JPH02202076A - 非線形スィッチング素子及びその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は非線形特性を利用したスイッチング素子に関し
、詳しくは液晶のアクティブマトリクス駆動に利用でき
る双方向非線形スイッチング素子に関する。

〔従来の技術１ 従来から金属−絶縁体−金属（Ｍ　Ｉ　Ｍ）の薄膜積層
構造により、第１図に示すような双方向非線形特性が示
されることが知られ、ＴａＴａａＯｓ　　Ｃｒからなる
ＭＩＭ素子が液晶テレビの液晶駆動用スイッチング素子
として実用化されている。

液晶駆動用として用いた場合のＭＩＭ素子のスイッチン
グ素子としての性能は、電圧に対する抵抗値の急しゅん
な非線形的低下が重要となるが、そのためには、素子の
スイッチング機能が十分に発現される印加電圧が確保さ
れることも必要となる、すなわち、ＭＩＭ素子と液晶と
の直列構造を考えたとき、素子のキャパシタンス、つま
り素子の絶縁体のキャパシタンスが小さければ小さいほ
どよいことになる。

ところが無機酸化物を絶縁体を用いた場合その誘電率は
一般に太きくＴａ＊Ｏｓの場合では２５〜２７である。

したがって、キャパシタンスを小さくするには、素子面
積を小さくするか、絶縁体の膜厚を厚くすることが考え
られる が、膜厚を厚くすると、その抵抗値が必要以上に小さく
ならない問題も生じ実用上は素子面積を小さ（する方法
が取られる。実際、液晶ＴＶ用に実用化されている素子
の面積は、５μｍ角であり。

製造上極めて高度な技術が要求される。

また、製造上、真空成膜装置の多用やドライエツチング
装置の使用によりスルーブツトも悪く、コスト高になる
などの問題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように従来の技術では、液晶駆動用に用いる双方
向非線形素子が、容易にかつ低コストで作れないという
問題を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するためのもの
で、絶縁体として誘電率の小さな有機物を用いることに
より素子面積を大きく形成でき。

さらに、有機物として化学的に安定なフタロシアニン系
物質を用い、また、その絶縁体を湿式法により形成する
ことで低コスト化も実現した。

フタロシアニン形物質はいわゆるダイオード特性を示す
ことは知られていたが、第１図のような双方向非線形特
性の発現については今までに報告はなく、我々の新しい
発見といえる。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の非線形スイッチング素子は導電体上に湿式法に
より絶縁体膜を形成しさらにその上に導電体の膜を形成
する。絶縁体膜の成膜法としては、電解により荷電する
特性をもつ界面活性剤のミセル水溶液中に絶縁体材料粒
子を分散し、該界面活性剤のミセルで取り囲むことによ
りコロイド化し、さらに、この液中に被成膜基板である
導電体を電極として浸漬し、電解することにより、ミセ
ルを電気的に破壊し、中に取り囲んでいた絶縁体材料粒
子を導電体上に析出、成膜するものである。

基板に用いる導電体としては、金属、酸化物導電体（Ｉ
　ｎｔ　Ｏｓ　、Ｓｎｏｗなど）などが好ましい。

絶縁体材料としては、フタロシアニン系物質が好ましく
、粒子径は１次粒子径としてＯ６００５ｕｍ〜０，５μ
ｍが好ましい。

さらに絶縁体を被覆する導電体としては、やはり、金属
あるいは酸化物導電体が好ましい。

〔実　施　例　ｌ］ 酸化物導電体である酸化インジウム・スズ（ＩＴｏ）を
ガラス基板上に１０００人の膜厚で形成した。

このＩＴｏ上にパターン成膜できる絶縁材料として感光
性エポキシアクリレートの膿ｌｕｍを形成し、１５Ｘ　
１５μｍの面積の微少ホールを形成し、ＩＴＯＩＩＩを
露出させた（第２図（ａ））なお、パターン成膜できる
材料としてはエポキシアクリレートに限るものではない
。

この基板をアノードとし、白金電極をカソードとし、メ
タルフリーフタロシアニンを分散コロイド化した電解液
中で電解を行なった。

電荷液は、 メタルフリーフタロシアニン　　　　５ｇ／Ｉ２電解で
荷電する界面活性剤　　　　１ｍＭ（同口化学製　Ｆｅ
ｒｒｏｃｅｎｙ　ｌ　−Ｐ　Ｅ　Ｇ　）支持塩（ＬｉＢ
ｒ）　　　　　　　　０．０５Ｍの組成であり、超音波
ホモジナイザーにより、メタルフリーフタロシアニンを
コロイド分散し、その上澄み液を用いた。

電解は＋〇、４Ｖ　（ＶＳ、Ｓ、Ｃ，Ｅ、）の定電圧で
１０分行ない、ＩＴＯ露出した微少ホール部（１５Ｘ１
５μｍ）にメタルフリーフタロシアニン膜が３０００人
の膜厚で得られた（第２図（ｂ））。

この膜を１５０℃で１５分乾燥した後、このフタロシア
ニン膜上にＩＴＯを２０００人の膜厚でスパッタリング
により形成した（第２図（ｃ））。

以上の操作によりＩＴＯ−メタルフリーフタロシアニン
−ＩＴＯの薄膜積層構造による素子が得られた。

次に第２図（Ｃ）の２２をプラス極２５をマイナス極と
して順次電圧を上昇させながら印加すると第３図の３１
のよ、うな非線形特性が得られた。

続いて、前記とは逆に第２図の２５を２２をプラス極、
２２をマイナス極として順次電圧を上昇させながら印加
すると第３図の３２に示すような非線形特性が得られた
。これは３１とほぼ同様な特性であり、この素子は印加
する電圧の極性が異なっでも、はぼ同様の非線形特性を
示すものであり、双方向非線形素子特性が得られたこと
になる。

〔実　施　例　２］ 絶縁体材料としてやはりメタルフリーのオクタシアノフ
タロシアニンを用いたが、実施例１とほぼ同様の双方向
非線形特性が得られた。

［発明の効果］ 以上のように本発明により、従来のＭＩＭ素子と同様の
特性を示す非線形スイッチング素子が。

従来よりもパターン形成の容易な大きな面積で、しかも
化学的に安定なフタロシアニン膿な湿式法により形成す
ることで得られることは、単にコストパフォーマンスの
向上に寄与するだけでなく。

今後のアクティブマトリクス大型カラー液晶パネルを製
造する上でも多大な効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は非線形特性の例を示す図。 第２図は本発明の非線形スイッチング素子の製造工程を
示す図。 第３図は本発明の非線形スイッチング素子の双方向非線
形特性を示す図。 ２１・・・ガラス基板 ｒｏＩｌｌ パターン成膜のできる絶縁性材料 有機絶縁体薄膜 ＴＯＩＩＩ 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）導電体上に有機物絶縁体薄膜を形成し、さらに該絶
   縁体薄膜上に導電体薄膜を形成したことを特徴とする非
   線形スイッチング素子。 ２）素子が双方向非線形特性をもつことを特徴とする請
   求項１記載の非線形スイッチング素子。 ３）有機絶縁膜材料としてフタロシアニン系物質を用い
   たことを特徴とする請求項１記載の非線形スイッチング
   素子。 ４）有機絶縁体薄膜を形成する方法として、有機絶縁膜
   材料微粒子を電解により荷電する界面活性剤のミセルに
   可溶化し、該ミセル溶液中で電解を行なうことにより、
   ミセルを電気的に破壊し、導電体上に有機絶縁膜材料粒
   子を析出、成膜することを特徴とする請求項１記載の非
   線形スイッチング素子の製造方法。