(57)【要約】【課題】形成プロセスが簡便で、光の取り出し効率が高く、陰極を断線させることなく、電極パターンのエッジ部に起因する陽極−陰極間の短絡及び表示素子の破壊を確実に防止できる順テーパー形状または裾引き形状の断面形状を有する絶縁パターンを形成する。【解決手段】電極パターン２が形成された基板１上に酸失活層３を形成し、さらに絶縁層４を積層形成する。その後、フォトマスク５を介して露光光線６により絶縁層４の露光を行い、露光後ベーク処理を施した後、任意の現像液と現像時間で現像することにより順テーパー形状または裾引き形状の断面形状を有する絶縁パターンを形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パターン上に絶縁層が設けられた表示素子用基板において、
前記絶縁層直下に酸失活層が形成されていること
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項２】
請求項１に記載の表示素子用基板であって、
酸失活層が、塩基性物質を含むこと
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項３】
請求項２に記載の表示素子用基板であって、
塩基性物質が、アミン化合物を含むこと
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項４】
請求項３に記載の表示素子用基板であって、
アミン化合物が、アンモニアであること
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項５】
請求項１に記載の表示素子用基板であって、
酸失活層が、酸失活層を形成する際に、塩基性物質を生成する材料であること
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項６】
請求項５に記載の表示素子用基板であって、
塩基性物質を生成する材料が、ヘキサメチルジシラザンであること
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の表示素子用基板であって、
絶縁層が、化学増幅型ポジレジスト組成物であること
を特徴とする表示素子用基板。
【請求項８】
請求項７に記載の表示素子用基板に、露光光線または描画ビームを照射し、現像処理すること
を特徴とする絶縁パターン形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の絶縁パターン形成方法を用いた絶縁パターンが形成されていること
を特徴とするパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、ディスプレイや光源などに利用される有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）や液晶表示素子等に用いることのできる表示素子用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬや液晶表示素子は、電極パターンが設けられた基板上に形成される。
特に有機ＥＬをディスプレイとして用いる場合は、複数の透明陽極ラインと複数の陰極ラインを交差させたマトリックス構造が用いられることがある。基板上に透明陽極ラインを形成し、発光媒体（有機ＥＬ層）を挟んで透明陽極ラインと交差するように少なくとも陰極ラインを形成する。
【０００３】
一般的に、透明陽極として用いられるのはＩＴＯやＩＺＯ等の透明導電膜であり、基板を加熱しながらスパッタリング法等で成膜する。
しかし成膜した透明陽極は結晶化されてしまい、これをエッチング法等でパターニングした場合、電極（陽極）パターンのエッジ部分に微小な突起が形成されてしまう。
電極パターンに微小な突起が存在すると電圧を印加したときに微小な突起先端に電荷が集中するため、陽極−陰極間で短絡の発生や表示素子を破壊し易くなるため表示素子の寿命が低下する。
【０００４】
例えば、有機ＥＬにおける電極間の短絡の発生や素子破壊を防止するため以下の方法が用いられている。
複数の互いに対抗する一対の電極とこの電極間に配置された有機ＥＬ層からなる表示素子であって、陽極上に陽極と陰極が交差する面積より小さい開口部を有する絶縁層を設けることにより陽極−陰極間の短絡及び表示素子の破壊を防止する方法が提案されている。（特許文献１参照）
【０００５】
また、フォトリソグラフ法による陽極のパターニングの際にフォトレジストと陽極との密着性を下げることによりテーパー形状を有する陽極を作製した後にリフトオフ法を用いて陽極のエッジ部にテーパー形状を有する無機絶縁膜を形成することにより陽極−陰極間の短絡及び表示素子の破壊を防止し、且つ陰極の断線を防止することができる方法が提案されている。（特許文献２参照）
【特許文献１】特開平４−５１４９４
【特許文献２】特開２００４−３１９１４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来の技術にあっては、次の問題があった。
すなわち、特許文献１に記載された技術の場合、陽極と陰極が交差する部分の一部のみに開口部を設けるため、開口部が小さくなり光の取り出し効率が低下する。また絶縁層の断面形状が矩形であるため陽極及び絶縁層上に積層される有機ＥＬ層及び陰極が断線し易いという問題があった。
また、特許文献２に記載された技術の場合、陽極をフォトリソグラフ法によってテーパー形状に作製するために陽極とレジストの密着性を下げた条件を検討しエッチングする必要があり、最適なレジスト密着性条件やエッチング条件との最適な組み合わせが制限され、良好なテーパー形状の陽極を得ることが困難であった。さらに陽極のエッジ部にテーパー形状を有する無機絶縁膜のリフトオフ法を用いた作製工程は、フォトリソグラフによる逆テーパー形状のリフトオフレジストパターンの作製とスパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などを用いた無機絶縁膜の作製を行う必要があり、テーパー形状を有する無機絶縁膜の作製工程が煩雑になってしまう問題があった。
【０００７】
本発明は、これらの問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、絶縁パターン形成プロセスが簡便で、光の取り出し効率が高く、陰極を断線させることなく、電極パターンのエッジ部に起因する陽極−陰極間の短絡及び表示素子の破壊を確実に防止できる順テーパー形状または裾引き形状の断面形状を有する絶縁パターンを形成することのできる表示素子用基板、絶縁パターン形成方法およびパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の本発明は、電極パターン上に絶縁層が設けられた表示素子用基板において、前記絶縁層直下に酸失活層が形成されていることを特徴とする表示素子用基板である。
このとき、酸失活層とは、酸と反応して酸を失活させる機能を果たす層をいう。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の表示素子用基板であって、酸失活層が、塩基性物質を含むことを特徴とする表示素子用基板である。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の表示素子用基板であって、塩基性物質が、アミン化合物を含むことを特徴とする表示素子用基板である。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の表示素子用基板であって、アミン化合物が、アンモニアであることを特徴とする表示素子用基板である。
【００１２】
請求項５に記載の本発明は、請求項１に記載の表示素子用基板であって、酸失活層が、酸失活層を形成する際に、塩基性物質を生成する材料であることを特徴とする表示素子用基板である。
【００１３】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の表示素子用基板であって、塩基性物質を生成する材料が、ヘキサメチルジシラザンであることを特徴とする表示素子用基板である。
【００１４】
請求項７に記載の本発明は、請求項１から６のいずれかに記載の表示素子用基板であって、絶縁層が、化学増幅型ポジレジスト組成物であることを特徴とする表示素子用基板である。
【００１５】
請求項８に記載本発明は、請求項７に記載の表示素子用基板に、露光光線または描画ビームを照射し、現像処理することを特徴とする絶縁パターン形成方法である。
【００１６】
請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載の絶縁パターン形成方法を用いた絶縁パターンが形成されていることを特徴とするパネルである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の表示素子用基板は、電極パターン上に絶縁層が設けられた表示素子用基板において、前記絶縁層直下に酸失活層を有していることを特徴とする。
絶縁層を学増幅型ポジレジスト組成物とし、該絶縁層に対して露光光線による露光あるいは電子ビームを用いた描画、さらにそれらの後に行われるベーク処理を行うとき、絶縁層の奥方、つまり酸失活層との界面においては、絶縁層中に発生／拡散した酸が酸失活層と反応するため、酸と絶縁層中の保護基との反応が阻害されて潜像ができにくくなる。このため、絶縁層の奥方では、絶縁層表面と比べて絶縁パターンが太くなり、この結果、絶縁パターンは順テーパー形状もしくは裾引き形状の断面形状を有する潜像を得る。
【００１８】
このため、絶縁パターン形成プロセスが簡便で、光の取り出し効率が高く、陰極を断線させず、電極パターンのエッジ部に起因する陽極−陰極間の短絡及び表示素子の破壊を確実に防止できる順テーパー形状または裾引き形状の断面形状を有する絶縁パターンを容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の表示素子用基板について、図１および図２を用いて説明を行う。図１は本発明に係るパネルの断面図である。また、図２（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るパネルを形成するための手順を示す工程図である。
【００２０】
図１に本発明のパネルの一例を示す。図１において、符号Ｐはパネルを示す。
パネルＰは、
基板１と、
該基板１上に形成された電極パターン２と、
該基板１及び該電極パターン２上に形成された酸失活層３と、
該酸失活層３の上側に形成され、絶縁層が順テーパー形状の断面形状とされた絶縁パターン７と
から形成されている。
【００２１】
基板１としては、石英基板、ガラス基板、シリコン基板やポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルサルフォン、エポキシ樹脂やポリプロピレン、ポリカーボネートなどのプラスチック基板等が使用できる。
【００２２】
電極パターン２は、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等の透明電極材が使用でき、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法などを用いて成膜後、フォトリソグラフィ法等によりパターンの形成を行う。
【００２３】
酸失活層３の材料としては、酸と中和反応する塩基性物質を使用することができ、好ましくはアンモニアやメチルアミン、ジメチルアミン等のアミン化合物を用いることができる。
【００２４】
また、基板１及び電極パターン２上に形成することにより塩基性物質を生成する材料を使用することができ、好ましくはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）やＮ−メチルピロリドン等を用いることが出来る。これらの材料は、基板１または電極パターン２上に存在する水分と反応し、アンモニアを発生することが出来る。
【００２５】
特に、パネルＰを有機ＥＬ表示素子に利用する場合は、酸失活層３の材料としてアンモニア等の水溶性物質を用いるのが好ましい。
酸失活層３が形成されたまま、電極（陽極）上に有機ＥＬ層を積層すると、電極から有機ＥＬ層へ正孔が移動する際に、妨げ（電気的抵抗が増大する）となってしまう可能性がある。このとき、酸失活層３の材料としてアンモニア等の水溶性物質を用いると、後述する現像工程の際に、絶縁層４のパターニングと同時に酸失活層３もパターニングされて、不要な酸失活層３を除去することができるため（図１）、電極から有機ＥＬ層への正孔の移動を酸失活層３が妨げるといった問題は生じない。
【００２６】
また、酸失活層３の膜厚は、単分子層あれば十分であり、２．０ｎｍ以下、より好ましくは１．０ｎｍ以下に設定するのがよい。またその下限には、特に制限は無いが、酸失活効果が維持できる膜厚である必要があり、通常は、０．２ｎｍ〜０．７ｎｍ程度とすれば足りる。
【００２７】
絶縁パターン７は、後述するように、酸失活層３上に形成された絶縁層４がフォトリソグラフィ工程を経て（図２（ｄ）、（ｅ）参照）、順テーパー形状の断面形状となるように形成される。絶縁層４の材料としては、化学増幅型ポジレジスト組成物が好適に用いられる。絶縁層の膜厚は、電極パターンのエッジ部を被覆することが出来れば十分で、通常２５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度に設定するのが好ましい。
【００２８】
このようなパネルＰは、絶縁パターン７が電極パターン２のエッジ部を被覆しているため、電極パターンエッジ部に電荷の集中が生じても絶縁パターン７によって電流が遮断される。また、絶縁パターン７は順テーパー形状の断面形状を有しているため、追加加工によって金属電極を断線することなく形成することができる。このため特に有機ＥＬ表示素子用として好適に利用することができる。
【００２９】
以下、本発明の表示素子用基板を用いた絶縁パターン形成方法について説明を行う。
【００３０】
まず、図２（ａ）、（ｂ）で示すように基板１上にＩＴＯやＩＺＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３を材料として、スパッタリング法や真空蒸着法、電子ビーム蒸着法等で成膜後、フォトリソグラフィ法等により電極パターン２を形成する。
【００３１】
次に、図２（ｃ）に示すように基板１及び電極パターン２上に酸失活層３の材料に応じて、酸失活層３の材料雰囲気に浸漬するベーパー法や直接塗布するスピンコート法、スリットコート法等の既存の膜（層）形成手段を用いて酸失活層３を形成する。直接塗布する場合においては、材料に応じて酸失活層３が形成された基板１を加熱することにより酸失活層３の膜厚を制御することができる。
【００３２】
前述したとおり、絶縁層４の材料は、化学増幅型ポジレジスト組成物が好適であり、その膜厚は、電極パターンエッジ部が被覆できる膜厚であれば十分であり、通常２５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度に設定するのが好ましい。このようにして基板１及び電極パターン２上に酸失活層３および絶縁層４を備える表示素子用基板Ｐａを得ることができる。
【００３３】
次に、図２（ｅ）に示すように、フォトマスク５を介して露光光線６により、上述の方法により得られた表示素子用基板Ｐａを露光する。
このとき、フォトマスク５は、フィルムマスク、ガラスマスク、エマルジョンマスク、ハードマスク、位相シフトマスク等のＬＳＩ用フォトマスク、ＬＣＤ用フォトマスク等を用いることができる。
また、フォトマスク及び描画のパターンは、電極パターン２のエッジ部を絶縁パターン７が被覆することができるものである必要がある。
【００３４】
また、露光光線６としては、紫外線、ｉ線、ｇ線、ＡｒＦエキシマレーザー、Ｆ２エキシマレーザー、ＥＵＶのような光線やＸ線、電子線を用いることができ、露光／描画する絶縁層４の材料に最適なものを適宜用いることができる。
【００３５】
また、フォトマスクを介さず、電子ビームを用いて直接描画を行ってもよい。
【００３６】
次に、露光を行った基板を露光後ベーク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）処理する。
ＰＥＢにより、前述した露光によって絶縁層４中に発生した酸の拡散を行い、酸が拡散しながら絶縁層４中の保護基と反応することにより絶縁層４に潜像ができる。
【００３７】
このとき、酸失活層３と絶縁層４との界面では、絶縁層中に発生／拡散した酸が酸失活層３と反応（中和反応）するため、絶縁層４中の保護基との反応が阻害され、前記界面において潜像ができにくく、絶縁層４表面と比べて絶縁パターンが太くなる。
これにより絶縁層４は、順テーパー形状もしくは裾引き形状の断面形状を有する絶縁パターン潜像を得ることができる。
【００３８】
次に、上述した方法により絶縁層４に電極パターン２のエッジ部を被覆できる潜像を持った基板を、所定の現像液で所定の現像時間現像することにより、図１に示すような、個々のパターン７ａが順テーパー形状もしくは裾引き形状の断面形状とされた絶縁パターン７を得ることができる。
【００３９】
現像液としては、絶縁層４の材料に適合するものを使用することができ、アルカリ水溶液、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、アンモニアなどの無機アルカリ類、エチルアミン、ｎ−プロピルアミンなどの１級アミン類、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミンなどの２級アミン類、トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミンなどの３級アミン類、ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリンなどの芳香族３級アミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの４級アンモニウム塩の水溶液を使用することができる。また上記アルカリ水溶液にメタノール、エタノールなどの水溶性有機溶媒および／または界面活性剤を適当量添加した水溶液を現像液として使用することもできる。
【００４０】
本発明における現像時間は、絶縁層４の材料、膜厚及び必要な絶縁パターンの断面形状により設定することができるが、通常は２０秒〜１２０秒程度、さらには４０秒〜９０秒程度が好ましい。
【００４１】
以上より、表示素子用基板に絶縁パターンしたパネルを製造することが出来る。なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で便宜設計変更可能である。
例えば、前記実施の形態では、基板１及び電極パターン２上に、酸失活層３と絶縁層４を１層ずつ形成しているが、これに限られることでなく、それらを複数層形成することも可能である。また必要に応じて陰極パターン端部を被覆すべく絶縁パターン７を形成することも可能である。
【実施例】
【００４２】
図１及び図２を参考にして本発明における実施例を説明する。
まず、ソーダガラスからなる基板１にＩＴＯ膜をスパッタ法により、２００ｎｍ成膜する。次に、フォトリソグラフィ法により電極パターン２を形成する。
【００４３】
次に、電極パターン２が形成された基板１の表面にアンモニア水溶液をスピンコート法で塗布することにより、膜厚０．３ｎｍの酸失活層３を形成した。
【００４４】
次に、酸失活層３上に化学増幅型ポジレジストをスリットコート法により塗布し、プレベークを１２０℃で９０秒間行い、３００ｎｍの絶縁層４を形成した。
【００４５】
次に、フォトマスク５を介して高圧水銀ランプより放射される紫外線６により、絶縁層４を露光した。
【００４６】
次に、露光後ベーク処理を１１０℃で１００秒間行い、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）濃度２．３８％水溶液からなる現像液を用いて５０秒間、現像を行った。
【００４７】
以上より、表示素子用基板に絶縁パターン７を形成し、該絶縁パターン７の断面形状を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて観察したところ良好な順テーパー状を確認することが出来た。
また、前述した表示素子用基板を用いて有機ＥＬ表示素子を作製したところ陽極−陰極間の短絡および表示素子の破壊が改善された。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明に係るパネルの断面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明に係るパネルを形成するための手順を示す工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…基板
２…電極パターン
３…酸失活層
４…絶縁層
５…フォトマスク
６…露光光線
７…順テーパー状絶縁パターン
７ａ…個々の順テーパー状絶縁パターン
Ｐ…パネル
Ｐａ…表示素子用基板
【図１】
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【図２】
2008076727.tif 000004