JPH04324835A - アクティブデバイス及びアクティブデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶素子に用いられるア
クティブデバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図２に示すようなアクティブデバ
イスが知られていた。図２（ａ）は上視図、同図（ｂ）
は同図（ａ）中Ａ−Ａラインにおける断面図である。ガ
ラス基板からなる絶縁基板１上に設けられたＩＴＯから
成る第一の電極２、第一の電極２及び絶縁基板１上に設
けられたＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（トリ
フルオロエチレン）との共重合体からなる強誘電体層９
、強誘電体層９上に設けられたＡｌより成る第二の電極
６が設けられたアクティブデバイスである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のアクテ
ィブデバイスは素子容量を小さくすることが困難である
という課題を有していた。素子容量は素子の面積に比例
する。従来のアクティブデバイスでは素子面積を小さく
するには第一、第二の電極２、６の寸法を小さく加工す
る必要があるが、それには製造装置等から生じる限界が
あった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブデバ
イスは絶縁基板上に設けられた第一の電極、前記第一の
電極の前記絶縁基板と平行な表面上に前記第一の電極を
覆うように設けられた第一の強誘電体層、少なくとも前
記第一の電極のエッジ部分に設けられた第二の強誘電体
層、前記第一、第二の強誘電体層を介し前記第一の電極
と一部重なるように設けられた第二の電極を具備した事
を特徴とする。本発明のアクティブデバイスの製造方は
■絶縁基板上に第一の電極を形成する工程、■前記絶縁
基板と前記第一の電極上に第一の強誘電体層を設け前記
第一の強誘電体層の融点以上に加熱する工程、■前記第
一の強誘電体層上にポジレジストを設け前記絶縁基板の
前記第一の電極が設けられていない面から光を照射し前
記第一の電極上に前記レジストを残す工程、■前記ポジ
レジストをマスクとして前記第一の強誘電体層を除去す
る工程、■前記絶縁基板上と前記第一の強誘電体層上に
第二の強誘電体層を設け前記第二の強誘電体層のキュリ
ー点以上融点以下の温度で加熱、徐冷する工程、■前記
第二の強誘電体層上に第二の電極を形成する工程を少な
くとも含むことを特徴とする。

【０００５】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明にかかる第一のア
クティブデバイスの構成を示し、（ｂ）は上視図、（ａ
）は（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１上に設けられたＡｌから成る第一の
電極２、第一の電極２上に設けられ上視方向からみて第
一の電極２と同一形状のＶＤＦ（フッ化ビニリデン）と
ＴｒＦＥ（トリフルオロエチレン）との共重合体からな
る第一の強誘電体層３、少なくとも第一の電極２のエッ
ジ部分を覆うように第一の強誘電体層３上に設けられた
ＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（トリフルオロ
エチレン）との共重合体からなる第二の強誘電体層４、
第二の強誘電体層４上に設けられたＩＴＯより成る第二
の電極５が設けられている。第二の電極５は第一の電極
２のエッジ部分において第二の強誘電体層４を介し第一
の電極２と接続されるように設けられている。エッジ部
分に存在する第二の強誘電体層４がアクティブデバイス
の能動層である。能動層の面積を決める一辺は第一の電
極２のエッジ方向の長さとなるため図１に示したアクテ
ィブデバイスの容量はたいへん小さくなる。第二の強誘
電体層４の膜厚は第一の強誘電体層３の膜厚より薄い。 第二の強誘電体層４の膜厚は第一の強誘電体層３の１／
２以下、できれば１／３以下が望ましい。これによりア
クティブデバイスの容量（第一と第二の電極２、５間の
容量）はほとんど能動層の容量で決まることになる。

【０００６】図３を用いて本発明にかかるアクティブデ
バイスの製造方法を説明する。ガラス基板からなる絶縁
基板１上にＡｌを蒸着法により設け、Ａｌをフォトリソ
グラフィー法を用いてパターニングし第一の電極２を形
成する。図３（ａ）。次にスピンコート法を用いてＶＤ
ＦとＴｒＦＥとの共重合体から成る第一の強誘電体層３
を設け、第一の強誘電体層３をその融点以上に１時間加
熱し、大気中に放置する事により室温まで急冷する。図
３（ｂ）。次に第一の強誘電体層３上にポジレジストを
設け絶縁基板１の第一の電極２が設けられていない面か
ら光（例えば紫外線、可視光）を照射し前記第一の電極
２上にポジレジスト６を残す工程。図３（ｃ）−１，２
。ポジレジスト６をマスクとして第一の強誘電体層３の
一部を除去する工程。図３（ｄ）。絶縁基板１と第一の
強誘電体層３上に第二の強誘電体層４スピンコート法を
用いて設け、第二の強誘電体層４のキュリー点以上融点
以下の温度で加熱、徐冷を行う工程。図３（ｅ）。第二
の強誘電体層４上に蒸着法によりＩＴＯを設け、フォト
リソグラフィー法を用いてパターニングし第二の電極５
を形成する工程。図３（ｆ）。

【０００７】ＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体からなる強
誘電体層は例えばジオキサン等のエーテル、ケトン類、
アミン等の極性の強い有機溶剤に解けるためスピンコー
ト法やキャスト法により製膜できることが知られている
。さらにその膜をキュリー点以上融点以下の温度で加熱
、徐冷を行うことにより初めて大きな強誘電性（大きな
残留分極又は飽和残留分極）を示すことも知られている
。

【０００８】第一の強誘電体層３に融点以上の加熱を行
うと、第一の強誘電体層３の強誘電性を小さくする事が
できる。例えばキュリー点以上融点以下で加熱、徐冷を
行った強誘電体層と同一条件（強誘電体層の膜厚、印加
電界の強度と波形、周波数が同一）で残留分極を比較す
ると、実際に印加する加熱温度や時間等にもより異なる
がおよそ半分以下となる。非能動層で不必要な動作を行
わないために、小さな強誘電性を持つ第一の強誘電体層
３を非能動層に用いることが好ましい。

【０００９】第二の強誘電体層４は第一の強誘電体層３
と同様にケトンやエーテル類等に融けておりスピンコー
ト法により形成される。第一の強誘電体層３をキュリー
点以上に加熱すると少なくともその上に第二の強誘電体
層４をスピンコート法等で形成する時間内においてほと
んどそれらに不溶となる。そのため第二の強誘電体層４
をスピンコート法で形成することが可能となる。第一の
強誘電体層３をキュリー点以下の温度で加熱した際は第
二の強誘電体層４を形成する際に第一の強誘電体層３が
融けてしまう。キュリー点以上の加熱を行なうことによ
り初めて不溶となる。第二の強誘電体層４をスピンコー
ト法で形成した後キュリー点以上融点以下の温度で加熱
、徐冷を行なうことにより、大きな強誘電性が発現され
る。同時に第一と第二の強誘電体層３、４間の分子レベ
ルでのなじみが良くなり、両者の密着力が向上する。 ６０℃、９０％耐湿放置試験５００時間後のテープ剥離
試験において剥がれは生じなかった。

【００１０】第一、二の強誘電体層３、４のキュリー点
や融点もＶＤＦ／ＴｒＦＥ共重合体のＶＤＦ含有量や結
晶型およびそのボリュームパーセントによって異なる。 キュリー点や融点はＤＳＣ法等の示差熱分析等を用いて
求められる。特に融点は強誘電体層３を融点以上に加熱
し、室温まで大気中放置により急冷すると膜荒れが生じ
るため膜荒れの有無により求めてもよい。膜荒れは金属
顕微鏡（１０００以下の倍率）で容易に観察することが
できる。

【００１１】図３（ａ）、（ｆ）において第一、第二の
電極２、５を設けるのは蒸着に限る必要はなく、スパッ
タ法等を用いても良い。また、それらをパターニングす
るのはフォトリソグラフィー法に限る必要はなく印刷法
等を用いても良いし、マスク蒸着やスパッタ法を用いて
パターニングを省いても良い。図３（ｂ）において第一
の強誘電体層３融点以上に加熱するのは１時間に限る必
要はなくそれより長くても短くても良い。加熱後に急冷
するのは大気中放置に限る必要はなく窒素や不活性ガス
中に放置しても良いし水等の液体中に入れても良い。さ
らに急冷の代わりに３０分以上の徐冷を用いても良い。 融点以上だと第一の強誘電体層３が一度融けて固まるた
め第一の電極２との密着力が強くなる。しかし融点以上
ではなくキュリー点以上の加熱を用いても良い。場合に
よってはキュリー点以下の加熱でも良い。それらの際の
加熱時間と冷却方法は前記と同様である。図３（ｃ）−
１、２においてポジレジストの代わりに他の有機材料を
用いても良い。第一の電極２が設けられている面から光
を照射する際は第一の電極２は光を透過させないものが
望ましい。できれば光の透過率が３０％以下であること
が望ましい。又第一の電極２が設けられていない面から
光を照射する代わりに第一の電極２が設けられている面
からフォトマスクを用いて光を照射し第一の電極２上に
レジストを形成しても良い。その際はネガ、ポジレジス
トの両者が使用できる。図３（ｄ）において第一の強誘
電体層３は酸素を含むプラズマ、あるいは有機溶剤、酸
、アルカリを用いて除去することができる。図３（ｅ）
において第二の強誘電体層４をキュリー点以上融点以下
に加熱するのは４時間に限る必要はなくそれより長くて
も短くても良い。また加熱後の徐冷時間は４時間に限る
必要はなくそれより長くても短くても良い。図３（ｂ）
、（ｅ）において第一、第二の強誘電体層３、４を設け
るのはスピンコート法に限る必要はなくキャスト法やコ
ート法、印刷法を用いても良い。

【００１２】図４（ａ）、（ｂ）に図１に示したアクテ
ィブデバイスを用いた液晶素子を示す。図４（ｂ）は上
視図、、（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａにおける断面図である
。ガラス基板からなる絶縁基板１上に第一の電極２、第
一の強誘電体層３、第二の強誘電体層４、第二の電極５
から成るアクティブ基板とガラス基板からなる絶縁基板
７上に設けられたＩＴＯから成る対向電極８から成る対
向基板との間に液晶を保持した素子である。

【００１３】図５に本発明にかかる第二のアクティブデ
バイスを示す。図５（ａ）は上視図、、（ｂ）は（ａ）
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１上に設けられたＡｌから成る第一の電極２、第
一の電極２上に設けられ上視方向からみて第一の電極２
と同一形状のＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（
トリフルオロエチレン）との共重合体からなる第一の強
誘電体層３、少なくとも第一の電極２のエッジ部分を覆
うように第一の強誘電体層３上に設けられたＶＤＦ（フ
ッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（トリフルオロエチレン）
との共重合体からなる第二の強誘電体層４、第二の強誘
電体層４上に設けられたＩＴＯより成る第二の電極５が
設けられている。第二の電極５は第一の電極２のエッジ
部分において第二の強誘電体層４を介し第一の電極２と
接続されるように設けられている。エッジ部分に存在す
る第二の強誘電体層４がアクティブデバイスの能動層で
ある。図５においては一つのアクティブデバイス中に４
つの能動層が存在する。能動層の数は４つに限るもので
はなくいくつ設けても良い。

【００１４】図６に本発明にかかる第三のアクティブデ
バイスを示す。図６（ａ）は上視図、（ｂ）は（ａ）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１上に設けられたＡｌから成る第一の電極２、第一
の電極２上に設けられ上視方向からみて第一の電極２と
同一形状のＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（ト
リフルオロエチレン）との共重合体からなる第一の強誘
電体層３、少なくとも第一の電極２のエッジ部分を覆う
ように第一の強誘電体層３上に設けられたＶＤＦ（フッ
化ビニリデン）とＴｒＦＥ（トリフルオロエチレン）と
の共重合体からなる第二の強誘電体層４、第二の強誘電
体層４上に設けられたＩＴＯより成る第二の電極５が設
けられている。第二の電極５は第一の電極２のエッジ部
分において第二の強誘電体層４を介し第一の電極２と接
続されるように設けられている。エッジ部分に存在する
第二の強誘電体層４がアクティブデバイスの能動層であ
る。図６においては図１、５に存在した第一と第二の電
極２、５間のスペースが省略されている。そのため図６
のアクティブデバイスを用いた液晶素子は開口率が高く
明るい液晶素子となる。

【００１５】図７に本発明にかかる第四のアクティブデ
バイスを示す。図７（ａ）は上視図、（ｂ）は（ａ）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１上に設けられたＡｌから成る第一の電極２、第一
の電極２上に設けられ上視方向からみて第一の電極２と
同一形状のＶＤＦ（フッ化ビニリデン）とＴｒＦＥ（ト
リフルオロエチレン）との共重合体からなる第一の強誘
電体層３、少なくとも第一の電極２のエッジ部分を覆う
ように第一の強誘電体層３上に設けられたＶＤＦ（フッ
化ビニリデン）とＴｒＦＥ（トリフルオロエチレン）と
の共重合体からなる第二の強誘電体層４、第二の強誘電
体層４上に設けられたＩＴＯより成る第二の電極５が設
けられている。第二の電極５は第一の電極２のエッジ部
分において第二の強誘電体層４を介し第一の電極２と接
続されるように設けられている。エッジ部分に存在する
第二の強誘電体層４がアクティブデバイスの能動層であ
る。図７においては図６と異なり第一の電極２の一部が
切りとられている。

【００１６】本発明第二、三、四のアクティブデバイス
も図３に示す製造方法を用いて製造する事ができ、図４
のような液晶素子を形成する事ができる。

【００１７】図２、４、５、６、７に示したのは本発明
にかかるアクティブデバイスの構成のほんの一例である
。それら以外の構成においても第一の電極２、第一の強
誘電体層３、第二の強誘電体層４、第二の電極５から構
成される能動層を具備し、第一の電極２のエッジ部分を
能動層に用いたたアクティブデバイスは本発明の一実施
例と考えられる。さらにそれらは本発明のアクティブデ
バイスの製造方法を用いて製造される。

【００１８】図２、４、５、６、７に於いて、絶縁基板
１、７に用いられるのはガラス基板に限る必要はなく有
機絶縁材料を用いてもよい。第一の電極２、第二の電極
６、対向電極８に用いるのはＩＴＯやＡｌに限る必要は
なく他の透明電極や不透明な電極、金属、あるいは超伝
導材料を用いてもよい。第一、第二の強誘電体層３、４
に用いるのはＶＤＦとＴｒＦＥとの共重合体に限る必要
はなくＢａＴｉＯ３　等の無機強誘電体やフッ化ビニリ
デンとテトラフルオロエチレンとの共重合体等の有機強
誘電体を用いてもよい。アクティブ基板と対向基板の間
に保持するのは液晶に限る必要はなく他の電気光学効果
を持つ材料や印加電圧の大小により発光、非発光の状態
を取る材料を用いても良い。第一、第二の強誘電体層３
、４にＳｉやＴｉ等のカップリング剤を混入して用いて
も良い。

【００１９】

【発明の効果】本発明のアクティブデバイスの製造方法
を用いて製造した本発明のアクティブデバイスは素子容
量が小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明第一のアクティブデバイスを示す図
である。

【図２】　　従来のアクティブデバイスを示す図である
。

【図３】　　本発明のアクティブデバイスの製造方法を
示す図である。

【図４】　　本発明第一のアクティブデバイスを用いた
液晶素子を示す図である。

【図５】　　本発明第二のアクティブデバイスを示す図
である。

【図６】　　本発明第三のアクティブデバイスを示す図
である。

【図７】　　本発明第四のアクティブデバイスを示す図
である。

【符号の説明】

１　　絶縁基板 ２　　第一の電極 ３　　第一の強誘電体層 ４　　第二の強誘電体層 ５　　第二の電極 ６　　レジスト ７　　絶縁基板 ８　　対向電極 ９　　強誘電体層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　絶縁基板上に設けられた第一の電極、
   前記第一の電極の前記絶縁基板と平行な表面上に前記第
   一の電極を覆うように設けられた第一の強誘電体層、少
   なくとも前記第一の電極のエッジ部分に設けられた第二
   の強誘電体層、前記第一、第二の強誘電体層を介し前記
   第一の電極と一部重なるように設けられた第二の電極を
   具備した事を特徴とするアクティブデバイス。
2. 【請求項２】　　■絶縁基板上に第一の電極を形成する
   工程、■前記絶縁基板と前記第一の電極上に第一の強誘
   電体層を設け前記第一の強誘電体層の融点以上に加熱す
   る工程、■前記第一の強誘電体層上にポジレジストを設
   け前記絶縁基板の前記第一の電極が設けられていない面
   から光を照射し前記第一の電極上に前記レジストを残す
   工程、■前記ポジレジストをマスクとして前記第一の強
   誘電体層を除去する工程、■前記絶縁基板上と前記第一
   の強誘電体層上に第二の強誘電体層を設け前記第二の強
   誘電体層のキュリー点以上融点以下の温度で加熱、徐冷
   する工程、■前記第二の強誘電体層上に第二の電極を形
   成する工程を少なくとも含むことを特徴とするアクティ
   ブデバイスの製造方法。