【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ィスプレイやプリン
ターのプリンタエンジンに用いられるアクティブデバイ
ス及びアクティブマトリクスディスプレイ及びアクティ
ブマトリクスディスプレイの駆動方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an active matrix display and an active device used in a printer engine of a printer, an active matrix display, and a method for driving an active matrix display.
〔発明の概要〕本発明は、アクティブデバイス及びアクティブマトリク
スディスプレイ及びアクティブマトリクスディスプレイ
の駆動方法において、強誘電体を能動層として具備した
アクティブデバイスを用いることにより、鮮明で高コン
トラストの画像を低コストで提供したものである。[Summary of the Invention] The present invention provides an active device, an active matrix display, and a method for driving an active matrix display, in which a clear, high-contrast image can be produced at low cost by using an active device having a ferroelectric material as an active layer. This is what was provided.
従来、Ｓ Ｉ Ｄ （Ｓｏｃｉｅｔｙ Ｐａｒ Ｉｎ［
ｏｒｍａＬｔｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ） １−９８６年Ｓ
ｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ 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１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５ｉｌＯ、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Ｇ
と、ガラス基板９上に電極８が形成された上側基板Ｈ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。Conventionally, SID (Society Par In[
ormaLton Display) 1-986S
ymposium Digest p, 296
Active devices such as those described in US Pat. The outline is shown in Figure 1. Glass substrate 1
Gate electrode 2, gate insulating film 3, channel amorphous 5ilO, source and drain region 1 formed on
1.6. Lower substrate G consisting of a pixel electrode 7 connected to a thin film transistor consisting of a source and drain electrode 5.4
An active device is known in which a liquid crystal C is held between an upper substrate H having an electrode 8 formed on a glass substrate 9.
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に印加された画素
情報すなわちデータ電位は、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５ｉｌＯ
を通して画素電極７と画素電極８間に保持された液晶Ｃ
に伝えられ、データ電圧は液晶Ｃの電荷量として保持さ
れる。However, conventional active devices have had the following problems. That is, the pixel information, that is, the data potential applied to the source electrode 5 is transmitted through the channel amorphous 5ilO whose on/off is controlled by the gate electrode.
The liquid crystal C held between the pixel electrode 7 and the pixel electrode 8 through
The data voltage is held as the amount of charge on the liquid crystal C.
ところが、液晶Ｃの電荷は薄膜トランジスタのリク電流
などのために、時間と共に減少していく。However, the charge on the liquid crystal C decreases over time due to the leakage current of the thin film transistor.
それは時間と共にデータ電圧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。また、従来のアクティブデバイス
は複雑な構造を具備しており、それに伴う複雑で長い製
造工程が必要であるため、歩留りが低く、コスト高で、
大面積にわたり均一な特性を具備せしめることが困難で
あった。また従来のアクティブデバイスを用いたアクテ
ィブマトリクスディスプレイも同様の課題を有していた
。That means the data voltage is lost over time. Therefore, it has been difficult to obtain clear, high-contrast images. In addition, conventional active devices have complex structures and require complex and long manufacturing processes, resulting in low yields, high costs, and
It has been difficult to provide uniform characteristics over a large area. Furthermore, active matrix displays using conventional active devices also have similar problems.
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
提供し、かつ簡単な工程で歩留りが高く低コストで、大
面積にわたり均一な特性を具備したアクティブデバイス
およびアクティブマトリクスディスプレイを提供するこ
とである。The present invention aims to solve these conventional problems, and aims to provide clear, high-contrast images, a simple process, high yield, low cost, and uniform characteristics over a large area. An object of the present invention is to provide an active device and an active matrix display.
本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板上に形成され
た第１の電極、前記第１のＲｈ及び前記絶縁基板を被覆
するように設けられた強誘電体層、前記強誘電体層を介
し前記第１の電極の一部と重なるように前記強誘電体層
上に設けられた第２の電極を具備したことを特徴とする
。The active device of the present invention includes a first electrode formed on an insulating substrate, a ferroelectric layer provided to cover the first Rh and the insulating substrate, and a ferroelectric layer provided to cover the first Rh and the insulating substrate. A second electrode is provided on the ferroelectric layer so as to partially overlap the first electrode.
本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板上に設けられ
た第１の電極、前記第１の電極の一部と重なるように前
記絶縁基板上に設けられた強誘電体層、前記強誘電体層
上に前記強誘電体層と同一形状の第２の電極を具備した
ことを特徴とする。The active device of the present invention includes a first electrode provided on an insulating substrate, a ferroelectric layer provided on the insulating substrate so as to partially overlap the first electrode, and a ferroelectric layer provided on the ferroelectric layer. A second electrode having the same shape as the ferroelectric layer is provided.
本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板上に形成され
た第１の電極および第２の電極、前記第１の電極と第２
の電極を連結するように前記絶縁基板上に設けられた島
状の強誘電体層を具備したことを特徴とする。The active device of the present invention includes a first electrode and a second electrode formed on an insulating substrate, and a first electrode and a second electrode formed on an insulating substrate.
The present invention is characterized by comprising an island-shaped ferroelectric layer provided on the insulating substrate so as to connect the electrodes.
本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板を被覆するよ
うに設けられた強誘電体層、前記強誘電体層上あるいは
前記絶縁基板と前記強誘電体層間に設けられた第１の電
極及び第２の電極を具備したことを特徴とする。The active device of the present invention includes a ferroelectric layer provided to cover an insulating substrate, a first electrode and a second electrode provided on the ferroelectric layer or between the insulating substrate and the ferroelectric layer. It is characterized by being equipped with an electrode.
本発明のアクティブデバイスは、絶縁基板と強誘電体層
間に設けられた第１の電極または第２の電極の膜厚が前
記強誘電体層の膜厚よりも薄いことを特徴とする。The active device of the present invention is characterized in that the thickness of the first electrode or the second electrode provided between the insulating substrate and the ferroelectric layer is thinner than the thickness of the ferroelectric layer.
本発明のアクティブマトリクスディスプレイは本発明の
アクティブデバイスをマトリクス状に配置したことを特
徴とする。The active matrix display of the present invention is characterized in that the active devices of the present invention are arranged in a matrix.
本発明のアクティブデイスプレィの駆動方法は、本発明
のアクティブデバイスをマトリクス状に配置し、電気光
学効果を持つ材料を保持せしめたアクティブマトリクス
ディスプレイを各フィールド期間内に、選択線群の各選
択線に選択電圧±Ｖ。The method for driving an active display of the present invention is to drive an active matrix display in which the active devices of the present invention are arranged in a matrix and hold a material having an electro-optic effect to each selected line of a group of selected lines within each field period. Select voltage ±V.
を順次印加し、データ線群にデータ電圧±Ｖ１を印加す
るアクティブマトリクスディスプレイの駆動方法におい
て、前記選択電圧±Ｖｏとデータ電圧±Ｖ１の差の絶対
値１ＶｏＶｌ １がここでＥ。二強誘電体層の抗電界ｄＦ：強誘電体層の膜厚ＣＰ二二面画素当の強誘電体層の容置ＣＬＣ：１画素当りの電気光学効果を持つ材料の容量を満足することを特徴とする。In an active matrix display driving method in which data voltages ±V1 are sequentially applied to data line groups, the absolute value 1VoVl 1 of the difference between the selection voltage ±Vo and the data voltage ±V1 is E. Coercive electric field dF of two ferroelectric layers: Film thickness of ferroelectric layer CP Capacity of ferroelectric layer per pixel CLC: Satisfies the capacitance of a material with electro-optic effect per pixel Features.
本発明のアクティブデバイスの作用を第３図（ａ）、（
ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を用いて説明する。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
切った後に強誘電体表面に残る表面電荷密度であり、こ
の表面電荷密度はメモリー性を持つことが知られている
。この状態での自発分極の配列を第３図（ｂ）に示す。The action of the active device of the present invention is shown in Fig. 3(a), (
This will be explained using b), (c), and (d). The hysteresis curve of the ferroelectric material is shown in FIG. 3(a). Figure 3(a)
The middle Pr is called residual polarization, which is the surface charge density that remains on the ferroelectric surface after the electric field applied to the ferroelectric material is cut off, and this surface charge density is known to have memory properties. The arrangement of spontaneous polarization in this state is shown in FIG. 3(b).
矢印の向いている強誘電体表面にプラスの表面電荷が、
表面にマイナスの表面電荷が保持されている。There is a positive surface charge on the ferroelectric surface where the arrow is pointing,
A negative surface charge is retained on the surface.
外部から自発分極を反転させるに十分大きな電界（すな
わち抗電界ＥＣ以上の電界）を印加すると自発分極は反
転し、第３図（Ｃ）に示した配列を取る。この際に、強
誘電体表面に保持されている電荷の極性が逆転する。ま
た、抗電界を印加し、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列した状態が電界を切っ
た後も保持される。この際の強誘電体の表面電荷は零と
なる。When an electric field sufficiently large to reverse the spontaneous polarization (that is, an electric field greater than the coercive electric field EC) is applied from the outside, the spontaneous polarization is reversed and takes the arrangement shown in FIG. 3(C). At this time, the polarity of the charges held on the ferroelectric surface is reversed. Further, when a coercive electric field is applied and the ferroelectric material is a non-single crystal, the state in which each spontaneous polarization is randomly arranged vertically is maintained even after the electric field is turned off. At this time, the surface charge of the ferroelectric material becomes zero.
液晶などを強誘電体と直列あるいは並列に結線すると、
強誘電体の表面電荷密度に比例した電圧を液晶に印加す
ることができる。その電圧は、自発分極を回転させるこ
とにより極性が変化する交流電圧であり、強誘電体に印
加される電圧を制御することにより、表面電荷密度を変
えることが可能であり、液晶に印加される電圧を制御す
ることができる。液晶に印加される電圧の制御性は強誘
電体が非単結晶である方が制御性が良い。When connecting a liquid crystal etc. in series or parallel with a ferroelectric material,
A voltage proportional to the surface charge density of the ferroelectric can be applied to the liquid crystal. The voltage is an alternating voltage whose polarity changes by rotating the spontaneous polarization, and by controlling the voltage applied to the ferroelectric material, it is possible to change the surface charge density, which is applied to the liquid crystal. Voltage can be controlled. The controllability of the voltage applied to the liquid crystal is better when the ferroelectric material is a non-single crystal.
また、液晶などに印加される電圧の起源は表面電荷であ
るので、表面電荷にメモリー性を有する強誘電体を用い
た本発明のアクティブデバイスはデバイス自身のリーク
電流による液晶などに書き込んだ電圧の消失が無い。Furthermore, since the voltage applied to liquid crystals etc. originates from surface charges, the active device of the present invention, which uses a ferroelectric substance with memory properties for surface charges, is capable of reducing the voltage written to liquid crystals etc. due to leakage current of the device itself. There is no disappearance.
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
２図（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる第１のアクティブ
デバイスの構成を示す。第２図（ｂ）は上視図、同図（
ａ）は同図（ｂ）のＡＢにおける断面図である。ガラス
基板から成る絶縁基板１２上に設けられたＩＴＯから成
る第１の電極１３、第１の電極１３上に設けられたフッ
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）との共重合体より
成る強誘電体層１４、強誘電体層１４上に設けられたＣ
ｒより成る第２の電極］５が設けられることにより構成
されている。Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. FIGS. 2(a) and 2(b) show the configuration of a first active device according to the present invention. Figure 2(b) is a top view;
a) is a sectional view taken along line AB in FIG. A first electrode 13 made of ITO provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate, and vinylidene fluoride (hereinafter abbreviated as VDF) and trifluoroethylene (hereinafter abbreviated as TrFE) provided on the first electrode 13. ferroelectric layer 14 made of a copolymer with
A second electrode] 5 made of .r is provided.
本発明節１のアクティブデバイスを形成するに必要なフ
ォト工程は２回である。Two photo steps are required to form the active device of Section 1 of the present invention.
第２図（ａ）、（ｂ）中において第１、第２の電極１３
．１５間の強誘電体層の膜厚ｄＦは、第１、第２の電極
１３．１５の絶縁基板１２と平行方向の間隔Ｘ％ ｙ％
Ｚよりも短く設けられている。In FIGS. 2(a) and (b), the first and second electrodes 13
．． The film thickness dF of the ferroelectric layer between the first and second electrodes 13.15 in the direction parallel to the insulating substrate 12 is X% y%.
It is provided shorter than Z.
そのため、第１、第２の電極１３と１５の間に電圧が印
加され、前記両電極間１３．１５に挾まれた強誘電体層
１４の自発分極を反転させる際には、前記第１、第２の
電極１３．１５間の距離より短いｄＦ力方向分極だけが
反転し、ｘＳｙ、ｚ方向では反転しないように電圧を設
定することが、可能となる。このように、ｄＦ Ｓｘｓ
ＹＳ Ｚおよび電圧を設定すると、アクティブデバイ
スの能動層として働く領域は、第２図（ａ）、（ｂ）中
のβ領域だけとなる。アクティブ層としてβ領域だけが
働く次のような効果が生じる。第１に、第１図（ａ）、
（ｂ）中ｘＳｙ、ｚ方向の強誘電体層の自発分極が反転
しないため、本発明のアクティブデバイスをアクティブ
マトリクスディスプレイなどに用いた際は、クロストー
クが生じず、高品位の表示を得ることできる。第２に、
Ｘｚ ｙｚＺ方向に生じる容量はｄＰ力方向容量に比べ
小さくできるために、強誘電体層１４が形成する総Ｈの
容量が小さくなる。これは後に述べるように、駆動電圧
の低下、クロストークの防止など、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ディスプレイの
表示品質の高品位化に多大な効果を有する。Therefore, when a voltage is applied between the first and second electrodes 13 and 15 to reverse the spontaneous polarization of the ferroelectric layer 14 sandwiched between the two electrodes 13.15, the first, It is possible to set the voltage so that only the dF force direction polarization shorter than the distance between the second electrodes 13.15 is reversed, but not in the xSy, z direction. In this way, dF Sxs
When YS Z and voltage are set, the only region that acts as an active layer of the active device is the β region in FIGS. 2(a) and 2(b). Only the β region acts as an active layer, resulting in the following effect. First, Fig. 1(a),
(b) Since the spontaneous polarization of the ferroelectric layer in the middle xSy and z directions is not reversed, when the active device of the present invention is used in an active matrix display, no crosstalk occurs and high quality display can be obtained. can. Second,
Since the capacitance generated in the Xz yzZ direction can be made smaller than the capacitance in the dP force direction, the total H capacitance formed by the ferroelectric layer 14 becomes smaller. As will be described later, this has great effects in improving the display quality of an active matrix display using the active device of the present invention, such as reducing drive voltage and preventing crosstalk.
強誘電体層１４に用いられているＶＤＦとＴｒＦＥとの
共重合体はジオキサンやメチルエチルケトンなどの溶媒
液に溶けた液体状態として存在するため、スピンコード
法で大面積に均一に形成できる。これは、大面積にわた
り均一なアクティブデバイスが容易に形成できると、す
なわち、大面積にわたり均一な表示を行うアクティブマ
トリクスディスプレイが実現されることを示している。Since the copolymer of VDF and TrFE used for the ferroelectric layer 14 exists in a liquid state dissolved in a solvent such as dioxane or methyl ethyl ketone, it can be uniformly formed over a large area by the spin cord method. This indicates that a uniform active device over a large area can be easily formed, that is, an active matrix display that provides uniform display over a large area can be realized.
スピンコード法で形成した後、焼成することにより、Ｖ
ＤＦとＴｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体層を得る
。ＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体は少くとも薄膜状態で
は無色透明であるため、液晶のような受光型デイスプレ
ィ、特に透過光型に応用する際は光の透過率が高く、明
るく視認性の秀れたデイスプレィが実現できる。After forming by spin cord method and firing, V
A ferroelectric layer made of a copolymer of DF and TrFE is obtained. Since the copolymer of VDF and TrFE is colorless and transparent at least in a thin film state, it has high light transmittance and is bright and has excellent visibility when applied to light-receiving displays such as liquid crystals, especially transmitted light displays. A display can be realized.
また、ＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体
層１４の膜厚ｄＰは、第１の電極１３の膜厚ａＵよりも
厚く設けられている。スピンコード法で塗布後、絶縁基
板１２を水平に保持して数十秒から数分間放置し、強誘
電体層１４の表面を平坦化する。この時溶媒に溶かすＶ
ＤＦとＴｒＦＥの量の調整（粘度調整）及びスピンコー
タの回転数や時間を最適化することにより、容易にｄ６
〉ｄｌｌの関係を満たし、膜厚と膜質が均一な強誘電体
層１４を形成することができる。これは大面積にわたり
均一でばらつきの小さいアクティブデバイスが形成され
るという絶大なる効果を持つ。Further, the film thickness dP of the ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is set to be thicker than the film thickness aU of the first electrode 13. After coating by the spin code method, the insulating substrate 12 is held horizontally and left for several tens of seconds to several minutes to flatten the surface of the ferroelectric layer 14. At this time, V to be dissolved in the solvent
By adjusting the amount of DF and TrFE (viscosity adjustment) and optimizing the rotation speed and time of the spin coater, d6 can be easily
The ferroelectric layer 14 can be formed with a uniform thickness and quality, satisfying the relationship: >dll. This has the tremendous effect of forming an active device that is uniform over a large area and has small variations.
さらに、強誘電体層１４は液体から形成されるため、強
誘電体層１４を塗布して形成する工程により、第１の電
極１３が形成する凹凸を平坦化し、強誘電体層１４０表
面をほぼフラットにすることができる。第２の電極１５
はフラットな表面上に形成されるため、良好な断差形状
となり、断差部での線切れ、あるいは断差部で強誘電体
層１４に高電界が印加され絶縁破壊が生じるということ
はなく、信頼性の高いアクティブデバイスが得られる。Furthermore, since the ferroelectric layer 14 is formed from a liquid, the process of coating and forming the ferroelectric layer 14 flattens the unevenness formed by the first electrode 13 and almost covers the surface of the ferroelectric layer 140. Can be made flat. Second electrode 15
Since it is formed on a flat surface, it has a good cross-section shape, and there is no possibility of wire breakage at the cross-section or dielectric breakdown caused by applying a high electric field to the ferroelectric layer 14 at the cross-section. , a highly reliable active device is obtained.
第１の電極１３の膜厚は１００〜３０００、強誘電体層
の膜厚は第１の電極よりも１０００〜３０００ 厚いの
が望ましい。The thickness of the first electrode 13 is preferably 100 to 3000, and the thickness of the ferroelectric layer is preferably 1000 to 3000 thicker than the first electrode.
第２図（ａ）、（ｂ）において絶縁基板１２の上に第２
の電極１５、強誘電体層１４、第１の電極１３の順番で
形成、すなわち第１電極１３と第２７１を極１５の位置
関係を逆にしても良い。In FIGS. 2(a) and 2(b), a second
The electrode 15, the ferroelectric layer 14, and the first electrode 13 may be formed in this order, that is, the positional relationship of the first electrode 13 and the 271st electrode 15 may be reversed.
また、第１図（ａ）、（ｂ）のように構成されたアクテ
ィブデバイスは、第１の電極１３と第２の電極１５間の
フォト工程におけるアライメント誤差の許よう度（Ｘ％
７％ Ｚ方向）を大きくできる。In addition, the active device configured as shown in FIGS. 1(a) and 1(b) has a tolerance for alignment error (X%) in the photo process between the first electrode 13 and the second electrode 15.
7% (Z direction) can be increased.
第４図に本発明節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
２上にＩＴＯから成る第１の電極１３、ＶＤＦとＴｒＦ
Ｅ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から成る基板りと、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
対向基板Ｅの間に液晶Ｆを保持した液晶パネルである。FIG. 4 shows a cross-sectional view of a liquid crystal panel using the active device of Section 1 of the present invention. Insulating substrate 1 made of glass substrate
2, a first electrode 13 made of ITO, VDF and TrF
A counter substrate E is formed of a ferroelectric layer 14 made of a copolymer with E, a second electrode 15 made of Cr, and an electrode 17 made of ITO on an insulating substrate 16 made of a glass substrate. This is a liquid crystal panel that holds liquid crystal F in between.
第４図中において、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す
る材料、色が変化する材料などを液晶Ｆの代わりに用い
ても良い。In Figure 4, materials that change light transmittance depending on an electric field, materials that change light emitting and non-emitting states, materials that change color, etc., are shown in Figure 4. It may be used instead of liquid crystal F.
本発明のアクティブデバイスを用いた液晶パネルはアク
ティブ型の液晶パネルである。従って、用いられる液晶
はＴＮ（ツイストネマチック）液晶、ゲストホスト液晶
、ＳＴＮ、ＮＴＮホメオトロピック液晶などの液晶自身
がメモリー効果を持たない液晶、非強誘電性液晶を用い
た場合に本発明のアクティブデバイスは特に効果がある
。A liquid crystal panel using the active device of the present invention is an active type liquid crystal panel. Therefore, when the liquid crystal used is a liquid crystal that does not have a memory effect itself, such as a TN (twisted nematic) liquid crystal, a guest host liquid crystal, an STN, or an NTN homeotropic liquid crystal, or a non-ferroelectric liquid crystal, the active device of the present invention can be used. is particularly effective.
第５図に、本発明節１のアクティブデバイスを用いた本
発明にかかるアクティブマトリクスディスプレイの１部
の上限図を示す。第５図のアクティブマトリクスディス
プレイは第４図の液晶パネルをマトリクス状に配置する
ことにより得られる。FIG. 5 shows an upper limit diagram of a portion of an active matrix display according to the present invention using the active device of Section 1 of the present invention. The active matrix display shown in FIG. 5 is obtained by arranging the liquid crystal panels shown in FIG. 4 in a matrix.
ガラス基板から成る絶縁基板上に形成されたＩＴＯから
成る第１の電極１３、強誘電体層、Ｃｒから成る第２の
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ＩＴＯから成る電極１７で形成される対向基板の間
に液晶を保持しており、基板、対向基板の各電極がマト
リクス状に配置されている。画素電極として働く第１の
電極１３上に強誘電体層１４か重なっているが、ＶＤＦ
とＴｒＦＥとの共重合体は無色透明であるため、明るく
鮮明で視認性の良いデイスプレィを構成している。A substrate consisting of a first electrode 13 made of ITO formed on an insulating substrate made of a glass substrate, a ferroelectric layer, a second electrode 15 made of Cr, and an electrode made of ITO formed on an insulated substrate made of a glass substrate. A liquid crystal is held between opposing substrates formed by 17, and each electrode of the substrate and the opposing substrate is arranged in a matrix. A ferroelectric layer 14 overlaps the first electrode 13 that serves as a pixel electrode, but the VDF
Since the copolymer of TrFE and TrFE is colorless and transparent, it forms a bright, clear display with good visibility.
強誘電体層１４は、分極効果を持っているため、例えば
回転ラビングなどのラビング法を用いると液晶の配向膜
と用いることが可能である。従来のアクティブデバイス
のようにポリイミド等の特別な材料や工程を付加するこ
となく液晶を配向させることか可能である。そのため工
程が簡単化でき、スループットが高く、低コストで歩留
りの高いアクティブデバイスである。また、ラビングな
どの配向処理の工程で、強誘電体層１４の特性に悪影響
を与えることはない。また、強誘電体層１４は液晶に印
加される直流電圧を遮断する絶縁膜も兼ねている。この
ように、本発明節１のアクティブマトリクスディスプレ
イは、特別な工程を用いて配向膜や直流電圧を遮断する
絶縁膜を形成する必要がなく、低コストで高歩留りのア
クティブマトリクスディスプレイである。Since the ferroelectric layer 14 has a polarization effect, it can be used as an alignment film for liquid crystal by using a rubbing method such as rotational rubbing. Unlike conventional active devices, it is possible to align liquid crystal without adding special materials such as polyimide or processes. Therefore, it is an active device with a simplified process, high throughput, low cost, and high yield. Further, the properties of the ferroelectric layer 14 are not adversely affected by the alignment process such as rubbing. Further, the ferroelectric layer 14 also serves as an insulating film that blocks direct current voltage applied to the liquid crystal. In this way, the active matrix display of Section 1 of the present invention does not require any special process to form an alignment film or an insulating film that blocks DC voltage, and is a low-cost, high-yield active matrix display.
対向基板の配向膜として、ポリイミドなどの有機膜、Ｓ
ｉＯ斜め蒸着膜を用いても良い。As the alignment film of the counter substrate, an organic film such as polyimide, S
An iO obliquely deposited film may also be used.
ギャップ剤はプラスチックやガラス材料を用いた円筒形
、球形のもの、あるいはＰＩなどの有機材料から成る貝
柱か用いられる。The gap agent may be cylindrical or spherical made of plastic or glass material, or a scallop made of organic material such as PI.
本発明節１のアクティブデバイス及びそれを用いた本発
明節１のアクティブマトリクスディスプレイを構成する
第１の電極１３、第２の電極１５、電極１７、強誘電体
層１４は、スパッタ法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、蒸着法、
メツキ法、スピンコード法、オフセット印刷、スクリー
ン印刷などの印刷法、ロールコート法、キャストフィル
ム法、ディッピング法、塗布法、ゾル−ゲル法、加水分
解沈澱法、スプレィ−法、ＬＢ法などにより形成できる
。The first electrode 13, the second electrode 15, the electrode 17, and the ferroelectric layer 14 constituting the active device according to Section 1 of the present invention and the active matrix display according to Section 1 of the present invention using the active device are manufactured using a sputtering method or a CVD method. , PVD method, vapor deposition method,
Formed by printing methods such as plating method, spin code method, offset printing, and screen printing, roll coating method, cast film method, dipping method, coating method, sol-gel method, hydrolytic precipitation method, spray method, LB method, etc. can.
強誘電体層１４と絶縁基板１２、第１の電極１３、第２
の電極１５との界面に界面活性剤やシランカップリング
剤などから成るカップリング層を設け、密着強度を増加
させても良い。Ferroelectric layer 14, insulating substrate 12, first electrode 13, second
A coupling layer made of a surfactant, a silane coupling agent, or the like may be provided at the interface with the electrode 15 to increase adhesion strength.
本発明節１のアクティブデバイスはスピンコード法で形
成できるため大面積にわたり均一な特性を持つ。従って
本発明節１のアクティブマトリクスディスプレイは、大
面積にわたり均一な画像表示か可能である。Since the active device according to Section 1 of the present invention can be formed by a spin code method, it has uniform characteristics over a large area. Therefore, the active matrix display according to Section 1 of the present invention is capable of displaying uniform images over a large area.
本発明節１のアクティブデバイス及びそれを用いた本発
明節１のアクティブマトリクスディスプレイを構成する
第１の電極１３、第２の電極１５、電極１７として用い
られる材料はＩＴＯやＣ「に限る必要は無く、それ以外
の金属、５ｎ０２などの透明電極、半導体、シリサイド
、導電性高分子、導電性塗料、超伝導材料などの導電性
材料を用いても良い。また同様に絶縁基板１２．１６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
などの無機材料あるいはプラスチック、アクリル、弗化
ビニールなどの有機材料を用いても良い。The materials used for the first electrode 13, second electrode 15, and electrode 17 constituting the active device according to Section 1 of the present invention and the active matrix display according to Section 1 of the present invention using the same do not need to be limited to ITO or C. However, conductive materials such as other metals, transparent electrodes such as 5N02, semiconductors, silicides, conductive polymers, conductive paints, and superconducting materials may also be used.Also, similarly used for the insulating substrates 12 and 16. The material to be used is not limited to glass, and inorganic materials such as ceramics, or organic materials such as plastic, acrylic, and vinyl fluoride may be used.
特に薄い無機飼料や有機材料を絶縁基板１２．１６とし
て用いた場合は、フレキシビリティの有る液晶パネルが
得られる。In particular, when a thin inorganic feed or organic material is used as the insulating substrate 12, 16, a flexible liquid crystal panel can be obtained.
絶縁基板１２として用いられているガラス基板などの厚
さは本発明のアクティブデバイスのデバイス特性とは無
関係であるため、デバイス特性を損うことなく絶縁基板
１２を厚く強固に、あるいは薄く軽くするなど、絶縁基
板１２の厚さを自由に選択することができる。Since the thickness of the glass substrate used as the insulating substrate 12 has nothing to do with the device characteristics of the active device of the present invention, the insulating substrate 12 can be made thicker and stronger or thinner and lighter without impairing the device characteristics. , the thickness of the insulating substrate 12 can be freely selected.
本発明箱１のアクティブデバイスに用いられる強誘電体
層］４に用いられる材料はＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合
体に限る必要なく、他の強誘電体材料、例えばＢａＴｉ
０． 、ＰｂＴｉ０． 、ＷＯ２などのペロプスカイト
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（［）酸カリウム（黄血塩）、ヨ
ウ化硫化アンチモン、あるいはＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａ
Ｏ３、ＰｂＴｉＯ３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 （
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の共重合体、ＶＤＦとＴｒＦＥ
などとの共重合体などの高分子強誘電体、Ｂ１４Ｔｉｉ
ｏ＋２、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。[Ferroelectric layer used in active device of present invention box 1] The material used for 4 is not limited to the copolymer of VDF and TrFE, and may be other ferroelectric materials, such as BaTi.
0. , PbTi0. , perovskite ferroelectrics such as WO2, Rochelle salt-based ferroelectrics such as Rochelle salt, deuterium Rochelle salt, tartrate, KDP, phosphate, arsenate, potassium dihydrogen phosphate, double phosphate Dihydrogen phosphate alkaline ferroelectric material such as potassium hydrogen, GASH
, guanidine-based ferroelectrics such as TGS, potassium niobate, glycine sulfate, ammonium sulfate, sodium nitrite, potassium hexacyanoferrate ([), antimony iodide sulfide, or LiNbO3, LiTa
Amorphous ferroelectrics such as O3, PbTiO3, polyvinylidene fluoride and its copolymers, VDF and TeFE (
copolymers with vinylidene cyanide and vinyl acetate, copolymers with vinylidene cyanide and vinyl acetate, VDF and TrFE
Polymer ferroelectric materials such as copolymers with B14Tii
o+2, Fe-B-0 system, electret, etc. may be used in the form of single crystal or non-single crystal.
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。ＢａＴｉＯ３などの
無機の強誘電体を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。Further, a composite of two or more types of the above-mentioned ferroelectric materials or a composite with a paraelectric material may be used. Inorganic ferroelectric materials such as BaTiO3 are characterized by large remanent polarization and fast switching speed, while amorphous ferroelectric materials are characterized by the fact that it is easy to obtain a uniform ferroelectric layer over a large area, and organic ferroelectric materials are Since the body is obtained using the spin code method, it has the characteristic that it can be obtained uniformly over a large area at low cost. In addition, most ferroelectric materials have stable temperature characteristics because their dielectric constant and residual polarization hardly change at actual operating temperatures.
また、有機材料中に無機強誘電体の粉末（０゜１〜１０
０μｍの径）を保持せしめた強誘電体を用いても良い。In addition, inorganic ferroelectric powder (0°1-10
A ferroelectric material having a diameter of 0 μm may also be used.
第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に第５図に示し
たアクティブマトリクスディスプレイの１画素当りの等
両回路を示し、１画素当りの基本的な動作原理を説明す
る。１画素とは第４図に示される液晶パネルを示し、強
誘電体層１４と液晶２１の容量が直列に結ばれている。Figures 6(a), (b), (c), and (d) show the circuits per pixel of the active matrix display shown in Figure 5, and explain the basic operating principle per pixel. do. One pixel refers to the liquid crystal panel shown in FIG. 4, in which the ferroelectric layer 14 and the capacitance of the liquid crystal 21 are connected in series.
第６図（ａ）においてはあるフィールドの選択期間内に
、強誘電体層１４内の自発分極を反転するに十分な正電
圧がＧ端子に印加され、その結果自発分極はほとんどす
べて下を向いている状態を示している。このように、自
発分極をある一方向にそろえることで、書き込み動作は
終了する。この後、Ｇ端子は第６図（ｂ）に示すように
グラウンド電位に保たれる。これが保持状態すなわち非
選択期間の状態である。保持状態においては、強誘電体
層１４は−Ｓｐ −Ｐｒ （Ｓｐ ：強誘電体層１４の
面積、Ｐｒ：強誘電体層１４の残留分極残留分極とは強
誘電体に印加する電圧を切った後も、自発分極によって
強誘電体表面にメモリー性を持って保持される表面電荷
である。）と、液晶２１と強誘電体層１４間での自由電
荷の分配量子ＱＬＣを持つ。液晶２１はＱ ＬＣ−ＣＬ
ＣＶ ＬＣを持つ。In FIG. 6(a), during a certain field selection period, a positive voltage sufficient to reverse the spontaneous polarization in the ferroelectric layer 14 is applied to the G terminal, so that almost all of the spontaneous polarization points downward. This indicates the state in which the In this way, the write operation is completed by aligning the spontaneous polarization in one direction. After this, the G terminal is kept at ground potential as shown in FIG. 6(b). This is a holding state, that is, a non-selection period state. In the holding state, the ferroelectric layer 14 is -Sp -Pr (Sp: area of the ferroelectric layer 14, Pr: remanent polarization of the ferroelectric layer 14.Remanent polarization is the residual polarization of the ferroelectric layer 14 when the voltage applied to the ferroelectric is turned off. This is a surface charge that is retained on the ferroelectric surface with a memory property due to spontaneous polarization) and a free charge distribution quantum QLC between the liquid crystal 21 and the ferroelectric layer 14. Liquid crystal 21 is Q LC-CL
Has CV LC.
また、強誘電体層１４と液晶２１に印加される電圧ｖｐ
１ｖＬｃが等しいことにより、Ｑｐ −ＳＰ ” Ｐ ｒ＋Ｑｔｃ−Ｃｐ ｖＦ
■Ｑ ＬＣ−ＣＬＣＶ ｔｃ
■ＶＰ””ＶＬＣ■Ｑ＋、ｃ：液晶２１の持つ電荷量Ｃｔｃ：液晶２１の容量Ｑｐ ’強誘電体層１４の持つ電荷量Ｃ１二強誘電体層１４の容量となり、■、■、■よりとなる。このように、液晶２１には■式で示される電圧
が非選択期間内に保持される。Further, the voltage vp applied to the ferroelectric layer 14 and the liquid crystal 21
Since 1vLc is equal, Qp −SP ”P r+Qtc−Cp vF
■Q LC-CLCV tc
■VP””VLC■ Q+, c: Amount of charge held by the liquid crystal 21 Ctc: Capacity Qp of the liquid crystal 21 'Amount of charge held by the ferroelectric layer 14 C1 2 Capacity of the ferroelectric layer 14, and from ■, ■, ■ becomes. In this way, the voltage shown by the formula (2) is maintained in the liquid crystal 21 during the non-selection period.
■式より液晶２１に印加される電圧ＶＬＣはＰｒに比例
するので、ポーリング処理により強誘電体層１４のＰｒ
を大きくすることは、液晶２１への書き込み能力を大き
いアクティブデバイスを得る上で絶大な効果を有する。(2) From the formula, the voltage VLC applied to the liquid crystal 21 is proportional to Pr, so by the poling process, the voltage VLC applied to the liquid crystal 21 is proportional to Pr.
Increasing the value has a tremendous effect in obtaining an active device with a large write capacity to the liquid crystal 21.
また、Ｐｒはメモリー性を有することが知られているの
で、強誘電体層１４に起因するリーク電流は無く、良好
なＶＬＣの保持特性を示す。書き込み能力が大きくリー
ク電流の無いアクティブデバイスは、鮮明で高コントラ
ストな画像を堤供する。Furthermore, since Pr is known to have memory properties, there is no leakage current caused by the ferroelectric layer 14, and it exhibits good VLC retention characteristics. Active devices with high write capability and no leakage current provide sharp, high-contrast images.
次のフィールドでは第６図（Ｃ）に示すように、Ｇ端子
に選択期間内に負電圧が印加され、自発分極が反転し、
上を向いている状態を示してえいる。In the next field, as shown in Figure 6(C), a negative voltage is applied to the G terminal within the selection period, and the spontaneous polarization is reversed.
It shows the state of facing upward.
そ後の非選択期間内では第６図（ｄ）のように保持され
、■、■、０式とは逆極性の電圧、電荷が液晶２１と強
誘電体層１４に印加、保持される。During the subsequent non-selection period, the voltage and charge are maintained as shown in FIG. 6(d), and voltages and charges with polarities opposite to those of equations (1), (2), and 0 are applied to the liquid crystal 21 and the ferroelectric layer 14 and are maintained.
■式より明らかなように、±Ｖｏの大きさを変化させ、
Ｐｒ＠を変化させることにより、ｖＬｃを制御すること
ができる。特に、強誘電体層１４が非常単結晶、特に多
結晶の強誘電体で構されている際は、Ｐｒの制御は容易
となる。■As is clear from the formula, by changing the magnitude of ±Vo,
By changing Pr@, vLc can be controlled. In particular, when the ferroelectric layer 14 is made of a very single crystal, especially a polycrystalline ferroelectric, control of Pr becomes easy.
実際のアクティブデイスプレィでは、非選択期間に第６
図中のグラウンド端子からデータ電圧上の外乱電位、す
なわちノイズが印加される。ノイズを小さくおさえるた
めには、ＣＬＣ／ Ｃｐが大きい方が好ましく、小さく
とも１以上、できれば１０以上であることが望ましい。In an actual active display, the sixth
A disturbance potential on the data voltage, that is, noise is applied from the ground terminal in the figure. In order to suppress noise, it is preferable that CLC/Cp be large, and it is desirable that it be at least 1 or more, preferably 10 or more.
また、選択期間内にＧ端子に印加される電圧±Ｖ０のう
ち、強誘電体層１４には、分極を反転させる、すなわち書き込み動作を行うための
ものであるので大きい方が望ましい。そのためにはＣＬ
Ｃ／ Ｃｐは大きい方が好ましく、少くとも１以上、で
きれば１０以上であることが望ましい。Further, among the voltages ±V0 applied to the G terminal during the selection period, a larger one is desirable since the voltage is used to invert the polarization of the ferroelectric layer 14, that is, to perform a write operation. For that purpose, CL
C/Cp is preferably larger, and is preferably at least 1 or more, preferably 10 or more.
第７図に第５図に示したアクティブマトリクスディスプ
レイの等価回路を示す。対向基板のｍＷ１７はＡ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４として選択線群を形成しており、基板の
第２の電極１５はＢ１、Ｂ２、Ｂ３としてデータ線群を
形成している。各画素は、液晶２１と強誘電体層１４と
の直列結合より形成されている。ここで、電極１７をデ
ータ線群として、第１の電極１５を選択線群として用い
ても良い。FIG. 7 shows an equivalent circuit of the active matrix display shown in FIG. 5. The mW17 of the opposing board is A1, A
2, A3, and A4 form a selection line group, and the second electrode 15 of the substrate forms a data line group as B1, B2, and B3. Each pixel is formed by serially coupling a liquid crystal 21 and a ferroelectric layer 14. Here, the electrodes 17 may be used as a data line group, and the first electrodes 15 may be used as a selection line group.
第８図に第７図に示したアクティブマトリクスパネルの
等価回路の駆動方法を示す。第８図と第７図のＡ１、Ａ
２、Ａ３、Ａ４およびＢ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ対応
している。Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４で横方向にデータを
書き込む画素を選択し、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３でデータ電圧
を各画素に送る。FIG. 8 shows a method for driving the equivalent circuit of the active matrix panel shown in FIG. 7. A1 and A in Figures 8 and 7
2, A3, A4 and B1, B2, B3 correspond to each other. A1, A2, A3, and A4 select pixels to write data in the horizontal direction, and B1, B2, and B3 send data voltages to each pixel.
Ｖｏは選択電圧、■、はデータ電圧である。Vo is a selection voltage, and ■ is a data voltage.
Ｃ＋、ｃ） ＣＦであれば選択線とデータ線間に印加さ
れる電圧はほとんどすべて強誘電体層１４に印加される
。C+, c) In the case of CF, almost all the voltage applied between the selection line and the data line is applied to the ferroelectric layer 14.
今、あるフィールドにおいて、Ａ１が選択された場合を
考える。液晶２１のＯＮ、ＯＦＦに対応するデータが書
き込まれる画素の強誘電体層１４と液晶２１の直列結合
にはそれぞれＶ （ＯＮ） ＝Ｖｏ ＋ｖＶ （ＯＦＦ）−ｖｏ −ｖ。Now, consider a case where A1 is selected in a certain field. V (ON) = Vo + v V (OFF) - vo - v in the series connection between the ferroelectric layer 14 of the pixel and the liquid crystal 21 in which data corresponding to ON and OFF of the liquid crystal 21 is written, respectively.
の電圧が印加される。また、選択されていないラインの
両者の直列結合には、Ｖ（非選択）−±Ｖ１の電圧が印加される。このとき、Ｖ （ＯＮ） 、Ｖ（
ＯＦＦ）は、第３図（ａ）のＥ。ＸＥＣとＶ （ＯＮ）
≧ｄＰＥ。voltage is applied. Further, a voltage of V (non-selected) -±V1 is applied to the series combination of both unselected lines. At this time, V (ON), V(
OFF) is E in FIG. 3(a). XEC and V (ON)
≧dPE.
Ｖ （ＯＦ Ｆ） −ｄｐ Ｅｃとなるように決定される。ここでａｐは、強誘電体層の
、膜厚である。このとき、選択された画素および非選択
の画素の強誘電体層の自発分極は、それぞれ第３図（ｂ
）および（ｄ）のようになり、それぞれの残留分極に応
じた電圧が液晶に印加され、液晶はオン、オフ状態を取
る。It is determined to be V(OF)-dpEc. Here, ap is the thickness of the ferroelectric layer. At this time, the spontaneous polarization of the ferroelectric layer of the selected pixel and the unselected pixel are respectively shown in FIG.
) and (d), voltages corresponding to the respective residual polarizations are applied to the liquid crystal, and the liquid crystal takes on and off states.
Ａ１の選択期間が終了すると、Ａ２、Ａ３の順番で順次
選択され、各画素にデータが書き込まれて行く。選択期
間か終了すると、非選択期間に入る。When the selection period of A1 ends, A2 and A3 are sequentially selected, and data is written to each pixel. When the selection period ends, the non-selection period begins.
１フ、ｆ−ルド期間が経過し、再びＡ１を選択する際は
、ＯＮ、ＯＦＦに対応する画素の強誘電体層１４には、Ｖ （ＯＮ）−−Ｖｏ−Ｖ、＜ｄＦＥ。When one f-hold period has passed and A1 is selected again, the ferroelectric layer 14 of the pixel corresponding to ON and OFF has V (ON)--Vo-V, <dFE.
Ｖ （ＯＦＦ）＝Ｖ、＋Ｖｌ ＝−ｄＦ ＥＣの電圧が
印加され、選択されていないラインの強誘電体層には、■（非選択）＝±Ｖ１の電圧が印加される。このとき、選択された画素および
非選択の画素の強誘電体層の自発分極はそれぞれ第３図
（Ｃ）および（ｄ）のようになり、それぞれの残留分極
に応じた電界が液晶に印加され、液晶はオフ、オフの状
態を取り、２フイ一ルド周期の交流駆動が行われる。こ
こでＶ（ＯＦＦ）はからなずしも−ｄ、・Ｅ、である必
要はなく、他の電圧でも液晶の光透過率が−ｄ、・Ｅｏ
を印加した際と大差なければ、−ｄｐ ・Ｅｏ以外の電
圧をＶ（ＯＦＦ）としても良い。A voltage of V (OFF) = V, +Vl = -dF EC is applied, and a voltage of (1) (non-selection) = ±V1 is applied to the ferroelectric layer of the unselected line. At this time, the spontaneous polarization of the ferroelectric layer of the selected pixel and the unselected pixel becomes as shown in FIG. 3(C) and (d), respectively, and an electric field corresponding to the respective residual polarization is applied to the liquid crystal. , the liquid crystal is in off and off states, and alternating current driving with a two-field cycle is performed. Here, V(OFF) does not necessarily have to be -d, ・E, and the light transmittance of the liquid crystal is -d, ・Eo even at other voltages.
A voltage other than -dp·Eo may be set to V (OFF) as long as there is no significant difference from when .
本発明第１のアクティブデバイスの駆動方法においては
、ＶｏｌＶｌは次にょうにして決定される。In the first active device driving method of the present invention, VolVl is determined as follows.
本発明第１のアクティブデバイスの駆動方法は第８図に
示される駆動方法を用いる。強誘電体層１４としてＶＤ
ＦとＴｒＦＥの共重合体のように、自発分極の反転速度
が強く電界に依存し、抗電界（〜５０ Ｍ Ｖ ／ ｍ
）程度の電界では自発分極の反転速度が選択期間（＜
１６．７ｍ５ｅｃ）より遅すぎるため抗電界を用いたパ
ネル動作が困難な場合は次にようにしてＶ。、■、は決
定される。The first active device driving method of the present invention uses the driving method shown in FIG. VD as the ferroelectric layer 14
As in copolymers of F and TrFE, the rate of spontaneous polarization reversal is strongly electric field dependent, with a coercive electric field (~50 M V/m
), the rate of reversal of spontaneous polarization decreases over the selection period (<
If it is difficult to operate the panel using a coercive electric field because it is too slow than 16.7m5ec), use the following method to reduce the voltage to V. ,■, is determined.
第９図に示すように、ＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体の
自発分極の反転速度τＳは前記共重合体に印加される電
界に強く存在しており、抗電界（〜５０ Ｍ Ｖ ／
ｍ ）のＴＳは〜１ｓｅｃである。As shown in FIG. 9, the spontaneous polarization reversal speed τS of the copolymer of VDF and TrFE strongly exists in the electric field applied to the copolymer, and the coercive electric field (~50 M V /
The TS of m) is ~1 sec.
第１０図は、前記共重合中の電気変位りの時間変化の、
印加電界強度依存性を示したものである。FIG. 10 shows the temporal change in electrical displacement during the copolymerization.
This shows the dependence on applied electric field strength.
ここでδＤ／δｌｏｇ （τ）の各ピークは、ピクを持
つ時間において自発分極が約半分反転したことを示して
おり、各ピークの右側のすそに相当する時間は、その時
間において自発分極がほぼ完全に反転したことを示して
いる。ここで、選択期間の時間長さとδＤ／δｌｏｇ
（ｔ）のグラフのピーク位置が一致するようにＶ（ＯＦ
Ｆ）の電圧を、また、選択期間の時間長さと、δＤ／δ
ｌ。Here, each peak of δD/δlog (τ) indicates that the spontaneous polarization is reversed by about half at the time when it has a peak, and the time corresponding to the right base of each peak shows that the spontaneous polarization is almost inverted at that time. This shows a complete reversal. Here, the time length of the selection period and δD/δlog
V(OF
F) voltage, and the length of the selection period and δD/δ
l.
ｇ （ｔ）のグラフの右側のすそが一致するようにＶ
（ＯＮ）の電圧を決定すればよい。すなわち、このよう
に決定されたＶ （ＯＮ）だと、自発分極は選択期間内
にほとんどすべて反転してしまうため、■式で決まる電
圧が液晶に印加され、データの書き込みが行われる。ま
た、Ｖ （ＯＦＦ）の場合は、選択期間内に自発分極が
役半分だけ反転するため、強誘電体層中の自発分極はＶ
（ＯＮ）で決まるよれより小さくなるため、Ｖ （Ｏ
Ｎ）の際よりも小さな電圧が液晶に印加される。この際
、データの消去は自発分極が半分ちょうどの反転でなく
とも可能であり、■（消去）をδＤ／δ１゜ｇ（τ）の
ピークに必ずしも合わせる必要はない。V so that the right hem of the graph of g (t) matches
(ON) voltage may be determined. That is, with V (ON) determined in this way, almost all of the spontaneous polarization is reversed within the selection period, so a voltage determined by equation (2) is applied to the liquid crystal, and data is written. In addition, in the case of V (OFF), the spontaneous polarization in the ferroelectric layer is reversed by half the role within the selection period, so the spontaneous polarization in the ferroelectric layer is
Since it is smaller than the twist determined by (ON), V (O
A smaller voltage is applied to the liquid crystal than in case N). At this time, data can be erased even if the spontaneous polarization is not exactly half reversed, and it is not necessary to match (erasure) to the peak of δD/δ1°g (τ).
選択期間内に強誘電体層１４に印加される電圧がＶ （
ＯＮ） 、Ｖ （ＯＦＦ）のどちらの状態においてもＥ
。−ｄＦより大きい、すなわちを満足することにより液
晶の交流駆動におけるオン、オフ動作が行われる。ここ
でＥＣ−ｄＰは強誘電体層１４の抗電界、膜厚である。The voltage applied to the ferroelectric layer 14 during the selection period is V (
E in both the ON) and V (OFF) states.
. -dF, that is, by satisfying the condition, ON/OFF operation in AC driving of the liquid crystal is performed. Here, EC-dP is the coercive electric field and film thickness of the ferroelectric layer 14.
保持期間すなわち非選択期間には強誘電体層に±ｖ１が
印加されるが、１フイ一ルド期間で、自発分極の反転が
生じないように±ｖ１を第９図、第１０図より、選べば
よい。すなわち、±Ｖ１印加時の自発分極の反転速度は
１フイ一ルド期間より遅ければよい。During the holding period, that is, the non-selection period, ±v1 is applied to the ferroelectric layer, but ±v1 is selected from Figures 9 and 10 so that no spontaneous polarization reversal occurs in one field period. Bye. That is, the reversal speed of spontaneous polarization when ±V1 is applied only needs to be slower than one field period.
また、階調表示は次のようにして行うことができる。デ
ータ電圧Ｖ１よりも小さいデータ電圧ｖ２を用いると階
調表示用の選択時の電圧Ｖ（階調）は、■（階調）ｌ＝ｌＶｏ ＋Ｖ２ ｌ＜ＩＶ（ＯＮ）■
（階調） ｌ ＝ ｌ Ｖｏ ＋ Ｖ２ ｌ ＞ ｌ
”（ＯＦＦ）となり、選択期間内における自発分極の
反転量は第１０図から明らかにＶ （ＯＮ）の時よりも
少なく、Ｖ（ＯＦＦ）の時よりは多くなる。すると残留
分極ＰｒはＶ （ＯＮ）とＶ （ＯＦＦ）を印加した際
のＰｒの中間の値を取る。ＶＬＣはＰｒに比例するので
、Ｐｒに応じたｖＬｃが決定される。このようにして階
調表示は可能であり、Ｖ２の電位の種類数と同じ数たけ
、階調表示ができる。Furthermore, gradation display can be performed as follows. If a data voltage v2 smaller than the data voltage V1 is used, the voltage V (grayscale) at the time of selection for grayscale display is: ■(grayscale) l=lVo +V2 l<IV(ON)■
(Gradation) l = l Vo + V2 l > l
” (OFF), and the amount of reversal of the spontaneous polarization within the selection period is clearly smaller than when V (ON), as shown in Fig. 10, and larger than when V (OFF). Then, the remanent polarization Pr becomes V ( Takes the intermediate value of Pr when applying V (ON) and V (OFF). Since VLC is proportional to Pr, vLc is determined according to Pr. Gradation display is possible in this way, The same number of gradations as the number of potential types of V2 can be displayed.
選択期間内１：Ｖ（ＯＮ）とＶ （ＯＦＦ）（７）どち
らか片方だけを印加するのではな（、両者を印加し、両
者の印加時間配分を変えることでも階調表示は可能であ
る。Within the selection period 1: V (ON) and V (OFF) (7) Don't apply only one of them (it is also possible to display gradations by applying both and changing the time distribution of both) .
また、第８図に示すように、１フイールド毎にコモン電
位α１、α２をＶ。−Ｖｌだけ変化させると、用いる最
大電圧はＶ。＋Ｖ、となり、最大電圧を下げることがで
きる。そのため特別な高耐圧回路を用いる必要かないた
め、安価な汎用の回路部品を用いることができるため、
安価な駆動回路を用いたアクティブマトリクスディスプ
レイを提供できる。またこの際、コモンの電圧α１、α
２の差は必ずしもＶ。−Ｖｌである必要はない。Further, as shown in FIG. 8, the common potentials α1 and α2 are set to V for each field. If you change by -Vl, the maximum voltage used is V. +V, and the maximum voltage can be lowered. Therefore, there is no need to use a special high-voltage circuit, and inexpensive general-purpose circuit components can be used.
An active matrix display using an inexpensive drive circuit can be provided. Also, at this time, the common voltage α1, α
The difference between the two is not necessarily V. - It is not necessary to be Vl.
第８図においては、１フイールド毎にコモン電圧α１、
α２を変化させたが、１選択期間毎に変化させたり、あ
るいは複類数の選択期間毎にコモン電位を変化させ、１
フイールド内の１画面において液晶２１に書き込まれる
電圧の極性が異なる画素が存在するようにしても良い。In Fig. 8, common voltage α1,
Although α2 was changed, it may be changed every selection period, or the common potential may be changed every multiple selection periods.
There may be pixels in which the polarity of the voltage written to the liquid crystal 21 is different in one screen within the field.
第１１図（ａ）、（ｂ）に本発明にかかる第２のアクテ
ィブデバイスの構成を示す。第１１図（ｂ）は上視図、
同図（ａ）は同図（ｂ）中ＡＢにおける断面図である。FIGS. 11(a) and 11(b) show the configuration of a second active device according to the present invention. FIG. 11(b) is a top view;
Figure (a) is a sectional view taken along line AB in figure (b).
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Ｖ
ＤＦとＴｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体層１４と
Ｃｒから成る第２の電極１５が同一形状で設けられてい
る。第１と第２の電極１３．１５にサンドイッチ状には
さまれた部分の強誘電体層１４がアクティブデバイスの
能動層として働く。第１１図（ａ）、（ｂ）に示したア
クティブデバイスを第２図（ａ）、（ｂ）に示したアク
ティブデバイスの代わりに用い、第５図に示したアクテ
ィブマトリクスディスプレイを構成した際は次のような
効果が生じる。第１１図（ａ）、（ｂ）において、画素
電極は強誘電体層１４と接しない領域の第１の電極１３
によって形成される。画素電極の上下共に電気光学効果
を持つ強誘電体層１４が存在しないため、液晶パネルを
透過する光の透過光量変化は、液晶の電気光学効果でけ
で決まる。強誘電体層１４による透過光量変化がないの
でコントラストが高く、鮮明な画像が得られる。A first electrode 13 made of ITO is provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate.
A ferroelectric layer 14 made of a copolymer of DF and TrFE and a second electrode 15 made of Cr are provided in the same shape. The portion of the ferroelectric layer 14 sandwiched between the first and second electrodes 13.15 serves as the active layer of the active device. When the active devices shown in FIGS. 11(a) and (b) are used in place of the active devices shown in FIGS. 2(a) and (b), and the active matrix display shown in FIG. 5 is constructed, The following effects occur. In FIGS. 11(a) and 11(b), the pixel electrode is the first electrode 13 in a region not in contact with the ferroelectric layer 14.
formed by. Since there is no ferroelectric layer 14 having an electro-optic effect above and below the pixel electrode, the change in the amount of light transmitted through the liquid crystal panel is determined only by the electro-optic effect of the liquid crystal. Since there is no change in the amount of transmitted light due to the ferroelectric layer 14, a clear image with high contrast can be obtained.
本発明第３図のアクティブデバイスの構成を第１２図（
ａ）、（ｂ）に示す。第１２図（ｂ）は上視図、同図（
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ＶＤＦとＴｒＦＥとの共
重合体から成る島状の強誘電体層１４が設けられており
、強誘電体層１４上にＣｒから成る第１の電極１３が設
けられており、強誘電体層１４の一部を被覆するように
ＩＴＯから成る第２の電極１５が設けられている。The configuration of the active device shown in FIG. 3 of the present invention is shown in FIG. 12 (
Shown in a) and (b). Figure 12(b) is a top view;
a) is a sectional view taken along line A-B in FIG. An island-shaped ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate, and a first electrode 13 made of Cr is provided on the ferroelectric layer 14. A second electrode 15 made of ITO is provided to cover a part of the ferroelectric layer 14.
すなわち、第１及び第２の電極１３、］５を連結するよ
うに強誘電体層１４が設けられている。このような構造
だと、第１及び第２の電極１３．１５か上下方向に重な
っていないため、強誘電体層１４の欠陥による２つの電
極間のショートがない。That is, the ferroelectric layer 14 is provided so as to connect the first and second electrodes 13, ]5. With this structure, since the first and second electrodes 13 and 15 do not overlap in the vertical direction, there is no short circuit between the two electrodes due to defects in the ferroelectric layer 14.
そのため、ショートによるアクティブデバイスの欠陥、
すなわち画素欠陥を原理的に除去することができる。こ
れは鮮明で高品位な表示品質を与えることに関し、絶大
な効果を有する。Therefore, defects in active devices due to short circuits,
That is, pixel defects can be removed in principle. This has a tremendous effect in providing clear and high-quality display quality.
第１２図において、絶縁基！！ｉｌ：１２上に、第１の
電極１３、第２の電極１５そして両者の電極１３．１５
上に強誘電体層１４を設けても良い。In Figure 12, the insulating group! ! On il:12, the first electrode 13, the second electrode 15 and both electrodes 13.15
A ferroelectric layer 14 may be provided thereon.
第１２図（ａ）、（ｂ）において、第１及び第２の電極
１３．１５に異なる材料を用いるとフォト工程は３回だ
が、同じ材料を用いると２回のフォト工程で本発明節３
のアクティブデバイスを形成することができる。In FIGS. 12(a) and 12(b), if different materials are used for the first and second electrodes 13.15, the photo process will be performed three times, but if the same material is used, the photo process will be performed two times.
active devices can be formed.
第１２図（ａ）、（ｂ）に示すアクティブデバイスは絶
縁基板１２と平行方向に設けられているため、厚さの厚
い、すなわち小さな容量を持つ。Since the active devices shown in FIGS. 12(a) and 12(b) are provided in parallel to the insulating substrate 12, they are thick, that is, have small capacitance.
そのため、電源電圧の低下、スイッチングスピードの高
速化またはクロストークの低減などに有効であり、鮮明
で高コントラストの画像表示を得るに、絶大な効果を有
する。Therefore, it is effective in lowering the power supply voltage, increasing the switching speed, reducing crosstalk, etc., and has a tremendous effect in obtaining clear and high contrast image display.
第１３図（ａ）、（ｂ）に本発明箱４のアクティブデバ
イスの構成を示す。第１３図（ｂ）は主視図であり、同
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Ｃｒから成る第１の電極］３とＩＴ
Ｏから成る第２の電極１５が設けられている。FIGS. 13(a) and 13(b) show the configuration of the active device of the present invention box 4. FIG. 13(b) is a main perspective view, and FIG. 13(a) is a sectional view taken along line AB in FIG. 13(b). A ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate.
A first electrode made of Cr]3 and IT on the ferroelectric layer 14
A second electrode 15 made of O is provided.
本発明箱４のアクティブデバイスにおいては、第１と第
２の電極１３．１５間の強誘電体層１４が能動層として
働く。In the active device of invention box 4, the ferroelectric layer 14 between the first and second electrodes 13.15 acts as an active layer.
第１３図において、絶縁基板１２上に、第１の電極１３
、第２の電極１５、そして両者の電極１３．１５上に強
誘電体層１４を設けても良い。In FIG. 13, a first electrode 13 is placed on an insulating substrate 12.
, the second electrode 15, and the ferroelectric layer 14 may be provided on both electrodes 13.15.
第１４図に本発明箱４のアクティブデバイスをマトリク
ス状に配置したアクティブマトリクスディスプレイの一
部の主視図を示す。ガラス基板上に形成されたＶＤＦと
ＴｒＦＥとの共重合体から成る強誘電体層、Ｃｒから成
る第１の電極１３、ＩＴＯから成る第２の電極１５から
成る基板と、ガラス基板から成る絶縁基板上にＩＴＯか
ら成る電極１７で形成される対向基板の間に液晶を保持
しており、基板、対向基板の各電極から成る画素がマト
リクス状に配置されている。FIG. 14 shows a partial perspective view of an active matrix display in which active devices of the present invention box 4 are arranged in a matrix. A ferroelectric layer made of a copolymer of VDF and TrFE formed on a glass substrate, a substrate made of a first electrode 13 made of Cr, a second electrode 15 made of ITO, and an insulating substrate made of a glass substrate. A liquid crystal is held between opposing substrates formed with electrodes 17 made of ITO on top, and pixels formed from each electrode of the substrate and the opposing substrate are arranged in a matrix.
第１４図においてＣｔｂ＞ｔであり、ａ、ｂにおける自発分極の反転は生じないよう
に設けられているので、縦、横方向のクロストークは生
じない。In FIG. 14, Ct b>t and the arrangement is such that no reversal of spontaneous polarization occurs in a and b, so no crosstalk occurs in the vertical and horizontal directions.
第１５図（ａ）、（ｂ）に本発明箱４のアクティブデバ
イスの他の構成を示す。第１５図（ｂ）は主視図であり
、同図（ａ）は同図（ｂ）Ａ−Ｂにおける断面図である
。基本構造および構成要素は第１３図と同様であるが、
第１の電極１３の一部が第２の電極１５の方向へ突出し
ており、この突出部と第２の電極１５間の強誘電体層１
４がアクティブデバイスの能動層として働く点が異なる
。FIGS. 15(a) and 15(b) show other configurations of the active device of the present invention box 4. FIG. 15(b) is a main view, and FIG. 15(a) is a sectional view taken along line AB in FIG. 15(b). The basic structure and components are the same as in Fig. 13, but
A part of the first electrode 13 protrudes toward the second electrode 15, and the ferroelectric layer 1 between this protrusion and the second electrode 15
The difference is that 4 acts as an active layer of an active device.
第１５図（ｂ）において、能動層と非能動層の第１と第
２の電極間距離ｔ、ｔ２はｔ２＞ｔとなる。In FIG. 15(b), the distance t, t2 between the first and second electrodes of the active layer and the non-active layer satisfies t2>t.
そのため、第１３図（ａ）、（ｂ）のように第１と第２
の電極１３．１５間の強誘電体層１４がすべて能動層と
して働くような構成よりも、強誘電体層１４の容量は小
さくなる。Therefore, as shown in Figure 13(a) and (b), the first and second
The capacitance of the ferroelectric layer 14 is smaller than that in a structure in which all of the ferroelectric layer 14 between the electrodes 13 and 15 functions as an active layer.
本発明箱２〜４のアクティブデバイスに用いられる第１
の電極１３、第２の電極１５、絶縁基板１２、強誘電体
層１４として用いられる材料、形成方法として本発明箱
１のアクティブデバイスで用いられたものと同じ材料、
形成方法を用いて良い。The first device used in the active devices of boxes 2 to 4 of the present invention
The materials used for the electrode 13, the second electrode 15, the insulating substrate 12, and the ferroelectric layer 14, the same materials as those used in the active device of invention box 1 as the formation method,
Any forming method may be used.
本発明箱２〜４のアクティブデバイスを本発明箱１のア
クティブデバイスの代わりに用いて、第４．５図に示し
たような液晶パネルやアクティブマトリクスディスプレ
イを形成しても良い。同様に強誘電体層１４の膜厚を絶
縁基板１２と強誘電体層１４間に設けられる第１の電極
１３、第２の電極１５の膜厚よりも厚くしても良い。The active devices of invention boxes 2 to 4 may be used in place of the active devices of invention box 1 to form a liquid crystal panel or an active matrix display as shown in FIG. 4.5. Similarly, the thickness of the ferroelectric layer 14 may be made thicker than the thicknesses of the first electrode 13 and the second electrode 15 provided between the insulating substrate 12 and the ferroelectric layer 14.
本発明箱１〜２のアクティブデバイスは強誘電体層１４
の膜厚方向、すなわち薄い膜厚を具備しているため、容
量が比較的大きいが、強誘電体層１４には大きな電界が
印加される。そのため、比誘電率が小さく、抗電界の大
きい有機強誘電体材料を用いる際に特に有効である。The active devices in boxes 1 and 2 of the present invention are the ferroelectric layer 14
Although the capacitance is relatively large because the ferroelectric layer 14 has a thin film thickness, a large electric field is applied to the ferroelectric layer 14. Therefore, it is particularly effective when using an organic ferroelectric material with a small dielectric constant and a large coercive electric field.
本発明箱３．４のアクティブデバイスは、強誘電体層１
４の絶縁基板１２の面内方向の長さを厚みとして用いる
ので容量が小さいが、強誘電体層１４には大きな電界は
かかりにくい。そのため、比誘電率が大きく、抗電界の
小さい無機強誘電体材料を用いる際に特に有効である。The active device of invention box 3.4 has a ferroelectric layer 1
Since the length in the in-plane direction of the insulating substrate 12 of No. 4 is used as the thickness, the capacitance is small, but a large electric field is not easily applied to the ferroelectric layer 14. Therefore, it is particularly effective when using an inorganic ferroelectric material with a large dielectric constant and a small coercive electric field.
本発明箱２〜４のアクティブデバイスを用いたアクティ
ブマトリクスディスプレイにおいても、第１のアクティ
ブデバイスに用いられた駆動方法が適用できる。The driving method used for the first active device can also be applied to active matrix displays using the active devices of boxes 2 to 4 of the present invention.
第１６図（ａ）、（ｂ）に本発明のアクティブデバイス
を用いた他の液晶パネルの構成を示す。FIGS. 16(a) and 16(b) show the structure of another liquid crystal panel using the active device of the present invention.
第１６図（ｂ）は第１６図（ａ）中Ａ−８における断面
図である。カラス基板から成る絶縁基板１２上にＡＮか
ら成る第３の電極］９が設けられ、第３の電極１９上に
ポリイミドから成る誘電体層１８が設けられ、誘電体層
１８上にＩＴＯから成る第１の電極１３が設けられ、第
１の電極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、強誘電体層１４上にＣ「
から成る第２の電極１５から成るＪ、＄１７Ｄと、ガラ
ス基板から成る絶縁基板１６上にＩＴＯから成る電極１
７が設けられて成る対向基１１ｊＥの間に液晶２０を保
持した液晶パネルである。FIG. 16(b) is a sectional view taken along line A-8 in FIG. 16(a). A third electrode made of AN is provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate, a dielectric layer 18 made of polyimide is provided on the third electrode 19, and a third electrode made of ITO is provided on the dielectric layer 18. A ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided on the first electrode 13, and a ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided.
J, $17D consisting of a second electrode 15 consisting of
This is a liquid crystal panel in which a liquid crystal 20 is held between opposing groups 11jE provided with 7.
第１６図（ａ）、（ｂ）中γ閉域に本発明第１のアクテ
ィブデバイスが形成されており、α領域は第３の電極１
つと第１の電極１３に挾まれた誘電体層１８より成る作
り込み容量領域であり、アクティブデバイスと作り込み
容量は直列に結ばれている。本溝成においては、電極１
７は一定電位に保たれており、第３の電極２２と第２の
電極１５にＶ、 Ｖｏが印加され、作り込み容量とア
クティブデバイスの強誘電体層１４と容量との直列結合
に電圧を印加し、アクティブデバイスを駆動し、第１の
電極１３に電荷を保持せしめ、その電荷を用いて液晶２
０に電圧を印加する。In FIGS. 16(a) and 16(b), the first active device of the present invention is formed in the γ closed region, and the α region is the third electrode 1.
The active device and the built-in capacitor are connected in series. In this groove structure, electrode 1
7 is kept at a constant potential, V and Vo are applied to the third electrode 22 and the second electrode 15, and a voltage is applied to the series connection between the built-in capacitor and the ferroelectric layer 14 of the active device and the capacitor. is applied to drive the active device, causing the first electrode 13 to hold charge, and using the charge to display the liquid crystal 2.
Apply voltage to 0.
第１６図に示す構成だと、アクティブデバイスや作り込
み容量を形成する強誘電体層１４や誘電体層１８にピン
ホールが生じた場合も、はぼ正常な電圧を液晶２０に印
加することかできる。例えば、第１６図Ｐ点やＱ点にピ
ンホールが生じ欠陥か生じた際は、同図ＲやＳを切断す
れば良い。With the configuration shown in FIG. 16, even if a pinhole occurs in the ferroelectric layer 14 or dielectric layer 18 that forms the active device or built-in capacitance, it is possible to apply a fairly normal voltage to the liquid crystal 20. can. For example, if a pinhole or defect occurs at point P or Q in FIG. 16, it is sufficient to cut R or S in the same figure.
第１６図に示した液晶パネルをマトリクス状に配置する
ことによりアクティブマトリクスディスプレイが形成さ
れ、その際の駆動方法は、本発明のアクティブマトリク
スディスプレイの駆動方法が用いられる。第１６図中の
２本の第２の電極１５には、同じ電圧が同じタイミング
で付加される。An active matrix display is formed by arranging the liquid crystal panels shown in FIG. 16 in a matrix, and the driving method for an active matrix display of the present invention is used as the driving method at that time. The same voltage is applied to the two second electrodes 15 in FIG. 16 at the same timing.
ただし欠陥の検出用の電圧が印加される際はこの限りで
はない。第１６図（ａ）、（ｂ）に示したアクティブデ
バイスを用いてアクティブマトリクスディスプレイを形
成する際は、電極１７はベタ電極あるいは第５図を示し
たストライプ状でも良い。However, this does not apply when a voltage for detecting defects is applied. When forming an active matrix display using the active devices shown in FIGS. 16(a) and 16(b), the electrode 17 may be a solid electrode or a striped electrode as shown in FIG. 5.
以下に、本発明の詳細な説明する。The present invention will be explained in detail below.
（１）本発明のアクティブデバイスは、表面７Ｔ１．７
ｉｔのメモリー性を有する強誘電体層を能動層として用
いているので、デバイス自身のリーク電流が無く、保持
特性が非常にすぐれているため、鮮明で高コントラスト
の画像を提供することができる。(1) The active device of the present invention has a surface 7T1.7
Since a ferroelectric layer having a memory property of IT is used as an active layer, there is no leakage current of the device itself, and the retention characteristic is very excellent, so it is possible to provide a clear, high-contrast image.
（２）本発明のアクティブデバイスの能動層である強誘
電体層はスピンコード法というきわめて簡単な方法で形
成され、またその形成法止の持つ特長である大面積にわ
たり強誘電体層の膜厚と膜質が均一であるという特長を
仕せ持つため、大面積にわたり均一な特性を持つアクテ
ィブデバイスである。そのため、大面積にわたり均一な
画像表示を可能とするアクティブデバイスである。(2) The ferroelectric layer, which is the active layer of the active device of the present invention, is formed by an extremely simple method called the spin code method, and the thickness of the ferroelectric layer over a large area is a feature of this method. It is an active device with uniform characteristics over a large area because it has the characteristics of uniform film quality. Therefore, it is an active device that can display uniform images over a large area.
（３）本発明のアクティブデバイスを形成するに必要な
フォト工程は１〜３回と非常に少く、また能動層である
強誘電他愛層はスピンコード法というきわめてｆｆｔｌ
ｔｌｌな工程で形成されるため、歩留りが高く、低コ
ストなアクティブデバイスである。(3) The number of photo steps required to form the active device of the present invention is very small, 1 to 3 times, and the ferroelectric layer, which is the active layer, is formed using an extremely fftl method using the spin code method.
Since it is formed in a slow process, it is an active device with high yield and low cost.
（４）本発明のアクティブデバイスは絶縁基板上面内に
平行に設けられた強誘電体層を用いているので、強誘電
体層のショートによる欠陥が無く、容量が小さい。(4) Since the active device of the present invention uses a ferroelectric layer provided in parallel within the upper surface of an insulating substrate, there are no defects due to short circuits in the ferroelectric layer, and the capacitance is small.
（５）本発明のアクティブデバイスの強誘電体層はスピ
ンコード法で形成され、強誘電体層と絶縁基板間の電（
２）の膜厚より厚い膜厚を侍っているため、段差部での
カバレージが良好で歩留りが高く、信頼性の高いアクテ
ィブデバイスである。(5) The ferroelectric layer of the active device of the present invention is formed by a spin code method, and the electric current between the ferroelectric layer and the insulating substrate is
Since the film thickness is thicker than the film thickness of 2), the coverage at the stepped portion is good, the yield is high, and the active device is highly reliable.
（６）本発明のアクティブマトリクスディスプレイの駆
動方法を用いると、自発分極の反転速度が抗電界程度の
電界では選択期間（＜１６．７ｍ５ｅｃ）よりはるかに
遅い強誘電体層、特に有機系の強誘電体層を用いたアク
ティブデバイスを用いて構成されるアクティブマトリク
スディスプレイにおいて、デイスプレィとしての表示動
作が可能となる。(6) When the active matrix display driving method of the present invention is used, the reversal speed of spontaneous polarization is much slower than the selection period (<16.7 m5ec) in an electric field of a coercive electric field, especially in organic ferroelectric layers. In an active matrix display configured using an active device using a dielectric layer, display operation as a display becomes possible.
第１図は従来のアクティブデバイスの断面図、第２図（
ａ）、（ｂ）は本発明箱１のアクティブデバイスの断面
図、上視図、第３図（ａ）（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は強
誘電体のヒステリシスカーブと自発分極の配列を示す図
、第４図は液晶パネルの断面図、第５図は本発明のアク
ティブマトリクスディスプレイの一部の上視図、第６図
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はアクティブマトリク
スディスプレイの１画素当りの等価回路図、第７図はア
クティブマトリクスディスプレイの等価回路図、第８図
は本発明のアクティブマトリクスディスプレイの駆動方
法を示す図、第９図はＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体の
自発分極の反転スピードと電界強度の関係を示す図、第
１０図はＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体のａ Ｄ ／
ａ １ ｏ ｇ（１）の時間変化を示す図、第１１図（
ａ）（ｂ）は本発明の第２のアクティブデバイスの断面
図、上視図、第１２図（ａ）、（ｂ）は本発明箱３のア
クティブデバイスの断面図、上視図、第１３図（ａ）、
（ｂ）は本発明の第４のアクティブデバイスの断面図、
上視図、第１４図は本発明箱４のアクティブデバイスを
用いたアクティブマトリクスディスプレイの一部の上硯
図、第１５図（ａ）、（ｂ）は本発明箱４のアクティブ
デバイスの他の構成の断面図、上視図、第１６図（ａ）
（ｂ）は本発明箱１のアクティブデバイスを用いた液晶
パネルの上視図、断面図である。・ガラス基板・ゲート電極・ゲート絶縁膜・ドレイン電極・ソース電極・ドレイン領域・画素電極・電極９・ ・ガラス基板１０・ ・チャネルアモルファス５ｉ１１・ ・ソース領域１２・・・絶縁基板１３・ ・第１の電極１４・・・強誘電体層１５・・・第２の電極１６・ ・絶縁基板１７・ ・電極１８・ ・誘電体層１９・ ・第３の電極２０・ ・液晶２１・・・液晶Ｃ・ ・液晶Ｄ・・・基板Ｅ・ ・対向基板Ｆ・・・液晶Ｇ・ ・下側基板Ｈ・ ・上側基板第４１ｆｌω）ｔｂ）（Ｃン（ｄ）茶３図（α）＜ｂ）（Ｃ）（Ｊ）第６図第８図第７図ε（９極）２ｏ。ａｙ２り１／Ｅ＜ｆｎ／斤Ｖ）第９図勺（幻（ＳａＱン第１０図（幻（１７ン第１２１児（ｃＬ）ζｂ）第 １１１図（久ン（し）尊３図（トンFigure 1 is a cross-sectional view of a conventional active device, and Figure 2 (
a) and (b) are cross-sectional views and top views of the active device of invention box 1, and Fig. 3 (a), (b), (c), and (d) are hysteresis curves and spontaneous polarization of the ferroelectric material. 4 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel, FIG. 5 is a top view of a part of the active matrix display of the present invention, and FIGS. 6 (a), (b), (c), (d) ) is an equivalent circuit diagram per pixel of an active matrix display, FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an active matrix display, FIG. 8 is a diagram showing the driving method of the active matrix display of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing VDF and TrFE. Figure 10 shows the relationship between the spontaneous polarization reversal speed and electric field strength of a copolymer with VDF and TrFE.
A diagram showing the time change of a 1 o g (1), Figure 11 (
a) and (b) are cross-sectional views and top views of the second active device of the present invention; FIGS. 12(a) and (b) are cross-sectional views and top views of the active device of the present invention box 3; Figure (a),
(b) is a cross-sectional view of the fourth active device of the present invention,
A top view, FIG. 14 is a top view of a part of an active matrix display using the active device of invention box 4, and FIGS. 15(a) and 15(b) show other active devices of invention box 4. Cross-sectional view of the configuration, top view, Fig. 16(a)
(b) is a top view and a sectional view of a liquid crystal panel using the active device of Box 1 of the present invention. -Glass substrate -Gate electrode -Gate insulating film -Drain electrode -Source electrode -Drain region -Pixel electrode -Electrode 9 -Glass substrate 10 -Channel amorphous 5i 11 -Source region 12 -Insulating substrate 13 -No. 1 electrode 14... Ferroelectric layer 15... Second electrode 16... Insulating substrate 17... Electrode 18... Dielectric layer 19... Third electrode 20... Liquid crystal 21... Liquid crystal C・・Liquid crystal D...Substrate E・・Counter substrate F・・Liquid crystal G・・Lower substrate H・・Upper substrate 41fl ω) tb) (Cn(d) Brown 3 figure(α) <b ) (C) (J) Figure 6 Figure 8 Figure 7 ε (9 poles) 2o. ay 2ri 1/E <fn/斤V) Fig. 9 (Illusion) (SaQn Fig. 10 (Illusion (17n 121st child (cL) ζb) Fig. 111 (Kun (shi) Takashi 3 ( tons
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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