JPH04291326A - Production of varistor element substrate made of sintered body - Google Patents
Production of varistor element substrate made of sintered bodyInfo
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Abstract
Description
【０００１】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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a sintered varistor element substrate suitable for use as a nonlinear element in, for example, a two-terminal element type liquid crystal display device.
【０００２】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。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。2. Description of the Related Art Currently, image display devices for, for example, liquid crystal televisions are broadly classified into simple matrix type and active matrix type. In the simple matrix method, a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix and connected between a pair of band-shaped electrode groups (row electrode group and column electrode group) arranged at right angles. A predetermined voltage is applied by a drive circuit to operate the liquid crystal pixels. This method has the advantage of being able to realize a system at a low cost due to its simple structure, but crosstalk occurs in each LCD pixel, resulting in low pixel contrast and resulting in poor image quality when displaying images on an LCD TV. The decline was inevitable. On the other hand, in the active matrix method, a switching element is provided for each liquid crystal pixel to maintain the voltage, and even if the liquid crystal display device is time-divisionally driven, the liquid crystal pixel can maintain the voltage at the time of selection. Therefore, the display capacity can be increased, and characteristics related to image quality such as contrast are good, and high-quality display on liquid crystal televisions can be realized. However, the active matrix method has the disadvantage that the structure is complicated and the manufacturing cost is high. For example, in a TFT type device that uses a thin film transistor as a switching element, five or more layers of thin films are stacked in the manufacturing process, making it difficult to increase the product yield.
【０００３】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。In view of the above, it is desired to realize a liquid crystal display device that has good image quality characteristics such as contrast, has a simple structure, and is low in cost. Two-terminal element type liquid crystal display devices using sintered varistor elements are attracting attention.
【０００４】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９に示すように、行電極
１１と列電極１５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１０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。The two-terminal element type liquid crystal display device is an improvement on the simple matrix method, and as shown in FIG. The sintered varistor element 13 is electrically connected in series with the sintered varistor element 13, which conducts at .
【０００５】図４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。液晶画素一つについてみると、図５および図６に
示すように、下側ガラス基板１０上に行電極１１と画素
電極１２とを所定の間隔ｄを隔てて設け、これら行電極
１１と画素電極１２とを、主として酸化亜鉛（ＺｎＯ）
からなる焼結体バリスタ素子１３で接続してある。そし
て、これらの上部を液晶１４で満たしてある。FIG. 4 shows a general two-terminal element type liquid crystal display device. As shown here, a large number of pixel electrodes 12 are provided for each row electrode 11 at a constant interval d, and the row electrodes 11 and pixel electrodes 12 have a constant threshold voltage in each sintered body varistor element 13. Connected with VV. Regarding one liquid crystal pixel, as shown in FIGS. 5 and 6, a row electrode 11 and a pixel electrode 12 are provided on a lower glass substrate 10 with a predetermined distance d between them. 12, mainly zinc oxide (ZnO)
They are connected by a sintered varistor element 13 consisting of. The upper portions of these are filled with liquid crystal 14.
【０００６】焼結体バリスタ素子１３は、図８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７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。As shown in detail in FIG. 8, the sintered varistor element 13 has a surface of ZnO single crystal particles 131 coated with Mn and Co.
It consists of varistor particles 13a coated with an inorganic insulating film 132 such as an oxide, and as shown in detail in FIG. 7, these varistor particles 13a are sintered with a glass frit 13b. For this reason, sintered varistor element substrates are usually made by adding glass frit and an organic binder to varistor particles to form a paste, creating a varistor stamp, and printing this onto a glass substrate with electrodes using a printing method such as screen printing. , and is then fired and formed.
【０００７】[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。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く、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。[Problem to be solved by the invention] In particular, two
In order to realize a terminal element type liquid crystal display device, sintered varistor elements must have high performance and stability, and the performance must be constant between elements. However, for example, when varistor particles are made into ink and elements are printed by screen printing, the essential problems of screen printing are plate elongation and distortion, which causes printing position shifts. Further, changes in printing conditions due to changes in ink viscosity during printing, wear of the squeegee, etc. greatly affect the element shape, thickness, etc. Therefore, the positional deviation of the varistor elements on the substrate and the variation in thickness are large, which causes variations in the electrical characteristics between the varistor elements. For this reason, it is difficult to manufacture a liquid crystal display device with good characteristics regarding image quality such as contrast.
【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
。[0008] The present invention provides for easily manufacturing a varistor element substrate in which each varistor element is accurately positioned on a substrate, can be manufactured with small variations in thickness, and has high performance and whose performance is constant among elements. With the goal.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は従来の課題に鑑
み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、ペースト化したバリスタ粒子を片面に
塗布したフィルムを、行電極と画素電極とが形成された
基板と密着後、前記フィルムの裏面よりバリスタ素子形
状の凸部を有するプレスを熱圧着することにより、基板
の行電極と画素電極間にバリスタ粒子を転移せしめ、そ
の後、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
法により上記課題を解決した。[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the conventional problems, and includes a method for manufacturing a sintered varistor element substrate, in which a film coated on one side with paste-formed varistor particles is applied to a row electrode. and the substrate on which the pixel electrodes are formed, a press having a convex portion in the shape of a varistor element is bonded with heat from the back side of the film to transfer the varistor particles between the row electrode and the pixel electrode of the substrate, and then The above problem has been solved by a method for manufacturing a sintered varistor element substrate, which is characterized in that a sintered varistor element is formed by firing.
【００１０】0010
【作用】本発明では、ペースト化したバリスタ粒子をド
クターブレード等を用いて片面に塗布したフィルムを作
成し、これと行電極と画素電極とが形成された基板と密
着後、前記フィルムの裏面（フィルムの非バリスタ粒子
形成面）よりバリスタ素子形状の凸部を有するプレスを
熱圧着することにより、基板の行電極と画素電極間にバ
リスタ粒子を転移させ、焼結する。よって、素子厚みは
ペーストをフィルムに塗布する際の厚みにより規定され
るため、厚みのばらつきが少ない。また、基板上におけ
る素子の位置はプレス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。[Operation] In the present invention, a film is prepared by coating paste-formed varistor particles on one side using a doctor blade or the like, and after this is brought into close contact with a substrate on which row electrodes and pixel electrodes are formed, the back side of the film ( By thermocompressing a press having a convex portion in the shape of a varistor element from the non-varistor particle forming surface of the film, the varistor particles are transferred between the row electrode and the pixel electrode of the substrate and sintered. Therefore, since the element thickness is defined by the thickness when applying the paste to the film, there is little variation in the thickness. Furthermore, since the position of the element on the substrate is determined by pressing, high positional accuracy with good reproducibility can be obtained.
【００１１】本発明を詳述すると、ここで用いるペース
トは、バリスタ粒子、ガラスフリット、有機バインダー
、および溶剤を主成分とし、例えば、バリスタ粒子の含
有率が、重量部にして１０部〜４０部、ガラスフリット
が２部〜１５部、有機バインダーが５部〜４０部、溶剤
が１０部〜７５部からなるものである。[0011] To explain the present invention in detail, the paste used here mainly contains varistor particles, glass frit, an organic binder, and a solvent, and the content of varistor particles is, for example, 10 parts to 40 parts by weight. , 2 to 15 parts of glass frit, 5 to 40 parts of organic binder, and 10 to 75 parts of solvent.
【００１２】ガラスフリットの融点は３５０℃〜４００
℃であり、有機バインダーとしてはエチルセルロース、
ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン等を用い、溶
剤としてはエチルカルビトール等のカルビトール系溶剤
、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤を用いると良
い。[0012] The melting point of glass frit is 350°C to 400°C.
℃, and the organic binder is ethyl cellulose,
Polymethyl methacrylate, polyethylene, etc. are used, and the solvent is preferably a carbitol solvent such as ethyl carbitol, or a cellosolve solvent such as butyl cellosolve.
【００１３】またペーストを支持する基材フィルムとし
ては、厚さ１５μｍ〜４０μｍ程度のポリエステル等の
フィルムを用いる。これにドクターブレード等、公知の
塗布法を用いてペーストを１５μｍ〜２５μｍ程度の厚
さに形成し、転写に供する。As the base film for supporting the paste, a film made of polyester or the like having a thickness of about 15 μm to 40 μm is used. A paste is formed on this to a thickness of about 15 μm to 25 μm using a known coating method such as a doctor blade, and used for transfer.
【００１４】このペーストの塗布されたフィルムを、行
電極と画素電極を形成した基板上に密着し、あらかじめ
基板に対して位置合わせをした金属製のプレスを用い、
９０℃〜１３０℃、０．１ｋｇ／ｃｍ２ 〜１ｋｇ／ｃ
ｍ２ 程度の熱圧着を行い、基板上にペーストの転写を
行う。なお、プレスの形状は、製造効率およびバリスタ
素子の位置精度の点から、マトリクス状にバリスタ素子
形状の凸部を複数有するものが好ましく、素材は、加熱
、加圧に耐えうるものであれば特に限定されるものでは
無いが、黄銅等の金属製のものが良い。The film coated with this paste is closely attached to a substrate on which row electrodes and pixel electrodes have been formed, and is then pressed using a metal press that has been aligned with the substrate in advance.
90℃～130℃、0.1kg/cm2～1kg/c
The paste is transferred onto the substrate by thermocompression bonding of about m2. In addition, from the viewpoint of manufacturing efficiency and positional accuracy of the varistor element, the shape of the press should preferably have a plurality of convex parts in the shape of a varistor element in a matrix. Although it is not limited, it is preferable to use metal such as brass.
【００１５】[0015]
【実施例】本発明の実施例に基づいて具体的に説明する
。図１〜３は、本発明の一実施例に係わる製造方法の工
程図である。[Example] The present invention will be explained in detail based on an example. 1 to 3 are process diagrams of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
【００１６】〔実施例１〕まずバリスタ粒子を基材フィ
ルム１７上に塗布するためにペースト化する。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。重量比にして
バリスタ２０部に対し、ガラスフリット５部、エチルセ
ルロース２部、カルビトール２０部を添加し、混合して
ペースト化した。[Example 1] First, varistor particles are made into a paste for coating on the base film 17. The varistor particles used here have ZnO as the main component,
The one used had a diameter of 5 to 10 μm. To 20 parts of the varistor, 5 parts of glass frit, 2 parts of ethyl cellulose, and 20 parts of carbitol were added and mixed to form a paste.
【００１７】これをドクターブレードを用い、厚さ２５
μｍの基材フィルム１７上にバリスタペースト１６が１
８μｍの厚さになるように塗工することにより、フィル
ムを作成した。[0017] Using a doctor blade, cut this to a thickness of 25 mm.
The varistor paste 16 is placed on the μm base film 17.
A film was prepared by coating to a thickness of 8 μm.
【００１８】前記フィルムと、行電極１１と画素電極１
２とが形成された基板１０とを密着した（図１参照）。The film, the row electrode 11 and the pixel electrode 1
2 and the substrate 10 formed thereon were brought into close contact with each other (see FIG. 1).
【００１９】次にバリスタ素子形状の凸部を有する黄銅
製のプレス１８を用い、フィルム裏面より、１２０℃、
０．５ｋｇ／ｃｍ２ で１０秒間熱圧着し（図２参照）
、バリスタペーストを基板上の行電極１１と画素電極１
２間に転移させた。なお、図２は１つのバリスタ素子の
転移を示しているが、液晶表示装置の画素電極の数だけ
同時に行なった。Next, using a brass press 18 having a convex portion in the shape of a varistor element, the film was heated from the back side at 120°C.
Heat and press at 0.5kg/cm2 for 10 seconds (see Figure 2).
, varistor paste is applied to the row electrode 11 and pixel electrode 1 on the substrate.
It was transferred between 2 days. Although FIG. 2 shows the transition of one varistor element, the transition was performed simultaneously for the number of pixel electrodes of the liquid crystal display device.
【００２０】次にフィルムを剥離し、バリスタペースト
が転移された基板を、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、かつ厚みのばらつきの少ない焼結体バリス
タ素子基板を得た（図３参照）。Next, the film was peeled off, and the substrate to which the varistor paste had been transferred was fired at 420° C. for 1 hour. As a result, a sintered varistor element substrate in which each sintered varistor element 13 was formed at the desired position and with little variation in thickness was obtained (see FIG. 3).
【００２１】〔実施例２〕基材フィルムに塗布するバリ
スタペーストを下記の組成に変更した。バリスタ粒子は
実施例１と同様なＺｎＯを主成分とするものであり、そ
の直径が２〜４μｍのものを用いた。重量比にしてバリ
スタ粒子１５部に対し、ガラスフリット５部、ポリメチ
ルメタクリレート４部、カルビトール２５部を添加し、
混合してペースト化した。これをドクターブレードを用
い厚さ２５μｍのポリエステルフィルム上にバリスタペ
ーストが１５μｍの厚さになるように塗工することによ
り、フィルムを作成した。[Example 2] The composition of the varistor paste applied to the base film was changed to the following. The varistor particles were mainly composed of ZnO as in Example 1 and had a diameter of 2 to 4 μm. Adding 5 parts of glass frit, 4 parts of polymethyl methacrylate, and 25 parts of carbitol to 15 parts of barista particles in terms of weight ratio,
Mixed and made into a paste. A film was prepared by applying this to a 25 μm thick polyester film using a doctor blade so that the varistor paste had a thickness of 15 μm.
【００２２】前記フィルムと、行電極と画素電極とが形
成された基板とを密着した。次にバリスタ素子形状の凸
部を有する黄銅製のプレスを用い、フィルム裏面より、
１００℃、０．５ｋｇ／ｃｍ２ で１０秒間熱圧着し、
バリスタペーストを基板上の行電極と画素電極間に転移
させた。The film was brought into close contact with a substrate on which row electrodes and pixel electrodes were formed. Next, using a brass press with a convex part shaped like a varistor element, from the back side of the film,
Heat-compression bonded at 100℃ and 0.5kg/cm2 for 10 seconds,
Varistor paste was transferred between the row electrode and pixel electrode on the substrate.
【００２３】次にフィルムを剥離し、バリスタペースト
が転移された基板を、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、かつ厚みのばらつきの少ない焼結体バリスタ素
子基板を得た。Next, the film was peeled off, and the substrate to which the varistor paste had been transferred was fired at 420° C. for 1 hour. As a result, a sintered varistor element substrate was obtained in which each sintered varistor element was formed at the desired position and the thickness of the sintered varistor element substrate had little variation.
【００２４】[0024]
【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い焼結体バリスタ素
子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。[Effects of the Invention] According to the method for manufacturing a sintered varistor element substrate of the present invention, it is possible to obtain a sintered varistor element in which each sintered varistor element is formed at a desired position and with less variation in thickness. . This makes it easy to obtain a varistor element substrate with high performance and whose performance is constant between elements, and it becomes possible to obtain a large-screen liquid crystal display device that achieves uniform and clear image display.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
【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。FIG. 1 is a cross-sectional view showing, in order of steps, an embodiment of a method for manufacturing a sintered varistor element substrate of the present invention.
【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。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of the method for manufacturing a sintered varistor element substrate of the present invention in the order of steps.
【図３】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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the method for manufacturing a sintered varistor element substrate of the present invention in the order of steps.
【図４】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。FIG. 4 is a plan view showing an example of a general two-terminal element type liquid crystal display device.
【図５】一般的な液晶表示装置の一画素の拡大平面図で
ある。FIG. 5 is an enlarged plan view of one pixel of a general liquid crystal display device.
【図６】バリスタ素子を用いた液晶表示装置の一例を示
す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal display device using a varistor element.
【図７】図６中のバリスタ素子要部の拡大図である。7 is an enlarged view of a main part of the varistor element in FIG. 6. FIG.
【図８】バリスタ粒子の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view of a varistor particle.
【図９】二端子素子型液晶表示装置の等価回路図である
。FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of a two-terminal element type liquid crystal display device.
【図１０】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。FIG. 10 is a graph diagram showing voltage-current characteristics of a sintered varistor element.
１０ 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 １４ 液晶 １５ 列電極 １６ バリスタペースト １７ 基材フィルム １８ プレス １３１ ＺｎＯ単結晶粒子 １３２ 無機質絶縁膜 10 Substrate 11 Row electrode 12 Pixel electrode 13 Sintered varistor element 13a Varistor particles 13b Glass frit 14 Liquid crystal 15 Column electrode 16 Barista paste 17 Base film 18 Press 131 ZnO single crystal particles 132 Inorganic insulation film
Claims (1)
て、ペースト化したバリスタ粒子を片面に塗布したフィ
ルムを、行電極と画素電極とが形成された基板と密着後
、前記フィルムの裏面よりバリスタ素子形状の凸部を有
するプレスを熱圧着することにより、基板の行電極と画
素電極間にバリスタ粒子を転移せしめ、その後、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。1. A method for manufacturing a sintered varistor element substrate, in which a film coated with pasted varistor particles on one side is brought into close contact with a substrate on which row electrodes and pixel electrodes are formed, and then the varistor is removed from the back side of the film. A sintered varistor element is formed by transferring varistor particles between a row electrode and a pixel electrode of a substrate by thermocompression bonding a press having a convex portion in the shape of an element, and then firing it. A method for manufacturing a sintered varistor element substrate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056855A JPH04291326A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Production of varistor element substrate made of sintered body |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3056855A JPH04291326A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Production of varistor element substrate made of sintered body |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291326A true JPH04291326A (en) | 1992-10-15 |
Family
ID=13039030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3056855A Pending JPH04291326A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Production of varistor element substrate made of sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04291326A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007121591A1 (en) * | 2006-04-24 | 2007-11-01 | Abb Research Ltd | Microvaristor-based overvoltage protection |
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1991
- 1991-03-20 JP JP3056855A patent/JPH04291326A/en active Pending
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