(57)【要約】【課題】簡単なプロセスにより、感放射線性樹脂組成物を用いた絶縁膜に貫通孔を形成し、良好な接続と信頼性を向上した電子装置を提供すること。【解決手段】電子装置の製造方法は、感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に塗膜を形成し、塗膜を多階調マスクを介して露光し、露光された塗膜を現像し、現像された塗膜を２０℃から１２０℃の範囲で乾燥し、貫通孔を有する絶縁層を形成すること、を含む。【選択図】図３
2020187246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に塗膜を形成し、
前記塗膜を多階調マスクを介して露光し、
前記露光された塗膜を現像し、
前記現像された塗膜を２０℃から１２０℃の範囲で乾燥し、貫通孔を有する絶縁層を形成すること、
を含む、電子装置の製造方法。
【請求項２】
前記貫通孔を有する絶縁層を形成することは、前記貫通孔に傾斜部を形成する、請求項１に記載の電子装置の製造方法。
【請求項３】
前記多階調マスクは、前記貫通孔が配置される非透過領域と、前記傾斜部が配置される半透過領域と、を有する、請求項２に記載の電子装置の製造方法。
【請求項４】
前記半透過領域は、前記非透過領域を囲むように配置される、請求項３に記載の電子装置の製造方法。
【請求項５】
前記半透過領域の最小幅ｄは、前記半透過領域の光透過率をＮとしたとき、１０×Ｎ／１００以上８０×Ｎ／１００以下である、請求項３または４に記載の電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記半透過領域の光透過率は、１０％以上８０％以下である、請求項３乃至５の何れか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項７】
前記貫通孔を形成した後に、前記貫通孔を覆うように第２導電層を形成する、請求項３乃至６の何れか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２導電層は、前記貫通孔より大きく形成する、請求項７に記載の電子装置の製造方法。
【請求項９】
前記塗膜を形成する前に、前記基板上に第１導電層を形成し、
前記第２導電層は、前記貫通孔を介して前記第１導電層と接続する、請求項７または８に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１０】
前記感放射線性樹脂組成物は、エチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する重合体と、感放射線性重合開始剤と、を含む請求項１乃至９の何れか１項に記載の電子装置の製造方法。
【請求項１１】
前記エチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する重合体が、下記式（１）で示される構造部位を含む請求項１０に記載の電子装置の製造方法。
【化１】
2020187246.tif 000005
（式（１）中、Ｒ1は、水素原子、メチル基を示し、Ｒ2は、２価の炭化水素基を示す。＊は結合位を示す。）
【請求項１２】
前記エチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する重合体が下記（２）で示される請求項１０または１１に記載の電子装置の製造方法。
【化２】
2020187246.tif 000006
［式（２）中、ｎおよびｍは、それぞれ独立に１〜３０の整数を示す。］
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の電子装置の製造方法に用いられるネガ型感放射線性樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１３に記載の感放射線性樹脂組成物から形成される絶縁膜。
【請求項１５】
請求項１４に記載の絶縁膜を備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施形態は、感放射線性樹脂組成物を用いた電子装置の製造方法、感放射線性樹脂組成物、絶縁膜及び絶縁膜を備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ペーパー等のフレキシブルディスプレイが注目され、フレキシブルディスプレイの基板として、ポリエチレンテレフタレート等を用いたプラスチック製の可撓性基板が検討されている。この可撓性基板は加熱時に伸張又は収縮を起こすため、製造プロセスの低温化が検討されており、中でも製造プロセス上最も高温となる層間絶縁膜等の硬化の工程における焼成温度の低温化が求められている。
【０００３】
低温化が可能な絶縁膜の材料として、光硬化性樹脂材料が挙げられる。光硬化性樹脂材料においては、絶縁膜の上層および下層の配線をつなぐコンタクトホール（貫通孔）を開口するために露光・現像を行う。例えば、ネガ型光硬化性樹脂材料は露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残る。すなわち、貫通孔を開口するためには、貫通孔のパターンを遮光するマスクを用いて露光する。現像後に残る露光部分は、低温で硬化させることで絶縁膜を形成することが可能である。例えば、ネガ型の光硬化性樹脂組成物としては、エチレン系不飽和基を含む感放射線性樹脂組成物が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１２６０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような光硬化性樹脂材料は、硬化に必要な露光量が多くなる。この結果、フォトマスクを用いて露光するとき、遮光領域外縁からの漏れ光、及び下層配線からの反射光によって、遮光領域の光硬化性樹脂材料についてもわずかに露光させてしまったり、露光領域の光硬化性樹脂材料を不均一に露光させてしまうことがある。これにより、現像後に貫通孔周辺の平坦性が悪くなったり、貫通孔内部に残渣・残膜が発生して接続不要の原因となったりすることがある。上記問題を改善するために、例えば、光吸収材料の添加を増やしたり、露光量を抑えたりすることが考えられる。しかしながら、光吸収材料の添加を増やしたり、露光量を抑えたりすることは、遮光領域以外の部分での露光・光硬化が不十分となり、他の工程におけるエッチング及びレジスト剥離などによって絶縁膜がダメージを受けたり、剥離したりすることが問題となる。
【０００６】
本発明に係る一実施形態は、上記実情に鑑み、簡単なプロセスにより、光硬化性樹脂材料を用いた絶縁膜に平坦な上面と残渣・残膜のない貫通孔を形成し、良好な接続と信頼性を向上した電子装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る電子装置の製造方法は、感放射線性樹脂組成物を用いて基板上に塗膜を形成し、塗膜を多階調マスクを介して露光し、露光された塗膜を現像し、現像された塗膜を２０℃から１２０℃の範囲で乾燥し、貫通孔を有する絶縁層を形成すること、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る一実施形態は、簡単なプロセスにより、光硬化性樹脂材料を用いた絶縁膜に平坦な上面と貫通孔を形成し、良好な接続と信頼性を向上した電子装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子装置の作製方法を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子装置の作製方法を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子装置の作製方法を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る電子装置の作製方法を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電子装置の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る表示装置の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法を説明する図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法を説明する図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る表示装置の作製方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示する実施形態に限定して解釈されるものではない。本明細書に添付される図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を必ずしも限定するものではない。また、本発明において、ある図面に記載された特定の要素と、他の図面に記載された特定の要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂなどを付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１１】
本明細書において、ある部材又は領域が、他の部材又は領域の「上（又は下）」にあるとする場合、特段の限定がない限り、これは他の部材又は領域の直上（又は直下）にある場合のみでなく、他の部材又は領域の上方（又は下方）にある場合を含み、すなわち、他の部材又は領域の上方（又は下方）において間に別の構成要素が含まれている場合も含む。
【００１２】
本明細書において、「ある構造体が他の構造体から露出するという」という表現は、ある構造体の一部が他の構造体によって覆われていない態様を意味し、この他の構造体によって覆われていない部分は、さらに別の構造体によって覆われる態様も含む。
【００１３】
［電子装置１０の製造方法］
図１から図４を用いて、本発明の一実施形態に係る電子装置１０の製造方法について、断面図を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子装置の製造方法において、下地層を形成する工程を示す断面図である。図１に示すように、基板１２３の略全面に下地層１０５を成膜する。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態に係る電子装置の製造方法において、第１導電層を形成する工程を示す断面図である。まず基板１２３の略全面に導電層を成膜し、フォトリソグラフィ工程によってレジストマスクを形成し、エッチングを行うことによって第１導電層１１０のパターンを形成する。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係る電子装置の製造方法において、絶縁層を形成する工程を示す断面図である。図３に示すように、まず基板１２３の略全面に第１導電層１１０を覆うように絶縁層を成膜する。ここで絶縁層は、光硬化性樹脂材料を塗布することによって成膜する。絶縁層１３０の貫通孔１３５は、フォトリソグラフィ工程によって形成する。本実施形態においては、１つの貫通孔１３５を多階調露光によって形成する。
【００１６】
本実施形態において、絶縁層の露光には多階調マスク２００を用いる。多階調マスク２００とは、適正露光量を制御するために必要な光の透過率を調整したマスクのことを言う。多階調マスク２００には、多階調マスクパターンとして、露光機の解像度以下のスリットを設け、そのスリット部が光の一部を遮って中間露光を実現するグレイトーンマスクと、半透過膜を利用して中間露光を実現するハーフトーンマスクが知られるが、本実施形態においては双方の多階調マスク２００を使用することができる。多階調マスク２００の光透過領域２０１、半透過領域２０２、非透過領域２０３を介して露光することで、絶縁層には露光部分、中間露光部分、未露光部分の３種類の部分が形成される。本実施形態において、多階調マスク２００の半透過領域２０２の光透過率Ｎは、１０％以上８０％以下が好まく、さらに２０％以上６０％以下であることが好ましい。なお、本明細書において透過率というときには、「光源より照射される全光量を１００％としたとき、半透過領域を介して照射される光量」の値を言い、膜の透過率は、特に断らない限り、室温（２５℃）、ｇｈｉ線５〜１０００ｍＪ／ｃｍ2での照射における値を言う。
【００１７】
露光に使用される照射光としては、波長が１９０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲にある放射線が好ましく、３００ｎｍの紫外線を含む放射線がより好ましい。露光量としては、５００Ｊ／ｍ2〜６，０００Ｊ／ｍ2が好ましく、１，０００Ｊ／ｍ2〜３，０００Ｊ／ｍ2がより好ましい。この露光量は、放射線の波長３００ｎｍにおける強度を照度計（ＯＡＩ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社の「ＯＡＩ  ｍｏｄｅｌ３５６」）により測定した値である。
【００１８】
多階調マスク２００の非透過領域２０３は、絶縁層１３０の貫通孔１３５に相当する。多階調マスク２００の半透過領域２０２は、絶縁層１３０の貫通孔１３５の開口上端部と開口下端部とをつなぐ内側面の傾斜部に相当する。半透過領域２０２は、非透過領域２０３を囲むように配置される。すなわち、多階調マスク２００の非透過領域２０３の径Ｄ１は貫通孔１３５の開口下端部における口径に相当し、多階調マスク２００の半透過領域２０２の外径Ｄ２は貫通孔１３５の開口上端部における口径に相当する。貫通孔１３５内側面の傾斜部の最小幅ｄは貫通孔１３５の深さによって適宜選択することができる。別言すると、半透過領域２０２の最小幅ｄは、絶縁層１３０の膜厚Lによって適宜選択することができる。半透過領域２０２の最小幅ｄは、０．０１×L以上０．１０×L以下の範囲であることが好ましい。半透過領域２０２の最小幅ｄは、半透過領域２０２の光透過率Ｎによって適宜選択することもできる。半透過領域２０２の最小幅ｄは、１０×Ｎ／１００以上８０×Ｎ／１００以下の範囲であることが好ましい。
【００１９】
このように、多階調マスク２００を用いて１つの貫通孔１３５（パターン）を少なくとも２つの露光量で多階調露光することによって、内側面に傾斜部を有するテーパー形状を形成することができる。また、光透過領域２０１における露光量が多くなっても、光透過領域２０１と非透過領域２０３の間に半透過領域２０２を配置することで、光透過領域２０１からの漏れ光及び第１導電層１１０（下層配線）からの反射光によって非透過領域２０３の光硬化性樹脂材料が露光されてしまうことを抑制することができる。これにより、光硬化性樹脂材料を現像した後に貫通孔１３５周辺の平坦性が悪くなったり、貫通孔１３５内部に残渣・残膜が発生して第１導電層１１０と第２導電層１２０との接続不要となることを抑制することができる。
【００２０】
その後、絶縁層を現像することで、図４に示すように、内側面に傾斜部を有する貫通孔１３５を有する絶縁層１３０のパターンが形成される。絶縁層はネガ型感放射線性樹脂組成物であることから、露光部分は絶縁層１３０のパターンとして残り、中間露光部分は傾斜部として相対的に膜厚が薄く残り、未露光部分は現像液に溶解して貫通孔１３５となる。
【００２１】
現像液としては、アルカリ性の水溶液が好ましい。アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の４級アンモニウム塩などが挙げられる。現像液としては、ケトン系有機溶媒、アルコール系有機溶媒等の有機溶媒を使用することもできる。アルカリ水溶液には、メタノール、エタノール等の水溶性有機溶媒や界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。アルカリ水溶液におけるアルカリの濃度としては、好適な現像性を得る観点から、０．１質量％以上５質量％以下が好ましい。
【００２２】
現像方法としては、例えば、液盛り法、ディッピング法、揺動浸漬法、シャワー法等が挙げられる。現像時間としては、光硬化性樹脂材料の組成によって異なるが、通常１０秒〜１８０秒間程度である。このような現像処理に続いて、例えば流水洗浄を３０秒〜９０秒間行った後、例えば圧縮空気や圧縮窒素で風乾させることによって、所望のパターンを形成することができる。
【００２３】
現像された絶縁層は、２０℃以上１５０℃以下の温度範囲で１０分以上１００分以下、乾燥・硬化することで、絶縁層１３０を形成することができる。
【００２４】
その後、第２導電層１２０を形成することで、図５に示すような電子装置１０が形成される。第２導電層１２０は、貫通孔１３５を覆うように形成される。すなわち、第２導電層１２０は、貫通孔１３５の底面（貫通孔１３５が露出する第１導電層１１０上）、および貫通孔１３５の内側面に形成される。さらに第２導電層１２０は、絶縁層１３０の上面（絶縁層１３０の第１導電層１１０とは反対側）にも形成されることが好ましい。このため、上面視において第２導電層１２０の幅Ｄ３は貫通孔１３５の開口上端部における口径Ｄ２より大きく形成されることが好ましい。ここで、幅とは最小の幅を示し、口径とは最小口径を示す。このように第２導電層１２０を形成することで、貫通孔１３５の底面および内側面に確実に第２導電層１２０を配置することができ、第２導電層１２０と第１導電層１１０の接続信頼性を向上することができる。
【００２５】
第１導電層１１０の幅Ｄ４と第２導電層１２０の幅Ｄ３とは略同一に形成されることが好ましい。このように第１導電層１１０と第２導電層１２０とを形成することで、配線の高密度化を向上することができ、表示部を有効に活用することができる。
【００２６】
本実施形態に係る絶縁層１３０の形成方法によると、簡単なプロセスにより、光硬化性樹脂材料を用いた絶縁膜に平坦な上面とテーパー形状の貫通孔を形成することができる。これによって、良好な接続と信頼性を向上した電子装置を提供することができる。
【００２７】
［電子装置１０の構造］
図５を用いて、本発明の実施形態１に係る電子装置１０の概要について説明する。実施形態１の電子装置１０は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、表示部に有機ＥＬ素子または量子ドット等の自発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）を利用した自発光表示装置、もしくは電子ペーパー等の反射型表示装置において、各々の表示装置の各画素や、選択トランジスタ、駆動トランジスタに用いられる。ただし、本発明に係る電子装置１０は、表示装置に用いられるものに限定されず、例えば、マイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ＭＰＵ）などの集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）に用いられてもよい。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態に係る電子装置の概要を示す断面図である。図５に示すように、電子装置１０は、第１導電層１１０、第２導電層１２０、および絶縁層１３０を有する。電子装置１０は、基板１２３上に配置された下地層１０５の上方に配置されている。
【００２９】
第１導電層１１０は、任意の構成である下地層１０５を介して基板１２３上の上方に配置されている。第２導電層１２０は、第１導電層１１０の上方に配置されている。絶縁層１３０は、第１導電層１１０と第２導電層１２０との間に配置されている。絶縁層１３０は、第１導電層１１０を露出する貫通孔１３５を有する。第２導電層１２０は、絶縁層１３０の貫通孔１３５を介して第１導電層１１０と電気的に接続している。第２導電層１２０は、貫通孔１３５の内側面に接するように配置され、貫通孔１３５の底部において貫通孔１３５が露出する第１導電層１１０と接続する。
【００３０】
本実施形態において、貫通孔１３５はテーパー構造である。このため、貫通孔１３５は内側面に傾斜部を有し、貫通孔１３５の開口下端部における口径Ｄ１は、貫通孔１３５の開口上端部における口径Ｄ２より小さい。貫通孔１３５の内側面と、絶縁層１３０の下面とがなす角度θは鋭角である。貫通孔１３５の内側面と、絶縁層１３０の下面とがなす角度θは、４０°以上８５°以下の範囲であることが好ましい。貫通孔１３５の内側面と絶縁層１３０の下面とがなす角度θが４０°未満である場合、電子装置１０に微細な配線パターンを形成することが困難になる。貫通孔１３５の内側面と絶縁層１３０の下面とがなす角度θが８５°より大きい場合、貫通孔１３５の内側面に第２導電層１２０を形成することが困難になり、絶縁層の上に形成される透明電極の剥がれ、亀裂などによる電極の導通不良の原因となる。
【００３１】
本実施形態において、第２導電層１２０は、貫通孔１３５の底面（貫通孔１３５が露出する第１導電層１１０上）、および貫通孔１３５の内側面に配置される。さらに第２導電層１２０は、絶縁層１３０の上面（絶縁層１３０の第１導電層１１０とは反対側）に配置されることが好ましい。このため、上面視において第２導電層１２０の幅Ｄ３は貫通孔１３５の開口上端部における口径Ｄ２より大きいことが好ましい。第２導電層１２０がこのように構成されることで、第２導電層１２０と第１導電層１１０の接続信頼性を向上することができる。
【００３２】
本実施形態において、第１導電層１１０の幅Ｄ４と第２導電層１２０の幅Ｄ３とは略同一であることが好ましい。第１導電層１１０と第２導電層１２０とがこのように構成されることで、配線の高密度化を向上することができ、表示部を有効に活用することができる。
【００３３】
［電子装置１０を構成する各部材の材質］
基板１２３としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート基板が用いられる。基板１２３として、ポリエチレンテレフタレート基板の他にも、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられる。特に、熱膨張率の低い材料を用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ等を好適に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板（プリプレグともいう）や、無機フィラーを有機樹脂に混ぜて熱膨張率を下げた基板を使用することもできる。
【００３４】
一方、基板１２３が可撓性を有する必要がない場合は、基板１２３としてガラス基板、石英基板、およびサファイア基板などの透光性を有する絶縁基板が用いられてもよい。電子装置１０が表示装置ではない集積回路の場合は、シリコン基板、炭化シリコン基板、化合物半導体基板などの半導体基板、またはステンレス基板などの導電性基板のように、透光性を有さない基板が用いられてもよい。
【００３５】
下地層１０５としては、基板１２３と第１導電層１１０との密着性が向上する材料が用いられる。例えば、下地層１０５として、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯxＮy）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮxＯy）、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化アルミニウム（ＡｌＯx）、酸化窒化アルミニウム（ＡｌＯxＮy）、窒化酸化アルミニウム（ＡｌＮxＯy）、窒化アルミニウム（ＡｌＮx）などが用いられる（ｘ、ｙは任意の正の数値）。これらの膜を積層した構造が用いられてもよい。ここで、基板１２３と第１導電層１１０との十分な密着性が確保される場合は、下地層１０５が省略されてもよい。下地層１０５としては、上記の無機絶縁材料の他にＴＥＯＳ層や有機絶縁材料が用いられてもよい。
【００３６】
第１導電層１１０および第２導電層１２０としては、一般的な金属材料または導電性半導体材料が用いられる。例えば、第１導電層１１０および第２導電層１２０として、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、ビスマス（Ｂｉ）などが用いられる。第１導電層１１０および第２導電層１２０として、上記の材料の合金が用いられてもよく、上記の材料の窒化物が用いられてもよい。第１導電層１１０および第２導電層１２０として、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）、ＩＧＯ（酸化インジウム・ガリウム）、ＩＺＯ（酸化インジウム・亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムがドーパントとして添加された酸化亜鉛）等の導電性酸化物半導体が用いられてもよい。第１導電層１１０および第２導電層１２０は単層であってもよく、上記の材料の積層であってもよい。
【００３７】
絶縁層１３０としては、感放射線性樹脂組成物が用いられる。感放射線性樹脂組成物としては例えば、ネガ型感放射線性樹脂組成物が好ましい。感放射線性樹脂組成物は、重合体、重合性化合物、感放射線性重合開始剤、添加剤、および溶媒を含んでもよい。
【００３８】
感放射線性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂を含むことが好ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、カルボキシ基、フェノール性水酸基等の酸性官能基を有する樹脂が好ましく、カルボキシ基含有重合体がより好ましい。アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、酸変性エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸及びその部分イミド化物、ポリベンゾオキサゾール前駆体であるポリヒドロキシアミド、フェノール−キシリレングリコール縮合樹脂、クレゾール−キシリレングリコール縮合樹脂、フェノール−ジシクロペンタジエン縮合樹脂、ヒドロキシスチレン及びイソプロペニルフェノール等のフェノール性水酸基を有する単量体の単独又は共重合体、１個以上のカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体と他の共重合可能なエチレン性不飽和単量体との共重合体が挙げられる。
【００３９】
アルカリ可溶性樹脂は、エチレン性不飽和基を有することができる。アルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性と硬化膜物性とを高いレベルで両立できる点から、カルボキシ基およびエチレン性不飽和基を有する樹脂である、酸変性エポキシ（メタ）アクリレート樹脂が好ましく、例えば、それぞれ酸変性された、クレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、フェノールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、ビフェニル型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂が挙げられる。
【００４０】
酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂としては、例えば、下記式（１）で示される重合体が挙げられる。酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂は、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸を反応させて得られたエポキシ（メタ）アクリレート樹脂に、アルカリ溶解性のための無水フタル酸、１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物等の酸無水物を反応させることで得られる。
【００４１】
酸変性されたクレゾールノボラック型エポキシ（メタ）アクリレート樹脂は、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の剛直な主鎖骨格と、エチレン性不飽和基と、カルボキシ基とを併せ持つことで、低温での硬化焼成にもかかわらず、耐溶剤性、耐熱性に優れた硬化膜を形成することが可能となる。
【００４２】
エチレン性不飽和基とカルボキシル基とを有する重合体は、下記式（１）で示される構造部位を含んでもよい。
【化１】
2020187246.tif 000003
（式（１）中、Ｒ1は、水素原子、メチル基を示し、Ｒ2は、２価の炭化水素基を示す。＊は結合位を示す。）
【００４３】
エチレン性不飽和基とカルボキシル基を有する重合体は下記式（２）で示されてもよい。
【化２】
2020187246.tif 000004
ここで式（１）中、ｎおよびｍは、それぞれ独立に１〜３０の整数を示す。
【００４４】
上記化学式１で示される重合体は、ビスフェノールエポキシ樹脂と、エチレン性不飽和基を含む基と、を含むことにより、低温硬化においても、十分な硬化性が得られる。ここで低温での硬化とは、例えば、２０℃以上１２０℃以下の範囲の温度で硬化が可能であることを示す。
【００４５】
アルカリ可溶性樹脂の酸価は、例えば１０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜２７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、より好ましくは５０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇである。酸価とは、アルカリ可溶性樹脂の固形分１ｇを中和するのに必要なＫＯＨのｍｇ数を表す。
【００４６】
アルカリ可溶性樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が、通常は１，０００〜１００，０００、好ましくは３，０００〜５０，０００である。Ｍｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（溶出溶媒：テトラヒドロフラン）で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量をいう。
【００４７】
感放射線性樹脂組成物におけるアルカリ可溶性樹脂の含有量は、当該組成物の固形分１００質量％中、通常は３０質量％以上、好ましくは４０質量％以上であり、アルカリ可溶性樹脂の含有量の上限値は、当該組成物の固形分１００質量％中、通常は９０質量％であり、一実施態様において、７０質量％または６０質量％である。このような態様とすることで、輝度のより一層の向上に加え、アルカリ現像性、組成物の保存安定性、パターン形状、色度特性を高めることができる。なお、固形分は溶媒以外の全成分である
【００４８】
〈重合性化合物〉
重合性化合物は、上述したエチレン性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂以外の重合性化合物であり、重合性化合物は、２個以上の重合可能な基を有する化合物が好ましい。重合可能な基としては、例えば、エチレン性不飽和基、オキシラニル基（エポキシ基）、オキセタニル基、Ｎ−アルコキシメチルアミノ基が挙げられる。重合性化合物としては、２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物、又は２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物が好ましい。
【００４９】
２個以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、脂肪族ポリヒドロキシ化合物と（メタ）アクリル酸との反応物〔多官能（メタ）アクリレート〕、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート、アルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレート、水酸基を有する（メタ）アクリレートと多官能イソシアネートとの反応物〔多官能ウレタン（メタ）アクリレート〕、水酸基を有する（メタ）アクリレートと酸無水物との反応物〔カルボキシ基を有する多官能（メタ）アクリレート〕が挙げられる。脂肪族ポリヒドロキシ化合物、水酸基を有する（メタ）アクリレート、多官能イソシアネート及び酸無水物の具体例としては、特開２０１５−２３２６９４号公報の段落［００６５］に記載された化合物が挙げられ、カプロラクトン変性された多官能（メタ）アクリレート及びアルキレンオキサイド変性された多官能（メタ）アクリレートとしては、同公報の段落［００６６］に記載された化合物が挙げられる。
【００５０】
具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、コハク酸変性ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００５１】
２個以上のＮ−アルコキシメチルアミノ基を有する化合物としては、例えば、メラミン構造、ベンゾグアナミン構造、ウレア構造を有する化合物が挙げられ、これらの具体例としては、特開２０１５−２３２６９４号公報の段落［００６７］に記載された化合物が挙げられる。
【００５２】
感放射線性樹脂組成物が重合性化合物を含有する場合における重合性化合物の含有量は、アルカリ可溶性樹脂１００質量部に対して、通常は３０〜２００質量部、好ましくは３０〜１００質量部、より好ましくは４５〜１００質量部である。このような態様とすることで、硬化性及び現像性がより高められ、輝度をより一層向上させることができる。
【００５３】
〈感放射線性重合開始剤〉
感放射線性重合開始剤は、可視光線、紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線、好ましくは可視光線及び／又は紫外線の露光により、エチレン性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂および重合性化合物の硬化反応を開始し得る活性種を発生する化合物である。感放射線性重合開始剤としては、例えば、チオキサントン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、Ｏ−アシルオキシム系化合物、オニウム塩系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、ジアゾ系化合物、イミドスルホナート系化合物が挙げられる。これらの具体例としては、特開２０１５−２３２６９４号公報の段落［００７３］〜［００７８］に記載された化合物が挙げられる。
【００５４】
感放射線性樹脂組成物が重合性化合物を含有する場合における感放射線性重合開始剤の含有量は、重合性化合物１００質量部に対して、通常は０．０１〜１２０質量部、好ましくは１〜１００質量部である。一実施態様では、感放射線性重合開始剤の含有量は、重合性化合物１００質量部に対して、１１質量部以上又は１３質量部以上である。このような態様とすることで、硬化性及び被膜特性がより高められ、輝度をより一層向上させることができる。
【００５５】
一実施態様において、感放射線性樹脂組成物における感放射線性重合開始剤の含有量は、エチレン性不飽和基を有するアルカリ可溶性樹脂１００質量部に対して、通常は１〜２０質量部、好ましくは５〜１５質量部である。
【００５６】
〈添加剤〉
感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、種々の添加剤を含有することもできる。添加剤としては、例えば、増感剤、分散剤、充填剤、高分子化合物、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤、残渣改善剤、現像性改善剤が挙げられる。
特に密着促進剤としては、国際公開第２０１７／０９４８３１号に記載のカップリング剤を用いることができる。紫外線吸収剤としては特開２００４−１９０００６号公報等に記載の紫外線吸収剤を用いることができる。酸化防止剤としては国際公開第２０１１／０４６２３０号に記載の酸化防止剤を用いることができる。
【００５７】
〈感放射線性樹脂組成物の調製〉
感放射線性樹脂組成物は、適宜の方法により調製することができる。例えば、アルカリ可溶性樹脂、重合性化合物及び感放射線性重合開始剤等の各成分を、溶媒や任意に加えられる添加剤と共に混合することにより調製することができる。
【００５８】
溶媒としては、例えば、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、乳酸アルキルエステル類、（シクロ）アルキルアルコール類、ケトアルコール類、（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類、他のエーテル類、ケトン類、ジアセテート類、アルコキシカルボン酸エステル類、他のエステル類、芳香族炭化水素類、アミド又はラクタム類が挙げられ、これらの具体例としては、特開２０１５−２３２６９４号公報の段落［００８２］〜［００８５］に記載された溶媒が挙げられる。
【００５９】
溶媒の含有量は特に限定されるものではないが、感放射線性樹脂組成物中の固形分濃度が５〜５０質量％となる量が好ましく、１０〜４０質量％となる量がより好ましい。
【００６０】
光重合開始剤としては、感放射線性重合開始剤を含んでもよい。光重合開始剤としては、オキシム系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイン系化合物、アセトフェノン系化合物、キサントン系化合物及びイミダゾール系化合物のうちから選択された少なくとも一つを含んでもよい。感放射線性重合開始剤としては、例えば、光酸発生剤、光塩基発生剤などを用いることができる。
【００６１】
［表示装置１００の構造］
図６は、図５に示す電子装置１０を含む表示装置１００における画素部の構造を示す断面図である。図６は、表示装置１００に含まれる１画素分を拡大した模式的な断面図である。
【００６２】
図６に示すように、表示装置１００は、基板１２３、ＴＦＴアレイ３０、配向膜８０を有する。表示装置１００はさらに、液晶層、配向膜、カラーフィルタ層、透光性導電層、及び偏光板などを有してもよい。
【００６３】
ＴＦＴアレイ３０は、下地層３１、薄膜トランジスタ１９０、容量素子１９６、層間膜３７及び画素電極７０を含む。本実施形態に係る電子装置１０は、例えば、層間膜３７を介した薄膜トランジスタ１９０と画素電極７０との接続構造に適用されてもよい。
【００６４】
下地層３１は基板１２３からの不純物の拡散を防止するものであり、下地層３１は必要に応じて設けることができる。下地層３１として、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンのような絶縁性材料を用いることができる。また、酸化シリコン及び窒化シリコンを積層した構造を下地層３１として設けることもできる。
【００６５】
薄膜トランジスタ１９０は、半導体層３２、ゲート絶縁層３３、ゲート電極３４、層間膜３５、ソース電極３６、及びドレイン電極３８を含む。ソース電極３６及びドレイン電極３８の各々は、第１開口部３９ａ及び３９ｂを介して、半導体層３２と電気的に接続される。半導体層３２の材料は、例えば、シリコン又はＩＧＺＯのような酸化物半導体を用いることができる。ゲート電極３４、ソース電極３６、及びドレイン電極３８の材料として、例えば、銅、アルミニウム、チタン、又はモリブデンのような導電性金属材料を用いることができる。また、ゲート絶縁層３３及び層間膜３５の材料として、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンのような絶縁性材料を用いることができる。容量素子１９６は、容量電位線１９３及びドレイン電極３８を電極とし、層間膜３５を誘電体として用いることができるが、これに限定されない。
【００６６】
ＴＦＴアレイ３０は、薄膜トランジスタ１９０と電気的に接続される画素電極７０を有する。画素電極７０は、薄膜トランジスタ１９０の上層に形成される層間膜３７の上に設けられる。画素電極７０は、層間膜３７に形成された第２開口部（コンタクトホール）１９４を介して薄膜トランジスタ１９０と電気的に接続される。表示装置１００に含まれる複数の画素についても同様の構成を有する。
【００６７】
画素電極７０は、第２開口部１９４を介して、薄膜トランジスタ１９０のドレイン電極３８と電気的に接続される。この場合、ドレイン電極３８は電子装置１０の第１導電層１１０、画素電極７０は電子装置１０の第２導電層１２０、層間膜３７は電子装置１０の絶縁層１３０にそれぞれ対応してもよい。すなわち、層間膜３７は、電子装置１０の絶縁層１３０と同様にして形成されてもよい。
【００６８】
本実施形態に係る表示装置１００は、画素電極７０と薄膜トランジスタ１９０の間に設けられる層間膜３７を感放射線性樹脂組成物を用いて形成し、第２開口部１９４を多階調露光によって形成することで、プロセス温度の低温化を図ることができ、画素電極７０と薄膜トランジスタ１９０の良好な接続と信頼性を向上した表示装置１００を提供することができる。
【００６９】
［表示装置１００の製造方法］
図７から図１１を用いて、本発明の一実施形態に係る表示装置１００の製造方法について、断面図を参照しながら説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法において、基板１２３上に下地層３１、薄膜トランジスタ１９０、容量素子１９６が形成された工程を示す断面図である。
【００７０】
図７に示すように、基板１２３の略全面に下地層３１を成膜する。それぞれの画素に対応する領域には半導体層３２を形成する。半導体層３２は、アモルファスシリコン、低温ポリシリコン等の半導体材料を用いて形成される。その後、基板１２３の略全面にゲート絶縁層３３を成膜する。ゲート絶縁層３３は、例えば、酸化シリコン又は窒化シリコンのような絶縁性材料を用いて形成される。ゲート電極３４及び容量電位線１９３は、例えば、銅、アルミニウム、チタン、又はモリブデンのような導電性金属材料を用いて形成される。層間膜３５は、ゲート絶縁層３３を同じ材料を用いて形成することができる。ソース電極３６及びドレイン電極３８は、それぞれ層間膜３５上に形成される。ソース電極３６及びドレイン電極３８は、ゲート電極３４及び容量電位線１９３と同じ材料を用いて形成することができる。
【００７１】
図８は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法において、層間膜３７を形成する工程を示す断面図である。図８に示すように、まず基板１２３の略全面にソース電極３６及びドレイン電極３８を覆うように層間膜３７を成膜する。ここで層間膜３７は、感放射線性樹脂組成物を塗布することによって成膜する。層間膜３７の第２開口部１９４は、フォトリソグラフィ工程によって形成する。本実施形態においては、１つの第２開口部１９４を多階調露光によって形成する。
【００７２】
図９及び図１０は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法において、コンタクトホールを形成する工程を示す断面図である。図９に示すように、まず、多階調マスク２００を用いて絶縁層を露光する。多階調マスク２００の光透過領域２０１、半透過領域２０２、非透過領域２０３を介して露光することで、絶縁層には露光部分、中間露光部分、未露光部分の３種類の部分が形成される。多階調マスク２００の光透過領域２０１は、層間膜３７の第２開口部１９４の開口下端部に相当する。多階調マスク２００の半透過領域２０２は、層間膜３７の第２開口部１９４の開口上端部と開口下端部とをつなぐ内側面の傾斜部に相当する。すなわち、半透過領域２０２は、光透過領域２０１を囲むように配置される。
【００７３】
図１０は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法において、絶縁層を現像する工程を示す断面図である。図１０に示すように、絶縁層を現像することで、内側面に傾斜部を有する第２開口部１９４を有する層間膜３７のパターンが形成される。絶縁層はネガ型感放射線性樹脂組成物であることから、露光部分は層間膜３７のパターンとして残り、中間露光部分は傾斜部として相対的に膜厚が薄く残り、未露光部分は現像液に溶解して第２開口部１９４となる。現像された絶縁層は、２０℃以上１５０℃以下の温度範囲で１０分以上１００分以下、乾燥・硬化することで、層間膜３７を形成することができる。
【００７４】
このように、多階調マスク２００を用いて１つの第２開口部１９４（パターン）を少なくとも２つの露光量で多階調露光によって、内側面に傾斜部を有するテーパー形状を形成することができる。また、光透過領域２０１における露光量が多くなっても、光透過領域２０１と非透過領域２０３の間に半透過領域２０２を配置することで、光透過領域２０１からの漏れ光、及びドレイン電極３８（下層配線）からの反射光によって非透過領域２０３の感放射線性樹脂組成物が露光されてしまうことを抑制することができる。これにより、感放射線性樹脂組成物を現像した後に第２開口部１９４周辺の平坦性が悪くなったり、第２開口部１９４内部に残渣・残膜が発生してドレイン電極３８と画素電極７０との接続不要となることを抑制することができる。さらには、画素電極７０を平坦に形成することができ、例えば、上面に配置される液晶の配光不良などを抑制することもできる。
【００７５】
図１１は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法において、画素電極７０を形成する工程を示す断面図である。図１１に示すように、第２開口部１９４を含む層間膜３７上に画素電極７０を形成することで、薄膜トランジスタ１９０と電気的に接続される画素電極７０を形成することができる。層間膜３７及び画素電極７０を覆うように配向膜８０を成膜することで、図６に示す表示装置１００を製造することができる。
【００７６】
本実施形態に係る表示装置１００の製造方法は、画素電極７０と薄膜トランジスタ１９０の間に設けられる層間膜３７を感放射線性樹脂組成物を用いて形成し、第２開口部１９４を多階調露光によって形成することで、プロセス温度の低温化を図ることができる。このような製造方法を用いることで、画素電極７０と薄膜トランジスタ１９０の良好な接続と信頼性を向上した表示装置１００を提供することができる。
【図１】
2020187246.tif 000007
【図２】
2020187246.tif 000008
【図３】
2020187246.tif 000009
【図４】
2020187246.tif 000010
【図５】
2020187246.tif 000011
【図６】
2020187246.tif 000012
【図７】
2020187246.tif 000013
【図８】
2020187246.tif 000014
【図９】
2020187246.tif 000015
【図１０】
2020187246.tif 000016
【図１１】
2020187246.tif 000017