JP2001250691A - Inorganic el element - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inorganic EL element having a structure which enables further improvement in high luminosity, among an inorganic EL element using a thick-film insulation layer. SOLUTION: In the inorganic EL element of double insulation-layer type which has a luminescence layer between a first insulation layer and a second insulation layer, the composition of the inorganic EL element is characterized by the fact that the dielectric constant of the insulation layer of the above first is 500 or more, and the relation between the capacity C1 of the capacitor of the first insulated layer and the capacitance C 2 of the capacitor of the second insulation layer is 1.5>C1/C2>0.5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、二重絶縁層型の無
機ＥＬ素子に関するものであり、第一の絶縁層に厚膜誘
電体を用い、第二の絶縁層を改良することにより、高輝
度でかつが安定した発光素子として機能することが可能
な無機ＥＬ素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double insulating layer type inorganic EL device, and uses a thick insulating film for the first insulating layer and improves the second insulating layer to improve the performance. The present invention relates to an inorganic EL element which can function as a light emitting element with high luminance and stability.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、小型または、大型軽量のフラット
ディスプレイとして、薄膜ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。黄橙色発光のマンガン添加硫化亜鉛からなる蛍光
体薄膜を用いたモノクロ薄膜ＥＬディスプレイは図７に
示すような薄膜の絶縁層２ａ，４を用いた２重絶縁型構
造で既に実用化されている。図７において、基板１上に
は所定パターンの下部電極５が形成されていて、この下
部電極５上に第１の絶縁層２ａが形成されている。ま
た、この第１の絶縁層２ａ上には、発光層３、第２の絶
縁層４が順次形成されるとともに、第２の絶縁層４上に
前記下部電極５とマトリクス回路を構成するように上部
電極６が所定パターンで形成されている。2. Description of the Related Art In recent years, thin-film EL devices have been actively studied as small, large, and lightweight flat displays. A monochrome thin-film EL display using a phosphor thin film made of manganese-doped zinc sulfide that emits yellow-orange light has already been put to practical use in a double insulation structure using thin-film insulating layers 2a and 4 as shown in FIG. In FIG. 7, a lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a first insulating layer 2a is formed on the lower electrode 5. A light emitting layer 3 and a second insulating layer 4 are sequentially formed on the first insulating layer 2a, and a matrix circuit with the lower electrode 5 is formed on the second insulating layer 4. Upper electrode 6 is formed in a predetermined pattern.

【０００３】さらに、ディスプレイとしてパソコン用、
ＴＶ用、その他表示用に対応するためにはカラー化が必
要不可欠である。硫化物蛍光体薄膜を用いた薄膜ＥＬデ
ィスプレイは、信頼性、耐環境性に優れているが、現在
のところ、赤色、緑色、青色の３原色に発光するＥＬ用
蛍光体の特性が十分でないため、カラー用には不適当と
されている。青色発光蛍光体は、母体材料としてＳｒ
Ｓ、発光中心としてＣｅを用いたＳｒＳ：ＣｅやＺｎ
Ｓ：Ｔｍ、赤色発光蛍光体としてはＺｎＳ：Ｓｍ、Ｃａ
Ｓ：Ｅｕ、緑色発光蛍光体としてはＺｎＳ：Ｔｂ、Ｃａ
Ｓ：Ｃｅなどが候補であり研究が続けられている。[0003] Furthermore, as a display for personal computers,
Colorization is indispensable for TVs and other displays. The thin-film EL display using the sulfide phosphor thin film is excellent in reliability and environmental resistance. However, at present, the characteristics of the EL phosphor emitting in the three primary colors of red, green and blue are not sufficient. Are unsuitable for color applications. The blue light emitting phosphor is Sr as a base material.
S, SrS using Ce as an emission center: Ce or Zn
S: Tm, ZnS: Sm, Ca
S: Eu, green light emitting phosphors: ZnS: Tb, Ca
S: Ce is a candidate and research is ongoing.

【０００４】これらの赤色、緑色、青色の３原色に発光
する蛍光体薄膜は発光輝度、効率、色純度に問題があ
り、現在、カラーＥＬパネルの実用化には至っていな
い。[0004] These phosphor thin films which emit light in the three primary colors of red, green and blue have problems in light emission luminance, efficiency and color purity, and color EL panels have not been put to practical use at present.

【０００５】これらの課題を解決するための、高純度、
高品質の硫化物蛍光体薄膜の製造方法の1つとして、形
成しようとする組成の硫化物蛍光体を６００℃以上の高
い温度で形成する方法や６００℃以上の高い温度でアニ
ールする方法がある。[0005] In order to solve these problems, high purity,
As a method of manufacturing a high-quality sulfide phosphor thin film, there is a method of forming a sulfide phosphor having a composition to be formed at a high temperature of 600 ° C. or more and a method of annealing at a high temperature of 600 ° C. or more. .

【０００６】しかしこのような方法で硫化物蛍光体薄膜
を製造した場合、基板としては高温に耐える基板である
必要がある。したがって、液晶ディスプレー、ＰＤＰな
どで用いられている青板ガラスを用いることができな
い。そこで、基板として石英を用いて青色の発光素子が
研究されている。しかし、石英基板は高価でありディス
プレーなど大面積で用いる用途には適さない。However, when a sulfide phosphor thin film is manufactured by such a method, the substrate must be a substrate that can withstand high temperatures. Therefore, blue plate glass used in liquid crystal displays and PDPs cannot be used. Therefore, blue light-emitting elements using quartz as a substrate have been studied. However, the quartz substrate is expensive and is not suitable for use in a large area such as a display.

【０００７】また、特開平７−５０１９７号公報には、
セラミックス基板を用いることが記されている。さらに
絶縁層に厚膜を用いると通常の薄膜２重絶縁構造より格
段に安定性が増し、高輝度化、低電圧化が図れることが
記されている。厚膜絶縁層を用いて、無機ＥＬを発光さ
せるためには、誘電率の大きな材料を用いる必要があ
る。厚膜では１０μm から５０μm 程度と薄膜の絶縁膜
より１００倍から５０００倍の膜厚で用いるため、誘電
率の高い厚膜材料を用いる必要がある。ＥＬ素子は通常
２００Ｖ程度の交流駆動を行い発光を得ている。薄膜絶
縁層に比べ厚膜絶縁層は、膜厚が厚いため、高電圧での
絶縁耐圧が非常に高いことが、最大のメリットである。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-50197 discloses that
It is described that a ceramic substrate is used. Further, it is described that when a thick film is used for the insulating layer, the stability is remarkably increased as compared with a normal thin film double insulating structure, and higher luminance and lower voltage can be achieved. In order to emit inorganic EL using a thick insulating layer, it is necessary to use a material having a large dielectric constant. Since a thick film is used in a thickness of about 10 μm to 50 μm, which is 100 to 5000 times the thickness of a thin insulating film, it is necessary to use a thick film material having a high dielectric constant. The EL element normally emits light by performing AC driving of about 200 V. Since the thickness of the thick insulating layer is larger than that of the thin insulating layer, the greatest advantage is that the withstand voltage at a high voltage is very high.

【０００８】厚膜誘電体を用いた無機ＥＬ構造を図８お
よび図９に示す。図８は、特公平７−４４０７２号公報
で述べれれている構造で、基板１上に、下部電極５と、
厚膜絶縁層（第１の絶縁層）２と、発光層３と、薄膜絶
縁層（第２の絶縁層）４と、上部電極６とが順次形成さ
れた構造を有する。ここで、第一の絶縁層として、Ｐｂ
系複合ペロブスカイト材料を４０μｍ形成し、第二の絶
縁層としては、窒化シリコンと酸化タンタルの混合絶縁
層（ＴａＡｌＯ）を３０００Ａ形成して用いる。FIGS. 8 and 9 show an inorganic EL structure using a thick film dielectric. FIG. 8 shows a structure described in Japanese Patent Publication No. 7-44072, in which a lower electrode 5
It has a structure in which a thick insulating layer (first insulating layer) 2, a light emitting layer 3, a thin insulating layer (second insulating layer) 4, and an upper electrode 6 are sequentially formed. Here, Pb is used as the first insulating layer.
A system composite perovskite material is formed to have a thickness of 40 μm, and as a second insulating layer, a mixed insulating layer (TaAlO) of silicon nitride and tantalum oxide is formed and used at 3000 A.

【０００９】図９は、特開平７−５０１９７号公報で述
べれれている構造で、第二の絶縁層は用いずにＥＬ発光
を得るタイプである。厚膜を用いない二重絶縁層型薄膜
ＥＬすなわち、第一、第二ともに薄膜の絶縁体を用いた
ＥＬに比べ、図９のタイプは、第二の絶縁層を用いてい
ないのにかかわらず、薄膜タイプより高輝度に発光し、
かつ発光中の絶縁破壊にも強く安定したＥＬ素子が得ら
れる。この構造では、図８の構造とほぼ同等な発光特性
が得られる。FIG. 9 shows a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-50197, in which EL light emission is obtained without using a second insulating layer. Compared to the double insulating layer type thin film EL that does not use a thick film, that is, the EL in which the first and second thin film insulators are used, the type of FIG. , Emits light with higher brightness than the thin film type,
In addition, an EL element that is strong and stable against dielectric breakdown during light emission can be obtained. In this structure, light emission characteristics substantially equivalent to the structure in FIG. 8 can be obtained.

【００１０】図８および図９の構造のいずれを用いて
も、厚膜絶縁層を用いたＥＬ素子では、厚膜絶縁層を設
けない図７の薄膜タイプより高輝度に発光し、かつ発光
中の絶縁破壊にも強く安定したＥＬ素子が得られる。こ
の構造において、絶縁破壊に優れる理由は、厚膜絶縁層
は膜厚が厚いため、絶縁破壊に強いことが容易に類推で
きる。しかしながら、発光輝度については、なぜ高輝度
化が図れるかは不明であり、現在も各研究者により活発
な議論がなされている。In any of the structures shown in FIGS. 8 and 9, the EL element using the thick-film insulating layer emits light with higher luminance than the thin-film type shown in FIG. Thus, an EL element which is strong and stable against dielectric breakdown can be obtained. In this structure, the reason why the dielectric breakdown is excellent is that it can be easily inferred that the thick film insulating layer has a large thickness, and thus is strong against the dielectric breakdown. However, it is unclear why the luminance can be increased with respect to the emission luminance, and there is still active discussion by each researcher.

【００１１】このような厚膜を用いたＥＬ素子では、Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ発光層を用いて、３０００cd／m² （１kHz）
のものが容易に得られるが、青色材であるＳｒＳ：Ｃｅ
発光層では、厚膜構造を用いても、３００cd／m² 程度
のものしか得られず、フルカラーパネル用途には、さら
に高輝度化が望まれる。In an EL element using such a thick film, Z
3000 cd / m ² (1 kHz) using nS: Mn light emitting layer
Is easily obtained, but the blue material SrS: Ce
In the light emitting layer, even if a thick film structure is used, only about 300 cd / m ² can be obtained, and further higher brightness is desired for full color panel use.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、厚膜
絶縁層を用いた無機ＥＬ素子において、さらに高輝度化
を可能とする構造をもった無機ＥＬ素子を提供すること
である。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inorganic EL device using a thick film insulating layer, which has a structure capable of further increasing luminance.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（４）のいずれかの構成により達成される。 （１） 第一の絶縁層と第二の絶縁層の間に発光層を有
する二重絶縁層型の無機ＥＬ素子であって、前記第一の
絶縁層の誘電率が５００以上であり、第一の絶縁層のキ
ャパシター容量C1と、第二の絶縁層のキャパシター容量
C2の関係が１．５＞Ｃ１／Ｃ２＞０．５である無機ＥＬ
素子。 （２） 前記第一の絶縁層は、厚膜誘電体により形成さ
れている上記（１）の無機ＥＬ素子。 （３） 前記第二の絶縁層は、（Ｂａ_xＳｒ_1-x ）Ｔｉ
Ｏ₃ を主成分とする薄膜である上記（１）の無機ＥＬ素
子。 （４） 前記第二の絶縁層は、Ｔａ₂Ｏ₅ またはＡｌ₂Ｏ
₃ を主成分とする薄膜である上記（１）の無機ＥＬ素
子。This and other objects are achieved by any one of the following constitutions (1) to (4). (1) A double insulating layer type inorganic EL device having a light emitting layer between a first insulating layer and a second insulating layer, wherein the dielectric constant of the first insulating layer is 500 or more, The capacitance C1 of the first insulation layer and the capacitance C2 of the second insulation layer
Inorganic EL in which the relationship of C2 is 1.5> C1 / C2> 0.5
element. (2) The inorganic EL device according to (1), wherein the first insulating layer is formed of a thick film dielectric. (3) The second insulating layer is made of (Ba _x Sr _1-x ) Ti
The inorganic EL device according to the above (1), which is a thin film containing O ₃ as a main component. (4) The second insulating layer is made of Ta ₂ O ₅ or Al ₂ O
The inorganic EL device according to the above (1), which is a thin film containing ₃ as a main component.

【００１４】[0014]

【作用】発明者らは、厚膜を用いた二重絶縁層型の無機
ＥＬ素子において、第一の厚膜による絶縁層のキャパシ
ター容量C1と、第二の薄膜による絶縁層のキャパシター
容量C2の関係が１．５＞Ｃ１／Ｃ２＞０．５になるよう
に第二の絶縁層薄膜を形成すると、高輝度化を実現でき
ることを見いだし本発明に至った。以下このメカニズム
について説明する。According to the present invention, in a double insulating layer type inorganic EL device using a thick film, the present inventors have found that the capacitance C1 of the insulating layer of the first thick film and the capacitance C2 of the insulating layer of the second thin film are different. When the second insulating layer thin film is formed so that the relationship becomes 1.5> C1 / C2> 0.5, it has been found that high luminance can be realized, and the present invention has been achieved. Hereinafter, this mechanism will be described.

【００１５】はじめに、厚膜絶縁層を用いたＥＬ素子の
発光輝度対時間特性を調べた。発光評価のための印加電
源には、図３に示すように１kHz、パルス幅４０μｓの
波形を用いた。図４に厚膜を用いずに、Ｓｉ₃Ｎ₄ を３
００nm形成した薄膜二重絶縁層型の無機ＥＬ素子の発光
強度−時間特性を、図５に図９の構造すなわち、厚膜絶
縁層を用いて、第二絶縁層のない厚膜タイプ二重絶縁層
型の無機ＥＬ素子の発光強度−時間特性を、図６に図８
の構造で厚膜絶縁層を用い、かつ第二絶縁層として、窒
化シリコンを３００nm形成した二重絶縁層型の無機ＥＬ
素子の発光強度−時間特性を示す。ここで、図４から図
６の縦軸は同じスケールである。First, the light emission luminance versus time characteristics of an EL device using a thick insulating layer were examined. As shown in FIG. 3, a waveform having a frequency of 1 kHz and a pulse width of 40 μs was used as an applied power supply for light emission evaluation. In FIG. 4, _three layers of Si ₃ N ₄ were used without using a thick film.
FIG. 5 shows the structure of FIG. 9, that is, a thick film type double insulation without a second insulation layer using a thick film insulation layer. FIG. 6 shows the emission intensity-time characteristics of the layer type inorganic EL device.
Double-layered inorganic EL having a thickness of 300 nm and using a thick-film insulating layer as the second insulating layer in the structure of FIG.
4 shows emission intensity-time characteristics of the device. Here, the vertical axes in FIGS. 4 to 6 are on the same scale.

【００１６】この実験結果をみると、厚膜絶縁層を用い
たタイプのＥＬ素子は薄膜タイプの素子より発光輝度に
優れることがわかる。さらに、よく見ると、厚膜タイプ
では、プラスパルスとマイナスパルスでの発光輝度が異
なり、概ねプラス２に対しマイナス１の強度で発光が見
られた。最高輝度は、２０００cd／m² であった。From the experimental results, it can be seen that the EL device of the type using the thick film insulating layer is superior in light emission luminance to the device of the thin film type. Furthermore, if you look closely, in the thick-film type, the light emission luminance at the plus pulse and the minus pulse is different, and light emission was observed at an intensity of about minus 2 and about minus 1. The highest luminance was 2000 cd / m ² .

【００１７】この実験より、マイナス側の発光輝度が低
いことが分かる。発明者らは、発光強度がプラス：マイ
ナス＝２：１であるものに対し、２：２で極性により対
称に発光させれば、高輝度化が図れると考た。しかし、
極性による非対称性の原因は不明であった。From this experiment, it can be seen that the light emission luminance on the minus side is low. The inventors have considered that, if the light emission intensity is plus: minus = 2: 1 and if the light is emitted symmetrically with the polarity at 2: 2, the brightness can be increased. But,
The cause of the asymmetry due to polarity was unknown.

【００１８】そこで、この理由が、第一および第二の絶
縁層の誘電率の差によるものと仮定し、図４から６の素
子それぞれに用いている絶縁層の等価キャパシター容量
を調べた。窒化シリコンを３００nm形成した薄膜は、
０．５nF、厚膜絶縁層は、誘電率は２０００でありキャ
パシター容量は１．２nFであった。図４の特性で、輝度
は低いが、極性によらず対称であるのは、第一、第二の
絶縁層ともにキャパシター容量０．５nFの薄膜Ｓｉ₃Ｎ₄
を用いているためと考えられる。これに対し、厚膜絶
縁層を用いたものは、第二の厚膜絶縁層のキャパシター
容量が極めて大きく、第一と第二の絶縁層のキャパシタ
ー容量差により非対称特性になったと考えた。Therefore, assuming that this is due to the difference between the dielectric constants of the first and second insulating layers, the equivalent capacitance of the insulating layer used in each of the elements shown in FIGS. 4 to 6 was examined. The thin film of silicon nitride formed 300nm
The dielectric constant of the thick insulating layer was 0.5 nF, and the capacitor capacity was 1.2 nF. In the characteristics of FIG. 4, the brightness is low, but the symmetry regardless of the polarity is that the thin film Si ₃ N ₄ having a capacitor capacity of 0.5 nF for both the first and second insulating layers.
This is probably because On the other hand, it was considered that the capacitor using the thick-film insulating layer had an extremely large capacitor capacity of the second thick-film insulating layer, resulting in an asymmetric characteristic due to the difference between the capacitor capacities of the first and second insulating layers.

【００１９】厚膜タイプで対称性を持たせ、高輝度化を
図るため、第二の絶縁層に誘電率１２０のＢａ_0.8Ｓｒ
_0.2ＴｉＯ₃ 薄膜（ＢＳＴ薄膜）を１．８μm 形成し
た。この構造では、厚膜絶縁層のキャパシター容量１．
２nFに対し、ＢＳＴ薄膜絶縁層も１．２nFと第一、第二
の絶縁層のキャパシター容量を等しくした。図６と同様
に素子の発光強度−時間特性を評価した結果、プラスマ
イナス対称特性が得られ、最高輝度は４５００cd／m²
に達した。In order to provide a symmetric property with a thick film type and to achieve high luminance, the second insulating layer is made of Ba _0.8 Sr having a dielectric constant of 120.
_A 1.8 μm thick _0.2 TiO ₃ thin film (BST thin film) was formed. In this structure, the capacitor capacity of the thick film insulating layer is 1.
The capacitance of the first and second insulating layers was equal to 1.2 nF for the BST thin-film insulating layer as well as 2 nF. As a result of evaluating the light emission intensity-time characteristic of the device in the same manner as in FIG. 6, a plus / minus symmetric characteristic was obtained, and the maximum luminance was 4500 cd / m ^2.
Reached.

【００２０】このように、厚膜絶縁層を用いた場合、厚
膜層のキャパシター容量が大きくなるため、それにあわ
せて、第二絶縁層のキャパシター容量も大きくすること
により、輝度の増加を実現できることが判明した。これ
は、特にマトリクス駆動を行う場合に効果的である。As described above, when the thick-film insulating layer is used, the capacitor capacity of the thick-film layer increases, and accordingly, the luminance can be increased by increasing the capacitor capacity of the second insulating layer. There was found. This is particularly effective when performing matrix driving.

【００２１】従来例、特公平７−４４０７２号公報で述
べれれている構造では、第一の厚膜絶縁層はＰｂ(Ｆｅ
_2/3Ｗ_1/3)_0.3(Ｆｅ_1/2Ｎｂ_1/2)_0.7Ｏ₃ からなり、この
材料はセラミックスコンデンサ材料であって、誘電率３
０００から２００００と大きなものを使用している。膜
厚３６μm すなわち、電極面積２mm² で等価容量１．５
nFから９．８nFに対し、第二の薄膜絶縁層は誘電率１２
程度であり膜厚０．３μm すなわち、電極面積２mm² で
等価容量０．７０nFと推定される。第一、第二の絶縁層
の等価キャパシター容量が大きく異なっている。そのた
め、高輝度化は期待できない。In the conventional example, in the structure described in Japanese Patent Publication No. 7-44072, the first thick insulating layer is made of Pb (Fe
_2/3 W _1/3 ) _0.3 (Fe _1/2 Nb _1/2 ) _0.7 O ₃ , which is a ceramic capacitor material and has a dielectric constant of 3
Large ones, from 000 to 20,000, are used. That is, an equivalent capacitance of 1.5 with an electrode area of 2 mm ²
nF to 9.8 nF, the second thin film insulating layer has a dielectric constant of 12
It is estimated that the equivalent capacitance is 0.70 nF with an electrode area of 2 mm ² . The equivalent capacitances of the first and second insulating layers are greatly different. Therefore, high brightness cannot be expected.

【００２２】厚膜を用いた二重絶縁層構造で厚膜による
第一の絶縁層の大きなキャパシター容量に、第二の絶縁
層キャパシター容量を等しくすると、発光層の両面に発
生する電荷を等しくすることができる。発光層両面の電
荷を等しくすると、発光層−絶縁層界面の準位および界
面近傍の発光層内の準位にトラップする電子を発光層の
両面で等しくすることができる。したがって、交流電界
を印加しても片側に電荷の偏りが発生しない。すまわ
ち、両極性で、有効に発光層内に電子を注入できるよう
になり、輝度の電界極性による非対称性が無くなり高輝
度に発光するものと考えられる。In a double insulating layer structure using a thick film, when the capacitance of the second insulating layer capacitor is made equal to the large capacitor capacity of the first insulating layer made of the thick film, electric charges generated on both surfaces of the light emitting layer are made equal. be able to. When the charges on both surfaces of the light emitting layer are equalized, electrons trapped at the level at the interface between the light emitting layer and the insulating layer and at the level in the light emitting layer near the interface can be equalized on both surfaces of the light emitting layer. Therefore, even if an AC electric field is applied, no charge bias occurs on one side. In other words, it is considered that electrons can be effectively injected into the light emitting layer with both polarities, and the asymmetry due to the electric field polarity of the luminance is eliminated, thereby emitting light with high luminance.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態について詳
細に説明する。本発明のＥＬ構造は、厚膜を用いた２重
絶縁層型ＥＬ素子であって、第二の絶縁層薄膜のキャパ
シター容量を第一の絶縁層厚膜のキャパシター容量と一
致ないしほぼ等しくさせることを特徴とする。Embodiments of the present invention will be described below in detail. The EL structure of the present invention is a double insulating layer type EL element using a thick film, wherein the capacitor capacity of the second insulating layer thin film is made equal to or substantially equal to the capacitor capacity of the first insulating layer thick film. It is characterized by.

【００２４】ここで、第一、第二の絶縁層厚膜のキャパ
シター容量とは、第一、第二の絶縁層厚膜の有する容量
成分をいい、具体的には二重絶縁層型ＥＬの発光部にお
ける等価回路でのそれぞれの容量成分であり、それぞれ
の絶縁層単体を発光部の電極面積と同面積の電極間でキ
ャパシタンスとして測定された容量である。Here, the capacitance of the first and second insulating layer thick films means a capacitance component of the first and second insulating layer thick films, and more specifically, of the double insulating layer type EL. These are the capacitance components in the equivalent circuit of the light emitting unit, and are the capacitances measured as the capacitance between the electrodes having the same area as the electrode area of the light emitting unit for each single insulating layer.

【００２５】厚膜を用いた２重絶縁層型ＥＬ素子は、少
なくとも、基板上に電極パターンを形成し、その上に厚
膜を形成した構造、一例として図１に示すような構造、
または、基板上に内部に電極を有した厚膜を形成した構
造、一例として図２に示すような構造である。図１の構
造は、基板１上に下部電極５と、第一の絶縁層（厚膜誘
電体層）２と、発光層３と、第二の絶縁層（薄膜絶縁
層）４と、上部電極６とが順次形成された構造を有す
る。また、図２の構造は、第一の絶縁層（厚膜誘電体
層）２中に下部電極５を有する構造であり、その他の構
成は図１と同様である。基板、電極、厚膜のそれぞれの
間には、密着を上げるための層、応力を緩和するための
層、反応を防止する層、など第二の中間層を設けてもよ
い。また厚膜表面は研磨したり、平坦化層を用いてして
平坦性を向上させてもよいが、第一の絶縁層のキャパシ
ター容量は、これらの処理を含んだ、等価容量とする。A double insulating layer type EL element using a thick film has a structure in which at least an electrode pattern is formed on a substrate and a thick film is formed thereon, for example, a structure as shown in FIG.
Alternatively, a structure in which a thick film having electrodes inside is formed on a substrate, for example, a structure as shown in FIG. 1 has a structure in which a lower electrode 5, a first insulating layer (thick film dielectric layer) 2, a light emitting layer 3, a second insulating layer (thin film insulating layer) 4, and an upper electrode 6 have a structure formed sequentially. Further, the structure of FIG. 2 has a lower electrode 5 in a first insulating layer (thick film dielectric layer) 2, and the other configuration is the same as that of FIG. Between each of the substrate, the electrode, and the thick film, a second intermediate layer such as a layer for increasing adhesion, a layer for relaxing stress, and a layer for preventing a reaction may be provided. The surface of the thick film may be polished or the flatness may be improved by using a flattening layer. However, the capacitor capacity of the first insulating layer is an equivalent capacity including these processes.

【００２６】厚膜を用いた二重絶縁層型の無機ＥＬ素子
において、第一の厚膜による絶縁層のキャパシター容量
C1と、第二の薄膜による絶縁層のキャパシター容量C2の
関係が１．５＞Ｃ１／Ｃ２＞０．５になるように第二の
絶縁層薄膜を形成することが好ましい。さらに好ましく
は、１．２＞Ｃ１／Ｃ２＞０．８、特に好ましくは、
１．１＞Ｃ１／Ｃ２＞０．９がよい。後述の実施例に示
されるようにＣ１／Ｃ２＝１に近いほど高輝度特性が得
られるが、薄膜設計や膜厚の製造ばらつきを１０％と考
えると、１．２２＞Ｃ１／Ｃ２＞０．８１である。In a double insulating layer type inorganic EL device using a thick film, the capacitor capacity of the insulating layer formed by the first thick film
It is preferable to form the second insulating layer thin film such that the relationship between C1 and the capacitance C2 of the insulating layer formed by the second thin film satisfies 1.5> C1 / C2> 0.5. More preferably, 1.2> C1 / C2> 0.8, particularly preferably,
1.1> C1 / C2> 0.9 is good. As will be described in the examples below, the higher the luminance is, the closer to C1 / C2 = 1, the higher the luminance is. However, assuming that the variation in thin film design and film thickness is 10%, 1.22> C1 / C2> 0. 81.

【００２７】図１、図２は本発明の無機ＥＬ素子の構造
を示す一部断面斜視図である。図１において、基板１上
には所定パターンの下部電極５が形成されていて、この
下部電極５上に厚膜の第１の絶縁層（誘電体層）２が形
成されている。また、この第１の絶縁層２上には、発光
層３、第２の絶縁層（誘電体層）４が順次形成されると
ともに、第２の絶縁層４上に前記下部電極５とマトリク
ス回路を構成するように上部電極６が所定パターンで形
成されている。FIGS. 1 and 2 are partially sectional perspective views showing the structure of the inorganic EL device of the present invention. In FIG. 1, a lower electrode 5 having a predetermined pattern is formed on a substrate 1, and a thick first insulating layer (dielectric layer) 2 is formed on the lower electrode 5. A light emitting layer 3 and a second insulating layer (dielectric layer) 4 are sequentially formed on the first insulating layer 2, and the lower electrode 5 and the matrix circuit are formed on the second insulating layer 4. The upper electrode 6 is formed in a predetermined pattern so as to constitute the above.

【００２８】図２は、図１における下部電極５を第１の
絶縁層中に形成した例を示した図である。その他の構成
は図１と同様であり、同一構成要素には同一符号を付し
て説明を省略する。図１の構成とするか、図２の構成と
するかは、構成膜の形成プロセスや、要求される特性な
どに応じて適宜決めればよい。FIG. 2 is a diagram showing an example in which the lower electrode 5 in FIG. 1 is formed in a first insulating layer. Other configurations are the same as those in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Whether the configuration shown in FIG. 1 or the configuration shown in FIG. 2 is used may be determined as appropriate according to the formation process of the constituent films, required characteristics, and the like.

【００２９】基板として用いる材料は、厚膜形成温度、
およびＥＬ蛍光層の形成温度、ＥＬ素子のアニール温度
に耐えうる耐熱温度ないし融点が６００℃以上、好まし
くは７００℃以上、特に８００℃以上の基板を用い、そ
の上にＥＬ素子が形成でき、所定の強度を維持できるも
のであれば特に限定されるものではない。具体的には、
アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）、フォルステライト（２ＭｇＯ
・ＳｉＯ₂ ）、ステアタイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）、ム
ライト（３Ａｌ₂Ｏ₃ ・２ＳｉＯ₂ ）、ベリリア（Ｂｅ
Ｏ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化シリコン（Ｓ
ｉＮ）、炭化シリコン（ＳｉＣ＋ＢｅＯ）等のセラミッ
ク基板、結晶化ガラスなど耐熱性ガラス基板を挙げるこ
とができる。また、厚膜絶縁層と同組成のものを基板と
して用いても良い。この場合、チップコンデンサのよう
に、基板、下部電極、厚膜絶縁層をグリーンシートで形
成し、同時に焼成すれば、製造工程上有利である。これ
らの耐熱温度はいずれも１０００℃程度以上である。こ
れらのなかでも特にアルミナ基板、結晶化ガラスが好ま
しく、熱伝導性が必要な場合にはベリリア、窒化アルミ
ニウム、炭化シリコン等が好ましい。The material used for the substrate is a thick film forming temperature,
A substrate having a heat-resistant temperature or a melting point of not less than 600 ° C., preferably not less than 700 ° C., especially not less than 800 ° C. which can withstand the formation temperature of the EL fluorescent layer and the annealing temperature of the EL element; Is not particularly limited as long as the strength can be maintained. In particular,
Alumina (Al ₂ O ₃ ), forsterite (2MgO
· SiO _2), steatite (MgO · SiO _2), mullite _{(3Al 2 O 3 · 2SiO 2} ), beryllia (Be
O), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (S
iN), a ceramic substrate such as silicon carbide (SiC + BeO), or a heat-resistant glass substrate such as crystallized glass. Further, a substrate having the same composition as the thick film insulating layer may be used as the substrate. In this case, as in the case of a chip capacitor, if the substrate, the lower electrode, and the thick film insulating layer are formed of green sheets and fired simultaneously, it is advantageous in the manufacturing process. Each of these heat resistant temperatures is about 1000 ° C. or higher. Among these, an alumina substrate and crystallized glass are particularly preferable, and when thermal conductivity is required, beryllia, aluminum nitride, silicon carbide and the like are preferable.

【００３０】また、このほかに、石英、熱酸化シリコン
ウエハー等、チタン、ステンレス、インコネル、鉄系な
どの金属基板を用いることもできる。金属等の導電性基
板を用いる場合には、基板上に内部に電極を有した厚膜
を形成した構造が好ましいIn addition, a metal substrate made of titanium, stainless steel, inconel, iron, or the like, such as quartz or thermally oxidized silicon wafer, can be used. When using a conductive substrate such as a metal, a structure in which a thick film having electrodes inside is formed on the substrate is preferable.

【００３１】下部電極層は、少なくとも絶縁処理された
基板側に形成されるか、絶縁層内に形成される。絶縁層
形成時、さらに発光層と共に熱処理の高温下にさらされ
る電極層は、主成分としてパラジウム、ロジウム、イリ
ジウム、レニウム、ルテニウム、白金、タンタル、ニッ
ケル、クロム、チタン等の通常用いられている金属電極
を用いればよい。The lower electrode layer is formed at least on the substrate subjected to the insulation treatment or is formed in the insulation layer. The electrode layer exposed to the high temperature of the heat treatment together with the light emitting layer during the formation of the insulating layer is made of a commonly used metal such as palladium, rhodium, iridium, rhenium, ruthenium, platinum, tantalum, nickel, chromium, titanium, etc. An electrode may be used.

【００３２】また、他の電極となる上部電極層は、所定
の発光波長域で透光性を有する透明な電極が良い。透明
電極は、基板が金属で不透明であれば、発光光を基板と
反対側から取り出すことが可能なため好ましい。この場
合、ＺｎＯ、ＩＴＯなどの透明電極を用いることが特に
好ましい。ＩＴＯは、通常Ｉｎ₂ Ｏ₃ とＳｎＯとを化学
量論組成で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚してい
てもよい。Ｉｎ₂ Ｏ₃に対するＳｎＯ₂ の混合比は、１
〜２０wt％、さらには５〜１２wt％が好ましい。また、
ＩＺＯでのＩｎ₂ Ｏ₃ に対するＺｎＯの混合比は、通
常、１２〜３２wt％程度である。The upper electrode layer serving as another electrode is preferably a transparent electrode having a light-transmitting property in a predetermined emission wavelength range. The transparent electrode is preferable if the substrate is metal and opaque because emitted light can be extracted from the side opposite to the substrate. In this case, it is particularly preferable to use a transparent electrode such as ZnO or ITO. ITO usually contains In ₂ O ₃ and SnO in a stoichiometric composition, but the amount of O may slightly deviate from this. The mixing ratio of SnO ₂ to In ₂ O ₃ is 1
-20 wt%, more preferably 5-12 wt%. Also,
The mixing ratio of ZnO to In ₂ O _{3 in} IZO is usually about 12 to 32 wt%.

【００３３】また、電極層は、シリコンを有するもので
も良い。このシリコン電極層は、多結晶シリコン（ｐ−
Ｓｉ）であっても、アモルファス（ａ−Ｓｉ）であって
もよく、必要により単結晶シリコンであってもよい。The electrode layer may include silicon. This silicon electrode layer is made of polycrystalline silicon (p-
Si) or amorphous (a-Si), and may be single crystal silicon if necessary.

【００３４】電極層は、主成分のシリコンに加え、導電
性を確保するため不純物をドーピングする。不純物とし
て用いられるドーパントは、所定の導電性を確保しうる
ものであればよく、シリコン半導体に用いられている通
常のドーパントを用いることができる。具体的には、
Ｂ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｌ等が挙げられ、これらのなか
でも、特にＢ、Ｐ、Ａｓ、ＳｂおよびＡｌが好ましい。
ドーパントの濃度としては０．００１〜５at％程度が好
ましい。The electrode layer is doped with impurities in order to secure conductivity in addition to silicon as a main component. The dopant used as the impurity only needs to be able to secure predetermined conductivity, and a normal dopant used for a silicon semiconductor can be used. In particular,
Examples thereof include B, P, As, Sb, and Al. Among them, B, P, As, Sb, and Al are particularly preferable.
The concentration of the dopant is preferably about 0.001 to 5 at%.

【００３５】これらの材料で電極層を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、印
刷焼成法など既存の方法を用いればよいが、特に、基板
上に内部に電極を有した厚膜を形成した構造を作製する
場合、誘電体厚膜と同じ方法が好ましい。As a method for forming an electrode layer from these materials, existing methods such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and baking method may be used. In particular, an electrode is formed inside a substrate. When fabricating a structure having a thick film having the same, the same method as that for forming a dielectric thick film is preferable.

【００３６】電極層の好ましい抵抗率としては、発光層
に効率よく電界を付与するため、１Ω・cm以下、特に
０．００３〜０．１Ω・cmである。電極層の膜厚として
は、形成する材料にもよるが、好ましくは５０〜２００
０nm、特に１００〜１０００nm程度である。The preferred resistivity of the electrode layer is 1 Ω · cm or less, particularly 0.003 to 0.1 Ω · cm, in order to efficiently apply an electric field to the light emitting layer. The thickness of the electrode layer depends on the material to be formed, but is preferably from 50 to 200.
0 nm, especially about 100 to 1000 nm.

【００３７】誘電体厚膜材料（第１の絶縁層）として
は、公知の誘電体厚膜材料を用いることができ、比較的
誘電率の大きな材料、具体的には誘電率５００以上のも
のさらに好ましくは２０００以上が好ましい。誘電率が
大きいと厚膜の膜厚を大きくして、ＥＬ素子に用いるこ
とができ、絶縁破壊に対し、耐性をもつ素子とすること
ができる。As the dielectric thick film material (first insulating layer), a known dielectric thick film material can be used, and a material having a relatively large dielectric constant, specifically, a material having a dielectric constant of 500 or more, Preferably it is 2000 or more. When the dielectric constant is large, the thickness of the thick film can be increased and used for an EL element, and an element having resistance to dielectric breakdown can be obtained.

【００３８】例えばチタン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、チタ
ン酸バリウム系等のコンデンサ材料を用いることができ
る。For example, a lead titanate-based, lead niobate-based, barium titanate-based capacitor material or the like can be used.

【００３９】また、これ以外に以下の材料および以下の
材料の２種類以上の混合物などが好適である。In addition, the following materials and mixtures of two or more of the following materials are suitable.

【００４０】(A) ペロブスカイト型材料：ＰｂＴｉＯ
₃ 、希土類元素含有チタン酸鉛、ＰＺＴ（ジルコンチタ
ン酸鉛）、ＰＬＺＴ（ジルコンチタン酸ランタン鉛）等
のＰｂ系ペロブスカイト化合物、ＮａＮｂＯ₃ 、ＫＮｂ
Ｏ₃ 、ＮａＴａＯ₃ 、ＫＴａＯ ₃ 、ＣａＴｉＯ₃ 、Ｓｒ
ＴｉＯ₃ 、ＢａＴｉＯ₃ ，ＢａＺｒＯ₃ 、ＣａＺｒ
Ｏ₃、ＳｒＺｒＯ₃ 、ＣｄＺｒＯ₃ 、ＣｄＨｆＯ₃ 、Ｓ
ｒＳｎＯ₃ 、ＬａＡｌＯ₃ 、ＢｉＦｅＯ₃ 、Ｂｉ系ペロ
ブスカイト化合物など。以上のような単純、さらには金
属元素を３種以上含有する複合ペロブスカイト化合物、
複合、層状の各種ペロブスカイト化合物。(A) Perovskite type material: PbTiO
_Three , Rare earth element-containing lead titanate, PZT (zircon titanium)
Lead acid), PLZT (lead lanthanum zircon titanate), etc.
Pb-based perovskite compound, NaNbO_Three , KNb
O_Three , NaTaO_Three , KTaO _Three , CaTiO_Three , Sr
TiO_Three , BaTiO_Three , BaZrO_Three , CaZr
O_Three, SrZrO_Three , CdZrO_Three , CdHfO_Three , S
rSnO_Three , LaAlO_Three , BiFeO_Three , Bi series pero
Buskite compounds and the like. Simple as above, and even gold
A complex perovskite compound containing three or more elemental elements,
Various composite and layered perovskite compounds.

【００４１】(B) タングステンブロンズ型材料： ニオ
ブ酸鉛、ＳＢＮ（ニオブ酸ストロンチウムバリウム）、
ＰＢＮ（ニオブ酸鉛バリウム）、ＰｂＮｂ₂Ｏ₆ 、Ｐｂ
Ｔａ₂Ｏ₆ 、ＰｂＮｂ₄Ｏ₁₁ 、Ｂａ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ
₂ＬｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＡｇＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＲｂＮ
ｂ₅Ｏ₁₅ 、ＳｒＮｂ₂Ｏ₆ 、Ｓｒ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ
₂ＬｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＲｂＮｂ₅
Ｏ₁₅ 、Ｂａ₃Ｎｂ₁₀Ｏ ₂₈ 、Ｂｉ₃Ｎｄ₁₇Ｏ₄₇ 、Ｋ₃Ｌｉ
₂Ｎｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｋ₂ＲＮｂ₅Ｏ₁₅ （Ｒ：Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、
Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ）、
Ｋ₂ＢｉＮｂ₅Ｏ ₁₅ 、Ｓｒ₂ＴｌＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂Ｎａ
Ｎｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 等のタングステンブロ
ンズ型酸化物など。(B) Tungsten bronze type material: Nio
Lead butyrate, SBN (strontium barium niobate),
PBN (lead barium niobate), PbNb_TwoO₆ , Pb
Ta_TwoO₆ , PbNb_FourO₁₁ , Ba_TwoKNb_FiveO_Fifteen , Ba
_TwoLiNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoAgNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoRbN
b_FiveO_Fifteen , SrNb_TwoO₆ , Sr_TwoNaNb_FiveO_Fifteen , Sr
_TwoLiNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoKNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoRbNb_Five
O_Fifteen , Ba_ThreeNb_TenO ₂₈ , Bi_ThreeNd₁₇O₄₇ , K_ThreeLi
_TwoNb_FiveO_Fifteen , K_TwoRNb_FiveO_Fifteen (R: Y, La, Ce,
Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho),
K_TwoBiNb_FiveO _Fifteen , Sr_TwoTlNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoNa
Nb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoKNb_FiveO_Fifteen Etc. Tungsten blow
Oxides.

【００４２】(C) ＹＭｎＯ₃ 系材料：希土類元素（Ｓｃ
およびＹを含む）とＭｎとＯとを含み、六方晶系ＹＭｎ
Ｏ₃ 構造をもつ酸化物など。例えば、ＹＭｎＯ₃ 、Ｈｏ
ＭｎＯ₃等。(C) YMnO ₃ -based material: rare earth element (Sc
And Y), Mn and O, and a hexagonal YMn
Oxides having an O ₃ structure. For example, YMnO ₃ , Ho
MnO _{3 and the} like.

【００４３】これらの多くは、相転移点を室温以上に持
ち、強誘電体である。以下、これらの材料について説明
する。Many of these have a phase transition point above room temperature and are ferroelectrics. Hereinafter, these materials will be described.

【００４４】(A) ペロブスカイト型材料のうち、ＢａＴ
ｉＯ₃ やＳｒ系ペロブスカイト化合物などは、一般に化
学式ＡＢＯ₃ で表される。ここで、ＡおよびＢは各々陽
イオンを表す。ＡはＣａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｋ、Ｎ
ａ、Ｌｉ、ＬａおよびＣｄから選ばれた１種以上である
ことが好ましく、ＢはＴｉ、Ｚｒ、ＴａおよびＮｂから
選ばれた１種以上であることが好ましい。(A) Among the perovskite type materials, BaT
iO ₃ and Sr-based perovskite compounds are generally represented by the chemical formula ABO ₃ . Here, A and B each represent a cation. A is Ca, Ba, Sr, Pb, K, N
It is preferable that at least one selected from a, Li, La and Cd, and B be at least one selected from Ti, Zr, Ta and Nb.

【００４５】こうしたペロブスカイト型化合物における
比率Ａ／Ｂは、好ましくは０．８〜１．３であり、より
好ましくは０．９〜１．２である。The ratio A / B in such a perovskite compound is preferably 0.8 to 1.3, and more preferably 0.9 to 1.2.

【００４６】Ａ／Ｂをこのような範囲にすることによっ
て、誘電体の絶縁性を確保することができ、また結晶性
を改善することが可能になるため、誘電体特性または強
誘電特性を改善することができる。これに対し、Ａ／Ｂ
が０．８未満では結晶性の改善効果が望めなくなり、ま
たＡ／Ｂが１．３を超えると均質な薄膜の形成が困難に
なってしまう。By setting A / B in such a range, the insulating properties of the dielectric can be ensured and the crystallinity can be improved, so that the dielectric properties or ferroelectric properties can be improved. can do. In contrast, A / B
If it is less than 0.8, the effect of improving the crystallinity cannot be expected, and if A / B exceeds 1.3, it becomes difficult to form a uniform thin film.

【００４７】このようなＡ／Ｂは、成膜条件を制御する
ことによって実現する。また、ＡＢＯ₃ におけるＯの比
率は、３に限定されるものではない。ペロブスカイト材
料によっては、酸素欠陥または酸素過剰で安定したペロ
ブスカイト構造を組むものがあるので、ＡＢＯ_X におい
て、ｘの値は、通常、２．７〜３．３程度である。な
お、Ａ／Ｂは、蛍光Ｘ線分析法から求めることができ
る。Such A / B is realized by controlling film forming conditions. The ratio of O in ABO ₃ is not limited to 3. Since some perovskite materials form a stable perovskite structure due to oxygen deficiency or excess oxygen, the value of x in ABO _X is usually about 2.7 to 3.3. In addition, A / B can be determined by X-ray fluorescence analysis.

【００４８】本発明で用いるＡＢＯ₃ 型のペロブスカイ
ト化合物としては、Ａ¹⁺Ｂ⁵⁺Ｏ₃ 、Ａ²⁺Ｂ⁴⁺Ｏ₃ 、Ａ³⁺
Ｂ³⁺Ｏ₃ 、Ａ_X ＢＯ₃ 、Ａ（Ｂ′_0.67Ｂ″_0.33）Ｏ₃ 、
Ａ（Ｂ′_0.33Ｂ″_0.67）Ｏ₃ 、Ａ（Ｂ_0.5 ⁺³ Ｂ_0.5 ⁺⁵ ）
Ｏ₃ 、Ａ（Ｂ_0.5 ²⁺ Ｂ_0.5 ⁶⁺）Ｏ₃ 、Ａ（Ｂ_0.5 ¹⁺ Ｂ
_0.5 ⁷⁺ ）Ｏ₃ 、Ａ³⁺（Ｂ_0.5 ²⁺ Ｂ_0.5 ⁴⁺ ）Ｏ₃ 、Ａ（Ｂ
_0.25 ¹⁺Ｂ_0.75 ⁵⁺）Ｏ₃ 、Ａ（Ｂ_0.5 ³⁺ Ｂ_0.5 ⁴⁺ ）
Ｏ_2.75、Ａ（Ｂ_0.5 ²⁺ Ｂ_0.5 ^{5 +} ）Ｏ_2.75等のいずれであ
ってもよい。The ABO ₃ type perovskite compound used in the present invention includes A ¹⁺ B ⁵⁺ O ₃ , A ²⁺ B ⁴⁺ O ₃ , A ³⁺
B ³⁺ O ₃ , A _X BO ₃ , A (B ′ _0.67 B ″ _0.33 ) O ₃ ,
A (B ' _0.33 B " _0.67 ) O ₃ , A (B _0.5 ⁺³ B _0.5 ⁺⁵ )
O ₃ , A (B _0.5 ²⁺ B _0.5 ⁶⁺ ) O ₃ , A (B _0.5 ¹⁺ B
_0.5 ⁷⁺ ) O ₃ , A ³⁺ (B _0.5 ²⁺ B _0.5 ⁴⁺ ) O ₃ , A (B
_0.25 ¹⁺ B _0.75 ⁵⁺ ) O ₃ , A (B _0.5 ³⁺ B _0.5 ⁴⁺ )
O _2.75, may be any of such ^{_{A (B 0.5 2+ B 0.5 5}} +) O 2.75.

【００４９】具体的には、ＰＺＴ、ＰＬＺＴ等のＰｂ系
ペロブスカイト化合物、ＮａＮｂＯ ₃ 、ＫＮｂＯ₃ 、Ｎ
ａＴａＯ₃ 、ＫＴａＯ₃ ，ＣａＴｉＯ₃ 、ＳｒＴｉＯ
₃ 、ＢａＴｉＯ₃ ，ＢａＺｒＯ₃ 、ＣａＺｒＯ₃ 、Ｓｒ
ＺｒＯ₃ 、ＣｄＨｆＯ₃ 、ＣｄＺｒＯ₃ 、ＳｒＳｎＯ
₃ 、ＬａＡｌＯ₃ 、ＢｉＦｅＯ₃ 、Ｂｉ系ペロブスカイ
ト化合物などおよびこれらの固溶体等である。Specifically, Pb-based materials such as PZT and PLZT
Perovskite compound, NaNbO _Three , KNbO_Three , N
aTaO_Three , KTaO_Three , CaTiO_Three , SrTiO
_Three , BaTiO_Three , BaZrO_Three , CaZrO_Three , Sr
ZrO_Three , CdHfO_Three , CdZrO_Three , SrSnO
_Three , LaAlO_Three , BiFeO_Three , Bi perovskite
And solid solutions thereof.

【００５０】なお、上記ＰＺＴは、ＰｂＺｒＯ₃ −Ｐｂ
ＴｉＯ₃ 系の固溶体である。また、上記ＰＬＺＴは、Ｐ
ＺＴにＬａがドープされた化合物であり、ＡＢＯ₃ の表
記に従えば、（Ｐｂ_0.89〜_0.91Ｌａ_0.11〜_0.09）（Ｚｒ
_0.65Ｔｉ_0.35）Ｏ₃ で示される。The above PZT is PbZrO ₃ -Pb
It is a TiO ₃ -based solid solution. The PLZT is P
A compound La doped to ZT, according to the notation of _{ABO 3, (Pb 0.89 ~ 0.91} La 0.11 ~ 0.09) (Zr
_0.65 Ti _0.35 ) O ₃ .

【００５１】また、層状ペロブスカイト化合物のうちＢ
ｉ系層状化合物は、一般に 式 Ｂｉ₂ Ａ_m-1 Ｂ_m Ｏ_3m+3 で表わされる。上記式において、ｍは１〜５の整数、Ａ
は、Ｂｉ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋおよび希
土類元素（ＳｃおよびＹを含む）のいずれかであり、Ｂ
は、Ｔｉ、ＴａおよびＮｂのいずれかである。具体的に
は、Ｂｉ₄ Ｔｉ₃Ｏ₁₂、ＳｒＢｉ₂ Ｔａ₂ Ｏ₉ 、ＳｒＢ
ｉ₂ Ｎｂ₂ Ｏ₉ などが挙げられる。本発明では、これら
の化合物のいずれを用いてもよく、これらの固溶体を用
いてもよい。In the layered perovskite compound, B
i based layered compounds are generally represented by the formula _{Bi 2 A m-1 B m} O 3m + 3. In the above formula, m is an integer of 1 to 5, A
Is any of Bi, Ca, Sr, Ba, Pb, Na, K and rare earth elements (including Sc and Y);
Is any of Ti, Ta and Nb. Specifically, Bi ₄ Ti ₃ O ₁₂ , SrBi ₂ Ta ₂ O ₉ , SrB
i ₂ Nb ₂ O _{9 and the} like. In the present invention, any of these compounds may be used, or a solid solution thereof may be used.

【００５２】本発明に用いることが好ましいペロブスカ
イト型化合物は、相転移温度が２００℃以上でかつ誘電
率が高いものが好ましくＮａＮｂＯ₃ 、ＫＮｂＯ₃ 、Ｋ
ＴａＯ₃ 、ＣｄＨｆＯ₃ 、ＣｄＺｒＯ₃ 、ＢｉＦｅＯ
₃ 、Ｂｉ系ペロブスカイト化合物などであり、より好ま
しいものはＣｄＨｆＯ₃ である。The perovskite compound preferably used in the present invention preferably has a phase transition temperature of 200 ° C. or higher and a high dielectric constant, and is preferably NaNbO ₃ , KNbO ₃ , K
TaO ₃ , CdHfO ₃ , CdZrO ₃ , BiFeO
₃ , Bi-based perovskite compounds and the like, and more preferred is CdHfO ₃ .

【００５３】(B) タングステンブロンズ型材料として
は、強誘電体材料集のLandoit-Borenstein Vol. 16記載
のタングステンブロンズ型材料が好ましい。タングステ
ンブロンズ型材料は、一般に化学式Ａ_yＢ₅Ｏ₁₅ で表さ
れる。ここで、ＡおよびＢは各々陽イオンを表す。Ａは
Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂ、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｒ
ｂ、Ｔｌ、Ｂｉ、希土類およびＣｄから選ばれた１種以
上であることが好ましく、ＢはＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｗ、ＦｅおよびＮｉから選ばれた１種以上で
あることが好ましい。(B) As the tungsten bronze type material, a tungsten bronze type material described in Landoit-Borenstein Vol. 16 in the collection of ferroelectric materials is preferable. Tungsten bronze type materials are generally represented by the chemical formula A _y B ₅ O ₁₅ . Here, A and B each represent a cation. A is Mg, Ca, Ba, Sr, Pb, K, Na, Li, R
b, Tl, Bi, at least one selected from rare earths and Cd, and B is Ti, Zr, Ta, N
It is preferably at least one selected from b, Mo, W, Fe and Ni.

【００５４】こうしたタングステンブロンズ型化合物に
おける比率Ｏ／Ｂは、１５／５に限定されるものではな
い。タングステンブロンズ材料によっては、酸素欠陥ま
たは酸素過剰で安定したタングステンブロンズ構造を組
むものがあるので、比率Ｏ／Ｂにおいては、通常、２．
６〜３．４程度である。The ratio O / B in such a tungsten bronze type compound is not limited to 15/5. Since some tungsten bronze materials form a stable tungsten bronze structure with oxygen vacancies or oxygen excess, the ratio O / B is usually 2.
It is about 6 to 3.4.

【００５５】具体的には、（Ｂａ，Ｐｂ）Ｎｂ₂Ｏ₆ 、
ＰｂＮｂ₂ Ｏ₆ 、ＰｂＴａ₂Ｏ₆ 、ＰｂＮｂ₄Ｏ₁₁、Ｐｂ
Ｎｂ₂Ｏ₆ （ニオブ酸鉛）、ＳＢＮ（ニオブ酸ストロン
チウムバリウム）、Ｂａ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＬｉＮｂ
₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＡｇＮｂ₅Ｏ₁₅、Ｂａ₂ＲｂＮｂ₅Ｏ₁₅ 、
ＳｒＮｂ₂Ｏ₆ 、ＢａＮｂ₂Ｏ₆ 、Ｓｒ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅、
Ｓｒ₂ＬｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂Ｒｂ
Ｎｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₃Ｎｂ ₁₀Ｏ₂₈ 、Ｂｉ₃Ｎｄ₁₇Ｏ₄₇ 、Ｋ
₃Ｌｉ₂Ｎｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｋ₂ＲＮｂ₅Ｏ₁₅ （Ｒ：Ｙ、Ｌａ、
Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈ
ｏ）、Ｋ₂ＢｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＴｌＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ
₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 等のタングステン
ブロンズ型酸化物などおよびこれらの固溶体等が好まし
く、特に、ＳＢＮ〔（Ｂａ，Ｓｒ）Ｎｂ₂ Ｏ₆ 〕やＢａ
₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＬｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｂａ₂ＡｇＮｂ₅
Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₁₅ 、Ｓｒ₂ＬｉＮｂ₅Ｏ₁₅ 、
Ｓｒ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅ が好ましい。Specifically, (Ba, Pb) Nb_TwoO₆ ,
PbNb_Two O₆ , PbTa_TwoO₆ , PbNb_FourO₁₁, Pb
Nb_TwoO₆ (Lead niobate), SBN (stron niobate)
Barium), Ba_TwoKNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoLiNb
_FiveO_Fifteen , Ba_TwoAgNb_FiveO_Fifteen, Ba_TwoRbNb_FiveO_Fifteen ,
SrNb_TwoO₆ , BaNb_TwoO₆ , Sr_TwoNaNb_FiveO_Fifteen,
Sr_TwoLiNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoKNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoRb
Nb_FiveO_Fifteen , Ba_ThreeNb _TenO₂₈ , Bi_ThreeNd₁₇O₄₇ , K
_ThreeLi_TwoNb_FiveO_Fifteen , K_TwoRNb_FiveO_Fifteen (R: Y, La,
Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, H
o), K_TwoBiNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoTlNb_FiveO_Fifteen , Ba
_TwoNaNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoKNb_FiveO_Fifteen Etc. Tungsten
Bronze-type oxides and their solid solutions are preferred.
Especially, SBN [(Ba, Sr) Nb_Two O₆ ] Or Ba
_TwoKNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoLiNb_FiveO_Fifteen , Ba_TwoAgNb_Five
O_Fifteen , Sr_TwoNaNb_FiveO_Fifteen , Sr_TwoLiNb_FiveO_Fifteen ,
Sr_TwoKNb_FiveO_Fifteen Is preferred.

【００５６】(C) ＹＭｎＯ₃ 系材料は、化学式ＲＭｎＯ
₃ で表せる。Ｒは希土類元素（ＳｃおよびＹを含む）か
ら選ばれた１種以上であることが好ましい。ＹＭｎＯ₃
系材料における比率Ｒ／Ｍｎは、好ましくは０．８〜
１．２であり、より好ましくは０．９〜１．１である。
このような範囲にすることにより、絶縁性を確保するこ
とができ、また結晶性を改善することが可能になるた
め、強誘電特性を改善することができる。これに対し、
比率Ｒ／Ｍｎが０．８未満、１．２をこえる範囲では、
結晶性が低下する傾向がある。また特に、比率Ｒ／Ｍｎ
が１．２をこえる範囲では、強誘電性が得られず、常誘
電的特性になる傾向があり、分極を利用した素子への応
用が不可能になってくることがある。このようなＲ／Ｍ
ｎは、成膜条件を制御することによって実現する。な
お、Ｒ／Ｍｎは、蛍光Ｘ線分析法から求めることができ
る。(C) The YMnO ₃ material has the chemical formula RMnO
It can be expressed by ₃ . R is preferably at least one selected from rare earth elements (including Sc and Y). YMnO ₃
The ratio R / Mn in the system material is preferably from 0.8 to
1.2, and more preferably 0.9 to 1.1.
With such a range, the insulating property can be ensured, and the crystallinity can be improved. Therefore, the ferroelectric characteristics can be improved. In contrast,
When the ratio R / Mn is less than 0.8 and more than 1.2,
Crystallinity tends to decrease. In particular, the ratio R / Mn
When the ratio exceeds 1.2, ferroelectricity cannot be obtained, and there is a tendency to have paraelectric characteristics, so that application to a device using polarization may become impossible. Such R / M
n is realized by controlling the film forming conditions. In addition, R / Mn can be determined by X-ray fluorescence analysis.

【００５７】本発明に用いることが好ましいＹＭｎＯ₃
系材料は、結晶構造が六方晶系のものである。ＹＭｎＯ
₃ 系材料は、六方晶系の結晶構造を持つものと斜方晶系
の結晶構造を持つものとが存在する。相転移の効果を得
るためには、六方晶系の結晶材料が好ましい。具体的に
は、組成が実質的にＹＭｎＯ₃ 、ＨｏＭｎＯ₃ 、ＥｒＭ
ｎＯ₃ 、ＹｂＭｎＯ₃ 、ＴｍＭｎＯ₃ 、ＬｕＭｎＯ₃ で
あるものか、これらの固溶体などである。YMnO ₃ preferably used in the present invention
The system material has a hexagonal crystal structure. YMnO
_{The three-} system materials include those having a hexagonal crystal structure and those having an orthorhombic crystal structure. In order to obtain a phase transition effect, a hexagonal crystal material is preferable. Specifically, the composition is substantially YMnO ₃ , HoMnO ₃ , ErM
nO ₃ , YbMnO ₃ , TmMnO ₃ , LuMnO ₃ , or a solid solution thereof.

【００５８】誘電体厚膜の抵抗率としては、１０⁸ Ω・
cm以上、特に１０¹⁰〜１０¹⁸ Ω・cm程度である。また
比較的高い誘電率を有する物質であることが好ましく、
その誘電率εとしては、好ましくはε＝１００〜２００
００、特に５００〜１０００程度である。膜厚として
は、５〜５０μm が好ましく、１０〜３０μm が特に好
ましい。The resistivity of the dielectric thick film is 10 ⁸ Ω ·
cm or more, particularly about 10 ¹⁰ to 10 ¹⁸ Ω · cm. It is also preferable that the material has a relatively high dielectric constant,
As the dielectric constant ε, preferably ε = 100 to 200
00, especially about 500 to 1000. The film thickness is preferably from 5 to 50 μm, particularly preferably from 10 to 30 μm.

【００５９】絶縁層厚膜の形成方法は、特に限定され
ず、５〜５０μm 厚の膜が比較的容易に得られる方法が
良いが、ゾルゲル法、印刷焼成法などが好ましい。The method for forming the insulating layer thick film is not particularly limited, and a method in which a film having a thickness of 5 to 50 μm can be obtained relatively easily is preferable, but a sol-gel method, a printing and baking method and the like are preferable.

【００６０】印刷焼成法による場合には、材料の粒度を
適当に揃え、バインダーと混合し、適当な粘度のペース
トとする。このペーストを基板上にスクリーン印刷法に
より形成し、乾燥させる。このグリーンシートを適当な
温度で焼成し、厚膜を得る。In the case of the printing and baking method, the particle size of the material is appropriately adjusted and mixed with a binder to obtain a paste having an appropriate viscosity. This paste is formed on a substrate by a screen printing method and dried. The green sheet is fired at an appropriate temperature to obtain a thick film.

【００６１】得られた厚膜表面は、凹凸や穴が１μm 以
上と大きい場合、必要に応じ、研磨または、平坦化層を
その上に形成して、平坦性を向上させることが好まし
い。When the surface of the obtained thick film has irregularities or holes as large as 1 μm or more, it is preferable to improve the flatness by polishing or forming a flattening layer thereon if necessary.

【００６２】無機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素
子の発光層に用いられる材料としては、赤色発光を得る
材料として、ＺｎＳ、Ｍｎ／ＣｄＳＳｅ等、緑色発光を
得る材料として、ＺｎＳ：ＴｂＯＦ、ＺｎＳ：Ｔｂ等、
青色発光を得るための材料として、ＳｒＳ：Ｃｅ、（Ｓ
ｒＳ：Ｃｅ／ＺｎＳ）ｎ、ＣａＣａ₂Ｓ₄：Ｃｅ、ＳｒＧ
ａ₂Ｓ₄：Ｃｅ等を挙げることができる。また、白色発光
を得るものとして、ＳｒＳ：Ｃｅ／ＺｎＳ：Ｍｎ等が知
られている。As a material used for a light emitting layer of an inorganic EL (electroluminescence) element, ZnS, Mn / CdSSe, etc., for emitting red light, ZnS: TbOF, ZnS: Tb, etc. for emitting green light.
As a material for obtaining blue light emission, SrS: Ce, (S
rS: Ce / ZnS) n, CaCa ₂ S ₄ : Ce, SrG
a ₂ S ₄ : Ce and the like. Further, SrS: Ce / ZnS: Mn and the like are known as ones that obtain white light emission.

【００６３】本発明では、このようなＥＬ素子の蛍光薄
膜に用いれる材料として、II族−硫黄化合物、II族−II
I族−硫黄化合物または希土類硫化物とは、主にＳｒＳ
に代表されるII−Ｓ系化合物または、主にＳｒＧａ₂Ｓ₄
に代表されるII−III₂−S₄系化合物（II＝Zn、Cd、C
a、Mg、Be、Sr、Ba、希土類、III＝Ｂ、Al、Ga、In、T
l）または、Ｙ₂Ｓ₃などの希土類硫化物、およびこれら
の化合物を用いた複数成分の組み合わせの混晶または混
合化合物が好ましい。In the present invention, as a material used for such a fluorescent thin film of an EL device, a group II-sulfur compound, a group II-II
Group I-sulfur compounds or rare earth sulfides are mainly SrS
II-S compounds represented by or mainly SrGa ₂ S ₄
II-III ₂ -S ₄ compounds (II = Zn, Cd, C
a, Mg, Be, Sr, Ba, rare earth, III = B, Al, Ga, In, T
l) Or a rare earth sulfide such as Y ₂ S ₃ and a mixed crystal or a mixed compound of a combination of a plurality of components using these compounds are preferable.

【００６４】これらの化合物の組成比は厳密に上記した
値をとるのではなく、それぞれの元素に関してある程度
の固溶限を有している。従って、その範囲の組成比であ
ればよい。The composition ratio of these compounds does not exactly take the above-mentioned values, but has a certain solid solubility limit for each element. Therefore, the composition ratio may be within the range.

【００６５】通常、ＥＬ蛍光体薄膜は、母体材料に発光
中心を添加する。発光中心は、既存の遷移金属、希土類
を既存の量、添加すればよい。例えば、Ｃｅ，Ｅｕなど
の希土類、Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｂｉ，Ａｇ
などを金属または硫化物の形で原料に添加する。添加量
は、原料と形成される薄膜で異なるので、薄膜が既存の
添加量となるように原料の組成を調整する。Usually, an EL phosphor thin film has a luminescent center added to a base material. The emission center may be added with an existing transition metal or rare earth in an existing amount. For example, rare earths such as Ce and Eu, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Bi, Ag
Is added to the raw material in the form of metal or sulfide. Since the amount of addition differs depending on the raw material and the thin film to be formed, the composition of the raw material is adjusted so that the thin film has an existing addition amount.

【００６６】これらの材料でＥＬ蛍光体薄膜を形成する
方法としては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲ
ル法、印刷焼成法など既存の方法を用いればよい。As a method for forming an EL phosphor thin film from these materials, existing methods such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and baking method may be used.

【００６７】発光層の膜厚としては、特に制限されるも
のではないが、厚すぎると駆動電圧が上昇し、薄すぎる
と発光効率が低下する。具体的には、蛍光材料にもよる
が、好ましくは１００〜１０００nm、特に１５０〜７０
０nm程度である。The thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but if it is too thick, the driving voltage increases, and if it is too thin, the luminous efficiency decreases. Specifically, although it depends on the fluorescent material, it is preferably 100 to 1000 nm, particularly 150 to 70 nm.
It is about 0 nm.

【００６８】高輝度の硫化物蛍光体薄膜を得るために、
必要に応じて、形成しようとする組成の硫化物蛍光体を
６００℃以上の高い温度で形成したり、６００℃以上の
高い温度でアニールすることが好ましい。特に高輝度の
青色蛍光体を得るためには、高温プロセスが有効であ
る。本発明の無機ＥＬ用誘電体厚膜はこのような高温プ
ロセスに耐えることができる。In order to obtain a high-luminance sulfide phosphor thin film,
If necessary, it is preferable to form a sulfide phosphor having a composition to be formed at a high temperature of 600 ° C. or higher, or to anneal at a high temperature of 600 ° C. or higher. In particular, a high-temperature process is effective for obtaining a high-luminance blue phosphor. The dielectric thick film for inorganic EL of the present invention can withstand such a high temperature process.

【００６９】本発明のＥＬ素子は、上記電極層と蛍光薄
膜（発光層）との間に、第二の絶縁層を有し、前述した
ように、第一の厚膜による絶縁層のキャパシター容量C1
と、第二の薄膜による絶縁層のキャパシター容量C2の関
係が１．５＞Ｃ１／Ｃ２＞０．５になるように第二の絶
縁層薄膜を形成する。The EL device of the present invention has a second insulating layer between the above-mentioned electrode layer and the fluorescent thin film (light emitting layer), and as described above, the capacitance of the first thick film insulating layer. C1
And the second insulating layer thin film is formed such that the relationship between the capacitor capacity C2 of the insulating layer and the second thin film satisfies 1.5> C1 / C2> 0.5.

【００７０】第二の薄膜絶縁層の構成材料としては、例
えば酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、窒化シリコン（Ｓｉ
Ｎ）、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）、チタン酸ストロンチ
ウム（ＳｒＴｉＯ₃）、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）、
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、チタン酸鉛（Ｐｂ
ＴｉＯ₃）、ジルコニア（Ｚｒ₂Ｏ₃ ）、シリコンオキシ
ナイトライド（ＳｉＯＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）、
ニオブ酸鉛（ＰｂＮｂＯ₃）等およびこれらの多層また
は混合薄膜を挙げることができるが、第一の厚膜絶縁層
のキャパシター容量が大きいため、それに合わせるため
には、誘電率の大きな材料を用いることが好ましい。ま
た、絶縁耐圧に優れる薄膜を薄くして用いることによっ
て大きなキャパシター容量を得ても良い。第二の薄膜絶
縁層の誘電率としては、好ましくはε＝１５〜１０００
程度である。The constituent material of the second thin film insulating layer is, for example, silicon oxide (SiO ₂ ), silicon nitride (Si
N), tantalum oxide (Ta ₂ O ₅ ), strontium titanate (SrTiO ₃ ), yttrium oxide (Y ₂ O ₃ ),
Barium titanate (BaTiO ₃ ), lead titanate (Pb
TiO ₃ ), zirconia (Zr ₂ O ₃ ), silicon oxynitride (SiON), alumina (Al ₂ O ₃ ),
Lead niobate (PbNbO ₃ ) and the like or a multilayer or a mixed thin film thereof can be mentioned. However, since the capacitor capacity of the first thick-film insulating layer is large, a material having a large dielectric constant should be used in order to match it. Is preferred. Further, a large capacitor capacity may be obtained by using a thin film having excellent withstand voltage. The dielectric constant of the second thin film insulating layer is preferably ε = 15 to 1000
It is about.

【００７１】このうち、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
₃ ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃ ）、チタ
ン酸ストロンチウムバリウム（Ｂａ_1-xＳｒ_xＴｉＯ₃ ）
（ＢＳＴ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃ ）、ニオブ酸鉛
（ＰｂＮｂＯ₃ ）などが誘電率が大きく好ましい。特に
誘電率の大きい材料は、強誘電体相転移を持つことが多
く、そのため、ＢａＴｉＯ₃ 単体、ＳｒＴｉＯ₃ 単体で
は、誘電率の温度特性が悪い。実験の結果、チタン酸ス
トロンチウムバリウム（Ｂａ_1-xＳｒ_xＴｉＯ₃）を用い
るとは、ＥＬ発光の温度特性を改善することが明らかと
なった。ｘの組成により、第二絶縁層のキャパシター容
量の温度特性を調整できるためと考えられる。ｘの値
は、０．５から０．８の範囲が好ましい。ＥＬパネルに
おいて絶縁膜の誘電率の温度特性が大きいと輝度コント
ロール、カラー調整が難しくなる。Of these, barium titanate (BaTiO 3)
₃ ), strontium titanate (SrTiO ₃ ), barium strontium titanate (Ba _1-x Sr _x TiO ₃ )
(BST), lead titanate (PbTiO ₃ ), lead niobate (PbNbO ₃ ), or the like is preferable because of its large dielectric constant. In particular, a material having a large dielectric constant often has a ferroelectric phase transition. Therefore, BaTiO ₃ alone or SrTiO ₃ alone has poor dielectric constant temperature characteristics. As a result of the experiment, it was found that using strontium barium titanate (Ba _1-x Sr _x TiO ₃ ) improves the temperature characteristics of EL light emission. It is considered that the temperature characteristics of the capacitor capacity of the second insulating layer can be adjusted by the composition of x. The value of x preferably ranges from 0.5 to 0.8. If the temperature characteristic of the dielectric constant of the insulating film is large in the EL panel, it is difficult to control the brightness and adjust the color.

【００７２】また、Ｔａ₂Ｏ₅ は耐圧に優れているた
め、比較的薄い膜厚で用いることができ、誘電率が２５
程度と比較的大きいため、厚膜絶縁層のキャパシター容
量にあわせ易く、また室温付近で温度特性が小さいた
め、好ましい。Ｔａ₂Ｏ₅ を用いた場合の膜厚は、従来
の２００nmから３００nmで用いられていたが、本発明で
は、１００nm程度以下の膜厚で用いることが好ましい。Further, since Ta ₂ O ₅ has excellent withstand voltage, it can be used in a relatively thin film thickness and has a dielectric constant of 25.
Since it is relatively large, it is easy to adjust to the capacitor capacity of the thick insulating layer, and the temperature characteristics are small near room temperature, which is preferable. The film thickness in the case of using Ta ₂ O ₅ has been conventionally used from 200 nm to 300 nm, but in the present invention, it is preferable to use a film thickness of about 100 nm or less.

【００７３】さらにアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃ ）は、誘電率
が８程度と低いが、他の材料に比べると絶縁耐圧に優
れ、薄い膜厚で大きなキャパシター容量が得られること
から好ましい。Alumina (Al ₂ O ₃ ) has a low dielectric constant of about 8, but is preferable because it has a higher dielectric strength than other materials and a large capacitance can be obtained with a thin film thickness.

【００７４】これらの材料で絶縁層を形成する方法とし
ては、蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、印
刷焼成法など既存の方法を用いればよい。この場合の材
料の誘電率により、絶縁層の膜厚は適宜設定するが、薄
膜の絶縁耐圧、形成可能範囲から、５０〜５０００nm、
好ましくは、１００〜２０００nm程度が良い。薄膜は結
晶化膜、アモルファス膜、配向膜、エピタキシャル膜の
いずれであっても良い。As a method for forming an insulating layer from these materials, existing methods such as a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, a sol-gel method, and a printing and baking method may be used. In this case, the thickness of the insulating layer is appropriately set according to the dielectric constant of the material.
Preferably, about 100 to 2000 nm is good. The thin film may be any of a crystallized film, an amorphous film, an alignment film, and an epitaxial film.

【００７５】また、必要により絶縁層を形成した後、さ
らに他の材料を用いて絶縁層を２重に形成してもよい。
この場合も２重薄膜の合計キャパシター容量が第一の厚
膜のキャパシター容量と等しくする。After the insulating layer is formed, if necessary, another insulating material may be used to form a double insulating layer.
Also in this case, the total capacitance of the double thin film is equal to the capacitance of the first thick film.

【００７６】さらにこの絶縁層上には、電極層が形成さ
れる。電極層材料はすでに述べた電極材料が好ましい。
発光光を取り出すには、所定の発光波長域で透光性を有
する透明電極であることが好ましい。この場合、Ｚｎ
Ｏ、ＩＴＯなどの透明電極を用いることが特に好まし
い。Further, an electrode layer is formed on the insulating layer. The electrode layer material is preferably the electrode material described above.
In order to extract emitted light, it is preferable that the transparent electrode has a light-transmitting property in a predetermined emission wavelength region. In this case, Zn
It is particularly preferable to use a transparent electrode such as O or ITO.

【００７７】このような方法により、本発明のＥＬ素子
を構成すると従来に比べ輝度を大きく向上させることが
できる。特に、従来輝度が不足していた青色蛍光体の特
性を大幅に向上できるため、フルカラーのＥＬディスプ
レーが実現可能となる。When the EL element of the present invention is constructed by such a method, the luminance can be greatly improved as compared with the conventional one. In particular, since the characteristics of the blue phosphor, which has conventionally lacked luminance, can be greatly improved, a full-color EL display can be realized.

【００７８】[0078]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。 ＜実施例１＞図１に本発明のＥＬ素子の実施例を説明す
るための素子構造を示す。基板１、厚膜絶縁層２とも同
じ材料、すなわち、チップコンデンサ材料であるＢａＴ
ｉＯ ₃ 系の誘電体材料誘電率５０００のものまたは誘電
率２０００を用い、下部電極５としてＰｄ電極を用い
た。作製は、基板１のシートを作製し、この上に下部電
極５、厚膜絶縁層２をスクリーン印刷してグリーンシー
トとし、同時に焼成した。表面は、研磨し、３０μm 厚
の厚膜第一絶縁層付き基板を得た。ＥＬ素子としたとき
の電極面積換算で、厚膜絶縁層のみのキャパシター容量
は誘電率５０００のもので、３nF、誘電率２０００のも
ので、１．２nFであった。The present invention will now be described by way of specific examples.
Will be described in more detail. <Embodiment 1> FIG. 1 illustrates an embodiment of an EL device of the present invention.
1 shows an element structure for performing the following. Same for substrate 1 and thick insulating layer 2
Material, that is, BaT which is a chip capacitor material
iO _Three Based dielectric material with dielectric constant of 5000 or dielectric
Using a Pd electrode as the lower electrode 5 at a rate of 2000
Was. For production, a sheet of the substrate 1 is produced, and a lower electrode is placed thereon.
Screen printing of pole 5, thick insulating layer 2
And fired at the same time. Surface polished, 30μm thick
Was obtained. When an EL element is used
Capacitance of thick insulating layer only
Has a dielectric constant of 5000, 3 nF and a dielectric constant of 2000
Therefore, it was 1.2 nF.

【００７９】この上に、基板温度を２００℃とし、ＥＢ
蒸着法によりＺｎＳ：Ｍｎ蛍光体薄膜（発光層）３を
０．６μm 形成した、６００℃、真空中で１０分間アニ
ールした。Further, the substrate temperature was set to 200 ° C.
A ZnS: Mn phosphor thin film (light emitting layer) 3 having a thickness of 0.6 μm was formed by a vapor deposition method, and annealed at 600 ° C. in a vacuum for 10 minutes.

【００８０】さらに、第二絶縁層薄膜４を蛍光体薄膜上
に形成した。第二絶縁層薄膜４には、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃
Ｎ₄ 、Ａｌ₂Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ 、Ｔａ₂Ｏ₅ 、ＢａＴｉＯ
₃ 、ＢＳＴを用い、膜厚を変化させて、第二絶縁層薄膜
のキャパシター容量の異なるＥＬ素子を作製した。第二
絶縁層薄膜４の上にＩＴＯ酸化物ターゲットを用いＲＦ
マグネトロンスパッタリング法により、基板温度２５０
℃で、膜厚２００nmのＩＴＯ透明電極６を形成し、ＥＬ
素子を完成した。得られた構造のＰｄ電極、ＩＴＯ透明
電極から電極を引き出し、１KHzのパルス幅４０μｓの
電界を印加することにより、発光特性を評価した。Further, a second insulating layer thin film 4 was formed on the phosphor thin film. SiO ₂ , Si ₃
N ₄ , Al ₂ O ₃ , ZrO ₂ , Ta ₂ O ₅ , BaTiO
_3. EL devices having different capacitor capacities of the second insulating layer thin film were manufactured by changing the film thickness using BST. RF using an ITO oxide target on the second insulating layer thin film 4
By magnetron sputtering, substrate temperature 250
At 200 ° C., an ITO transparent electrode 6 having a thickness of 200 nm is formed and EL
The device was completed. The light-emitting characteristics were evaluated by extracting the electrodes from the Pd electrode and the ITO transparent electrode having the obtained structure, and applying an electric field of 1 KHz and a pulse width of 40 μs.

【００８１】図１０に第一の厚膜絶縁層として上記１．
２nFの容量Ｃ１を有するものを用い、第二絶縁層薄膜の
材料としてＴａ₂Ｏ₅ を用い、膜厚を変化させて、第二
絶縁層のキャパシター容量Ｃ２を変えた場合のＣ１／Ｃ
２値と輝度を示す。FIG. 10 shows a first thick film insulating layer as described in 1.A.
A capacitor having a capacitance C1 of 2 nF, using Ta ₂ O ₅ as the material of the second insulating layer thin film, changing the film thickness, and changing the capacitor capacitance C2 of the second insulating layer to C1 / C
Shows binary and luminance.

【００８２】このグラフから明らかなように、Ｃ１／Ｃ
２値が１で輝度のピークが見られる。さらに、表１に第
二絶縁層薄膜の材料、膜厚、キャパシターと輝度を示
す。As is clear from this graph, C1 / C
When the binary value is 1, a luminance peak is observed. Further, Table 1 shows the material, thickness, capacitor, and luminance of the second insulating layer thin film.

【００８３】[0083]

【表１】 [Table 1]

【００８４】この表からも明らかなように、Ｃ１／Ｃ２
を１制御すなわち、第一の厚膜絶縁層と第二の薄膜絶縁
層とのキャパシター容量を一致させることにより、高輝
度化することが分かる。As is clear from this table, C1 / C2
It can be seen that the brightness is increased by controlling the capacitance of the first thick-film insulating layer and the capacitor of the second thin-film insulating layer to the same value.

【００８５】＜実施例２＞実施例１と同様にして、青色
蛍光体、すなわち、ＳｒＳ：Ｃｅ膜を用いたＥＬ素子を
作製した。ＳｒＳ：Ｃｅの形成、アニールはＨ₂Ｓ雰囲
気中で行った。この場合第一の厚膜絶縁層に誘電率５０
００のものを用い、第二の薄膜絶縁層にＢＳＴ系の誘電
体材料（Ｂａ_0.3Ｓｒ_0.7ＴｉＯ₃ ）を用い、第二絶縁層
の等価容量が３nFになるように形成し、ＥＬ輝度特性を
調べた。両極性の電源パルスに対し、対称な輝度−時間
特性が得られ、最高輝度は、８００cd／m₂ が得られ
た。また、０から８０℃における発光しきい電圧の変化
は、１０％であった。比較例として、第二の薄膜絶縁層
にＢａＴｉＯ₃ 単体を用いたときは、最高輝度３００cd
／m² 、温度特性は３０％であった。比較例ではＣ１／
Ｃ２値が３であり、第一と第二の絶縁層容量が大きく異
なるため高輝度化しない。また、温度特性もＢａＴｉＯ
₃ 単体を用いているため、３０％と悪い。Example 2 An EL device using a blue phosphor, that is, an SrS: Ce film was manufactured in the same manner as in Example 1. The formation and annealing of SrS: Ce were performed in an H ₂ S atmosphere. In this case, the first thick insulating layer has a dielectric constant of 50.
00, using a BST-based dielectric material (Ba _0.3 Sr _0.7 TiO ₃ ) for the second thin-film insulating layer so that the equivalent capacitance of the second insulating layer is 3 nF, and the EL luminance characteristic is improved. Examined. A symmetrical luminance-time characteristic was obtained with respect to a bipolar power pulse, and the maximum luminance was 800 cd / m ₂ . The change in the light emission threshold voltage from 0 to 80 ° C. was 10%. As a comparative example, when BaTiO ₃ alone was used for the second thin film insulating layer, the maximum luminance was 300 cd
/ M ² , and the temperature characteristic was 30%. In the comparative example, C1 /
Since the C2 value is 3 and the first and second insulating layer capacitances are significantly different, the luminance does not increase. Further, the temperature characteristic is BaTiO.
₃ Because it is a simple substance, it is bad at 30%.

【００８６】[0086]

【発明の効果】以上から明らかなように、厚膜を用いた
ＥＬ素子において、第二の薄膜絶縁層は重要であり、発
光特性に優れ、特に、多色ＥＬ素子やフルカラーＥＬ素
子を形成する際には、Ｃ１／Ｃ２値を１とすることによ
り、高輝度で、絶縁破壊が全くなく、再現性の良いＥＬ
素子が得られる。また、第二絶縁層にＢＳＴ薄膜を用い
ると、温度特性に優れるＥＬ素子が得られ実用的価値が
大きい。As is apparent from the above description, in the EL device using a thick film, the second thin film insulating layer is important and has excellent light-emitting characteristics, and particularly forms a multicolor EL device and a full-color EL device. In this case, by setting the C1 / C2 value to 1, EL having high luminance, no dielectric breakdown, and good reproducibility can be obtained.
An element is obtained. Also, when a BST thin film is used for the second insulating layer, an EL element having excellent temperature characteristics can be obtained, and the practical value is large.

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

【図１】本発明の厚膜タイプ２重絶縁層型ＥＬ素子構造
の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a thick-film type double-insulation-layer type EL device structure of the present invention.

【図２】本発明の他の厚膜タイプ２重絶縁層型ＥＬ素子
構造の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of another thick film type double insulating layer type EL device structure of the present invention.

【図３】印加したパルスを示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing applied pulses.

【図４】印加したパルスに対する無機ＥＬの発光輝度を
示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing emission luminance of an inorganic EL with respect to an applied pulse.

【図５】印加したパルスに対する無機ＥＬの発光輝度を
示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing emission luminance of an inorganic EL with respect to an applied pulse.

【図６】印加したパルスに対する無機ＥＬの発光輝度を
示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing emission luminance of an inorganic EL with respect to an applied pulse.

【図７】従来の薄膜タイプ２重絶縁層型ＥＬ素子構造の
概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a conventional thin film type double insulating layer type EL element structure.

【図８】従来の厚膜タイプ２重絶縁層型ＥＬ素子構造の
概略断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of a conventional thick film type double insulating layer type EL element structure.

【図９】従来の厚膜タイプ２重絶縁層型ＥＬ素子構造の
概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a conventional thick film type double insulating layer type EL element structure.

【図１０】膜厚を変化させて、第二絶縁層のキャパシタ
ー容量を変えた場合のＣ１／Ｃ２値と輝度との関係を示
したグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the C1 / C2 value and the luminance when the capacitance of the second insulating layer is changed by changing the film thickness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 基板 ２ 第１の絶縁層（誘電体層） ３ 蛍光体薄膜（発光層） ４ 第２の絶縁層（誘電体層） ５ 下部電極 ６ 上部電極（透明電極） Reference Signs List 1 substrate 2 first insulating layer (dielectric layer) 3 phosphor thin film (light emitting layer) 4 second insulating layer (dielectric layer) 5 lower electrode 6 upper electrode (transparent electrode)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２３Ｃ 14/30 Ｃ２３Ｃ 14/30 Ｂ 14/35 14/35 Ｚ (72)発明者 薄田 真人 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 森 匡見 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 高山 勝 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB04 AB11 BA06 CA02 CB01 DA05 DB01 DB02 DC01 DC02 EA02 EC01 EC03 4K029 AA04 AA24 BA43 BA44 BA50 BB02 BC07 BC09 CA01 CA05 DB21 DC39 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁷ Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C23C 14/30 C23C 14/30 B 14/35 14/35 Z (72) Inventor Masato Usuda Tokyo 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, TDK Corporation (72) Inventor Masami Mori Inside, 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Tokyo, Japan (72) Inventor Masaru Takayama, Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo 1-13-1 FDC term in TDK Corporation (reference) 3K007 AB02 AB04 AB11 BA06 CA02 CB01 DA05 DB01 DB02 DC01 DC02 EA02 EC01 EC03 4K029 AA04 AA24 BA43 BA44 BA50 BB02 BC07 BC09 CA01 CA05 DB21 DC39

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 第一の絶縁層と第二の絶縁層の間に発光
層を有する二重絶縁層型の無機ＥＬ素子であって、 前記第一の絶縁層の誘電率が５００以上であり、第一の
絶縁層のキャパシター容量C1と、第二の絶縁層のキャパ
シター容量C2の関係が１．５＞Ｃ１／Ｃ２＞０．５であ
る無機ＥＬ素子。1. A double insulating layer type inorganic EL device having a light emitting layer between a first insulating layer and a second insulating layer, wherein the dielectric constant of the first insulating layer is 500 or more. An inorganic EL element in which the relationship between the capacitance C1 of the first insulating layer and the capacitance C2 of the second insulating layer is 1.5> C1 / C2> 0.5. 【請求項２】 前記第一の絶縁層は、厚膜誘電体により
形成されている請求項１の無機ＥＬ素子。2. The inorganic EL device according to claim 1, wherein said first insulating layer is formed of a thick film dielectric. 【請求項３】 前記第二の絶縁層は、（Ｂａ_xＳｒ
_1-x ）ＴｉＯ₃ を主成分とする薄膜である請求項１の無
機ＥＬ素子。3. The method according to claim 2, wherein the second insulating layer comprises (Ba _x Sr)
_1-x ) The inorganic EL device according to claim 1, which is a thin film containing TiO ₃ as a main component. 【請求項４】 前記第二の絶縁層は、Ｔａ₂Ｏ₅ または
Ａｌ₂Ｏ₃ を主成分とする薄膜である請求項１の無機Ｅ
Ｌ素子。4. The inorganic E according to claim 1, wherein said second insulating layer is a thin film containing Ta ₂ O ₅ or Al ₂ O ₃ as a main component.
L element.