JPH0675242A - 非線形素子基板の製造方法 - Google Patents
非線形素子基板の製造方法Info
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- JPH0675242A JPH0675242A JP22623492A JP22623492A JPH0675242A JP H0675242 A JPH0675242 A JP H0675242A JP 22623492 A JP22623492 A JP 22623492A JP 22623492 A JP22623492 A JP 22623492A JP H0675242 A JPH0675242 A JP H0675242A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 大きい残留分極と低い抗電界を有する強誘電
体層を備えた非線形素子基板を得る。 【構成】 基板上に形成された強誘電体層に対し、せん
断応力を与えることにより、強誘電体における分子の配
向方向を制御して、強誘電性を発現できる結晶構造の割
合を増大させる。この強誘電体層にせん断応力を与える
ためには、布、紙または樹脂などによって強誘電体層の
表面をラビングする。また、基板がフレキシビリティー
を有する場合には、強誘電体層の延伸または曲げを行う
ことによりせん断応力を与えることもできる。
体層を備えた非線形素子基板を得る。 【構成】 基板上に形成された強誘電体層に対し、せん
断応力を与えることにより、強誘電体における分子の配
向方向を制御して、強誘電性を発現できる結晶構造の割
合を増大させる。この強誘電体層にせん断応力を与える
ためには、布、紙または樹脂などによって強誘電体層の
表面をラビングする。また、基板がフレキシビリティー
を有する場合には、強誘電体層の延伸または曲げを行う
ことによりせん断応力を与えることもできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などの表
示装置や光変調素子などに用いられる非線形素子基板の
製造方法に関するものである。
示装置や光変調素子などに用いられる非線形素子基板の
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、非線形素子基板が液晶表示装置の
アクティブ基板として用いられている。図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）にこのようなアクティブ基板の一例を示
す。図５（ａ）においては、基板１１上に、第１の電極
１２が形成され、これを覆うようにして、強誘電体層１
３が形成され、その上に第２の電極１４が形成されてい
る。図（ｂ）においては、基板１１上に強誘電体層こ３
が形成され、その上に離隔された状態で第１の電極１２
と第２の電極１４が形成されている。また、図５（ｃ）
においては、基板１１上に第１の電極１２と第２の電極
１４とが離隔されて形成され、それを覆うようにして強
誘電体層１３が形成されている。さらにこれらの非線形
素子基板と対向基板１５との間に液晶が封入されて、液
晶表示装置が形成される。
アクティブ基板として用いられている。図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）にこのようなアクティブ基板の一例を示
す。図５（ａ）においては、基板１１上に、第１の電極
１２が形成され、これを覆うようにして、強誘電体層１
３が形成され、その上に第２の電極１４が形成されてい
る。図（ｂ）においては、基板１１上に強誘電体層こ３
が形成され、その上に離隔された状態で第１の電極１２
と第２の電極１４が形成されている。また、図５（ｃ）
においては、基板１１上に第１の電極１２と第２の電極
１４とが離隔されて形成され、それを覆うようにして強
誘電体層１３が形成されている。さらにこれらの非線形
素子基板と対向基板１５との間に液晶が封入されて、液
晶表示装置が形成される。
【０００３】このような非線形素子基板において、強誘
電体層としては、スピンコートやディッピングなどのコ
ーティング工程のみで強誘電性を示すことができるポリ
フッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体（ポリ
フッ化ビニリデン含有率が約５０〜８０ｍｏｌ％のも
の）が知られている。この材料においては、比較的大き
な残留分極と安定した抗電界を有し、耐熱性も良いなど
優れた性質を持っており、広く用いられている。
電体層としては、スピンコートやディッピングなどのコ
ーティング工程のみで強誘電性を示すことができるポリ
フッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体（ポリ
フッ化ビニリデン含有率が約５０〜８０ｍｏｌ％のも
の）が知られている。この材料においては、比較的大き
な残留分極と安定した抗電界を有し、耐熱性も良いなど
優れた性質を持っており、広く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記ポリフッ化ビニリ
デン−トリフロロエチレン共重合体は、上記のように、
優れた性質を持っているが、例えば、液晶表示装置のア
クティブ基板として用いられる非線形素子基板に用いた
場合においては、以下のような欠点がある。例えば、膜
厚２０００オングストロームとした場合、抗電界が２０
Ｖ程度あるため、駆動電圧が３０〜４０Ｖ以上必要とな
り、液晶表示装置の最大のメリットの１つである低消費
電力という特性が充分生かされない。また、残留分極の
値も不十分であるため、充分なコントラストが得られ
ず、良好な表示が得られないという問題点もある。また
ポリフッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体の
代わりにポリフッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン
共重合体を用いた場合は、より耐熱性に優れたものとで
きるが、この場合、コーティング工程のみでは強誘電性
が発現されず、延伸処理やポーリング処理を行う必要が
ある。基板上に形成された層においては、上記のような
処理を行うことは困難であり、充分な強誘電性が得られ
ていない。
デン−トリフロロエチレン共重合体は、上記のように、
優れた性質を持っているが、例えば、液晶表示装置のア
クティブ基板として用いられる非線形素子基板に用いた
場合においては、以下のような欠点がある。例えば、膜
厚２０００オングストロームとした場合、抗電界が２０
Ｖ程度あるため、駆動電圧が３０〜４０Ｖ以上必要とな
り、液晶表示装置の最大のメリットの１つである低消費
電力という特性が充分生かされない。また、残留分極の
値も不十分であるため、充分なコントラストが得られ
ず、良好な表示が得られないという問題点もある。また
ポリフッ化ビニリデン−トリフロロエチレン共重合体の
代わりにポリフッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン
共重合体を用いた場合は、より耐熱性に優れたものとで
きるが、この場合、コーティング工程のみでは強誘電性
が発現されず、延伸処理やポーリング処理を行う必要が
ある。基板上に形成された層においては、上記のような
処理を行うことは困難であり、充分な強誘電性が得られ
ていない。
【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためのも
のであり、大きい残留分極と低い抗電界を有する強誘電
体層を備えた非線形素子基板の製造方法を提供すること
を目的とする。
のであり、大きい残留分極と低い抗電界を有する強誘電
体層を備えた非線形素子基板の製造方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の非線形基板の製
造方法は、基板上に第１の電極と第２の電極とが強誘電
体層を挟んで、または、強誘電体層の同一広面上に第１
の電極と第２の電極とが離隔して、形成された非線形素
子基板において、基板上に第１の電極と第２の電極と強
誘電体層とを所定の配置で形成する工程と、該強誘電体
層にせん断応力を与える工程とを含み、そのことにより
上記目的が達成される。
造方法は、基板上に第１の電極と第２の電極とが強誘電
体層を挟んで、または、強誘電体層の同一広面上に第１
の電極と第２の電極とが離隔して、形成された非線形素
子基板において、基板上に第１の電極と第２の電極と強
誘電体層とを所定の配置で形成する工程と、該強誘電体
層にせん断応力を与える工程とを含み、そのことにより
上記目的が達成される。
【０００７】前記せん断応力をラビング処理によって、
前記強誘電体層に与えてもよい。
前記強誘電体層に与えてもよい。
【０００８】前記せん断応力を前記強誘電体層の延伸ま
たは曲げによって与えてもよい。
たは曲げによって与えてもよい。
【０００９】
【作用】基板上に形成された強誘電体層に対し、せん断
応力を与えることにより、強誘電体層における分子の配
向方向が制御される、これにより、強誘電性を発現でき
る結晶構造の割合が増大する。
応力を与えることにより、強誘電体層における分子の配
向方向が制御される、これにより、強誘電性を発現でき
る結晶構造の割合が増大する。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。尚、本発明は以下の材料、工程条件などに限
定されるものではない。
説明する。尚、本発明は以下の材料、工程条件などに限
定されるものではない。
【００１１】図１に本発明の製造方法を用いて製造され
る非線形素子基板の一例を示す。
る非線形素子基板の一例を示す。
【００１２】この非線形素子基板においては、基板１上
に第１の電極２が形成され、その上を覆うようにして、
基板１上に強誘電体層３が形成されている。さらに、強
誘電体層３の上に、第１の電極２と一部重なるようにし
て第２の電極４が形成されている。
に第１の電極２が形成され、その上を覆うようにして、
基板１上に強誘電体層３が形成されている。さらに、強
誘電体層３の上に、第１の電極２と一部重なるようにし
て第２の電極４が形成されている。
【００１３】この強誘電体層３は、せん断応力を与える
ことにより分子の配向方向が制御される材料からなって
いる。このような材料としては、例えば、ポリフッ化ビ
ニリデン−トリフロロエチレン共重合体、ポリフッ化ビ
ニリデン−テトラフロロエチレン共重合体、ポリフッ化
ビニリデンホモポリマー、シアン化ビニリデン−酢酸ビ
ニル共重合体などが挙げられる。
ことにより分子の配向方向が制御される材料からなって
いる。このような材料としては、例えば、ポリフッ化ビ
ニリデン−トリフロロエチレン共重合体、ポリフッ化ビ
ニリデン−テトラフロロエチレン共重合体、ポリフッ化
ビニリデンホモポリマー、シアン化ビニリデン−酢酸ビ
ニル共重合体などが挙げられる。
【００１４】この強誘電体層３に、せん断応力を与える
方法としては、例えば、 （１）布、紙または樹脂などによって強誘電体層３の表
面をラビングする。
方法としては、例えば、 （１）布、紙または樹脂などによって強誘電体層３の表
面をラビングする。
【００１５】（２）基板がフレキシビリティーを有する
場合は、強誘電体層３の延伸または曲げを行う。
場合は、強誘電体層３の延伸または曲げを行う。
【００１６】などが挙げられる。
【００１７】尚、素子構造は、ここに示したものものに
限られず、例えば、強誘電体層に対し、第１の電極が上
にあり、第２の電極が下にあるものであってもよい。ま
た、第１および第２の電極を強誘電体層の上または下に
並列させたものであってもよい。
限られず、例えば、強誘電体層に対し、第１の電極が上
にあり、第２の電極が下にあるものであってもよい。ま
た、第１および第２の電極を強誘電体層の上または下に
並列させたものであってもよい。
【００１８】この非線形素子基板は、以下のようにして
作製することができる。
作製することができる。
【００１９】（実施例１）この実施例においては、図１
に示す強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−トリフ
ロロエチレン（含有率７８：２２）共重合体を用いて形
成した。また、強誘電体層３にせん断応力を与える方法
としては、強誘電体層３の表面をラビングする方法を用
いた。具体的には以下の通りである。
に示す強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−トリフ
ロロエチレン（含有率７８：２２）共重合体を用いて形
成した。また、強誘電体層３にせん断応力を与える方法
としては、強誘電体層３の表面をラビングする方法を用
いた。具体的には以下の通りである。
【００２０】まず、ガラス基板上にアルミニウム、チタ
ン、タンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯなどの導電体を用い
て第１の電極を形成した。次に、ポリフッ化ビニリデン
−トリフロロエチレン共重合体をメチルエチルケトンに
溶解し、これを第１の電極を覆うようにして、スピンコ
ート法により２０００オングストロームの厚さに塗布し
た。その後、１４５℃で３０分間焼成して、５０℃／ｈ
ｒの速度で降温することにより、強誘電体層を形成し
た。
ン、タンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯなどの導電体を用い
て第１の電極を形成した。次に、ポリフッ化ビニリデン
−トリフロロエチレン共重合体をメチルエチルケトンに
溶解し、これを第１の電極を覆うようにして、スピンコ
ート法により２０００オングストロームの厚さに塗布し
た。その後、１４５℃で３０分間焼成して、５０℃／ｈ
ｒの速度で降温することにより、強誘電体層を形成し
た。
【００２１】次に、強誘電体層の表面を、ナイロン系の
布であるＹＯ−１Ｏ（吉川化工株式会社製）を用いてラ
ビング処理した。その後、イソプロピルアルコールを用
いて超音波洗浄して、強誘電体層の表面に付着した繊維
などを取り除いた。その上にアルミニウム、チタン、タ
ンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯなどの導電体を用いて第２
の電極４を形成して、非線形素子基板とした。
布であるＹＯ−１Ｏ（吉川化工株式会社製）を用いてラ
ビング処理した。その後、イソプロピルアルコールを用
いて超音波洗浄して、強誘電体層の表面に付着した繊維
などを取り除いた。その上にアルミニウム、チタン、タ
ンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯなどの導電体を用いて第２
の電極４を形成して、非線形素子基板とした。
【００２２】上記のようにして得られた非線形素子に、
容量１００ｎＦのコンデンサを直列に接続して、±４０
Ｖ、３０Ｈｚの三角波を印加した時の電界−電気変位ヒ
ステリシス曲線を測定した結果を図２に示す。ここで、
Ｅは電界を示し、Ｄは電気変位を示す。また、ここに、
比較例として、ラビング工程を行わなかった以外は実施
例１と同様にして形成した素子基板も併せて示す。
容量１００ｎＦのコンデンサを直列に接続して、±４０
Ｖ、３０Ｈｚの三角波を印加した時の電界−電気変位ヒ
ステリシス曲線を測定した結果を図２に示す。ここで、
Ｅは電界を示し、Ｄは電気変位を示す。また、ここに、
比較例として、ラビング工程を行わなかった以外は実施
例１と同様にして形成した素子基板も併せて示す。
【００２３】図２から理解されるように、本実施例の非
線形素子基板においては、図２に記号Ｐｒとして示され
る残留分極が大きくなり、かつ、図２に記号Ｅｃとして
示される抗電界が減少している。
線形素子基板においては、図２に記号Ｐｒとして示され
る残留分極が大きくなり、かつ、図２に記号Ｅｃとして
示される抗電界が減少している。
【００２４】（実施例２）この実施例においては、図１
の強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−テトラフロ
ロエチレン（含有率２０：８０）共重合体を用いて形成
した。この非線形素子基板の製造は、実施例１と同様に
して行った。
の強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−テトラフロ
ロエチレン（含有率２０：８０）共重合体を用いて形成
した。この非線形素子基板の製造は、実施例１と同様に
して行った。
【００２５】上記のようにして得られた非線形素子基板
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定した結果を図３に示す。
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定した結果を図３に示す。
【００２６】図３から理解されるように、本実施例の非
線形素子基板においては、残留分極が大きくなり、抗電
界が減少している。
線形素子基板においては、残留分極が大きくなり、抗電
界が減少している。
【００２７】通常、ポリフッ化ビニリデン−テトラフロ
ロエチレン共重合体は、ポーリング処理や延伸処理を行
わなければ強誘電性を発現しないが、ラビング処理を行
うことにより、強誘電性が発現された。
ロエチレン共重合体は、ポーリング処理や延伸処理を行
わなければ強誘電性を発現しないが、ラビング処理を行
うことにより、強誘電性が発現された。
【００２８】（実施例３）この実施例においては、図１
の強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデンを用いて形成
した。この非線形素子基板の製造は、実施例１と同様に
して行った。
の強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデンを用いて形成
した。この非線形素子基板の製造は、実施例１と同様に
して行った。
【００２９】上記のようにして得られた非線形素子基板
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定した結果を図４に示す。
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定した結果を図４に示す。
【００３０】図４から理解されるように、本実施例の非
線形素子基板においては、残留分極が大きくなり、抗電
界が減少している。
線形素子基板においては、残留分極が大きくなり、抗電
界が減少している。
【００３１】通常、ポリフッ化ビニリデンホモポリマー
は、ポーリング処理や延伸処理を行わなければ強誘電性
を発現しないが、ラビング処理を行うことにより、強誘
電性が発現された。
は、ポーリング処理や延伸処理を行わなければ強誘電性
を発現しないが、ラビング処理を行うことにより、強誘
電性が発現された。
【００３２】（実施例４）この実施例においては、図１
に示す強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−トリフ
ロロエチレン（含有率７８：２２）共重合体を用いて形
成した。基板１としては、ポリスチレン基板を用い、そ
の上に絶縁膜を形成した。また、基板１を曲げることに
より、強誘電体層３にせん断応力を与えた。具体的には
以下の通りである。
に示す強誘電体層３を、ポリフッ化ビニリデン−トリフ
ロロエチレン（含有率７８：２２）共重合体を用いて形
成した。基板１としては、ポリスチレン基板を用い、そ
の上に絶縁膜を形成した。また、基板１を曲げることに
より、強誘電体層３にせん断応力を与えた。具体的には
以下の通りである。
【００３３】まず、ポリスチレン基板上に酸化シリコン
等からなる絶縁膜をスパッタリングによって形成する。
この上に、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、
銅、ＩＴＯなどの導電体によって第１の電極を形成し
た。次に、ポリフッ化ビニリデン−トリフロロエチレン
（含有率７８：２２）共重合体をメチルエチルケトンに
溶解し、これをスピンコート法により２０００オングス
トロームの厚さで塗布した。その後、１４５℃で３０分
焼成して、５０℃／ｈｒの速度で降温することにより、
強誘電層を形成した。
等からなる絶縁膜をスパッタリングによって形成する。
この上に、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、
銅、ＩＴＯなどの導電体によって第１の電極を形成し
た。次に、ポリフッ化ビニリデン−トリフロロエチレン
（含有率７８：２２）共重合体をメチルエチルケトンに
溶解し、これをスピンコート法により２０００オングス
トロームの厚さで塗布した。その後、１４５℃で３０分
焼成して、５０℃／ｈｒの速度で降温することにより、
強誘電層を形成した。
【００３４】その状態のポリスチレン基板を、強誘電層
側が凸になるように湾曲させた後、元に戻す。その後、
アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯ
などの導電体によって第２の電極を形成して、非線形素
子とした。
側が凸になるように湾曲させた後、元に戻す。その後、
アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、銅、ＩＴＯ
などの導電体によって第２の電極を形成して、非線形素
子とした。
【００３５】上記のようにして得られた非線形素子基板
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定したところ、実施例１程大きな効果は
なかったが、同様の結果が得られた。
について、実施例１と同様にして電界−電気変位ヒステ
リシス曲線を測定したところ、実施例１程大きな効果は
なかったが、同様の結果が得られた。
【００３６】この実施例において、強誘電体層を、ポリ
フッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン共重合体やポ
リフッ化ビニリデンを用いて形成した場合においても同
様の効果が得られた。
フッ化ビニリデン−テトラフロロエチレン共重合体やポ
リフッ化ビニリデンを用いて形成した場合においても同
様の効果が得られた。
【００３７】
【発明の効果】上記の説明で明らかなように、本発明に
よれば、基板上に形成された強誘電体層にせん断応力を
与えることにより、強誘電性を有する非線形素子基板を
得ることができる。この非線形素子基板を液晶表示装置
などに応用することにより、コントラストが高く、駆動
電圧が低い、優れた表示品位の液晶表示装置を得ること
ができる。また、本発明は、エレクトロルミネッセン
ス、エレクトロクロミズムなどの表示素子や非線形光学
素子用にも用いることができる。
よれば、基板上に形成された強誘電体層にせん断応力を
与えることにより、強誘電性を有する非線形素子基板を
得ることができる。この非線形素子基板を液晶表示装置
などに応用することにより、コントラストが高く、駆動
電圧が低い、優れた表示品位の液晶表示装置を得ること
ができる。また、本発明は、エレクトロルミネッセン
ス、エレクトロクロミズムなどの表示素子や非線形光学
素子用にも用いることができる。
【図１】本発明の製造方法を用いて製造される非線形素
子基板の一例を示す断面図である。
子基板の一例を示す断面図である。
【図２】実施例１の非線形素子基板の電界−電気変位ヒ
ステリシス曲線である。
ステリシス曲線である。
【図３】実施例２の非線形素子基板の電界−電気変位ヒ
ステリシス曲線である。
ステリシス曲線である。
【図４】実施例３の非線形素子基板の電界−電気変位ヒ
ステリシス曲線である。
ステリシス曲線である。
【図５】アクティブマトリクス基板として用いられる非
線形素子基板の例を示す図である。
線形素子基板の例を示す図である。
１ 基板 ２ 第１の電極 ３ 強誘電体層 ４ 第２の電極
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に第１の電極と第２の電極とが強
誘電体層を挟んで、または、強誘電体層の同一広面上に
第１の電極と第２の電極とが離隔して、形成された非線
形素子基板において、 基板上に第１の電極と第２の電極と強誘電体層とを所定
の配置で形成する工程と、 該強誘電体層にせん断応力を与える工程と、を含む非線
形素子基板の製造方法。 - 【請求項２】 前記せん断応力をラビング処理によっ
て、前記強誘電体層に与える請求項１に記載の非線形素
子基板の製造方法。 - 【請求項３】 前記せん断応力を前記強誘電体層の延伸
または曲げによって与える請求項１に記載の非線形素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22623492A JPH0675242A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 非線形素子基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22623492A JPH0675242A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 非線形素子基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675242A true JPH0675242A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16841999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22623492A Withdrawn JPH0675242A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 非線形素子基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675242A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101069010B1 (ko) * | 2009-02-23 | 2011-09-29 | 연세대학교 산학협력단 | 전단응력을 이용한 ＰＶＤＦ―ＴｒＦＥ 박막의 결정배향 제어 방법 |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP22623492A patent/JPH0675242A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101069010B1 (ko) * | 2009-02-23 | 2011-09-29 | 연세대학교 산학협력단 | 전단응력을 이용한 ＰＶＤＦ―ＴｒＦＥ 박막의 결정배향 제어 방법 |
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Legal Events
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