JPS62115694A - Thin film el device - Google Patents

Thin film el device

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Publication number
JPS62115694A
JPS62115694A JP60254123A JP25412385A JPS62115694A JP S62115694 A JPS62115694 A JP S62115694A JP 60254123 A JP60254123 A JP 60254123A JP 25412385 A JP25412385 A JP 25412385A JP S62115694 A JPS62115694 A JP S62115694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent electrode
electrode
transparent
thin film
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP60254123A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
雅博 西川
任田 隆夫
純 桑田
洋介 藤田
富造 松岡
阿部 惇
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

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 本発明はキャラクタやグラフィックなどの表示に用いる
薄膜EL素子に関するものであり、さらに詳しくは大画
面ELパネルの電極構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a thin film EL element used for displaying characters, graphics, etc., and more specifically to an electrode structure for a large screen EL panel.

従来の技術 従来より電場発光蛍光体を用いた固体映像表示装置とし
ては、X−Yマトリックス表示8置が知られている。こ
の装置は電場発光層の両面に水平平行電極群と垂直平行
電極群とを互いに直交するように配置し、それぞれの電
極群に接続された給電線により切換装置を通して信号を
加えて両電極の交点部分の電場発光層(以下Eし発光体
層と略称する)を発光させ(この交点の発光部分面を絵
素と称する)、発光絵素の組合せによって文字記号。
2. Description of the Related Art Conventionally, an eight-position XY matrix display is known as a solid-state image display device using an electroluminescent phosphor. In this device, a group of horizontal parallel electrodes and a group of vertical parallel electrodes are arranged perpendicularly to each other on both sides of an electroluminescent layer, and a signal is applied through a switching device using a feeder line connected to each electrode group, and a signal is applied to the intersection of both electrodes. The electroluminescent layer (hereinafter abbreviated as "E") of the part is made to emit light (the light-emitting part surface at this intersection is called a picture element), and a character symbol is created by combining the light-emitting picture elements.

図形等を表示させるものである。It displays figures, etc.

ここで用いられる固体映像表示板は、通常ガラスなどの
透光性基板上に透明平行電極群を形成し、その上に片側
あるいは両側に誘電体層を介してEL発光体層を順次積
層し、さらにその上に背面平行電極群を下層の透明平行
電極群に直交する配置で積層して形成する。各電極群に
は給電線への接続のために引出し端子が設けられる。
The solid-state image display panel used here usually has a group of transparent parallel electrodes formed on a transparent substrate such as glass, and EL light emitter layers are successively laminated on one or both sides of the electrode via a dielectric layer. Furthermore, a rear parallel electrode group is laminated thereon in an arrangement perpendicular to the lower layer transparent parallel electrode group. Each electrode group is provided with a lead terminal for connection to a power supply line.

一般にjA明平行電極群としては平滑なガラス基板上に
酸化錫を被着するなどにより形成される。
Generally, the jA bright parallel electrode group is formed by depositing tin oxide on a smooth glass substrate.

これに直交させて、対向する平行電極群がアルミニウム
の真空蒸着などにより形成される。これらのそれぞれの
電極群から給電線を引出すには、各電極群に設けられた
引出し端子へ給電線を接続することによっておこなう。
Orthogonally to this, a group of parallel electrodes facing each other is formed by vacuum evaporation of aluminum or the like. The feeder line is drawn out from each of these electrode groups by connecting the feeder line to a drawer terminal provided in each electrode group.

この場合、表示板の表示面積が大きくなるほど、あるい
は表示面積は同じでも表示面密度が大きくなって電極幅
が狭くなるほど透明平行電極の長さ方向の電気抵抗値が
大きくなり、電極の一端のみからの給電では電圧降下が
大きくなって、電極の長さ方向の発光強度に傾斜が生じ
、給電端から遠ざかる程輝度が低下し、表示画面中の輝
度が不均一になる。
In this case, as the display area of the display board becomes larger, or even if the display area is the same but the display surface density becomes larger and the electrode width becomes narrower, the electric resistance value in the length direction of the transparent parallel electrodes becomes larger. When feeding power, the voltage drop becomes large, and the emission intensity in the length direction of the electrode becomes sloped, and the brightness decreases as the distance from the power feeding end increases, making the brightness across the display screen non-uniform.

一般に電極の電気抵抗値は電極の抵抗率に比例し、断面
積に反比例する。したがって通常は電極幅が決まってい
るため、透明電極の抵抗値を下げるためには抵抗率を小
さくするか、電極を厚くするかの方法がある。このうち
、抵抗率を小さくするには限界があるため、たとえば抵
抗率の小さい金属薄膜を透明電極へ積層して透明電極の
抵抗値を下げている(特開昭60−131798号)。
Generally, the electrical resistance value of an electrode is proportional to its resistivity and inversely proportional to its cross-sectional area. Therefore, since the electrode width is usually fixed, there are ways to lower the resistance value of the transparent electrode by decreasing the resistivity or increasing the thickness of the electrode. Since there is a limit to reducing the resistivity, for example, a metal thin film with low resistivity is laminated on the transparent electrode to lower the resistance value of the transparent electrode (Japanese Patent Laid-Open No. 131798/1983).

また、透明電極の膜厚を厚くすることについては、透明
電極の端と上部背面電極との間で電界集中により絶縁破
壊が体重ずるのを防ぐため、透明電極の端部に急激な段
差をつけないように透明電極の端部をテーパ状にエツチ
ングして形成する提案もなされている。
In addition, in order to increase the thickness of the transparent electrode, in order to prevent dielectric breakdown from shifting due to electric field concentration between the edge of the transparent electrode and the upper back electrode, a sharp step is created at the edge of the transparent electrode. There has also been a proposal to form the transparent electrode by etching its end portion into a tapered shape to prevent this.

発明が解決しようとする問題点 このような従来の方法、たとえば金属薄膜を積層する方
法では、絶縁破壊の原因となる透明電極端部の段差につ
いては何ら解決されないばかりか、透明電極の透明度を
低下させる原因にもなる。また、透明電極の端部をテー
バ状にエツチングする方法では、薄膜EL索子基板全域
にわたって透明電極の端部に均一にテーパをつけること
は技術的に困難であった。
Problems to be Solved by the Invention These conventional methods, for example, the method of laminating thin metal films, do not solve the problem of the level difference at the end of the transparent electrode, which causes dielectric breakdown, and also reduce the transparency of the transparent electrode. It can also cause Furthermore, in the method of etching the ends of the transparent electrodes into a tapered shape, it is technically difficult to uniformly taper the ends of the transparent electrodes over the entire area of the thin film EL cable substrate.

本発明は上述の技術的課題を解決し、表示画面のi!!
度の均一化および透明電極端部での絶縁破壊の軽減をは
かり、大画面で高’IRa度の薄膜ELi子を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned technical problems, and the i! !
The purpose of this invention is to provide a thin film ELi element with a large screen and high IRa degree by making the temperature uniform and reducing dielectric breakdown at the end of the transparent electrode.

問題点を解決するための手段 本’51明は上記問題点を解決するため、互いに直交づ
゛る方向にマトリクス状に複数本配列されたストライプ
状の透明電極と背面電極との間に誘電体図を介して発光
体層が層設して形成されるとともに、前記透明電極は基
板上に形成されて成る簿税EL素子において、前記透明
電極のザくなくとも発光部分が第1の透明電極と、前記
第1の透明電極をおおうように前記第1の透明電極上に
積層して形成されて前記第1の透明電極より電極幅の大
ぎい第2の透明電極とからなる構成にしたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the book '51 Akira uses a dielectric material between the back electrode and the striped transparent electrodes arranged in a matrix in directions orthogonal to each other. As shown in the figure, in the EL element in which a light-emitting layer is layered and the transparent electrode is formed on a substrate, at least the light-emitting portion of the transparent electrode is connected to the first transparent electrode. and a second transparent electrode that is laminated on the first transparent electrode so as to cover the first transparent electrode and has a larger electrode width than the first transparent electrode. It is.

作用 上記構成のように、第1の透明電極と第2の透明電極と
を積層して形成づることにより、透明電極の膜厚が大き
くなって電気抵抗値が小さくなり、しかも第2の透明電
極の電極幅が第1の透明電極の市外輪より大きいため、
第1の透明電極の端部の段差形状は全体か第2の透明電
極でカバーされることて緩和8れ、したがって透明電極
として端部の段差形状はゆるやかなものとなり、透明電
極の段差に起因する絶縁破壊は発生しにくくなる。
Effect As in the above configuration, by laminating and forming the first transparent electrode and the second transparent electrode, the film thickness of the transparent electrode becomes large and the electrical resistance value becomes small. Since the electrode width is larger than the outer ring of the first transparent electrode,
The step shape at the end of the first transparent electrode is relaxed because it is entirely covered by the second transparent electrode, and therefore, the step shape at the end of the transparent electrode becomes gentle. dielectric breakdown is less likely to occur.

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
1図は本発明の素子の一実施例を説明づるための図であ
る。第1図において、11はこの実施例の薄膜EL木子
で、絶縁性基板12の上に、第1の透明電極13a、第
2の透明電極13bからなる透明電極13が形成され、
その上に第1誘電体層14が積層されて形成されている
。さらにその上に順次EL光光体1i115、第2誘電
体層16および背面電極17が形成されている。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the element of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 is a thin film EL panel of this embodiment, in which a transparent electrode 13 consisting of a first transparent electrode 13a and a second transparent electrode 13b is formed on an insulating substrate 12.
A first dielectric layer 14 is laminated thereon. Furthermore, an EL light beam 1i115, a second dielectric layer 16, and a back electrode 17 are formed in this order.

絶縁性基板12にはガラス、アルミナまたはフォルステ
ライトなど通常の薄膜用基板を用いることができる。
As the insulating substrate 12, a normal thin film substrate such as glass, alumina, or forsterite can be used.

透明電極13は酸化すず(SnO2)や酸化インジウム
(Ins+05>のような透明4 M性膜で形成し、背
面電極17はアルミニウム(八ρ)、白金(P t)、
金(Au)などの金属でよい。透明電極13はザくなく
とも素子の発光部分において第2の透明電極13bが第
1の透明電極138両端部をおおうようになっていれば
とくに形状や厚さの制限はなく、第2の透明電極13b
が第1の透明電極13a両端部をお83うことで、透明
電極の膜厚が大きくなるとともに、第1の透明電極の端
部の段差形状tよゆるやかなものとなる。
The transparent electrode 13 is formed of a transparent 4M film such as tin oxide (SnO2) or indium oxide (Ins+05), and the back electrode 17 is formed of aluminum (8ρ), platinum (Pt), or
A metal such as gold (Au) may be used. The shape and thickness of the transparent electrode 13 are not particularly limited as long as the second transparent electrode 13b covers both ends of the first transparent electrode 138 in the light-emitting part of the device. Electrode 13b
83 on both ends of the first transparent electrode 13a, the film thickness of the transparent electrode increases and the step shape t at the end of the first transparent electrode becomes gentler.

第1.第2誘電体層14.16は3e 、M(1、Y。1st. The second dielectric layer 14.16 is 3e, M(1, Y.

Ji 、Zr、Sr、Hf 、Nb、Ta、Qr。Ji, Zr, Sr, Hf, Nb, Ta, Qr.

Mo、W、Zn、AR,Ga、Siまたはランタナイド
元素の酸化物などが適しており、これらの混合物または
化合物でもよい。とくにペロブスカイト構造の酸化物で
゛は高誘電率の誘電体層が得られる。
Oxides of Mo, W, Zn, AR, Ga, Si or lanthanide elements are suitable, and mixtures or compounds thereof may also be used. In particular, a dielectric layer with a high dielectric constant can be obtained using an oxide having a perovskite structure.

EL発光体層15はたとえば活性物質を含む硫化亜鉛を
用いることができる。活性物質としてはMn、Cu、A
g、Au、TbFx、SmF3゜ErFx  、TmF
3  、DVF3  、PrF3 、EuF3などが適
当である。EL発光体層15は硫化亜鉛以外のものでも
よく、たとえば活性物質を含むSrSやCaSなどの電
場発光を示すものであればよい。
For the EL emitter layer 15, for example, zinc sulfide containing an active substance can be used. Active substances include Mn, Cu, A
g, Au, TbFx, SmF3゜ErFx, TmF
3, DVF3, PrF3, EuF3, etc. are suitable. The EL luminescent layer 15 may be made of materials other than zinc sulfide, as long as they exhibit electroluminescence, such as SrS or CaS containing an active substance.

次に本発明の具体的な一例について、第2図を用いて説
明づる。第2図[a)に示す薄膜[「素子21を次の手
順で作製した。まず第2図(b)に示づ−ように市販の
透明なガラス板22を基板とし、この上に電子ビーム蒸
着法にて阜仮渇匪300°Cで膜厚0.2μmの酸化寸
ずインジウム膜(以下IT’O膜と略号)を全面に形成
し、写真食剣法を用いて第1の透明電極23aを所望の
パターンに形成リ−る。
Next, a specific example of the present invention will be explained using FIG. 2. The thin film element 21 shown in FIG. 2(a) was prepared in the following manner. First, as shown in FIG. 2(b), a commercially available transparent glass plate 22 was used as a substrate, and an electron beam was A 0.2 μm thick indium oxide film (hereinafter abbreviated as IT'O film) is formed on the entire surface at a temperature of 300° C. using a vapor deposition method, and the first transparent electrode 23a is formed using a photolithography method. Form it into a desired pattern.

ついで第2図(C)に承りようにこの上にたとえCよ。Next, as shown in Figure 2 (C), let's draw an analogy C on top of this.

電子ビーム蒸着法にて基板温度300℃て膜厚0.2μ
tのITO股を全面に形成し、写真食剣法を用いて第1
の透明電極23aをJjおうように第2の透明電極23
bのパターンを形成し、第2図(d)に示V透明電極2
3を得る。
Film thickness of 0.2μ at substrate temperature of 300℃ using electron beam evaporation method
The ITO crotch of t is formed on the entire surface, and the first
The second transparent electrode 23 covers the transparent electrode 23a of Jj.
A pattern b is formed, and the V transparent electrode 2 shown in FIG. 2(d) is formed.
Get 3.

次に400℃の基板温度で0.6μmの厚さにチタン酸
ストロンチウム(SrTiO3)膜をスパッタリング法
にて蒸着し、第1誘電体層24を形成した。次に、基板
温度を250 ’Cに保って、2nS :Mn  (M
n濃度は1モル%)を0.4μmの厚さに電子ビーム蒸
着してFl−発光体層25を形成した。
Next, a strontium titanate (SrTiO3) film was deposited to a thickness of 0.6 μm at a substrate temperature of 400° C. by sputtering to form the first dielectric layer 24. Next, the substrate temperature was kept at 250'C and 2nS :Mn (M
The Fl-phosphor layer 25 was formed by electron beam evaporation of n (n concentration: 1 mol %) to a thickness of 0.4 μm.

蒸看後、引き続いて真空チャンバ内において55(1℃
の温度で1時間熱処理を施して、EL発光体層25の特
性を向上させた。それから、この上に0.05μmの厚
きに酸化イツトリウム(Y203)膜を電子ビーム蒸着
づることにより、第2誘電体層26を形成した。なお、
このときの基板温度は200℃とした。さらにその上に
、アルミニウムを0.2μlの厚さに真空蒸着して背面
電極27を形成しで、薄膜E l−素子21を完成した
After steaming, it was heated to 55°C (1°C) in a vacuum chamber.
The characteristics of the EL light emitting layer 25 were improved by performing heat treatment at a temperature of 1 hour. Thereafter, a second dielectric layer 26 was formed by electron beam evaporation of a yttrium oxide (Y203) film to a thickness of 0.05 μm. In addition,
The substrate temperature at this time was 200°C. Furthermore, a back electrode 27 was formed by vacuum evaporating aluminum to a thickness of 0.2 μl, thereby completing a thin film El-element 21.

背面電極27と透明型4i23との間に交流電圧を印加
してこの水子を光光させた結果、透明電極23の端部の
段差によって梵生ずる絶縁破壊はほとんどなくなった。
As a result of applying an alternating current voltage between the back electrode 27 and the transparent mold 4i23 to make the water particles shine, dielectric breakdown caused by the step at the end of the transparent electrode 23 almost disappeared.

本実施例では透明電極にrTO膜を用りているが、もら
ろん他の透明4電膜でもかまわないし、11Qの形成法
ら何ら制限されるものではなく、電子ビーム蒸着法以外
にも、抵抗加熱法、スパッタリング法などでもよい。し
かしながら第2の透明型1Ei23bを形成Jるために
透明導電膜の形成法に関しては特にスパッタリング法に
よる形成が電極の段差形状の緩和効果が大きかった。透
明電極のパターン形成についても写真食剣法以外にたと
えばメタルマスクなどでもよいことはいうまでもない。
In this example, an rTO film is used for the transparent electrode, but of course other transparent 4-electrode films may be used, and the method of forming 11Q is not limited in any way. A resistance heating method, a sputtering method, etc. may also be used. However, regarding the method of forming the transparent conductive film for forming the second transparent type 1Ei23b, the sputtering method had a particularly great effect of relaxing the step shape of the electrode. It goes without saying that for pattern formation of the transparent electrodes, for example, a metal mask or the like may be used in addition to the photographic technique.

発明の効果 以上のように本発明によれば、透明電極を第1の透明電
極とそれをおおうようにgI層して形成した第2の透明
電極とで形成することにより、表示画面の輝度の均一化
、絶縁破壊の減少を図り、さらに大画面高精li1度を
有する薄膜E[−素子の実現が可能となり、その工業的
価値は極めて大ぎい。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the brightness of the display screen can be reduced by forming the transparent electrode with the first transparent electrode and the second transparent electrode formed by covering the first transparent electrode with a gI layer. It has become possible to achieve uniformity, reduce dielectric breakdown, and furthermore realize a thin film E[- element with a large screen and high precision 1 degree, and its industrial value is extremely large.

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

第1図は本発明の一実施例を説明するための1膜EL索
子の構成を示づ”断面図、第2図は木光明のさらに具体
的な一実施例を説明するための1llEl−素子の断面
図および透明電極の形成1程を示す断面図である。 12、22・・・絶縁姓阜板、13.23・・・透明電
極、13a。 23a・・・第1の透明電極、13b 、 23b・・
・第2の透明電極、14.24・・・第1誘電体層、1
5.25・・・[L発光体層、16.26・・・第2誘
電体層、17.27・・・背面電極第1図 //−AMLL科 /2−艶憾1生幕級 /3− 透明電独 Ba、 /3b−一筈lち、Iひ・斗2゜か8覧柚t4
./b−−一不l丹ひ°賽2詩亀俸層/ターEL発九俸
層 77−″#@亀種 第2図 23々
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a single-film EL cable for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a more specific embodiment of the present invention. It is a cross-sectional view of an element and a cross-sectional view showing the first step of forming a transparent electrode. 12, 22... Insulating post board, 13.23... Transparent electrode, 13a. 23a... First transparent electrode, 13b, 23b...
・Second transparent electrode, 14.24...first dielectric layer, 1
5.25...[L light emitter layer, 16.26...Second dielectric layer, 17.27...Back electrode Figure 1//-AMLL class/2-Gloss 1 raw curtain grade/ 3- Transparent electric cell Ba, /3b-It should be lchi, Ihi・to2゜ka8ranyu t4
.. /b--ichifutanhi°sai 2 poetry turtle layer/tar EL 9 layer 77-''#@ turtle species 2nd figure 23 etc.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.互いに直交する方向にマトリクス状に複数本配列さ
れたストライプ状の透明電極と背面電極との間に誘電体
層を介して発光体層が層設して形成されるとともに、前
記透明電極は基板上に形成されて成る薄膜EL素子であ
つて、前記透明電極のすくなくとも発光部分が第1の透
明電極と、前記第1の透明電極をおおうように前記第1
の透明電極上に積層して形成された前記第1の透明電極
より電極幅の大きい第2の透明電極とからなる薄膜EL
素子。
1. A light emitter layer is formed by interposing a dielectric layer between a back electrode and a plurality of striped transparent electrodes arranged in a matrix in directions orthogonal to each other, and the transparent electrode is formed on a substrate. a thin film EL element formed in a thin film EL element formed in
A thin film EL comprising a second transparent electrode having a larger electrode width than the first transparent electrode, which is laminated on a transparent electrode.
element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6410997U (en) * 1987-07-09 1989-01-20
US7663496B2 (en) 2006-12-07 2010-02-16 Smc Kabushiki Kaisha Pressure switch
US7893371B2 (en) 2006-12-07 2011-02-22 Smc Kabushiki Kaisha Pressure switch

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