JPH04328802A - 焼結体バリスタ素子基板の製造方法 - 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、例えば二端子素子型の
液晶表示装置の非線形素子として用いて好適な焼結体バ
リスタ素子基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、例えば液晶テレビの画像表示装置
には大別して単純マトリクス方式とアクティブマトリク
ス方式とがある。単純マトリクス方式は、直角をなして
設けられた一対の帯状電極群（行電極群と列電極群）の
間に複数の液晶画素を行列状に配して接続したものであ
り、これら帯状電極間に駆動回路によって所定の電圧を
印加して液晶画素を作動させる。この方式は、構造が簡
単なため低価格でシステムを実現できるという利点があ
るが、各液晶画素でのクロストークが生じるため、画素
のコントラストが低く、液晶テレビの画像表示を行う際
、画質の低下は避けられないものであった。

【０００３】これに対し、アクティブマトリクス方式は
、各液晶画素毎にスイッチング素子を設けて電圧を保持
するものであり、液晶表示装置を時分割駆動しても液晶
画素が選択時の電圧を保持することができるため、表示
容量の増大が可能で、コントラスト等の画質に関する特
性がよく、液晶テレビの高画質表示を実現できるもので
ある。しかしながら、アクティブマトリクス方式にあっ
ては構造が複雑になって製造コストが高くなってしまう
という欠点があった。例えば、スイッチング素子として
薄膜トランジスタを用いるＴＦＴ型では、その製造工程
において５層以上の薄膜を重ねるため、製品歩留まりを
上げることが困難である。

【０００４】上記のようなことから、コントラスト等の
画質に関する特性が良く、かつ構造簡単にして低コスト
な方式の液晶表示装置の実現が望まれており、この様な
要求を実現する方式として、焼結体バリスタ素子を用い
た二端子素子型液晶表示装置が注目されている。

【０００５】二端子素子型の液晶表示装置は、単純マト
リクス方式に改良を加えて、図６に示すように、行電極
１１と列電極１６との間に液晶画素１４と所定のしきい
値電圧で導通する焼結体バリスタ素子１３とを電気的に
直列に配して接続したものであり、図７に示すような焼
結体バリスタ素子１３の非線形な電流−電圧特性を利用
したものである。

【０００６】図３に一般的な二端子素子型の液晶表示装
置を示す。ここに示すように、行電極１１のそれぞれに
対して多数の画素電極１２が一定の間隔ｄをもって設け
られ、行電極１１と画素電極１２とは各焼結体バリスタ
素子１３で一定のしきい値電圧ＶＶをもって接続されて
いる。焼結体バリスタ素子１３は、図５に詳示するよう
に、ＺｎＯ単結晶粒子１３１の表面をＭｎ，Ｃｏ酸化物
等の無機質絶縁膜１３２で被覆したバリスタ粒子１３ａ
からなり、図４に詳示するように、これらバリスタ粒子
１３ａをガラスフリット１３ｂで焼結したものである。 このため、通常、焼結体バリスタ素子基板はバリスタ粒
子にガラスフリットと有機バインダーを加えてペースト
化し、バリスタインキとし、これを電極を付けたガラス
基板上にスクリーン印刷などの印刷法にて印刷し、しか
るのち焼成して形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特に、画質の良好な２
端子素子型液晶表示装置を実現するためには、焼結体バ
リスタ素子が高性能を有し安定性が高く、かつその性能
が素子間で一定している必要がある。また、上側ガラス
基板と下側ガラス基板の間隔が全面均一であることが求
められる。しかし、例えばバリスタ粒子をインキ化、ス
クリーン印刷で素子を印刷した場合、スクリーン印刷の
本質的な問題点としての版伸び、ゆがみがあり、印刷位
置ズレが発生する。また、印刷中のインキの粘度変化、
スキージの摩耗等による印刷条件の変化が、素子形状、
厚さ等に大きく影響する。したがってバリスタ素子の基
板上における位置ズレ、および厚みのばらつきが大きい
。これがバリスタ素子間の電気的特性のばらつきの原因
となっている。このため、コントラスト等の画質に関す
る特性のよい液晶表示装置を製作することが困難である
。

【０００８】本発明は、個々のバリスタ素子において基
板上における位置が正確であり、かつ厚みのばらつきが
小さく、良好な形状に製造でき、高性能かつその性能が
素子間で一定したバリスタ素子基板を容易に製造するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされたものであって、焼結体バリスタ素子基板の
製造方法において、少なくともバリスタ粒子とガラスフ
リットと感光性樹脂とを混合してなる懸濁液を基板上に
塗布し、バリスタ粒子層を形成後、前記バリスタ粒子層
をフォトリソグラフィー法によりパターニングし、焼成
することにより焼結体バリスタ素子を形成することによ
り課題を解決した。

【００１０】

【作用】本発明では、少なくともバリスタ粒子とガラス
フリットと感光性樹脂とを混合してなる懸濁液を、ドク
ターブレード、スピンコーター等を用い基板上に塗布し
、バリスタ粒子層を形成後、これフォトリソグラフィー
法によりパターニングを行うので、焼結体バリスタ素子
の位置と形状は、フォトリソグラフィー法に使用するフ
ィルム等の原版により決められるので、再現性の良い、
高い位置精度が得られる。また焼結体バリスタ素子厚み
は、懸濁液を塗布する際の厚み（バリスタ粒子層の厚み
）により規定されるため、ばらつきが少ない。

【００１１】このように、バリスタ素子の基板上におけ
る位置が正確であり、厚みのばらつきが小さく、かつ形
状が良好なため、高性能かつその性能が素子間で一定し
たバリスタ素子基板を得ることを容易にする。

【００１２】本発明の具体例としては、あらかじめ、少
なくともバリスタ粒子とガラスフリットとポリビニルア
ルコール等からなる感光性樹脂とを加え懸濁液を作製す
る。

【００１３】バリスタ粒子は、ＺｎＯ単結晶粒子の表面
をＭｎ，Ｃｏ酸化物等の無機質絶縁膜で被覆したもので
あり、直径１〜１０μｍのものを使用する。ガラスフリ
ットは、焼成時に溶融しなければならないので、融点が
　３５０℃〜　４００℃のものが好ましい。感光性樹脂
は、焼成時に燃焼してしまうものが好ましく、例えば、
ポリビニルアルコールと重クロム酸アンモニウムからな
るものが挙げられる。前記感光性樹脂は、溶剤として水
を用いることができるので作業性も良い。

【００１４】懸濁液の組成は、例えばバリスタ粒子が重
量部にして１０部〜４０部、ガラスフリットが２部〜１
５部、感光性樹脂が５部〜４０部、溶剤が２部〜７５部
からなるものである。

【００１５】前記懸濁液をドクターブレード、スピンコ
ーター等の塗布法を用いて基板上に１μｍ〜２５μｍ程
度の厚さに塗布後、乾燥あるいは半乾燥させてバリスタ
粒子層を形成し、複数のバリスタ素子形状の透過部を有
するフィルム等の原版を密着させ露光後、現像する（フ
ォトリソグラフィー法）ことによりパターニングし、し
かるのち　４００℃程度で３０分〜２時間程度焼成する
ことにより焼結体バリスタ素子基板を製造することがで
きる。

【００１６】なお、前記説明はネガ型の感光性樹脂（光
のあたった部分が現像液に不溶化）を使用した例である
が、ポジ型の感光性樹脂（光のあたった部分が現像液に
可溶化）を使用した場合は、露光時の原板は複数のバリ
スタ素子形状の遮光部を有するものを用いる必要がある
。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例に基づいて具体的に説明する
。図１〜２は、本発明の一実施例に係わる製造方法の工
程図である。

【００１８】〔実施例１〕まずバリスタ懸濁液を作成す
る。ここで用いたバリスタ粒子はＺｎＯを主成分とする
ものであり、その直径が１〜２μｍのものを用いた。バ
リスタ粒子２０部に対し、ガラスフリット５部、感光性
樹脂として、ポリビニルアルコール２０部及び重クロム
酸アンモニウム２部、溶剤として純水４０部を添加し、
混合して懸濁液を作製した。

【００１９】これをスピンコーターを用いて、行電極１
１と画素電極１２とが形成されたガラス基板１０（以下
、基板という）上に４μｍの厚さになるように塗布し、
乾燥させ、バリスタ粒子層１５を形成した（図１参照）
。

【００２０】バリスタ粒子層に複数のバリスタ素子形状
の透過部を有するフィルム原板を密着露光し、温純水で
スプレイ現像してパターニングした。

【００２１】この基板を　４２０℃、１時間加熱して焼
成した。その結果、各焼結体バリスタ素子１３が求める
位置に形成され、厚みのばらつきが少なくかつ形状の良
好な焼結体バリスタ素子基板を得た（図２参照）。

【００２２】〔実施例２〕まずバリスタ懸濁液を作成す
る。ここで用いたバリスタ粒子はＺｎＯを主成分とする
ものであり、その直径が５〜１０μｍのものを用いた。 バリスタ粒子１５部に対し、ガラスフリット５部、感光
性樹脂として、ポリビニルアルコール１０部及び重クロ
ム酸アンモニウム１部、溶剤として純水４０部を添加し
、混合して懸濁液を作製した。

【００２３】これをドクターブレードを用い基板上に１
５μｍの厚さになるように塗布し、乾燥させ、バリスタ
粒子層を形成した。

【００２４】バリスタ粒子層に複数のバリスタ素子形状
の透過部を有するフィルム原板を密着露光し、温純水で
スプレイ現像してパターニングした。

【００２５】この基板を　４２０℃、１時間加熱して焼
成した。その結果、各焼結体バリスタ素子が求める位置
に形成され、厚みのばらつきが少なくかつ形状の良好な
焼結体バリスタ素子基板を得た。

【００２６】

【発明の効果】本発明の焼結体バリスタ素子基板の製造
方法によれば、各焼結体バリスタ素子が求める位置に形
成され、かつ厚みのばらつきの少なく素子形状の良好な
焼結体バリスタ素子基板を得ることができる。このこと
により高性能かつその性能が素子間で一定したバリスタ
素子基板を得ることが容易となり、むらのない鮮明な画
像表示を達成する大画面の液晶表示装置を得ることが可
能となる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焼結体バリスタ素子基板の製造方法の
一実施例を工程順に示す断面図である。

【図２】本発明の焼結体バリスタ素子基板の製造方法の
一実施例を工程順に示す断面図である。

【図３】一般的な二端子素子型の液晶表示装置の一例を
示す平面図である。

【図４】バリスタ素子要部の拡大図である。

【図５】バリスタ粒子の断面図である。

【図６】二端子素子型液晶表示装置の等価回路図である
。

【図７】焼結体バリスタ素子の電圧−電流特性を示すグ
ラフ図である。

【符号の説明】

１０　　　　ガラス基板 １１　　　　行電極 １２　　　　画素電極 １３　　　　焼結体バリスタ素子 １３ａ　　　バリスタ粒子 １３ｂ　　　ガラスフリット １３１　　　ＺｎＯ単結晶粒子 １３２　　　無機質絶縁膜 １４　　　　液晶 １５　　　　バリスタ粒子層 １６　　　　列電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】焼結体バリスタ素子基板の製造方法におい
   て、少なくともバリスタ粒子とガラスフリットと感光性
   樹脂とを混合してなる懸濁液を基板上に塗布し、バリス
   タ粒子層を形成後、前記バリスタ粒子層をフォトリソグ
   ラフィー法によりパターニングし、焼成することにより
   焼結体バリスタ素子を形成することを特徴とする焼結体
   バリスタ素子基板の製造方法。