JPH02173728A - 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、アクティブマトリクスデイスプレィの画素駆
動用アクティブデバイス及びプリンターのプリンタエン
ジンに関する。

〔従来の技術１ 従来、ＳＩＤ　（Ｓｏｃｉｅｔｙ　　Ｆｏｒ　　Ｉｎｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎ　　Ｄｉｓｐｌａｙ）、１９８６　　
Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　　Ｄｉｇｅｓｔ　　Ｐ２９６〜２
９７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ｌ上に
形成されたゲート電極２、ゲート絶縁Ｉｌ！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から成る薄膜ト
ランジスタに１画素電極７が接続されて成る下側基ｉＡ
と、ガラス基板９上に電極８が形成された上側基板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。

【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課題を
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２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Ｓｔ　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の電荷として保持される。ところが、液晶Ｃ
の電荷は液晶自身のリーク、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（。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課題を解決するもの
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提供することである。

〔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
た強誘電体層、前記強誘電体層上に形成されたカップリ
ング層、前記カップリング層上に形成された電極を具備
したことを特徴とする。

［実　施　例］ 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図（ａ
）、（ｂ）は本発明第１のアクティブデバイスの断面図
、上視図であり、第１図（ａ）は同図（ｂ）Ａ−Ｂにお
ける断面図である。ガラス基板から成る絶縁基板１２上
にＩＴＯから成る電極１３が設けられ、電極１３上にフ
ッ化ビニリデン（以下ＶＤＦと略記する。）とトリフル
オロエチレン（以下ＴｒＦＥと略記する。）との共重合
体から成る強誘電体層１４が設けられ、強誘電体層１４
上にチタネート系カップリング剤から成るカップリング
層１８が設けられており、カップリング層１８上にＡε
から成る電極１５が設けられている。カップリング層１
８は、電極１５と強誘電体層１４間の密着強度を増加さ
せるものであり、同時に本発明第１のアクティブデバイ
スの信頼性をも向上させる。

第１図（ａ）、（ｂ）において、カップリング層１８と
して用いられるチタネート系カップリング剤は、例えば
、 や、 といった構造を有したものが用いられるが、チタネート
系カップリング剤であれば何を用いても良く、上記２つ
の構造に限るものではない、また、チタネート系カップ
リング剤の代わりにシランカップリング剤やアルミニウ
ム系カップリング剤を用いても良い。

上記各種のカップリング剤は例＾ばイソプロピルアルコ
ール等の溶剤で希釈しく粘度調整）強誘電体層１４上に
スピンコード法やディッピング法等で塗布し、乾燥する
ことにより形成される。その後カップリング剤がなるべ
（空気中の水分と反応しないように、直ちに電極１５を
形成しても良いし、あるいは、カップリング剤を水分と
十分反応させた（例＾ば水に入れた後に乾燥させる）後
に電１５を形成しても良い。

カップリング層１８の厚さは、カップリング剤１分子層
の厚さでも良いし、複数分子要分の厚さであっても良い
、また、カップリング層１８は必ずしも一種類のカップ
リング剤から形成される必要は無く、２種類以上のカッ
プリング剤を用いて構成されても良い。

また、カップリング層１８として用いられる材料はカッ
プリング剤に限る必要は無（、例えばＳｉＯｘ、シロキ
サン、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル等の無機材
料や有機材料、あるいはそれらの合成材料を一層あるい
は２層以上にして用いても良い、あるいはそれらの材料
をカップリング剤と混合し、あるいはカップリング剤を
塗布した上、あるいはその逆の構成、あるいは２層のカ
ップリング剤でサンドイッチ状にはさんだ状態で用いて
も良い。

カップリング層１８の表面形状は凹凸の無いフラットで
あっても良いし、例えば数百〜数千オングストローム程
度の凹凸を具備せしめて、電極１５の密着性を向上せし
めても良い。

第１図（ａ）、（ｂ）において、電極１３゜１５に用い
られる材料はＩＴＯやＡｆｆに限る必要は無く、例久ば
他の透明電極や金属、半導体、シリサイド、超伝導材料
、導電性高分子を用いて形成しても良い、絶縁基板１２
に用いられる材料はガラスに限る必要は無く、セラミッ
ク等の無機材料やプラスチック等の有機材料を用いても
良い。

第１図（ａ）、（ｂＪ中の強誘電体層３としてＢａＴ　
ｉＯｓ　、ＰｂＴｉ　Ｏｓ　、ＷＯｓなどのペロブスカ
イト型強誘電体、ロツシエル塩、重水素ロツシエル塩、
酒石酸塩などのロッシェル塩系強誘電体、ＫＤＰ、リン
酸塩、砒酸塩、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、Ｇ
ＡＳＨ，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（１１）酸カリウム（黄血
塩）、ヨウ化硫化アンチモン、あるいはＬ　ｉ　ＴａＯ
２，ＰｂＴ　ｉ　Ｏｘなどの非晶質強誘電体、ＰＬＺＴ
、ＰＺＴ、フッ化ビニリデン及びその共重合体、フッ化
ビニリデンとテトラフルオロエチレンなどとの共重合体
、シアン化ビニリデンと酢酸ビニルとの共重合体などの
高分子強誘電体、Ｂ　ｉ＋　Ｔｉｓ　（Ｌｍ、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、　
Ｔ　ＩＢ　Ｏａ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於いて、誘電率や残
留分極の変化がほとんどないため、ａ度特性は安定して
いる。

第１図（ａ）、（ｂ）において、絶縁基板１２側から、
電極１５、強誘電体層１４、カップリング層１８．電極
１３と、電極１３と１５の位置を逆にして用いても良い
。

第３図に本発明筒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１
上に設けられたＩＴＯから成る電極１３、ＶＤＦとＴｒ
ＦＥとの共重合体から成る強誘電体層１４．チタネート
系カップリング剤から成るカップリング層１８、ＡＩ２
から成る電極１５より成る基ｉＤとガラス基板よりから
成る絶縁基板１６上に設けられたＩＴＯより成る電極１
７より成る対向基板Ｅの間に液晶Ｆを保持した液晶パネ
ルである。

第３図において電極１３は画素電極を形成しているため
、カップリングＮ１８は液晶の配向膜として用いること
ができる。また、液晶に印加される直流電圧をカットす
る。直流電圧カット膜としての作用も有する。従って本
発明筒１のアクティブデバイスを用いて液晶パネルは、
特別な工程を付加して液晶の配向膜や直流電圧カット膜
を形成する必要がないため、短い工程で高い歩留りで形
成でき、工業的価値は絶大である。また、カップリング
層１８は液晶Ｆと強誘電体層１４の中間に位置している
ため、例えば液晶Ｆ中に強誘電体層１４中の不純物が溶
は込み液晶Ｆの特性が悪化したりあるいは信頼性が低下
したり、あるいはその逆の強誘電体層１４の特性の悪化
現象が生じるのを防ぐ、保護膜の機能も兼ね備えている
。また、その保護膜の機能としては、絶縁基板１２中の
不純物が液晶Ｆ中に混入することを防ぐこともできる。

そのため、従来は不純物の問題で液晶パネルには用いる
ことのできなかった安価な絶縁基板を用いることも可能
となり、この点でも工業的価値は絶大となるものである
。

第３図において、絶縁基板１６、電極１７に用いられる
材ネ４はガラスやＡｆｆに限る必要は無（、絶縁基板１
２、電極１３に用いられるものと同じものを用いて良い
。

第３図において、液晶Ｆの代わりに、電気光学効果を持
つ材料、ＥＬ材料、気体、エレクトロクロミック材料な
どの電界によって光の透過率を変化させる材料、発光非
発光状態を変化させる材料、色が変化する材料などを用
いても良い。

第４図に本発明筒１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１２上にＩＴｏから成る電極１３
、ＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体より成る強誘電体層、
チタネート系力・ノブリング剤より成るカップリング層
、Ａρから成る電極１５から成る基板と、ガラス基板か
ら成る絶縁基板上に設けられたＩＴＯより成る電極１７
で形成された対向基板の間に液晶を保持しており。

両基板の電極１５と１７はマトリクス状に配置されてい
る。

第５図（ａ）、（ｂ）に本発明筒２のアクティブデバイ
スを示す、第５図（ｂ）は上視図であり、同図（ａ）は
同図Ａ−Ｈにおける断面図である。ガラス基板から成る
絶縁基板１２上にＩＴＯから成る電極１３が設けられて
おり、電極１３上にＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体から
成る強誘電体層１４が設けられており、強誘電体層１４
上にチタネート系カップリング剤から成るカップリング
層１８が設けられており、カップリング層１８上に八２
から成る電極１５が設けられている０強誘電体層１４と
カップリング層１８．電極１５は同一形状で形成されて
いる。

第５図（ａ）、（ｂ）において、カップリング層１８を
必ずしも電極１５と同一形状にする必要は無く、第１の
アクティブデバイスと同様に絶縁基板１２と電極１３を
被覆するように設けても良い。その際強誘電体層１４と
電極１５は同一形状に形成されても良いし、異なった形
状でも良い。

第６図（ａ）、（ｂ）に本発明筒３のアクティブデバイ
スを示す、第６図（ｂ）は上視図であり、同図（ａ）は
同図（ｂ）のＡ−Ｂにおける断面図である。ガラス基板
から成る絶縁基板１２上にＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合
体から成る強誘電体層１４が設けられており、強誘電体
層１４上にチタネート系カップリング剤から成るカップ
リング層１８が設けられており、カップリング層１８上
にＩＴＯから成る電極１３とＡｒ１から成る電極１５が
設けられている。

第６図（ａ）、（ｂ）において、カップリング層１８は
強誘電体層１４上全面に設けることは必ずしも必要では
無く、電極１３．１５と接しない領域のカップリング層
１８を取り除いた形で設けても良い。

第７図（ａ）、（ｂ）に本発明筒４のアクティブデバイ
スを示す、第７図（ｂ）は上視図であり、同図（ａ）は
同図（ｂ）のＡ−Ｈにおける断面図である。ガラス基板
から成る絶縁基板１２上にＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合
体から成る強誘電体層１４が島状に設けられており、強
誘電体層１４と絶縁基板１２を被覆するようにチタネー
ト系カップリング剤から成るカップリング層１８が設け
られており、カップリング層１８上にＩＴＯから成る電
極１３とＡｒ１から成る電極１５が、カップリング層１
８を介し、一部が強誘電体層１４と重なるように設けら
れている。

本発明筒４のアクティブデバイスにおいて。

カップリング層１８は必ずしも絶縁基板１２と接する領
域にも設ける必要は無く、少なくとも、強誘電体層１４
と電極１３．１５間にはさまれた領域に設けられていれ
ば良い。

本発明筒２〜４のアクティブデバイスにおいても、カッ
プリング層１８は本発明筒１のアクティブデバイスと同
様に強誘電体層１４と電極１３または電極１５間の密着
強度を増加するために用いられるが、液晶パネルに本発
明筒２〜４のアクティブデバイスを用いた際は、本発明
筒１のアクティブデバイスを用いた際と同様に、カップ
リング層１８は液晶の配向膜、直流電圧カット膜、保護
膜としての機能も兼ね備＾ている。

本発明筒２〜４のアクティブデバイスに用いられる絶縁
基板１２１強誘電体層１４．電極１３．１５、カップリ
ング層１８に用いられる材料は本発明筒１のアクティブ
デバイスに用いられる材料を同様に用いて良い。

本発明筒２〜４のアクティブデバイスを本発明筒１のア
クティブデバイスの代わりに用いて、第２図、３図に示
す液晶パネル、アクティブマトリクスパネルを形成して
も良い。

本発明筒１〜４のアクティブデバイスはメモリー性を有
する強誘電体の残留分極を用いて液晶を駆動するもので
、アクティブデバイス自身のリーク電流は無（、鮮明で
高コントラストな画像を提供するアクティブデバイスで
ある。

（発明の効果］ 本発明のアクティブデバイスは高信頼性のアクティブデ
バイスであり、鮮明で高コントラストな・カップリング
層 画像を提供する。

【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
スの断面図、上視図、第２図は従来のアクティブデバイ
スを示す図、第３図は本発明第１のアクティブデバイス
を用いた液晶パネルの断面図、第４図は本発明第１のア
クティブデバイスを用いたアクティブデバイスの一部の
上視図、第５図（ａ）、（ｂ）は本発明第２のアクティ
ブデバイスの断面図、上視図、第６図（ａ）、（ｂ）は
本発明第３のアクティブデバイスの断面図、上視図、第
７図（ａ）、（ｂ）は本発明第４のアクティブデバイス
の断面図、上視図である。 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（他１名）１２・・・
絶縁基板 １３・・・電極 １４・・・強誘電体層 １５・・・電極 ＜ａ） （ｂ） 第１図 （ｌｔ） （し） ＄５図 第 図 （い ＄乙図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁基板上に形成された強誘電体層、前記強誘電体層上
   に形成されたカップリング層、前記カップリング層上に
   形成された電極を具備したことを特徴とするアクティブ
   デバイス。