JPH02277201A - Voltage-dependent nonlinear resistor and its manufacture - Google Patents

Voltage-dependent nonlinear resistor and its manufacture

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JPH02277201A
JPH02277201A JP1097417A JP9741789A JPH02277201A JP H02277201 A JPH02277201 A JP H02277201A JP 1097417 A JP1097417 A JP 1097417A JP 9741789 A JP9741789 A JP 9741789A JP H02277201 A JPH02277201 A JP H02277201A
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JP
Japan
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voltage
fine particles
inorganic
resistor
semiconductor fine
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Application number
JP1097417A
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Japanese (ja)
Inventor
Isamu Masuyama
勇 増山
Ryozo Kito
鬼頭 良造
Koichi Fukuda
晃一 福田
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.)
MASUYAMA SHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Ube Corp
Original Assignee
MASUYAMA SHIN GIJUTSU KENKYUSHO KK
Ube Industries Ltd
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧非直線性抵抗体、およびその製造法に関
するものである。更に詳しく述べるならば、本発明の電
圧非直線性抵抗体は、安定した電圧−電流特性を有する
ものであって、異常高電圧吸収用、或は電圧安定化用な
ど種々の用途に有用であり、特にマトリックス駆動方式
の液晶表示デバイスなどのスイッチング素子として使用
するに好適なものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a voltage nonlinear resistor and a method for manufacturing the same. More specifically, the voltage nonlinear resistor of the present invention has stable voltage-current characteristics and is useful for various uses such as abnormally high voltage absorption or voltage stabilization. In particular, it is suitable for use as a switching element in matrix-driven liquid crystal display devices and the like.

〔従来技術、および発明が解決しようとする課題〕無機
質半導体の微粒子の表面に、絶縁被膜を形成させて得ら
れる電圧非直線性抵抗体に関しては、従来より多くの提
案がなされている。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Many proposals have been made in the past regarding voltage nonlinear resistors obtained by forming an insulating film on the surface of inorganic semiconductor fine particles.

例えば、特開昭62−190808号公報には、無機質
半導体の微粉末の表面に、8i20.の無機質絶縁被膜
を形成させて得られる電圧非直線性抵抗体が開示されて
いる。この抵抗体から得られる抵抗体は、低電流域にお
ける電圧非直線指数αが大きく、また並列静電容量が小
さいことを特徴とするものである。しかしながら上記抵
抗体において用いられた無機質半導体微粉末は、上記公
報の第1図に示されているように、非球形であって、特
に、その長軸と短軸との長さが大き(異なる、矩形状の
微粉末が多く混在し、また粒度分布の幅も広いものであ
った。
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-190808, 8i20. A voltage nonlinear resistor obtained by forming an inorganic insulating film is disclosed. A resistor obtained from this resistor is characterized by a large voltage nonlinearity index α in a low current region and a small parallel capacitance. However, as shown in Figure 1 of the above publication, the inorganic semiconductor fine powder used in the above-mentioned resistor is non-spherical, and the lengths of its long axis and short axis are particularly large (different , many rectangular fine powders were mixed in, and the particle size distribution was wide.

さらに、上記の抵抗体の製造においてBi は焼成工程
中に蒸発しやすく、このために、得られる抵抗体の特性
のバラツキが大きくなるという問題があった。
Furthermore, in the manufacture of the above-mentioned resistor, Bi 2 tends to evaporate during the firing process, resulting in a problem that the characteristics of the resulting resistor vary widely.

上記のような著るしく非球形の無機質半導体微粉末は、
それから得られる著るしく非球形の抵抗体を、厚膜の電
圧非直線性抵抗体として使用するような場合には、格別
の影響はない。しかし、この抵抗体を、例えば液晶テレ
ビや、OA機器用デイスプレィのようなアクティブマト
リックス駆動方式の液晶表示デバイスなどのスイッチン
グ素子として使用するような場合には、この非球形抵抗
体微粉末の向きにより微粉末抵抗体同士の接触面積が変
化し、このため、得られるデバイスの並列静電容量にし
ばしば変動を生ずるとか、あるいは、電極間に存在する
抵抗体微粉末の個数に変動が生じて、従ってバリスタ電
圧が変動するなどの問題点を生じており、このため、上
記抵抗体の実用特性は充分ではなかった。
The above-mentioned significantly non-spherical inorganic semiconductor fine powder is
There is no particular effect when the resulting highly non-spherical resistor is used as a thick film voltage non-linear resistor. However, when this resistor is used as a switching element in, for example, a liquid crystal display device using an active matrix drive method such as a liquid crystal television or a display for office automation equipment, the orientation of the aspherical resistor fine powder The contact area between the fine powder resistors changes, which often causes variations in the parallel capacitance of the resulting device, or the number of resistor fine powders present between the electrodes changes, thus causing variations in the parallel capacitance of the resulting device. Problems such as fluctuations in the varistor voltage occurred, and for this reason, the practical characteristics of the resistor were not sufficient.

このため更に優れた電圧−電流特性と小さな並列静電容
量を有する電圧非直線性抵抗体、およびその製造方法の
開発が望まれていた。
Therefore, it has been desired to develop a voltage nonlinear resistor having even better voltage-current characteristics and a small parallel capacitance, and a method for manufacturing the same.

本発明は、電圧−電流特性が安定しており、かつ並列静
電容量が小さく1、かつ安定していて、薄膜状態で使用
するに適した電圧非直線性抵抗体、およびその製造方法
を提供しようとするものである。
The present invention provides a voltage nonlinear resistor that has stable voltage-current characteristics, a small parallel capacitance, and is suitable for use in a thin film state, and a method for manufacturing the same. This is what I am trying to do.

〔課題を解決するための手段・作用〕[Means and actions to solve the problem]

本発明者等は安定した電圧−電流特性を有し、かつ並列
静電容量が小さく、かつ安定している電圧非直線性抵抗
体の開発について種々検討した結果、前記問題点を解消
して新規な電圧非直線性抵抗体及びその製造法を開発し
た。
The inventors of the present invention have conducted various studies on the development of voltage nonlinear resistors that have stable voltage-current characteristics, small parallel capacitance, and are stable. We have developed a voltage nonlinear resistor and its manufacturing method.

本発明の電圧非直線性抵抗体は、無機質半導体の微粒子
と、その表面に形成された無機質絶縁被膜とからなり、
前記無機質半導体微粒子が、ほゞ球状の形状を有し、そ
の長軸の長さ!、と短軸の長さ12との比II1/lz
が、1:1〜l:3の範囲内にあり、かつ、前記無機質
絶縁被膜が本質的にMn ・COlおよびAlの酸化物
からなることを特徴とするものである。
The voltage nonlinear resistor of the present invention is composed of inorganic semiconductor fine particles and an inorganic insulating film formed on the surface thereof,
The inorganic semiconductor fine particles have a substantially spherical shape, and the length of the major axis is ! , and the length of the short axis 12 II1/lz
is within the range of 1:1 to 1:3, and the inorganic insulating film essentially consists of oxides of Mn.COl and Al.

上記電圧非直線性抵抗体を製造するための本発明方法は
、無機質半導体生成原料に、1000℃以上の温度にお
ける少なくとも2回の焼成工程と、少なくとも前記焼成
工程の間に行われる少なくとも1回の粉砕工程と、を施
して、はX゛球形形状を有し、その長軸の長さl+短軸
の長さ!2との比1、1/l2が、1:1〜1;3の範
囲内にある無機質半導体微粒子を調製し、前記無機質半
導体微粒子と、Mn 、CoおよびAlを含み、その無
機酸化物を生成する原料化合物とを混合し、この混合物
を、1000℃以上の温度で焼成して、前記無機質半導
体微粒子の表面上に、本質的にMn 、 C。
The method of the present invention for manufacturing the voltage nonlinear resistor includes at least two firing steps at a temperature of 1000° C. or higher, and at least one firing step performed at least between the firing steps. After the crushing process, has a spherical shape of X゛, the length of its major axis is l + the length of its minor axis! Prepare inorganic semiconductor fine particles having a ratio of 1:1 to 1:3 in the range of 1:1 to 1:3, and generate an inorganic oxide containing the inorganic semiconductor fine particles, Mn, Co, and Al. This mixture is fired at a temperature of 1000° C. or higher to form essentially Mn and C on the surface of the inorganic semiconductor fine particles.

およびAI!の無機酸化物からなる絶縁性被膜を形成す
る、ことを特徴とするものである。
and AI! It is characterized by forming an insulating film made of an inorganic oxide.

本発明の電圧非直線性抵抗体の無機質半導体の種類には
、格別の限定はないが、一般には、酸化亜鉛、チタン酸
バリウム、シリコンカーバイドなどから選ばれた少なく
とも1種を主成分とするものであることが好ましい。こ
のような無機質半導体微粒子の大きさにも格別の限定は
ないが、一般には、その平均粒径が1〜20Mの範囲内
にあることが好ましく、3〜10Mの範囲内にあること
がより一層好ましい。
There are no particular limitations on the type of inorganic semiconductor used in the voltage nonlinear resistor of the present invention, but generally the main component is at least one selected from zinc oxide, barium titanate, silicon carbide, etc. It is preferable that Although there is no particular limitation on the size of such inorganic semiconductor fine particles, it is generally preferable that the average particle size is within the range of 1 to 20M, and even more preferably within the range of 3 to 10M. preferable.

本発明の抵抗体において、その無機質半導体微粒子は、
はり球形の形状を有するものであって、その長軸の長さ
!、と短軸の長さ!、との比は、1:1〜1:3の範囲
内にあるものである。この比β、 /I!、は1:1〜
1:1.5の範囲内にあることがより好ましく、特に1
:1により近いもの、すなわち真球形に近いものが最も
好ましい。
In the resistor of the present invention, the inorganic semiconductor fine particles are
A beam has a spherical shape, and the length of its major axis! , and the length of the short axis! , is within the range of 1:1 to 1:3. This ratio β, /I! , is 1:1~
It is more preferable that the ratio is within the range of 1:1.5, especially 1:1.5.
: A shape closer to 1, that is, a shape closer to a perfect sphere is most preferable.

本発明の抵抗体において、半導体微粒子の表面上には無
機質絶縁被膜が形成されている。この絶縁被膜は、絶縁
性無機酸化物により形成される。
In the resistor of the present invention, an inorganic insulating film is formed on the surface of the semiconductor fine particles. This insulating film is formed of an insulating inorganic oxide.

本発明の抵抗体の絶縁被膜は、本質的にMn 、 C。The insulating coating of the resistor of the present invention essentially consists of Mn and C.

およびAlの酸化物から構成される。これら酸化物の配
合比については格別の限定はないが、半導体微粒子量に
対しMnOが、0.1−10モル%、CO2O3が0.
1〜10モル%、A 1203が10−4〜1モル%の
範囲内にあることが好ましい。このようなMn ・Co
−Alの酸化物から実質的になる無機酸化物混合物は、
焼成温度において溶融することがなく、安定した絶縁被
膜を半導体微粒子表面に形成することができる。
and an oxide of Al. There is no particular limitation on the blending ratio of these oxides, but MnO is 0.1-10 mol% and CO2O3 is 0.1-10 mol% relative to the amount of semiconductor fine particles.
Preferably, A 1203 is in the range of 1 to 10 mol %, and A 1203 is in the range of 10 −4 to 1 mol %. Such Mn・Co
- an inorganic oxide mixture consisting essentially of an oxide of Al,
A stable insulating film can be formed on the surface of the semiconductor fine particles without melting at the firing temperature.

絶縁被膜の重量および厚さについても、格別の限定はな
いが、一般に、それぞれ、半導体微粒子量に対し10−
4〜10モル%、好ましくは、1O−3〜2.0モル%
、および0.001〜5 M 、好ましくは0.01〜
14の範囲内にあることが好ましい。
There are no particular limitations on the weight and thickness of the insulating coating, but generally each is 10-10% of the amount of semiconductor particles.
4 to 10 mol%, preferably 1O-3 to 2.0 mol%
, and 0.001-5 M, preferably 0.01-5 M
It is preferably within the range of 14.

本発明方法において、無機質半導体生成原料、例えば、
酸化亜鉛および水酸化亜鉛などから選ばれた少なくとも
1員からなる原料を、1000℃以上の温度、好ましく
は1000℃〜1400℃、より好ましくは1150℃
〜1250℃の温度における、好ましくは1〜5時間の
、少なくとも2回の焼成工程と、少なくともこれらの焼
成工程の間に施される少なくとも1回の粉砕工程、とに
供される。
In the method of the present invention, the inorganic semiconductor producing raw material, for example,
A raw material consisting of at least one member selected from zinc oxide and zinc hydroxide is heated to a temperature of 1000°C or higher, preferably 1000°C to 1400°C, more preferably 1150°C.
It is subjected to at least two calcination steps at a temperature of ~1250<0>C, preferably for 1 to 5 hours, and at least one comminution step carried out at least between these calcination steps.

すなわち、半導体生成原料は、第1回の焼成工程の前、
および/又は、最終回の焼成工程の後に、付加的粉砕工
程に供されてもよい。また、相隣る焼成工程の間に2回
以上の粉砕工程が施されてもよい。また、各粉砕工程は
、それに続く分級工程と組み合わされていてもよい。
That is, before the first firing step, the semiconductor generation raw material is
And/or it may be subjected to an additional pulverization step after the final firing step. Moreover, the pulverization process may be performed two or more times between adjacent firing processes. Moreover, each pulverization step may be combined with a subsequent classification step.

上記の焼成工程右よび粉砕工程により、半導体生成原料
は前述のような半導体に変化し、それとともに、ほゞ球
形の形状を有し、その長軸の長さl、と短軸の長さlx
との比L #2がl=1〜1:3の範囲内1;あり、好
ましくは、1〜20−の平均粒径を有する微粒子が製造
される。
Through the above-mentioned firing process and crushing process, the semiconductor-generating raw material changes into a semiconductor as described above, and at the same time, it has a nearly spherical shape, with the length of the major axis l and the length of the minor axis lx.
The ratio L #2 is 1 within the range of 1 to 1:3, and preferably fine particles having an average particle size of 1 to 20 are produced.

次に、半導体微粒子と、絶縁性無機酸化物生成原料化合
物とが混合される。この混合工程において酸化物生成原
料化合物は、後に述べる焼成工程によって、所定の絶縁
被膜を構成する無機化合物、すなわち、Mn 、 Co
およびAIの酸化物、炭酸塩、硝酸塩および水酸化物か
ら選ばれ、その合計量は、酸化物重量に換算して、無機
質半導体微粒子量に対し、10−4〜10モル%である
ことが好ましく 、10−’〜2.0上2゜であること
がより好ましい。
Next, the semiconductor fine particles and the insulating inorganic oxide-forming raw material compound are mixed. In this mixing step, the oxide-generating raw material compounds are converted into inorganic compounds constituting a predetermined insulating film, such as Mn and Co, through a firing step described later.
and oxides, carbonates, nitrates and hydroxides of AI, and the total amount thereof is preferably 10-4 to 10 mol% based on the amount of inorganic semiconductor fine particles in terms of oxide weight. , 10-' to 2.0-2 degrees is more preferable.

次に、この混合物を1000℃以上の温度、好ましくは
1000〜1400℃、より好ましくは1100〜12
50℃の温度で、焼成する。この焼成工程において、無
機酸化物生成原料化合物は、対応する無機酸化物に変化
し、この無機酸化物は、半導体微粒子の表面上に固溶し
て、絶縁被膜を生成する。
Next, this mixture is heated to a temperature of 1000°C or higher, preferably 1000 to 1400°C, more preferably 1100 to 12°C.
Calcinate at a temperature of 50°C. In this firing step, the inorganic oxide-generating raw material compound changes into a corresponding inorganic oxide, and this inorganic oxide is solid-dissolved on the surface of the semiconductor fine particles to form an insulating film.

この絶縁被膜の量および厚さは前述の通りである。The amount and thickness of this insulating coating are as described above.

この焼成工程の時間に格別の限定はなく、使用される原
料化合物および焼成温度により適宜設定されるが、一般
には、1〜5時間の範囲内にあることが好ましい。
The time for this firing step is not particularly limited, and is appropriately set depending on the raw material compounds used and the firing temperature, but is generally preferably within a range of 1 to 5 hours.

焼成工程により得られた抵抗体粒子は、必要により分級
工程に供され、所定粒度に分級される。
The resistor particles obtained by the firing process are subjected to a classification process, if necessary, to classify them into a predetermined particle size.

上記方法により得られた抵抗体は、例えば、第1図(A
)に示されているようなほり球形の粒子形状を有し、安
定したバリスタ電圧を示すものである。
The resistor obtained by the above method is, for example, shown in FIG.
), it has a spherical particle shape and exhibits a stable varistor voltage.

従って、本発明の電圧非直線性抵抗体粒子は液晶表示装
置用スイッチング素子の構成要素として有用なものであ
る。
Therefore, the voltage nonlinear resistor particles of the present invention are useful as constituent elements of switching elements for liquid crystal display devices.

〔実施例〕〔Example〕

本発明を、下記実施例により更に説明する。 The invention will be further illustrated by the following examples.

実施例1 粒子径0.05〜1JIaの酸化亜鉛粉末をペレットに
成形後、1200℃で2時間−次焼成を行った後、粉砕
、分級し粒子径5〜10−の角ばった粒子を得た。つい
でこれを1200℃で1時間二次焼成を行った後、軽(
粉砕し、粒子径2〜20−1平均粒径5〜10μ、長軸
11.7短軸り比が1〜1.5の範囲内にあるはソ“球
状の微粒子を得た。
Example 1 Zinc oxide powder with a particle size of 0.05 to 1 JIa was formed into pellets, then calcined at 1200°C for 2 hours, and then crushed and classified to obtain angular particles with a particle size of 5 to 10. . Next, this was subjected to secondary firing at 1200°C for 1 hour, and then
The particles were pulverized to obtain so-spherical fine particles having a particle diameter of 2 to 20-1, an average particle diameter of 5 to 10 μm, a long axis of 11.7, and a short axis to axis ratio of 1 to 1.5.

酸化亜鉛微粒子量に対し、MnCO5、およびC02O
MnCO5 and CO2O relative to the amount of zinc oxide fine particles
.

粉末をそれぞれ0.5モル%、ふよび^f(No、)、
・nH,O溶液粉末を0.005モル%添加混合し、こ
の混合物を1200℃で1時間焼成後、軽く粉砕、分級
し、ほゞ球状で粒子径5〜IO−の粒径の揃った電圧非
直線性抵抗体を得た。この電圧非直線性抵抗体の粒子は
第1図(A)に、示されているような電子顕微鏡写真に
よるは〜゛球形粒子形状を有していた。
0.5 mol% of each powder, Fuyobi^f (No, ),
・Add and mix 0.005 mol% of nH,O solution powder, bake this mixture at 1200°C for 1 hour, and then lightly crush and classify it to form a nearly spherical particle with a uniform particle size of 5 to IO-. A nonlinear resistor was obtained. The particles of this voltage nonlinear resistor had a spherical particle shape as seen in an electron micrograph as shown in FIG. 1(A).

上記電圧非直線性抵抗体重量に対して、それぞれガラス
粉を50重量%、バインダー(エチルセルロース)を5
重量%、及び溶剤を40重量%加えペースト状とし、基
板上に印刷後、450℃で熱処理を行い電圧非直線性素
子を作製した。
50% by weight of glass powder and 5% by weight of binder (ethyl cellulose) with respect to the weight of the above voltage nonlinear resistance.
% by weight and a solvent were added to form a paste, and after printing on a substrate, heat treatment was performed at 450° C. to produce a voltage nonlinear element.

この電圧非直線性素子の電圧−電流特性を第2図、曲線
Aにより示す。この素子の素子面積を1ml112、電
極間距離を30−とじた時の電圧非直線指数αは第1表
に記載されているように25であって、低電流域におい
て大きなものであった。そのバリスタ電圧(10−6ア
ンペアの電流が流れるときの)は、測定素子数50で2
8±3Vであって、よく揃っていた。
The voltage-current characteristics of this voltage nonlinear element are shown by curve A in FIG. The voltage nonlinearity index α of this device was 25 as shown in Table 1 when the device area was 1 ml and the distance between the electrodes was 30, which was large in the low current range. The varistor voltage (when a current of 10-6 amperes flows) is 2 with 50 measuring elements.
It was 8±3V and was well aligned.

第1表に、実施例1の諸条件の概要を示す。Table 1 summarizes the conditions of Example 1.

実施例2〜7 実施例2〜7の各々において、実施例1と同様の操作を
行った。但し、絶縁被膜形成のために、第1表に示され
ている組成比で、MnO,Co。03、および120.
を混合して用いた。
Examples 2 to 7 In each of Examples 2 to 7, the same operations as in Example 1 were performed. However, in order to form an insulating film, MnO and Co were used at the composition ratio shown in Table 1. 03, and 120.
A mixture of these was used.

この電圧非直線性抵抗体の製造条件、及びそれから得ら
れた電圧非直線性抵抗体素子の電気特性を第1表に示す
Table 1 shows the manufacturing conditions of this voltage nonlinear resistor and the electrical characteristics of the voltage nonlinear resistor element obtained therefrom.

比較例1 実施例1記載の操作を繰り返した。但し、二次焼成を行
わず、かつ絶縁被膜形成原料化合物としてB12D30
.5モルを用いた。即ち、粒子径0.05〜IJ!mの
酸化亜鉛粉末をペレットに成形後、1200℃で2時間
−次焼成を行った。得られた粒子は、粒子径2〜20μ
、平均粒径5〜10−1を有し、その長軸l+/短軸1
2比は1〜5の範囲であって、その形状は、角ばった非
球状であった。
Comparative Example 1 The operation described in Example 1 was repeated. However, B12D30 is used as a raw material compound for forming an insulating film without performing secondary firing.
.. 5 mol was used. That is, the particle size is 0.05 to IJ! After molding the zinc oxide powder of m into pellets, a second firing was performed at 1200° C. for 2 hours. The obtained particles have a particle size of 2 to 20μ
, has an average particle size of 5 to 10-1, and its major axis l+/minor axis 1
The 2 ratio was in the range of 1 to 5, and the shape was angular and non-spherical.

ついで酸化亜鉛粉末に対しB1□0.を0.5モル%添
加混合し、1200℃で1時間焼成後、軽く粉砕、分級
し、粒子径5〜10pの電圧非直線性抵抗体を得た。こ
の抵抗体の電子顕微鏡写真による粒子形状は、第1図(
B)に示されているものであって、非球状体であった。
Then, B1□0. 0.5 mol % was added and mixed, and after baking at 1200°C for 1 hour, it was lightly crushed and classified to obtain a voltage nonlinear resistor with a particle size of 5 to 10p. The particle shape of this resistor in an electron micrograph is shown in Figure 1 (
B), which was a non-spherical body.

この電圧非直線性抵抗体に対して、それぞれガラス粉を
50重量%、バインダーを5重量%、及び溶剤を40重
量%加えてペースト状とし、このペーストを基板上に印
刷後、450℃で熱処理を行って電圧非直線性素子を作
製した。
To this voltage nonlinear resistor, 50% by weight of glass powder, 5% by weight of binder, and 40% by weight of solvent were added to form a paste. After printing this paste on a substrate, it was heat-treated at 450°C. A voltage nonlinear element was fabricated by performing the following steps.

この電圧非直線性素子の電圧−電流特性を第2図、曲線
已により示す。実施例1と同様に素子面積を1fflI
112、電極間距離を30−とじた時の電圧非直線指数
αは、第1表に示されているように、6であって、低電
流域において小さなものであった。そのバリスタ電圧(
10−’アンペアの電流が流れるときの)は測定素子数
50で27±7Vであり、比較的変動の大きなものであ
った。
The voltage-current characteristics of this voltage non-linear element are shown in FIG. 2 by curves. As in Example 1, the element area was set to 1fflI.
112, the voltage non-linearity index α when the inter-electrode distance was 30 -, as shown in Table 1, was 6, which was small in the low current range. Its varistor voltage (
(when a current of 10-' ampere flows) was 27±7 V with 50 measuring elements, which was a relatively large fluctuation.

比較例2 比較例1と同様の操作を行った。但し、第1表に示され
ているように、Bi2O,の代わりに、実施例1と同様
にMn00.5モル%、Co□Q、 o、 5 %ル%
、A n 2030.005モル%を用いた。このよう
にして得られた電圧非直線性抵抗素子の素子面積を1m
m2電極間距離を30−とじたとき、その電圧非直線指
数αは、第1表に示されているように、15であって、
低電流域において、小さなものであった。
Comparative Example 2 The same operation as in Comparative Example 1 was performed. However, as shown in Table 1, instead of Bi2O, as in Example 1, Mn00.5 mol%, Co□Q, o, 5% Le
, A n 2030.005 mol % was used. The element area of the voltage nonlinear resistance element obtained in this way is 1 m
When the distance between m2 electrodes is 30-, the voltage non-linearity index α is 15 as shown in Table 1, and
It was small in the low current range.

そのバリスタ電圧、(10−6アンペアの電流が流れる
とき)は、測定素子数50で、27±5Vであリ、比較
的変動の大きなものであった。
The varistor voltage (when a current of 10 -6 amperes flows) was 27±5 V with 50 measuring elements, and had relatively large fluctuations.

第1表 実施例8 実施例1で調製した電圧非直線性抵抗体粒子(バリスタ
) 10gと、ガラス粉5gと、エチルセルロース1g
と、エチルカルピトール5−とをよく混合して、ペース
トを調製した。予め、通常の方法により、ITO等によ
り、所定の画素電極(5IIIIIX5fflI11)
、信号電極(画素電極−信号電極間距離: 50M)を
パターニングした第1のガラス基板に、所定のパターン
を有するスクリーンを通して、前記ペーストを印刷し、
これを300〜500℃で熱処理して、各画素電極と信
号電極との間をバリスタ膜で結合した基板を作製した。
Table 1 Example 8 10 g of voltage nonlinear resistor particles (varistor) prepared in Example 1, 5 g of glass powder, and 1 g of ethyl cellulose
and ethylcarpitol 5- were thoroughly mixed to prepare a paste. Predetermined pixel electrodes (5IIIIII
, printing the paste on a first glass substrate patterned with signal electrodes (pixel electrode-signal electrode distance: 50M) through a screen having a predetermined pattern;
This was heat-treated at 300 to 500° C. to produce a substrate in which each pixel electrode and signal electrode were bonded with a varistor film.

別に、10%Pv^水溶液20gと、二色性染料150
mgを溶解含有する液晶(商標:E−44、メルク社製
)6gとから調製したエマルジョンを、予め、ITOで
所定の走査電極をパターニングした第2のガラス基板に
ドクターブレードを用いて塗布し、これを乾燥させて、
ポリマー分散型液晶層(厚さ15−)を形成した。両方
の基板を貼り合わせ、形成された複合体の周囲をシール
して、液晶表示パネルを作製した。その断面説明図を第
3図に示す。
Separately, 20 g of 10% Pv^ aqueous solution and 150 g of dichroic dye
An emulsion prepared from 6 g of liquid crystal (trademark: E-44, manufactured by Merck & Co., Ltd.) containing 1.0 mg of dissolved liquid crystal was coated using a doctor blade on a second glass substrate on which predetermined scanning electrodes had been patterned with ITO in advance. Let this dry,
A polymer-dispersed liquid crystal layer (thickness: 15 mm) was formed. Both substrates were bonded together and the periphery of the formed composite was sealed to produce a liquid crystal display panel. An explanatory cross-sectional view thereof is shown in FIG.

第3図に示されているように、複数個の画素電極11a
が、所定のパターンに従って、第1透明ガラス基板12
aの表面に配置され、また、複数個の信号電極13が画
素電極11aに隣接して配置され、電気信号を画素電極
11aに供給するようになっていた。更に、複数個のバ
リスタ膜14 (非直線性抵抗体)が画素電極11aと
それに隣る信号電極13との間に配置されこれらを接続
していた。更に、第2透明ガラス基板12bが、第1ガ
ラス基板12aと平行に、離間して配置され、それらの
間に間隙空間を形成しており、透明走査電極11bが、
第2ガラス基板12bの下面に固定されていた。
As shown in FIG. 3, a plurality of pixel electrodes 11a
However, according to a predetermined pattern, the first transparent glass substrate 12
Further, a plurality of signal electrodes 13 are arranged adjacent to the pixel electrode 11a to supply electrical signals to the pixel electrode 11a. Further, a plurality of varistor films 14 (non-linear resistors) were arranged between the pixel electrode 11a and the signal electrode 13 adjacent thereto to connect them. Furthermore, the second transparent glass substrate 12b is arranged parallel to and spaced apart from the first glass substrate 12a, forming a gap therebetween, and the transparent scanning electrode 11b is
It was fixed to the lower surface of the second glass substrate 12b.

前記第1ガラス基板12aと第2ガラス基板12bとの
間の間隙空間には、前記液晶を含むポリマー分散型液晶
層15が形成されていた。
A polymer-dispersed liquid crystal layer 15 containing the liquid crystal was formed in the gap between the first glass substrate 12a and the second glass substrate 12b.

信号電極13、バリスタ膜14および画素電極11aと
の配置関係は、第4図(A)、第4図(B)および第4
図(C)に示されている。
The arrangement relationship among the signal electrode 13, varistor film 14, and pixel electrode 11a is shown in FIGS. 4(A), 4(B), and 4.
This is shown in Figure (C).

第4図(A)に示されているように、複数個の画素電極
11aが別々に、バリスタ膜14を介して、信号電極1
3に接続されており、第4図(B)および(C)に示さ
れているように、画素電極11aと信号電極13とは第
1ガラス基板12aに固定され、これらは互に、多数の
バリスタ粒子14aからなるバリスタ膜14を介して接
続されていた。
As shown in FIG. 4(A), a plurality of pixel electrodes 11a are separately connected to the signal electrode 1 through the varistor film 14.
As shown in FIGS. 4(B) and 4(C), the pixel electrode 11a and the signal electrode 13 are fixed to the first glass substrate 12a. They were connected via a varistor film 14 made of varistor particles 14a.

上記のような液晶表示パネル装置の信号電極と走査電極
との間に駆動回路を接続し、これを士100 V 、デ
ユーティ比1/64で駆動したところ、コントラスト比
15以上で、クロストークのない鮮明な表示ができた。
When a driving circuit was connected between the signal electrode and the scanning electrode of the liquid crystal display panel device as described above, and this was driven at 100 V and a duty ratio of 1/64, a contrast ratio of 15 or more was obtained, and there was no crosstalk. A clear display was achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明により得られる電圧非直線性抵抗体は、ほゞ球状
の無機質半導体の微粒子にMn ・COおよびAfの酸
化物からなる絶縁被膜を形成させたものであり、この抵
抗体から電圧非直線性抵抗体素子を作製した場合、それ
を構成する電圧非直線性抵抗体微粒子の配向方向による
接触面積の変動がほとんどなく、このため並列静電容量
の変動もなくなり微粒子相互の接触は、主として点接触
となり、このため並列静電容量が小さくなった。しかも
素子間のバリスタ電圧のバラツキも少なく電圧−電流特
性に優れている。
The voltage nonlinear resistor obtained by the present invention is made by forming an insulating film made of Mn CO and Af oxides on approximately spherical inorganic semiconductor fine particles, and the voltage nonlinearity When a resistor element is fabricated, there is almost no variation in the contact area due to the orientation direction of the voltage nonlinear resistor fine particles that make up the resistor element, so there is no variation in parallel capacitance, and the contact between the fine particles is mainly point contact. Therefore, the parallel capacitance became small. Moreover, there is little variation in varistor voltage between elements, and the voltage-current characteristics are excellent.

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

第1図(A)は電子顕微鏡により観察された本発明の電
圧非直線性抵抗体の粒子形状を示す模写図であり、 第1図(B)は電子顕微鏡観察による従来の電圧非直線
性抵抗体の粒子形状を示す模写図であり、第2図は本発
明及び従来の電圧非直線性抵抗体から作製された電圧非
直線性素子の電圧−電流特性を示す図であり、 第3図は本発明の電圧非直線性抵抗体を用いた液晶表示
パネル装置の一例の構成を示す断面説明図であり、 第4図(A)、  (B)および(C)はそれぞれ、上
記液晶表示パネル装置における画素電極と、信号電極と
の電圧非直線性抵抗体を介しての接続の一例を示す説明
図である。 A・・・本発明(実施例1)に係る電圧非直線性抵抗体
素子の電圧−電流特性曲線 B・・・従来技術(比較例1)に係る抵抗体素子の電圧
−電流特性曲線 11a・・・画素電極、   11b・・・走査電極、
12a・・・第1ガラス基板、12b・・・第2ガラス
基板、13・・・信号電極、 14a・・・バリスタ粒子、 14・・・バリスタ膜、 15・・・液晶層。
FIG. 1(A) is a schematic diagram showing the particle shape of the voltage nonlinear resistor of the present invention observed with an electron microscope, and FIG. 1(B) is a schematic diagram showing the particle shape of the voltage nonlinear resistor of the present invention observed with an electron microscope. FIG. 2 is a diagram showing voltage-current characteristics of voltage nonlinear elements fabricated from voltage nonlinear resistors of the present invention and conventional voltage nonlinear resistors; FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing the structure of an example of a liquid crystal display panel device using the voltage nonlinear resistor of the present invention, and FIGS. 4(A), 4(B), and 4(C) are respectively FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a connection between a pixel electrode and a signal electrode via a voltage nonlinear resistor; A: Voltage-current characteristic curve of the voltage nonlinear resistor element according to the present invention (Example 1) B: Voltage-current characteristic curve 11a of the resistor element according to the prior art (Comparative Example 1) ...pixel electrode, 11b...scanning electrode,
12a... First glass substrate, 12b... Second glass substrate, 13... Signal electrode, 14a... Varistor particle, 14... Varistor film, 15... Liquid crystal layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.無機質半導体の微粒子と、その表面に形成された無
機質絶縁被膜とからなり、 前記無機質半導体微粒子が、ほゞ球形の形状を有し、そ
の長軸の長さl_1と短軸の長さl_2との比l_1/
l_2が1:1〜1:3の範囲内にあり、かつ、 前記無機質絶縁被膜が、本質的にMn,Co、およびA
lの酸化物からなる、ことを特徴とする電圧非直線性抵
抗体。
1. It is composed of inorganic semiconductor fine particles and an inorganic insulating coating formed on the surface thereof, and the inorganic semiconductor fine particles have a substantially spherical shape, and have a length l_1 of the major axis and a length l_2 of the short axis. Ratio l_1/
l_2 is in the range of 1:1 to 1:3, and the inorganic insulating film essentially contains Mn, Co, and A.
A voltage nonlinear resistor, characterized in that it is made of an oxide of l.
2.無機質半導体生成原料に、1000℃以上の温度に
おける少なくとも2回の焼成工程と、少なくとも前記焼
成工程の間に行われる少なくとも1回の粉砕工程とを施
して、ほゞ球形の形状を有し、その長軸の長さl_1と
、短軸l_2との比l_1/l_2が1:1〜1:3の
範囲内にある無機質半導体微粒子を調製し、 前記無機質半導体微粒子と、Mn,CoおよびAlを含
み、その無機酸化物を生成する原料化合物とを混合し、 この混合物を、1000℃以上の温度で焼成して、前記
無機質半導体微粒子の表面上に、本質的にMn,Coお
よびAlの無機酸化物からなる絶縁性被膜を形成する、 ことを特徴とする、電圧非直線性抵抗体の製造方法。
2. An inorganic semiconductor-generating raw material is subjected to at least two firing steps at a temperature of 1000° C. or higher and at least one pulverization step performed at least between the firing steps, so that it has a substantially spherical shape and its Prepare inorganic semiconductor fine particles in which the ratio l_1/l_2 of the length l_1 of the long axis to the short axis l_2 is within the range of 1:1 to 1:3, and the inorganic semiconductor fine particles contain Mn, Co, and Al. , and a raw material compound that produces the inorganic oxide, and this mixture is fired at a temperature of 1000°C or higher to form an inorganic oxide of essentially Mn, Co, and Al on the surface of the inorganic semiconductor fine particles. A method for manufacturing a voltage nonlinear resistor, comprising: forming an insulating film consisting of:
3.請求項1記載の電圧非直線性抵抗体を構成要素とし
て含む、液晶表示装置用スイッチング素子。
3. A switching element for a liquid crystal display device, comprising the voltage nonlinear resistor according to claim 1 as a component.
JP1097417A 1989-04-18 1989-04-19 Voltage-dependent nonlinear resistor and its manufacture Pending JPH02277201A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011071433A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Toshiba Corp Current-voltage nonlinear resistor and method of manufacturing the same

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