qū)動(dòng)電壓(V)相同，但隨著 絕緣層17的介電常數(shù)(s )變得更大或絕緣層17的厚度變得更小， 透4竟元4牛13的界面13A的形狀可以大大改變。因此，為了減小用 于透鏡元件13的驅(qū)動(dòng)電壓，需要使絕緣層17的介電常數(shù)增高或需 要使其厚度減小。
因此，由于在該實(shí)施方式中，絕緣層17(第一和第二絕緣膜 17a和17b )由無4幾材料制成，所以與諸如聚對(duì)二曱苯或PTFE (聚 四氟乙烯)的有機(jī)材料的情況相比較，能夠以小的厚度獲得更大的 介電常數(shù)。結(jié)果，由于在透鏡元件13中可以較低的驅(qū)動(dòng)電壓引起 形狀的4交大變化，所以可以減小用于電潤(rùn)濕裝置IO的驅(qū)動(dòng)電壓。
此外，才艮據(jù)該實(shí)施方式，由于絕桑彖層17以由無才幾結(jié)晶材泮牛制 成的第一絕緣膜17a和由無機(jī)非晶材料制成的第二絕緣膜17b的層 壓結(jié)構(gòu)的形式構(gòu)成，所以第一絕緣膜17a表面的粗糙被第二絕緣膜 17b覆蓋，從而可以提高絕緣層17的表面平坦性。結(jié)果，絕緣層 17的厚度均勻化，并且絕緣層17的耐壓特性增強(qiáng)。圖4示出了通過使用掃描探針顯孩i鏡(由SEIKO Instruments Co., Ltd. (SEIKO器械公司)制造的"SPA400") ^丸行的用于電極層 16、第一絕緣膜17a以及第二絕緣膜17b的層的表面的觀察結(jié)果的 實(shí)例。這里，圖4A示出了在硅基板上沉積具有100 nm厚度的AZO 膜作為電極層且表面粗糙度(Ra)是1.7 nm的情況。圖4B示出了 在AZO膜上沉積具有50 nm厚度的ZnO膜作為第 一絕緣膜17a且 表面粗糙度(Ra)是3.3 nm的狀態(tài)。圖4C示出在ZnO膜上形成具 有50 nm厚度的ZnAlO膜作為第二絕緣膜17b且表面粗壽造度(Ra ) 是1.7 nm的狀態(tài)。
從圖4所示的結(jié)果顯而易見地，可以認(rèn)為，以在結(jié)晶絕緣膜 (ZnO)上形成非晶絕緣膜(ZnAlO)的層壓結(jié)構(gòu)的形式而構(gòu)成絕 緣層，從而提高了絕纟彖層表面的平坦性。
此外，圖5示出了通過相互比較具有絕緣層僅由無機(jī)結(jié)晶材料 制成的單層結(jié)構(gòu)的試樣的耐壓特性和具有在無4幾結(jié)晶材沖牛層上形 成無機(jī)非晶材料層的層壓結(jié)構(gòu)的試樣的耐壓特性而獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果。這里，在玻璃基板上形成具有100nm厚度的AZO膜作為電極 層以及在AZO膜上形成具有114 nm厚度的ZnO膜作為無機(jī)結(jié)晶材 料的結(jié)構(gòu)一皮用作具有單層結(jié)構(gòu)的試樣。另一方面，在玻璃基板上形 成具有100 nm厚度的AZO膜作為電極層、在AZO膜上形成具有 50 nm厚度的ZnO膜作為無機(jī)結(jié)晶材料、以及在ZnO膜上形成具 有50 nm厚度的ZnAlO膜作為無機(jī)非晶材料的結(jié)構(gòu)被用作具有層壓 結(jié)構(gòu)的i式才羊。
A/v圖5所示的結(jié)果看出，具有單層結(jié)構(gòu)的試才羊的情況下的耐壓 強(qiáng)度是0.26 MV/cm,而具有本發(fā)明的層壓結(jié)構(gòu)的試樣的情況下的耐 壓強(qiáng)度是3.05 MV/cm,因此可看出耐壓強(qiáng)度的顯著提高。接下來，將對(duì)于在該實(shí)施方式的電潤(rùn)濕裝置10的透明基才反14 上形成電才及層16和絕纟彖層17的方法進(jìn)4于描述。
在透明基—反14的表面上通過連續(xù)的膜沉積形成構(gòu)成該實(shí)施方 式中的電潤(rùn)濕裝置10的電極層16和絕緣層17。 ^使用諸如賊射方法 或真空蒸發(fā)方法的真空薄膜形成技術(shù)作為用于這些電極層16和絕 纟彖層17的力莫沉積方法。特別i也，在該實(shí)施方式中，〗吏用'減射方法。 圖6示出了濺射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的實(shí)例。
圖6所示的賊射系統(tǒng)20是D.C.(直流)'減射系統(tǒng)。用于保持 基板(透明基板)14的基板固定器22和用于保持靶23的把固定器 24 "i殳置在室21內(nèi)以;波此相對(duì)，因此適于在基才反14和耙23兩端施 加電壓。具體地，基板14通過基板固定器22 4秦地，并且靶23通 過把固定器24連接至D.C.電源25。因此，從D.C.電源25向靶23 施加相對(duì)于基斧反14的地電位的預(yù)定的負(fù)電壓。
此外，賊射系統(tǒng)20在室21內(nèi)具有作為排氣系統(tǒng)的空氣活塞泵 26。此外，賊射系統(tǒng)20具有作為氣體供主合系統(tǒng)的Ar氣罐27、 02 氣罐28以及氣體管道29,所述氣體管道用于將來自氣罐27和28 的氣體在中途相互混合，并引導(dǎo)所得的混合氣體至室21。通過設(shè)置 在氣體管道29中的Ar氣流量控制器27a和02氣流量控制器28a, 以各流量比和混合氣體的流量來控制混合氣體，并且引導(dǎo)其通過處 理氣體進(jìn)氣口 ( process gas feed port ) 29a進(jìn)入室21。
在通過賊射系統(tǒng)20在基板14上沉積電極層16時(shí)，首先，在 基板固定器22中設(shè)置基板14，并且在靶固定器24中設(shè)置靶23。 這里，基于用于制成電極層16的材料來選擇靶23。在該實(shí)施方式 中，使用在ZnO中含有A1203的靶(AZO靶)。在靶23中的A1203 含量伊C選等于或少于10wt%。*接著，通過4吏用空氣活塞泵26抽空室21。同樣，通過處理氣 體進(jìn)氣口 29a將通過4皮此混合預(yù)定量的作為反應(yīng)氣體的02氣和Ar 氣而獲得的混合氣體引入至室21同時(shí)保持預(yù)定的真空度(例如， 在0.1 Pa~ 1 Pa的范圍內(nèi))。這里，調(diào)節(jié)混合氣體;危量(sccm)的比 率(反應(yīng)氣體流量比((VAr))，使得沉積的透明膜具有導(dǎo)電性，以 使它的阻抗值等于或小于預(yù)定值(例如，在AZO靶的情況下是 0.2%)?；蛘?，可以不將02氣引入至室21，而可以僅將Ar氣引入 至室21。
接著，通過D.C.電源25在靶23和基板14兩端施加電壓，使 得以大氣氣體(02+Ar，或Ar)引起輝光;j欠電以形成等離子體P。 由D.C.電源25 4是供電力(例如，在0.1 W/cm2 ~ 7.8 W/cm2的范圍 內(nèi))以開始賊射，/人而在基一反14上形成基于靶組合物的電才及層16。
在上述的方式中，在基^反14上形成透明電4及層16。隨后，在 電極層16上沉積絕緣層17。通過用于沉積第一絕緣膜17a的處理 和用于沉積第二絕纟彖膜17b的處理來進(jìn)4于絕緣層17的"莫沉積。通 過使用與圖6所示的濺射系統(tǒng)20相同的濺射系統(tǒng)來進(jìn)行第一和第 二絕緣膜17a和17b的膜沉積。
在這種情況下，為第一絕緣膜17a的膜沉積4吏用Zn金屬靶作 為靶23,并且調(diào)節(jié)生產(chǎn)氣體的氧氣流量比(02/(02+Ar))以等于或 大于40%。通過上述的反應(yīng)性賊射在電才及層16上沉積由結(jié)晶ZnO 膜形成的第一絕纟彖膜17a。
另一方面，為第二絕緣膜17b的膜沉積使用通過用Al摻雜Zn 而獲得的合金靶作為靶23 ，并且調(diào)節(jié)生產(chǎn)氣體的氧氣流量比(02/(02 + Ar))以等于或大于40%。通過上述的反應(yīng)性濺射在第一絕纟彖月莫 17a上沉積由非晶AlZnO膜形成的第二絕纟彖膜17b。應(yīng)注意，盡管在上述實(shí)例的情況中，分別在不同的室中進(jìn)4亍用
于沉積第一絕纟彖膜17a的處理和用于沉積第二絕纟彖力莫17b的處理， 但是在這種情況下，適合地使用可以運(yùn)送(carry)基板而不破壞真 空環(huán)境氣氛的真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)由具有多個(gè)彼此相鄰設(shè)置的濺射 室的串4關(guān)式(in-line)連續(xù)濺射系統(tǒng)、具有多個(gè)以簇狀i殳置的真空 處理室的單晶片真空處理系統(tǒng)等所代表。此外，還可以采用在相同 的室內(nèi)設(shè)置多個(gè)靶并根據(jù)膜沉積處理適當(dāng)使用這些靶的方法。
在上述方式中，在透明基一反14上4安次序沉積電4及層和由第一 和第二絕纟彖膜17a和17b的層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成的絕緣層17。 4艮據(jù)該實(shí)施 方式的電潤(rùn)濕裝置的制造方法，由于可以形成表面平坦性良好的高 介電常數(shù)絕緣層，所以可以穩(wěn)定制造具有高可靠性的低壓驅(qū)動(dòng)電潤(rùn)
濕裝置。
盡管迄今為止已經(jīng)給出關(guān)于本發(fā)明實(shí)施方式的描述，但是本發(fā) 明絕不限于此，因此基于本發(fā)明的技術(shù)思想可以進(jìn)行各種改變。
例如，盡管在以上的實(shí)施方式中，已經(jīng)通過癥會(huì)出包4舌單透《竟元 件的電潤(rùn)濕裝置作為實(shí)例給出描述，^f旦是本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于具 有以陣列設(shè)置的多個(gè)上述透鏡元件的電潤(rùn)濕裝置的絕緣層結(jié)構(gòu)。
此外，本發(fā)明不4又可以應(yīng)用于用于可變焦透4竟的電潤(rùn)濕裝置，
并且可以應(yīng)用于用于T者如光分布控制的其^f也光學(xué)應(yīng)用的電潤(rùn)濕裝
置，或用于i者如用于通過利用液體表面張力的變〗匕而定〗立以及運(yùn)送 工件的臺(tái)裝置(stage unit)的各種致動(dòng)器的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種電潤(rùn)濕裝置，包括導(dǎo)電性的第一液體；絕緣性的第二液體；一對(duì)基底材料，限定用于在其中容納所述第一液體和第二液體的液體室；電極層，形成在所述一對(duì)基底材料之一的所述液體室側(cè)的表面上；絕緣層，形成在所述電極層的表面上；其中，所述絕緣層具有由絕緣無機(jī)結(jié)晶材料制成的第一絕緣膜和由絕緣無機(jī)非晶材料構(gòu)成的第二絕緣膜構(gòu)成的層壓結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電潤(rùn)濕裝置，其中，所述第一和第二絕 緣膜分別由在其中包含有4皮此相同的金屬元素的氧化物制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電潤(rùn)濕裝置，其中，所述電極層以及所 述第一和第二絕緣膜分別由包含有4皮此相同的金屬元素的透 明氧化物構(gòu)成。
4. 一種電潤(rùn)濕裝置的制造方法，其中，將導(dǎo)電性的第一液體和絕 緣性的第二液體容納于密封的液體室中且不彼此混合，并且通 過絕緣層將電極層i殳置在所述液體室內(nèi)表面的一部分上，其中，通過以下處玉里形成所述絕^彖層用于在所述電極層上沉積由絕》彖無才幾結(jié)晶材并牛制成的第一絕緣膜的步驟；以及用于在所述第 一絕緣膜上沉積由絕緣無^/L非晶材料制成 的第二絕緣膜的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電潤(rùn)濕裝置的制造方法，其中，通過在 氧氣環(huán)境氣氛中利用濺射方法來進(jìn)行所述第一和第二絕緣膜 的月莫:冗積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電潤(rùn)濕裝置的制造方法，其中，將Zn 金屬靶用于所述第一絕緣膜的膜沉積，而將Zn-Al合金靶用于 所述第二絕緣膜的膜沉積。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電潤(rùn)濕裝置及其制造方法。根據(jù)本發(fā)明的電潤(rùn)濕裝置(10)可以防止由于高介電常數(shù)薄膜的使用而導(dǎo)致的耐壓特性的劣化，從而確保具有高可靠性的絕緣結(jié)構(gòu)；并且包括導(dǎo)電性的第一液體(11)、絕緣性的第二液體(12)、限定用于在其中容納第一和第二液體的液體室(18)的透明基板(14)和蓋體(15)、在透明基板(14)的液體室(18)側(cè)的表面上形成的電極層(16)以及在電極層的表面上形成的絕緣層(17)。絕緣層(17)具有由絕緣無機(jī)結(jié)晶材料制成的第一絕緣膜(17a)和由絕緣無機(jī)非晶材料制成的第二絕緣膜(17b)的層壓結(jié)構(gòu)，其使得第一絕緣膜(17a)表面的凹凸通過第二絕緣膜(17b)得到緩和，因此可以實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動(dòng)。結(jié)果，可以獲得耐壓強(qiáng)度良好的高可靠性絕緣層。
文檔編號(hào)G02B26/08GK101606085SQ20088000473
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者桐田科, 河島利孝 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社