JP2004303770A - 有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 - Google Patents
有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004303770A JP2004303770A JP2003091575A JP2003091575A JP2004303770A JP 2004303770 A JP2004303770 A JP 2004303770A JP 2003091575 A JP2003091575 A JP 2003091575A JP 2003091575 A JP2003091575 A JP 2003091575A JP 2004303770 A JP2004303770 A JP 2004303770A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- organic insulating
- resin
- film
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
【課題】各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を簡単な操作で効率よく形成する方法、並びにこの方法で得られた有機絶縁膜及びそれを用いた表示装置を提供する。
【解決手段】基板上に形成された電気絶縁性樹脂からなるパターン状の樹脂膜を加熱して得られる５０℃以上の温度を有する当該樹脂膜に、不活性ガス雰囲気下、２００〜４００ｎｍの光を照射するパターン状の有機絶縁膜の形成方法、この方法で形成された有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する表示装置である。
【選択図】 図１
【解決手段】基板上に形成された電気絶縁性樹脂からなるパターン状の樹脂膜を加熱して得られる５０℃以上の温度を有する当該樹脂膜に、不活性ガス雰囲気下、２００〜４００ｎｍの光を照射するパターン状の有機絶縁膜の形成方法、この方法で形成された有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する表示装置である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機絶縁膜の形成方法、その方法で得られた有機絶縁膜及び該有機絶縁膜を用いた表示装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、簡単な操作で効率よく形成する方法、その形成方法で得られた耐熱性の向上した有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記する。）などの表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子ディスプレイデバイスとして、液晶表示装置や有機ＥＬ素子などの平面表示装置が脚光を浴びている。液晶表示装置は、ＣＲＴ（陰極線管）表示装置に比べて、小型でコンパクトであることから、該液晶表示装置を備えた様々な機器が普及してきている。例えばパーソナルコンピュータあるいはビデオカメラ等民生用機器を始めとして各種機器の小型化に対する市場ニーズは高く、具体的には、ラップトップ型コンピュータあるいは液晶モニタ付カメラと呼ばれる小型化された携帯可能な機器が広く普及してきた。これらの機器において、液晶表示装置を具備することは必須となっており、あわせてカラー表示化、高輝度化など高機能高性能化への要求は強い。この液晶表示装置は自己発光型でないため、バックライトやフロントライトなどの光源を必要とする。
一方、電界発光を利用したＥＬ素子は、自己発光型であるため視認性が高く、かつ完全固体素子であって、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表示装置における発光素子としての利用が図られている。
このＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いてなる無機ＥＬ素子と有機化合物を用いてなる有機ＥＬ素子とがある。このうち、有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低くしうる上、小型化が容易であって、消費電力が小さく、面発光が可能であり、かつ三原色発光も容易であることから、次世代の発光素子としてその実用化研究が積極的になされている。
このような液晶表示装置やＥＬ素子などの表示装置においては、各種の絶縁膜が、例えば平坦化膜、層間絶縁膜、あるいは隔壁などに用いられている。これらの絶縁膜は、通常導電性物質や発光体などを充填するために、パターン状に形成され、また表示装置に用いられる場合には、通常透明性が要求される。このような絶縁膜には、無機絶縁膜と有機絶縁膜とがある。
無機絶縁膜としては、例えば化学的気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成される窒化シリコン膜、ＳｉＯＦ膜、ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜など、あるいはスピンオングラス法（ＳＯＧ法）により形成される各種シリカ系膜などを挙げることができる。これらの無機絶縁膜は、耐熱性に優れるものの、その形成やパターン化の操作がやっかいであり、また、その形成に高温を必要とする場合があることから、無機絶縁膜が施される基材の種類によっては、用いることができないという問題がある。
一方、有機絶縁膜は、形成が容易で、かつスタンパーを用いる加圧法やリソグラフィー法などによりパターン化も容易であるが、耐熱性が問題となることがある。
液晶表示装置は、一般に、信号線、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子及び画素電極などが設けられたＴＦＴアレイ基板と、カラーフィルタ、対向電極などが形成された対向基板とを、所定の間隔を保って貼り合わせ、該間隔に液晶を封入した構造を有している。
図２は、一般的な液晶表示装置の断面構造の１例を示す説明図である。図２で示されるように、液晶表示装置３０においては、基板３１上に信号線３２やＴＦＴ素子（図示せず）などを形成し、この上に平坦化層３３を設け、さらにその上に画素電極３４を形成してなるＴＦＴアレイ基板４０と、基板３５上に対向電極３６を形成してなる対向基板４１とを、電極同士が対向するように所定の間隔をもって対向配置させ、該間隔に液晶３７を封入した構造を有している。なお、前記画素電極３４とＴＦＴ素子との接続は、平坦化層３３に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して行われる。また、ＴＦＴアレイ基板４０及び対向基板４１の液晶接触面にはそれぞれラビング処理された配向膜（図示せず）が形成されている。
ところで、このような構成においては、平坦化層３３が信号線３２の上部で盛り上がって凸部を形成する。その結果この凸部の斜面の領域近傍において配向膜に所望のラビング処理を行うことができず、液晶分子の配向不良が生じ、表示品位が低下するという問題があった。
このような問題を解決するために、例えば個々の画素電極の周囲に沿って平坦化層に分離凹溝を形成し、たがいに隣り合う画素電極を機能的に分離すると共に、該分離凹溝部の液晶分子の配向状態を強制的に制御した液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。ここで、平坦化層形成に、耐熱性が劣る樹脂材料を用いると、前記分離凹溝付近の形状にゆがみが発生しやすく、その結果液晶分子の配向が変形し、配向不良が生じるおそれがある。したがって、この場合、該平坦化層を形成するパターンを有する絶縁膜には耐熱性が要求される。
有機絶縁膜の耐熱性を向上させるための手段は、これまで多く検討されている。例えば樹脂材料それ自体を変更することなどが試みられている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、このように樹脂材料それ自体を変更すると、耐熱性以外に、密着性やその他特性が変化するため、絶縁膜にとどまらず、絶縁膜を用いる部品全体の設計変更が必要となる場合が生じる。
一方、表示装置の場合、前記絶縁膜には透明性が必要となり、その透明性への要求は年々厳しくなっている。
【特許文献１】
特開平７−２０４９７号公報
【特許文献２】
特開平１０−２３２３９９号公報
【特許文献３】
特開平２０００−１３１８４６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、素材の樹脂自体を変えることなく、簡単な操作で効率よく形成する方法、その形成方法で得られた耐熱性の向上した有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する液晶表示装置やＥＬ素子などの表示装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、パターン状の樹脂膜に、特定の条件下である波長域の光を照射することにより、耐熱性の向上した有機絶縁膜を容易に形成することができ、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）基板上に形成された電気絶縁性樹脂からなるパターン状の樹脂膜を加熱して得られる５０℃以上の温度を有する当該樹脂膜に、不活性ガス雰囲気下、２００〜４００ｎｍの光を照射することを特徴とするパターン状の有機絶縁膜の形成方法、
（２）不活性ガスが、酸素含有量０．１体積％以下の窒素である第１項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（３）パターン状の樹脂膜の温度が、当該樹脂膜の変形温度±５０℃の範囲の温度である第１項又は第２項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（４）電気絶縁性樹脂が、脂環式オレフィン系樹脂又はアクリル系樹脂を含むものである第１項、第２項又は第３項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（５）第１項ないし第４項のいずれかに記載の形成方法により得られたことを特徴とする有機絶縁膜、
（６）膜厚３μｍにおいて、４００ｎｍの波長の光における分光透過率が９０％以上である第５項記載の有機絶縁膜、及び
（７）第５項又は第６項記載の有機絶縁膜を有することを特徴とする表示装置、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に関する樹脂膜は、電気絶縁性樹脂からなる。また、この樹脂膜は基板上で任意のパターン状に形成されている。樹脂膜が形成されている基板に格別な制限はなく、例えばガラス基板、透明樹脂基板、電気絶縁層と導体層とを有する内層基板などが挙げられる。本発明においては、このパターン状の樹脂膜に特定波長の光を照射する。そして、この光照射の際、樹脂膜として、加熱によって５０℃以上の温度にしたものを用いる。また、本発明においては、光照射を不活性ガス雰囲気下で行うことが特徴である。パターン状の樹脂膜に対して、このような後処理を行うことによって、耐熱性に優れた有機絶縁膜が得られる。
この方法において、光照射処理が施される、パターン状の樹脂膜を構成する樹脂は、電気絶縁性樹脂である。この電気絶縁性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、マレイミド系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、トリアジン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、芳香族ポリエーテル系重合体、ベンゾシクロブテン系重合体、シアネートエステル系重合体、液晶ポリマー及びポリイミドなどを用いることができる。これらの中で、本発明の効果が著しく発揮され、また優れた透明性を有する点から、脂環式オレフィン系樹脂及びアクリル系樹脂が好ましく、特に脂環式オレフィン系樹脂が好適である。また、電気絶縁性樹脂としては、成形性の観点から、ガラス転移温度が５０〜４００℃程度、好ましくは６０〜３００℃の範囲にあるものを用いるのが有利である。
【０００６】
これらの樹脂を用いてパターン状の樹脂膜を形成する方法としては特に制限はなく、様々な方法、例えば感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によりパターンを形成する方法；所定パターンを有するスタンパを用いた射出成形法や加熱溶融法により、電気絶縁性樹脂膜表面に直接パターンを形成する方法；基板表面に、スクリーン印刷法やインクジェット法などにより、樹脂をパターン状に塗布する方法；などを採用することができる。これらの方法の中で、パターン精度などの点から、感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によって、パターン状の樹脂膜を形成するのが有利である。
【０００７】
このような感放射線性樹脂組成物としては、例えば（１）アルカリ可溶性樹脂とキノンジアシド基含有化合物とを必須成分として含む非化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物、（２）アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と架橋剤とを必須成分として含む非化学増幅型のネガ型又はポジ型感放射線性樹脂組成物、（３）酸の作用によりアルカリに対する溶解性が変化する樹脂と、オニウム塩などの活性放射線の照射により酸を発生する化合物とを必須成分として含む化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物及び（４）アルカリ可溶性樹脂と酸架橋性物質と活性放射線の照射により酸を発生する化合物とを必須成分として含む化学増幅型のネガ型感放射線性樹脂組成物などを挙げることができる。
本発明においては、パターニング性や解像性が良好であることから、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と架橋剤とを必須成分として含む非化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物が好ましい。また、アルカリ可溶性樹脂としては、本発明の効果が著しく発揮され、また優れた透明性を有する点から、被膜形成成分として、アルカリ感応性脂環式オレフィン系樹脂又はアルカリ感応性アクリル系樹脂が好ましく、特にアルカリ感応性脂環式オレフィン系樹脂が好適である。ここで、アルカリ感応性とは、アルカリ可溶性や酸の作用によりアルカリに対する溶解性が変化する性質を指す。
【０００８】
前記感放射線性樹脂組成物は、通常適当な溶剤を含む溶液の形態で用いられる。また、この感放射線性樹脂組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、各種添加成分、例えば酸化防止剤、接着助剤、増感剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤などを含有させることができる。
この感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によって、表面にパターンを有する電気絶縁性樹脂膜を形成させるには、例えば以下に示す方法を用いることができる。
まず、基板上に、前記感放射線性樹脂組成物を塗布してフォトレジスト膜を形成させる。塗布方法としては、一般にスピンコート法が好ましく用いられる。塗膜形成後、溶剤を除去するために、通常６０〜１６０℃で１〜３０分間乾燥するのがよい。
【０００９】
次いで、このようにして、基板上に形成されたフォトレジスト膜に、活性放射線を用いて選択的露光を施し、所定形状のパターンの潜像を形成する。
この際、使用する活性放射線としては、例えば紫外線、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、さらには電子線のような粒子線などを挙げることができ、使用する感放射線性樹脂組成物の種類に応じて適宜選択される。また、これらの活性放射線を用いて選択的露光する方法としては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば縮小投影露光装置などにより、紫外線、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光などを所望のマスクパターンを介して照射する方法、あるいは電子線などの粒子線により描画する方法などを用いることができる。
【００１０】
このようにして選択的露光を施したのち、必要に応じ、フォトレジスト膜を６０〜１３０℃程度の温度で１〜２分間程度加熱処理する操作が行われる。
次に、このようにして所定形状のパターンの潜像が形成されたフォトレジスト膜を現像処理する。この現像処理方法としては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば１〜１０質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のようなアルカリ性水溶液などを用いて現像処理が行われる。
この現像処理は、通常３０〜１８０秒間、１５〜３５℃の条件で、例えばパドル法、スプレー法、ディッピング法などにより行われる。
なお、この工程においては、感放射線性樹脂組成物としてポジ型を用いた場合には、選択的露光部分が現像処理により、溶解除去されて所定パターンが形成される。一方、ネガ型を用いた場合は、未露光部分が現像処理により、溶解除去されて所定パターンが形成される。
現像処理後は、通常純水などを用いるリンス処理が施され、乾燥後、必要に応じて、パターンのある基板面全体を常温で光照射する。このようにして、パターン状の樹脂膜が形成される。
【００１１】
本発明においては、温度が５０℃以上、好ましくは樹脂膜の変形温度近傍、具体的には、樹脂膜の変形温度±５０℃（すなわち樹脂膜の変形温度−５０℃〜樹脂膜の変形温度＋５０℃）、より好ましくは、樹脂膜の変形温度−３０℃〜樹脂膜の変形温度＋４５℃、特に好ましくは樹脂膜の変形温度−５℃〜樹脂膜の変形温度＋４０℃の温度になっている樹脂膜に対して、不活性ガス雰囲気下にて、光照射処理を行う。
光照射時の樹脂膜の温度が上述の範囲であれば、光照射の時点で樹脂膜が加熱されていても、加熱されていなくてもよい。樹脂膜の温度は、接触式温度測定装置などを用いて測定できるが、光照射と同時に加熱を行う場合、加熱装置の温度を以って樹脂膜の温度と判断してもよい。
パターン状の樹脂膜を加熱する方法に格別な制限はなく、例えば前記樹脂膜を有する基板をホットプレートで加熱する方法やオーブン内で加熱する方法が挙げられる。加熱は、不活性ガス雰囲気下で行うのが、樹脂膜の酸化劣化を防止する観点から好ましい。
加熱の温度は、樹脂膜が溶融する温度未満であれば格別な制限はないが、通常５０℃以上、好ましくは樹脂膜の変形温度近傍、具体的には、樹脂膜の変形温度±５０℃、より好ましくは、樹脂膜の変形温度−３０℃〜樹脂膜の変形温度＋４５℃、特に好ましくは樹脂膜の変形温度−５℃〜樹脂膜の変形温度＋４０℃である。本発明において、樹脂膜の変形温度は以下のようにして測定した値である。
０．７ｍｍ厚のガラス基板［コーニング社製「１７３７材」］上に、膜厚３μｍ、幅５μｍの単一パターンを有する樹脂膜を得る。ガラス基板を垂直に切断してパターン断面を得、このパターン断面を電子顕微鏡にて観察する。次に、パターン断面の観察を終えた基板を所定温度に保持されたホットプレート上に３分間載せて加熱したのち、ホットプレートから下ろし、再びパターン断面を電子顕微鏡にて観察する。加熱後のパターンの下端幅が、加熱前のパターンの下端幅の１１０％となったときの温度を変形温度とする。脂環式オレフィン系樹脂を含む樹脂膜の場合、加熱温度は通常１００〜２２０℃、好ましくは１２０℃〜２００℃の範囲である。
【００１２】
本発明においては、光照射処理に、波長２００〜４００ｎｍの光が用いられる。この照射する光は、上記範囲の単一波長光であっても、混合波長光であってもよい。また、照射する光の照度は、通常０．１〜３０ｍＷ／ｃｍ２、好ましくは１〜１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲である。照射量は、通常１０〜１０００ｍＪ、好ましくは５０〜５００ｍＪの範囲であり、照射時間は、照度と照射量に応じて決まるが、通常５〜３００秒間、好ましくは１０〜１８０秒間の範囲である。
本発明においては、このようにして樹脂膜を光照射処理した後、必要に応じて、さらに加熱して焼成することができる。加熱方法は上記と同様な方法が挙げられる。加熱の温度に格別な制限はないが、焼成効率の観点から、通常１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃である。加熱時間は樹脂膜の大きさや厚さなどによって任意に選択すればよい。この焼成も不活性ガス雰囲気下で行うことが、樹脂の酸化劣化防止など安定性の観点から好ましい。
不活性ガスとしては、酸素を含まず、かつ樹脂を酸化させないものであればよく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンなどが挙げられる。これらの中でも窒素とアルゴンが好ましく、特に窒素が好ましい。特に酸素含有量が０．１体積％以下、好ましくは０．０１体積％以下の不活性ガス、特に窒素が好適である。また、前記不活性ガスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１３】
このようにして得られたパターン状の有機絶縁膜は、例えば各種絶縁膜、具体的にはコンタクトホールを有する層間絶縁膜や、平坦化膜などに用いることができる。
本発明の有機絶縁膜の形成方法で得られた有機絶縁膜は表示装置用、例えば液晶表示装置やＥＬ素子などに使用できる。
本発明の有機絶縁膜は、表示装置に適用される場合には、透明性に優れることが好ましく、特に膜厚３μｍにおいて、４００ｎｍの波長の光における分光透過率が９０％以上であるものが好適である。
【００１４】
次に、液晶表示用装置に、本発明の有機絶縁膜を適用した例について説明する。
液晶表示装置の駆動方式としては、スタティック方式、ダイナミック（マルチプレックス又は単純マトリクス）方式、及びアクティブマトリクス方式などが知られている。これらの中でアクティブマトリクス方式には、ＴＦＴ素子などの３端子素子（トランジスタ）を用いる方式と、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｍｅｔａｌ、又はＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：ＴＦＤ）素子などの２端子素子（ダイオード）を用いる方式がある。
前記ＴＦＴ素子としては、アモルファスＳｉＴＦＴ（ａ−ＳｉＴＦＴ）素子、ポリＳｉＴＦＴ（ｐ−ＳｉＴＦＴ）素子、単結晶ＳｉＭＯＳＦＥＴ（ｃ−ＳｉＭＯＳＦＥＴ）素子などが実用化されており、液晶表示装置の駆動にはいずれも用いることができる。
【００１５】
ここで、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）に使用されるＴＦＴアレイ基板について説明する。
図１は、本発明の有機絶縁膜を適用したａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板の１例の構成を示す断面図であり、このａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板は、以下のようにして作製することができる。
まず、透明絶縁性基板１上に、スパッタリング法などにより、クロムなどの電極材料を成膜し、フォトリソグラフィー法などにより、ゲート電極２及び共通電極３を形成する。次いで、プラズマＣＶＤ法などを用いて窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜４、ａ−Ｓｉ膜５、ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜６を順次成膜し、さらに、フォトリソグラフィー法などにより、ａ−Ｓｉ膜５、ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜６を島状にパターニングし、半導体層を形成する、次に、スパッタリング法などで金属膜を成膜後、フォトリソグラフィー法などにより、半導体層のチャネル部９並びにソース電極７、ドレイン電極８を形成し、ＴＦＴ素子を形成する。
【００１６】
次に、ＴＦＴ素子による段差をなくし、平坦化されるように、ドレイン電極８上の一部にフォトリソグラフィー法などによって形成されたコンタクトホール１１を有する本発明の有機絶縁膜１０からなる層間絶縁膜を形成する。続いて、スパッタリング法などにより、透明導電膜であるＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）を１００ｎｍ程度の膜厚に成膜し、フォトリソグラフィー法などにより画素電極１２を形成することにより、所望のａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板が得られる。
このａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板を用いた液晶表示装置は、前記ａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板と、透明電極及びカラーフィルタなどを有する対向電極基板（図示せず）の間に液晶が配置されているものである。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を合成例及び実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例中の部及び％は、特に断りのないかぎり質量基準である。
また、各例で得られた絶縁膜の耐熱性、上面平坦性及び透過率は、以下に示す方法に従って評価した。
（１）耐熱性
現像処理後のパターン形状と２３０℃で１時間焼成処理後のパターンの断面を電子顕微鏡で観察して、パターンの上端の形状を評価すると共に、焼成処理後のパターンの下端の幅と焼成処理前のパターンの下端の幅との比率を求め、下記の判定基準で評価した。
◎：上端に丸みは認められず、下端の幅は１１０％以下である。
○：上端が丸みを帯びているが、下端の幅は１１０％以下である。
△：上端が丸みを帯び、下端の幅は１１０％を超え、１４０％以下である。
×：上端が丸みを帯び、下端の幅は１４０％を超えている。
（２）分光透過率
２３０℃で１時間焼成処理後の有機絶縁膜の、４００ｎｍでの分光透過率を測定した。
【００１８】
合成例１
８−ヒドロキシカルボニルテトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカ−３−エン８４部、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エンを１６部、１−ヘキセン１．３部、１，３−ジメシチルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ベンジリデンルテニウムジクロリド０．０５部、テトラヒドロフラン４００部を、窒素置換したガラス製耐圧反応容器に仕込み、７０℃に加熱して２時間撹拌して反応溶液を得た。この反応溶液中に、モノマーが残留していないことをガスクロマトグラフィーにて確認した。得られた反応溶液を大量のｎ−ヘキサン中に注いで固形分を析出させた。得られた固形分をｎ−ヘキサンで洗浄した後、１００℃で１８時間減圧乾燥し、白色固体の開環メタセシス共重合体を得た。
次に、撹拌機付きオートクレーブに、この開環メタセシス共重合体１００部、テトラヒドロフラン４００部、水素添加触媒としてパラジウム／カーボン（１０％パラジウム）５部を添加して、水素圧１．０ＭＰａ、６０℃で８時間水素添加した。この反応溶液をろ過した後、上記と同様に大量のｎ−ヘキサン中で凝固、乾燥して、カルボキシル基を有する脂環式オレフィン系樹脂であるポリマーＡを得た。このポリマーの水素添加率は１００％であることを１Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより確認した。なお、ここで水素添加率は、開環重合により脂環式オレフィン単量体より生じた脂肪族性のＣ＝Ｃ結合に対する水素添加されたＣ＝Ｃ結合の割合である。
【００１９】
合成例２
スチレン３０部、メチルメタアクリレート３０部、２−エチルヘキシルアクリレート２０部、メタクリル酸２０部、２，２−アゾビスイソブチロニトリル０．５部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３００部を窒素気流中で撹拌しながら８０℃で５時間加熱し粘稠な液体を得た。得られた反応溶液を大量のｎ−ヘキサン中に注いで固形分を析出させた。得られた固形分をｎ−ヘキサンで洗浄した後、１００℃で１８時間減圧乾燥し、白色固体のアクリル系共重合体であるポリマーＢを得た。
【００２０】
実施例１
＜感放射線性樹脂組成物の調製＞
合成例１で得られた酸性基を有する脂環式オレフィン系樹脂（ポリマーＡ）１００重量部と、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル５５０部、キノンジアジド基含有化合物として１，１，３−トリス（２，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−３−フェニルプロパン（１モル）と１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸クロリド（１．９モル）との縮合物２０重量部、架橋剤としてＣＹＭＥＬ３００［三井サイテック社製、メラミン系樹脂］２５部、接着助剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５部、界面活性剤としてメガファックＦ１７２［大日本インキ化学工業（株）製］０．０５部を混合し溶解させた後、孔径０．４５μｍのミリポアフィルタでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。
＜パターン状の樹脂膜の形成＞
この溶液をガラス基板［コーニング社製１７３７材］上にスピンコートした後、９０℃にて２分間ホットプレート上でプリベークして、膜厚３．０μｍの塗膜を形成した。得られた塗膜付きのガラス基板上に、所定のパターンを有するマスクを介して、波長３６５ｎｍ、光強度５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を空気中で４０秒間照射した。次いで０．３％のテトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、２５℃で６０秒間現像処理を行った。その後、超純水でリンス処理を１５秒間行い、ポジ型のパターン状の薄膜を形成した。その後、この薄膜の全面に３６５ｎｍにおける光強度が５ｍＷ／ｃｍ２である紫外線を６０秒間照射してパターン状の樹脂膜を得た。こうして得られたパターン状の樹脂膜の変形温度は１５０℃であった。
＜不活性ガス雰囲気下での光照射処理と評価＞
得られたパターン状の樹脂膜を有する基板を酸素含有量０．０１体積％未満の窒素ガス雰囲気下で、１６０℃のホットプレート上に載せて、その５秒後に超低圧水銀灯にて１００ｍＪの紫外線を照射した。この際の照射量は２５４ｎｍでの光量とする。なお、基板をホットプレートに載せてから、下ろすまでの時間は１８０秒間であり、この間、ホットプレートは１６０℃に保たれていた。その後高純度窒素雰囲気のオーブンにて２３０℃で１時間焼成処理して有機絶縁膜を得た。この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
【００２１】
実施例２
ポリマーＡの代わりに、ポリマーＢを用いる以外は実施例１と同様にして、変形温度が８０℃のパターン状の樹脂膜を得た。
＜不活性ガス雰囲気下での光照射処理と評価＞
ホットプレート上の温度を１２０℃にすること以外は実施例１と同様にして、不活性ガス雰囲気下での光照射処理と焼成処理とを行い有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
比較例１
２５４ｎｍの紫外線を照射する際、窒素ガス雰囲気下ではなく、不活性ガスの代わりに空気中で光照射処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
比較例２
パターン状の樹脂膜に対する、不活性ガス雰囲気下での光照射処理を行わないこと以外は、実施例２と同様にして、有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、素材の樹脂自体を変えることなく、簡単な操作で効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の有機絶縁膜を適用したａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板の１例の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、一般的な液晶表示装置の断面構造の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 透明絶縁性基板
２ ゲート電極
３ 共通電極
４ ゲート絶縁膜
５ ａ−Ｓｉ膜
６ ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜
７ ソース電極
８ ドレイン電極
９ チャネル部
１０ 本発明の有機絶縁膜
１１ コンタクトホール
１２ 画素電極
３０ 液晶表示装置
３１、３５ 基板
３２ 信号線
３３ 平坦化層
３４ 画素電極
３６ 対向電極
３７ 液晶
４０ ＴＦＴアレイ基板
４１ 対向基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機絶縁膜の形成方法、その方法で得られた有機絶縁膜及び該有機絶縁膜を用いた表示装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、簡単な操作で効率よく形成する方法、その形成方法で得られた耐熱性の向上した有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス素子（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略記する。）などの表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子ディスプレイデバイスとして、液晶表示装置や有機ＥＬ素子などの平面表示装置が脚光を浴びている。液晶表示装置は、ＣＲＴ（陰極線管）表示装置に比べて、小型でコンパクトであることから、該液晶表示装置を備えた様々な機器が普及してきている。例えばパーソナルコンピュータあるいはビデオカメラ等民生用機器を始めとして各種機器の小型化に対する市場ニーズは高く、具体的には、ラップトップ型コンピュータあるいは液晶モニタ付カメラと呼ばれる小型化された携帯可能な機器が広く普及してきた。これらの機器において、液晶表示装置を具備することは必須となっており、あわせてカラー表示化、高輝度化など高機能高性能化への要求は強い。この液晶表示装置は自己発光型でないため、バックライトやフロントライトなどの光源を必要とする。
一方、電界発光を利用したＥＬ素子は、自己発光型であるため視認性が高く、かつ完全固体素子であって、耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、各種表示装置における発光素子としての利用が図られている。
このＥＬ素子には、発光材料に無機化合物を用いてなる無機ＥＬ素子と有機化合物を用いてなる有機ＥＬ素子とがある。このうち、有機ＥＬ素子は、印加電圧を大幅に低くしうる上、小型化が容易であって、消費電力が小さく、面発光が可能であり、かつ三原色発光も容易であることから、次世代の発光素子としてその実用化研究が積極的になされている。
このような液晶表示装置やＥＬ素子などの表示装置においては、各種の絶縁膜が、例えば平坦化膜、層間絶縁膜、あるいは隔壁などに用いられている。これらの絶縁膜は、通常導電性物質や発光体などを充填するために、パターン状に形成され、また表示装置に用いられる場合には、通常透明性が要求される。このような絶縁膜には、無機絶縁膜と有機絶縁膜とがある。
無機絶縁膜としては、例えば化学的気相蒸着（ＣＶＤ）法により形成される窒化シリコン膜、ＳｉＯＦ膜、ＰＳＧ（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）膜など、あるいはスピンオングラス法（ＳＯＧ法）により形成される各種シリカ系膜などを挙げることができる。これらの無機絶縁膜は、耐熱性に優れるものの、その形成やパターン化の操作がやっかいであり、また、その形成に高温を必要とする場合があることから、無機絶縁膜が施される基材の種類によっては、用いることができないという問題がある。
一方、有機絶縁膜は、形成が容易で、かつスタンパーを用いる加圧法やリソグラフィー法などによりパターン化も容易であるが、耐熱性が問題となることがある。
液晶表示装置は、一般に、信号線、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子及び画素電極などが設けられたＴＦＴアレイ基板と、カラーフィルタ、対向電極などが形成された対向基板とを、所定の間隔を保って貼り合わせ、該間隔に液晶を封入した構造を有している。
図２は、一般的な液晶表示装置の断面構造の１例を示す説明図である。図２で示されるように、液晶表示装置３０においては、基板３１上に信号線３２やＴＦＴ素子（図示せず）などを形成し、この上に平坦化層３３を設け、さらにその上に画素電極３４を形成してなるＴＦＴアレイ基板４０と、基板３５上に対向電極３６を形成してなる対向基板４１とを、電極同士が対向するように所定の間隔をもって対向配置させ、該間隔に液晶３７を封入した構造を有している。なお、前記画素電極３４とＴＦＴ素子との接続は、平坦化層３３に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して行われる。また、ＴＦＴアレイ基板４０及び対向基板４１の液晶接触面にはそれぞれラビング処理された配向膜（図示せず）が形成されている。
ところで、このような構成においては、平坦化層３３が信号線３２の上部で盛り上がって凸部を形成する。その結果この凸部の斜面の領域近傍において配向膜に所望のラビング処理を行うことができず、液晶分子の配向不良が生じ、表示品位が低下するという問題があった。
このような問題を解決するために、例えば個々の画素電極の周囲に沿って平坦化層に分離凹溝を形成し、たがいに隣り合う画素電極を機能的に分離すると共に、該分離凹溝部の液晶分子の配向状態を強制的に制御した液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。ここで、平坦化層形成に、耐熱性が劣る樹脂材料を用いると、前記分離凹溝付近の形状にゆがみが発生しやすく、その結果液晶分子の配向が変形し、配向不良が生じるおそれがある。したがって、この場合、該平坦化層を形成するパターンを有する絶縁膜には耐熱性が要求される。
有機絶縁膜の耐熱性を向上させるための手段は、これまで多く検討されている。例えば樹脂材料それ自体を変更することなどが試みられている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、このように樹脂材料それ自体を変更すると、耐熱性以外に、密着性やその他特性が変化するため、絶縁膜にとどまらず、絶縁膜を用いる部品全体の設計変更が必要となる場合が生じる。
一方、表示装置の場合、前記絶縁膜には透明性が必要となり、その透明性への要求は年々厳しくなっている。
【特許文献１】
特開平７−２０４９７号公報
【特許文献２】
特開平１０−２３２３９９号公報
【特許文献３】
特開平２０００−１３１８４６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、素材の樹脂自体を変えることなく、簡単な操作で効率よく形成する方法、その形成方法で得られた耐熱性の向上した有機絶縁膜、及び該有機絶縁膜を有する液晶表示装置やＥＬ素子などの表示装置を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、パターン状の樹脂膜に、特定の条件下である波長域の光を照射することにより、耐熱性の向上した有機絶縁膜を容易に形成することができ、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）基板上に形成された電気絶縁性樹脂からなるパターン状の樹脂膜を加熱して得られる５０℃以上の温度を有する当該樹脂膜に、不活性ガス雰囲気下、２００〜４００ｎｍの光を照射することを特徴とするパターン状の有機絶縁膜の形成方法、
（２）不活性ガスが、酸素含有量０．１体積％以下の窒素である第１項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（３）パターン状の樹脂膜の温度が、当該樹脂膜の変形温度±５０℃の範囲の温度である第１項又は第２項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（４）電気絶縁性樹脂が、脂環式オレフィン系樹脂又はアクリル系樹脂を含むものである第１項、第２項又は第３項記載の有機絶縁膜の形成方法、
（５）第１項ないし第４項のいずれかに記載の形成方法により得られたことを特徴とする有機絶縁膜、
（６）膜厚３μｍにおいて、４００ｎｍの波長の光における分光透過率が９０％以上である第５項記載の有機絶縁膜、及び
（７）第５項又は第６項記載の有機絶縁膜を有することを特徴とする表示装置、を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に関する樹脂膜は、電気絶縁性樹脂からなる。また、この樹脂膜は基板上で任意のパターン状に形成されている。樹脂膜が形成されている基板に格別な制限はなく、例えばガラス基板、透明樹脂基板、電気絶縁層と導体層とを有する内層基板などが挙げられる。本発明においては、このパターン状の樹脂膜に特定波長の光を照射する。そして、この光照射の際、樹脂膜として、加熱によって５０℃以上の温度にしたものを用いる。また、本発明においては、光照射を不活性ガス雰囲気下で行うことが特徴である。パターン状の樹脂膜に対して、このような後処理を行うことによって、耐熱性に優れた有機絶縁膜が得られる。
この方法において、光照射処理が施される、パターン状の樹脂膜を構成する樹脂は、電気絶縁性樹脂である。この電気絶縁性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、マレイミド系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、トリアジン系樹脂、脂環式オレフィン系樹脂、芳香族ポリエーテル系重合体、ベンゾシクロブテン系重合体、シアネートエステル系重合体、液晶ポリマー及びポリイミドなどを用いることができる。これらの中で、本発明の効果が著しく発揮され、また優れた透明性を有する点から、脂環式オレフィン系樹脂及びアクリル系樹脂が好ましく、特に脂環式オレフィン系樹脂が好適である。また、電気絶縁性樹脂としては、成形性の観点から、ガラス転移温度が５０〜４００℃程度、好ましくは６０〜３００℃の範囲にあるものを用いるのが有利である。
【０００６】
これらの樹脂を用いてパターン状の樹脂膜を形成する方法としては特に制限はなく、様々な方法、例えば感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によりパターンを形成する方法；所定パターンを有するスタンパを用いた射出成形法や加熱溶融法により、電気絶縁性樹脂膜表面に直接パターンを形成する方法；基板表面に、スクリーン印刷法やインクジェット法などにより、樹脂をパターン状に塗布する方法；などを採用することができる。これらの方法の中で、パターン精度などの点から、感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によって、パターン状の樹脂膜を形成するのが有利である。
【０００７】
このような感放射線性樹脂組成物としては、例えば（１）アルカリ可溶性樹脂とキノンジアシド基含有化合物とを必須成分として含む非化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物、（２）アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と架橋剤とを必須成分として含む非化学増幅型のネガ型又はポジ型感放射線性樹脂組成物、（３）酸の作用によりアルカリに対する溶解性が変化する樹脂と、オニウム塩などの活性放射線の照射により酸を発生する化合物とを必須成分として含む化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物及び（４）アルカリ可溶性樹脂と酸架橋性物質と活性放射線の照射により酸を発生する化合物とを必須成分として含む化学増幅型のネガ型感放射線性樹脂組成物などを挙げることができる。
本発明においては、パターニング性や解像性が良好であることから、アルカリ可溶性樹脂とキノンジアジド基含有化合物と架橋剤とを必須成分として含む非化学増幅型のポジ型感放射線性樹脂組成物が好ましい。また、アルカリ可溶性樹脂としては、本発明の効果が著しく発揮され、また優れた透明性を有する点から、被膜形成成分として、アルカリ感応性脂環式オレフィン系樹脂又はアルカリ感応性アクリル系樹脂が好ましく、特にアルカリ感応性脂環式オレフィン系樹脂が好適である。ここで、アルカリ感応性とは、アルカリ可溶性や酸の作用によりアルカリに対する溶解性が変化する性質を指す。
【０００８】
前記感放射線性樹脂組成物は、通常適当な溶剤を含む溶液の形態で用いられる。また、この感放射線性樹脂組成物には、本発明の目的が損なわれない範囲で、所望により、各種添加成分、例えば酸化防止剤、接着助剤、増感剤、可塑剤、安定剤、界面活性剤などを含有させることができる。
この感放射線性樹脂組成物を用いるリソグラフィー法によって、表面にパターンを有する電気絶縁性樹脂膜を形成させるには、例えば以下に示す方法を用いることができる。
まず、基板上に、前記感放射線性樹脂組成物を塗布してフォトレジスト膜を形成させる。塗布方法としては、一般にスピンコート法が好ましく用いられる。塗膜形成後、溶剤を除去するために、通常６０〜１６０℃で１〜３０分間乾燥するのがよい。
【０００９】
次いで、このようにして、基板上に形成されたフォトレジスト膜に、活性放射線を用いて選択的露光を施し、所定形状のパターンの潜像を形成する。
この際、使用する活性放射線としては、例えば紫外線、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、さらには電子線のような粒子線などを挙げることができ、使用する感放射線性樹脂組成物の種類に応じて適宜選択される。また、これらの活性放射線を用いて選択的露光する方法としては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば縮小投影露光装置などにより、紫外線、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光などを所望のマスクパターンを介して照射する方法、あるいは電子線などの粒子線により描画する方法などを用いることができる。
【００１０】
このようにして選択的露光を施したのち、必要に応じ、フォトレジスト膜を６０〜１３０℃程度の温度で１〜２分間程度加熱処理する操作が行われる。
次に、このようにして所定形状のパターンの潜像が形成されたフォトレジスト膜を現像処理する。この現像処理方法としては特に制限はなく、従来公知の方法を用いることができる。例えば１〜１０質量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液のようなアルカリ性水溶液などを用いて現像処理が行われる。
この現像処理は、通常３０〜１８０秒間、１５〜３５℃の条件で、例えばパドル法、スプレー法、ディッピング法などにより行われる。
なお、この工程においては、感放射線性樹脂組成物としてポジ型を用いた場合には、選択的露光部分が現像処理により、溶解除去されて所定パターンが形成される。一方、ネガ型を用いた場合は、未露光部分が現像処理により、溶解除去されて所定パターンが形成される。
現像処理後は、通常純水などを用いるリンス処理が施され、乾燥後、必要に応じて、パターンのある基板面全体を常温で光照射する。このようにして、パターン状の樹脂膜が形成される。
【００１１】
本発明においては、温度が５０℃以上、好ましくは樹脂膜の変形温度近傍、具体的には、樹脂膜の変形温度±５０℃（すなわち樹脂膜の変形温度−５０℃〜樹脂膜の変形温度＋５０℃）、より好ましくは、樹脂膜の変形温度−３０℃〜樹脂膜の変形温度＋４５℃、特に好ましくは樹脂膜の変形温度−５℃〜樹脂膜の変形温度＋４０℃の温度になっている樹脂膜に対して、不活性ガス雰囲気下にて、光照射処理を行う。
光照射時の樹脂膜の温度が上述の範囲であれば、光照射の時点で樹脂膜が加熱されていても、加熱されていなくてもよい。樹脂膜の温度は、接触式温度測定装置などを用いて測定できるが、光照射と同時に加熱を行う場合、加熱装置の温度を以って樹脂膜の温度と判断してもよい。
パターン状の樹脂膜を加熱する方法に格別な制限はなく、例えば前記樹脂膜を有する基板をホットプレートで加熱する方法やオーブン内で加熱する方法が挙げられる。加熱は、不活性ガス雰囲気下で行うのが、樹脂膜の酸化劣化を防止する観点から好ましい。
加熱の温度は、樹脂膜が溶融する温度未満であれば格別な制限はないが、通常５０℃以上、好ましくは樹脂膜の変形温度近傍、具体的には、樹脂膜の変形温度±５０℃、より好ましくは、樹脂膜の変形温度−３０℃〜樹脂膜の変形温度＋４５℃、特に好ましくは樹脂膜の変形温度−５℃〜樹脂膜の変形温度＋４０℃である。本発明において、樹脂膜の変形温度は以下のようにして測定した値である。
０．７ｍｍ厚のガラス基板［コーニング社製「１７３７材」］上に、膜厚３μｍ、幅５μｍの単一パターンを有する樹脂膜を得る。ガラス基板を垂直に切断してパターン断面を得、このパターン断面を電子顕微鏡にて観察する。次に、パターン断面の観察を終えた基板を所定温度に保持されたホットプレート上に３分間載せて加熱したのち、ホットプレートから下ろし、再びパターン断面を電子顕微鏡にて観察する。加熱後のパターンの下端幅が、加熱前のパターンの下端幅の１１０％となったときの温度を変形温度とする。脂環式オレフィン系樹脂を含む樹脂膜の場合、加熱温度は通常１００〜２２０℃、好ましくは１２０℃〜２００℃の範囲である。
【００１２】
本発明においては、光照射処理に、波長２００〜４００ｎｍの光が用いられる。この照射する光は、上記範囲の単一波長光であっても、混合波長光であってもよい。また、照射する光の照度は、通常０．１〜３０ｍＷ／ｃｍ２、好ましくは１〜１０ｍＷ／ｃｍ２の範囲である。照射量は、通常１０〜１０００ｍＪ、好ましくは５０〜５００ｍＪの範囲であり、照射時間は、照度と照射量に応じて決まるが、通常５〜３００秒間、好ましくは１０〜１８０秒間の範囲である。
本発明においては、このようにして樹脂膜を光照射処理した後、必要に応じて、さらに加熱して焼成することができる。加熱方法は上記と同様な方法が挙げられる。加熱の温度に格別な制限はないが、焼成効率の観点から、通常１５０〜３００℃、好ましくは２００〜２５０℃である。加熱時間は樹脂膜の大きさや厚さなどによって任意に選択すればよい。この焼成も不活性ガス雰囲気下で行うことが、樹脂の酸化劣化防止など安定性の観点から好ましい。
不活性ガスとしては、酸素を含まず、かつ樹脂を酸化させないものであればよく、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトンなどが挙げられる。これらの中でも窒素とアルゴンが好ましく、特に窒素が好ましい。特に酸素含有量が０．１体積％以下、好ましくは０．０１体積％以下の不活性ガス、特に窒素が好適である。また、前記不活性ガスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１３】
このようにして得られたパターン状の有機絶縁膜は、例えば各種絶縁膜、具体的にはコンタクトホールを有する層間絶縁膜や、平坦化膜などに用いることができる。
本発明の有機絶縁膜の形成方法で得られた有機絶縁膜は表示装置用、例えば液晶表示装置やＥＬ素子などに使用できる。
本発明の有機絶縁膜は、表示装置に適用される場合には、透明性に優れることが好ましく、特に膜厚３μｍにおいて、４００ｎｍの波長の光における分光透過率が９０％以上であるものが好適である。
【００１４】
次に、液晶表示用装置に、本発明の有機絶縁膜を適用した例について説明する。
液晶表示装置の駆動方式としては、スタティック方式、ダイナミック（マルチプレックス又は単純マトリクス）方式、及びアクティブマトリクス方式などが知られている。これらの中でアクティブマトリクス方式には、ＴＦＴ素子などの３端子素子（トランジスタ）を用いる方式と、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｍｅｔａｌ、又はＴｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ：ＴＦＤ）素子などの２端子素子（ダイオード）を用いる方式がある。
前記ＴＦＴ素子としては、アモルファスＳｉＴＦＴ（ａ−ＳｉＴＦＴ）素子、ポリＳｉＴＦＴ（ｐ−ＳｉＴＦＴ）素子、単結晶ＳｉＭＯＳＦＥＴ（ｃ−ＳｉＭＯＳＦＥＴ）素子などが実用化されており、液晶表示装置の駆動にはいずれも用いることができる。
【００１５】
ここで、ＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）に使用されるＴＦＴアレイ基板について説明する。
図１は、本発明の有機絶縁膜を適用したａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板の１例の構成を示す断面図であり、このａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板は、以下のようにして作製することができる。
まず、透明絶縁性基板１上に、スパッタリング法などにより、クロムなどの電極材料を成膜し、フォトリソグラフィー法などにより、ゲート電極２及び共通電極３を形成する。次いで、プラズマＣＶＤ法などを用いて窒化シリコンなどからなるゲート絶縁膜４、ａ−Ｓｉ膜５、ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜６を順次成膜し、さらに、フォトリソグラフィー法などにより、ａ−Ｓｉ膜５、ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜６を島状にパターニングし、半導体層を形成する、次に、スパッタリング法などで金属膜を成膜後、フォトリソグラフィー法などにより、半導体層のチャネル部９並びにソース電極７、ドレイン電極８を形成し、ＴＦＴ素子を形成する。
【００１６】
次に、ＴＦＴ素子による段差をなくし、平坦化されるように、ドレイン電極８上の一部にフォトリソグラフィー法などによって形成されたコンタクトホール１１を有する本発明の有機絶縁膜１０からなる層間絶縁膜を形成する。続いて、スパッタリング法などにより、透明導電膜であるＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）を１００ｎｍ程度の膜厚に成膜し、フォトリソグラフィー法などにより画素電極１２を形成することにより、所望のａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板が得られる。
このａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板を用いた液晶表示装置は、前記ａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板と、透明電極及びカラーフィルタなどを有する対向電極基板（図示せず）の間に液晶が配置されているものである。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を合成例及び実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例中の部及び％は、特に断りのないかぎり質量基準である。
また、各例で得られた絶縁膜の耐熱性、上面平坦性及び透過率は、以下に示す方法に従って評価した。
（１）耐熱性
現像処理後のパターン形状と２３０℃で１時間焼成処理後のパターンの断面を電子顕微鏡で観察して、パターンの上端の形状を評価すると共に、焼成処理後のパターンの下端の幅と焼成処理前のパターンの下端の幅との比率を求め、下記の判定基準で評価した。
◎：上端に丸みは認められず、下端の幅は１１０％以下である。
○：上端が丸みを帯びているが、下端の幅は１１０％以下である。
△：上端が丸みを帯び、下端の幅は１１０％を超え、１４０％以下である。
×：上端が丸みを帯び、下端の幅は１４０％を超えている。
（２）分光透過率
２３０℃で１時間焼成処理後の有機絶縁膜の、４００ｎｍでの分光透過率を測定した。
【００１８】
合成例１
８−ヒドロキシカルボニルテトラシクロ［４．４．０．１２，５．１７，１０］ドデカ−３−エン８４部、ビシクロ［２．２．１］ヘプト−２−エンを１６部、１−ヘキセン１．３部、１，３−ジメシチルイミダゾリジン−２−イリデン）（トリシクロヘキシルホスフィン）ベンジリデンルテニウムジクロリド０．０５部、テトラヒドロフラン４００部を、窒素置換したガラス製耐圧反応容器に仕込み、７０℃に加熱して２時間撹拌して反応溶液を得た。この反応溶液中に、モノマーが残留していないことをガスクロマトグラフィーにて確認した。得られた反応溶液を大量のｎ−ヘキサン中に注いで固形分を析出させた。得られた固形分をｎ−ヘキサンで洗浄した後、１００℃で１８時間減圧乾燥し、白色固体の開環メタセシス共重合体を得た。
次に、撹拌機付きオートクレーブに、この開環メタセシス共重合体１００部、テトラヒドロフラン４００部、水素添加触媒としてパラジウム／カーボン（１０％パラジウム）５部を添加して、水素圧１．０ＭＰａ、６０℃で８時間水素添加した。この反応溶液をろ過した後、上記と同様に大量のｎ−ヘキサン中で凝固、乾燥して、カルボキシル基を有する脂環式オレフィン系樹脂であるポリマーＡを得た。このポリマーの水素添加率は１００％であることを１Ｈ−ＮＭＲスペクトルにより確認した。なお、ここで水素添加率は、開環重合により脂環式オレフィン単量体より生じた脂肪族性のＣ＝Ｃ結合に対する水素添加されたＣ＝Ｃ結合の割合である。
【００１９】
合成例２
スチレン３０部、メチルメタアクリレート３０部、２−エチルヘキシルアクリレート２０部、メタクリル酸２０部、２，２−アゾビスイソブチロニトリル０．５部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３００部を窒素気流中で撹拌しながら８０℃で５時間加熱し粘稠な液体を得た。得られた反応溶液を大量のｎ−ヘキサン中に注いで固形分を析出させた。得られた固形分をｎ−ヘキサンで洗浄した後、１００℃で１８時間減圧乾燥し、白色固体のアクリル系共重合体であるポリマーＢを得た。
【００２０】
実施例１
＜感放射線性樹脂組成物の調製＞
合成例１で得られた酸性基を有する脂環式オレフィン系樹脂（ポリマーＡ）１００重量部と、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテル５５０部、キノンジアジド基含有化合物として１，１，３−トリス（２，５−ジメチル−４−ヒドロキシフェニル）−３−フェニルプロパン（１モル）と１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸クロリド（１．９モル）との縮合物２０重量部、架橋剤としてＣＹＭＥＬ３００［三井サイテック社製、メラミン系樹脂］２５部、接着助剤としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５部、界面活性剤としてメガファックＦ１７２［大日本インキ化学工業（株）製］０．０５部を混合し溶解させた後、孔径０．４５μｍのミリポアフィルタでろ過して感放射線性樹脂組成物を調製した。
＜パターン状の樹脂膜の形成＞
この溶液をガラス基板［コーニング社製１７３７材］上にスピンコートした後、９０℃にて２分間ホットプレート上でプリベークして、膜厚３．０μｍの塗膜を形成した。得られた塗膜付きのガラス基板上に、所定のパターンを有するマスクを介して、波長３６５ｎｍ、光強度５ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を空気中で４０秒間照射した。次いで０．３％のテトラメチルアンモニウム水溶液を用いて、２５℃で６０秒間現像処理を行った。その後、超純水でリンス処理を１５秒間行い、ポジ型のパターン状の薄膜を形成した。その後、この薄膜の全面に３６５ｎｍにおける光強度が５ｍＷ／ｃｍ２である紫外線を６０秒間照射してパターン状の樹脂膜を得た。こうして得られたパターン状の樹脂膜の変形温度は１５０℃であった。
＜不活性ガス雰囲気下での光照射処理と評価＞
得られたパターン状の樹脂膜を有する基板を酸素含有量０．０１体積％未満の窒素ガス雰囲気下で、１６０℃のホットプレート上に載せて、その５秒後に超低圧水銀灯にて１００ｍＪの紫外線を照射した。この際の照射量は２５４ｎｍでの光量とする。なお、基板をホットプレートに載せてから、下ろすまでの時間は１８０秒間であり、この間、ホットプレートは１６０℃に保たれていた。その後高純度窒素雰囲気のオーブンにて２３０℃で１時間焼成処理して有機絶縁膜を得た。この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
【００２１】
実施例２
ポリマーＡの代わりに、ポリマーＢを用いる以外は実施例１と同様にして、変形温度が８０℃のパターン状の樹脂膜を得た。
＜不活性ガス雰囲気下での光照射処理と評価＞
ホットプレート上の温度を１２０℃にすること以外は実施例１と同様にして、不活性ガス雰囲気下での光照射処理と焼成処理とを行い有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
比較例１
２５４ｎｍの紫外線を照射する際、窒素ガス雰囲気下ではなく、不活性ガスの代わりに空気中で光照射処理を行ったこと以外は実施例１と同様にして有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
比較例２
パターン状の樹脂膜に対する、不活性ガス雰囲気下での光照射処理を行わないこと以外は、実施例２と同様にして、有機絶縁膜を形成し、この絶縁膜について、耐熱性及び透過率を評価した。結果を第１表に示す。
【００２２】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、各種表示装置などに用いられる耐熱性の向上した有機絶縁膜を、素材の樹脂自体を変えることなく、簡単な操作で効率よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の有機絶縁膜を適用したａ−ＳｉＴＦＴアレイ基板の１例の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、一般的な液晶表示装置の断面構造の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 透明絶縁性基板
２ ゲート電極
３ 共通電極
４ ゲート絶縁膜
５ ａ−Ｓｉ膜
６ ｎ＋−ａ−Ｓｉ膜
７ ソース電極
８ ドレイン電極
９ チャネル部
１０ 本発明の有機絶縁膜
１１ コンタクトホール
１２ 画素電極
３０ 液晶表示装置
３１、３５ 基板
３２ 信号線
３３ 平坦化層
３４ 画素電極
３６ 対向電極
３７ 液晶
４０ ＴＦＴアレイ基板
４１ 対向基板
Claims (7)
- 基板上に形成された電気絶縁性樹脂からなるパターン状の樹脂膜を加熱して得られる５０℃以上の温度を有する当該樹脂膜に、不活性ガス雰囲気下、２００〜４００ｎｍの光を照射することを特徴とするパターン状の有機絶縁膜の形成方法。
- 不活性ガスが、酸素含有量０．１体積％以下の窒素である請求項１記載の有機絶縁膜の形成方法。
- パターン状の樹脂膜の温度が、当該樹脂膜の変形温度±５０℃の範囲の温度である請求項１又は２記載の有機絶縁膜の形成方法。
- 電気絶縁性樹脂が、脂環式オレフィン系樹脂又はアクリル系樹脂を含むものである請求項１、２又は３記載の有機絶縁膜の形成方法。
- 請求項１ないし４のいずれかに記載の形成方法により得られたことを特徴とする有機絶縁膜。
- 膜厚３μｍにおいて、４００ｎｍの波長の光における分光透過率が９０％以上である請求項５記載の有機絶縁膜。
- 請求項５又は６記載の有機絶縁膜を有することを特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091575A JP2004303770A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003091575A JP2004303770A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004303770A true JP2004303770A (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=33404917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003091575A Pending JP2004303770A (ja) | 2003-03-28 | 2003-03-28 | 有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004303770A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344952A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Xerox Corp | バリヤー層を含む有機電子デバイス |
| WO2008026750A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Zeon Corporation | Active matrix substrate and method for manufacturing the same |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01316926A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体薄膜結晶の製造方法 |
| JPH03274056A (ja) * | 1990-03-24 | 1991-12-05 | Sony Corp | パターン形成方法 |
| JPH0693045A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-05 | Toshiba Corp | 感光性組成物 |
| JPH1140554A (ja) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Fujitsu Ltd | 絶縁膜形成材料、並びにこれを用いた絶縁膜形成方法及び半導体装置 |
| JPH11279226A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-12 | Sony Corp | 重合性化合物および樹脂ならびに電子装置 |
| JP2000348863A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Toray Ind Inc | 有機電界発光素子の製造方法 |
| JP2001051258A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Jsr Corp | 保護膜および液晶表示素子 |
| JP2002246384A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Jsr Corp | シリコン酸化膜の形成方法および形成用組成物 |
| JP2003055481A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Sanyo Chem Ind Ltd | 硬化性フィルム及び絶縁体 |
| JP2004071777A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Fujitsu Ltd | 有機絶縁膜の作製方法、半導体装置の製造方法、及びｔｆｔ基板の製造方法 |
-
2003
- 2003-03-28 JP JP2003091575A patent/JP2004303770A/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01316926A (ja) * | 1988-06-17 | 1989-12-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体薄膜結晶の製造方法 |
| JPH03274056A (ja) * | 1990-03-24 | 1991-12-05 | Sony Corp | パターン形成方法 |
| JPH0693045A (ja) * | 1992-09-14 | 1994-04-05 | Toshiba Corp | 感光性組成物 |
| JPH1140554A (ja) * | 1997-07-22 | 1999-02-12 | Fujitsu Ltd | 絶縁膜形成材料、並びにこれを用いた絶縁膜形成方法及び半導体装置 |
| JPH11279226A (ja) * | 1998-03-25 | 1999-10-12 | Sony Corp | 重合性化合物および樹脂ならびに電子装置 |
| JP2000348863A (ja) * | 1999-06-02 | 2000-12-15 | Toray Ind Inc | 有機電界発光素子の製造方法 |
| JP2001051258A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Jsr Corp | 保護膜および液晶表示素子 |
| JP2002246384A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-30 | Jsr Corp | シリコン酸化膜の形成方法および形成用組成物 |
| JP2003055481A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-26 | Sanyo Chem Ind Ltd | 硬化性フィルム及び絶縁体 |
| JP2004071777A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Fujitsu Ltd | 有機絶縁膜の作製方法、半導体装置の製造方法、及びｔｆｔ基板の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006344952A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Xerox Corp | バリヤー層を含む有機電子デバイス |
| WO2008026750A1 (en) * | 2006-08-30 | 2008-03-06 | Zeon Corporation | Active matrix substrate and method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI391783B (zh) | 光敏性樹脂組成物，由光敏性樹脂組成物所製得之薄膜面板及製造薄膜面板之方法 | |
| US7297452B2 (en) | Photosensitive resin composition, thin film panel made with photosensitive composition, and method for manufacturing thin film panel | |
| TW484022B (en) | Color filter and the manufacturing method thereof | |
| JP5486521B2 (ja) | ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| KR101288411B1 (ko) | 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 포토레지스트 패턴 형성방법 및 표시 기판의 제조 방법 | |
| EP2613198B1 (en) | Photosensitive resin composition, oxime sulfonate compound, method for forming cured film, cured film, organic el display device, and liquid crystal display device | |
| JP5771377B2 (ja) | 表示装置の製造方法 | |
| JP5505066B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物、表示素子の層間絶縁膜、保護膜及びスペーサーならびにそれらの形成方法 | |
| JP5191567B2 (ja) | ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| CN104937491B (zh) | 感光树脂组合物及利用该组合物形成图案的方法 | |
| JP2006221170A (ja) | 感光性樹脂組成物、該感光性樹脂組成物で形成された薄膜を含む薄膜表示板及びその製造方法 | |
| JP5528230B2 (ja) | ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| JP5588761B2 (ja) | ポジ型感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| KR101900518B1 (ko) | 컬러 필터의 제조 방법, 표시 소자 및 컬러 필터 | |
| JP5600650B2 (ja) | 感光性樹脂組成物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| JP5885802B2 (ja) | 感光性樹脂組成物、オキシムスルホネート化合物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| KR101632965B1 (ko) | 포토레지스트 조성물 및 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법 | |
| JP2004303770A (ja) | 有機絶縁膜の形成方法、有機絶縁膜及び表示装置 | |
| JP2008242007A (ja) | 感放射線組成物 | |
| JP4876597B2 (ja) | 感放射線性樹脂組成物の調製方法 | |
| JP5335045B2 (ja) | 感光性樹脂組成物、オキシムスルホネート化合物、硬化膜の形成方法、硬化膜、有機ｅｌ表示装置、及び、液晶表示装置 | |
| TW201439675A (zh) | 感光性樹脂組成物 | |
| JP7229187B2 (ja) | 重合体組成物、硬化膜及び有機ｅｌ素子 | |
| JP2005292278A (ja) | 感放射線組成物、積層体及びその製造方法並びに電子部品 | |
| TWI427096B (zh) | A laminated body, an active matrix substrate, and a planar display device having the substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050818 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070905 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080125 |