JPH01138540A - アクティブデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野〕 本発明は、平面デイスプレィとして用いられるアクティ
ブマトリクスパネル及びプリンターのプリン′ツエンジ
ンに関する。

１従米の技術〕 従来、Ｓ　Ｉ　Ｄ　（５ｏｃｉｅｔｙ　Ｆｏｒ　Ｉｎｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎｉＪｊｓｐｌａｙ　）　’　８６　　
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　Ｄｉにｅｓｔ　　Ｐ、　２９６〜
２９７に記載されているようなアクティブデバイスが知
られていた。その概要を、第２図に示す、ガラス基板１
上に形成された、ゲート電極２、ゲート絶縁膜３、チャ
ネルアモルファス５ｉ１０、ソース及びドレイン領域１
１．６、ソース及びドレイン電極５．４からなる薄膜ト
ランジスタに、画素電極７が接続されて成る、下側基板
Ａと、ガラス基板９上に電極８が形成された上側電極Ｂ
の間に液晶Ｃを保持したアクティブデバイスが知られて
いた。

Ｅ発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来のアクティブデバイスは次のような問題点
を有していた。すなわち、ソース電極５に印加された画
像情報は、ゲート電極によりオン、オフをコントロール
されるチャネルアモルファスＳｉ　１０を通して画素電
極７と電極８間に保持された液晶Ｃに伝えられ、画像情
報は液晶Ｃの電荷量として保持される。ところが、液晶
Ｃの電荷は、液晶自体のリーク、および薄膜トランジス
タのリーク電流などのために、時間と共に減少していく
、それは、時間と共に画像情報が失われることを意味し
ている。そのために、鮮明で高コントラストの画像を得
ることは困難であった。

そこで、本発明は従来のこのような問題点を解決するも
ので、目的とするところは、鮮明で高コントラストの画
像を提供するアクティブデバイスを得ることである。

〔課題を解決するための手段１ 本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板上に形成され
た電極と強誘電体層より成るアクティブデバイスにおい
て、前記アクティブデバイス上に形成された保護膜、前
記保護膜上に形成された配向膜を具備したことを特徴と
する。

［イ乍　用〕 本発明のアクティブデバイスの作用を第３図を用いて説
明する０強誘電体のヒステリシスカーブを第３図（ａ）
に示す。第３図（ａ）中Ｐｒは残留分極とよばれ、強誘
電体に印加する電界を切った後に残る電荷密度である。

この状態での分域の配向状態を第３図（ｂ）に示す、自
発分極はすべて上を向いているので、上から下への内部
電界が生じる。外部から、自発分極を反転させるに十分
大きな電界を印加すると自発分極は反転し、第３図（Ｃ
）の状態になる。また、抗電界Ｅｃを印加し、強誘電体
が非単結晶であると、各自発分極は上下にランダムに配
向した状態が、電界を切った後も保持される。第３図（
ｂ）、（Ｃ）に示したように自発分極の向きがそろって
いる際は、残留分極Ｐｒに相当する電界が生じ、強誘電
体に直列あるいは並列に結線された液晶などに電界を印
加することができる。第３図（ｄ）の状態では残留分極
は零なので、液晶に電界は印加されない、すなわち、第
３図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の３つの状態で液晶に＋、
−１零の電界を印加することができる。

〔実　施　例〕

以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１のアクティブデバイ
スの断面図、上視図である。ガラス基板から成る絶縁基
板１２上にＩＴＯから成る第１の電極１３が設けられて
おり、第１の電極１３上にフッ化ビニリデン（以下ＶＤ
Ｆと略記する）とトリフルオロエチレン（以下ＴｒＦＥ
と略記する）の共重合体から成る強誘電体層１４が設け
られており、強誘電体層上にＣｒから成る第２の電極１
５が設けられており、さらにその上に５ｉＯ−から成る
保護膜１８とポリイミドから成る配向１１１９が設けら
れている。

第１図（ａ）、（ｂ）中の第１及び第２の電極１３．１
５として、ＩＴＯやＣｒ以外の透明電極、金属、導電性
高分子、超伝導材料などを用いても良い。

第１図（ａ）、（ｂ）中の強誘電体層１４として、Ｔｉ
Ｂａ０ｓ、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　Ｏ３、ＷＯｓなどのペロブ
スカイト型強誘電体、ロッシェル塩、重水素ロッシェル
塩、酒石酸塩などのロッシェル塩系強誘電体、ＫＤＰ、
リン酸塩、ひ酸塩、リン酸二水素カリウム、リン酸二重
水素カリウムなどのリン酸二水素アルカリ系強誘電体、
ＧＡＳＨ，ＴＧＳなどのグアニジン系強誘電体、ニオブ
酸カリウム、グリシン硫酸塩、硫酸アンモニウム、亜硝
酸ナトリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ　）酸カリウム（
黄血塩）、ヨウ化硫化アンチモン、あるいはＬ　ｉ　Ｎ
　ｂ　Ｏｓ、Ｌ　ｉ　Ｔ　ａ　Ｏｓ、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　
Ｏｓなどの非晶質強誘電体、ポリフッ化ビニリデンおよ
びその共重合体、ＶＤＦとＴｅＦＥなどとの、共重合体
、シアン化ビニリデンと酢酸ビニルの共重合体などの高
分子強誘電体、Ｂ１４ＴｊａＯ＋ｚ、Ｆｅ−Ｂ−０系、
エレクトレットなどを単結晶あるいは非単結晶で用いて
も良い、また、前記強誘電体の２種類以上の合成物、あ
るいは常誘電体との合成物を用いても良い。ＴｉＢａＯ
，などの無機の強誘電体は大きな残留分極と早いスイッ
チングスピードを持つ特徴があり、非晶質強誘電体は大
面積に均一な強誘電体層を得やすいという特徴があり、
有機の強誘電体はスピンコード法で得られるため、大面
積に均一に低コストで得られるという特徴がある。また
、はとんどの強誘電体は実使用温度において、誘電率や
残留分極の変化がほとんどないため、温度特性は安定し
ている。

第１図（ａ）、（ｂ）中の、絶縁基板１２として、ガラ
ス基板の代わりに、セラミックあるいはプラスチックな
どの有機系の絶縁基板を用いても良い。

強誘電体層１４として用いられているＶＤＦとＴｒＦＥ
の共重合体は有機物であるため、配向膜２１として用い
られるポリイミドの溶剤（通常ｒ−ブチルラクトン、Ｎ
、Ｎ−ジメチルアセトアミド）に溶けるため、保護１１
１１８がないと、配向膜１９形成時に強誘電体層１４が
溶出し、消失してしまう。Ｓ　ｉ　Ｏｚから成る保護膜
１８を用いた際は、Ｓ　ｉ　Ｏａが前記ポリイミドの溶
剤に不溶なため、保護膜として作用し、強誘電体層１４
の溶出、消失を防ぐことができる。

保護膜１８としては、ＳｉＯ□に限る必要なく、ＳｉＮ
ｘ、５ｉＯＮ、Ｓｉなどの無機材料、テフロンなどの有
機材料、セラック、ガラスなどを用いても良い、またそ
の形成法はスパッタ法、蒸着、スピンコード法、ＣＶＤ
法、ロール、ディッピング法、印刷法、塗布法などであ
る。また、ケイ素化合物［ＲｎＳｉ　（ＯＨ）　４、］
をアルコール、エステルなどの有機溶剤に溶解したもの
を塗布後、加熱しＳ　ｉ　Ｏ＊膜を形成する方法は、大
面積に容易に均一な５ｉｎｓ膜が形成されるため、大面
積の平面デイスプレィ用のアクティブデバイス形成法と
して、特に有効である。

また、配向膜１９はポリイミドに限る必要はなく、Ｓｉ
Ｏの斜め蒸着膜を用いても良い。

第１図において、第１及び第２の電極１３．１５の位置
関係を上下方向で逆に用いても良い。

第４．５　（ａ）（ｂ）図に、本発明第２．３のアクテ
ィブデバイスの上視図、断面図を示す。ガラス基板から
成る絶縁基板１２上に、ＩＴＯから成る第１の電極１３
、Ｃｒから成る第２の電極１５、ＶＤＦとＴｒＦＥの共
重合体から成る強誘電体層１４、Ｓ　ｉ　Ｏｚから成る
保護膜１８、ポリイミドから成る配向膜１９から構成さ
れている。第１、第２の電極１３．１５、強誘電体層１
４、保護膜１８−゛配向膜１９どして用いられる材料、
形成法は本発明第１のアクティブデバイスに準じる。

第４．５図（ａ）、（ｂ）において強誘電体層１４とし
て用いられているＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体は可視
光に対して透明であるため、明るい表示を得ることがで
きる。この効果は、カラーフィルタを用いてカラー表示
をする際は、カラーフィルタの光吸収のため、−船釣に
表示が暗くなるので、特に絶大となる。

第６図に、本発明の第１のアクティブデバイスを用いた
液晶パネルの断面図を示す、ガラス基板から成る絶縁基
板１２上にＩＴＯから成る第１の電極１３、ＶＤＦとＴ
ｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体層１４、Ｃｒから
成る第２の電極１５、ＳｉＯ２から成る保護膜１８、ポ
リイミドから成る配向膜１９より成る下側基板りと、ガ
ラス基板から成る絶縁基板１６上にＩＴＯから成る電極
１７で形成される上側基板Ｅの間に液晶Ｆを保持した液
晶パネルである。ここで、第１の電極１３が画素電極と
して働（。

第６図において、電気光学効果を持つ材料、気体、エレ
クトロクロミズム材料などを液晶Ｆの代わりに用いても
良い、第６図において、電極１７、絶縁基板１６として
、第１の電極１３、絶縁基板１２と同じ材料を用いて構
成しても良い。

第７図に、本発明のアクティブデバイスを用いたアクテ
ィブマトリクスパネルの一部の上視図を示す、ガラス基
板から成る絶縁基板上に形成されたＣｒから成る第２の
電極１５．ＩＴＯから成る第１の電極１３、ＶＤＦとＴ
ｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体層１４、ＳｉＯ□
から成る保護膜、ポリイミドから成る配向膜から成る下
側基板と、ガラス基板から成る絶縁基板上にＩＴＯから
成る電極１７で形成される上側基板の間に液晶を保持し
ており、上側、下側基板の各電極１５．１７がマトリッ
クス状に配置されている。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、アクティブデバイスに関
するものであり、以下にその効果を述べる。

（１）本発明のアクティブデバイスは保護膜な用いてい
るため、配向膜形成時に強誘電体層の溶出、消失は無い
。

（２）本発明のアクティブデバイスは、液晶自身の時定
数ではなく、強誘電体層の自発分極により液晶に印加さ
れる電界を保持するため、液晶自身のリーク電流による
画像情報の消失がなく、鮮明で高コントラストの画像が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明第１のアクティブデバイ
スの上視図、断面図、第２図は従来のアクティブデバイ
スを示す図、第３図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は
強誘電体のヒステリシスカーブ及び自発分極の動きを示
す図、第４（ａ）、（ｂ）、５図（ａ）、（ｂ）は本発
明第２、第３のアクティブデバイスを示す図、第６図は
液晶パネルの断面図、第７図はアクティブマトリクスパ
ネルの一部の上視図である。 １３・・・第１の電極 １４・・・強誘電体層 １５・・・第２の電極 １８・・・保護膜 １９・・・配向膜 １２・・・絶縁基板 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　上　柳　雅　誉（化１名）葛　１１沼 （久ン （Ｃ） （ｄ） 笛斗１氾 ＋＊＄Ｉｔｓ４Ｅｔｋ 勇　ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上に形成された電極と強誘電体層より成るアク
   ティブデバイスにおいて、前記アクティブデバイス上に
   形成された保護層、前記保護層上に形成された配向膜を
   具備したことを特徴とするアクティブデバイス。