JP2006331685A - 電極付き基板及びその製造方法、電気光学装置、エレクトロルミネッセント（ｅｌ）装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電極付き基板において、電極の開口率を大きく低下させることなく簡易なプロセスで電極の側面を安定的に絶縁化することを可能とする。
【解決手段】 電極付き基板１は基板１０上に所定のパターンで形成された複数の電極２０を有するもので、電極２０は側面２１若しくは側面２１及びその近傍部分が他部分２３と異なる組成を有し絶縁性を有する絶縁部２２となっている。電極付き基板１は例えば、基板１０に導電層２０Ａを形成し、導電層２０Ａの上に複数の電極２０のパターンに応じたレジストパターン３０を形成し、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａをエッチングして複数の電極２０をパターン形成し、複数の電極２０に絶縁化ガスＧを接触させ、レジストパターン３０を除去して、製造されたものである。
【選択図】 図２
【解決手段】 電極付き基板１は基板１０上に所定のパターンで形成された複数の電極２０を有するもので、電極２０は側面２１若しくは側面２１及びその近傍部分が他部分２３と異なる組成を有し絶縁性を有する絶縁部２２となっている。電極付き基板１は例えば、基板１０に導電層２０Ａを形成し、導電層２０Ａの上に複数の電極２０のパターンに応じたレジストパターン３０を形成し、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａをエッチングして複数の電極２０をパターン形成し、複数の電極２０に絶縁化ガスＧを接触させ、レジストパターン３０を除去して、製造されたものである。
【選択図】 図２
Description
本発明は、所定のパターンで形成された複数の電極を有する電極付き基板及びその製造方法、この電極付き基板を備えた電気光学装置及びエレクトロルミネッセント装置に関するものである。
エレクトロルミネッセント（ＥＬ）装置は、基板上に少なくとも下部電極と電圧印加又は電流印加により発光する発光層と上部電極とが積層された構造を有する自発光装置である。
図８に示す如く、基板１１０に所定のパターンの下部電極１２０を形成し、下部電極１２０上から電極間隙に渡って発光層１４０及び上部電極１５０を積層すると、発光層１４０の層厚は下部電極１２０の側面側が他部分より薄くなる傾向にある。図８は厚み方向部分断面図である。
発光層の薄い部分には他部分よりも電流が流れやすいため、上部電極と本来発光させたい部分ではない下部電極の側面側の発光層と下部電極との間に優先的に電流が流れてしまう。この電流は不要なリーク電流である。
下部電極の側面側の発光層に対して上記リーク電流が流れると、本来発光させたい下部電極上の発光層に流れる電流量が減少して所望の発光量が得られなくなる恐れがある。また、画素ごとの発光量が不均一となり発光パターンにムラが生じる恐れもある。
もともと薄く形成される下部電極の側面側の発光層に優先的に電流が流れると、この部分の発光層の発光による劣化がより速く進み薄膜化が進行するため、使用時間が長くなると上記問題がより大きくなる。下部電極の側面側の発光層の薄膜化が著しく進行すると、下部電極と上部電極とがショートする恐れもある。
特許文献１には、基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、レジストの塗布・露光・現像を実施して下部電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして導電層をエッチングして複数の下部電極をパターン形成し、レジストパターンを除去し、さらに別のレジストの塗布・露光・現像を実施して複数の下部電極の電極間隙を閉塞するブラックマトリクス（ＢＭ）を形成したＥＬ装置が開示されている。
特開２００２−３５９０８３号公報
特許文献１に記載のＥＬ装置によれば、下部電極の側面が絶縁性のＢＭで覆われるので、下部電極の側面側の上記リーク電流を抑制することができる。しかしながら、特許文献１に記載のＥＬ装置では、下部電極のパターニングマスク用のレジストとは別にＢＭ用のレジストの露光を行う必要があり、工程数が多く生産効率が良くない。また、ＢＭ用のレジストの露光時のフォトマスクのアライメントずれによって、下部電極の側面とＢＭとの間に微小間隙が生じて下部電極の側面がＢＭにより良好に覆われず、上記リーク電流を抑制できないという恐れもある。
特許文献１の図３に記載されている如く、フォトマスクのアライメントずれを考慮して下部電極とＢＭとを部分的に重ねるようにすれば、下部電極の側面を安定的に絶縁化できるが、下部電極の開口率が低下するため好ましくない。下部電極のピッチを大きくすれば、開口率が低下しても開口面積を確保できるが、解像度が低下して表示品質が低下するため好ましくない。
電極側面のリーク電流が表示品質や信頼性等に与える影響はＥＬ装置において比較的大きいが、電極側面のリーク電流の問題は、液晶層を挟持して対向配置される一対の基板の少なくとも一方の内面に電極が形成される液晶装置でも同様に起こり得る。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電極の開口率を大きく低下させることなく簡易なプロセスで電極の側面を安定的に絶縁化することが可能な電極付き基板、該電極付き基板を備えた電気光学装置及びＥＬ装置を提供することを目的とするものである。本明細書において、「電気光学装置」はＥＬ装置や液晶装置等を総称する用語として用いている。
本発明の第１の電極付き基板は、基板上に所定のパターンで形成された複数の電極を有する電極付き基板において、前記電極は、側面若しくは側面及び側面近傍部分が他部分と異なる組成を有し絶縁性を有することを特徴とするものである。
本発明の第１の電極付き基板は例えば、前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成し、該複数の電極に絶縁化ガスを接触させ、前記レジストパターンを除去して、製造されたものである。
本発明の第２の電極付き基板は、基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層に絶縁化ガスを接触させて該導電層の組成を部分的に変えて前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とするものである。
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層に絶縁化ガスを接触させて該導電層の組成を部分的に変えて前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とするものである。
本発明の第３の電極付き基板は、基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成し、該複数の電極の電極間隙に前記電極の側面を覆う前記電極材料とは異なる材料の前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とするものである。
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成し、該複数の電極の電極間隙に前記電極の側面を覆う前記電極材料とは異なる材料の前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とするものである。
本発明の電気光学装置は、本発明の上記第１〜第３のいずれかの電極付き基板の上に、少なくとも発光層又は液晶層を介して前記複数の電極との間で電界が印加される単数又は複数の対向電極が配置された電極構造を有することを特徴とするものである。
本発明のエレクトロルミネッセント（ＥＬ）装置は、本発明の上記第１〜第３のいずれかの電極付き基板の上に、少なくとも発光層を介して前記複数の電極との間で電界が印加される単数又は複数の対向電極が配置されたものであることを特徴とするものである。
本発明の第１の電極付き基板は、電極の側面若しくは側面及びその近傍部分が他部分と異なる組成を有し絶縁性を有するものである。本発明の第１の電極付き基板は例えば、電極のパターニングマスクとして形成したレジストパターンを残した状態で複数の電極に絶縁化ガスを接触させることで製造することができ、電極の開口率を大きく低下させることなく簡易なプロセスで電極の側面を安定的に絶縁化することができる。
本発明の第２の電極付き基板は、電極材料を成膜して導電層を形成し、電極のパターニングマスクとしてレジストパターンを形成した後、通常のエッチングによる電極のパターニングを実施せずに、レジストパターンをマスクとして導電層に絶縁化ガスを接触させることで導電層の組成を部分的に変えて絶縁部を形成して、製造されたものである。
本発明の第２の電極付き基板では、導電層の非絶縁化部分が電極となり、絶縁部により隔絶された複数の電極がパターン形成されるので、電極の開口率を低下させることなく簡易なプロセスで電極の側面を安定的に絶縁化することができる。
本発明の第３の電極付き基板は、電極のパターニングマスクとして形成したレジストパターンを残した状態で複数の電極の電極間隙に電極の側面を覆う電極材料とは異なる材料の絶縁部を形成して、製造されたものである。本発明の第３の電極付き基板では、電極のパターニングマスクとして形成したレジストパターンをそのまま絶縁部形成用のマスクとして利用するので、電極の開口率を低下させることなく簡易なプロセスで電極の側面を安定的に絶縁化することができる。
本発明の電気光学装置及びＥＬ装置は、本発明の第１〜第３のいずれかの電極付き基板を用いて構成されたものであるので、電極側面におけるリーク電流が抑制され、表示品質や信頼性等が良好なものとなる。
「電極付き基板の第１実施形態」
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第１実施形態とその製造方法について説明する。図１は電極付き基板の厚み方向断面図、図２は図１に対応した製造工程図である。図１及び図２は電極の配列方向の断面図である。縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第１実施形態とその製造方法について説明する。図１は電極付き基板の厚み方向断面図、図２は図１に対応した製造工程図である。図１及び図２は電極の配列方向の断面図である。縮尺は実際のものとは適宜異ならせてある。
図１に示す如く、本実施形態の電極付き基板１は、平坦基板１０の上に所定のパターンで形成された複数の電極２０を有する電極付き基板である。本実施形態の電極付き基板１は、複数の電極２０がストライプ状に形成されたパッシブマトリクス型用の電極付き基板であり、各電極２０は、側面２１及びその近傍部分が他部分２３と異なる組成を有し絶縁性を有する絶縁部２２となっている。電極２０においては、絶縁部２２を除く部分２３が導電性を有し電極として機能する。
平坦基板１０としては制限されず、ガラス基板、シリコン基板、表面が絶縁処理された金属基板、樹脂基板等が挙げられる。電極２０の材料は制限されず、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、Ａｌ等が挙げられる。
図２に基づいて、本実施形態の電極付き基板１の製造方法について説明する。
はじめに、図２（ａ）に示す如く、平坦基板１０を用意し、その表面略全体に電極材料を蒸着等により成膜して導電層２０Ａを形成する（工程（Ａ））。次に、図２（ｂ）及び（ｃ）に示す如く、導電層２０Ａを形成した基板１０の表面略全体にスピンコート法等によりポジ型又はネガ型のフォトレジスト３０Ａを塗布し、フォトレジスト３０Ａの露光（好ましくはステップ露光）及び現像を実施して、導電層２０Ａ上に上記電極２０のパターンに応じたレジストパターン３０を形成する（工程（Ｂ））。次に、図２（ｄ）に示す如く、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａをエッチングして、複数の電極２０をパターン形成する（工程（Ｃ））。
次に、図２（ｅ）に示す如く、レジストパターン３０を残したまま、複数の電極２０に絶縁化ガスＧを接触させる（工程（Ｄ））。この工程においては、電極２０の上面はレジストパターン３０に覆われているので、電極２０の側面２１にのみ絶縁化ガスＧが接触する。
絶縁化ガスＧとしては、電極２０を絶縁化処理できるものであれば制限なく、酸素、窒素、硫黄等の電極２０に対して活性な活性ガス、及びこれらの混合ガス等が挙げられる。電極２０を絶縁化処理できれば、絶縁化ガスＧは活性ガスと不活性ガスの混合ガスの形態で用いてもよい。
電極２０の側面２１に例示したような絶縁化ガスＧが接触すると、側面２１及びその近傍部分にＯ、Ｎ、Ｓ等の非金属原子が注入されて、側面２１及びその近傍部分の組成が部分的に変化されて絶縁化され、絶縁部２２となる。もともと酸化物であるＩＴＯやＩＺＯの場合も、この絶縁化現象は起こる。絶縁部２２と他部分（非絶縁化部分）２３との界面を明確に図示してあるが、界面は明確でなくてもよい。
最後に図２（ｆ）に示す如く、レジストパターン３０を除去して（工程（Ｅ））、本実施形態の電極付き基板１が完成する。
本実施形態の電極付き基板１は、電極２０の側面２１及びその近傍部分が他部分２３と異なる組成を有し絶縁性を有する絶縁部２２となっている。本実施形態の電極付き基板１は、電極２０のパターニングマスクとして形成したレジストパターン３０を残した状態で電極２０に絶縁化ガスＧを接触させて製造されたものである。
本実施形態では、電極２０のパターニングマスクとして形成したレジストパターン３０をそのまま絶縁化処理のマスクとして利用しているので、簡易なプロセスで、電極２０の側面２１及びその近傍部分を安定的に絶縁化することができる。また、絶縁化ガスＧは側面２１にのみ接触するので、例えば電極幅５０〜２００μｍに対して絶縁化される部分は側面２１からせいぜい１μｍ程度の範囲であり、電極２０の開口率が大きく低下することもない。側面２１のみを絶縁化することも可能である。
以上のように、本実施形態によれば、電極２０の開口率を大きく低下させることなく簡易なプロセスで電極２０の側面２１を安定的に絶縁化することができる。
本実施形態の電極付き基板１を用いてＥＬ装置や液晶装置等の電気光学装置を構成することで、電極側面におけるリーク電流が抑制され、表示品質や信頼性等が良好な電気光学装置を安定的に提供することができる。
「電極付き基板の第２実施形態」
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第２実施形態とその製造方法について説明する。図３及び図４は第１実施形態の図１及び図２に対応した図であり、第１実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。本実施形態においても、複数の電極がストライプ状に形成されたパッシブマトリクス型用の電極付き基板を例として説明する。
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第２実施形態とその製造方法について説明する。図３及び図４は第１実施形態の図１及び図２に対応した図であり、第１実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。本実施形態においても、複数の電極がストライプ状に形成されたパッシブマトリクス型用の電極付き基板を例として説明する。
図３に示す如く、本実施形態の電極付き基板２は、第１実施形態と同様、平坦基板１０の上に複数の電極２０を有する電極付き基板であるが、第１実施形態と異なり、複数の電極２０の電極間隙に絶縁部２２が形成されたものである。また、電極２０と絶縁部２２とは同じ導電層から形成されたものである。
図４に基づいて、本実施形態の電極付き基板２の製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）に示す如く、第１実施形態と同様に、平坦基板１０上に導電層２０Ａを形成し（工程（Ａ））、電極２０のパターンに応じたレジストパターン３０を形成する（工程（Ｂ））。
次に、図４（ｄ）に示す如く、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａに絶縁化ガスＧを接触させる（工程（Ｆ））。絶縁化ガスＧとしては、第１実施形態と同様のガスが使用できる。
この工程においては、導電層２０Ａのレジストパターン３０に覆われていない部分にのみ絶縁化ガスＧが接触して、Ｏ、Ｎ、Ｓ等の非金属原子が注入される。そして、導電層２０Ａのレジストパターン３０に覆われていない部分、若しくは該部分及びその近傍部分の組成が変化されて絶縁化され、絶縁部２２が形成される。導電層２０Ａの非絶縁化部分が電極２０となり、絶縁部２２により隔絶された複数の電極２０がパターン形成される。絶縁部２２と電極２０との界面を明確に図示してあるが、界面は明確でなくてもよい。
最後に図４（ｅ）に示す如く、レジストパターン３０を除去して（工程（Ｅ））、本実施形態の電極付き基板２が完成する。
本実施形態の電極付き基板２は、電極材料を成膜して導電層２０Ａを形成し、電極２０のパターニングマスクとしてレジストパターン３０を形成した後、通常のエッチングによる電極２０のパターニングを実施せずに、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａに絶縁化ガスＧを接触させることで導電層２０Ａの組成を部分的に変えて絶縁部２２を形成して、製造されたものである。
本実施形態の電極付き基板２では、導電層２０Ａの非絶縁化部分が電極２０となり、絶縁部２２により隔絶された複数の電極２０がパターン形成される。本実施形態の電極付き基板２では、電極形成用の導電層２０Ａの組成を部分的に変えて絶縁部２２を形成するので、電極間隙に絶縁部２２を簡易に形成でき、エッチングによる電極２０のパターニングも不要であるので、プロセスが簡易であり、電極２０の開口率が低下することもない。このように、本実施形態によれば、電極２０の開口率を低下させることなく簡易なプロセスで電極２０の側面２１を安定的に絶縁化することができる。
本実施形態の電極付き基板２を用いてＥＬ装置や液晶装置等の電気光学装置を構成することで、電極側面におけるリーク電流が抑制され、表示品質や信頼性等が良好な電気光学装置を安定的に提供することができる。
「電極付き基板の第３実施形態」
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第３実施形態とその製造方法について説明する。図５（ａ）及び図６は第１実施形態の図１及び図２に対応した図であり、第１実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。本実施形態においても、複数の電極がストライプ状に形成されたパッシブマトリクス型用の電極付き基板を例として説明する。
図面を参照して、本発明に係る電極付き基板の第３実施形態とその製造方法について説明する。図５（ａ）及び図６は第１実施形態の図１及び図２に対応した図であり、第１実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、説明は省略する。本実施形態においても、複数の電極がストライプ状に形成されたパッシブマトリクス型用の電極付き基板を例として説明する。
図５（ａ）に示す如く、本実施形態の電極付き基板３は、第２実施形態と同様、平坦基板１０の上に複数の電極２０を有し電極間隙に絶縁部２４を有する電極付き基板であるが、第２実施形態と異なり、絶縁部２４が電極材料とは異なる材料により形成されたものである。
絶縁部２４の形成幅は電極間隙と同一であり、絶縁部２４は電極２０に重ならないよう電極間隙に隙間なく形成されている。絶縁部２４は、電極２０の側面２１側が薄く中心側が厚い厚み分布を有し、最小厚み（電極２０の側面２１に面する部分の厚み）が電極２０の厚みと略等しく電極２０の側面２１全体を覆うよう形成されている。絶縁部２４の組成は特に制限されず、絶縁性樹脂等を含むものが好ましい。
図６に基づいて、本実施形態の電極付き基板３の製造方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）に示す如く、第１実施形態と同様に、導電層２０Ａを形成し（工程（Ａ））、電極２０のパターンに応じたレジストパターン３０を形成し（工程（Ｂ））、レジストパターン３０をマスクとして導電層２０Ａをエッチングして複数の電極２０をパターン形成する（工程（Ｃ））。
エッチングレートによっては、工程（Ｃ）後のレジストパターン３０のパターン幅より電極２０の幅が狭くなることがある。本実施形態では、エッチングレートを制御して、工程（Ｃ）後のレジストパターン３０と電極２０のパターンとが略同一パターンとなるようエッチングを実施する。若しくは、電極２０のパターン幅より大きいパターン幅のレジストパターン３０が形成される場合には、レジストパターン３０と電極２０のパターンとが略同一パターンとなるようレジストパターン３０のパターン幅を狭小化してから（工程（Ｈ））、次工程を実施するようにしてもよい。
次に、図６（ｅ）に示す如く、複数の電極２０の電極間隙に電極材料とは異なる材料を用いて絶縁部２４を形成する（工程（Ｇ））。この工程においては、電極２０の上面はレジストパターン３０により覆われているので、電極２０の電極間隙にのみ選択的に絶縁部２４を形成することができ、電極２０に重ならない電極間隙と同じ幅の絶縁部２４を形成することができる。
絶縁部２４は例えば、液状又はペースト状の絶縁性材料を電極間隙に塗布し、これを硬化（単なる乾燥固化も含む）させることで、形成できる。絶縁部２４の材料としては、溶融状態の絶縁性樹脂及び／又はその前駆体、絶縁性樹脂及び／又はその前駆体を溶媒に溶解した溶液等が挙げられ、フォトレジストが好ましく用いられる。
本実施形態では電極間隙にのみ選択的に絶縁部２４を形成することができるが、レジストパターン３０上に絶縁部２４の材料が付着することは差し支えない。レジストパターン３０上に付着した絶縁部２４の材料は、レジストパターン３０を除去する後工程でレジストパターン３０と共に除去されるからである。ただし、材料コスト等を考慮すれば、電極２０の電極間隙にのみ選択的に絶縁部２４を形成することが好ましい。
絶縁部２４の材料としては、レジストパターン３０と異なる親疎水性を有するものが好ましく用いられる。特に、レジストパターン３０の親水性が高い場合には絶縁部２４の材料として疎水性の高い材料を用い、レジストパターン３０の疎水性が高い場合には絶縁部２４の材料として親水性の高い材料を用いることが好ましい。
かかる構成とすることで、絶縁部２４の材料がレジストパターン３０にはじかれるので、絶縁部２４の材料を電極間隙にのみ選択的に塗布することが容易となる。また、絶縁部２４の材料がレジストパターン３０上に付着するとしても、その量は少なくなる。
例えば、絶縁性樹脂及び／又はその前駆体として含フッ素化合物を含む材料は、これを含まない材料より疎水性が高い傾向にある。したがって、例えば、フォトレジスト３０Ａと絶縁部２４の材料のうち、一方は含フッ素化合物を含み他方は含まない組合せとすればよい。
含フッ素レジストとしては、共重合体NBHFA-co-NBTBEを主成分とするクラリアント社製「Ｆ２レジストAZFX-1000P」、NBHFA-co-NBTBEをt-ブチルオキシカルボニルメチル基（BOCME）で保護した共重合体を主成分とするクラリアント社製「BOCME-F1」等が市販されている。NBHFA-co-NBTBEは、poly norbornane hexafluoroalcohol-co-norbornane t-butyl ester の略である。
この工程においては、絶縁部２４の中心厚みが電極２０の厚みより大きくなるよう、絶縁部２４を形成することが好ましい。かかる構成とすることで、電極２０の側面２１全体を確実に絶縁部２４で覆うことができ、好ましい。
ただし、電極２０の側面２１全体を良好に絶縁部２４で覆うことができれば、絶縁部２４の中心厚みは電極２０の厚みより小さくても構わない。例えば、図５（ｂ）に示す如く、表面張力等によって、絶縁部２４の中心厚みが電極２０の厚みより小さくても、電極２０の側面２１全体を絶縁部２４により良好に覆うことができる場合がある。
最後に図６（ｆ）に示す如く、レジストパターン３０を除去して（工程（Ｅ））、本実施形態の電極付き基板３が完成する。
本実施形態の電極付き基板３は、電極２０のパターニングマスクとして形成したレジストパターン３０を残した状態で複数の電極２０の電極間隙に電極２０の側面２１を覆う絶縁部２４を形成して、製造されたものである。
電極付き基板３では、電極２０のパターニングマスクとして形成したレジストパターン３０をそのまま絶縁部２４形成用のマスクとして利用するので、簡易なプロセスで、電極２０の側面２１と絶縁部２４との間に隙間なく電極間隙に絶縁部２４を形成することができ、電極２０の側面２１を安定的に絶縁化することができる。また、絶縁部２４の材料がレジストパターン３０上に付着してもレジストパターン３０と共に除去されるため、絶縁部２４が電極２０と重なって形成されることがなく、絶縁部２４の存在によって電極２０の開口率が低下することもない。このように、本実施形態によれば、電極２０の開口率を低下させることなく簡易なプロセスで電極２０の側面２１を安定的に絶縁化することができる。
本実施形態の電極付き基板３を用いてＥＬ装置や液晶装置等の電気光学装置を構成することで、電極側面におけるリーク電流が抑制され、表示品質や信頼性等が良好な電気光学装置を安定的に提供することができる。
「ＥＬ装置の実施形態」
図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置（電気光学装置）の実施形態について説明する。図７（ａ）は有機ＥＬ装置の一画素を示す平面図（基板については省略）、図７（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図７（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。視認しやすくするため、図７（ａ）では上部電極５０と隔壁６０とをわずかにずらして図示してある。
図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ装置（電気光学装置）の実施形態について説明する。図７（ａ）は有機ＥＬ装置の一画素を示す平面図（基板については省略）、図７（ｂ）はＡ−Ａ’断面図、図７（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図である。視認しやすくするため、図７（ａ）では上部電極５０と隔壁６０とをわずかにずらして図示してある。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す如く、本実施形態の有機ＥＬ装置４は、上記実施形態の電極付き基板１を用いて構成されたパッシブマトリクス型の有機ＥＬ装置であり、電極付き基板１上に少なくとも発光層４０と電極付き基板１をなす複数の電極２０との間で電界が印加される複数の対向電極５０とが積層され、気密封止（封止構造については図示略）されたものである。
有機ＥＬ装置４では、下部電極２０が陽極、上部電極（対向電極）５０が陰極であり、陽極から注入される正孔と陰極から注入される電子の再結合エネルギーにより発光層４０内の発光材料が励起されて発光し、表示等が行われる。下部電極２０と発光層４０との間には、必要に応じて正孔注入層及び／又は正孔輸送層等の有機層が形成され、発光層４０と上部電極５０との間には、必要に応じて電子注入層及び／又は電子輸送層等の有機層が形成される。陽極と陰極の位置関係は逆でもよい。
下部電極２０及び上部電極５０はいずれもストライプ状にパターン形成されており、下部電極２０と上部電極５０とは互いに直交する方向に延在している。
本実施形態では、発光層４０として、赤色光（Ｒ）を発光する発光層４０Ｒと緑色光（Ｇ）を発光する発光層４０Ｇと青色光（Ｂ）を発光する発光層４０Ｂとが表示ドットに合わせてパターン形成されており、赤、緑、青を発光する３つの表示ドットにより一画素が構成されている。
本実施形態の有機ＥＬ装置４は電極付き基板１を用いて構成されたものであり、図７（ａ）及び（ｂ）に示す如く、下部電極２０の側面２１及びその近傍部分が他部分２３と異なる組成を有し絶縁性を有する絶縁部２２となっている。したがって、下部電極２０の配列方向（図示ｘ方向）については、絶縁部２２の存在によって、下部電極２０の側面２１におけるリーク電流が抑制されている。
下部電極２０の延在方向（図示ｙ方向）については、図７（ａ）及び（ｃ）に示す如く、平坦基板１０上に表示ドットを区画する絶縁性の隔壁６０が突設されている。隔壁６０は平坦部６１とこの上に形成された逆テーパ状部６２とからなり、逆テーパ状部６２の底面の幅は平坦部６１の幅よりも小さく構成されている。隔壁６０は公知のフォトリソグラフィープロセスにより形成することができる。
隔壁６０は下部電極２０をパターン形成した後、発光層４０を含む有機層を蒸着等により成膜する前に形成される。かかる構成では、各発光層４０Ｒ〜４０Ｂのｙ方向末端が隔壁６０の平坦部６１上に形成され、下部電極２０と上部電極５０とが隔壁６０の平坦部６１を介して確実に絶縁される。また、逆テーパ状部６２を有する隔壁６０では、上部電極５０のｙ方向幅が発光層４０Ｒ〜４０Ｂより幅広になることがなく、不要なリーク電流が抑制される。
本実施形態の有機ＥＬ装置４は、上記実施形態の電極付き基板１を用いて構成されたものであるので、簡易なプロセスで製造でき、下部電極２０の開口率を大きく確保しつつ、下部電極２０の側面２１が安定的に絶縁化され、下部電極２０の側面２１におけるリーク電流が抑制されたものとなる。
本実施形態の有機ＥＬ装置４では、下部電極２０の側面２１におけるリーク電流が抑制されるので、リーク電流による発光量の低下や画素ごとの発光量の不均一化による発光パターンのムラ等が抑制される。また、下部電極２０の開口率が大きく確保されているので、下部電極２０を高精細ピッチで形成することができ、解像度も良好である。有機ＥＬ装置４は、発光量（輝度）が良好で発光パターンにムラがなく解像度も良好であるので、表示品質等に優れている。
また、下部電極２０の側面２１におけるリーク電流が抑制されるので、下部電極２０の側面２１側における発光層４０の劣化が抑制されて、下部電極２０の側面２１側の発光層４０の薄膜化による下部電極２０と上部電極４０とのショートが抑制される。したがって、有機ＥＬ装置４は、長期使用安定性に優れ信頼性にも優れている。
以下、公知技術と比較して、有機ＥＬ装置４の開口率と解像度について具体的に説明する。
「背景技術」の項で挙げた特許文献１の図３に記載の方法に従って下部電極の電極間隙に絶縁性のブラックマトリクス（ＢＭ）を形成する場合、ＢＭ用レジストの露光時のフォトマスクのアライメントずれによって下部電極の側面とＢＭとの間に微小間隙が生じることを抑制するためには、下部電極とＢＭとを少なくとも１０μｍ程度部分的に重ねる必要がある。
例えば、３００μｍ×３００μｍの画素で下部電極の電極間隙の幅を１０μｍとし、下部電極とＢＭとを１０μｍ部分的に重ねる場合、下部電極の開口率は７０％となる。同じ条件で解像度を倍にして画素の大きさを１５０μｍ×１５０μｍとすると、下部電極の開口率は４０％に低下する。計算を簡略化するため、開口率の計算に際して図示ｙ方向の開口幅は考慮していない。
特許文献１の図３に記載のＥＬ装置では、上記の如く解像度を高くする程開口率は大きく低下するため、同じ輝度を確保するには、発光量を上げなければならず、発光層の寿命が短くなり、信頼性が低下する。開口面積を充分に確保するには解像度を下げる必要があり、高精細表示ができなくなる。
本実施形態の有機ＥＬ装置４は電極付き基板１を用いて構成されたものであり、電極付き基板１は、電極２０の側面２１及びその近傍部分に他部分２３と異なる組成の絶縁部２２を有し、電極２０のパターニングマスクとして形成したレジストパターン３０を残した状態で電極２０に絶縁化ガスＧを接触させて製造されたものである。絶縁化ガスＧは側面２１にのみ接触するので、絶縁部２２の幅はせいぜい１μｍ程度である。画素の大きさを１５０μｍ×１５０μｍとし絶縁部２２の幅を１μｍとして、上記と同様に開口率を求めると７６％である。有機ＥＬ装置４では、特許文献１の図３に記載のＥＬ装置に比して高解像度の条件でも高い開口率が確保されている。すなわち、有機ＥＬ装置４は、高輝度発光が得られ、高精細表示にも対応可能なものである。
電極付き基板１の代わりに上記実施形態の電極付き基板２又は３を用いて有機ＥＬ装置を構成しても、同様の効果が得られる。電極付き基板１〜３の電極絶縁化処理を組み合わせて一つの電極付き基板を構成し、これを用いて有機ＥＬ装置を構成することもできる。
上記実施形態では有機ＥＬ装置について説明したが、本発明は無機ＥＬ装置にも適用可能である。有機ＥＬ装置では電流印加により発光層が発光するのに対し、無機ＥＬ装置では電圧印加により発光層が発光する。
また、パッシブマトリクス型についてのみ説明したが、本発明はアクティブマトリクス型にも適用できる。アクティブマトリクス型では、下部電極２０をマトリクス状に配列された多数の画素電極により構成し、各画素電極にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等のスイッチング素子を介して走査線とデータ線を接続し、上部電極５０を１個の共通電極により構成すればよい。アクティブマトリクス型では、ｙ方向を隔壁６０により区画する必要はない。アクティブマトリクス型では、特許文献１の図３に記載のＥＬ装置に対する開口率向上効果がｘ方向とｙ方向の双方について得られるので、パッシブマトリクス型に比して２乗の開口率向上効果が得られる。
本発明はＥＬ装置に限らず、電極付き基板の上に少なくとも液晶層を介して下部電極との間で電界が印加される単数又は複数の上部電極が配置された電極構造を有する液晶装置にも適用可能である。本発明は、一対の基板に各々下部電極と上部電極が形成される縦電界型の液晶装置にも、一対の基板のうち一方に下部電極と上部電極の双方が形成される横電界型の液晶装置にも適用可能である。
本発明の電極付き基板及びその製造方法は、ＥＬ装置や液晶装置等に好ましく利用できる。
１、２、３ 電極付き基板
４ 有機ＥＬ装置（電気光学装置）
１０ 基板
２０ 電極（下部電極）
２０Ａ 導電層
２１ 電極の側面
２２、２４ 絶縁部
３０ レジストパターン
４０ 発光層
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ 発光層
５０ 対向電極（上部電極）
Ｇ 絶縁化ガス
４ 有機ＥＬ装置（電気光学装置）
１０ 基板
２０ 電極（下部電極）
２０Ａ 導電層
２１ 電極の側面
２２、２４ 絶縁部
３０ レジストパターン
４０ 発光層
４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ 発光層
５０ 対向電極（上部電極）
Ｇ 絶縁化ガス
Claims (12)
- 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極を有する電極付き基板において、
前記電極は、側面若しくは側面及び側面近傍部分が他部分と異なる組成を有し絶縁性を有することを特徴とする電極付き基板。 - 前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成し、該複数の電極に絶縁化ガスを接触させ、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とする請求項１に記載の電極付き基板。
- 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層に絶縁化ガスを接触させて該導電層の組成を部分的に変えて前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とする電極付き基板。 - 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成し、該導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成し、該複数の電極の電極間隙に前記電極の側面を覆う前記電極材料とは異なる材料の前記絶縁部を形成し、前記レジストパターンを除去して、製造されたものであることを特徴とする電極付き基板。 - 前記絶縁部は、前記レジストパターンとは異なる親疎水性を有する材料により形成されたものであることを特徴とする請求項４に記載の電極付き基板。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の電極付き基板の上に、少なくとも発光層又は液晶層を介して前記複数の電極との間で電界が印加される単数又は複数の対向電極が配置された電極構造を有することを特徴とする電気光学装置。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の電極付き基板の上に、少なくとも発光層を介して前記複数の電極との間で電界が印加される単数又は複数の対向電極が配置されたものであることを特徴とするエレクトロルミネッセント装置。
- 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極を有する電極付き基板の製造方法において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成する工程（Ａ）と、
前記導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成する工程（Ｂ）と、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成する工程（Ｃ）と、
前記複数の電極に絶縁化ガスを接触させる工程（Ｄ）と、
前記レジストパターンを除去する工程（Ｅ）とを順次有することを特徴とする電極付き基板の製造方法。 - 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板の製造方法において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成する工程（Ａ）と、
前記導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成する工程（Ｂ）と、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電層に絶縁化ガスを接触させて該導電層の組成を部分的に変えて前記絶縁部を形成する工程（Ｆ）と、
前記レジストパターンを除去する工程（Ｅ）とを順次有することを特徴とする電極付き基板の製造方法。 - 基板上に所定のパターンで形成された複数の電極と該複数の電極の電極間隙に形成された絶縁部とを有する電極付き基板の製造方法において、
前記基板に電極材料を成膜して導電層を形成する工程（Ａ）と、
前記導電層の上に前記複数の電極のパターンに応じたレジストパターンを形成する工程（Ｂ）と、
前記レジストパターンをマスクとして前記導電層をエッチングして前記複数の電極をパターン形成する工程（Ｃ）と、
前記複数の電極の電極間隙に前記電極の側面を覆う前記電極材料とは異なる材料の前記絶縁部を形成する工程（Ｇ）と、
前記レジストパターンを除去する工程（Ｅ）とを順次有することを特徴とする電極付き基板の製造方法。 - 前記工程（Ｃ）においては、該工程後の前記レジストパターンと前記複数の電極のパターンとが略同一パターンとなるよう前記エッチングを実施することを特徴とする請求項１０に記載の電極付き基板の製造方法。
- 前記工程（Ｃ）と前記工程（Ｇ）との間に、前記複数の電極のパターン幅より大きいパターン幅の前記レジストパターンに対して、該レジストパターンと前記複数の電極のパターンとが略同一パターンとなるようパターン幅を狭小化する工程（Ｈ）をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の電極付き基板の製造方法。
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