JP2789602B2 - Active matrix device and driving method thereof - Google Patents

Active matrix device and driving method thereof

Info

Publication number
JP2789602B2
JP2789602B2 JP14776088A JP14776088A JP2789602B2 JP 2789602 B2 JP2789602 B2 JP 2789602B2 JP 14776088 A JP14776088 A JP 14776088A JP 14776088 A JP14776088 A JP 14776088A JP 2789602 B2 JP2789602 B2 JP 2789602B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
active matrix
ferroelectric layer
substrate
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14776088A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH022512A (en
Inventor
尚 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP14776088A priority Critical patent/JP2789602B2/en
Publication of JPH022512A publication Critical patent/JPH022512A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2789602B2 publication Critical patent/JP2789602B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、液晶表示体などの表示装置に用いられるア
クティブマトリクス装置及びその駆動方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an active matrix device used for a display device such as a liquid crystal display and a driving method thereof.

[発明の概要] 本発明は、強誘電体を能動層として具備したアクティ
ブ素子、アクティブマトリクス基板、アクティブマトリ
クス装置及びその駆動方法に関し、鮮明で高コントラス
トの画像を低コストで提供できるものである。
[Summary of the Invention] The present invention relates to an active element, an active matrix substrate, an active matrix device, and a method for driving the same, which are provided with a ferroelectric as an active layer, and can provide a clear and high-contrast image at low cost.

[従来の技術] 従来、SID(Society For Information Display)1986
年 Symposium Digest p.296〜297に記載されているよ
うなアクティブ素子が知られていた。その概要は第2図
に示されるように、ガラス基板1上に形成された、ゲー
ト電極2、ソース領域11、ドレイン領域6、ソース電極
5、及びドレイン電極4からなる下側基板Gと、ガラス
基板9上に電極8が形成された上側基板Hとの間に液晶
Cを保持したというものである。
[Prior art] Conventionally, SID (Society For Information Display) 1986
Active elements such as those described in Symposium Digest pp. 296-297 were known. As shown in FIG. 2, a lower substrate G formed on a glass substrate 1 and including a gate electrode 2, a source region 11, a drain region 6, a source electrode 5, and a drain electrode 4, and a glass are shown in FIG. The liquid crystal C is held between the substrate 9 and the upper substrate H on which the electrodes 8 are formed.

[発明が解決しようとする課題] しかし、従来のアクティブ素子は、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シリコン
10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。ところが、液晶Cの電荷は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、従来のアクティブ素子は、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、歩留まりが低く、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、従来のアクティブ素子を用いたアクティブ
マトリクス基板、アクティブマトリクス装置も同様の課
題を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional active element has the following problems. That is, the image information applied to the source electrode 5, that is, the data potential, is turned on and off by the gate electrode.
The data voltage is transmitted to the liquid crystal C held between the pixel electrode 7 and the pixel electrode 8 through 10, and the data voltage is held as the charge amount of the liquid crystal C. However, the charge of the liquid crystal C decreases with time due to a leak current of the thin film transistor and the like. That means that the data voltage is lost over time. Therefore, it has been difficult to obtain a clear and high-contrast image. In addition, the conventional active element has a complicated structure and requires a complicated and long manufacturing process, so that it is difficult to provide uniform yield characteristics over a large area with a low yield, a high cost, and the like. Met. Further, conventional active matrix substrates and active matrix devices using active elements have the same problem.

そこで本発明は、従来のこのような課題を解決するも
のであり、簡単な工程で歩留まりが高く、低コストで、
大面積にわたり均一な特性を具備した、鮮明で高コント
ラストな画像のアクティブマトリクス装置、及びその駆
動方法を提供することである。
Therefore, the present invention is to solve such a conventional problem, with a high yield in a simple process, at a low cost,
An object of the present invention is to provide a clear and high-contrast image active matrix device having uniform characteristics over a large area and a driving method thereof.

[課題を解決するための手段] 本発明のアクティブマトリクス装置は、 (1)アクティブマトリクス基板と、対向基板とを備
え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との
間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマトリク
ス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の
電極と、前記第1の電極と重ならないように配置される
第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の両
方に接するように前記第1の電極及び前記第2の電極の
上面もしくは下面に配置される島状の強誘電体層とを備
えてなることを特徴とするアクティブマトリクス装置。
[Means for Solving the Problems] An active matrix device of the present invention comprises: (1) an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate. An active matrix device, wherein the active matrix substrate has a first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap with the first electrode, and the first electrode and the first electrode. An active matrix device, comprising: an island-shaped ferroelectric layer disposed on an upper surface or a lower surface of the first electrode and the second electrode so as to be in contact with both of the second electrodes.

(2)アクティブマトリクス基板と、対向基板とを備
え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との
間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマトリク
ス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、ライン
状の複数の第1の電極と、前記第1の電極に重ならない
ように配置される複数の第2の電極と、前記第1の電極
及び前記第2の電極の上面もしくは下面に配置される強
誘電体層とを備えてなり、 前記第1の電極と前記第2の電極との近接する部分に
おける前記第1の電極と前記第2の電極との平面的な距
離は、当該第2の電極と隣接して配置される他の第1の
電極との平面的な距離及び、当該第2の電極と隣接して
配置される他の第2の電極との平面的な距離のいずれよ
りも短いことを特徴とするアクティブマトリクス装置。
(2) An active matrix device including an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate, wherein the active matrix substrate is provided on a substrate. A plurality of linear first electrodes, a plurality of second electrodes arranged so as not to overlap the first electrodes, and an upper surface or a lower surface of the first electrodes and the second electrodes And a planar distance between the first electrode and the second electrode in a portion close to the first electrode and the second electrode, Either the planar distance between the second electrode and another adjacent first electrode or the planar distance between the second electrode and another adjacent second electrode. Acte that is shorter than Breakfast matrix device.

(3)アクティブマトリクス基板と、対向基板とを備
え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との
間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマトリク
ス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の
電極と、前記第1の電極に重ならないように配置される
第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の上
面もしくは下面に配置される強誘電体層と、該強誘電体
層の下面もしくは上面に配置され前記強誘電体層に設け
られたコンタクトホールを介して前記第1の電極と接続
される導電体層とを備えてなることを特徴とするアクテ
ィブマトリクス装置。
(3) An active matrix device including an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate, wherein the active matrix substrate is provided on a substrate. A first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap with the first electrode, and a ferroelectric layer disposed on an upper surface or a lower surface of the first electrode and the second electrode. A conductive layer disposed on the lower surface or the upper surface of the ferroelectric layer and connected to the first electrode through a contact hole provided in the ferroelectric layer. Matrix device.

(4)アクティブマトリクス基板と、対向基板とを備
え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板との
間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマトリク
ス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の
電極と、前記第1の電極に重ならないように配置される
第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の上
面もしくは下面に配置され前記第1の電極及び前記第2
の電極の両方に接する島状の強誘電体層と、前記第1の
電極の上面もしくは下面に前記第1の電極と接するよう
に配置される導電体層とを備えてなることを特徴とする
アクティブマトリクス装置である。
(4) An active matrix device including an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate, wherein the active matrix substrate is provided on a substrate. A first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap the first electrode, and the first electrode disposed on an upper surface or a lower surface of the first electrode and the second electrode. The second
And a conductive layer disposed on the upper or lower surface of the first electrode so as to be in contact with the first electrode. An active matrix device.

また、本発明のアクティブマトリクス装置の駆動方法
は、 (5)一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された電
気光学物質とを有し、一方の基板に設けられた複数のデ
ータ線からなるデータ線群と、他方の基板に設けられた
複数の走査線からなる走査線群と、前記データ線と前記
走査線との間に直列に接続されたアクティブ素子及び前
記電気光学物質とからなる複数の画素とを備え、前記ア
クティブ素子は、第1の電極及び第2の電極と、前記第
1の電極及び前記第2の電極との間に配置される強誘電
体層とからなるアクティブマトリクス装置の駆動方法に
おいて、 1フィールド期間内に、前記選択線に選択電圧±V0
順次印加し、前記データ線にデータ電圧±V1を印加する
とき、前記選択電圧±V0とデータ電圧±V1の差の絶対値
|V0−V1|が、 を満足するとともに、表示動作開始後の一定期間に、前
記強誘電体層に抗電界以上の電界が印加されるような電
圧を印加することを特徴とするアクティブマトリクス装
置の駆動方法。
In addition, a driving method of an active matrix device according to the present invention includes: (5) a method including: a pair of substrates; and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates. Data line group, a scanning line group including a plurality of scanning lines provided on the other substrate, and an active element and the electro-optical material connected in series between the data line and the scanning line. An active matrix, comprising: a plurality of pixels; wherein the active element includes a first electrode and a second electrode, and a ferroelectric layer disposed between the first electrode and the second electrode. In the driving method of the device, when a selection voltage ± V 0 is sequentially applied to the selection line within one field period and a data voltage ± V 1 is applied to the data line, the selection voltage ± V 0 and the data voltage ± V the absolute value of the difference between the V 1 | V 0 -V 1 But, And applying a voltage to the ferroelectric layer such that an electric field higher than the coercive electric field is applied to the ferroelectric layer for a certain period after the start of the display operation.

ただし、EC :前記強誘電体層の抗電界 dF :前記強誘電体層の層厚 CF :1画素あたりの前記強誘電体層の容量 CLC:1画素あたりの前記電気光学物質の容量 である。Here, E C : coercive electric field of the ferroelectric layer d F : layer thickness of the ferroelectric layer C F : capacitance of the ferroelectric layer per pixel C LC : of the electro-optical material per pixel Capacity.

[作用] 本発明のアクティブマトリクス装置に用いられるアク
ティブ素子の原理を、第3図を用いて説明する。
[Operation] The principle of the active element used in the active matrix device of the present invention will be described with reference to FIG.

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。強誘電体表面にプラスの表面電荷が、
裏面にマイナスの表面電荷が保持されている。外部か
ら、自発分極を反転させるの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)に示したように
配列し、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、強誘電体層に抗電界ECを印加すると、第
3図(d)のように、各自発電極は上下ランダムに配列
し、この状態が電界を切った後も保持される。
FIG. 3A shows the hysteresis curve of the ferroelectric. In FIG. 3 (a), Pr is the remnant polarization, which is the surface charge density remaining on the ferroelectric surface after cutting off the electric field applied to the ferroelectric, and the surface charge density has a memory property. It has been known. The arrangement of the spontaneous polarization in this state is
It is shown in FIG. A positive surface charge on the ferroelectric surface,
A negative surface charge is held on the back surface. When an electric field large enough to reverse the spontaneous polarization is applied from the outside, the spontaneous polarization reverses, and the array is arranged as shown in FIG. 3 (c), and the polarity of the electric charge held on the ferroelectric surface is changed. Reverse. Also, when a coercive electric field EC is applied to the ferroelectric layer, the spontaneous electrodes are randomly arranged vertically as shown in FIG.

液晶などの電気光学物質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
圧を電気光学物質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、表面電荷密度量をかえることにより制御
することができる。電圧の制御性は、強誘電体が非単結
晶である方が良い。
When an electro-optical material such as a liquid crystal is connected in series or in parallel with the ferroelectric, a voltage proportional to the surface charge density of the ferroelectric can be applied to the electro-optical material. The voltage is an AC voltage whose polarity changes by rotating spontaneous polarization, and can be controlled by changing the amount of surface charge density. The voltage controllability is better if the ferroelectric is a non-single crystal.

また、液晶などの電気光学物質に印加される電圧の起
源は表面電荷であり、本発明のアクティブマトリクス装
置は、素子に、表面電荷にメモリー性を有する強誘電体
を用いているので、デバイス自身のリーク電流によるデ
ータ電圧の消失がない。
In addition, the origin of the voltage applied to the electro-optical material such as liquid crystal is the surface charge, and the active matrix device of the present invention uses a ferroelectric material having a memory property for the surface charge, so the device itself has There is no loss of the data voltage due to the leakage current.

[実施例] 以下に、本発明の実施例および参考例を図面に基づい
て説明する。
EXAMPLES Examples and reference examples of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[参考例1] 第1図に、本発明のアクティブ素子の参考例を示す。
第1図(b)は上視図、同図(a)は、同図(b)のA
−Bにおける断面図である。
Reference Example 1 FIG. 1 shows a reference example of the active element of the present invention.
1 (b) is a top view, and FIG. 1 (a) is A in FIG.
It is sectional drawing in -B.

ガラス基板からなる絶縁基板12上に、ITOからなる第
1の電極13、第1の電極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、T
rFEと略記する)との共重合体からなる強誘電体層14、
強誘電体層14上にCrよりなる第2の電極15が設けられて
いる。
A first electrode 13 made of ITO is formed on an insulating substrate 12 formed of a glass substrate, and vinylidene fluoride (hereinafter, abbreviated as VDF) and trifluoroethylene (hereinafter, T) are formed on the first electrode 13.
abbreviated as rFE) and a ferroelectric layer 14,
A second electrode 15 made of Cr is provided on the ferroelectric layer 14.

本例におけるアクティブ素子及びアクティブマトリク
ス基板を形成するのに必要なフォト工程は2回である。
第1図のように構成されたアクティブ素子では、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
ント誤差の許容度を大きくすることができる。
In this example, two photo steps are required to form the active element and the active matrix substrate.
In the active element configured as shown in FIG. 1, the tolerance of the alignment error in the photo step between the first electrode 13 and the second electrode 15 can be increased.

第1図において、強誘電体層14の層厚dFは、第1の電
極13と第2の電極15の絶縁基板と平行方向の距離x,y,z
よりも小さく設けられている。よって、第1の電極13と
第2の電極15の間に、自発分極を反転させるのに十分な
電圧を印加する際に、前記第1の電極、第2の電極間の
距離がいちばん小さいdF方向のみ自発分極を反転させ、
x,y,z方向では自発分極が反転しないように設定するこ
とができる。このように電圧を設定すると、第1の電極
と第2の電極の間に挟まれた強誘電体層のうち、能動層
として働く領域はβ領域だけとなる。
In Figure 1, the layer thickness d F of the ferroelectric layer 14, the distance x of the insulating substrate and the direction parallel to the first electrode 13 second electrode 15, y, z
It is provided smaller than. Therefore, when a voltage sufficient to reverse the spontaneous polarization is applied between the first electrode 13 and the second electrode 15, the distance between the first electrode and the second electrode is minimized. Invert spontaneous polarization only in F direction,
The setting can be made so that the spontaneous polarization does not reverse in the x, y, and z directions. When the voltage is set in this manner, only the β region of the ferroelectric layer sandwiched between the first electrode and the second electrode functions as the active layer.

能動層としてβ領域だけが働くと、次のような効果が
生じる。第1に、x,y,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素子を表示装置な
どに用いた場合は、クロストークが生じず、高品位の表
示を得ることができる。第2にx,y,z方向に生じる容量
は、dF方向の容量に比べて小さくできるので、強誘電体
層が形成する総計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素子を用いた表示装置の表示品
質の高品位化に多大な効果をもたらす。
When only the β region works as the active layer, the following effects occur. First, since the spontaneous polarization of the ferroelectric layer in the x, y, and z directions does not reverse, when the active element of the present invention is used in a display device or the like, no crosstalk occurs and a high-quality display is obtained. be able to. Second the x, y, capacitance generated z-direction, can be made smaller than the capacitance of d F direction, the capacity of the total of the ferroelectric layer is formed is reduced. This has a great effect on improving the display quality of the display device using the active element of the present invention, such as lowering the driving voltage and preventing crosstalk, as described later.

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に溶
けた液体状態として存在するため、スピンコート法で大
面積にわたり均一に形成することができる。これは、大
面積にわたり均一なアクティブ素子が容易に形成できる
こと、すなわち、大画面にわたり均一な表示を行えるア
クティブマトリクス装置が実現できることを示してい
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 spin coating. . This indicates that a uniform active element can be easily formed over a large area, that is, an active matrix device capable of performing a uniform display over a large screen can be realized.

前述の液体をスピンコート法で塗布後、絶縁基板12を
水平に保持して数十秒から数分間放置して表面を平坦化
し、焼成することにより、VDFとTrFEとの共重合体から
なる強誘電体層が得られる。VDFとTrFEとの共重合体
は、少なくとも薄膜状態では無色透明であるため、液晶
装置のような受光型表示装置、特に透過型表示装置に応
用する際は、光の透過率が高く、明るく視認性の優れた
表示が実現できる。
After applying the above-mentioned liquid by spin coating, the insulating substrate 12 is held horizontally and left for several tens of seconds to several minutes to flatten the surface, and then baked, thereby forming a strong material comprising a copolymer of VDF and TrFE. A dielectric layer is obtained. Since the copolymer of VDF and TrFE is colorless and transparent at least in a thin film state, when applied to a light-receiving display device such as a liquid crystal device, in particular, a transmissive display device, it has a high light transmittance and is bright and visible. Display with excellent characteristics can be realized.

また、強誘電体層14の膜厚は、第1の電極13の膜厚よ
りも大きくなるように設けられている。よって、第1の
電極13が形成する凹凸を平坦化し、強誘電体層14の表面
をほぼフラットにすることができ、第2の電極15がフラ
ットな表面上に形成される。したがって、段差部におけ
る断線を防ぐことができ、また、段差部の強誘電体層14
に高い電界が印加されて絶縁破壊が生じるということが
なく、信頼性の高いアクティブ素子を得ることができ
る。前述の溶媒に溶かすVDFとTrFEの量を調整(粘度調
整)したり、スピンコーターの回転数や時間を最適化す
れば、容易に強誘電体層14の膜厚を第1の電極13の膜厚
より大きくすることが可能であり、しかも膜厚と膜質が
均一な強誘電体層を得ることができる。第1の電極13の
膜厚は100〜3000Å、強誘電体層の膜厚は、第1の電極
よりも1000〜3000Å厚いのが好ましい。
Further, the thickness of the ferroelectric layer 14 is provided to be larger than the thickness of the first electrode 13. Therefore, the unevenness formed by the first electrode 13 can be flattened, the surface of the ferroelectric layer 14 can be made almost flat, and the second electrode 15 is formed on the flat surface. Therefore, disconnection at the step portion can be prevented, and the ferroelectric layer 14 at the step portion can be prevented.
A high electric field is not applied to the device, and dielectric breakdown does not occur, and a highly reliable active element can be obtained. The thickness of the ferroelectric layer 14 can be easily adjusted by adjusting the amount of VDF and TrFE dissolved in the solvent described above (adjusting the viscosity) or optimizing the rotation speed and time of the spin coater. It is possible to obtain a ferroelectric layer which can be larger than the thickness and which has a uniform thickness and film quality. The thickness of the first electrode 13 is preferably 100 to 3000 mm, and the thickness of the ferroelectric layer is preferably 1000 to 3000 mm thicker than the first electrode.

第4図に、第1図のアクティブマトリクス基板を用い
たアクティブマトリクス装置の構成例の断面図、第5図
に、第4図に示したアクティブマトリクスの装置の一部
の上視図を示す。第1図に示したアクティブマトリクス
基板Dと、ガラス基板からなる絶縁基板16上に、ITOか
らなる対向電極が形成された対向基板Eとの間に、液晶
Fを保持した液晶装置である。画素電極として働く第1
の電極13上に強誘電体層14が重なっているが、前述した
ように、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、視認性の良い表示装置を構成してい
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a configuration example of an active matrix device using the active matrix substrate of FIG. 1, and FIG. 5 is a top view of a part of the active matrix device shown in FIG. This is a liquid crystal device in which a liquid crystal F is held between an active matrix substrate D shown in FIG. 1 and a counter substrate E in which a counter electrode made of ITO is formed on an insulating substrate 16 made of a glass substrate. The first that works as a pixel electrode
Although the ferroelectric layer 14 is overlaid on the electrode 13, as described above, the copolymer of VDF and TrFE is colorless and transparent, so that a bright, clear, and highly visible display device is formed. I have.

第1の電極13、第2の電極15、対向電極17、強誘電体
層14は、スパッタ法,CVD法,PVD法,蒸着法,メッキ法,
スピンコート法,オフセット印刷や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,
スプレー法,LB法などにより形成できる。
The first electrode 13, second electrode 15, counter electrode 17, and ferroelectric layer 14 are formed by sputtering, CVD, PVD, vapor deposition, plating,
Spin coating method, printing method such as offset printing and screen printing, roll coating method, cast film method, dipping method, coating method, sol-gel method, hydrolysis precipitation method,
It can be formed by a spray method, an LB method or the like.

第1の電極13、第2の電極15、対向電極17に用いられ
る材料は、ITOやCrに限る必要はなく、それ以外の金
属、SnO2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、超電導材料などの導電性物質を用
いても良い。
The material used for the first electrode 13, the second electrode 15, and the counter electrode 17 does not need to be limited to ITO or Cr, but may be other metals, transparent electrodes such as SnO 2 , semiconductors, silicides, and conductive polymers. Alternatively, a conductive substance such as a conductive paint or a superconductive material may be used.

また同様に、絶縁基板12、16の材料は、ガラスに限る
必要はなく、セラミックなどの無機材料や、プラスチッ
ク、アクリル、フッ化ビニールなどの有機材料を用いて
も良い。また、薄い基板を絶縁基板12、16として用いた
場合、フレキシビリティーのあるアクティブマトリクス
装置が得られる。絶縁基板12の厚さは本発明のアクティ
ブ素子の特性とは無関係であるため、素子特性を失うこ
となく絶縁基板12を厚く強固に、あるいは薄く軽くする
など自由に選択することができる。
Similarly, the material of the insulating substrates 12 and 16 is not limited to glass, but may be an inorganic material such as ceramic, or an organic material such as plastic, acrylic, or vinyl fluoride. When thin substrates are used as the insulating substrates 12 and 16, a flexible active matrix device can be obtained. Since the thickness of the insulating substrate 12 is irrelevant to the characteristics of the active element of the present invention, the thickness of the insulating substrate 12 can be freely selected, such as by making the insulating substrate 12 thicker, stronger, or thinner without losing the element characteristics.

強誘電体層14に用いられる材料は、VDFとTrFEとの共
重合体に限る必要はなく、他の強誘電体材料、例えばBa
TiO3,PbTiO3,WO3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
素カリウムなどのリン酸二水素アルカリ系強誘電体、GA
SH,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,LiNbO3,LiTaO3,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,ポリフッ化ビニリデンとVDF,TrFE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,シア
ン化ビニリデンとVDF,TrFEなどとの共重合体などの高分
子強誘電体、Bi4,Ti3,O12,Fe-B−O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。
The material used for the ferroelectric layer 14 need not be limited to a copolymer of VDF and TrFE, but may be other ferroelectric materials, for example, Ba.
Perovskite-type ferroelectrics such as TiO 3 , PbTiO 3 , WO 3 and the like, Rochelle salt ferroelectrics such as Rochelle salt, deuterium Rochelle salt, tartrate, KDP, phosphate, arsenate, potassium dihydrogen phosphate, etc. Alkali dihydrogen phosphate ferroelectric, GA
Guanidine ferroelectrics such as SH and TGS, potassium niobate, glycine sulfate, ammonium sulfate, sodium nitrite, potassium hexacyanoferrate (II) (yellow blood salt), antimony iodide sulfide, LiNbO 3 , LiTaO 3 , PbTiO Amorphous ferroelectrics such as 3 , polyvinylidene fluoride and its copolymers, copolymers of polyvinylidene fluoride with VDF, TrFE, etc., copolymers of vinylidene cyanide and vinyl acetate, vinylidene cyanide and VDF, A single crystal or non-single crystal of a polymer ferroelectric such as a copolymer with TrFE or the like, Bi 4 , Ti 3 , O 12 , Fe—BO, or electret may be used.

BaTiO3等無機の強誘電体は、大きな残留分極と速いス
イッチングスピードを持つ。また、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。さらに、有機強
誘電体は、スピンコート法を用いて大面積に均一で低コ
ストで膜形成が可能である。ほ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、温度特性が安定している。
Inorganic ferroelectrics such as BaTiO 3 have large remanent polarization and fast switching speed. Also, amorphous ferroelectrics
It is easy to obtain a uniform ferroelectric layer over a large area. Further, the organic ferroelectric can be formed uniformly at a low cost at a large area by using a spin coating method. Most ferroelectrics have a stable temperature characteristic because there is almost no change in dielectric constant or remanent polarization at an actual operating temperature.

ポリイミドなどの有機材料中に強誘電体材料を保持し
た材料を強誘電体層14として用いても良い。ここで用い
られる強誘電体材料は、先に記した強誘電体材料であ
り、その形状は球状、円筒形、円錐形、多面体、棒状な
ど何でも良い。また、この場合、ポリイミドの代わり
に、フェノール樹脂,尿素樹脂,ポリアミド樹脂,ケイ
素樹脂,ビニル樹脂,ポリエチレン樹脂,スチレン樹
脂,アクリル樹脂,ナイロン,ビニルなどの合成樹脂、
マツヤニ,バルサム,コーパル,コハク,シェラックな
どの天然樹脂,ゴム,繊維,有機系の絶縁材料などを用
いても良い。
A material in which a ferroelectric material is held in an organic material such as polyimide may be used as the ferroelectric layer 14. The ferroelectric material used here is the ferroelectric material described above, and its shape may be any of a sphere, a cylinder, a cone, a polyhedron, and a rod. In this case, instead of polyimide, synthetic resin such as phenol resin, urea resin, polyamide resin, silicon resin, vinyl resin, polyethylene resin, styrene resin, acrylic resin, nylon, vinyl, etc.
Natural resins such as Matsuyani, balsam, copal, amber, shellac, etc., rubber, fibers, organic insulating materials and the like may be used.

例えば、ポリイミド中にBaTiO3を保持した強誘電体層
14は、スピンコート法などで簡単に形成可能であり、か
つ安価な装置を用いて形成できる。一方、BaTiO3だけで
強誘電体層14を形成するには、スパッタ法などを用いる
ため高価な真空装置が必要である。
For example, a ferroelectric layer holding BaTiO 3 in polyimide
14 can be easily formed by a spin coating method or the like and can be formed using an inexpensive apparatus. On the other hand, in order to form the ferroelectric layer 14 using only BaTiO 3 , an expensive vacuum apparatus is required because a sputtering method or the like is used.

また、ポリイミド中のBaTiO3の含有率を制御すること
により、強誘電体層14の誘電率、光の透過率、強誘電体
としての残留分極、抗電界、自発分極の回転スピードな
どを任意に設定することが可能となる。第1図、第4
図、第5図において、第1の電極13は画素電極を形成し
ており、第1の電極13上に強誘電体層14が重なるように
設けられている。よって、第1の電極13を通過する光は
強誘電体層14をも通過することになる、強誘電体層14の
光の透過率が高いほど、光の利用度が高く、明るい表示
が得られることになる。ポリイミド中のBaTiO3の含有率
を変化させることにより、前記強誘電体層14の光の透過
率を制御できることは、光の利用率が高く、明るい表示
を得るにあたり大きな効果をもたらす。また、強誘電体
層の残留分極に比例した電圧が液晶に印加されるため、
強誘電体層14の残留分極をポリイミド中のBaTiO3の含有
率で制御できることは、液晶に印加される電界が強誘電
体層の材料側から制御可能であることを示している。こ
れらはアクティブマトリクス装置の設計の自由度を大き
く広げる共に、制御ディスプレイの利用分野、範囲拡大
に極めて有効である。
Further, by controlling the content of BaTiO 3 in the polyimide, the dielectric constant of the ferroelectric layer 14, light transmittance, remanent polarization as a ferroelectric, coercive electric field, spontaneous polarization rotation speed, etc. It can be set. FIG. 1, FIG.
In FIG. 5 and FIG. 5, the first electrode 13 forms a pixel electrode, and the ferroelectric layer 14 is provided on the first electrode 13 so as to overlap. Therefore, light passing through the first electrode 13 also passes through the ferroelectric layer 14. The higher the light transmittance of the ferroelectric layer 14, the higher the light utilization and the brighter the display. Will be done. The fact that the light transmittance of the ferroelectric layer 14 can be controlled by changing the content of BaTiO 3 in the polyimide has a great effect in obtaining a bright display with high light utilization. Also, since a voltage proportional to the remanent polarization of the ferroelectric layer is applied to the liquid crystal,
The fact that the remanent polarization of the ferroelectric layer 14 can be controlled by the content of BaTiO 3 in the polyimide indicates that the electric field applied to the liquid crystal can be controlled from the material side of the ferroelectric layer. These greatly expand the degree of freedom in designing the active matrix device, and are extremely effective in expanding the application field and range of the control display.

無色透明な強誘電体に染料を添加したものや、無色透
明でない強誘電体材料を強誘電体層14として用いても良
い。無色透明でない強誘電体層を用いると、強誘電体層
のピンホールなどが外観検査で発見できる。強誘電体層
14は、アクティブ素子の能動層として作用するため、ピ
ンホールなどの欠陥はアクティブマトリクス基板、さら
にはアクティブマトリクス装置の歩留まりに大きく関わ
る。外観検査でピンホールが発見できると、歩留まり向
上に大きな効果があるのと同時に、不良に早期に発見で
き、その後の工程を省くことができる。そのため、無色
透明でない強誘電体層を用いることにより、高歩留まり
で安価なアクティブマトリクス装置を提供することがで
きる。
A colorless and transparent ferroelectric substance to which a dye is added, or a ferroelectric material that is not colorless and transparent may be used as the ferroelectric layer 14. When a colorless and transparent ferroelectric layer is used, pinholes and the like in the ferroelectric layer can be found by visual inspection. Ferroelectric layer
Since 14 functions as an active layer of an active element, defects such as pinholes greatly affect the yield of the active matrix substrate and the active matrix device. If a pinhole can be found by the appearance inspection, it is possible to find a pinhole early, at the same time as having a great effect on improving the yield, and to omit the subsequent steps. Therefore, an inexpensive active matrix device with a high yield can be provided by using a ferroelectric layer that is not colorless and transparent.

強誘電体に添加する材料としては、古代紫,クルクミ
ン,アリザリン,カルタミン,カルミン酸,コチニー
ル,インジゴなどの天然染料、アニリン,ナフタリン,
アントラセンなどの合成染料、直接染料、塩基性染料、
媒染染料、建染染料、硫化染料、酸化染料、冷染染料な
どが用いられる。また、染料以外のもので強誘電体層14
を無色透明でない状態にするものを添加しても良い。
Materials added to the ferroelectric include natural dyes such as ancient purple, curcumin, alizarin, carthamin, carminic acid, cochineal, indigo, aniline, naphthalene,
Synthetic dyes such as anthracene, direct dyes, basic dyes,
Mordant dyes, vat dyes, sulfur dyes, oxidation dyes, cold dyes, and the like are used. In addition, other than the dye, the ferroelectric layer 14 may be used.
May be added to make the colorless and transparent state.

強誘電体層14に、ポーリンク処理を施した材料を用い
ても良い。第6図にポーリング処理前後の強誘電体層14
のヒステリシスカーブを示す。Pr 0、Pr 1はそれぞれポー
リング処理前、後の残留分極を示している。図から、ポ
ーリング処理を行うことにより残留分極が大きくなり、
かつ明確な抗電界を持つことがわかる。大きな残留分極
を持つことで液晶に印加できる電圧が大きくなり、明確
な抗電界を持つことで、アクティブマトリクスディスプ
レイのクロストークを減少させることができる。また、
ポーリング処理前の強誘電体層14では、自発分極を反転
するためにより大きな電界が必要である。大きな電界を
生じるためには、大きな電圧が必要である。そのため
に、特別な高耐圧回路が必要になったり、消費電力が増
加するという問題点が生じてくるが、ポーリング処理を
行うことで解決できる。
The ferroelectric layer 14 may be made of a material subjected to a polink treatment. FIG. 6 shows the ferroelectric layer 14 before and after the poling process.
3 shows a hysteresis curve. P r 0 and P r 1 indicate remanent polarization before and after the poling process, respectively. From the figure, the remanent polarization increases by performing the polling process,
Further, it can be seen that there is a clear coercive electric field. By having a large remanent polarization, the voltage that can be applied to the liquid crystal increases, and by having a clear coercive electric field, crosstalk of the active matrix display can be reduced. Also,
In the ferroelectric layer 14 before the poling process, a larger electric field is required to reverse the spontaneous polarization. In order to generate a large electric field, a large voltage is required. For this reason, there arises a problem that a special high withstand voltage circuit is required and power consumption is increased. However, the problem can be solved by performing a polling process.

さらに、ポーリング処理を施すことにより強誘電性を
示す材料もある。このような材料を強誘電体層14として
用いる場合には、ポーリング処理が必要不可欠である。
Further, there is also a material that exhibits ferroelectricity by performing a poling process. When such a material is used as the ferroelectric layer 14, a poling process is indispensable.

ポーリング処理を強誘電体層14に施すには、例えば、
第1図中の第1の電極13と第2の電極15を電極として用
い、強誘電体層14に〜400kV/cm程度の電界を80℃、1H印
加すれば良い。強誘電体層14に印加する電界は〜400kV/
cm以外でも良く、温度、電界印加時間、雰囲気は問わな
い。また、第5図中の第2の電極15と対向電極17の間に
電圧を印加してポーリング処理を行っても良い。
To perform the poling process on the ferroelectric layer 14, for example,
Using the first electrode 13 and the second electrode 15 in FIG. 1 as electrodes, an electric field of about 400 kV / cm may be applied to the ferroelectric layer 14 at 80 ° C. for 1 H. The electric field applied to the ferroelectric layer 14 is ~ 400 kV /
The temperature, the electric field application time, and the atmosphere are not limited. Further, a poling process may be performed by applying a voltage between the second electrode 15 and the counter electrode 17 in FIG.

加熱によってポーリング処理を施すこともできる。こ
の場合、熱エレクトレット法、分極反転法のいずれか片
方、あるいは両方を用いた方法がある。
The poling treatment can be performed by heating. In this case, there is a method using one or both of the thermal electret method and the polarization inversion method.

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表面処理を施すと液晶の配向膜とし
ても用いることができる。この場合、従来のアクティブ
マトリクス基板のように、配向膜形成のためにポリイミ
ドなどの特別な材料や工程が不要となるため、工程が簡
略化でき、高スループット、低コスト、高歩留まりでア
クティブマトリクス基板を提供することができる。
Since the ferroelectric layer 14 has a polarization effect, it can be used as a liquid crystal alignment film when subjected to a surface treatment such as rotary rubbing. In this case, unlike a conventional active matrix substrate, a special material or process such as polyimide is not required for forming an alignment film, so that the process can be simplified, and the active matrix substrate can be manufactured with high throughput, low cost, and high yield. Can be provided.

このように、本発明のアクティブマトリクス基板は、
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、高歩留まりで形成す
ることができる。
Thus, the active matrix substrate of the present invention
There is no need to form an alignment film or an insulating film for cutting off a DC voltage by using a special process, and the film can be formed at low cost and high yield.

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
どからなるカップリング層を設け、密着強度を増加させ
ても良い。
A coupling layer made of a surfactant, a silane coupling agent, or the like is provided at the interface between the ferroelectric layer 14 and the insulating substrate 12, the first electrode 13, and the second electrode 15 to increase the adhesion strength. good.

対向基板上に形成する配向膜として、ポリイミドなど
の有機膜、シリコン酸化物の斜め蒸着膜を用いても良
い。
As the alignment film formed on the opposite substrate, an organic film such as polyimide or an obliquely deposited silicon oxide film may be used.

ギャップ材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、あるいは貝柱が用いられる。
As the gap material, a cylindrical or spherical material using a plastic or glass material, or a scallop is used.

第4図において、電気光学効果を持つ材料、すなわ
ち、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液晶F
のかわりに用いても良い。
In FIG. 4, a material having an electro-optic effect, that is, a material that changes light transmittance by an electric field, such as an EL material, a gas, an electrochromic material, a material that changes a light emitting-non-light emitting state, and a material that changes color LCD F
It may be used instead of.

本例は、アクティブマトリクス装置なので、TN、ゲス
トホスト、STN、NTN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るのが特に効果的
である。
Since this example is an active matrix device, it is particularly effective to use a liquid crystal such as TN, guest host, STN, or NTN, which does not have a memory effect, or a non-ferroelectric liquid crystal.

[実施例1] 第8図に、本発明の駆動方法が適用される、アクティ
ブマトリクス装置の1画素当りの等価回路を示し、1画
素あたりの基本的な動作原理を説明する。強誘電体層と
液晶の容量が直列に結ばれている。第8図(a)は、あ
るフィールドの選択期間内に強誘電体層の自発分極を反
転するのに十分な正電圧がG端子に印加され、強誘電体
層の自発分極が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。
Embodiment 1 FIG. 8 shows an equivalent circuit per pixel of an active matrix device to which the driving method of the present invention is applied, and explains a basic operation principle per pixel. The ferroelectric layer and the capacitance of the liquid crystal are connected in series. FIG. 8 (a) shows that a positive voltage sufficient to invert the spontaneous polarization of the ferroelectric layer is applied to the G terminal during the selection period of a certain field, and the spontaneous polarization of the ferroelectric layer almost completely falls below. It shows a state where it is facing. Thus, the write operation is completed by aligning the spontaneous polarization in one direction.

この後、G端子は第8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、強誘電体層が保持
している電荷量は、−SF・Pr(SF:強誘電体層の面積、
Pr:強誘電体層の残留分極)と、液晶と強誘電体層間で
の自由電荷の分配量+QLCとの和である。液晶が保持し
ている電荷量QLCは、CLC・VLC(CLC:液晶の容量、
VLC:液晶に印加される電圧)である。また、強誘電体
層に印加される電圧VFと液晶に印加される電圧VLCとが
等しいことにより、 QF=−SF・Pr+QLC=CF・VF QLC=−CLC・VLC VF=VLC QLC:液晶の持つ電荷量 CLC:液晶の容量 QF :強誘電体層の持つ電荷量 CF :強誘電体層の容量 となり、〜より、 となる。
Thereafter, the G terminal is kept at the ground potential as shown in FIG. 8 (b). This is the holding state, that is, the state of the non-selection period. In the holding state, the amount of charge held by the ferroelectric layer is −S F · P r (S F : area of the ferroelectric layer,
P r : remanent polarization of the ferroelectric layer) and the amount of free charge distribution between the liquid crystal and the ferroelectric layer + QLC . The amount of charge Q LC held by the liquid crystal is C LC・ V LC (C LC : liquid crystal capacity,
V LC : voltage applied to the liquid crystal). Further, since the voltage V F applied to the ferroelectric layer is equal to the voltage V LC applied to the liquid crystal, Q F = −S F · P r + Q LC = C F · V F Q LC = −C LC · V LC V F = V LC Q LC : charge of liquid crystal C LC : capacity of liquid crystal Q F : charge of ferroelectric layer C F : capacity of ferroelectric layer Becomes

このように、液晶には式で示される電圧が、非選択
期間内に保持される。
As described above, the voltage indicated by the equation is held in the liquid crystal during the non-selection period.

次のフィールドでは、第8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いる。その後の非選択
期間内では、電荷は第8図(d)のように保持され、
、、式とは逆極性の電圧、電荷が液晶と強誘電体
層に印加、保持される。
In the next field, as shown in FIG.
This shows a state in which a negative voltage is applied to the terminal within the selection period, the spontaneous polarization is inverted, and the terminal faces upward. During the subsequent non-selection period, the charges are held as shown in FIG.
, A voltage and a charge of the opposite polarity are applied and held to the liquid crystal and the ferroelectric layer.

式より、液晶に印加される電圧VLCはPrに比例する
ので、前述したポーリング処理により強誘電体層の残留
分極Prを大きくすることは、液晶への書き込み能力の大
きいアクティブ素子を得る上で絶大な効果を有する。ま
た、先に述べたように、Prがメモリー性を有するので、
素子に起因するリーク電流は無い。よって、本願発明の
アクティブ素子を用いれば、画像が鮮明で高コントラス
トなアクティブマトリクス装置を提供することができ
る。
The equation, since the voltage VLC applied to the liquid crystal is proportional to P r, increasing the residual polarization P r of the ferroelectric layer by the polling process described above is, for obtaining a large active element of the writing ability of the liquid crystal With great effect. Also, as described above, since Pr has a memory property,
There is no leakage current due to the device. Therefore, by using the active element of the present invention, it is possible to provide an active matrix device with a clear image and high contrast.

また、同式より、G端子に印加する電圧±VGの大きさ
を変化させ、Pr値を変化させることにより、VLCを制御
することができることがわかる。強誘電体層14が非単結
晶、特に多結晶の強誘電体で構成されている場合は、Pr
の制御は容易である。また、これは、±VGの大きさの変
化により、階調表示が可能であることを示している。
Also, from the equation, by changing the magnitude of the voltage ± V G applied to the G terminal, by changing the P r value, it can be seen that it is possible to control the V LC. When the ferroelectric layer 14 is formed of a non-single-crystal, particularly a polycrystalline ferroelectric, Pr
Is easy to control. This also the size change of ± V G, show that it is possible to gradation display.

さらに、±VGの大きさを変化させ、VLCが零、あるい
は液晶のしきい値電圧よりも小くなるようにPrの値を変
化させることにより、消去の動作が可能である。液晶へ
の書き込みと消去の状態は±VLCの大小により、任意に
制御することができる。
Further, by changing the magnitude of ± V G, V LC is zero, or by changing the value of P r as small Ku becomes than the threshold voltage of the liquid crystal, it is possible to erase operations. The state of writing and erasing on the liquid crystal can be arbitrarily controlled depending on the magnitude of ± VLC .

実際のアクティブマトリクス装置では、非選択期間に
第8図(a),(c)中のグラウンド端子からデータ電
圧V1が印加され、液晶には、 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/CFが大きい方が好まし
く、少なくとも1以上、できれば10以上であることが望
ましい。
In actual active matrix device, a non-selection period Figure 8 (a), is applied data voltages V 1 from the ground terminal in (c), the liquid crystal, , That is, noise is applied. In order to suppress noise, it is preferable that C LC / C F is large, and it is desirable that C LC / C F 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±VGのう
ち、強誘電体層14には が印加される。この電圧は自発分極を反転させる、すな
わち書きこ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。そのためにもCLC/CFは大きい方が好まし
く、少なくとも1以上、できれば10以上であることが望
ましい。
Also, of the voltage ± V G applied to the G terminal in the selection period, the ferroelectric layer 14 is Is applied. Since this voltage is for reversing the spontaneous polarization, that is, for performing the writing operation, it is desirable that the voltage is higher. For this reason, it is preferable that C LC / C F be large, and it is desirable that it be at least 1 or more, preferably 10 or more.

第9図に、アクティブマトリクス装置の等価回路を示
す。対向基板の対向電極17はA1,A2,A3,A4として選択線
群を形成しており、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、対向電極
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. 9 shows an equivalent circuit of the active matrix device. The counter electrode 17 of the counter substrate forms a selection line group as A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , and the second electrode 15 forms a data line group as B 1 , B 2 , B 3 I have. Each pixel consists of a liquid crystal 21 and a ferroelectric layer
It is formed by series connection with 14. Where the counter electrode
17 may be used as a data line group and the first electrode 15 may be used as a selection line group.

第10図に、第5図に示したアクティブマトリクス装置
の駆動波形を示す。第10図と第9図のA1,A2,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。V0は選択電圧、V1はデータ電圧
である。CLC≫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。
FIG. 10 shows drive waveforms of the active matrix device shown in FIG. A 1 , A 2 , A 3 , A 4 and B 1 , B 2 , B 3 in FIGS. 10 and 9 correspond to each other. A 1, A 2, with A 3, A 4 selects a pixel to write data in the horizontal direction, and sends the data voltage to each pixel in B 1, B 2, B 3 . V 0 is selected voltage, V 1 is the data voltage. If C LC »C F, the voltage applied between the selection lines and the data lines are applied almost all 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のオン、オフ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)=V0+V1≧dF・E0 V(OFF)=V0−V1=dF・EC なる電圧が印加される。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 なる電圧が印加される。dFは、強誘電体層14の能動層と
して働く部分の層厚である。このとき、ONされた画素お
よびOFFの画素の強誘電体層14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。
Now, in some fields, the case where A 1 is selected. V (ON) = V 0 + V 1 ≧ d F · E 0 V (OFF) = The serial coupling between the ferroelectric layer 14 of the pixel where the data corresponding to the turning on and off of the liquid crystal 21 is written and the liquid crystal 21 respectively. A voltage of V 0 −V 1 = d F · E C is applied. In addition, a voltage of V (unselected) = ± V 1 is applied to the series connection of both unselected lines. d F is the layer thickness of a portion of the ferroelectric layer 14 that functions as an active layer. At this time, the spontaneous polarization of the ferroelectric layer 14 of the turned-on pixel and the turned-off pixel is as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (d), respectively, and a voltage corresponding to each remanent polarization is applied to the liquid crystal. The liquid crystal is turned on and off.

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。選択期間が
終了すると、非選択期間に入る。
When the selection period of A 1 is completed, is sequentially selected in the order of A 2, A 3, go data is written to each pixel. When the selection period ends, a non-selection period starts.

1フィールド期間が経過し、再びA1を選択する時に
は、オン、オフに対応する画素の強誘電体層14には、 V(ON)=−V0−V1≦−dF・E0 V(OFF)=−V0+V1≦−dF・EC なる電圧が印加され、選択されていないラインの強誘
電体層には、 V(非選択)=±V1 なる電圧が印加される。このとき、ONされた画素および
OFF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、液晶はオン、オフの状
態を取り、2フィールド周期の交流駆動が行われる。
One field period has elapsed, when selecting the A 1 again, turned, the ferroelectric layer 14 of the pixels corresponding to off, V (ON) = - V 0 -V 1 ≦ -d F · E 0 V (OFF) = − V 0 + V 1 ≦ −d The voltage of F · E C is applied, and the voltage of V (unselected) = ± V 1 is applied to the ferroelectric layer of the non-selected line. . At this time,
The spontaneous polarization of the ferroelectric layer of the OFF pixel is as shown in FIGS. 3 (c) and 3 (d), respectively. An electric field corresponding to each remanent polarization is applied to the liquid crystal, and the liquid crystal turns on and off. , And the AC drive is performed in a two-field cycle.

〜式より、V(ON),V(OFF)は、第3図のE0、E
Cと、 |V(ON) |≧dF・E0 |V(OFF) |≧dF・EC なる関係を有しているが、V(OFF)の電圧値は必ずし
もdF・ECである必要はなく、液晶の光透過率がdF・EC
印加したときのものと大差なければ、それ以外の電圧値
でも良い。
From the formulas, V (ON) and V (OFF) are E 0 and E in FIG.
C and, | V (ON) | ≧ d F · E 0 | V (OFF) | has the ≧ d F · E C becomes relevant, the voltage value of V (OFF) necessarily d F · E C need not be, unless those much different when the liquid crystal light transmittance was applied d F · E C, or in other voltage values.

本発明のアクティブマトリクス装置の駆動方法は、選
択期間内に強誘電体層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dF・ECよりも大き
い、すなわち、 を満足することを特徴とする。
According to the driving method of the active matrix device of the present invention, the voltage applied to the ferroelectric layer during the selection period is V (ON), V (ON).
(OFF) greater than d F · E C in either state, ie, Is satisfied.

ここで、V(ON)、V(OFF)の値は、具体的に次の
ようにして決定すれば良い。
Here, the values of V (ON) and V (OFF) may be specifically determined as follows.

第11図は、前記共重合体中の電気変位Dの時間変化δ
D/δlog(t)の、印加電界強度依存性を示したもので
ある。ここでδD/δlog(t)の各ピークは、ピークを
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(OFF)の値
を、また、選択期間の時間長さとδD/δlog(t)のグ
ラフの右側のすそが一致するようにV(ON)の値を決定
すればよい。このようにして決定したV(ON)を強誘電
体層14に印加すると、自発分極は選択期間内にほとんど
すべて反転し、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、このようにして決定
したV(OFF)を強誘電体層14に印加すると、選択期間
内に自発分極が約半分だけ反転し、強誘電体層中の自発
分極はV(ON)で決まるそれより小さくなり、V(ON)
のときよりも小さな電圧が液晶に印加される。
FIG. 11 shows the time change δ of the electric displacement D in the copolymer.
9 shows the dependence of D / δlog (t) on the applied electric field intensity. Here, each peak of δD / δlog (t) indicates that the spontaneous polarization has been inverted by about half at the time when the peak is present, and the time corresponding to the skirt on the right side of each peak indicates that the spontaneous polarization is at that time. It shows that it was almost completely inverted. Here, the length of the selection period and δD / δlog (t)
The value of V (OFF) is set so that the peak position of the graph of FIG. 7 matches, and the value of V (ON) is set so that the time length of the selection period and the skirt on the right side of the graph of δD / δlog (t) match. You only have to decide. When V (ON) determined in this way is applied to the ferroelectric layer 14, the spontaneous polarization is almost completely inverted within the selection period, and a voltage determined by the equation is applied to the liquid crystal, thereby writing data. When V (OFF) determined in this way is applied to the ferroelectric layer 14, the spontaneous polarization is inverted by about half during the selection period, and the spontaneous polarization in the ferroelectric layer is determined by V (ON). Smaller than that, V (ON)
Is applied to the liquid crystal.

データの消去は自発分極の反転がちょうど半分でなく
ても可能であり、V(消去)をδD/δlog(τ)のピー
クに必ずしも合わせる必要はない。
The data can be erased even if the spontaneous polarization is not reversed exactly in half, and it is not always necessary to adjust V (erasure) to the peak of δD / δlog (τ).

非選択期間、すなわち保持期間には強誘電体層に±V1
が印加されるが、±V1は、1フィールド期間で自発分極
の反転が生じないような値を第11図より選べば良い。す
なわち、±V1印加時の自発分極の反転速度が、1フィー
ルド期間より遅ければよい。
± V 1 is applied to the ferroelectric layer during the non-selection period, that is, the holding period.
Is applied, ± V 1 may be selected from FIG. 11 so that the inversion of spontaneous polarization does not occur in one field period. That is, the inversion speed of spontaneous polarization at ± V 1 applied, it may be slower than one field period.

また、階調表示は、データ電圧V1よりも小さいデータ
電圧V2を用い、次のようにして行うことができる。
The gradation display uses a small data voltage V 2 than the data voltage V 1, it can be carried out as follows.

階調表示用の選択時の電圧V(階調)は、 |V(階調)|=|V0+V2|<|V(ON)| |V(階調)|=|V0−V2|>|V(OFF)| となり、選択期間内における自発分極の反転量はV(O
N)の時よりも少なく、V(OFF)の時よりは多くなる。
このときの残留分極Prは、V(ON)とV(OFF)を印加
した時のPrの間の値を取る。液晶に印加される電圧VLC
はPrに比例するので、Prに応じて電圧VLCを印加するこ
とができる。よって、V2の電位の種類数と同じ数だけ階
調表示ができる。
Voltage during selection for gradation display V (gradation) is, | V (gradation) | = | V 0 + V 2 | <| V (ON) | | V ( gradation) | = | V 0 -V 2 |> | V (OFF) |, and the amount of reversal of spontaneous polarization during the selection period is V (O
It is less than at N) and more than at V (OFF).
Residual polarization P r at this time takes a value between P r upon application V (ON) and V a (OFF). Voltage V LC applied to liquid crystal
Is proportional to P r, it is possible to apply a voltage V LC in accordance with P r. Therefore, it is gradation display by the same number as the number of types of potential V 2.

選択期間内にV(ON)とV(OFF)のどちらか片方だ
けを印加するのではなく、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。
It is also possible to perform gradation display by applying not only one of V (ON) and V (OFF) but also applying both and changing the application time distribution during the selection period.

また、第10図に示すように、1フィールド毎にコモン
の電位α、αをV0−V1だけ変化させると、用いる最
大電圧はV0+V1となり、最大電圧を下げることができ
る。この場合、特別な高耐圧回路を用いる必要がなく、
安価な汎用の回路部品を用いることができるため、安価
なにアクティブマトリクス装置を提供できる。またこの
際、コモンの電圧α、αの差は必ずしもV0−V1であ
る必要はない。
Further, as shown in FIG. 10, when the common potentials α 1 and α 2 are changed by V 0 −V 1 every field, the maximum voltage to be used becomes V 0 + V 1 and the maximum voltage can be reduced. . In this case, there is no need to use a special high-voltage circuit,
Since an inexpensive general-purpose circuit component can be used, an inexpensive active matrix device can be provided. At this time, the difference between the common voltages α 1 and α 2 does not necessarily need to be V 0 −V 1 .

第10図においては、1フィールド毎にコマン電位
α、αを変化させているが、1選択期間毎に変化さ
せたり、あるいは複数の選択期間毎にコモン電位を変化
させたりして、1フィールド内の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. 10, the command potentials α 1 and α 2 are changed for each field. However, the command potentials may be changed for each selection period or the common potential may be changed for a plurality of selection periods. LCD 21 on one screen in the field
May be present with pixels having different polarities of voltages written to the pixels.

さらに、本発明のアクティブマトリクス装置の駆動方
法を第12図、第13図を用いて以下に説明する。VDFとTrF
Eの共重合体の自発分極の反転速度τは、ポーリング
処理後、電圧無印加の状態で放っておくと、経過時間tw
に対し、第12図のような変化を示す。すなわち、τ
twと共に増大し、τが選択期間よりも長くなると、ア
クティブマトリクス装置として機能しなくなる。例え
ば、走査線数400本を仮定し、第12図を用いて見積って
みると、選択期間は、1フィールド期間(−16.7msec)
を走査線数で割った時間にほぼ等しく、約40μsecとな
る。第13図より、twが約5分のときτが40μsecにな
る。従って、ポーリング処理後5分経過すると、アクテ
ィブマトリクス装置として機能しなくなってしまう。た
だし、ポーリング処理後に電圧を印加し続けると、τ
の増加現象は無い。
Further, a driving method of the active matrix device of the present invention will be described below with reference to FIGS. VDF and TrF
The reversal speed τ S of the spontaneous polarization of the copolymer of E can be calculated as the elapsed time tw
In contrast, changes as shown in FIG. 12 are shown. That is, τ S is
increases with t w, τ S is becomes longer than the selection period, will not function as an active matrix device. For example, assuming the number of scanning lines is 400 and estimating using FIG. 12, the selection period is one field period (-16.7 msec).
Divided by the number of scanning lines, which is about 40 μsec. From FIG. 13, t w is tau S when about 5 minutes is 40 .mu.sec. Therefore, five minutes after the polling process, the device does not function as an active matrix device. However, if the voltage is continuously applied after the polling process, τ S
There is no increase phenomenon.

第13図に示すように、表示動作開始直前に初期化期間
を設けることできれらの問題は解決できる。初期化期間
中に、すべての画素に±(V0+V1)なる電圧が印加さ
れ、電界によるポーリング処理が行われる。ここで、V0
+V1は、強誘電体層に抗電界ECよりも大きな電界が印加
されるように選ばれる。抗電界以上の電界印加により自
発分極の反転が行われるため、効率的なポーリング処理
が行われる。このように、抗電界以上の電界を表示動作
開始の直前に強誘電体層に印加し、ポーリング処理直後
の状態にもどすことにより、τの経時変化による増大
による表示画像品質の低下がなく、常に鮮明で高コント
ラストな表示画像を得ることができる。
As shown in FIG. 13, these problems can be solved by providing an initialization period immediately before the start of the display operation. During the initialization period, a voltage of ± (V 0 + V 1 ) is applied to all the pixels, and a polling process using an electric field is performed. Where V 0
+ V 1 is selected so that an electric field larger than the coercive electric field E C is applied to the ferroelectric layer. Since the inversion of spontaneous polarization is performed by applying an electric field equal to or higher than the coercive electric field, efficient polling processing is performed. As described above, by applying an electric field equal to or higher than the coercive electric field to the ferroelectric layer immediately before the start of the display operation and returning to the state immediately after the poling process, the display image quality is not degraded due to an increase with time of τ S , A clear and high-contrast display image can always be obtained.

第13図において初期化期間に印加される電圧は、±
(V0+V1)に限られるものではない。また、初期化期間
は、強誘電体層が最初のポーリング処理直後の状態にほ
ぼ回復するまで行われるものであり、特に時間的な制約
はない。さらに、ここでは初期化期間中に±(V0+V1
の電圧を正負1サイクル分印加したが、印加電圧のサイ
クル数は何回でも良く、1回に限られるものではない。
初期化期間内に走査線、データ線に印加する電圧の絶対
値は|V0+V1|のように、1つの値である必要はなく、
2つ以上の値を用いたり、時間に対して変化する電圧値
を用いても良い。
In FIG. 13, the voltage applied during the initialization period is ±
It is not limited to (V 0 + V 1 ). Further, the initialization period is performed until the ferroelectric layer almost recovers to the state immediately after the first polling process, and there is no particular time limitation. Further, here, ± (V 0 + V 1 ) during the initialization period
Is applied for one positive and negative cycle, but the number of cycles of the applied voltage may be any number, and is not limited to one.
The absolute value of the voltage applied to the scanning line and the data line during the initialization period does not need to be a single value like | V 0 + V 1 |
Two or more values may be used, or a voltage value that changes with time may be used.

[参考例2] 第7図に、本発明の第2の参考例を示す。第7図
(b)は上視図、同図(a)挾、同図(b)のA−Bに
おける断面図である。第1図に示したアクティブマトリ
クス基板上に、SiO2からなる保護膜18と、ポリイミドか
らなる配向膜19が設けられている。
Reference Example 2 FIG. 7 shows a second reference example of the present invention. FIG. 7 (b) is a top view, FIG. 7 (a) is a cross-sectional view taken along the line AB in FIG. 7 (b). A protective film 18 made of SiO 2 and an alignment film 19 made of polyimide are provided on the active matrix substrate shown in FIG.

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19として用いられるポ
リイミドの溶剤(通常、α−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、保護膜18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。SiO2は前記ポリイミドの溶剤に不溶なため、Si
O2からなる保護膜18を用いれば、強誘電体層14の溶出、
消失を防ぐことができる。
Since the copolymer of VDF and TrFE used as the ferroelectric layer 14 is an organic substance, it is soluble in the polyimide solvent (usually α-butyl lactone, N, N-dimethylacetamide) used as the alignment film 19 Without the protective film 18, the ferroelectric layer 14 elutes and disappears when the alignment film 19 is formed. Since SiO 2 is insoluble in the polyimide solvent, Si 2
If the protective film 18 made of O 2 is used, elution of the ferroelectric layer 14
Loss can be prevented.

保護膜18の材料は、SiO2に限る必要はなく、SiNX、Si
ON、Siなど無機材料、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、スピンコート法、CVD法、ロールコー
ト法、ディッピング法、印刷法、塗布法などがある。ま
た、ケイ素化合物〔RnSi(OH)4-n〕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、加熱して
SiO2膜を形成する方法は、大面積に容易に均一なSiO2
が形成されるため、大面積の平面ディスプレイ用のアク
ティブ素子形成法として、特に有効である。
The material of the protective film 18 need not be limited to SiO 2 , but may be SiN x , Si
An inorganic material such as ON or Si, an organic material such as Teflon, shellac, glass, or the like may be used. The formation method includes a sputtering method, a vapor deposition, a spin coating method, a CVD method, a roll coating method, a dipping method, a printing method, a coating method, and the like. Further, after applying a solution of a silicon compound [R n Si (OH) 4-n ] in an organic solvent such as an alcohol and an ester, heating is performed.
A method of forming a SiO 2 film, for easy uniform SiO 2 film is formed on a large area, as an active element forming method for a flat display having a large area is particularly effective.

また、配向膜19の材料は、ポリイミドに限る必要はな
く、SiO2の斜め蒸着膜、他の有機材料を用いても良い。
In addition, the material of the alignment film 19 is not limited to polyimide, and an obliquely deposited SiO 2 film or another organic material may be used.

[参考例3] 第14図に、本発明の第3の参考例を示す。第14図
(b)は上視図、同図(a)は、同図(b)のA−Bに
おける断面図である。
Reference Example 3 FIG. 14 shows a third reference example of the present invention. FIG. 14 (b) is a top view, and FIG. 14 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 14 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にCrからなる第1の
電極13が、第1の電極13上にVDFとTrFEとの共重合体か
らなる強誘電体層14が設けられており、さらに強誘電体
層14上にITOからなる第2の電極15が設けられている。
第1の電極13と第2の電極15でサンドイッチ状にはさま
れた強誘電体層14がアクティブ素子の能動層として働
く。この構造だと、画素電極を構成する第2の電極15上
に強誘電体層14が存在しないため、液晶に効率よく電圧
を印加することができる。
A first electrode 13 made of Cr is provided on an insulating substrate 12 made of a glass substrate, and a ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided on the first electrode 13. On the body layer 14, a second electrode 15 made of ITO is provided.
The ferroelectric layer 14 sandwiched between the first electrode 13 and the second electrode 15 functions as an active layer of an active element. With this structure, since the ferroelectric layer 14 does not exist on the second electrode 15 constituting the pixel electrode, a voltage can be efficiently applied to the liquid crystal.

[参考例4] 第15図に、本発明の第4の参考例を示す。第15図
(b)は上視図、同図(a)は同図(b)中A−Bにお
ける断面図である。
Reference Example 4 FIG. 15 shows a fourth reference example of the present invention. FIG. 15 (b) is a top view, and FIG. 15 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 15 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にITOからなる第1
の電極13が設けられており、第1の電極13上にVDFとTrF
Eとの共重合体からなる強誘電体層14とCrからなる第2
の電極15が同一形状で設けられている。第1の電極13と
第2の電極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、アクティブ素子の能動層として働く。
The first made of ITO on the insulating substrate 12 made of a glass substrate
VDF and TrF are provided on the first electrode 13.
Ferroelectric layer 14 made of copolymer with E and second made of Cr
Are provided in the same shape. The portion of the ferroelectric layer 14 sandwiched between the first electrode 13 and the second electrode 15 functions as an active layer of the active element.

第15図に示したアクティブ素子及びアクティブマトリ
クス基板を第1図に示したアクティブ素子及びアクティ
ブマトリクス基板の代わりに用い、第4,5図に示したア
クティブマトリクス装置を構成した場合は、次のような
効果が生じる。第15図において、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によって構成され
る。画素電極の上下に強誘電体層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
光学効果だけで決まる。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。
When the active element and the active matrix substrate shown in FIG. 15 are used in place of the active element and the active matrix substrate shown in FIG. 1, and the active matrix device shown in FIGS. Effects occur. In FIG. 15, the pixel electrode is constituted by the first electrode 13 in a region not in contact with the ferroelectric layer 14. Since there is no ferroelectric layer 14 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, the contrast is high and a clear image can be obtained.

[実施例2] 第16図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第16図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図、同図(a)
は、同図(b)A−Bにおける断面図である。
Embodiment 2 FIG. 16 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention. FIG. 16 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG.
FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG.

ガラス基板からなる絶縁基板12上に、VDFとTrFEとの
共重合体からなる島状の強誘電体層14と、強誘電体層14
上にCrからなる第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からなる第2の電極1
5が設けられている。すなわち、第1の電極13、第2の
電極15を連結するように強誘電体層14が設けられてい
る。
An island-shaped ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE, and a ferroelectric layer 14 are formed on an insulating substrate 12 made of a glass substrate.
A first electrode 13 made of Cr is provided thereon, and a second electrode 1 made of ITO is formed so as to cover a part of the ferroelectric layer 14.
5 are provided. That is, the ferroelectric layer 14 is provided so as to connect the first electrode 13 and the second electrode 15.

このような構造だと、第1の電極13及び第2の電極15
が上下方向に重なっていないため、強誘電体層14の欠陥
により2つの電極がショートすることがない。従って、
ショートによるアクティブ素子の欠陥、すなちわ画素欠
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。
With such a structure, the first electrode 13 and the second electrode 15
Are not overlapped in the vertical direction, so that two electrodes are not short-circuited due to a defect in the ferroelectric layer 14. Therefore,
In principle, a defect of the active element due to a short circuit, that is, a pixel defect can be removed. This has a tremendous effect on providing clear and high quality display quality.

[実施例3] 第16図と類似の構成として、第17図に、本発明のアク
ティブマトリクス装置を構成するアクティブマトリクス
基板の実施例を示す。第17図(b)はアクティブ素子部
周辺の上視図、同図(a)は、同図(b)のA−Bにお
ける断面図である。
Embodiment 3 FIG. 17 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention as a configuration similar to FIG. FIG. 17 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 17 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 17 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上に、Crからなる第1
の電極13とITOからなる第2の電極15が設けられてお
り、VDFとTrFEとの共重合体からなる島状の強誘電体層1
4が、第1の電極13及び第2の電極15を連結するように
設けられている。
The first substrate made of Cr is placed on the insulating substrate 12 made of a glass substrate.
Is provided with a second electrode 15 made of ITO and an island-shaped ferroelectric layer 1 made of a copolymer of VDF and TrFE.
4 is provided to connect the first electrode 13 and the second electrode 15.

第16,17図に示したアクティブ素子及びアクティブマ
トリクス基板を形成する場合、第1の電極13及び第2の
電極15に異なる材料を用いると3回のフォト工程が必要
であるが、同じ材料を用いると2回のフォト工程で済
む。
When forming the active element and the active matrix substrate shown in FIGS. 16 and 17, if different materials are used for the first electrode 13 and the second electrode 15, three photo steps are required. If used, only two photo steps are required.

第16,17図に示すアクティブ素子は、絶縁基板12と平
行方向に設けられているため、層厚が大きく、従って小
さな容量を持つ。今、第16,17図中に示したアクティブ
素子部分のパラメータW,L,dF,強誘電体層の比誘電率ε
、及び、画素部分のパラメータx,y,液晶の層厚d,液晶
の比誘電率εLCを、それぞれ、W=10μm,L=1μm,dF
=10μm,ε=10、及び、x=90μm,y=100μm,d=7
μm,εLC=10とすると、アクティブ素子の容量CFと画素
の容量CLCの比は、 となり、CF≪CLCである。そのため、強誘電体層と画素
の直列接続に印加された電圧は、ほとんど強誘電体層に
印加されることになる。本発明のアクティブ素子は、強
誘電体層14の自発分極の配列電界で制御することによっ
て動作するので、CF≪CLCなる条件は、電極電圧の低
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表示
を得るのに絶大な効果を有する。
Since the active element shown in FIGS. 16 and 17 is provided in a direction parallel to the insulating substrate 12, the active element has a large layer thickness and therefore has a small capacitance. Now, the parameters W, L, d F of the active element portion shown in FIGS. 16 and 17 and the relative permittivity ε of the ferroelectric layer are shown.
F and the parameters x and y of the pixel portion, the layer thickness d of the liquid crystal, and the relative permittivity ε LC of the liquid crystal are respectively W = 10 μm, L = 1 μm, d F
= 10 μm, ε F = 10, and x = 90 μm, y = 100 μm, d = 7
If μm, ε LC = 10, the ratio of the capacitance C F of the active element to the capacitance C LC of the pixel is And C F ≪C LC . Therefore, most of the voltage applied to the series connection of the ferroelectric layer and the pixel is applied to the ferroelectric layer. Since the active element of the present invention operates by controlling the arrangement electric field of the spontaneous polarization of the ferroelectric layer 14, the condition of C F ≪C LC is such that the electrode voltage decreases, the switching speed increases, or the crosstalk decreases. It is effective for reduction and has a tremendous effect for obtaining a clear and high-contrast display.

[実施例4] 第18図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第18図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図であり、同図
(a)は、同図(b)のA−Bにおける断面図である。
Embodiment 4 FIG. 18 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention. FIG. 18 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 18 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 18 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上に、VDFとTrFEとの
共重合体からなる強誘電体層14が設けられており、強誘
電体層14上にCrからなる第1の電極13とITOからなる第
2の電極15が設けられている。第1の電極13と第2の電
極15間の強誘電体層14が能動層として働く。
A 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 and ITO are formed on the ferroelectric layer 14. A second electrode 15 is provided. The ferroelectric layer 14 between the first electrode 13 and the second electrode 15 works as an active layer.

[実施例5] 第18図と類似の構成として、第19図に、本発明のアク
ティブマトリクス装置を構成するアクティブマトリクス
基板の実施例を示す。第19図(b)はアクティブ素子部
周辺の上視図であり、同図(a)は、同図(b)のA−
Bにおける断面図である。ガラス基板からなる絶縁基板
12上に、Crからなる第1の電極13とITOからなる第2の
電極15が設けられている。第1の電極13と第2の電極15
上に、VDFとTrFEとの共重合体からなる強誘電体層14が
設けられている。この構成であれば、第1の電極13及び
第2の電極15形成後に強誘電体層14を形成するため、強
誘電体層14には何ら損傷が起こらない。
Embodiment 5 FIG. 19 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention as a configuration similar to FIG. FIG. 19 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG.
It is sectional drawing in B. Insulating substrate made of glass substrate
On 12, a first electrode 13 made of Cr and a second electrode 15 made of ITO are provided. First electrode 13 and second electrode 15
On top, a ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided. With this configuration, since the ferroelectric layer 14 is formed after the formation of the first electrode 13 and the second electrode 15, no damage occurs to the ferroelectric layer 14.

第17,18図に示したアクティブ素子及びアクティブマ
トリクス基板を形成する場合、第1の電極13、第2の電
極15に同じ材料を用い、同じ工程で形成すると、フォト
工程は1回で済む。
When the active element and the active matrix substrate shown in FIGS. 17 and 18 are formed, if the same material is used for the first electrode 13 and the second electrode 15 and they are formed in the same step, the photo step only needs to be performed once.

第17,18図に示したアクティブ素子においても、第15,
16図に示したアクティブ素子と同様に、第1の電極13と
第2の電極15が上下方向で重なっていないため、ショー
トによる欠陥は生じない。
In the active element shown in FIGS.
As in the case of the active element shown in FIG. 16, the first electrode 13 and the second electrode 15 do not overlap in the vertical direction, so that a defect due to a short circuit does not occur.

また、第17,18図に示したアクティブ素子は、絶縁基
板12と平行方向に強誘電体層14を用いるため、第15,16
図に示したアクティブ素子と同様に、層厚が大きく、従
って小さい容量を持つ。
The active element shown in FIGS. 17 and 18 uses the ferroelectric layer 14 in a direction parallel to the insulating substrate 12, so that the active elements shown in FIGS.
Like the active element shown in the figure, the layer thickness is large and therefore has a small capacitance.

第20図に、第17,18図に示したアクティブマトリクス
基板を用いた、本発明のアクティブマトリクス装置の実
施例の一部の上視図を示す。ガラス基板上にVDFとTrFE
との共重合体からなる強誘電体層14、Crからなる第1の
電極13、ITOからなる第2の電極15が形成されたアクテ
ィブマトリクス基板と、ガラス基板上にITOからなる対
向電極17が形成された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構成される画素がマト
リックス状に配置されている。
FIG. 20 shows a top view of a part of an embodiment of the active matrix device of the present invention using the active matrix substrate shown in FIGS. VDF and TrFE on glass substrate
An active matrix substrate on which a ferroelectric layer 14 made of a copolymer of the following, a first electrode 13 made of Cr, and a second electrode 15 made of ITO are formed, and a counter electrode 17 made of ITO is formed on a glass substrate. Liquid crystals are held between the formed opposing substrates, and pixels composed of electrodes of the substrate and the opposing substrate are arranged in a matrix.

第20図において、a>t,b>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. 20, since a> t, b> t, and the inversion of the spontaneous polarization at a, b is provided,
No vertical or horizontal crosstalk occurs.

[実施例6] 第21図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第21図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図であり、同図
(a)は、同図(b)のA−Bにおける断面図である。
Embodiment 6 FIG. 21 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention. FIG. 21 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 21 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 21 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にVDFとTrFEとの共
重合体からなる強誘電体層14が設けられており、強誘電
体層14上にCrからなる第1の電極13とITOからなる第2
の電極15が設けられている。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14がアクティブ素子の能動層として
働く。このような構成にすると、アクティブ素子の容量
は実質的に小さくなる。第21図(b)において、能動層
の層厚tと非能動層の層厚t2はt2>tなる関係を有す
る。そのため、第18、19図に示したような、第1の電極
13と第2の電極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。
A 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 and a first electrode 13 made of ITO are formed on the ferroelectric layer 14. 2
Electrodes 15 are provided. A part of the first electrode 13 is
The ferroelectric layer 14 between the protrusion and the second electrode 15 functions as an active layer of an active element. With such a configuration, the capacitance of the active element is substantially reduced. In FIG. 21 (b), the layer thickness t 2 of the thickness t and the non-active layer of the active layer has a t 2> t the relationship. Therefore, the first electrode as shown in FIGS.
The capacitance of the ferroelectric layer 14 is smaller than in a configuration in which the ferroelectric layer 14 between the electrode 13 and the second electrode 15 all functions as an active layer.

また、第19図に示したアクティブ素子の第1の電極13
に突出部を形成して、本実施例のような構成にしてもよ
い。
Further, the first electrode 13 of the active element shown in FIG.
A protruding portion may be formed on the base member to provide a configuration as in this embodiment.

[実施例7] 第23図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第23図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図であり、同図
(a)は、同図(b)のA−Bにおける断面図である。
Embodiment 7 FIG. 23 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention. FIG. 23 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 23 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 23 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にITOからなる第1
の電極13、第2の電極15、前記第1の電極13及び第2の
電極15上にVDFとTrFEとの共重合体からなる強誘電体層1
4、前記強誘電体層14中に設けられたコンタクトホール
を介して前記第1の電極13と接続するようにCrからなる
導電体層20が設けられている。
The first made of ITO on the insulating substrate 12 made of a glass substrate
Electrode 13, second electrode 15, and ferroelectric layer 1 made of a copolymer of VDF and TrFE on first electrode 13 and second electrode 15.
4. A conductor layer 20 made of Cr is provided so as to be connected to the first electrode 13 via a contact hole provided in the ferroelectric layer 14.

第23図において、絶縁基板12上に導電体層20、強誘電
体層14、第1の電極13及び第2の電極15の順序で、すな
わち、第1の電極13及び第2の電極15と導電体層15の位
置関係を逆にして構成しても良い。
In FIG. 23, in the order of the conductor layer 20, the ferroelectric layer 14, the first electrode 13 and the second electrode 15 on the insulating substrate 12, that is, the first electrode 13 and the second electrode 15 The configuration of the conductor layer 15 may be reversed.

[実施例8] 第24図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第24図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図であり、同図
(a)は、同図(b)のA−Bにおける断面図である。
Embodiment 8 FIG. 24 shows an embodiment of the active matrix substrate constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 24 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 24 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 24 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にITOからなる第1
の電極13及び第2の電極15、前記第1の電極13及び第2
の電極15上にVDFとTrFEとの共重合体からなる強誘電体
層14、前記強誘電体層14中に設けられたコンタクトホー
ルを介して前記第1の電極13と接続するようにCrからな
る導電体層20が設けられている。第24図に示すアクティ
ブ素子においては、第1の電極13が、導電体層20と広い
面積のコンタクトホールを介して接続された2層構造と
なっているため、配線抵抗の低減が実現できる。
The first made of ITO on the insulating substrate 12 made of a glass substrate
Electrode 13 and second electrode 15, the first electrode 13 and second electrode
A ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE on the electrode 15 of the first electrode 15, and from Cr so as to be connected to the first electrode 13 through a contact hole provided in the ferroelectric layer 14. The conductive layer 20 is provided. In the active element shown in FIG. 24, since the first electrode 13 has a two-layer structure in which the first electrode 13 is connected to the conductor layer 20 via a contact hole having a large area, a reduction in wiring resistance can be realized.

第24図に示すアクティブ素子も、第23図に示すアクテ
ィブ素子と同様に、第1の電極13及び第2の電極15と導
電体層20との位置関係を逆にして構成しても良い。
The active element shown in FIG. 24 may be configured by reversing the positional relationship between the first electrode 13 and the second electrode 15 and the conductor layer 20, similarly to the active element shown in FIG.

[実施例9] 第25図に、本発明のアクティブマトリクス装置を構成
するアクティブマトリクス基板の実施例を示す。第25図
(b)はアクティブ素子部周辺の上視図であり、同図
(a)は、同図(b)のA−Bにおける断面図である。
Embodiment 9 FIG. 25 shows an embodiment of an active matrix substrate constituting an active matrix device of the present invention. FIG. 25 (b) is a top view of the vicinity of the active element portion, and FIG. 25 (a) is a cross-sectional view taken along a line AB in FIG. 25 (b).

ガラス基板からなる絶縁基板12上にVDFとTrFEとの共
重合体からなる強誘電体層14、前記強誘電体層14上にIT
Oからなる第1の電極13及び第2の電極15が設けられて
おり、前記第1の電極13と接するように導電体層20が設
けられている。
A ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is formed on an insulating substrate 12 made of a glass substrate, and an IT is formed on the ferroelectric layer 14.
A first electrode 13 and a second electrode 15 made of O are provided, and a conductor layer 20 is provided so as to be in contact with the first electrode 13.

本実施例のアクティブマトリクス基板において、強誘
電体層14、第1の電極13及び第2の電極15、導電体層20
は、必ずしもこの順序で形成する必要はなく、どのよう
な順序で形成しても良い。
In the active matrix substrate of the present embodiment, the ferroelectric layer 14, the first electrode 13, the second electrode 15, and the conductor layer 20
Need not necessarily be formed in this order, but may be formed in any order.

また、本実施例の構成のうち、第1の電極13を導電体
層20の長手方向に長く形成し、導電体層20との2層構造
にすることにより、配線抵抗を低減することができる。
In the configuration of the present embodiment, the first electrode 13 is formed to be long in the longitudinal direction of the conductor layer 20 and has a two-layer structure with the conductor layer 20, so that the wiring resistance can be reduced. .

第23〜25図に示したアクティブ素子の形成工程におい
て、第1の電極13と第2の電極15は同一工程で形成され
るため、第1の電極13と第2の電極15間の距離は、絶縁
基板12の伸縮、マスクの合わせ誤差などに関係なく常に
一定に保たれる。これは、第1の電極13と第2の電極15
との間に同一の電圧を印加すると、前記両電極間に存在
する強誘電体に、同一の電界が、印加されることを示し
ている。第1の電極13と第2の電極15間の距離が一定に
保たれることは、再現性良く、大面積にわたり均一なア
クティブ素子を形成するのに絶大な効果を有する。
23 to 25, since the first electrode 13 and the second electrode 15 are formed in the same step, the distance between the first electrode 13 and the second electrode 15 is , Regardless of the expansion and contraction of the insulating substrate 12, the alignment error of the mask, and the like. This is because the first electrode 13 and the second electrode 15
When the same voltage is applied between the two electrodes, the same electric field is applied to the ferroelectric substance existing between the two electrodes. The fact that the distance between the first electrode 13 and the second electrode 15 is kept constant has a great effect on forming a uniform active element over a large area with good reproducibility.

第23〜25図に示したアクティブ素子では、第21図に示
したアクティブ素子と同様に、第1の電極13の突出部と
第2の電極15との間の強誘電体層14が能動層として働
く。
In the active element shown in FIGS. 23 to 25, similarly to the active element shown in FIG. 21, the ferroelectric layer 14 between the projection of the first electrode 13 and the second electrode 15 has an active layer. Work as

また、第23〜25図に示した構成において、突出部を形
成しなくても良い。
Further, in the configuration shown in FIGS. 23 to 25, the projecting portion may not be formed.

[参考例5] 第22図に、本発明の第5の参考例を示す。第22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。
Reference Example 5 FIG. 22 shows a fifth reference example of the present invention. FIG. 22 (b) is a top view, and FIG. 22 (a) is a view of A in FIG.
It is sectional drawing in -B.

ガラス基板からなる絶縁基板12上にITOからなる電極2
2が設けられており、電極22上にVDFとTrFEとの共重合体
からなる強誘電体層14が設けられている。
Electrode 2 made of ITO on insulating substrate 12 made of glass substrate
2, a ferroelectric layer 14 made of a copolymer of VDF and TrFE is provided on the electrode 22.

本参考例のアクティブマトリクス基板を形成するため
に必要なフォト工程は1回である。電極22の面積が大き
く、面抵抗を下げる形状をしているので、電極22による
配線遅延を小さくできる。これは、表示面全体にわたっ
て均一で鮮明な表示を得るのに絶大な効果を有する。
The number of photo steps required to form the active matrix substrate of this embodiment is one. Since the area of the electrode 22 is large and the surface resistance is reduced, the wiring delay due to the electrode 22 can be reduced. This has a great effect in obtaining a uniform and clear display over the entire display surface.

[その他] 実施例2〜9のアクティブ素子に用いられる第1の電
極13、第2の電極15、導電体層20、電極22、絶縁基板1
2、強誘電体層14として用いられる材料、形成方法とし
て、第1図について説明したものと同じ材料、形成方法
を用いても良い。
[Others] First electrode 13, second electrode 15, conductor layer 20, electrode 22, insulating substrate 1 used in active elements of Examples 2 to 9
2. As the material and forming method used for the ferroelectric layer 14, the same material and forming method as described with reference to FIG. 1 may be used.

第14,19,22,23,24図に示すアクティブ素子において、
強誘電体層14を配向膜として用いても良い。強誘電体層
14は液晶に印加される直流電圧をしゃ断する絶縁膜を兼
ねる。また、第1図について説明したように、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、導電体層20、電極22の
膜厚よりも厚くしても良い。
In the active elements shown in FIGS. 14, 19, 22, 23 and 24,
The ferroelectric layer 14 may be used as an alignment film. Ferroelectric layer
Reference numeral 14 also serves as an insulating film for cutting off a DC voltage applied to the liquid crystal. Further, as described with reference to FIG. 1, the thickness of the ferroelectric layer 14 is set to the first electrode 13, the second electrode 15, and the conductor layer 20 provided between the insulating substrate 12 and the ferroelectric layer 14. Alternatively, the electrode 22 may be thicker than the film thickness.

実施例2〜9のアクティブ素子を形成したアクティブ
マトリクス基板を用いて、第20図に示したようなアクテ
ィブマトリクス装置を形成しても良い。その際、アクテ
ィブマトリクス基板上に、第7図に示したような保護膜
18、配向膜19を形成しても良い。
An active matrix device as shown in FIG. 20 may be formed using the active matrix substrate on which the active elements of Examples 2 to 9 are formed. At this time, a protective film as shown in FIG. 7 is formed on the active matrix substrate.
18, an alignment film 19 may be formed.

第1,14,15,22図に記載された構成のアクティブ素子
は、強誘電体層14の膜厚方向の長さを層厚としているた
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。よって、第1,14,15,22図の構成は、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 element having the configuration shown in FIGS. 1, 14, 15, and 22 has a relatively large capacitance because the length of the ferroelectric layer 14 in the thickness direction is a layer thickness. Is applied with a large electric field. Therefore, the configuration shown in FIGS. 1, 14, 15, and 22 is particularly effective when an organic ferroelectric material having a small relative dielectric constant and a large coercive electric field is used.

第16〜19,21,23〜25図に記載された構成のアクティブ
素子は、強誘電体層14の絶縁基板12の面内方向の長さを
層厚としているので容量が小さいが、強誘電体層14に電
界を印加しにくい。よって、第16〜19,21,23〜25図の構
成は、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 element having the configuration shown in FIGS. 16 to 19, 21, and 23 to 25 has a small capacitance because the length of the ferroelectric layer 14 in the in-plane direction of the insulating substrate 12 is small, but the ferroelectric It is difficult to apply an electric field to the body layer 14. Therefore, the configurations shown in FIGS. 16 to 19, 21, and 23 to 25 are particularly effective when using an inorganic ferroelectric material having a large relative dielectric constant and a small coercive electric field.

実施例2〜9に記載されたアクティブマトリクス基板
を用いたアクティブマトリクス装置においても、実施例
1に説明されたアクティブマトリクスの駆動方法が適用
できる。
The active matrix driving method described in the first embodiment can be applied to the active matrix device using the active matrix substrate described in the second to ninth embodiments.

[発明の効果] 本発明によれば、強誘電体層を用いたアクティブマト
リクス装置の、第1の電極と第2の電極とが平面的に重
ならないため、両電極のショートによる欠陥の発生を防
止することができ、大面積のアクティブマトリクス装置
の品質を高く安定したものとすることができるという効
果を奏するものである。
[Effects of the Invention] According to the present invention, in an active matrix device using a ferroelectric layer, the first electrode and the second electrode do not overlap in a plane, so that the occurrence of defects due to short-circuit of both electrodes is prevented. This is advantageous in that the quality of a large-area active matrix device can be made high and stable.

また、本発明のアクティブマトリクス装置の駆動方法
によれば、表示動作開始後に電界による強誘電体層のポ
ーリング処理が行われるため、常に鮮明で高コントラス
トな表示画像を得ることができるという効果を奏するも
のでる。
Further, according to the driving method of the active matrix device of the present invention, since the poling process of the ferroelectric layer is performed by the electric field after the start of the display operation, a clear and high-contrast display image can be always obtained. Things.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の参考例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第2図は、従来のアクティブ素子の断面図。 第3図は、強誘電体のヒステリシスカーブ(a)と自発
分極の配列(b)〜(d)を示す図。 第4図は、本発明の参考例を示す断面図。 第5図は、第4図に示したアクティブマトリクス装置の
一部の上視図。 第6図は、ポーリング処理前後の強誘電体のヒステリシ
スカーブを示す図。 第7図は、本発明の参考例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第8図は、本発明のアクティブマトリクス装置の1画素
当りの等価回路図。 第9図は、本発明のアクティブマトリクス装置の等価回
路図。 第10図は、第5図に示したアクティブマトリクス装置の
駆動波形を示す図。 第11図は、VDFとTrFEとの共重合体の電気変位Dの時間
変化δD/δlog(t)の、印加電界強度依存性を示す
図。 第12図は、VDFとTrFEとの共重合体の反転スピードとポ
ーリング処理後の経過時間との関係を示す図。 第13図は、本発明のアクティブマトリクス装置の駆動方
法を示す図。 第14図は、本発明の参考例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第15図は、本発明の参考例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第16図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第17図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第18図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第19図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第20図は、第17,18図に示したアクティブ素子を用い
た、本発明のアクティブマトリクス装置の実施例の一部
の上視図。 第21図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第22図は、本発明の参考例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第23図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第24図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 第25図は、本発明のアクティブマトリクス装置を構成す
るアクティブ素子の実施例を示す上視図(a)と断面図
(b)。 1……ガラス基板 2……ゲート電極 3……ゲート絶縁膜 4……ドレイン電極 5……ソース電極 6……ドレイン領域 7……画素電極 8……電極 9……ガラス基板 10……チャネルアモルファスSi 11……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……対向電極 18……保護膜 19……配向膜 20……導電体層 21……液晶 22……電極 C……液晶 D……アクティブマトリクス基板 E……対向基板 F……液晶 G……下側基板 H……上側基板
FIG. 1 is a top view (a) and a sectional view (b) showing a reference example of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a conventional active element. FIG. 3 is a diagram showing a hysteresis curve (a) of a ferroelectric substance and arrangements (b) to (d) of spontaneous polarization. FIG. 4 is a sectional view showing a reference example of the present invention. FIG. 5 is a top view of a part of the active matrix device shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing hysteresis curves of a ferroelectric before and after a poling process. FIG. 7 is a top view (a) and a sectional view (b) showing a reference example of the present invention. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram per pixel of the active matrix device of the present invention. FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the active matrix device of the present invention. FIG. 10 is a diagram showing driving waveforms of the active matrix device shown in FIG. FIG. 11 is a diagram showing the applied electric field strength dependence of the time change δD / δlog (t) of the electric displacement D of the copolymer of VDF and TrFE. FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the reversal speed of the copolymer of VDF and TrFE and the elapsed time after the poling process. FIG. 13 is a diagram showing a driving method of the active matrix device of the present invention. FIG. 14 is a top view (a) and a sectional view (b) showing a reference example of the present invention. FIG. 15 is a top view (a) and a sectional view (b) showing a reference example of the present invention. FIG. 16 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 17 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 18 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 19 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 20 is a top view of a part of an embodiment of the active matrix device of the present invention using the active elements shown in FIGS. FIG. 21 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 22 is a top view (a) and a sectional view (b) showing a reference example of the present invention. FIG. 23 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 24 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. FIG. 25 is a top view (a) and a sectional view (b) showing an embodiment of an active element constituting the active matrix device of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glass substrate 2 ... Gate electrode 3 ... Gate insulating film 4 ... Drain electrode 5 ... Source electrode 6 ... Drain region 7 ... Pixel electrode 8 ... Electrode 9 ... Glass substrate 10 ... Channel amorphous Si 11 Source region 12 Insulating substrate 13 First electrode 14 Ferroelectric layer 15 Second electrode 16 Insulating substrate 17 Counter electrode 18 Protective film 19 Alignment film 20 Conductor layer 21 Liquid crystal 22 Electrode C Liquid crystal D Active matrix substrate E Counter substrate F Liquid crystal G Lower substrate H Upper substrate

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】アクティブマトリクス基板と、対向基板と
を備え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板
との間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマト
リクス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の電
極と、前記第1の電極と重ならないように配置される第
2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の両方
に接するように前記第1の電極及び前記第2の電極の上
面もしくは下面に配置される島状の強誘電体層とを備え
てなることを特徴とするアクティブマトリクス装置。
1. An active matrix device comprising an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate. A first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap with the first electrode, and the first electrode so as to be in contact with both the first electrode and the second electrode. And an island-shaped ferroelectric layer disposed on the upper or lower surface of the second electrode.
【請求項2】アクティブマトリクス基板と、対向基板と
を備え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板
との間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマト
リクス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、ライン状
の複数の第1の電極と、前記第1の電極に重ならないよ
うに配置される複数の第2の電極と、前記第1の電極及
び前記第2の電極の上面もしくは下面に配置される強誘
電体層とを備えてなり、 前記第1の電極と前記第2の電極との近接する部分にお
ける前記第1の電極と前記第2の電極との平面的な距離
は、当該第2の電極と隣接して配置される他の第1の電
極との平面的な距離及び、当該第2の電極と隣接して配
置される他の第2の電極との平面的な距離のいずれより
も短いことを特徴とするアクティブマトリクス装置。
2. An active matrix device comprising: an active matrix substrate; and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate. A plurality of linear first electrodes, a plurality of second electrodes arranged so as not to overlap the first electrodes, and upper or lower surfaces of the first electrodes and the second electrodes And a planar distance between the first electrode and the second electrode in a portion where the first electrode and the second electrode are close to each other, A planar distance between the second electrode and another first electrode disposed adjacent to the second electrode and a planar distance between the second electrode and another second electrode disposed adjacent to the second electrode Characterized by being shorter than any of Active matrix device.
【請求項3】アクティブマトリクス基板と、対向基板と
を備え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板
との間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマト
リクス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の電
極と、前記第1の電極に重ならないように配置される第
2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の上面
もしくは下面に配置される強誘電体層と、該強誘電体層
の下面もしくは上面に配置され前記強誘電体層に設けら
れたコンタクトホールを介して前記第1の電極と接続さ
れる導電体層とを備えてなることを特徴とするアクティ
ブマトリクス装置。
3. An active matrix device comprising: an active matrix substrate; and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate. A first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap the first electrode, and a ferroelectric substance disposed on an upper surface or a lower surface of the first electrode and the second electrode And a conductive layer disposed on the lower surface or the upper surface of the ferroelectric layer and connected to the first electrode via a contact hole provided in the ferroelectric layer. Active matrix device.
【請求項4】アクティブマトリクス基板と、対向基板と
を備え、前記アクティブマトリクス基板と前記対向基板
との間に電気光学物質が挟持されてなるアクティブマト
リクス装置であって、 前記アクティブマトリクス基板は、基板上に、第1の電
極と、前記第1の電極に重ならないように配置される第
2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極の上面
もしくは下面に配置され前記第1の電極及び前記第2の
電極の両方に接する島状の強誘電体層と、前記第1の電
極の上面もしくは下面に前記第1の電極と接するように
配置される導電体層とを備えてなることを特徴とするア
クティブマトリクス装置。
4. An active matrix device comprising an active matrix substrate and a counter substrate, wherein an electro-optical material is sandwiched between the active matrix substrate and the counter substrate, wherein the active matrix substrate is a substrate. A first electrode, a second electrode disposed so as not to overlap the first electrode, and a first electrode disposed on an upper surface or a lower surface of the first electrode and the second electrode. An island-shaped ferroelectric layer in contact with both the electrode and the second electrode; and a conductor layer arranged on the upper or lower surface of the first electrode so as to be in contact with the first electrode. An active matrix device characterized by the above-mentioned.
【請求項5】一対の基板と、前記一対の基板間に挟持さ
れた電気光学物質とを有し、一方の基板に設けられた複
数のデータ線からなるデータ線群と、他方の基板に設け
られた複数の走査線からなる走査線群と、前記データ線
と前記走査線との間に直列に接続されたアクティブ素子
及び前記電気光学物質とからなる複数の画素とを備え、
前記アクティブ素子は、第1の電極及び第2の電極と、
前記第1の電極及び前記第2の電極との間に配置される
強誘電体層とからなるアクティブマトリクス装置の駆動
方法において、 1フィールド期間内に、前記選択線に選択電圧±V0を順
次印加し、前記データ線にデータ電圧±V1を印加すると
き、前記選択電圧±V0とデータ電圧±V1の差の絶対値|
V0−V1|が、 を満足するとともに、表示動作開始後の一定期間に、前
記強誘電体層に抗電界以上の電界が印加されるような電
圧を印加することを特徴とするアクティブマトリクス装
置の駆動方法。 ただし、EC :前記強誘電体層の抗電界 dF :前記強誘電体層の層厚 CF :1画素あたりの前記強誘電体層の容量 CLC:1画素あたりの前記電気光学物質の容量 である。
5. A data line group comprising a plurality of data lines provided on one substrate, comprising a pair of substrates and an electro-optical material sandwiched between the pair of substrates, and provided on the other substrate. A scanning line group including a plurality of scanning lines, and a plurality of pixels including an active element and the electro-optical material connected in series between the data line and the scanning line,
The active element includes a first electrode and a second electrode;
In a method for driving an active matrix device including a ferroelectric layer disposed between the first electrode and the second electrode, a selection voltage ± V 0 is sequentially applied to the selection line within one field period. applied to, when applying a data voltage ± V 1 to the data line, the absolute value of the difference between the selection voltage ± V 0 and the data voltage ± V 1 |
V 0 −V 1 | And applying a voltage to the ferroelectric layer such that an electric field higher than the coercive electric field is applied to the ferroelectric layer for a certain period after the start of the display operation. Here, E C : coercive electric field of the ferroelectric layer d F : layer thickness of the ferroelectric layer C F : capacitance of the ferroelectric layer per pixel C LC : of the electro-optical material per pixel Capacity.
JP14776088A 1988-06-15 1988-06-15 Active matrix device and driving method thereof Expired - Fee Related JP2789602B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14776088A JP2789602B2 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Active matrix device and driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14776088A JP2789602B2 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Active matrix device and driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH022512A JPH022512A (en) 1990-01-08
JP2789602B2 true JP2789602B2 (en) 1998-08-20

Family

ID=15437543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14776088A Expired - Fee Related JP2789602B2 (en) 1988-06-15 1988-06-15 Active matrix device and driving method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2789602B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0643483A (en) * 1992-07-22 1994-02-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Liquid crystal electrooptical device
JP3054520B2 (en) * 1993-10-06 2000-06-19 シャープ株式会社 Driving method of active matrix cell

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54155795A (en) * 1978-05-30 1979-12-08 Seiko Instr & Electronics Ltd Electro-optical display unit
JP2650255B2 (en) * 1987-04-30 1997-09-03 東レ株式会社 Liquid crystal element

Also Published As

Publication number Publication date
JPH022512A (en) 1990-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6261931B2 (en)
KR0138968B1 (en) Electro-optical device
JPH052166A (en) Liquid crystal display device
KR100260465B1 (en) Liquid crystal display device
JPS6262334A (en) Liquid crystal element
JPH07191304A (en) Liquid crystal electrooptical device
KR100228521B1 (en) Lcd device using ferroelectric and/or anti-ferroelectric phase
EP0448032B1 (en) Method of driving ferroelectric liquid crystal element and ferroelectric liquid crystal display
JP2789602B2 (en) Active matrix device and driving method thereof
US5268777A (en) Driving method of active matrix display having ferroelectric layer as active layer
US6525795B1 (en) Liquid crystal display device
US6462796B1 (en) Liquid crystal display element and manufacturing method thereof
US5282069A (en) Active device and active matrix display having ferroelectric layer as active layer
EP0321962B1 (en) Active matrix liquid crystal electro-optical device and method of driving it
JP2715415B2 (en) Active device
JPH0412458B2 (en)
JPS60203920A (en) Driving method of liquid crystal optical element
JPH0266521A (en) Active device, and active matrix display and its driving method
JPH09311315A (en) Ferroelectric liquid crystal element and ferroelectric liquid crystal material
US5258865A (en) Ferroelectric liquid crystal device
JPH0414767B2 (en)
JPS60262136A (en) Driving method of liquid-crystal element
JP3135724B2 (en) Liquid crystal electro-optical device
JP2505744B2 (en) Method for manufacturing electrode substrate and optical modulation element
JP2843861B2 (en) Driving method of liquid crystal electro-optical device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees