JPS62242306A - Voltage nonlinear device - Google Patents
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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
本発明は印加電圧によって抵抗値が変化する電圧非直線
性素子に関するもので、電圧安定化、異常電圧制御、さ
らにはマトリックス駆動の液晶、ＥＬなどの表示デバイ
スのスイッチング素子などに利用されるものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a voltage nonlinear element whose resistance value changes depending on an applied voltage, and is useful for voltage stabilization, abnormal voltage control, and matrix-driven liquid crystal, EL, etc. It is used in switching elements of display devices, etc.
従来の技術
従来の電圧非直線性素子は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）に酸１
ヒビスマス（Ｂｉ２０５） 、 酸化コバルト（Ｃｏ２
０５） 、酸化マンガｙ（ＭｎＯ２） 、酸化アンチモ
ン（Ｓｂ２０ｓ）などの酸化物を添加して、１０００〜
１３６０°Ｃで焼結したＺｎＯバリスタなど、種々のも
のがある。その中で、ＺｎＯバリスタは電圧非直線指数
α、サージ耐量が大きいことがら、最も一般的に庚われ
ている（特公昭４６−１９４７２号公報参照）。Conventional technology A conventional voltage nonlinear element is made by adding acid 1 to zinc oxide (ZnO).
Hibismuth (Bi205), cobalt oxide (Co2)
05) By adding oxides such as manganese oxide (MnO2) and antimony oxide (Sb20s),
There are various types such as ZnO varistors sintered at 1360°C. Among them, the ZnO varistor is the most popular because it has a large voltage nonlinearity index α and surge resistance (see Japanese Patent Publication No. 19472/1983).
発明が解決しようとする問題点
このような従来の電圧非直線性素子は、ＺｎＯバリスタ
を初めとして、素子厚みを薄く（数十μｍ以下）するこ
とに限界があるため、バリスタ電圧（バリスタに電流１
ｍＡを流した時の電圧ＶｊｍＡで表される）を低くす
ることに限界があり、低電圧用ＩＣの保護素子や低い電
圧における電圧安定化素子として使えないものであった
。また、上述したように焼成する際に１０００°Ｃ以上
の高温プロセスを必要とするため、ガラス基板上あるい
は回路基板上に電圧非直線性素子を直接形成できないと
いう問題があった。さらに、従来のものけ並列静電容量
が大きく、例えば液晶などのスイッチング素子としては
不適当なものであるなどの問題点を有していた。Problems to be Solved by the Invention In such conventional voltage nonlinear elements, such as ZnO varistors, there is a limit to reducing the element thickness (several tens of micrometers or less). 1
There is a limit to lowering the voltage (expressed as VjmA when mA is applied), and it cannot be used as a protection element for low voltage ICs or as a voltage stabilizing element at low voltages. Further, as mentioned above, since a high temperature process of 1000° C. or more is required during firing, there is a problem that a voltage nonlinear element cannot be directly formed on a glass substrate or a circuit board. Further, the conventional monolithic parallel capacitance is large, making it unsuitable for use as a switching element for, for example, a liquid crystal.
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するために本発明は、Ｍｎ０２を主成
分とする簿い絶縁被膜を有した微粉末状の半導体物質が
複数個集まった状態を一つの粉末とする粉末状の半導体
物質が、一方の電極を設けてなる絶縁基板上に、その一
方の電極側となる下層側を絶縁性の結合剤、上層側を導
電性ペーストよりなる他方の電極でもってそれぞれ固め
て設けられたことを特徴とするものである。Means for Solving the Problem In order to solve this problem, the present invention combines a plurality of finely powdered semiconductor materials having an insulating film mainly composed of Mn02 into one powder. A powdered semiconductor substance is placed on an insulating substrate provided with one electrode, the lower layer side of which is one electrode side is an insulating binder, and the upper layer side is an insulating bonding agent and the other electrode is made of a conductive paste. It is characterized by being firmly installed.
作用
この構成によれば、低電流域においても電圧非直線指数
αの大きなものが得られ、かつ絶縁性の結合剤の量によ
ってバリスタ電圧を制御することもできることとなるた
め、電極間！ｌ′ｉ離を狭く（数十μｍ以下）して素子
を形成することができ、低電圧化に適した素子がきわめ
て容易に得られることとなる。また、塗布したペイント
を低い湿度で硬化させて作ることができるため、回路基
板上に素子を直接形成することができ、ＺｎＯバリスタ
などでは考えられない幅広い用途が期待できるものであ
る。さらに、得られた素子は粉末状の半導体物質を固め
だものであるため、それぞれの半導体物質の粉末間は点
接触となり、接触面積が基本的に小さいことから並列静
電容量の小さなものが得られ、液晶などのデバイスのス
イッチング素子として最適な素子が提供できることとな
る。Effect: According to this configuration, a large voltage non-linearity index α can be obtained even in a low current range, and the varistor voltage can also be controlled by the amount of insulating binder. An element can be formed with a narrow l'i separation (several tens of micrometers or less), and an element suitable for lowering the voltage can be obtained very easily. In addition, since it can be made by curing the applied paint at low humidity, it is possible to form elements directly on circuit boards, and it is expected to have a wide range of applications that cannot be imagined with ZnO varistors and the like. Furthermore, since the obtained device is made by solidifying powdery semiconductor material, there is point contact between the powders of each semiconductor material, and the contact area is basically small, so it is possible to obtain a device with a small parallel capacitance. This makes it possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals.
実施例 以下、本発明を実施例にもとづいて詳細に説明する。Example Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.
第１図は本発明素子を得るための製造工程の一例を示し
ている。捷ず、粒子径が０．０６〜１μｍの微粒子状の
酸化亜鉛を７００〜１３００°Ｃで焼成した後、その焼
結されだＺｎＯを０．６〜６０μｍの粒子径（平均粒子
径１〜１０μｍ）に粉砕し、そのＺｎＯ微粉末に酸化マ
ンガンを０．０６〜１０Ｉ１１０１％添加し、６００〜
１３６０′Ｃで１０〜６０分間、熱処理し、そのＺｎＯ
微粉末表面に酸化マンガンの絶縁被膜を形成した。この
時、微粉末状のＺｎＯの表面にはＭｎＯ２絶縁被膜がほ
ぼ数十〜数再入の厚さで薄く形成されていることが認め
られた。次いで、このようにして作成したＭｎＯ２絶縁
被膜が表面についたＺｎＯ微粉末は弱い力で互いに接着
しているので、これを乳鉢あるいはポットミルでほぐし
、上記ＺｎＯ微粉末がそれぞれ複数個集まった微粉末群
の状態とした（以下、この状態のものを粉末状という）
。この時、一部に上記ＺｎＯ微粉末が単独で存在しても
差支えないものであり、このようなＺｎＯ微粉末を一部
に含んでの状態のものも粉末状という。次に、上記のよ
うにして得られたＭｎＯ２絶縁被膜が表面に形成された
粉末状のＺｎＯに、粉末間の結合を図る絶縁性の結合剤
として低融点ガラス粉末と有機バインダーを添加し、混
合した。ここで、結合剤として低融点ガラス粉未発が粉
末状のＺｎＯに対して５〜２０ ｗｔ％ となるように
したものとし、それを有機ノ（イングーと例えば等重量
で混合し、ペイント状とした。ここで、有機バインダー
としてはエチルセルロースを朗用し、その固形分が溶剤
（たとえばターピネオール）に対して１０ｗｔ％となる
ように薄めだものとした。FIG. 1 shows an example of the manufacturing process for obtaining the device of the present invention. After firing fine particulate zinc oxide with a particle size of 0.06 to 1 μm at 700 to 1300°C without crushing, the sintered ZnO is heated to a particle size of 0.6 to 60 μm (average particle size of 1 to 10 μm). ), 0.06~10I1101% of manganese oxide was added to the ZnO fine powder, and 600~
After heat treatment at 1360'C for 10-60 minutes, the ZnO
An insulating film of manganese oxide was formed on the surface of the fine powder. At this time, it was observed that a thin MnO2 insulating film was formed on the surface of the fine powder ZnO with a thickness of approximately several tens to several reentrants. Next, since the ZnO fine powders with the MnO2 insulating coating formed on their surfaces adhere to each other with weak force, they are loosened in a mortar or pot mill to form a fine powder group containing a plurality of each of the above ZnO fine powders. (Hereinafter, this state will be referred to as powder)
. At this time, there is no problem even if the ZnO fine powder is present alone in a part, and a state containing such ZnO fine powder in a part is also referred to as powder. Next, low melting point glass powder and an organic binder were added as an insulating binder to bond the powders to the powdered ZnO with the MnO2 insulating film formed on the surface obtained as above, and the mixture was mixed. did. Here, as a binder, unexploited low melting point glass powder is used in an amount of 5 to 20 wt% based on the powdered ZnO, and this is mixed with an organic material (e.g., equal weight) to form a paint-like powder. Here, ethyl cellulose was used as the organic binder, and its solid content was diluted to 10 wt% with respect to the solvent (eg, terpineol).
次いで、上記のようにして得られたペイントを第２図に
示すようにＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）電極１の
設けられたガラス基板２上に例えばスクリーン印刷で塗
布し、３００〜６６０°Ｃで１０〜３０分間、大気中で
熱処理した。次に、もう一方の電極３をカーボンペース
トをスクリーン印刷することにより形成し、本発明の素
子を得た。Next, the paint obtained as described above is applied, for example, by screen printing, onto a glass substrate 2 provided with an ITO (indium tin oxide) electrode 1 as shown in FIG. 2, and heated at 300 to 660°C. Heat treatment was performed in the air for 10 to 30 minutes. Next, the other electrode 3 was formed by screen printing carbon paste to obtain an element of the present invention.
第２図は、電圧非直線性素子４の拡大断面図であり、６
はｚｎｏ粉禾、６はＺｎＯ粉末６の表面に施されたＭｎ
Ｏ２絶縁被膜、７は上記ＩＴＯ電極１側となる下層側の
ＺｎＯ粉末５間を機械的に結合している絶縁性結合剤の
低融点ガラスであり、この結合剤としての低融点ガラス
７でもって下層側の粉末５０間は互いに固められている
。また、上層側のＺｎＯ粉末６の間は上記カーボンペー
ストよりなる電極３で互いに固められている。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the voltage nonlinear element 4, and 6
6 is Mn applied to the surface of ZnO powder 6.
The O2 insulating coating 7 is a low-melting glass as an insulating binder that mechanically connects the ZnO powder 5 on the lower layer side, which is the side of the ITO electrode 1, and the low-melting glass 7 as the binder The powders 50 on the lower layer side are solidified together. Furthermore, the ZnO powders 6 on the upper layer side are solidified together by electrodes 3 made of the carbon paste described above.
次に、上記のようにして作成された電圧非直線性素子の
電圧−電流特性について説明する。１ず、第３図は第２
図の構成における電圧−電流特性を従来のＺｎＯバリス
タのそれと比較して示している。Next, the voltage-current characteristics of the voltage nonlinear element created as described above will be explained. 1. Figure 3 is Figure 2.
The voltage-current characteristics of the configuration shown in the figure are compared with those of a conventional ZnO varistor.
本発明の素子は、捷ず酸１ヒ亜鉛を７００°Ｃで焼成し
、これにＭｎＯ２を０．５ ｍｏ１％添加したものを９
００°Ｃ，６０分間熱処理した後、この平均粒子径６〜
１０μｍのＺｎＯ粉末と奥野製薬■製の低融点ガラス微
粉末（ＺｎＯ粉末に対して２０ｗｔ％）に上記有機バイ
ンダーを等重量で混合したものにおいて、素子面積を１
ｍｒｄ 、電極間距離を３０μｍとした場合における
特性を示している。さて、電圧非直線性素子の電圧−電
流特性は、よく知られているように近似的に次式で示さ
れている。The device of the present invention is made by baking unbranched zinc arsenate at 700°C and adding 0.5 mo1% of MnO2 to it.
After heat treatment at 00°C for 60 minutes, this average particle size is 6~
In a mixture of 10 μm ZnO powder, low melting point glass fine powder manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. (20 wt% to ZnO powder), and the above organic binder in equal weight, the device area was
mrd shows the characteristics when the distance between the electrodes is 30 μm. Now, as is well known, the voltage-current characteristics of a voltage nonlinear element are approximately expressed by the following equation.
Ｉ＝ＫＶα
ここで、工は素子に流れる電流、■は素子の電極間の電
圧、Ｋは固有抵抗の抵抗値に相当する定数、αは上述し
た電圧非直線特性の指数を示しており、この電圧非直線
指数αは大きい程、電圧非直線性が優れていることにな
る。I=KVα Here, E is the current flowing through the element, ■ is the voltage between the electrodes of the element, K is a constant corresponding to the resistance value of the specific resistance, and α is the exponent of the voltage nonlinear characteristic mentioned above. The larger the voltage nonlinearity index α is, the better the voltage nonlinearity is.
−第３図の特性に示されるように、特性Ｂで示される従
来のＺｎＯバリスタは低電流域において電圧非直線指数
αが小さく、１０ Ａ以下の電流では良好な電圧非直
線性素子としての機能を発揮し得ない。一方、特性Ａで
示される本発明の素子では低電流域においても電圧非直
線指数αが大きく、１０１ＯＡ程度の電流域でも十分に
電圧非直線性素子としての機能を発揮することができる
ことを示している。また、通常、ＺｎＯバリスタにおい
てはバリスタ特性を表わすのに、例えば素子に１ｍＡの
電流を流した時の電極間に現れる電圧をノ（リスタ電圧
Ｖ＋ｍＡと呼び、このバリスタ電圧Ｖｉｍ人と上記電圧
非直線指数αとを（吏用している。本発明の素子では、
上述したように、低電流域においても電圧非直線指数α
が大きく、バリスタ電圧を第３図に示すように例えばＶ
ｌｔＩＡで表わすことができる。- As shown in the characteristics in Figure 3, the conventional ZnO varistor shown by characteristic B has a small voltage nonlinearity index α in the low current range, and functions as a good voltage nonlinearity element at currents below 10 A. cannot demonstrate. On the other hand, in the device of the present invention shown by characteristic A, the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range, indicating that it can sufficiently function as a voltage nonlinear device even in the current range of about 101OA. There is. In addition, normally, in order to express the varistor characteristics of a ZnO varistor, for example, the voltage that appears between the electrodes when a current of 1 mA is passed through the element is called the varistor voltage V + mA, and this varistor voltage Vim and the above voltage nonlinear The index α is used. In the device of the present invention,
As mentioned above, even in the low current range, the voltage nonlinearity index α
is large, and the varistor voltage is, for example, V as shown in Figure 3.
It can be expressed as ltIA.
このように本発明において、バリスタ電圧を低いものと
することができるのは、まず電圧非直線性素子４の素子
厚を薄くさせることができることと、さらにまた第２図
に示すように結合剤とじての低融点ガラス７でもって下
層側の電圧非直線性素子４が固められると共に上層側の
電圧非直線性素子４がカーボン電極３で固められること
から、実質的にも電極間距′ｎｌ＋を狭くして素子を形
成することができるためである。この時、低融点ガラス
７の量が少ない場合、カーボン電極３が上層側の電圧非
直線性素子４内に浸透する度合が大きくなりより実質的
に電極間距肉１１を狭くして素子を形成することができ
るため、バリスタ電圧を一層低くすることができるもの
である。また、本発明素子において低電流域でも電圧非
直線指数αが大きい理由は、現在のところ理由は明確と
はなっていないが、粉末状の半導体物質（ＺｎＯ）を絶
縁性結合剤の低融点ガラスでもって固めたものであるた
め、それぞれの半導体物質の間は点接触となり、接触面
積が小さいこと、寸だ結合剤が絶縁性のため、漏れ電流
が小さくなっていることによるものと考えられる。In this way, in the present invention, the varistor voltage can be made low because firstly, the thickness of the voltage nonlinear element 4 can be made thin, and furthermore, as shown in FIG. Since the voltage non-linear element 4 on the lower layer side is hardened with the low melting point glass 7, and the voltage non-linear element 4 on the upper layer side is hardened with the carbon electrode 3, the inter-electrode distance 'nl+ can also be substantially narrowed. This is because the element can be formed by At this time, if the amount of the low melting point glass 7 is small, the degree to which the carbon electrode 3 penetrates into the voltage nonlinear element 4 on the upper layer side increases, and the element is formed by narrowing the inter-electrode distance 11 more substantially. Therefore, the varistor voltage can be further lowered. Furthermore, although the reason why the voltage nonlinearity index α is large even in the low current range in the device of the present invention is not clear at present, This is thought to be due to the fact that since the semiconductor materials are solidified, there is point contact between the respective semiconductor materials, and the contact area is small, and because the bonding agent is insulating, the leakage current is small.
ここで、第３図の特性は」二連したように電極間距離を
３０μｍとした素子についてのものであるが、これはＺ
ｎＯ粉末の平均粒子径が６〜１０μｍという比較的大き
な粒子径のためにこれ以上狭くすることができないから
である。すなわち、ＺｎＯ粉末の平均粒子径が０．３〜
３μｍのものを使えば、電極間距離が１０μｍ程度もし
くはそれ以下の素子を作ることができるのであり、その
場合においても第３図に示すような良好な特性が得られ
ることを本発明者らは実験によシ確認した。Here, the characteristics shown in Fig. 3 are for an element with a distance between two electrodes of 30 μm, but this is due to Z
This is because the average particle size of the nO powder is relatively large, 6 to 10 μm, and cannot be made any narrower. That is, the average particle diameter of the ZnO powder is 0.3~
The inventors have found that if a 3 μm material is used, it is possible to create an element with an interelectrode distance of about 10 μm or less, and even in that case, good characteristics as shown in Figure 3 can be obtained. This was confirmed through experiment.
第４図は本発明において、酸化マンガンの添加量を変え
た場合のバリスタ電圧７１１１人、電圧非直線指数αお
よび並列静電容量Ｃの変化する様子を示している。ここ
で、酸化亜鉛の焼成温度など、その他の条件は第３図の
場合の条件と同一とした。FIG. 4 shows how the varistor voltage 7111, the voltage nonlinearity index α, and the parallel capacitance C change when the amount of manganese oxide added is changed in the present invention. Here, other conditions such as the firing temperature of zinc oxide were the same as those in the case of FIG. 3.
第４図に示されるように、本発明素子においては並列静
電容量が従来のＺｎＯバリスタが１０００〜２０００ｏ
ＰＦであるのに対して非常に小さいものとなっている。As shown in FIG. 4, in the device of the present invention, the parallel capacitance is 1000 to 2000° compared to the conventional ZnO varistor.
Although it is a PF, it is very small.
この並列静電容量Ｃが本発明素子において小さい理由は
、上述したように半導体物質間の接触面積が小さいこと
によるものである。The reason why this parallel capacitance C is small in the device of the present invention is that the contact area between the semiconductor materials is small, as described above.
１だ、下記に示す第１表は本発明において酸化マンガン
の添加量と熱処理湿度を変えた場合のノ（リスク電圧ｖ
１ ｐ Ａ ｓ電圧非直線指数αおよび並列静電容量Ｃ
の変化する様子を示した表である。1, Table 1 shown below shows the difference (risk voltage v) when the amount of manganese oxide added and the heat treatment humidity are changed in the present invention.
1 p A s voltage nonlinearity index α and parallel capacitance C
This is a table showing the changes in .
（以下糸 白）
上記第１表および第４図より明らかなように、各特性値
は酸化マンガンの添加量と熱処理温度に依存しているこ
とがわかる。ここで、酸化マンガンの添加量は０．０６
〜３ｍ０１％で特に良好特性を示した。また、熱処理温
度は酸化マンガンの添加量にもよるが６００〜１３６０
°Ｃの範囲で良好な特性を示した。この熱処理湿度が上
記温度範囲以外、例えば６００°Ｃ未満では十分な絶縁
被膜の形成が困難であることや１３６０°Ｃを超えた温
度では電圧非直線指数αが必要とする値以下になるなど
の原因で良好な特性が得られないのである。(Hereinafter referred to as white yarn) As is clear from Table 1 and FIG. 4 above, each characteristic value is dependent on the amount of manganese oxide added and the heat treatment temperature. Here, the amount of manganese oxide added is 0.06
Particularly good characteristics were shown at ~3m01%. In addition, the heat treatment temperature is 600 to 1360, depending on the amount of manganese oxide added.
It showed good properties in the °C range. If the heat treatment humidity is outside the above temperature range, for example below 600°C, it may be difficult to form a sufficient insulating film, and if the temperature exceeds 1360°C, the voltage non-linearity index α will be below the required value. This is the reason why good characteristics cannot be obtained.
なお、上記の実施例においては、半導体物質としては、
ＺｎＯを例にとり説明したが、それ以外の半導体物質で
あっても差支えないことはもちろんである。また、同様
に絶縁被膜を構成する材料としては、ＭｎＯ２単独に限
られることはな（、ＭｎＯ２を主成分としてＡｌ 、
Ｔｉ 、 Ｓｒ 、 Ｍｇ 、 Ｎｉ 。In addition, in the above embodiment, the semiconductor material is
Although ZnO has been described as an example, it goes without saying that other semiconductor materials may be used. Similarly, the material constituting the insulating film is not limited to MnO2 alone (Al, with MnO2 as the main component,
Ti, Sr, Mg, Ni.
Ｏｒ 、 ３ｉ などの金属酸化物またはこれら金属
の有機金属酸化物を単独または組合せて使用することが
できるものである。Metal oxides such as Or and 3i or organometallic oxides of these metals can be used alone or in combination.
さらに、粉末状の半導体物質を固める結合剤としては、
ガラス粉末と有機バインダーとを組合せた影身外に絶縁
性の有機接着剤でもよく、熱硬化樹脂、たとえはポリイ
ミド樹脂、フェノール樹脂。Furthermore, as a binder for solidifying powdered semiconductor materials,
An insulating organic adhesive consisting of a combination of glass powder and an organic binder may also be used, or a thermosetting resin, such as a polyimide resin or a phenolic resin.
フラン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、
ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂などでも良いものである
。Furan resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, diallyl phthalate resin, epoxy resin,
Polyurethane resin, silicone resin, etc. may also be used.
さらにまた、」二記実施例では結合剤としてガラス粉末
単独を用いた場合について示したが、ガラス粉末を上記
の絶縁性有機接着剤と併用する形で用いても良いもので
あり、たとえばガラス粉末でＺｎＯ粉末を結合させた後
、素子の上部から上記有機接着剤を印刷し、素子内に充
填するなどによっても素子形成ができるものである。Furthermore, in Example 2, the case where glass powder alone was used as the binder was shown, but glass powder may also be used in combination with the above-mentioned insulating organic adhesive; for example, glass powder The device can also be formed by bonding the ZnO powder, then printing the organic adhesive from above the device and filling it into the device.
また、上記の実施例では素子および電極の形成をスクリ
ーン印刷法により行ったが、それ以外の塗布法、例えば
スプレー、浸漬などの方法で行ってもよいものである。Furthermore, although the elements and electrodes were formed by screen printing in the above embodiments, other coating methods such as spraying, dipping, etc. may also be used.
さらにまた、上記実施例による製造工程では、まず最初
に無機質半導体である微粒子状のＺｎＯを熱処理、粉砕
し、粉末とした後に、絶縁性の無機質化合物であるＭｎ
Ｏ２を添加し、その後熱処理を行ったが、これは無機質
半導体の粉末に直接無機質化合物を添加するようにし、
上記無機質半導体微粒子の焼成、粉砕という処理工程を
省略しても差支えないものである。Furthermore, in the manufacturing process according to the above embodiment, first, fine particulate ZnO, which is an inorganic semiconductor, is heat-treated and pulverized to powder, and then Mn, which is an insulating inorganic compound, is
O2 was added and then heat treatment was performed, but this was done so that the inorganic compound was added directly to the inorganic semiconductor powder.
There is no problem even if the processing steps of firing and pulverizing the inorganic semiconductor fine particles are omitted.
発明の効果
以上の説明より明らかなように本発明による電圧非直線
性素子は、低電流域における電圧非直線指数αが大きく
、また並列静電容量の小さな素子が得られることから、
消費電流の小さい液晶、ＥＬなどのデバイスのスイッチ
ング素子として最適な素子を提供できるものである。ま
た、電極間距離を狭くして素子を形成することができる
ため、バリスタ電圧の低いものが得られ、しかも絶縁性
有機接着剤量またはガラス粉末量によってバリスタ電圧
を制御することもでき、上記電圧非直線指数αが大きい
ことと相まって従来のＺｎＯバリスタでは対応すること
のできなかった低電圧用ＩＣの保護素子や低い電圧にお
ける電圧安定化素子として使用することができる。さら
に、塗布したペイントを低い温度で硬化させて簡単にし
て作ることができるため、回路基板上やガラス基板上に
素子を直接形成することができるものである。このよう
に種々の特徴を有する本発明の電圧非直線性素子は、今
までのＺｎＯバリスタなどでは考えられない幅広い用途
が期待できるものであり、その産業性は大なるものであ
る。Effects of the Invention As is clear from the above explanation, the voltage nonlinear element according to the present invention has a large voltage nonlinearity index α in the low current region, and an element with small parallel capacitance can be obtained.
This makes it possible to provide an element that is optimal as a switching element for devices such as liquid crystals and EL devices with low current consumption. In addition, since the device can be formed by narrowing the distance between the electrodes, a device with a low varistor voltage can be obtained, and the varistor voltage can also be controlled by the amount of insulating organic adhesive or the amount of glass powder. Coupled with the large nonlinearity index α, it can be used as a protection element for low-voltage ICs or as a voltage stabilization element at low voltages, which conventional ZnO varistors could not handle. Furthermore, since the applied paint can be cured at low temperatures and easily manufactured, elements can be directly formed on circuit boards or glass substrates. The voltage nonlinear element of the present invention having such various characteristics can be expected to have a wide range of applications unimaginable for conventional ZnO varistors, and has great industrial potential.
第１図の本発明方法による電圧非直線性素子の製造工程
の一例を示す図、第２図は本発明による電圧非直線性素
子の一実施例を示す拡大断面図、第３図は本発明による
素子と従来のＺｎＯバリスタの電圧−電流特性を示す図
、第４図は本発明による素子においてＭｎＯ２の添加量
を変えた場合の電圧非直線指数α、バリスタ電圧ｖ１１
ｉ人および並列静電容量Ｃの変化する様子を示す図であ
る。
１・・・・・・ＩＴＯ電極、２・・・・・・ガラス基板
、３・・・・カーボン電極、４・・・・・・電圧非直線
性素子、５・・・・・・ＺｎＯ粉末、６・・・・・・Ｍ
ｎ０２絶縁被膜、７・・・・・・低融点ガラス（結合剤
）。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第３
図
一力側臥Ｖ）FIG. 1 is a diagram showing an example of the manufacturing process of a voltage non-linear element according to the method of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an embodiment of the voltage non-linear element according to the present invention, and FIG. Figure 4 shows the voltage nonlinearity index α and varistor voltage v11 when the amount of MnO2 added is changed in the element according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing how the i person and the parallel capacitance C change. 1...ITO electrode, 2...Glass substrate, 3...Carbon electrode, 4...Voltage nonlinear element, 5...ZnO powder , 6...M
n02 insulation coating, 7...low melting point glass (binder). Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 3
Figure Ichiriki side lying V)
Claims (1)
末状の半導体物質が複数個集まった状態を一つの粉末と
する粉末状の半導体物質が、一方の電極を設けてなる絶
縁基板上に、その一方の電極側となる下層側を絶縁性の
結合剤、上層側を導電性ペーストよりなる他方の電極で
もってそれぞれ固めて設けられたことを特徴とする電圧
非直線性素子。A powdered semiconductor material, which is made up of a plurality of finely powdered semiconductor materials each having a thin insulating film mainly composed of MnO_2, is placed on an insulating substrate provided with one electrode. 1. A voltage nonlinear element characterized in that a lower layer side, which is one electrode side, is hardened with an insulating binder, and an upper layer side is hardened with the other electrode made of a conductive paste.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085306A JPS62242306A (en) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | Voltage nonlinear device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085306A JPS62242306A (en) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | Voltage nonlinear device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62242306A true JPS62242306A (en) | 1987-10-22 |
Family
ID=13854911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61085306A Pending JPS62242306A (en) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | Voltage nonlinear device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62242306A (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5131927A (en) * | 1974-09-12 | 1976-03-18 | Fuji Thomson Co Ltd | NETSUODOSHIKI BUNKIRYUROKAIHEIBEN |
| JPS5945397U (en) * | 1982-09-18 | 1984-03-26 | 株式会社ナブコ | Distribution valve of central lubrication system |
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| JPS6155666U (en) * | 1984-09-18 | 1986-04-14 |
-
1986
- 1986-04-14 JP JP61085306A patent/JPS62242306A/en active Pending
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