WO2019182041A1 - 硬化膜の製造方法、及び有機elディスプレイの製造方法 - Google Patents

硬化膜の製造方法、及び有機elディスプレイの製造方法 Download PDF

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WO2019182041A1
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谷垣勇剛
日比野千香
三好一登
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東レ株式会社
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    • H10K71/40Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a cured film and a method for producing an organic EL display.
  • EL organic electroluminescence
  • an organic EL display has a transparent electrode such as indium tin oxide (hereinafter referred to as “ITO”) on the light extraction side of the light emitting element, and a metal electrode such as an alloy of magnesium and silver on the non-light extraction side of the light emitting element.
  • ITO indium tin oxide
  • metal electrode such as an alloy of magnesium and silver
  • an insulating layer called a pixel dividing layer is formed between the transparent electrode and the metal electrode.
  • a light emitting material is deposited by vapor deposition through a vapor deposition mask in a region corresponding to the pixel region where the pixel division layer is opened and the underlying transparent electrode or metal electrode is exposed, and then emits light.
  • An organic EL layer such as a layer is formed.
  • the transparent electrode and metal electrode are generally formed by sputtering, but the pixel division layer requires a low taper pattern shape to prevent disconnection of the formed transparent electrode or metal electrode. Is done.
  • the vapor deposition mask is brought into contact with the pixel division layer, and the vapor deposition is performed.
  • the contact area between the pixel division layer and the vapor deposition mask is large, the yield of the panel is reduced due to generation of particles.
  • the pixel division layer is damaged by the deposit on the vapor deposition mask, and moisture enters, which causes deterioration of the light emitting element. Therefore, in order to reduce the contact area of the pixel dividing layer, there is a method of forming the pixel dividing layer into two layers and forming the pixel dividing layer having a step shape by reducing the dimension width of the second layer.
  • a method of forming a pixel division layer having a step shape using a negative photosensitive resin composition that does not contain a naphthoquinonediazide compound can be mentioned (for example, see Patent Document 2).
  • halftone characteristics characteristics
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to use a negative photosensitive resin composition to form a pattern having a stepped shape, and a thick film portion even after thermosetting. It is possible to provide a method for producing a cured film including a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thin film portion and an organic EL display including a pattern having the step shape. The object is to provide a method for manufacturing a display device.
  • a method for manufacturing a cured film according to one embodiment of the present invention has the following configuration. (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (2) a step of photocuring the pattern having the step shape, and (3) A method for producing a cured film, comprising, in this order, a step of heating and thermally curing the pattern having the step shape, (1) forming a pattern includes (1-2) irradiating the coating film of the negative photosensitive resin composition with active actinic radiation through a photomask; The photomask includes a light transmitting portion and a light shielding portion, and between the light transmitting portion and the light shielding portion, the transmittance is lower than the value of the light transmitting portion and the transmittance is higher than the value of the light shielding portion.
  • a halftone photomask having a semi-transparent part The manufacturing method of the cured film which is a photomask which has a location where this translucent part and this semi-translucent part adjoin, and has a location where this light-shielding part and this semi-translucent part adjoin.
  • the method for producing a cured film of the present invention it is possible to form a pattern having a step shape using the negative photosensitive resin composition, and the thick film portion and the thin film portion are sufficient even after thermosetting. It is possible to form a cured film having a pattern having a step shape with a difference in film thickness.
  • an organic EL display is manufactured by the method for manufacturing a cured film according to the present invention, a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion is formed, thereby reducing the yield of the panel. While suppressing, deterioration of a light emitting element can be suppressed and the organic EL display excellent in the reliability of a light emitting element can be manufactured.
  • FIG. 1 (1) to 1 (7) are process diagrams illustrating, in a schematic cross section, a manufacturing process of an organic EL display using the method for manufacturing a cured film of the present invention.
  • 2 (1) to 2 (12) are process diagrams illustrating, in schematic cross-section, a liquid crystal display manufacturing process using the cured film manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of adjacent light-transmitting portions and semi-light-transmitting portions and adjacent light-shielding portions and semi-light-transmitting portions on the halftone photomask.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of non-adjacent translucent portions and semi-transparent portions and non-adjacent light-shielding portions and semi-transparent portions on a halftone photomask.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a light-transmitting part and a light-shielding part having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all sides are formed by arcs on a halftone photomask. is there.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a light-transmitting part and a light-shielding part having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all sides are formed by arcs on a halftone photomask. is there.
  • FIG. 6 shows an example in which the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting portion touches the outer periphery of the light-shielding portion on the halftone photomask is 0%, and the light-transmitting portion that occupies the outer periphery of the light-shielding portion. It is the schematic which shows an example whose ratio of the length which an outer periphery touches exceeds 0%.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example in which the ratio of the area of the light-transmitting portion to the total area of the light-transmitting portion and the semi-light-transmitting portion on the halftone photomask is 1% or more and 50% or less.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a cross section of a pattern having a step shape.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of the arrangement and dimensions of the light transmitting portion, the light shielding portion, and the semi-light transmitting portion of the halftone photomask used for the halftone characteristic evaluation.
  • FIG. 10 is an observation image of a pattern having a stepped shape after development, formed using a halftone photomask by the method for producing a cured film of the present invention.
  • FIG. 11 is an observation image of a pattern having a step shape after photocuring and heat curing, which is formed using a halftone photomask by the method for producing a cured film of the present invention.
  • FIG. 12 (1) to 12 (4) are schematic views of an organic EL display used for evaluation of light emission characteristics.
  • FIG. 13 is a schematic view of the arrangement and dimensions of the openings, thick film portions, and thin film portions of the organic EL display used for evaluating the light emission characteristics.
  • FIG. 14 is a schematic view of the arrangement, dimensions, and dimensions of the opening, thick film portion, and thin film portion of the organic EL display used for the evaluation of light emission characteristics in Comparative Example 8.
  • FIG. 15 is a schematic view illustrating a schematic cross section of an organic EL display having no polarizing layer.
  • FIG. 16 is a schematic view of an arrangement of an opening, a thick film portion, and a thin film portion of an organic EL display having a pattern including a step shape having a liquid repellent thick film portion and a lyophilic thin film portion. is there.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the following structures. (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (2) a step of photocuring the pattern having the step shape, and (3) A method for producing a cured film, comprising, in this order, a step of heating and thermally curing the pattern having the step shape, (1) forming the pattern includes (1-2) irradiating the coating film of the negative photosensitive resin composition with active actinic radiation through a photomask;
  • the photomask includes a light transmitting portion and a light shielding portion, and between the light transmitting portion and the light shielding portion, the transmittance is lower than the value of the light transmitting portion and the transmittance is higher than the value of the light shielding portion.
  • a halftone photomask having a semi-transparent part The manufacturing method of the cured film which is a photomask which has a location where this translucent part and this semi-translucent part adjoin, and has a location where this light-shielding part and this semi-translucent part adjoin.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the process of forming the pattern which has the level
  • a negative photosensitive resin composition the well-known negative photosensitive resin composition containing resin, a radically polymerizable compound, a photoinitiator, a coloring agent etc. can be used, for example.
  • the resin (A) an alkali-soluble resin is preferably contained.
  • polyimide, polyimide precursor, polybenzoxazole, polybenzoxazole precursor, polysiloxane, polycyclic side chain-containing resin, acid-modified epoxy resin, or An acrylic resin or the like can be used.
  • alkali-soluble resin means what can be developed with an alkaline solution.
  • the content ratio of the resin in the total solid content of the negative photosensitive resin composition excluding the solvent described later is preferably 5 to 95% by mass.
  • the polycyclic side chain-containing resin, the acid-modified epoxy resin, and the acrylic resin It is preferable to contain at least one selected from
  • ethylene is used as the polycyclic side chain-containing resin, acid-modified epoxy resin, and acrylic resin from the viewpoint of improving sensitivity during exposure, forming a low-taper pattern after development, and suppressing pattern reflow during thermosetting. It is preferable to contain a polymerizable unsaturated double bond group.
  • Exposure here refers to irradiation with active actinic radiation (radiation), and examples thereof include irradiation with visible light, ultraviolet rays, electron beams, or X-rays. From the viewpoint of being a commonly used light source, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp light source capable of irradiation with visible light or ultraviolet light is preferable, and j-ray (wavelength 313 nm), i-ray (wavelength 365 nm), h-ray (wavelength 405 nm) or g-line (wavelength 436 nm) irradiation is more preferable.
  • exposure refers to irradiation with active actinic radiation (radiation).
  • the alkali-soluble resin preferably has at least one selected from a phenolic hydroxyl group, a silanol group, a hydroxyimide group, a hydroxyamide group, and a mercapto group as an alkali-soluble group. It is more preferable to have one or more kinds selected, and it is more preferable to have a phenolic hydroxyl group.
  • the alkali-soluble resin Since the alkali-soluble resin has the above-described alkali-soluble group, it is possible to control the solubility of the halftone exposed portion during alkali development, improve the halftone characteristics, and form a low taper pattern after development. Can be formed. Therefore, a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion even after thermosetting can be formed by the step (2) photocuring the pattern having the step shape described later. it can.
  • Alkali-soluble resin As an alkali-soluble resin, (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, (A1-4) polybenzoxazole precursor, polysiloxane, polycyclic side Examples thereof include chain-containing resins, acid-modified epoxy resins, and acrylic resins.
  • A1-1) polyimide polyimide
  • A1-2 polyimide precursor
  • A1-3 polybenzoxazole
  • A1-4 polybenzoxazole precursor.
  • the alkali-soluble resin (A) an ethylenically unsaturated double bond group is used from the viewpoint of improving the sensitivity at the time of exposure and maintaining the step shape by controlling the reflow property at the step portion of the cured film at the time of thermosetting. It is preferable to contain.
  • (A) alkali-soluble resin what does not have an ethylenically unsaturated double bond group is also preferable.
  • an ethylenically unsaturated double bond group in the exposure using a halftone photomask, there is a gradual difference in UV curing degree between the exposed portion and the halftone exposed portion, and the film during alkali development It seems that there is a decreasing slope. Therefore, at the time of alkali development, the solubility of the halftone exposure part can be controlled, the halftone characteristics can be improved, and a low taper pattern can be formed after development. Therefore, a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion even after thermosetting can be formed by the step (2) photocuring the pattern having the step shape described later. it can.
  • polyimide (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzoxazole precursor are either a single resin or a copolymer thereof. It does not matter.
  • the (A1-2) polyimide precursor examples include polyamic acid, polyamic acid ester, polyamic acid amide, and polyisoimide.
  • the (A1-1) polyimide for example, a known polyamic acid, polyamic acid ester, polyamic acid amide, or polyisoimide obtained by subjecting it to dehydration and cyclization by heating or a reaction using an acid or a base is used. And have a tetracarboxylic acid and / or its derivative residue and a diamine and / or its derivative residue.
  • the (A1-1) polyimide preferably contains a structural unit represented by the following general formula (1) from the viewpoint of improving the heat resistance of the cured film.
  • R 1 represents a 4- to 10-valent organic group
  • R 2 represents a 2- to 10-valent organic group
  • R 3 and R 4 each independently represent a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a mercapto group, or a substituent represented by general formula (5) or general formula (6).
  • p represents an integer of 0 to 6
  • q represents an integer of 0 to 8.
  • R 1 in the general formula (1) represents a tetracarboxylic acid and / or a derivative residue thereof
  • R 2 represents a diamine and / or a derivative residue thereof.
  • tetracarboxylic acid derivative examples include tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid dichloride, or tetracarboxylic acid active diester.
  • diamine derivative examples include a diisocyanate compound or trimethylsilylated diamine.
  • R 1 has one or more selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • a 4- to 10-valent organic group is preferred.
  • R 2 is a divalent to divalent valence having at least one selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • Organic groups are preferred.
  • q is preferably 1-8.
  • the above-described aliphatic structure, alicyclic structure, and aromatic structure may have a hetero atom, and may be either unsubstituted or substituted.
  • R 19 to R 21 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents an aryl group.
  • the alkyl group, acyl group, and aryl group described above may be either unsubstituted or substituted.
  • the (A1-2) polyimide precursor a known one can be contained, and specifically, it preferably contains a structural unit represented by the following general formula (3).
  • R 9 represents a 4- to 10-valent organic group
  • R 10 represents a 2- to 10-valent organic group
  • R 11 represents a substituent represented by the above general formula (5) or general formula (6)
  • R 12 represents a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, or a mercapto group
  • R 13 represents a phenolic group. It represents a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a mercapto group, or a substituent represented by General Formula (5) or General Formula (6) described above.
  • t represents an integer of 2 to 8
  • u represents an integer of 0 to 6
  • v represents an integer of 0 to 8
  • R 9 in the general formula (3) represents a tetracarboxylic acid and / or a derivative residue thereof
  • R 10 represents a diamine and / or a derivative residue thereof.
  • the tetracarboxylic acid derivative include tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid dichloride, or tetracarboxylic acid active diester.
  • the diamine derivative include a diisocyanate compound or trimethylsilylated diamine.
  • R 9 has one or more selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • a 4- to 10-valent organic group is preferred.
  • R 10 is a divalent to divalent valence having at least one selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • Organic groups are preferred.
  • v is preferably 1-8.
  • the above-described aliphatic structure, alicyclic structure, and aromatic structure may have a hetero atom, and may be either unsubstituted or substituted.
  • (A1-4) Polybenzoxazole precursor a known one can be contained, and examples thereof include polyhydroxyamide. Specifically, it is preferable to contain a structural unit represented by the general formula (4).
  • R 14 represents a 2 to 10 valent organic group
  • R 15 represents a 4 to 10 valent organic group having an aromatic structure
  • R 16 represents a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a mercapto group, or a substituent represented by General Formula (5) or General Formula (6) described above
  • R 17 represents a phenolic hydroxyl group
  • R 18 Represents a sulfonic acid group, a mercapto group, or a substituent represented by General Formula (5) or General Formula (6) described above.
  • w represents an integer of 0 to 8
  • x represents an integer of 2 to 8
  • y represents an integer of 0 to 6, and 2 ⁇ x + y ⁇ 8.
  • R 14 in the general formula (4) represents a dicarboxylic acid and / or a derivative residue thereof
  • R 15 represents a bisaminophenol compound and / or a derivative residue thereof.
  • the dicarboxylic acid derivative include dicarboxylic acid anhydride, dicarboxylic acid chloride, dicarboxylic acid active ester, tricarboxylic acid anhydride, tricarboxylic acid chloride, tricarboxylic acid active ester, and diformyl compound.
  • R 14 has one or more selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • a divalent to decavalent organic group is preferred.
  • R 15 is preferably a 4 to 10 valent organic group having an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • the above-described aliphatic structure, alicyclic structure, and aromatic structure may have a hetero atom, and may be either unsubstituted or substituted.
  • (A1-3) polybenzoxazole known ones can be contained, and specifically, it is preferable to contain a structural unit represented by the general formula (2).
  • R 5 represents a divalent to 10 valent organic group
  • R 6 represents a 4 to 10 valent organic group having an aromatic structure
  • R 7 and R 8 each independently represent a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a mercapto group, or a substituent represented by the above general formula (5) or general formula (6).
  • r represents an integer of 0 to 8
  • s represents an integer of 0 to 6.
  • R 5 in the general formula (2) represents a dicarboxylic acid and / or a derivative residue thereof
  • R 6 represents a bisaminophenol compound and / or a derivative residue thereof.
  • dicarboxylic acid derivative examples include dicarboxylic acid anhydride, dicarboxylic acid chloride, dicarboxylic acid active ester, tricarboxylic acid anhydride, tricarboxylic acid chloride, tricarboxylic acid active ester, and diformyl compound.
  • R 5 has one or more selected from an aliphatic structure having 2 to 20 carbon atoms, an alicyclic structure having 4 to 20 carbon atoms, and an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • a divalent to decavalent organic group is preferred.
  • R 6 is preferably a tetravalent to tetravalent organic group having an aromatic structure having 6 to 30 carbon atoms.
  • s is preferably 1 to 8.
  • the above-described aliphatic structure, alicyclic structure, and aromatic structure may have a hetero atom, and may be either unsubstituted or substituted.
  • tetracarboxylic acid and dicarboxylic acid and their derivatives examples include aromatic tetracarboxylic acid, alicyclic tetracarboxylic acid, and aliphatic tetracarboxylic acid. These tetracarboxylic acids may have a hetero atom in addition to the oxygen atom of the carboxy group.
  • dicarboxylic acid and its derivative in (A1-3) polybenzoxazole and (A1-4) polybenzoxazole precursor tricarboxylic acid and / or its derivative may be used.
  • dicarboxylic acid and tricarboxylic acid examples include aromatic dicarboxylic acid, aromatic tricarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acid, alicyclic tricarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acid, and aliphatic tricarboxylic acid. These dicarboxylic acid and tricarboxylic acid may have a hetero atom other than the oxygen atom in addition to the oxygen atom of the carboxy group.
  • examples of the tetracarboxylic acid, dicarboxylic acid, and tricarboxylic acid, and derivatives thereof include compounds described in International Publication No. 2016/158672.
  • diamines and derivatives thereof include aromatic diamines, bisaminophenol compounds, alicyclic diamines, alicyclic dihydroxydiamines, aliphatic diamines, and aliphatic dihydroxydiamines. These diamines and derivatives thereof may have heteroatoms in addition to the nitrogen atom and oxygen atom that the amino group and derivatives thereof have.
  • diamine and its derivative (s) the compound as described in international publication 2016/158672 is mentioned, for example.
  • At least one selected from (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzoxazole precursor is a structural unit having a fluorine atom Is preferably contained in an amount of 10 to 100 mol% of the total structural units.
  • a structural unit in which at least one selected from (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzoxazole precursor has a fluorine atom In addition to improving transparency, accelerating photocuring of the halftone exposure part and improving halftone characteristics, and (2) a step formed by a step of photocuring the pattern having the stepped shape described later. Pattern reflow at the time of thermosetting a pattern having a shape can be suppressed.
  • the structural unit having a fluorine atom contained in (A1-1) polyimide and / or (A1-2) polyimide precursor is a structural unit derived from tetracarboxylic acid having fluorine atom and / or a derivative thereof, or fluorine. Examples thereof include structural units derived from diamines having atoms and / or derivatives thereof.
  • the structural unit having a fluorine atom, which is contained in (A1-3) polybenzoxazole and / or (A1-4) polybenzoxazole precursor, is a structural unit derived from a dicarboxylic acid having a fluorine atom and / or a derivative thereof. Or a structural unit derived from a bisaminophenol compound having a fluorine atom and / or a derivative thereof.
  • ⁇ End sealant> One or more types selected from (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzoxazole precursor, the terminal of the resin is a monoamine , Dicarboxylic acid anhydride, monocarboxylic acid, monocarboxylic acid chloride, or monocarboxylic acid active ester or other end-capping agent may be used.
  • the end of the resin is sealed with a terminal sealing agent, so that (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzo
  • A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4) polybenzo The storage stability of the coating liquid of the resin composition containing one or more selected from oxazole precursors can be improved.
  • polysiloxane examples include polysiloxane obtained by hydrolyzing and dehydrating one or more kinds selected from trifunctional organosilane, tetrafunctional organosilane, difunctional organosilane, and monofunctional organosilane.
  • the polysiloxane preferably contains a trifunctional organosilane unit and / or a tetrafunctional organosilane unit from the viewpoint of improving the heat resistance of the cured film and improving the resolution after development.
  • the trifunctional organosilane is preferably an organosilane unit represented by the general formula (7).
  • the tetrafunctional organosilane unit is preferably an organosilane unit represented by the general formula (8).
  • a bifunctional organosilane unit may be contained.
  • the bifunctional organosilane is preferably an organosilane unit represented by the general formula (9).
  • the monofunctional organosilane unit is preferably an organosilane unit represented by the general formula (10).
  • R 22 to R 27 each independently represent hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, or an aryl group.
  • R 22 to R 27 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms.
  • An alkenyl group or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms is preferred.
  • the alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, and aryl group described above may have a hetero atom, and may be either unsubstituted or substituted. Examples of the organosilane having an organosilane unit represented by the general formula (7), the general formula (8), the general formula (9), or the general formula (10) are described in International Publication No. 2016/158672. Compounds.
  • polycyclic side chain-containing resin examples include “ADEKA ARKLS” (registered trademark) WR-101 or WR-301 (all of which are manufactured by ADEKA), OGSOL (registered trademark) CR-1030, and CR-TR1. , CR-TR2, CR-TR3, CR-TR4, CR-TR5, CR-TR6, CR-TR7, CR-TR8, CR-TR9, CR-TR9, or CR-TR10 (or more, either And TR-B201 or TR-B202 (all of which are manufactured by TRONLY).
  • ADEKA ARKLS registered trademark
  • OGSOL registered trademark
  • CR-1030 examples of the polycyclic side chain-containing resin
  • CR-TR1 examples include “ADEKA ARKLS” (registered trademark) WR-101 or WR-301 (all of which are manufactured by ADEKA), OGSOL (registered trademark) CR-1030, and CR-TR1.
  • Examples of the acid-modified epoxy resin include “KAYARAD” (registered trademark) PCR-1222H, CCR-1171H, TCR-1348H, ZAR-1494H, ZFR-1401H, ZCR-1798H, ZXR-1807H, ZCR-6002H or ZCR-8001H (all manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), or “NK OLIGO” (registered trademark) EA-6340, EA-7140, or EA-7340 (all described above, both Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.).
  • acrylic resin examples include radical copolymerization of at least one copolymer component selected from a copolymer component having an acidic group, a copolymer component derived from a (meth) acrylic acid ester, and other copolymer components. An acrylic resin obtained in this way is mentioned.
  • copolymer component having an acidic group, the copolymer component derived from (meth) acrylic acid ester, and other copolymer components include the compounds described in International Publication No. 2016/158672.
  • an alkali-soluble resin may further contain other alkali-soluble groups.
  • the resin having a phenolic hydroxyl group as an alkali-soluble group contains at least one selected from the group consisting of a novolak resin, a resole resin, and polyhydroxystyrene from the viewpoint of improving halftone characteristics. It is preferable to contain a novolac resin.
  • the novolak resin, the resole resin, and the polyhydroxystyrene may be any of a single resin or a copolymer thereof.
  • the novolak resin examples include a novolak resin obtained by reacting a phenol compound with an aldehyde compound or a ketone compound in the presence of an acid catalyst, and has an aromatic structure derived from the phenol compound.
  • the novolak resin has a phenolic hydroxyl group as an alkali-soluble group.
  • a resole resin the property of the novolak resin mentioned above and the property which has the same property except a polymerization catalyst are said.
  • the resol resin examples include a resol resin obtained by using an alkali catalyst instead of an acid catalyst.
  • Polyhydroxystyrene is obtained, for example, by radical copolymerization of one or more copolymer components selected from the group consisting of a copolymer component of a hydroxystyrene compound, a copolymer component of a styrene compound, and other copolymer components. And has an aromatic structure derived from a copolymer component of a hydroxystyrene compound.
  • Polyhydroxystyrene has a phenolic hydroxyl group as an alkali-soluble group.
  • the novolac resin, resol resin, and polyhydroxystyrene may have other acidic groups.
  • the acidic group a group exhibiting an acidity of less than pH 6 is preferable.
  • the group having an acidity of less than pH 6 include a carboxy group, a carboxylic anhydride group, a sulfonic acid group, and a hydroxyimide group. From the viewpoint of improving pattern processability with an alkali developer and improving resolution after development, a carboxy group and a carboxylic anhydride group are preferred.
  • the novolac resin, the resole resin, and the polyhydroxystyrene preferably have an ethylenically unsaturated double bond group. By having an ethylenically unsaturated double bond group, the sensitivity at the time of exposure can be improved, and a pattern with a low taper shape can be formed after development.
  • ⁇ (B) Radical polymerizable compound As a negative photosensitive resin composition, it is preferable to contain the (B) radically polymerizable compound.
  • a radically polymerizable compound refers to a compound having a plurality of ethylenically unsaturated double bond groups in the molecule.
  • (C1) radicals generated from the photopolymerization initiator (C1) to be described later cause radical polymerization of the (B) radical polymerizable compound, and the exposed portion of the resin composition film is insolubilized in the alkali developer.
  • a negative pattern can be formed.
  • a compound having a (meth) acrylic group which can contain a known compound and easily undergoes radical polymerization, is preferable. From the viewpoint of improving the sensitivity during exposure and improving the hardness of the cured film, a compound having two or more (meth) acryl groups in the molecule is more preferable.
  • Examples of the (B) radical polymerizable compound include diethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, and 1,6-hexane.
  • a compound obtained by subjecting a compound having two or more glycidoxy groups in the molecule and an unsaturated carboxylic acid having an ethylenically unsaturated double bond group to a ring-opening addition reaction also preferred are compounds obtained by reacting a polybasic acid carboxylic acid or polybasic carboxylic acid anhydride.
  • Radical polymerizable compounds include ⁇ -caprolactone-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ⁇ -valero from the viewpoint of suppressing pattern reflow during thermosetting of a pattern having a step shape and improving the step thickness.
  • the content of the (B) radical polymerizable compound in the negative photosensitive resin composition is 15 to 65 masses when the total of (A) the alkali-soluble resin and (B) radical polymerizable compound is 100 parts by mass. Part is preferred.
  • the content is within the above range, the sensitivity at the time of exposure can be improved, a low taper pattern can be formed after thermosetting, and the heat resistance of the cured film can be improved.
  • the radical polymerizable compound preferably contains (B1) a hydrophilic skeleton-containing radical polymerizable compound.
  • the hydrophilic skeleton-containing radically polymerizable compound refers to a compound having a plurality of ethylenically unsaturated double bond groups and a hydrophilic skeleton such as an oxyalkylene chain in the molecule.
  • B1 As a hydrophilic skeleton-containing radically polymerizable compound, (I) a structure derived from a compound having at least three hydroxy groups in the molecule, (II) at least three ethylenically unsaturated double bond groups, and (III) A compound having at least one hydrophilic skeleton is preferred.
  • (B1) As the hydrophilic skeleton of the hydrophilic skeleton-containing radical polymerizable compound, the viewpoint of pattern formation having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion after thermosetting, and the thin film portion From the viewpoint of forming a pattern having a low taper shape after heat curing, it preferably has at least one selected from an oxyalkylene chain, a lactone-modified chain, a lactam-modified chain, and a hydroxyalkylene chain, and a lactone-modified chain and a lactam-modified chain It is more preferable to have one or more selected from As the (B1) hydrophilic skeleton-containing radically polymerizable compound, a compound having a group represented by the general formula (24) and a group represented by three or more general formulas (25) in the molecule is preferable.
  • R 125 represents hydrogen, a hydroxy group, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • Z 17 represents a group represented by the general formula (29) or a group represented by the general formula (30).
  • a represents an integer of 1 to 10
  • b represents an integer of 1 to 4
  • c represents 0 or 1
  • d represents an integer of 1 to 4
  • e represents 0 or 1 .
  • R 126 to R 128 each independently represent hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms.
  • R 129 represents hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • c is preferably 1, and e is preferably 1.
  • R 126 is preferably hydrogen, a hydroxy group or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably hydrogen or a methyl group.
  • R 127 and R 128 are each independently preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably hydrogen.
  • R 129 is preferably hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably hydrogen or a methyl group.
  • (B1) a hydrophilic skeleton-containing radical polymerizable compound is Have an oxyalkylene chain.
  • (B1) As the hydrophilic skeleton-containing radical polymerizable compound, (I) the compound having at least three hydroxy groups in the molecule as the structure derived from the compound having at least three hydroxy groups in the molecule (I) It preferably has a hydroxy group derived from.
  • Examples of the hydroxy group derived from the compound (I) having at least three hydroxy groups in the molecule include (II) at least three ethylenically unsaturated double bond groups and (III) at least one hydrophilic group.
  • Examples include a hydroxy group to which a skeleton is not bonded. For example, when the compound having at least three hydroxy groups in the molecule (I) has four hydroxy groups in the molecule, the three hydroxy groups in the molecule are used for bonding and are not used for bonding. For example, when one hydroxy group remains.
  • the hydrophilic skeleton-containing radical polymerizable compound preferably has at least one selected from a phenolic hydroxyl group, a carboxy group, and a carboxylic anhydride group.
  • Examples of the phenolic hydroxyl group, carboxy group, and carboxylic acid anhydride group include the above-mentioned (I) hydroxy group derived from a compound having at least three hydroxy groups in the molecule, the phenolic hydroxyl group, carboxy group, or carboxylic acid group.
  • Examples thereof include a phenolic hydroxyl group, a carboxy group, or a carboxylic anhydride group obtained by reacting with a compound having an acid anhydride group.
  • the carboxy group obtained by the reaction of one hydroxy group derived from a compound having at least three hydroxy groups in the molecule (I) with a carboxylic acid anhydride group may be mentioned.
  • the negative photosensitive resin composition preferably contains (C1) a photopolymerization initiator as (C) the photosensitive agent.
  • C1 A photopolymerization initiator refers to a compound that generates radicals by bond cleavage and / or reaction upon exposure.
  • B radical polymerizable compound
  • the exposed portion of the resin composition film is insolubilized in the alkali developer.
  • a pattern of the mold can be formed. Further, UV curing at the time of exposure is promoted, and sensitivity can be improved.
  • Examples of (C1) photopolymerization initiators include benzyl ketal photopolymerization initiators, ⁇ -hydroxyketone photopolymerization initiators, ⁇ -aminoketone photopolymerization initiators, acylphosphine oxide photopolymerization initiators, and oxime esters.
  • Photopolymerization initiator acridine photopolymerization initiator, titanocene photopolymerization initiator, benzophenone photopolymerization initiator, acetophenone photopolymerization initiator, aromatic ketoester photopolymerization initiator, or benzoate photopolymerization initiator
  • An initiator is preferable, and from the viewpoint of improving sensitivity during exposure, an ⁇ -hydroxyketone photopolymerization initiator, an ⁇ -aminoketone photopolymerization initiator, an acylphosphine oxide photopolymerization initiator, an oxime ester photopolymerization initiator, Acridine photopolymerization initiator or benzophenone photopolymerization initiator is more preferable, ⁇ -aminoketone photopolymerization More preferred are initiators, acylphosphine oxide photopolymerization initiators, and oxime ester photopolymerization initiators.
  • the photopolymerization initiator is represented by the group represented by the general formula (15), the group represented by the general formula (16), the group represented by the general formula (17), and the general formula (18). It is preferable to have one or more types selected from the groups to be selected. (C1) Since the photopolymerization initiator has the above group, the absorbance in the ultraviolet region is improved, radical curing at the deep part of the film at the time of exposure is promoted, and the sensitivity at the time of exposure can be improved. A pattern with a low taper shape can be formed. Moreover, pattern reflow at the time of thermosetting the pattern having a step shape due to the step (2) photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, can be suppressed. A pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference can be formed.
  • R 55 to R 58 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. Represents an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a group forming a ring.
  • Examples of the ring formed by a plurality of R 55 to R 58 include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a cyclopentane ring, and a cyclohexane ring.
  • a is an integer of 0 to 7
  • b is an integer of 0 to 2
  • c and d are each independently an integer of 0 to 3.
  • the ring formed by a plurality of R 55 to R 58 is preferably a benzene ring or a naphthalene ring.
  • the content of the (C1) photopolymerization initiator in the negative photosensitive resin composition is 1 to 20 masses when the total of (A) alkali-soluble resin and (B) radical polymerizable compound is 100 mass parts. Part is preferred.
  • the content is within the above range, the sensitivity at the time of exposure can be improved, and a low taper pattern can be formed after development.
  • the pattern reflow at the time of the thermosetting of the pattern which has a step shape by the process of photocuring the pattern which has the said 2nd step shape mentioned later can be suppressed.
  • a negative photosensitive resin composition you may contain a well-known (D) coloring agent.
  • the colorant (D) pigments, dyes, and the like can be used, and it is preferable to contain a (Da) blackening agent particularly when visible light needs to be light-shielded.
  • the colorant (D) is a compound that absorbs light having a specific wavelength, and particularly, a compound that colors by absorbing light having a wavelength of visible light (380 to 780 nm).
  • the film obtained from the negative photosensitive resin composition can be colored, and the light transmitted through the resin composition film or the light reflected from the resin composition film Can be imparted with a coloring property to give a desired color. Further, light having a wavelength absorbed by (D) the colorant can be imparted from light transmitted through the resin composition film or reflected from the resin composition film.
  • Blacking agent means a known compound that is colored black by absorbing light having a wavelength of visible light. Examples thereof include (D1a) black pigment, (D2a-1) black dye, and the like.
  • thermosetting integrates the thick film portion and the thin film portion in the pattern having the step shape and the boundary portion disappears, so that the step shape may disappear. According to the method for producing a cured film of the present invention, even in the negative photosensitive resin composition containing the (Da) black agent as described above, pattern reflow at the time of thermosetting is suppressed, and the thickness is increased even after thermosetting.
  • a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the film portion and the thin film portion can be formed.
  • the content ratio of the colorant (D) in the total solid content of the negative photosensitive resin composition excluding the solvent is preferably 5 to 70% by mass.
  • the negative photosensitive resin composition preferably contains (F) an ink repellent agent described later, and (D) (Da) as a colorant.
  • (D) as the (F) ink repellent agent and (D) the colorant By including (D) as the (F) ink repellent agent and (D) the colorant, the liquid repellency of the film can be improved and the light shielding property can be improved. In addition, residue generation after development can be suppressed.
  • a pigment is contained as a colorant, it is preferable from the viewpoint that generation of a residue after development due to the pigment can be suppressed. This is because, in general, the film surface of the cured part may be peeled off during development due to insufficient UV curing due to oxygen inhibition on the film surface, and a development residue may be generated due to adhesion of the opening.
  • Examples of the black pigment include anthraquinone black pigment, benzofuranone black pigment, perylene black pigment, aniline black pigment, azo black pigment, azomethine black pigment, or carbon black.
  • Examples of the carbon black include channel black, furnace black, thermal black, acetylene black, lamp black, graphite or silver tin alloy, or titanium, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, nickel, zinc, calcium, or silver.
  • pigments other than black examples include pigment blue 15, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 22, 60, or 64 (both numerical values are given). CI number).
  • pigments that are colored red include Pigment Red 9, 48, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 190, 192, 209, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, or 250 (all numerical values are CI numbers).
  • pigments that are colored yellow include Pigment Yellow 12, 13, 17, 20, 24, 83, 86, 93, 95, 109, 110, 117, 120, 125, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 166, 168, 175, 180, 181, 185, 192, or 194 (all numerical values are CI numbers).
  • Examples of the pigment colored purple include Pigment Violet 19, 23, 29, 30, 32, 37, 40, or 50 (all numerical values are CI numbers).
  • pigments that are colored orange include Pigment Orange 12, 36, 38, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71, or 72 (all numerical values are CI numbers).
  • pigments that are colored green include Pigment Green 7, 10, 36, or 58 (all numerical values are CI numbers).
  • the above-mentioned (D1a) black pigment is preferably (D1a-1a) a benzofuranone-based black pigment.
  • D1a-1a) A benzofuranone-based black pigment is superior in light-shielding property per unit content of pigment in a resin composition as compared with a general organic pigment, and transmits a wavelength in the ultraviolet region (for example, 400 nm or less). The rate is high. Therefore, the same light shielding property can be imparted with a small content ratio, and the sensitivity during exposure can be improved.
  • pattern reflow at the time of thermosetting the pattern having a step shape due to the step (2) photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, can be suppressed.
  • a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference can be formed.
  • the reliability of the light emitting element can be improved.
  • a benzofuranone-based black pigment has a benzofuran-2 (3H) -one structure or a benzofuran-3 (2H) -one structure in the molecule, and absorbs light having a wavelength of visible light to make it black. Refers to a compound that colors.
  • Examples of the (D1a-1a) benzofuranone-based black pigment include “IRGAPHOR” (registered trademark) BLACK S0100CF (manufactured by BASF), black pigment described in International Publication No. 2010/081624, or International Publication No. 2010/081756 Black pigments.
  • the above-mentioned (D1a) black pigment is preferably (D1a-3a) a specific color pigment mixture.
  • the specific color pigment mixture is preferably any of the following (I) to (IV).
  • the specific colored pigment mixture is light-shielded per unit content of pigment in the resin composition as compared with a general organic pigment And has a high transmittance at a wavelength in the ultraviolet region (for example, 400 nm or less). Therefore, the same light shielding property can be imparted with a small content ratio, and the sensitivity during exposure can be improved.
  • pattern reflow at the time of thermosetting the pattern having a step shape due to the step (2) photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, can be suppressed.
  • a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference can be formed.
  • the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the blue pigment described above is C.I. I. Pigment blue 15: 4, C.I. I. Pigment blue 15: 6, and C.I. I.
  • the pigment is one or more selected from the group consisting of CI Pigment Blue 60. I. Pigment red 123, C.I. I. Pigment red 149, C.I. I. Pigment red 177, C.I. I. Pigment red 179, and C.I. I. It is preferable that the pigment is one or more selected from the group consisting of CI Pigment Red 190. I. Pigment yellow 120, C.I. I. Pigment yellow 151, C.I. I.
  • One or more types selected from the group consisting of CI Pigment Yellow 194 are preferred.
  • One or more kinds selected from the group consisting of CI Pigment Violet 37 are preferable.
  • One or more types selected from the group consisting of CI Pigment Orange 72 are preferable.
  • the dye examples include direct dye, reactive dye, sulfur dye, vat dye, acid dye, metal-containing dye, metal-containing acid dye, basic dye, mordant dye, acid mordant dye, disperse dye, cationic dye, or fluorescent dye Whitening dyes.
  • the disperse dye is a dye that is insoluble or hardly soluble in water and does not have an anionic ionization group such as a sulfonic acid group or a carboxy group.
  • anthraquinone dyes As dyes, anthraquinone dyes, azo dyes, azine dyes, phthalocyanine dyes, methine dyes, oxazine dyes, quinoline dyes, indigo dyes, indigoid dyes, carbonium dyes, selenium dyes Perinone dyes, perylene dyes, triarylmethane dyes, or xanthene dyes.
  • Anthraquinone dyes, azo dyes, azine dyes, methine dyes, triarylmethane dyes, and xanthene dyes are preferable from the viewpoints of solubility in solvents and heat resistance described below.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains (F) an ink repellent agent.
  • the ink repellent agent refers to a compound having a water repellent structure and / or an oil repellent structure.
  • the contact angle of the film with pure water and / or the contact angle of the film with the organic solvent can be increased.
  • a structure having a fluorine atom is preferable, and a structure having a silyl group or a siloxane bond is also preferable.
  • an alkyl group having two or more fluorine atoms As a structure having a fluorine atom, an alkyl group having two or more fluorine atoms, a cycloalkyl group having two or more fluorine atoms, an aryl group having two or more fluorine atoms, or two or more fluorine atoms
  • An alkylene chain, a cycloalkylene chain having two or more fluorine atoms, or an arylene chain having two or more fluorine atoms is preferred.
  • an alkyl group having two or more dimethylsilyl structures As the structure having a silyl group or a siloxane bond, an alkyl group having two or more dimethylsilyl structures, an alkyl group having two or more dimethylsiloxane bonds, a polydimethylsiloxane structure having two or more dimethylsiloxane bonds, 2
  • An alkylene chain having two or more dimethylsilyl structures or an alkylene chain having two or more dimethylsiloxane bonds is preferred.
  • the ink repellent agent preferably has a photopolymerizable group and / or a thermally crosslinkable group, and has two or more photopolymerizable groups in the molecule and / or two or more heat in the molecule. It preferably has a crosslinkable group.
  • a group having an ethylenically unsaturated double bond group is preferable.
  • the group having an ethylenically unsaturated double bond group is preferably a (meth) acryl group, a vinyl group, an allyl group, or a maleimide group, and more preferably a (meth) acryl group.
  • the thermally crosslinkable group an epoxy group, an alkoxymethyl group, a methylol group, an oxetanyl group, or a blocked isocyanate group is preferable.
  • the (F) ink repellent agent since the (F) ink repellent agent has a thermally crosslinkable group, it can be crosslinked by reacting with the main chain and / or side chain of the above-described (A) alkali-soluble resin during thermosetting. Therefore, volatilization of the (F) ink repellent agent from the film at the time of thermosetting can be suppressed and immobilized on the film, so that the liquid repellency of the film can be improved even after thermosetting. Further, (F) when the ink repellent agent volatilizes and adheres to the pattern opening, liquid repellency is imparted to the pattern opening. Therefore, (4-1) a step of forming an organic EL layer by inkjet coating described later.
  • the ink repellent agent has a thermally crosslinkable group, so that film formation defects of the organic EL layer can be suppressed.
  • (F) generation of degassing or sublimation due to thermal decomposition of the ink repellent agent can be suppressed, and adhesion of residues to the pattern opening can be prevented, so that it is possible to suppress poor film formation of the organic EL layer. .
  • the ink repellent agent has photopolymerizability
  • the ink repellent agent preferably has a polymer chain, and the side chain of the repeating unit of the polymer chain preferably has a water-repellent structure and / or an oil-repellent structure.
  • the (F) ink repellent agent preferably has a polymer chain, and has two or more in the molecule by having a photopolymerizable and / or thermally crosslinkable group in the side chain of the repeating unit of the polymer chain. It is also preferable to have two or more thermally crosslinkable groups in the molecule and / or molecule.
  • Examples of the (F) ink repellent having a polymer chain include acrylic resin-based ink repellent, polyoxyalkylene ether-based ink repellent, polyester-based ink repellent, polyurethane-based ink repellent, polyol-based ink repellent, and polyethyleneimine-based.
  • An ink repellent agent or a polyallylamine-based ink repellent agent can be used. From the viewpoint of pattern processability with an alkaline developer, acrylic resin-based ink repellent, polyoxyalkylene ether-based ink repellent, polyester-based ink repellent, polyurethane-based ink repellent, or polyol-based ink repellent are preferred.
  • a resin-based ink repellent is more preferable.
  • the content of the (F) ink repellent in the negative photosensitive resin composition is 1 to 20 parts by mass when the total of (A) the alkali-soluble resin and (B) the radical polymerizable compound is 100 parts by mass. Is preferred.
  • the content is within the above range, the liquid repellency of the film can be improved and the generation of residues after development can be suppressed.
  • it is possible to suppress defective film formation of the organic EL layer in the step of (4-1) forming the organic EL layer by inkjet coating described later.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a solvent.
  • the solvent refers to a compound that can dissolve various resins and various additives to be contained in the resin composition.
  • various resins and various additives to be contained in the resin composition can be uniformly dissolved, and the transmittance of the cured film can be improved.
  • the viscosity of the resin composition can be arbitrarily adjusted, and a film can be formed on the substrate with a desired film thickness.
  • the surface tension of the resin composition or the drying speed at the time of application can be arbitrarily adjusted, and the leveling property at the time of application and the film thickness uniformity of the coating film can be improved.
  • a compound having an alcoholic hydroxyl group, a compound having a carbonyl group, or a compound having three or more ether bonds is preferable.
  • a compound having a boiling point of 110 to 250 ° C. under atmospheric pressure is more preferable.
  • the solvent is preferably a solvent having a carbonyl group or an ester bond.
  • a solvent having a carbonyl group or an ester bond By containing a solvent having a carbonyl group or an ester bond, the dispersion stability of the disperse dye as the (D1) pigment and / or (D2) dye can be improved. Further, from the viewpoint of dispersion stability, a solvent having an acetate bond is more preferable. By containing a solvent having an acetate bond, the dispersion stability of the disperse dye can be improved as the (D1) pigment and / or (D2) dye.
  • resins or their precursors include polyamides, polyamideimides, epoxy resins, urea resins, polyurethanes, or precursors thereof.
  • other additives include (C2) a photoacid generator, (E) a dispersant, a sensitizer, a chain transfer agent, a polymerization inhibitor, a crosslinking agent, a silane coupling agent, and a surfactant.
  • the negative photosensitive resin composition may contain (C2) a photoacid generator as (C) a photosensitive agent.
  • the photoacid generator is a compound that generates an acid by causing bond cleavage upon exposure.
  • C2 By containing a photoacid generator, UV curing at the time of exposure is promoted, and sensitivity can be improved.
  • the crosslink density after thermosetting of the resin composition is improved, and the chemical resistance of the cured film can be improved.
  • pattern reflow during thermosetting can be suppressed.
  • the photoacid generator is preferably a triorganosulfonium salt compound, a sulfonic acid ester compound or a sulfonimide compound.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains (E) a dispersant.
  • a dispersant is a surface affinity group that interacts with the surface of a disperse dye or the like as (D1) pigment and / or (D2) dye, and (D1) is dispersed as a pigment and / or (D2) dye.
  • Examples of the dispersion stabilizing structure of the dispersant include a polymer chain and / or a substituent having an electrostatic charge.
  • Examples of the surface affinity group include a structure in which a basic group, a basic group and an acidic group, an acidic group, a basic group and / or an acidic group form a salt with an acid and / or a base.
  • Examples of the (E) dispersant having a polymer chain include an acrylic resin dispersant, a polyoxyalkylene ether dispersant, a polyester dispersant, a polyurethane dispersant, a polyol dispersant, a polyethyleneimine dispersant, or a polyallylamine.
  • System dispersants From the viewpoint of pattern processability with an alkaline developer, an acrylic resin dispersant, a polyoxyalkylene ether dispersant, a polyester dispersant, a polyurethane dispersant, or a polyol dispersant is preferred.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a sensitizer.
  • a sensitizer is a compound that absorbs energy by exposure, generates excited triplet electrons by internal conversion and intersystem crossing, and can undergo energy transfer to the above-described (C1) photopolymerization initiator. Say.
  • the sensitivity at the time of exposure can be improved by containing a sensitizer.
  • a sensitizer a thioxanthone sensitizer is preferable.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a chain transfer agent.
  • the chain transfer agent refers to a compound that can receive a radical from a polymer growth end of a polymer chain obtained by radical polymerization at the time of exposure and can undergo radical transfer to another polymer chain. By containing a chain transfer agent, the sensitivity at the time of exposure can be improved.
  • a thiol chain transfer agent is preferable.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a polymerization inhibitor.
  • a polymerization inhibitor is a radical that stops radical polymerization by capturing radicals generated during exposure or radicals at the polymer growth end of polymer chains obtained by radical polymerization during exposure and holding them as stable radicals. A possible compound. By containing an appropriate amount of a polymerization inhibitor, the generation of residues after development can be suppressed, and the resolution after development can be improved.
  • a phenol polymerization inhibitor is preferable.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a crosslinking agent.
  • a cross-linking agent refers to a compound having a cross-linkable group capable of binding to a resin. By containing a crosslinking agent, the hardness and chemical resistance of the cured film can be improved, and a pattern with a low taper shape can be formed after thermosetting.
  • the crosslinking agent a compound having two or more thermal crosslinking properties in the molecule such as an alkoxymethyl group, a methylol group, an epoxy group, or an oxetanyl group is preferable.
  • the negative photosensitive resin composition preferably further contains a silane coupling agent.
  • a silane coupling agent refers to a compound having a hydrolyzable silyl group or silanol group. By containing the silane coupling agent, the interaction between the cured film of the resin composition and the underlying substrate interface is increased, and the adhesion between the underlying substrate and the chemical resistance of the cured film can be improved.
  • the silane coupling agent a trifunctional organosilane, a tetrafunctional organosilane, or a silicate compound is preferable.
  • the negative photosensitive resin composition may further contain a surfactant.
  • the surfactant refers to a compound having a hydrophilic structure and a hydrophobic structure. By containing an appropriate amount of the surfactant, the surface tension of the resin composition can be arbitrarily adjusted, the leveling property at the time of application can be improved, and the film thickness uniformity of the coating film can be improved.
  • a fluororesin surfactant, a silicone surfactant, a polyoxyalkylene ether surfactant, or an acrylic resin surfactant is preferable.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the following processes (1), (2), and (3) in this order. (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (2) a step of photocuring the pattern having the step shape, and (3) A step of heating and thermosetting the pattern having the step shape.
  • the step (1) of forming a pattern preferably further includes the following steps (1-1), (1-2), and (1-3).
  • (1-1) forming a film of the negative photosensitive resin composition on a substrate;
  • (1-2) irradiating the coating film of the negative photosensitive resin composition with active actinic radiation through a photomask; and
  • (1-2) After the step of irradiating active actinic radiation through a photomask, (1-3) a step of developing using an alkaline solution.
  • Examples of a method for forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate include, for example, a method of coating and forming a pattern with different dimensions twice or more by inkjet printing or the like, A method of directly patterning by photolithography using a tone photomask, a method of exposing two or more times using two or more photomasks having different areas of the light transmitting portion, and pattern processing by photolithography, Using two or more photomasks with different regions, etching and patterning using a photoresist twice or more, forming two layers using two or more photomasks with different regions By doing so, there is a method of pattern processing by photolithography or etching. In terms of sex improve and process time reduction, by photolithography using a halftone photo mask, direct method of pattern processing is preferred.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the process of forming a 1st electrode as a board
  • the light emission in the light emitting layer can be extracted to one side by combining a transparent electrode and a non-transparent electrode as the first electrode and the second electrode described later.
  • the transparent electrode and the non-transparent electrode in the organic EL display are excellent in electrical characteristics, can be injected efficiently when used as an anode, and can be injected efficiently when used as a cathode. Characteristics are required.
  • a transparent electrode is selected for a bottom emission type organic EL display, and a non-transparent electrode is selected for a top emission type organic EL display.
  • the electrode forming method include a method of patterning after forming a material for forming the first electrode.
  • the film forming method include sputtering, vapor deposition, chemical vapor deposition (CVD), spin coating, slit coating, dip coating, spray coating, and printing.
  • the pattern processing method include an etching method using a shadow mask or a photomask. In general, a film is formed by a sputtering method, and pattern processing is performed by an etching method using a photoresist.
  • the method for producing a cured film of the present invention may include (1-1) a step of forming a negative photosensitive resin composition coating film on a substrate as the step of (1) forming a pattern.
  • a method for forming a negative photosensitive resin composition include a method of applying the above-described resin composition on a substrate, or a method of applying the above-described resin composition in a pattern on a substrate. Can be mentioned.
  • the substrate in the step (1-1) of forming a coating film is the first electrode substrate, and the above (1-1)
  • the step of forming a coating film is a step (1-1) of forming a film with a negative photosensitive resin composition coating film on the first electrode substrate.
  • the pixel division layer (insulating layer) in an organic electroluminescent display can be formed by forming the pattern of a negative photosensitive resin composition with the patterning method mentioned later.
  • an oxide or metal (molybdenum, silver, copper, aluminum, chromium, or titanium) having one or more kinds selected from indium, tin, zinc, aluminum, and gallium as an electrode or a wiring on glass Or a substrate on which CNT (Carbon Nano Tube) is formed.
  • the oxide having one or more selected from indium, tin, zinc, aluminum, and gallium include, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), aluminum zinc oxide (AZO), and gallium zinc oxide ( GZO), aluminum tin oxide (ATO), indium gallium zinc oxide (IGZO), or zinc oxide (ZnO).
  • ⁇ Method of applying negative photosensitive resin composition on substrate examples include microgravure coating, spin coating, dip coating, curtain flow coating, roll coating, spray coating, and slit coating.
  • the coating film thickness varies depending on the coating method, solid content concentration and viscosity of the resin composition, but is usually applied so that the film thickness after coating and pre-baking is 0.1 to 30 ⁇ m.
  • Prebaking can use an oven, a hot plate, infrared rays, a flash annealing apparatus, a laser annealing apparatus, or the like.
  • the prebake temperature is preferably 50 to 150 ° C.
  • the prebake time is preferably 30 seconds to several hours. After pre-baking at 80 ° C. for 2 minutes, pre-baking at 120 ° C. for 2 minutes may be used, so that pre-baking may be performed in two or more stages.
  • ⁇ Method of applying a negative photosensitive resin composition in a pattern on a substrate examples include letterpress printing, intaglio printing, stencil printing, planographic printing, screen printing, inkjet printing, offset printing, or laser printing.
  • the coating thickness varies depending on the coating method, the solid content concentration and the viscosity of the negative photosensitive resin composition, but is usually applied so that the thickness after coating and pre-baking is 0.1 to 30 ⁇ m.
  • a negative photosensitive resin composition is applied on a substrate in a pattern and then pre-baked to form a film.
  • Prebaking can use an oven, a hot plate, infrared rays, a flash annealing apparatus, a laser annealing apparatus, or the like.
  • the prebake temperature is preferably 50 to 150 ° C.
  • the prebake time is preferably 30 seconds to several hours. After pre-baking at 80 ° C. for 2 minutes, pre-baking at 120 ° C. for 2 minutes may be used, so that pre-baking may be performed in two or more stages.
  • the method of applying in a pattern it is possible to form a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition by applying in a pattern having two or more pattern dimensions.
  • the pattern crosslink density is improved by irradiation with active actinic radiation at the time of patterning exposure.
  • a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thin film portion and the thin film portion can be formed, and a decrease in the yield of the panel can be suppressed.
  • the light emission reliability is improved in a display device such as an organic EL display having the pattern. be able to.
  • Examples of a method for patterning a coating film of a negative photosensitive resin composition formed on a substrate include a method of directly patterning by photolithography or a method of patterning by etching. From the viewpoint of improving productivity by reducing the number of steps and reducing process time, a method of directly patterning by photolithography is preferable.
  • Step (1) of forming the pattern (1-2) a step of irradiating the coating film of the negative photosensitive resin composition with active actinic radiation through a photomask Have.
  • the resolution of the pattern of the negative photosensitive resin composition can be improved. Therefore, in a display device such as an organic EL display having the pattern, light emitting elements can be integrated and arranged at high density, and the resolution of the display device can be improved. It is preferable to expose through a photomask having a desired pattern, if necessary.
  • a method of irradiating an active actinic radiation to a coating film of a negative photosensitive resin composition through a photomask includes, for example, a stepper, Examples include a patterning exposure method using an exposure machine such as a scanner, a mirror projection mask aligner (MPA), or a parallel light mask aligner (PLA).
  • an exposure machine such as a scanner, a mirror projection mask aligner (MPA), or a parallel light mask aligner (PLA).
  • the exposure wavelength of the active actinic radiation is preferably 10 nm or more, more preferably 100 nm or more, and 200 nm in the (1-2) step of irradiating the active actinic radiation through the photomask.
  • the above is more preferable.
  • the exposure wavelength of the active actinic radiation is preferably 450 nm or less, more preferably 420 nm or less, and further preferably 380 nm or less.
  • the negative photosensitive resin composition contains (C1) a photopolymerization initiator and / or (C2) a photoacid generator as the (C) photosensitizer.
  • the tact time during patterning exposure can be shortened.
  • the active actinic radiation to be irradiated at the time of patterning exposure is, for example, ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, XeF (wavelength 351 nm) laser.
  • XeCl wavelength 308 nm
  • KrF wavelength 248 nm
  • ArF wavelength 193 nm
  • examples of the lamp used for the irradiation of active actinic radiation include an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, Examples thereof include a Xe excimer lamp, a KrF excimer lamp, and an ArF excimer lamp.
  • the exposure amount of the active actinic radiation is preferably 100 J / m 2 (10 mJ / cm 2 ) or more in terms of i-line illuminance value, and 200 J / m 2 (20mJ / cm 2) or more, and more preferably 400J / m 2 (40mJ / cm 2) or more, 1,000J / m 2 (100mJ / cm 2) or more is more preferred.
  • the exposure amount is within the above range, in-plane uniformity such as opening dimension width in the substrate surface can be improved.
  • the exposure amount of active chemical line, i-line irradiance value is preferably less 30,000J / m 2 (3,000mJ / cm 2), 20,000J / m 2 (2,000mJ / cm 2) or less More preferred is 10,000 J / m 2 (1,000 mJ / cm 2 ) or less.
  • the tact time during patterning exposure can be shortened.
  • oxygen is 1 in an atmosphere of air, nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon.
  • gases include a gas atmosphere containing ⁇ 10,000 ppm (0.0001 ⁇ 1 mass%), a vacuum, water, or an organic solvent. From the viewpoint of shortening the tact time during patterning exposure, it is preferably under air.
  • oxygen is added in an atmosphere of nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon at 1 to 10,000 ppm (0 0.001 to 1% by mass) contained in a gas atmosphere, under vacuum, or in water.
  • water is preferable from the viewpoint of improving the resolution.
  • the gas containing oxygen a gas containing 1,000 ppm or less of oxygen is more preferable, and a gas containing 100 ppm or less is more preferable.
  • the substrate temperature during patterning exposure is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 30 ° C. or higher, and 40 ° C. The above is particularly preferable.
  • the substrate temperature is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, further preferably 60 ° C. or lower, and particularly preferably 40 ° C. or lower. When the substrate temperature is within the above range, the resolution can be improved and the tact time during patterning exposure can be shortened.
  • the photomask in the step (1-2) of irradiating active actinic radiation through the photomask is a photomask having a pattern including a light transmitting portion and a light shielding portion, A halftone photomask having a semi-transparent portion between which the transmissivity is lower than the value of the translucent portion and higher than the value of the light-shielding portion.
  • the portion formed from the exposed portion irradiated with the active chemical ray through the light transmitting portion corresponds to the thick film portion, and the active chemical ray is irradiated through the semi-light transmitting portion.
  • the portion formed from the halftone exposure portion corresponds to the thin film portion.
  • the halftone photomask has a portion where the translucent part and the semitranslucent part are adjacent to each other. Since the translucent portion and the semi-transparent portion have adjacent portions, the thick film portion corresponding to the translucent portion on the photomask after development and the semi-transparent portion on the photomask are equivalent to each other. A pattern having the thin film portion to be formed can be formed. Furthermore, as a halftone photomask, the light-shielding part and the semi-translucent part are adjacent to each other. After development, a pattern having an opening corresponding to the light shielding portion on the photomask and the thin film portion corresponding to the semi-transparent portion on the photomask can be formed. Since the halftone photomask has the above-described portion, a pattern having a step shape including the thick film portion, the thin film portion, and the opening portion can be formed after development.
  • FIG. 3 shows an example in which a translucent part and a semi-translucent part are adjacent to each other as a halftone photomask.
  • FIG. 3 shows an example where the light-shielding portion and the semi-transmissive portion are adjacent to each other as a halftone photomask.
  • FIG. 4 illustrates an example in which the translucent part and the semitransparent part do not have adjacent portions.
  • FIG. 4 shows an example in which the light-shielding portion and the semi-transparent portion do not have adjacent portions as a halftone photomask.
  • the halftone photomask has a light transmitting portion having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all sides are formed by arcs. Is preferred.
  • a pattern having the thick film portion having the shape can be formed after development.
  • Examples of the shape of a polygon or a closed polygon in which some or all sides are formed by arcs include, for example, a circle, a square, a rectangle, a regular pentagon, a pentagon, a regular hexagon, a hexagon, a regular octagon, Examples include an octagon, a polygon such as a quadrangle or a rectangle in which a part of the side is formed by an arc, an ellipse, and a perfect circle.
  • the thick film portion having the shape is present as a closed polygonal columnar pattern at a location adjacent to the thin film portion.
  • the halftone photomask preferably includes a light shielding portion having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all of the sides are formed by arcs.
  • a pattern having an opening having the shape can be formed after development.
  • the opening having the shape is present as a closed polygonal opening pattern at a location adjacent to the thin film portion.
  • the organic EL display functions as a light emitting pixel portion on which the organic EL layer is formed in the step of forming the organic EL layer described later. Further, since the light-shielding portion and the semi-transparent portion have adjacent portions, the organic display functions as a pixel dividing layer adjacent to the light-emitting pixel portion, and disconnection when forming electrodes is suppressed. This is preferable because it is possible to suppress a decrease in yield.
  • FIG. 5 shows an example having a light-transmitting portion having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all sides are formed by arcs.
  • FIG. 5 shows an example of a halftone photomask having a light-shielding portion having a polygonal shape or a closed polygonal shape in which some or all sides are formed by arcs.
  • the half-tone photomask preferably has a ratio of the length of the outer periphery of the light-shielding portion that is in contact with the outer periphery of the light-transmitting portion being 0% or more.
  • the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting part contacts the outer periphery of the light-shielding part is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, still more preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
  • the light-shielding portion on the photomask is adjacent only to the semi-transparent portion on the photomask.
  • the entire outer periphery of the light shielding portion may be adjacent to the semi-transparent portion. preferable.
  • the light-transmitting part on the photomask is replaced with the semi-transparent part on the photomask. It is preferable that they are adjacent only.
  • the entire outer periphery of the translucent part is adjacent to the semi-translucent part. Is preferred.
  • the thin film portion functions as a pixel dividing layer in the organic EL display, and can maintain the reflow property of the film surface at the time of thermosetting, so that the flatness is improved, the disconnection at the time of forming the electrode is suppressed, and within the substrate surface A uniform electrode can be formed, and a decrease in the yield of the panel can be suppressed, which is preferable.
  • the ratio of the length of the outer periphery of the light-shielding part that the outer periphery of the light-transmitting part contacts is 30% or less, it is adjacent to the opening corresponding to the light-shielding part on the photomask formed after development, Since the thin film portion corresponding to the semi-transparent portion on the photomask is tapered after thermosetting, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel by preventing disconnection when forming an electrode such as a transparent electrode or a reflective electrode. . In addition, deterioration of the light-emitting element can be suppressed by suppressing electric field concentration at the edge portion of the electrode.
  • the thin film portion functions as a pixel division layer in an organic EL display, and is preferable because light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • FIG. 6 shows an example in which the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting portion touches the outer periphery of the light-shielding portion as a halftone photomask is 0%. Similarly, FIG. 6 shows an example in which the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting portion touches the outer periphery of the light-shielding portion as a halftone photomask exceeds 0%.
  • the halftone photomask preferably has a ratio of the area of the translucent part to the total area of the translucent part and the semitranslucent part of 1% or more. It is more preferably 3% or more, further preferably 5% or more, and particularly preferably 10% or more.
  • the ratio of the area of the translucent portion is 1% or more, the deposition mask for forming the organic EL layer can be arranged with high accuracy, so that a highly accurate deposition pattern can be formed, thereby reducing the yield of the panel. Can be suppressed.
  • the area ratio of the transmission part is preferably 50% or less, more preferably 40% or less, further preferably 30% or less, and particularly preferably 25% or less.
  • the ratio of the area of the light-transmitting portion is 50% or less, the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed, and Deterioration can be suppressed.
  • FIG. 7 shows an example in which the ratio of the area of the translucent part to the total area of the translucent part and the semi-translucent part is 1% or more and 50% or less as a halftone photomask.
  • the minimum pattern size of the light transmitting part in the halftone photomask preferably includes a pattern of 30 ⁇ m or less, more preferably includes a pattern of 20 ⁇ m or less, and 15 ⁇ m. More preferably, the following pattern is included, and a pattern of 10 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • the minimum pattern size of the light transmitting part includes a pattern of 30 ⁇ m or less, the light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • the minimum pattern dimension preferably includes a pattern of 3 ⁇ m or more, more preferably includes a pattern of 5 ⁇ m or more, further preferably includes a pattern of 7 ⁇ m or more, and particularly preferably includes a pattern of 10 ⁇ m or more.
  • the minimum pattern dimension of the light transmitting part includes a pattern of 3 ⁇ m or more, it is possible to form a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film part and the thin film part even after thermosetting.
  • the minimum pattern size of the semi-translucent portion in the halftone photomask preferably includes a pattern of 30 ⁇ m or less, more preferably includes a pattern of 20 ⁇ m or less, More preferably, it includes a pattern of 15 ⁇ m or less, and particularly preferably includes a pattern of 10 ⁇ m or less.
  • the minimum pattern size of the semi-translucent portion includes a pattern of 30 ⁇ m or less, the light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • the minimum pattern dimension preferably includes a pattern of 3 ⁇ m or more, more preferably includes a pattern of 5 ⁇ m or more, further preferably includes a pattern of 7 ⁇ m or more, and particularly preferably includes a pattern of 10 ⁇ m or more.
  • the minimum pattern size of the semi-translucent part includes a pattern of 3 ⁇ m or more, it is possible to suppress the obscuration of the boundary between the thick film part and the thin film part due to pattern reflow during thermosetting, and to suppress the disappearance of the step shape. Therefore, it is possible to form a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion even after thermosetting.
  • the transmissivity (% THT )% of the semitranslucent part is preferably 10% or more, more preferably 15% or more, further preferably 20% or more, and particularly preferably 25% or more.
  • the transmissivity (% T HT )% of the semi-translucent portion is within the above range, the exposure time at the time of forming a pattern having a step shape can be reduced, so that the tact time can be shortened.
  • the transmissivity (% THT )% of the semi-translucent portion is preferably 60% or less of (% TFT )%, more preferably 55% or less, still more preferably 50% or less, and particularly preferably 45% or less. . If the transmissivity (% THT )% of the semi-transparent part is within the above range, the difference in film thickness between the thick film part and the thin film part, and the difference in film thickness between adjacent thin film parts on both sides of an arbitrary step are sufficient. Therefore, the deterioration of the light emitting element can be suppressed. In addition, since the pattern having a step shape has a sufficient film thickness difference, the process time can be shortened.
  • the transmissivity (% T HT )% of the semi-translucent portion is 30% of (% T FT )%.
  • the film thickness of the thin film portion is (T HT30 ) ⁇ m
  • the transmissivity (% T HT )% of the semi-translucent portion is 20% of (% T FT ).
  • the film thickness difference ( ⁇ T HT30 ⁇ HT20 ) ⁇ m between (T HT30 ) and (T HT20 ) is preferably 0.3 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, and 0.7 ⁇ m or more.
  • the film thickness difference is within the above range, the film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion, and the film thickness difference between adjacent thin film portions on both sides of an arbitrary step can be sufficiently increased, thereby deteriorating the light emitting element. Can be suppressed.
  • the pattern having a step shape has a sufficient film thickness difference, the process time can be shortened.
  • the film thickness difference ( ⁇ THT30 ⁇ HT20 ) ⁇ m is preferably 1.5 ⁇ m or less, more preferably 1.4 ⁇ m or less, further preferably 1.3 ⁇ m or less, and particularly preferably 1.2 ⁇ m or less.
  • the photomask used in the step (1-2) of irradiating active actinic radiation through a photomask may use two or more photomasks having different translucent regions. I do not care.
  • the exposure is divided into two or more times, which corresponds to an exposure part and a halftone exposure part when a halftone photomask is used.
  • the above exposure part can be formed. Therefore, a pattern having a step shape can be formed after development.
  • the step shape can be collectively formed, so that the tact time during patterning exposure can be shortened.
  • post-exposure baking By performing post-exposure baking, effects such as improved resolution after development or an increase in the allowable range of development conditions can be expected.
  • an oven, a hot plate, infrared rays, a flash annealing apparatus, a laser annealing apparatus, or the like can be used.
  • the post-exposure baking temperature is preferably 50 to 180 ° C., more preferably 60 to 150 ° C.
  • the post-exposure baking time is preferably 10 seconds to several hours. When the post-exposure baking time is 10 seconds to several hours, the reaction proceeds satisfactorily and the development time may be shortened.
  • Examples of a method of developing with an alkaline solution after irradiation with active actinic radiation through a photomask include a method of developing using an automatic developing machine. Since the negative photosensitive resin composition has negative photosensitivity, after development, an unexposed portion can be removed with a developing solution to form a relief pattern.
  • the pattern formed in the (1-3) developing step is a pattern having a step shape.
  • the taper angle of the inclined side of the end of the thin film portion of the pattern having the step shape is preferably 1 ° or more, more preferably 5 ° or more, further preferably 10 ° or more, and still more preferably 12 ° or more, 15 ° or more is particularly preferable.
  • the taper angle is 1 ° or more, the light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • the taper angle of the inclined side of the end in the cross section of the thin film portion is preferably 60 ° or less, more preferably 45 ° or less, further preferably 40 ° or less, even more preferably 35 ° or less, and more preferably 30 ° or less. Particularly preferred.
  • the taper angle is 60 ° or less, the thin film portion has a low taper shape after development. Therefore, in the step of (2) photocuring the pattern having the step shape described later, the UV curing degree of the pattern having the step shape. In combination with the effect of suppressing pattern reflow during thermosetting.
  • the thin film portion is suitable because it functions as a pixel dividing layer in an organic EL display and can prevent a decrease in the yield of the panel by preventing disconnection when forming an electrode such as a transparent electrode or a reflective electrode.
  • an alkaline solution is preferable.
  • the alkaline solution for example, an organic alkaline solution or an aqueous solution of an alkaline compound is preferable, and an aqueous solution of an alkaline compound, that is, an alkaline aqueous solution is more preferable from the viewpoint of the environment.
  • organic alkaline solutions or alkaline compounds examples include 2-aminoethanol, 2- (dimethylamino) ethanol, 2- (diethylamino) ethanol, diethanolamine, methylamine, ethylamine, dimethylamine, diethylamine, trimethylamine, and triethylamine.
  • Examples include potassium oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium carbonate, or potassium carbonate.
  • the alkaline solution in the (1-3) developing step is tetrahydroxide. It preferably contains one or more selected from methylammonium, tetraethylammonium hydroxide, trimethylamine and triethylamine, and more preferably contains tetramethylammonium hydroxide or tetraethylammonium hydroxide.
  • an alkaline solution containing the above compound metal impurities can be reduced, and in a display device such as an organic EL display having a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition, light emission reliability can be improved. it can. Furthermore, it is possible to suppress the yield reduction of the panel and to suppress the deterioration of the light emitting element.
  • the alkali concentration of the alkaline solution is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, and 2% by mass or more. Is particularly preferred.
  • the alkali concentration is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass or less.
  • the alkali concentration is preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more. On the other hand, the alkali concentration is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.
  • a low taper pattern can be formed after development.
  • the thin film portion formed by irradiating active actinic radiation through the semi-translucent portion has a low UV curing degree, and in addition, the film surface has a lower UV curing degree due to oxygen inhibition.
  • the semi-translucent portion is dissolved at an appropriate speed while the opening corresponding to the light-shielding portion on the photomask is dissolved in the alkaline solution. Conceivable. For this reason, the film surface and the tapered portion affected by oxygen inhibition are preferentially dissolved, and it is estimated that the taper is lowered after development.
  • a pattern having a stepped shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion can be formed even after thermosetting, and the low thickness after thermosetting in the thin film portion.
  • a tapered pattern can be formed. This is because the thin film portion formed by irradiating active actinic radiation through the semi-translucent portion has a low degree of UV curing, and even after irradiation with active actinic radiation, unreacted (B) radical polymerizable compound and It is presumed that the reaction (C) photopolymerization initiator remains.
  • the UV curing degree is low, it is considered that these unreacted compounds are eluted from the thin film portion by developing with an alkali solution having an alkali concentration within the above range. Therefore, in the step (2) of photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, the thick film portion in the pattern having the step shape is photocured, while the thin film portion is hindered from improving the degree of crosslinking by photocuring. It is estimated that the taper is reduced by pattern reflow during heat curing.
  • the thin film portion functions as a pixel division layer in the organic EL display, and can maintain the reflow property of the film surface at the time of thermosetting, thereby improving the flatness and suppressing the disconnection when forming the electrode, It is preferable because a uniform electrode can be formed inside and a decrease in the yield of the panel can be suppressed. Furthermore, in the manufacture of an organic EL display, by reducing the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel due to the generation of particles and to suppress the deterioration of the light emitting element. .
  • the liquid repellency of the thick film portion can be improved and the parent of the thin film portion can be improved.
  • Liquidity can be improved. That is, it is possible to form a pattern having a step shape in which the difference between the contact angle of the thick film portion and the contact angle of the thin film portion is sufficiently large. This is because the thick film part formed by irradiating active actinic radiation through the translucent part has a high degree of UV curing, so that elution from the film of the (F) ink repellent agent during development is suppressed. It is estimated that the liquid repellency of the part is improved.
  • the thin film portion formed by irradiating active actinic radiation through the semi-translucent portion has a low UV curing degree
  • development is performed using an alkali solution having an alkali concentration within the above range. It is considered that the ink repellent agent is eluted from the film and the lyophilic property of the thin film portion is improved. Therefore, in the step (2) of photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, it is suitable for combining with the effect of increasing the UV curing degree of the pattern having the step shape and suppressing the pattern reflow during the heat curing.
  • an organic solvent may be used.
  • a mixed solution containing both an organic solvent and a poor solvent for the negative photosensitive resin composition may be used.
  • examples of the developing method include paddle development, spray development, and dip development.
  • paddle development for example, the above-described developer is directly applied to the exposed film and then left for an arbitrary time, or the above-mentioned developer is sprayed on the exposed film for an arbitrary time.
  • spray development examples include a method in which the above-described developer is sprayed onto the film after exposure in a mist state and applied for an arbitrary period of time.
  • dip development there is a method of immersing the exposed film in the developer described above for an arbitrary time, or a method of immersing the exposed film in the developer described above and then irradiating ultrasonic waves for an arbitrary time.
  • paddle development is preferred as the development method.
  • the development method is preferably spray development. From the viewpoint of reducing the amount of developer used by reusing the developer and reducing process costs, dip development is preferred as the developing method.
  • the development time in the (1-3) developing step is preferably 5 seconds or more, more preferably 10 seconds or more, further preferably 30 seconds or more, and particularly preferably 1 minute or more.
  • the development time is within the above-described range, generation of residues during alkali development can be suppressed.
  • the development time is preferably 30 minutes or less, more preferably 15 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 5 minutes or less.
  • the relief pattern obtained after the development is washed with a rinse solution.
  • a rinse solution water is preferable when an alkaline aqueous solution is used as the developer.
  • the rinsing liquid for example, an aqueous solution of an alcohol such as ethanol or isopropyl alcohol, an aqueous solution of an ester such as propylene glycol monomethyl ether acetate, or an aqueous solution of an acidic compound such as carbon dioxide, hydrochloric acid, or acetic acid may be used. I do not care.
  • An organic solvent may be used as the rinse liquid.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention may have the process of forming a pattern by etching the coating film of the said negative photosensitive resin composition as a process of forming said (1) pattern. If necessary, a photomask having a desired pattern may be used.
  • the negative photosensitive resin composition After applying and pre-baking the negative photosensitive resin composition on the substrate, it may be heated and thermally cured as necessary. It is preferable to apply a photoresist on the coating film of the resin composition by the same method as described above, and then pre-bake by the same method as described above. After applying and pre-baking a photoresist on the coating film of the resin composition, the photoresist pattern is formed on the coating film of the resin composition by photolithography by exposing and developing in the same manner as described above. can do. After the development, the obtained pattern is preferably heated and thermally cured. For the heat curing, an oven, a hot plate, infrared rays, or the like can be used.
  • patterning the coating film of the negative photosensitive resin composition by etching the coating film of the negative photosensitive resin composition in the lower layer of the pattern using the photoresist pattern as an etching mask Can do.
  • the etching method include wet etching using an etchant or dry etching using an etching gas.
  • the above etching solution is applied as it is to a substrate on which a photoresist pattern is formed on a coating film of a negative photosensitive resin composition, or the above etching solution is sprayed and radiated.
  • the substrate on which the photoresist pattern is formed on the negative photosensitive resin composition coating film is immersed in the etching solution, or the photoresist pattern on the negative photosensitive resin composition coating film.
  • Examples of the method include irradiating ultrasonic waves after the substrate on which the substrate is formed is immersed in the above-described etching solution. After wet etching, it is preferable to wash the coating film of the negative photosensitive resin composition patterned by wet etching with a rinsing liquid.
  • Examples of the dry etching method include reactive gas etching in which the above etching gas is exposed to a substrate having a photoresist pattern formed on a coating film of a negative photosensitive resin composition, and a negative photosensitive resin composition.
  • Plasma etching that exposes an etching gas ionized or radicalized by electromagnetic waves to a substrate on which a photoresist pattern is formed on the coating film, or a photoresist pattern is formed on the negative photosensitive resin composition coating film
  • Examples include reactive ion etching in which an etching gas ionized or radicalized by electromagnetic waves is applied to a substrate and accelerated by applying a bias.
  • the photoresist remaining on the coating film of the negative photosensitive resin composition is removed, whereby a pattern of the negative photosensitive resin composition can be formed.
  • Examples of the method for removing the photoresist include removal using a resist stripping solution or removal by ashing.
  • the resist stripping solution is applied as it is to the substrate on which the photoresist remains on the coating film of the negative photosensitive resin composition, or the resist stripping solution is sprayed.
  • the substrate on which the photoresist remains on the negative photosensitive resin composition coating film is immersed in the resist stripping solution, or the photoresist on the negative photosensitive resin composition coating film.
  • a method of irradiating an ultrasonic wave after immersing the remaining substrate in the resist stripping solution may be used. After removal using the resist stripping solution, it is preferable to wash the pattern of the obtained negative photosensitive resin composition with a rinse solution.
  • photoexcited ashing in which the above-mentioned gas is exposed to a substrate on which a photoresist remains on the coating film of the negative photosensitive resin composition and irradiated with ultraviolet rays, or a negative photosensitive resin composition
  • examples include plasma ashing in which the above-described gas ionized or radicalized by electromagnetic waves is exposed to a substrate on which a photoresist remains on a coating film.
  • the negative photosensitive resin composition is obtained by performing pattern processing by etching using a photoresist two or more times using two or more photomasks having different translucent regions. It is possible to form a pattern having a step shape.
  • the method for producing a cured film of the present invention includes the step (1-3) after the developing step and before the step (2) photocuring the pattern, and further (1c) after the pattern having the step shape is developed. It is preferable to have a baking step.
  • the thin film portion having a low UV curing degree can be tapered after the post-development baking.
  • the pattern reflow at the time of thermosetting can be suppressed, and the pattern which has a level
  • the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed and the deterioration of the light emitting element can be suppressed. can do.
  • the heating temperature for baking after development in the step of baking (1c) the pattern after development is a temperature equal to or lower than the heating temperature for middle baking in the step of middle baking the pattern having the stepped shape (2c) described later, and (3) It is a temperature lower than the heating temperature for thermosetting in the step of heating and thermosetting the pattern having the step shape described later.
  • step of baking the pattern (1c) after development as a method for baking the pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition after development, for example, an oven, a hot plate, an infrared ray, a flash annealing device, or a laser is used.
  • the method of heating using an annealing apparatus is mentioned.
  • the heating temperature for baking after development in the step of baking the pattern (1c) after development is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 110 ° C. or higher, and further preferably 120 ° C. or higher. . If the heating temperature for baking after development is within the above range, a pattern with a low taper shape can be formed in the thin film portion after baking after development, the flatness can be improved, and a thick film can be formed even after thermosetting. A pattern having a stepped shape with a sufficient film thickness difference between the portion and the thin film portion can be formed.
  • the thin film portion formed by irradiating active actinic radiation through the semi-translucent portion has a low UV curing degree, so that the taper is reduced by pattern reflow during baking after development.
  • the influence of pattern reflow upon baking after development is small, and only the thin film portion can be tapered. Since the thin film portion has a low taper shape after baking after development, in the step (2) photocuring the pattern having the step shape described later, the UV curing degree of the pattern having the step shape is increased, and the pattern at the time of heat curing. It is suitable for combining with the effect of suppressing reflow.
  • the thin film portion is suitable because it functions as a pixel dividing layer in an organic EL display and can prevent a decrease in the yield of the panel by preventing disconnection when forming an electrode such as a transparent electrode or a reflective electrode. In addition, the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the heating temperature for baking after development is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower, and further preferably 130 ° C. or lower. If the heating temperature for baking after development is within the above range, the thickness difference between the thick film portion and the thin film portion is sufficient even after thermosetting, while suppressing the ambiguity of the boundary between the thick film portion and the thin film portion. A pattern having a certain step shape can be formed, and a low taper pattern can be formed in the thin film portion after thermosetting.
  • the heating time for baking after development in the step of baking the pattern (1c) after development is preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, further preferably 1 minute or more, particularly preferably 3 minutes or more, and 5 minutes.
  • the above is most preferable.
  • the processing time for baking after development is within the above range, a low taper pattern can be formed in the thin film portion after baking after development.
  • step difference shape of a negative photosensitive resin composition can be suppressed.
  • the heating time for baking after development is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 5 minutes or less.
  • baking after development is within the above range, the tact time during baking after development can be shortened. Further, after development and baking at 100 ° C. for 5 minutes, after development and baking at 150 ° C. for 5 minutes, baking after development may be performed in two or more stages.
  • the processing atmosphere for baking after development in the step of baking the pattern (1c) after development is, for example, 1 to 10,000 ppm of oxygen in an atmosphere of air, oxygen, nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon ( 0.0001 to 1% by mass) in a gas atmosphere or under vacuum. From the viewpoint of shortening the takt time during post-development baking, it is preferably under air.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the following processes (1), (2), and (3). (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (1) after the step of forming the pattern, (2) photocuring the pattern having the step shape, and After the step (2) photocuring the pattern, (3) a step of heating and thermosetting the pattern having the step shape.
  • the pattern having a stepped shape is photocured by the step of photocuring the pattern, the crosslink density of the pattern is improved and the low molecular components resulting from degassing are reduced. Can be improved. Therefore, light emission reliability can be improved in a display device such as an organic EL display provided with the pattern. Moreover, the pattern reflow at the time of thermosetting can be suppressed, and the pattern which has a level
  • the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed and the deterioration of the light emitting element can be suppressed. can do.
  • the liquid repellency of the thick film portion can be improved and the lyophilicity of the thin film portion can be improved. That is, it is possible to form a pattern having a step shape in which the difference between the contact angle of the thick film portion and the contact angle of the thin film portion is sufficiently large. This is because the thick film part formed by irradiating active actinic radiation through the translucent part has a high degree of UV curing, so that elution from the film of the (F) ink repellent agent during development is suppressed. It is estimated that the liquid repellency of the part is improved.
  • the ink repellent is eluted from the film during development, and the lyophilic property of the thin film portion is reduced. It is thought to improve. Therefore, in the step (2) of photocuring the pattern having the step shape, which will be described later, it is suitable for combining with the effect of increasing the UV curing degree of the pattern having the step shape and suppressing the pattern reflow during the heat curing.
  • the step (2) photocuring the pattern includes (2-1) a step of irradiating the pattern having the step shape with active actinic radiation.
  • the pattern having a step shape is photocured by irradiating the pattern with active actinic radiation, thereby suppressing pattern reflow during heat curing, and the thick film portion and the thin film portion even after heat curing.
  • a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference can be formed.
  • the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the method of irradiating the pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition with the active actinic radiation includes, for example, a stepper, a scanner, a mirror projection mask.
  • the exposure wavelength of the active actinic radiation in the step (2-1) of irradiating the pattern with the active actinic radiation is preferably 10 nm or more, more preferably 100 nm or more, and further 200 nm or more. preferable.
  • the exposure wavelength of the active actinic radiation is preferably 450 nm or less, more preferably 420 nm or less, further preferably 380 nm or less, and particularly preferably 340 nm or less.
  • thermosetting is performed.
  • the exposure wavelength is preferably 310 nm or less, more preferably 270 nm or less, further preferably 230 nm or less, and particularly preferably 200 nm or less.
  • Examples of the active actinic radiation to be irradiated at the bleaching exposure in the step (2-1) of irradiating the pattern with the active actinic radiation include, for example, ultraviolet rays, visible rays, electron beams, X-rays, XeF (wavelength 351 nm) laser, XeCl A (wavelength 308 nm) laser, a KrF (wavelength 248 nm) laser, an ArF (wavelength 193 nm) laser, or the like can be given.
  • examples of the lamp used for the irradiation of the active chemical beam include an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and an Xe excimer lamp. , KrF excimer lamp, ArF excimer lamp, and the like.
  • the exposure dose of the active chemical ray in the step (2-1) of irradiating the pattern with the active chemical ray is an i-line illuminance value of 100 J / m 2 (10 mJ / cm 2). ) or more are preferred, 300J / m 2 (30mJ / cm 2) or more, and more preferably not less than 1,000J / m 2 (100mJ / cm 2), 2,000J / m 2 (200mJ / cm 2) or more Is even more preferred.
  • thermosetting When the exposure amount is within the above range, pattern reflow during thermosetting can be suppressed, and a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion can be formed even after thermosetting. it can. Further, in-plane uniformity such as a difference in film thickness between the thick film portion and the thin film portion in the substrate surface can be improved, thereby improving the yield in manufacturing the organic EL display. In addition, the light emission reliability can be improved.
  • the exposure amount of active chemical line, i-line irradiance value is preferably less 50,000J / m 2 (5,000mJ / cm 2), 30,000J / m 2 (3,000mJ / cm 2) or less More preferred is 10,000 J / m 2 (1,000 mJ / cm 2 ) or less.
  • the exposure amount is within the above range, the tact time during bleaching exposure can be shortened. Further, since the reflow property of the film surface at the time of thermosetting can be maintained, the flatness is improved, the disconnection at the time of forming the electrode is suppressed, and the uniform electrode can be formed in the substrate surface. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel and suppress deterioration of the light emitting element.
  • the exposure amount of the active chemical ray in the step (2-1) of irradiating the pattern with the active chemical ray is (E BLEACH ) mJ / cm 2
  • the exposure amount ratio (E BLEACH ) / (E EXPO ) is 0 0.1 or more is preferable, 0.3 or more is more preferable, 0.5 or more is further preferable, 0.7 or more is further more preferable, and 1 or more is particularly preferable.
  • the exposure ratio is within the above range, pattern reflow during thermosetting is suppressed, and a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion is formed even after thermosetting. Can do. Further, in-plane uniformity such as a difference in film thickness between the thick film portion and the thin film portion in the substrate surface can be improved, thereby improving the yield in manufacturing the organic EL display. Further, from the viewpoint of improving the step thickness, yield, and reliability, the exposure ratio is preferably 0.5 or more, more preferably 0.7 or more, and further preferably 1 or more.
  • the exposure dose ratio (E BLEACH ) / (E EXPO ) is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, further preferably 10 or less, still more preferably 5 or less, and particularly preferably less than 4.
  • the exposure amount ratio is within the above range, the tact time during bleaching exposure can be shortened. Further, since the reflow property of the film surface at the time of thermosetting can be maintained, the flatness is improved, the disconnection at the time of forming the electrode is suppressed, and the uniform electrode can be formed in the substrate surface. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel and suppress deterioration of the light emitting element. Further, from the viewpoint of improving flatness and yield, the exposure amount ratio is preferably less than 4, more preferably less than 3.5, and still more preferably less than 3.
  • the processing atmosphere at the time of bleaching exposure in the step (2-1) of irradiating the pattern with active actinic radiation is, for example, 1 to 10 oxygen in an atmosphere of air, nitrogen, helium, neon, argon, krypton or xenon.
  • oxygen is contained in an amount of 1 to 10,000 ppm (0.0001 to 1% by mass) in an atmosphere of nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon.
  • a gas atmosphere, a vacuum, or water is preferred.
  • the gas containing oxygen a gas containing 1,000 ppm or less of oxygen is more preferable, and a gas containing 100 ppm or less is more preferable.
  • the substrate temperature during bleaching exposure is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 30 ° C. or higher, and 40 ° C. or higher. Even more preferred is 60 ° C. or higher.
  • the substrate temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, further preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 100 ° C. or lower.
  • the substrate temperature is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, and further preferably 80 ° C. or higher.
  • the step of photocuring the pattern is (2-2) a step of treating the pattern having the step shape with an active gas ultraviolet ray and / or (2-3) It is more preferable to include a step of plasma processing the pattern having the step shape.
  • the step of photocuring the pattern includes the step of (2-1) irradiating the pattern with active actinic radiation, and further, the step of (2-2) treating the pattern with an active gas ultraviolet ray, And / or a step (2-3) of plasma processing the pattern.
  • the pattern having a step shape is photocured by the step of treating the pattern with an active gas ultraviolet ray to suppress pattern reflow during thermosetting, and the thick film portion and the thin film portion after the thermosetting
  • a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference can be formed.
  • the reliability of the light emitting element can be improved.
  • the low-molecular components that are caused by pattern reflow and degassing are removed from the pattern by the action of active atoms generated by ultraviolet irradiation. It is presumed that the effect of improving the reliability of the light emitting element can be obtained.
  • oxygen or ozone is used as a gas used in the active gas ultraviolet treatment described later, the above effect is considered to be caused by the action of ozone molecules and active oxygen atoms generated therefrom.
  • step of treating the pattern with the active gas ultraviolet ray as a method of treating the pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition with the active gas ultraviolet ray, for example, the gas is exposed to irradiate the ultraviolet ray. A method is mentioned.
  • the gas used for the active gas ultraviolet treatment in the step (2-2) of treating the pattern with the active gas ultraviolet ray is a gas containing 50 to 100% by mass of one or more selected from oxygen, ozone, fluorine or chlorine. Can be mentioned. Suppressing pattern reflow during thermosetting of a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition, and thereby a step shape having a sufficient film thickness difference between a thick film portion and a thin film portion even after thermosetting A gas containing 50 to 100% by mass of oxygen or ozone is preferable from the viewpoint of forming a pattern having the same and from the viewpoint of improving reliability.
  • the gas containing oxygen is preferably a gas containing 60% by mass or more of oxygen, more preferably a gas containing 70% by mass or more of oxygen, and a gas containing 80% by mass or more of oxygen. Is more preferable.
  • the exposure wavelength of the ultraviolet ray irradiated during the active gas ultraviolet ray treatment is preferably 10 nm or more, more preferably 20 nm or more, further preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more. Particularly preferred.
  • the exposure wavelength of the ultraviolet rays to be irradiated is preferably 450 nm or less, more preferably 400 nm or less, further preferably 350 nm or less, and particularly preferably 300 nm or less. Further, ultraviolet rays having a wavelength of 185 nm or a wavelength of 254 nm are particularly preferable.
  • thermosetting When the exposure wavelength is within the above range, pattern reflow during thermosetting can be suppressed, and a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion can be formed even after thermosetting, The takt time during the active gas ultraviolet treatment can be shortened. In addition, the flatness is improved by maintaining the reflow property of the film surface, and the yield reduction of the panel can be suppressed. Further, the light emission reliability can be improved.
  • ultraviolet illuminance is preferably from 3 mW / cm 2 or more, more preferably 5 mW / cm 2 or more, more preferably 10 mW / cm 2 or more, 30 mW / cm 2
  • the ultraviolet intensity is preferably 2,000 mW / cm 2 or less, more preferably 1,500 mW / cm 2 or less, more preferably 1,000 mW / cm 2 or less, 700 mW / cm 2 or less is particularly preferred.
  • the substrate temperature during the active gas ultraviolet treatment is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 30 ° C. or higher, and 40 ° C. or higher. Particularly preferred.
  • the substrate temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, further preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 100 ° C. or lower.
  • the treatment time of the active gas ultraviolet ray treatment is preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, further preferably 1 minute or more, and further preferably 3 minutes or more. More preferred is 5 minutes or more.
  • the processing time is within the above range, pattern reflow at the time of thermosetting a pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition can be suppressed.
  • the treatment time is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 5 minutes or less.
  • the tact time during the active gas ultraviolet treatment can be shortened.
  • the step of photocuring the pattern is (2-2) a step of treating the pattern having the step shape with an active gas ultraviolet ray and / or (2-3) It is more preferable to include a step of plasma processing the pattern having the step shape.
  • the step of photocuring the pattern includes the step of (2-1) irradiating the pattern with active actinic radiation, and further, the step of (2-2) treating the pattern with an active gas ultraviolet ray, And / or a step (2-3) of plasma processing the pattern.
  • the step (2-3) plasma-treating the pattern photo-cures the pattern having a stepped shape, thereby suppressing pattern reflow during thermosetting, and the thick film portion and the thin film portion are sufficient even after thermosetting.
  • a pattern having a step shape with a large difference in film thickness can be formed.
  • the reliability of the light emitting element can be improved. This is caused by pattern reflow or degassing due to the action of electrons, ions, or radicals generated by plasma treatment in addition to photocuring of the pattern by light emission or electromagnetic waves from excited atoms and excited molecules generated in the process of plasma generation. Therefore, it is estimated that the effect of improving the step thickness and improving the reliability of the light emitting element can be obtained.
  • step (2-3) of plasma-treating the pattern as a method of plasma-treating the pattern having a stepped shape of the negative photosensitive resin composition, for example, a gas ionized or radicalized by irradiation with electromagnetic waves is exposed.
  • a gas ionized or radicalized by irradiation with electromagnetic waves is exposed. The method of letting it be mentioned.
  • Examples of the gas used in the plasma treatment in the step (2-3) of plasma treatment of the pattern include a gas containing as a component at least one selected from oxygen, ozone, argon, fluorine, or chlorine. Suppressing pattern reflow during thermosetting of a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition, and thereby a step shape having a sufficient film thickness difference between a thick film portion and a thin film portion even after thermosetting A gas containing oxygen or ozone as a component is preferable from the viewpoint of forming a pattern having the above and from the viewpoint of improving reliability.
  • the gas containing oxygen as a component is preferably a gas containing 10 to 100% by mass of oxygen.
  • the high frequency power is preferably 100 W or more, more preferably 200 W or more, further preferably 300 W or more, and particularly preferably 500 W or more.
  • the high frequency power is preferably 10,000 W or less, more preferably 5,000 W or less, further preferably 3,000 W or less, and particularly preferably 2,000 W or less.
  • the gas flow rate is preferably 10 sccm (standard cc / min) or more, more preferably 20 sccm or more, further preferably 30 sccm or more, and particularly preferably 50 sccm or more.
  • the gas flow rate is preferably 200 sccm or less, more preferably 150 sccm or less, and further preferably 100 sccm or less.
  • the treatment pressure is preferably 1 Pa or more, more preferably 3 Pa or more, further preferably 5 Pa or more, and particularly preferably 10 Pa or more.
  • the treatment pressure is preferably 100 Pa or less, more preferably 50 Pa or less, and further preferably 30 Pa or less.
  • the substrate temperature during the plasma treatment is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 30 ° C. or higher, and particularly preferably 40 ° C. or higher.
  • the substrate temperature is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, further preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 100 ° C. or lower.
  • the plasma treatment time is preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, further preferably 1 minute or more, and even more preferably 3 minutes or more. Minutes or more are particularly preferred.
  • the processing time is within the above range, pattern reflow at the time of thermosetting a pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition can be suppressed.
  • the treatment time is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 5 minutes or less. If the treatment time is within the above range, the tact time during the plasma treatment can be shortened.
  • the method for producing a cured film of the present invention further includes (2c) a step of middle baking the pattern having the step shape after the step (2) photocuring the pattern.
  • the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed and the deterioration of the light emitting element can be suppressed. can do.
  • the heating temperature for middle baking in the step of (2c) middle baking the pattern is equal to or higher than the heating temperature for baking after development in the step of baking (1c) after developing the pattern.
  • the temperature is lower than the heating temperature at which the pattern having the step shape is heated and thermally cured.
  • the pattern (2c) for example, an oven, a hot plate, an infrared ray, a flash annealing device, or a laser annealing device is used as a method for middle baking a pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition. And heating.
  • the heating temperature for middle baking in the step of middle baking (2c) is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and further preferably 140 ° C. or higher.
  • the heating temperature for middle baking is preferably less than 200 ° C, more preferably 180 ° C or less, and further preferably 160 ° C or less.
  • the heating time for middle baking is preferably 10 seconds or more, more preferably 30 seconds or more, further preferably 1 minute or more, particularly preferably 3 minutes or more, and most preferably 5 minutes or more.
  • the processing time for middle baking is within the above range, pattern reflow at the time of thermosetting a pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition can be suppressed.
  • the heating time for middle baking is preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, further preferably 10 minutes or less, and particularly preferably 5 minutes or less. If the heating time for middle baking is within the above range, the tact time during middle baking can be shortened.
  • middle baking may be performed in two or more stages, such as middle baking at 100 ° C. for 5 minutes and then middle baking at 150 ° C. for 5 minutes.
  • the middle baking treatment atmosphere is, for example, oxygen in an atmosphere of air, oxygen, nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon at 1 to 10,000 ppm (0.0001 to 1 mass%) containing gas atmosphere or vacuum. From the viewpoint of shortening the takt time during middle baking, it is preferably under air.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention has the following processes (1), (2), and (3). (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (1) after the step of forming the pattern, (2) photocuring the pattern having the step shape, and After the step (2) photocuring the pattern, (3) a step of heating and thermosetting the pattern having the step shape.
  • the pattern having a stepped shape is heated and thermoset, whereby the cross-linking of the pattern proceeds and the heat resistance is improved.
  • production can be suppressed and the reliability of a light emitting element can be improved. Therefore, light emission reliability can be improved in a display device such as an organic EL display provided with the pattern.
  • a pattern with a low taper shape can be formed by reflowing the pattern skirt during thermosetting.
  • the flatness is improved by reflow of the film surface at the time of thermosetting, disconnection when forming the electrode is suppressed, and a uniform electrode can be formed in the substrate surface. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel and suppress deterioration of the light emitting element.
  • thermosetting temperature for thermosetting in the step of heating and thermosetting the pattern (3) is higher than the heating temperature for baking after development in the step of baking the pattern after (1c), and The temperature is higher than the heating temperature for middle baking in the step of middle baking (2c).
  • step of (3) heating and thermally curing the pattern as a method for thermally curing the pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition, for example, an oven, a hot plate, an infrared ray, a flash annealing device, or The method of heating using a laser annealing apparatus is mentioned.
  • the pattern formed in the step of heating and thermosetting the pattern is preferably a pattern having a step shape, and the inclined side of the end in the cross section of the thin film portion of the pattern having the step shape.
  • the taper angle is preferably 1 ° or more, more preferably 5 ° or more, further preferably 10 ° or more, still more preferably 12 ° or more, and particularly preferably 15 ° or more.
  • the taper angle is 1 ° or more, the light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • the taper angle of the inclined side of the end in the cross section of the thin film portion is preferably 60 ° or less, more preferably 45 ° or less, further preferably 40 ° or less, even more preferably 35 ° or less, and more preferably 30 ° or less. Particularly preferred.
  • the taper angle is 60 ° or less, it is possible to prevent a decrease in the yield of the panel by preventing disconnection when forming an electrode such as a transparent electrode or a reflective electrode.
  • deterioration of the light-emitting element can be suppressed by suppressing electric field concentration at the edge portion of the electrode.
  • the (3) pattern is The taper angle of the inclined side of the end portion in the cross section of the thin film portion of the pattern having a step shape formed by heating and thermosetting is preferably 45 ° or less, more preferably 40 ° or less, and 35 ° or less. Further preferred is 30 ° or less.
  • the taper angle is 45 ° or less
  • the thin film portion is further tapered by pattern reflow during heat curing. Therefore, in the step of (2) photocuring the pattern, the UV curing degree of the pattern having a step shape is set.
  • the effect of enhancing and suppressing pattern reflow during thermosetting acts only on the thick film portion, and is suitable for combination. Accordingly, it is possible to form a pattern having a stepped shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion even after thermosetting, and to form a low taper shape pattern after thermosetting in the thin film portion.
  • the thin film portion functions as a pixel division layer in the organic EL display, and can maintain the reflow property of the film surface at the time of thermosetting, thereby improving the flatness and suppressing the disconnection when forming the electrode, It is preferable because a uniform electrode can be formed inside and a decrease in the yield of the panel can be suppressed.
  • the method for producing a cured film according to the present invention includes the step (1) of forming a pattern and the step of (2) photocuring the pattern, the method of (1-3) developing is used.
  • the degree of cross-linking is improved by photocuring the pattern. Therefore, it becomes possible to lower the heating temperature in the subsequent thermosetting step than usual while suppressing the decrease in the degree of crosslinking and the decrease in heat resistance.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 160 ° C. or higher, and further 170 ° C. or higher. preferable.
  • the heating temperature for thermosetting is within the above range, heat resistance is improved, so that the reliability of the light emitting element can be improved, a low taper pattern can be formed, and flatness can be improved.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably less than 200 ° C, more preferably 190 ° C or less, and further preferably 180 ° C or less.
  • thermosetting When the heating temperature for thermosetting is within the above range, a pattern having a stepped shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion can be formed even after thermosetting, and in the thin film portion, after thermosetting A pattern with a low taper shape can be formed.
  • the tact time at the time of thermosetting can be shortened.
  • the thin film portion formed by irradiating active actinic radiation through the semi-translucent portion has a low degree of UV curing, and the taper is reduced by pattern reflow during thermal curing. In the process of photocuring the pattern, it is considered that the thick film portion is suppressed by reflow of the pattern during thermal curing due to the improvement of the degree of crosslinking by photocuring.
  • the degree of cross-linking is further improved by thermosetting the pattern by setting the heating temperature in the thermosetting step to a normal temperature. Therefore, heat resistance can be further improved.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 220 ° C. or higher, and further 250 ° C. or higher. It is preferably 270 ° C. or higher.
  • the heating temperature for thermosetting is within the above range, heat resistance is improved, so that the reliability of the light emitting element can be improved, a low taper pattern can be formed, and flatness can be improved. Therefore, it is possible to improve light emission reliability in a display device such as an organic EL display having the pattern, to suppress a decrease in the yield of the panel, and to suppress deterioration of the light emitting element.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably 500 ° C. or lower, more preferably 450 ° C. or lower, further preferably 400 ° C. or lower, and particularly preferably 350 ° C. or lower.
  • the heating temperature for thermosetting is within the above range, the reliability of the light-emitting element can be improved, and the tact time at the time of thermosetting can be shortened.
  • the negative photosensitive resin composition comprises (A) an alkali-soluble resin (A1-1) polyimide, (A1-2) polyimide precursor, (A1-3) polybenzoxazole, and (A1-4).
  • the heating temperature for thermosetting in the step (3) of heating and thermosetting the pattern is as follows: 200 ° C. or higher, preferably 220 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher, and particularly preferably 270 ° C. or higher.
  • thermosetting When the heating temperature for thermosetting is within the above range, a pattern having a stepped shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion can be formed even after thermosetting, and in the thin film portion, after thermosetting A pattern with a low taper shape can be formed. Further, since heat resistance is improved, reliability of the light-emitting element can be improved and flatness can be improved.
  • (B) a polymer chain formed by UV curing of a radical polymerizable compound (hereinafter referred to as “(Bx) aliphatic polymer chain”) Has an aliphatic chain obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated double bond group as a main chain.
  • the (Bx) aliphatic polymer chain has many (meth) acrylic acid ester structures derived from the (B) radical polymerizable compound in the side chain.
  • the (meth) acrylic acid ester structure in the (Bx) aliphatic polymer chain exhibits the organic alkaline solution or the alkalinity. Lowering the molecular weight by causing hydrolysis reaction by heating using the compound as a catalyst.
  • the (A) alkali-soluble resin when the step shape is formed after development using the (Ax) specific resin, the (Ax) alkali-soluble group in the specific resin, or the (Ax) It is presumed that the UV curing degree is controlled in the thick film part and the thin film part by the action such as UV curing inhibition by the specific resin structure. Therefore, the contribution of lowering the molecular weight due to the hydrolysis reaction at the time of thermal curing described above becomes large, so that the pattern reflow at the time of thermal curing in the thick film portion becomes obvious, and the step thickness between the thick film portion and the thin film portion becomes large. It is estimated that it will decrease.
  • the above-described pattern reflow suppression in the thick film portion can be achieved by photocuring the pattern formed in the (1-3) developing step and improving the degree of crosslinking by the step (2) photocuring the pattern. It is thought that the remarkable effect is shown.
  • the resin having an aliphatic chain as the main chain such as an acrylic resin
  • the thick film portion and the thin film due to the above-described action such as UV curing inhibition Therefore, it is presumed that the above-described pattern reflow at the time of thermal curing in the thick film portion does not appear.
  • an acrylic resin it is possible to suppress the pattern reflow at the time of thermosetting in the thick film portion and improve the step thickness by the step (2) photocuring the pattern.
  • the (Bx) aliphatic polymer chain has an aliphatic chain obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated double bond group as a main chain.
  • the (Ax) specific resin generally has an aromatic structure derived from polyimide or an aromatic structure derived from polybenzoxazole as a main chain. Therefore, it is considered that the (Ax) specific resin and the (Bx) aliphatic polymer chain are phase-separated at a microscopic level in the pattern formed in the (1-3) development step. .
  • the phase-separated (Ax) specific resin and the (Bx) aliphatic polymer chain are subjected to hydrophobic interaction, resulting in the entire film.
  • the membrane flows to form a stabilized structure.
  • pattern reflow at the time of thermosetting in the thick film portion becomes obvious, and the step thickness between the thick film portion and the thin film portion decreases. Therefore, the above-described pattern reflow suppression in the thick film portion can be achieved by photocuring the pattern formed in the (1-3) developing step and improving the degree of crosslinking by the step (2) photocuring the pattern. It is thought that the remarkable effect is shown.
  • the alkali-soluble resin is a resin having an aliphatic chain such as an acrylic resin as a main chain
  • the phase separation from the (Bx) aliphatic polymer chain described above is Since it does not occur, it is presumed that the above-described pattern reflow at the time of thermosetting in the thick film portion does not become obvious.
  • an acrylic resin it is possible to suppress the pattern reflow at the time of thermosetting in the thick film portion and improve the step thickness by the step (2) photocuring the pattern.
  • the heating temperature for thermosetting is preferably 500 ° C. or lower, more preferably 450 ° C. or lower, further preferably 400 ° C. or lower, and particularly preferably 350 ° C. or lower.
  • the heating temperature for thermosetting is within the above range, the reliability of the light-emitting element can be improved, and the tact time at the time of thermosetting can be shortened.
  • the heating time for thermosetting is preferably 1 minute or more, more preferably 5 minutes or more, further preferably 10 minutes or more, and particularly preferably 30 minutes or more.
  • the heating time for heat curing is within the above range, the heat resistance is improved, so that the reliability of the light emitting element can be improved, a low taper pattern can be formed, and the flatness can be improved.
  • the heating time for thermosetting is preferably 300 minutes or less, more preferably 250 minutes or less, further preferably 200 minutes or less, and particularly preferably 150 minutes or less.
  • the heating time for thermosetting is within the above range, the reliability of the light-emitting element can be improved, and the tact time at the time of thermosetting can be shortened.
  • thermosetting at 250 ° C. for 30 minutes may be performed in two or more stages.
  • the heat-curing treatment atmosphere is, for example, 1 to 10,000 ppm of oxygen in an air, oxygen, nitrogen, helium, neon, argon, krypton or xenon atmosphere. (0.0001 to 1% by mass) contained gas atmosphere or vacuum. From the viewpoint of shortening the tact time during thermosetting, it is preferably under air. From the viewpoint of improving the reliability of the light-emitting element, in a nitrogen, helium, neon, argon, krypton, or xenon atmosphere, in a gas atmosphere containing 1 to 10,000 ppm (0.0001 to 1 mass%) oxygen, or Under vacuum is preferred. As the gas containing oxygen, a gas containing 1,000 ppm or less of oxygen is more preferable, and a gas containing 100 ppm or less is more preferable.
  • the step thickness remaining ratio (( ⁇ T CURE ) / ( ⁇ T DEV ) ⁇ 100 )% Is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, still more preferably 80% or more, still more preferably 85% or more, and particularly preferably 90% or more. If the step thickness remaining ratio is 60% or more, the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the decrease in the yield of the panel due to the generation of particles can be suppressed, and the deterioration of the light emitting element can be prevented.
  • the step thickness remaining ratio (( ⁇ T CURE ) / ( ⁇ T DEV ) ⁇ 100)% is preferably 100% or less, more preferably 99% or less, still more preferably 97% or less, and particularly preferably 95% or less. If the step film thickness residual ratio is 100% or less, the reflow property of the film surface at the time of thermosetting can be maintained, so that the flatness is improved, the disconnection during the formation of the electrode is suppressed, and the substrate surface is uniform. An electrode can be formed and a decrease in the yield of the panel can be suppressed.
  • the thick film portion in the step-shaped pattern formed in the (1) pattern formation step when there is no (1-3) development step, the thick film portion in the step-shaped pattern formed in the (1) pattern formation step
  • the film thickness difference (T FT1 ) ⁇ m and the film thickness of the thin film portion (T HT1 ) ⁇ m are set to ( ⁇ T FORM ) ⁇ m, and (3) the pattern is heated and thermally cured.
  • a pattern having a step shape In a pattern having a step shape, the difference in film thickness between the film thickness of the thick film portion (T FT2 ) ⁇ m and the film thickness of the thin film portion (T HT2 ) ⁇ m is ( ⁇ T CURE ) ⁇ m, and the step film thickness The remaining rate is (( ⁇ T CURE ) / ( ⁇ T FORM ) ⁇ 100)%.
  • the step (1-3) after the developing step and before the step (2) photocuring the pattern, and further, the step (1c) baking the pattern after development When it has, the thin film part with low UV curing degree becomes low taper after baking after development. At that time, with the pattern reflow of the thin film portion, there is a case where the film thickness becomes thinner than the film thickness after the development, and the step film thickness increases after the development. In the subsequent step (2) of photocuring the pattern, the thick film portion is suppressed from pattern reflow during thermosetting, and thus the step thickness after baking after development may be maintained even after thermosetting. is there. As a result, the step thickness remaining ratio may exceed 100%.
  • the step thickness remaining ratio (( ⁇ T CURE ) / ( ⁇ T DEV ) ⁇ 100)% is preferably 60% or more, more preferably 70% or more. Preferably, 80% or more is further preferable, 85% or more is even more preferable, and 90% or more is particularly preferable. If the step thickness remaining ratio is 60% or more, the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the decrease in the yield of the panel due to the generation of particles can be suppressed, and the deterioration of the light emitting element can be prevented. Can be suppressed.
  • the step thickness remaining ratio (( ⁇ T CURE ) / ( ⁇ T DEV ) ⁇ 100)% exceeds 100%, it is preferably 150% or less, more preferably 140% or less, further preferably 130% or less, 120 % Or less is particularly preferable.
  • the step film thickness residual ratio is 150% or less, the reflow property of the film surface at the time of thermosetting can be maintained, so that the flatness is improved and the yield reduction of the panel can be suppressed.
  • 100% or less is preferable, 99% or less is more preferable, 97% or less is more preferable, and 95% or less is particularly preferable. preferable.
  • the pattern having the step shape in the step of (1) forming the pattern and / or the step of (3) heating and thermosetting the pattern is a film thickness.
  • the optical density per 1 ⁇ m is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, further preferably 0.7 or more, and particularly preferably 1.0 or more.
  • the light shielding property can be improved, so that it is possible to prevent the electrode wiring from being visualized or reduce the reflection of external light in a display device such as an organic EL display or a liquid crystal display.
  • the contrast in image display can be improved.
  • the manufacturing method of the cured film of the present invention is based on the suppression of external light reflection such as a light shielding film such as a black matrix of a color filter or a black column spacer of a liquid crystal display, a pixel division layer or a TFT flattening layer of an organic EL display. It is suitable as a method for producing a pattern for applications requiring high contrast.
  • the optical density per 1 ⁇ m of film thickness is preferably 5.0 or less, more preferably 4.0 or less, and even more preferably 3.0 or less. When the optical density per 1 ⁇ m of film thickness is 5.0 or less, sensitivity at the time of exposure can be improved and a low taper pattern can be formed.
  • the optical density per 1 ⁇ m thickness of the pattern can be adjusted by the composition and content ratio of the colorant (D) described above.
  • the negative photosensitive resin composition often lacks halftone characteristics, and (D) when the optical density is increased by the colorant, the film may be insufficiently cured during patterning exposure. Many. Therefore, the pattern reflow at the time of thermosetting integrates the thick film portion and the thin film portion in the pattern having the step shape and the boundary portion disappears, so that the step shape may disappear. According to the method for producing a cured film of the present invention, pattern reflow during thermosetting is suppressed, and a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion is formed even after thermosetting. be able to.
  • the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed and the deterioration of the light emitting element can be suppressed. can do.
  • ⁇ Pattern contact angle> According to the method for producing a cured film of the present invention, it is possible to form a pattern having a stepped shape having a sufficient contact angle difference between the thick film portion and the thin film portion and having a low taper shape. Therefore, it is suitable for a use for forming a stepped shape having a sufficient contact angle difference between the thick film portion and the thin film portion, and is preferable as a pixel dividing layer, a TFT flattening layer, or a TFT protective layer. Is more preferable. In particular, it is particularly suitable for use in forming a step shape having a liquid repellent thick film portion and a lyophilic thin film portion in a pixel division layer in an organic EL display.
  • the contact angle of the thick film portion with respect to pure water is 90 ° or more. Is preferable, and 100 ° or more is more preferable.
  • the contact angle is within the above range, the liquid repellency of the thick film portion can be improved, so that it is possible to prevent color mixing of the inks in the step of forming the organic EL layer by (4-1) inkjet coating described later.
  • the contact angle with respect to the pure water of a thin film part is preferable 70 degrees or less, and 60 degrees or less is more preferable.
  • the contact angle is within the above range, the lyophilicity of the thin film portion can be improved, so that it is possible to suppress poor film formation of the organic EL layer in the step of (4-1) forming the organic EL layer by inkjet coating described later. .
  • the contact angle of the thick film portion with propylene glycol monomethyl ether acetate is preferably 40 ° or more, and more preferably 50 ° or more.
  • the contact angle is within the above range, the liquid repellency of the thick film portion can be improved, so that it is possible to prevent color mixing of the inks in the step of forming the organic EL layer by (4-1) inkjet coating described later.
  • step difference shape 30 degrees or less are preferable and, as for the contact angle with respect to the propylene glycol monomethyl ether acetate of a thin film part, 20 degrees or less are more preferable.
  • the contact angle is within the above range, the lyophilicity of the thin film portion can be improved, so that it is possible to suppress poor film formation of the organic EL layer in the step of (4-1) forming the organic EL layer by inkjet coating described later. .
  • the contact angle of the thick film portion with respect to pure water is (CAw FT ) ° as the pattern having the step shape formed in the step (3) of heating and thermosetting the pattern. and, when the contact angle to pure water of the thin portion and the (CAW HT) °, wherein (CAW FT) ° and the contact angle differential between (CAw HT) ° ( ⁇ CAw FT -HT) ° is, 20 ° or more Is preferably 30 ° or more, more preferably 40 ° or more, and particularly preferably 50 ° or more.
  • the contact angle difference is within the above-mentioned range, it is possible to prevent color mixture between inks and to suppress poor film formation of the organic EL layer in the step (4-1) of forming the organic EL layer by inkjet coating described later.
  • the contact angle difference ( ⁇ CAw FT ⁇ HT ) ° is preferably 90 ° or less, more preferably 80 ° or less, and further preferably 70 ° or less.
  • the contact angle with respect to propylene glycol monomethyl ether acetate in the thick film part is (CAp FT ) °
  • the contact angle with respect to propylene glycol monomethyl ether acetate in the thin film part is (CAp HT ) °.
  • the contact angle difference ( ⁇ CAp FT ⁇ HT ) ° between (CAp FT ) ° and (CAp HT ) ° is preferably 10 ° or more, more preferably 20 ° or more, and further preferably 30 ° or more.
  • the contact angle difference is within the above-mentioned range, it is possible to prevent color mixture between inks and to suppress poor film formation of the organic EL layer in the step (4-1) of forming the organic EL layer by inkjet coating described later.
  • the contact angle difference ( ⁇ CAp FT ⁇ HT ) ° is preferably 70 ° or less, more preferably 60 ° or less, and further preferably 50 ° or less, from the viewpoint of suppressing defective film formation of the organic EL layer.
  • ⁇ Pattern with step shape> According to the method for producing a cured film of the present invention, it is possible to form a pattern having a step shape having a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion and having a low taper shape. Therefore, it is suitable for a use for forming a step shape at a time, and is preferable as a pixel dividing layer, a TFT planarizing layer, a TFT protective layer, an interlayer insulating layer, or a gate insulating layer, and a pixel dividing layer, a TFT planarizing layer, or More preferable as a TFT protective layer. Especially, it is especially suitable for the use for forming the step shape of the pixel dividing layer in the organic EL display at once.
  • FIG. 8 shows an example of a cross section of a pattern having a step shape according to the method for producing a cured film of the present invention.
  • the thick film portion 34 in the step shape corresponds to an exposed portion irradiated with active actinic radiation through the light transmitting portion in the patterning exposure, and the film having the maximum pattern Have a thickness.
  • the thin film portions 35a, 35b, and 35c in the step shape correspond to a halftone exposure portion irradiated with active actinic radiation through the semi-transparent portion in the patterning exposure, and a film thickness smaller than the thickness of the thick film portion 34.
  • the taper angles ⁇ a , ⁇ b , ⁇ c , ⁇ d , and ⁇ e of the inclined sides 36a, 36b, 36c, 36d, and 36e in the cross section of the pattern having the step shape are all low taper.
  • the taper angles ⁇ a , ⁇ b , ⁇ c , ⁇ d , and ⁇ e here are, as shown in FIG. 8, the horizontal side 37 of the underlying substrate on which the pattern is formed, or the thin film portions 35a, 35b, 35c. And the inclined sides 36a, 36b, 36c, 36d, and 36e in the cross section of the pattern having the step shape intersecting the horizontal sides of the thin film portions 35a, 35b, and 35c.
  • the forward taper means that the taper angle is in the range of more than 0 ° and less than 90 °
  • the reverse taper means that the taper angle is in the range of more than 90 ° and less than 180 °.
  • the rectangle means that the taper angle is 90 °
  • the low taper means that the taper angle is larger than 0 ° and in the range of 60 °.
  • the region having the largest thickness is the thick film portion 34 and the thick film portion 34.
  • a region having a thickness smaller than the thickness is referred to as a thin film portion 35.
  • the film thickness of the thick film portion 34 is (T FT ) ⁇ m
  • the film thickness of the thin film portions 35 a, 35 b, 35 c disposed on the thick film portion 34 via at least one step shape is (T HT ) ⁇ m.
  • the thick film portion is used as the pattern having the step shape in the step (1) of forming the pattern and / or the step of (3) heating and thermosetting the pattern.
  • the film thickness (T FT) ⁇ m and, when the film thickness of the thin portion and the (T HT) [mu] m, the (T FT) ⁇ m and the thickness difference between the (T HT) ⁇ m ( ⁇ T FT -HT)
  • the ⁇ m is preferably 1.0 ⁇ m or more, more preferably 1.5 ⁇ m or more, further preferably 2.0 ⁇ m or more, still more preferably 2.5 ⁇ m or more, and particularly preferably 3.0 ⁇ m or more.
  • the film thickness difference is within the above-described range, the contact area with the vapor deposition mask when forming the organic EL layer can be reduced, so that the yield reduction of the panel due to the generation of particles can be suppressed, and the deterioration of the light emitting element can be suppressed. be able to.
  • the process time can be shortened.
  • the film thickness difference ( ⁇ T FT ⁇ HT ) ⁇ m is preferably 10.0 ⁇ m or less, more preferably 9.5 ⁇ m or less, still more preferably 9.0 ⁇ m or less, even more preferably 8.5 ⁇ m or less, and even more preferably 8.0 ⁇ m or less. Is particularly preferred. If the film thickness difference is within the above-described range, the exposure time at the time of forming a pattern having a step shape can be reduced, so that the tact time can be shortened.
  • the film thickness (T FT ) of the thick film part 34 is preferably 2.0 ⁇ m or more, more preferably 2.5 ⁇ m or more, further preferably 3.0 ⁇ m or more, still more preferably 3.5 ⁇ m or more, and 4.0 ⁇ m or more. Particularly preferred. When the film thickness (T FT ) is within the above range, the deterioration of the light emitting element can be suppressed and the process time can be shortened. On the other hand, the film thickness (T FT ) of the thick film portion 34 is preferably 10.0 ⁇ m or less, more preferably 9.5 ⁇ m or less, further preferably 9.0 ⁇ m or less, still more preferably 8.5 ⁇ m or less, and 8.0 ⁇ m. The following are particularly preferred: When the film thickness (T FT ) is within the above range, it is possible to reduce the exposure amount when forming a pattern having a stepped shape, thereby shortening the tact time.
  • the film thickness (T HT ) of the thin film portions 35a, 35b, and 35c disposed on the thick film portion 34 via at least one step shape is preferably 0.10 ⁇ m or more, more preferably 0.15 ⁇ m or more, and 0.20 ⁇ m.
  • the above is more preferable, 0.25 ⁇ m or more is even more preferable, and 0.30 ⁇ m or more is particularly preferable.
  • the film thickness (T HT ) is within the above range, the deterioration of the light emitting element can be suppressed and the process time can be shortened.
  • the film thickness (T HT ) of the thin film portions 35a, 35b, and 35c is preferably 7.5 ⁇ m or less, more preferably 7.0 ⁇ m or less, further preferably 6.5 ⁇ m or less, and even more preferably 6.0 ⁇ m or less, 5.5 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • the film thickness (T HT ) is within the above range, it is possible to reduce the exposure amount when forming a pattern having a stepped shape, thereby shortening the tact time.
  • the film thickness (T FT ) ⁇ m of the thick film part 34 and the film thicknesses (T HT ) ⁇ m of the thin film parts 35a, 35b, and 35c preferably satisfy the relationships represented by the general formulas ( ⁇ ) to ( ⁇ ).
  • T FT 2.0 ⁇ (T FT ) ⁇ 10.0 ( ⁇ ) 0.20 ⁇ (T HT ) ⁇ 7.5 ( ⁇ ) 0.10 ⁇ (T FT ) ⁇ (T HT ) ⁇ 0.75 ⁇ (T FT ) ( ⁇ )
  • the film thickness (T FT ) ⁇ m of the thick film part 34 and the film thicknesses (T HT ) ⁇ m of the thin film parts 35a, 35b, and 35c preferably further satisfy the relationships represented by the general formulas ( ⁇ ) to ( ⁇ ). .
  • the pattern of the negative photosensitive resin composition preferably includes a line pattern and / or a dot pattern.
  • the pattern dimension width of the pattern is It is preferable to include a pattern of 0.1 ⁇ m or more.
  • the line dimension width or the dot dimension width preferably includes a pattern of 30 ⁇ m or less.
  • the line pattern is a polygon having a line parallel to the same direction (hereinafter referred to as “long axis direction”) as the longest line (hereinafter referred to as “long axis”), or a part of the side is formed by an arc.
  • a closed polygonal pattern examples include a rectangle, a hexagon, an octagon, or a polygon such as a rectangle in which some sides are formed by arcs.
  • a dot pattern refers to a polygon or a closed polygon in which some or all sides are formed by arcs.
  • Examples of the dot pattern include a circle, a square, a regular hexagon or a regular octagon, or a polygon such as a quadrangle in which a part of the side is an arc, an ellipse, and a perfect circle.
  • the line dimension width means a length between a major axis and a line parallel to the major axis direction, and particularly a length in a direction perpendicular to the major axis direction (hereinafter, “short axis”).
  • the dot dimension width means the diameter of a circle when the pattern is circular. When the pattern is a polygon, it means the length of the longest diagonal line between vertices. In the case where the pattern is a closed polygon in which some sides are formed by arcs, it means the longest length among the lengths between vertices or vertices and circles.
  • the line dimension width and the dot dimension width mean an average value of the length from the bottom to the bottom of the pattern in contact with the substrate and the length from the top to the top of the pattern.
  • the line dimension width or dot dimension width can be determined by measuring using SEM.
  • the line size width or dot size width is directly measured at an enlargement ratio of 10,000 to 150,000 times.
  • the line dimension width or the dot dimension width is an average value of values obtained by measuring five points, such as up, down, left, right, and center in the substrate.
  • the pattern shapes of the light transmitting portion and the light shielding portion on the photomask, and the pattern shapes of the light transmitting portion, the semi light transmitting portion and the light shielding portion on the halftone photomask are displayed. From the viewpoint of device design of the apparatus, a line pattern and / or a dot pattern shape is preferable.
  • the pattern dimension width of the light transmitting part and the light shielding part on the photomask, and the pattern dimension width of the light transmitting part, the semi-light transmitting part and the light shielding part on the halftone photomask are as follows:
  • the pattern dimension width the line dimension width or the dot dimension width preferably includes a pattern of 0.1 ⁇ m or more from the viewpoint of high integration of pixels or elements of the display device and improvement of resolution, and preferably 1 ⁇ m or more. More preferably, it includes a pattern, more preferably includes a pattern of 3 ⁇ m or more, and particularly preferably includes a pattern of 5 ⁇ m or more.
  • the line dimension width or the dot dimension width preferably includes a pattern of 30 ⁇ m or less, more preferably includes a pattern of 20 ⁇ m or less, further preferably includes a pattern of 15 ⁇ m or less, and includes a pattern of 10 ⁇ m or less. Is particularly preferred.
  • the method for producing a cured film of the present invention is preferably used as a method for producing a display device for producing an organic EL display. According to the method for producing a cured film of the present invention, a pattern having a stepped shape can be formed using a negative photosensitive resin composition, and a thick film portion and a thin film portion are sufficient even after heat curing. An organic EL display including a pattern having a step shape with a difference in film thickness can be manufactured.
  • the method for producing a cured film of the present invention by forming a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion, it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel, It becomes possible to manufacture an organic EL display that suppresses deterioration of the light emitting element and is excellent in reliability of the light emitting element. Therefore, the method for producing a cured film of the present invention is suitable as a method for producing an organic EL display.
  • a pixel dividing layer, an electrode insulating layer, a wiring insulating layer, an interlayer insulating layer, a TFT flattening layer, an electrode flattening layer, a wiring flattening layer, a TFT protective layer of an organic EL display The steps (1) to (3) are included as a step of forming one or more selected from the electrode protective layer and the wiring protective layer. (1) forming a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition on a substrate; (2) photocuring the pattern having the step shape; and (3) A step of heating and thermosetting the pattern having the step shape.
  • the step of forming a pixel division layer having a step shape as the pixel division layer of the organic EL display is preferable, and the following steps (4) and (5) are further included.
  • (4) After the step of heating and thermosetting the pattern, (4) a step of forming an organic EL layer, and (5) A step of forming a second electrode after the step of (4) forming the organic EL layer.
  • the method further comprises (4) a step of forming an organic EL layer after the step of (3) heating the pattern to thermally cure it. It is preferable.
  • the structure of the organic EL layer in the organic EL display include (1) hole transport layer / light emitting layer, (2) hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, or (3) light emitting layer / electron. Examples include a transport layer.
  • Examples of the method for forming the organic EL layer include a mask vapor deposition method and an ink jet method.
  • Examples of the mask vapor deposition method include a method of depositing and patterning an organic compound using a vapor deposition mask, and a method of performing vapor deposition by arranging a vapor deposition mask having a desired pattern as an opening on the vapor deposition source side of the substrate. Can be mentioned.
  • the vapor deposition mask is applied by a technique for applying tension to the vapor deposition mask or a magnet disposed on the back of the substrate. A technique of closely contacting the substrate is used.
  • Examples of the method for producing a vapor deposition mask include an etching method, a mechanical polishing method, a sand blasting method, a sintering method, a laser processing method, or the use of a photosensitive resin.
  • an etching method or an electroforming method is used.
  • Step of forming an organic EL layer by inkjet coating When producing an organic EL display using the method for producing a cured film of the present invention, (4) after the step of heating and thermosetting the pattern, (4) as a step of forming an organic EL layer, 4-1) It is preferable to include a step of forming an organic EL layer by inkjet coating.
  • a region corresponding to the light-emitting pixel portion can be formed by depositing an ink containing a compound that forms an organic EL layer in a region corresponding to the opening of the pixel dividing layer by inkjet coating.
  • the step of forming the organic EL layer includes (4-1) the step of forming the organic EL layer by inkjet coating, so that an organic compound is patterned by vapor deposition using a general vapor deposition mask. Compared with the method of forming the EL layer, the tact time can be shortened.
  • Examples of the compound forming the organic EL layer contained in the ink include a low molecular compound or a high molecular compound.
  • the region adjacent to the opening functioning as the light emitting pixel portion in the pixel dividing layer preferably has lyophilicity, and is particularly included in the ink. More preferably, it has lyophilicity with respect to the solvent.
  • the pixel division layer has a step shape, and the thin film portion is preferably lyophilic because it is a region adjacent to the opening functioning as the light emitting pixel portion.
  • the thick film portion functions as a partition that divides the thin film portions in the region adjacent to the opening portion
  • the thick film portion preferably has liquid repellency, and particularly has liquid repellency with respect to the solvent contained in the ink. More preferred. By having liquid repellency, it is possible to suppress ink outflow to an adjacent pixel region due to excessive wetting and spreading of ink when forming an ink film by inkjet coating, and thus color mixing of inks can be prevented.
  • Examples of the solvent contained in the ink include 3-methoxy-n-butyl acetate, 3-methyl-3-methoxy-n-butyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol Examples include monoethyl ether acetate, diethylene glycol mono-n-butyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, cyclohexanol acetate, propylene glycol diacetate, or 1,4-butanediol diacetate.
  • the negative photosensitive resin composition described above contains (F) an ink repellent agent
  • the liquid repellency of the thick film part can be improved and the lyophilicity of the thin film part can be improved.
  • a pattern having a step shape with a sufficiently large difference between the corner and the contact angle of the thin film portion can be formed. Therefore, in the method for producing a cured film of the present invention, in the above-described (2) step of photocuring the pattern having the step shape, the degree of UV curing of the pattern having the step shape is increased, and pattern reflow during heat curing is suppressed. It is suitable to combine with the effect to do.
  • an organic EL display is manufactured by the method for manufacturing a cured film according to the present invention, there is a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion, and the contact angle between the thick film portion and the contact angle of the thin film portion is the same.
  • the lyophilicity of the thin film part can suppress the film formation failure of the organic EL layer in the inkjet coating, and the liquid repellency of the thick film part can reduce the ink. Color mixing between each other can be prevented.
  • the negative photosensitive resin composition used in the present invention it is suitable for use for collectively forming a step shape having a sufficient contact angle difference between the thick film portion and the thin film portion, It is preferable as a TFT flattening layer or a TFT protective layer, and more preferable as a pixel division layer. In particular, it is particularly suitable for use in forming a step shape having a liquid repellent thick film portion and a lyophilic thin film portion in a pixel division layer in an organic EL display.
  • the coating thickness of the ink varies depending on the solid content concentration and viscosity of the ink, but is usually applied so that the thickness after coating and baking is 0.01 to 10 ⁇ m. It is preferable that the ink is applied in a pattern on the substrate by ink jet application, and then baked to form a film.
  • an oven, a hot plate, infrared rays, a flash annealing apparatus, a laser annealing apparatus, or the like can be used.
  • the baking temperature is preferably 50 to 200 ° C.
  • the baking time is preferably 30 seconds to several hours. After pre-baking at 80 ° C. for 2 minutes, baking at 120 ° C. for 2 minutes may be used, and baking may be performed in two or more stages.
  • the method may further include (5) a step of forming a second electrode after the step of (4) forming the organic EL layer.
  • the light emission in the organic EL layer can be extracted to one side by combining the transparent electrode and the non-transparent electrode as the first electrode and the second electrode.
  • the transparent electrode and the non-transparent electrode in the organic EL display are excellent in electrical characteristics, can be injected efficiently when used as an anode, and can be injected efficiently when used as a cathode. Characteristics are required.
  • the material for forming the transparent electrode examples include transparent conductive oxides and metals. When used as an anode, ITO, IZO, AZO, GZO, or ATO is preferable, and when used as a cathode, lithium, magnesium, silver, aluminum, or the like is preferable.
  • a material which forms a non-transparent electrode carbon or a metal is mentioned, for example. From the viewpoint of improving the corrosion resistance of the non-transparent electrode and improving the reliability of the organic EL display, silver, aluminum, carbon, chromium, copper, molybdenum, nickel or titanium is preferred as the main component, and silver, aluminum or More preferably, copper is the main component.
  • the main component here refers to a component that is contained most in the material forming the non-transparent electrode.
  • the electrode material containing these include an AgIn alloy, an AgZn alloy, an AgZnBi alloy, an Al graphene alloy, an AlMn alloy, an AlNd alloy, an AlGaNi alloy, a CuZn alloy, or a CuZnMg alloy, or an Ag nanofiller (wire) or Examples include Ag nanoparticles.
  • the non-transparent electrode has a multi-layer structure in order to achieve both composite characteristics.
  • the non-transparent electrode may have a multilayer structure, and may have a base layer that improves adhesion and corrosion resistance on the substrate side, and a reflection adjustment layer that adjusts the reflectance.
  • the transparent conductive oxide material ITO, IZO, AZO, GZO, or ATO is preferable because of its high transmittance and low resistivity.
  • a non-transparent electrode is selected for a bottom emission type organic EL display, and a transparent electrode is selected for a top emission type organic EL display.
  • a method for forming the electrode it is preferable to form the second electrode by a mask vapor deposition method using a vapor deposition mask from the viewpoint of reducing damage to the organic EL layer.
  • a region called a light emitting pixel is a portion where the first electrode and the second electrode arranged to face each other intersect and overlap each other, and is a region partitioned by a pixel division layer on the first electrode. is there.
  • the portion where the switching means is formed may be arranged so as to occupy a part of the luminescent pixel, and the shape of the luminescent pixel is not rectangular but may be a part of which is missing. I do not care.
  • the shape of the light emitting pixel is not limited to these, and may be, for example, a circle or may be changed depending on the shape of the pixel division layer.
  • sealing is preferably performed for the purpose of protecting the organic EL layer. It is preferable to seal the organic EL layer so as not to come into contact with oxygen or moisture, and it is preferable to adhere glass, a metal sealing can or a gas barrier film in a vacuum or in an absolutely dry atmosphere. At the same time, a desiccant or a hygroscopic agent may be enclosed.
  • red, green, and blue regions are arranged with organic EL layers having respective emission peak wavelengths or an organic EL layer that emits white light on the entire surface.
  • a device that is used in combination with the color filter is called a color display.
  • the peak wavelength of light in the red region to be displayed is 560 to 700 nm
  • the peak wavelength of light in the green region is 500 to 560 nm
  • the peak wavelength of light in the blue region is 420 to 500 nm.
  • Organic EL display> According to the manufacturing method of the cured film of this invention, it is possible to manufacture an organic EL display provided with the pattern which has the level
  • a pixel dividing layer, electrode insulating layer, wiring insulating layer, interlayer insulating layer, TFT flattening layer, electrode flattening layer, wiring flattening layer, TFT protective layer, electrode protective layer or wiring protective layer having a step shape are formed. Therefore, it is possible to collectively form a complicated laminated structure having a step shape, and the process time can be shortened.
  • the method for producing a cured film of the present invention is preferably used as a method for producing a display device for producing an organic EL display that does not have a polarizing plate and a quarter wavelength plate on the light extraction side of the light emitting element.
  • an organic EL display comprising a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition containing (D1) a black pigment as a (Da) black agent is produced. Is possible.
  • the contrast in the image display of an organic electroluminescent display can be improved, without forming a polarizing plate and a quarter wavelength plate in the light extraction side of a light emitting element.
  • the method for producing a cured film of the present invention is preferably used as a method for producing a display device for producing a flexible organic EL display having a pattern having a step shape as a laminated structure on a flexible substrate.
  • an organic EL display having a pattern having a step shape of a negative photosensitive resin composition containing (D1a) a black pigment or the like as (Da) a black agent is produced. It is possible.
  • the contrast in the image display of the organic EL display can be improved without forming a polarizing plate and a quarter-wave plate with poor flexibility, thereby improving the flexibility of the organic EL display. be able to.
  • the method for producing a cured film of the present invention is preferably used as a method for producing an organic EL display having a curved display portion as a flexible organic EL display.
  • the radius of curvature of the curved surface is preferably 0.1 mm or more, and more preferably 0.3 mm or more, from the viewpoint of suppressing display defects due to disconnection or the like in the display portion formed of a curved surface.
  • the curvature radius of the curved surface is preferably 10 mm or less, more preferably 7 mm or less, and further preferably 5 mm or less from the viewpoint of miniaturization and high resolution of the display device.
  • the method for producing a cured film of the present invention comprises a pattern having a step shape, and the contact angle of the thick film portion of the pattern having the step shape with pure water and the contact angle of the thin film portion with pure water are sufficient contact. It is preferably used as a method for producing a display device for producing an organic EL display having an angular difference.
  • the manufacturing method of the present invention includes a pattern having a step shape, a contact angle to an organic solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate in a thick film portion of the pattern having the step shape, and propylene glycol monomethyl ether acetate in a thin film portion.
  • an ink containing a compound that forms an organic EL layer in a region corresponding to the opening of the pixel dividing layer is formed by inkjet coating, and a region corresponding to the light emitting pixel portion is formed. Since it can be formed, the tact time can be shortened. In addition, due to the lyophilicity of the thin film portion, it is possible to suppress poor film formation of the organic EL layer in ink jet coating and to prevent color mixing between inks due to the liquid repellency of the thick film portion.
  • the method for producing a cured film of the present invention is suitable for the purpose of collectively forming a step shape having a sufficient contact angle difference between the thick film portion and the thin film portion.
  • a TFT protective layer and more preferable as a pixel division layer.
  • a liquid-repellent thick film portion and a lyophilic thin film portion of a pixel dividing layer in an organic EL display in which a layer including an organic EL layer is formed by inkjet coating to form a region corresponding to a light-emitting pixel portion It is particularly suitable for use in forming a stepped shape having
  • the pattern having the step shape occupies the outer periphery of the opening of the pattern having the step shape.
  • the ratio of the length with which the outer periphery of the thick film part contacts is preferably 0%.
  • the outer periphery of the opening is preferably adjacent only to the thin film portion of the pattern having the step shape. .
  • the outer periphery of the opening is adjacent only to the thin film portion, the lyophilicity of the thin film portion can suppress film formation failure of the organic EL layer in the ink jet coating, so that the reliability of the organic EL display can be improved. Further, when the ratio of the length that the outer periphery of the thick film portion contacts the outer periphery of the opening is 0%, the outer periphery of the thick film portion is adjacent only to the thin film portion of the pattern having the step shape. It is preferable. Since the outer periphery of the thick film portion is adjacent only to the thin film portion, color mixing between the inks can be prevented by the liquid repellency of the thick film portion, so that the display characteristics of the organic EL display can be improved.
  • the minimum pattern size of the thick film portion of the pattern having the step shape and / or the minimum pattern size of the thick film portion of the pattern having the step shape is 30 ⁇ m or less. Preferably, it is 20 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the minimum pattern size of the thick film portion and / or the minimum pattern size of the thin film portion is 30 ⁇ m or less, the light emitting elements can be integrated and arranged at high density, so that the resolution of the display device can be improved.
  • the minimum pattern size of the thick film portion of the pattern having the step shape is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, further preferably 7 ⁇ m or more, and particularly preferably 10 ⁇ m or more.
  • the minimum pattern size of the thick film portion is 3 ⁇ m or more, color mixing between the inks can be prevented by the liquid repellency of the thick film portion, so that the display characteristics of the organic EL display can be improved.
  • the minimum pattern size of the thin film portion of the pattern having the step shape is preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, further preferably 7 ⁇ m or more, and particularly preferably 10 ⁇ m or more.
  • the minimum pattern dimension of the thin film part is 3 ⁇ m or more, the lyophilicity of the thin film part can suppress the film formation failure of the organic EL layer in the ink jet coating, so that the reliability of the organic EL display can be improved.
  • FIG. 16 shows a schematic view of the arrangement of the opening, thick film portion, and thin film portion of the display. Note that the pattern shown in FIG. 16 has a portion where the thick film portion and the thin film portion are adjacent, and a portion where the opening portion and the thin film portion are adjacent. Moreover, it has a line-shaped thick film part and a square-shaped opening part. Furthermore, the ratio of the length that the outer periphery of the thick film portion contacts with the outer periphery of the opening is 0%.
  • a pattern having a step shape of the composition is used as a light-shielding pixel dividing layer having a step shape of an organic EL display.
  • the process will be described with reference to the schematic cross-sectional view of FIG.
  • the preferable conditions in each process are as above-mentioned, A well-known material, an apparatus, and conditions can be used.
  • a laminated film of chromium and gold is formed on a glass substrate 1 by an electron beam evaporation method, and a source electrode and a drain electrode are formed by etching using a photoresist.
  • amorphous indium gallium zinc oxide hereinafter referred to as IGZO
  • IGZO amorphous indium gallium zinc oxide
  • an oxide semiconductor layer is formed between the source and drain electrodes by etching using a photoresist.
  • a positive polysiloxane composition is formed by spin coating, irradiated with active actinic radiation through a mask having a desired pattern, developed using an alkaline solution, patterned by photolithography, and heated.
  • a gate insulating layer is formed by curing.
  • a gold film is formed by an electron beam evaporation method, a gate electrode is formed by etching, and a thin film transistor (hereinafter, “TFT”) 2 is formed.
  • TFT thin film transistor
  • a photosensitive material for the TFT flattening film a positive polysiloxane composition is applied and prebaked to form a film, patterned by photolithography, and then thermally cured to form a cured film 3 for TFT flattening of about 2 It is formed with a film thickness of 0.0 ⁇ m.
  • a silver-palladium-copper alloy (hereinafter referred to as “APC”) is formed into a film having a thickness of about 100 nm by sputtering, and patterned by etching using a photoresist to form an APC layer. Further, indium tin oxide (hereinafter referred to as “ITO”) is formed on the APC layer by sputtering to a thickness of about 10 nm, patterned by etching using a photoresist, and the reflective electrode 4 is formed as the first electrode.
  • ITO indium tin oxide
  • a negative black polyimide composition is applied and pre-baked by spin coating to form a pre-baked film 5a.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • an EL light emitting material is formed by vapor deposition through a mask to form an EL light emitting layer 8, and a magnesium-silver alloy (hereinafter referred to as “MgAg”) is vapor deposited to a thickness of about 10 nm.
  • Pattern processing is performed by etching using a resist to form a transparent electrode 9 as a second electrode.
  • a positive polysiloxane composition is applied and pre-baked as a photosensitive material for the flattening film, formed into a film by patterning by photolithography, and then thermally cured to form a cured film 10 for flattening.
  • a material for organic EL sealing is formed in a low-humidity nitrogen atmosphere and cured to form a sealing film.
  • the organic EL display which has a negative black polyimide composition as a light-shielding pixel division layer which has a level
  • the method for producing a cured film of the present invention comprises a pattern having a stepped shape of the negative photosensitive resin composition as a color filter, a black matrix of a color filter, a black column spacer of a liquid crystal display, or a gate insulating layer of a semiconductor. You may use as a manufacturing method of a display apparatus.
  • the method for producing a cured film of the present invention may be used as a method for producing a display device other than an organic EL display.
  • Examples of the display device other than the organic EL display include a liquid crystal display, a plasma display, a field emission display, an LED display, and a micro LED display.
  • a pattern having a step shape of the composition is changed to a black column spacer having a step shape of a liquid crystal display (hereinafter, “ An example of the process used as “BCS”) will be described with reference to a schematic cross-sectional view of FIG.
  • a backlight unit (hereinafter referred to as “BLU”) 13 is formed on a glass substrate 12 by a known method, and a glass substrate 14 having BLU is formed.
  • a laminated film of chromium and gold is formed by electron beam evaporation, and a source electrode and a drain electrode are formed by etching using a photoresist.
  • amorphous indium gallium zinc oxide (hereinafter referred to as IGZO) is formed by sputtering, and an oxide semiconductor layer is formed between the source and drain electrodes by etching using a photoresist.
  • a positive polysiloxane composition is formed by spin coating, irradiated with active actinic radiation through a mask having a desired pattern, developed using an alkaline solution, patterned by photolithography, and heated.
  • a gate insulating layer is formed by curing.
  • a gold film is formed by an electron beam evaporation method, a gate electrode is formed by etching, and a TFT 16 is formed.
  • a photosensitive material for the TFT planarization film a positive polysiloxane composition is applied and pre-baked to form a film, patterned by photolithography, and then thermally cured to form a cured film 17 for TFT planarization of about 2 It is formed with a film thickness of 0.0 ⁇ m.
  • (3) ITO is formed into a film with a film thickness of about 100 nm by sputtering, and pattern processing is performed by etching using a photoresist to form the transparent electrode 18.
  • a positive polysiloxane composition is applied and prebaked to form a film, patterned by photolithography, and then thermally cured to form the planarization film 19. Further, the alignment film 20 is formed by a known method. Thereafter, (4) a negative black polyimide composition is applied and pre-baked by spin coating to form a pre-baked film 21a.
  • (5) g as active actinic radiation 23 through a halftone photomask 22 having a desired pattern including a light transmitting portion, a light shielding portion, and a semi-light transmitting portion (20% transmittance of the light transmitting portion) Irradiate rays, h rays and i rays.
  • the cured pattern 21b having a desired pattern and the cured pattern 21c having a desired pattern and having a step shape are formed as a light-shielding BCS by middle baking and heat curing according to the step shape.
  • a glass substrate 24 having a BCS having s is formed.
  • the glass substrate 25 having the BLU and the BCS having the step shape is formed by bonding the glass substrate 14 and the glass substrate 24 described above.
  • a negative colored acrylic composition is applied and prebaked as a photosensitive material for a color filter on another glass substrate 26, formed into a film, patterned by photolithography, and then thermally cured. , Red, green and blue color filters 27 are formed.
  • a positive polysiloxane composition is formed as a planarizing photosensitive material, patterned by photolithography, and then thermally cured to form a planarized cured film 28.
  • the color filter substrate 30 is formed by forming the alignment film 29 by a known method.
  • a liquid crystal display having a negative black polyimide composition as a BCS having a step shape is manufactured by injecting liquid crystal and forming a liquid crystal layer 32 by a known method.
  • the manufacturing method of the cured film of this invention it is possible to manufacture an organic EL display and a liquid crystal display provided with the pattern which has the level
  • a pattern having a stepped shape can be formed using a negative photosensitive resin composition, and a thick film portion and a thin film portion are sufficient even after heat curing.
  • An organic EL display including a pattern having a step shape with a difference in film thickness can be manufactured.
  • by forming a pattern having a step shape with a sufficient film thickness difference between the thick film portion and the thin film portion it is possible to suppress a decrease in the yield of the panel, It becomes possible to manufacture an organic EL display that suppresses deterioration of the light emitting element and is excellent in reliability of the light emitting element.
  • the method for producing a cured film of the present invention is suitable as a method for producing an organic EL display. Also, a pixel dividing layer, electrode insulating layer, wiring insulating layer, interlayer insulating layer, TFT flattening layer, electrode flattening layer, wiring flattening layer, TFT protective layer, electrode protective layer or wiring protective layer having a step shape are formed. Therefore, it is possible to collectively form a complicated laminated structure having a step shape, and the process time can be shortened.
  • Synthesis Example 1 Synthesis of Polyimide (PI-1) In a three-necked flask under a dry nitrogen stream, 31.13 g (0.085 mol; 77.3 mol% based on the structural units derived from all amines and derivatives), SiDA 1.24 g (0.0050 mol; 4.5 mol% based on structural units derived from all amines and derivatives thereof), and 2.18 g (0.020 mol; total amines and derivatives thereof) of MAP as end capping agents 158.2 g of NMP and 150.00 g of NMP were dissolved with respect to the derived structural unit.
  • Synthesis Example 2 Synthesis of polyimide precursor (PIP-1) In a three-necked flask under a dry nitrogen stream, 44.42 g of 6FDA (0.10 mol; 100 mol% with respect to the structural unit derived from all carboxylic acids and derivatives thereof), 150 g of NMP was weighed and dissolved. Here, 14.65 g of BAHF (0.040 mol; 32.0 mol% with respect to the structural units derived from all amines and derivatives thereof) and 18.14 g of HA (0.030 mol; total amines and derivatives thereof) were added to 50 g of NMP.
  • Synthesis Example 4 Synthesis of Polybenzoxazole Precursor (PBOP-1) In a 500 mL round bottom flask equipped with a Dean-Stark water separator filled with toluene and a condenser tube, 34.79 g (0.095 mol; total amine and its amine) 95.0 mol% with respect to the structural unit derived from the derivative), 1.24 g of SiDA (0.0050 mol; 5.0 mol% with respect to the structural unit derived from the total amine and its derivatives), and 70.00 g of NMP. And dissolved.
  • PBOP-1 Polybenzoxazole Precursor
  • a solution prepared by dissolving 19.06 g (0.080 mol; 66.7 mol% with respect to the structural units derived from all carboxylic acids and derivatives thereof) of BFE was added to 20.00 g of NMP, and the mixture was stirred at 20 ° C. for 1 hour. Then, the mixture was stirred at 50 ° C. for 2 hours.
  • a solution obtained by dissolving 6.57 g (0.040 mol; 33.3 mol% with respect to the structural units derived from all carboxylic acids and derivatives thereof) of NA in 10 g of NMP was added as a terminal blocking agent. Stir for hours. Then, it stirred at 100 degreeC under nitrogen atmosphere for 2 hours.
  • the reaction solution was poured into 3 L of water, and the precipitated solid precipitate was obtained by filtration.
  • the obtained solid was washed with water three times and then dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 24 hours to obtain a polybenzoxazole precursor (PBOP-1).
  • Mw of the obtained polybenzoxazole precursor was 20,000, and the acid equivalent was 330.
  • the mixture was stirred at 40 ° C. for 30 minutes to hydrolyze the silane compound.
  • the bath temperature was raised to 70 ° C. and stirred for 1 hour, and then the bath temperature was raised to 115 ° C.
  • the internal temperature of the solution reached 100 ° C., and was then heated and stirred for 2 hours (the internal temperature was 100 to 110 ° C.).
  • the resin solution obtained by heating and stirring for 2 hours was cooled in an ice bath to obtain a polysiloxane solution (PS-1). Mw of the obtained polysiloxane was 4,500.
  • Synthesis Example 6 Synthesis of polycyclic side chain-containing resin solution (CR-1) In a three-necked flask, 46.25 g (0.10 mol) of BGPF and 54.53 g of MBA were weighed and dissolved. A solution of 17.22 g (0.20 mol) of MAA, 0.135 g (0.0010 mol) of dibenzylamine and 0.037 g (0.0003 mol) of 4-methoxyphenol was added to 10.00 g of MBA. , And stirred at 90 ° C. for 4 hours.
  • Synthesis Example 7 Synthesis of acrylic resin solution (AC-1) A three-necked flask was charged with 0.821 g (1 mol%) of 2,2′-azobis (isobutyronitrile) and 29.29 g of PGMEA. Next, 21.52 g (50 mol%) of MAA, 22.03 g (20 mol%) of TCDM, and 15.62 g (30 mol%) of STR were charged, stirred for a while at room temperature, and the inside of the flask was sufficiently purged with nitrogen by bubbling Then, the mixture was stirred at 70 ° C. for 5 hours.
  • Preparation Examples 3 to 4 Preparation of Pigment Dispersion Liquid (Bk-3) to Pigment Dispersion Liquid (Bk-4) In the same manner as in Preparation Example 2, pigment dispersion was carried out at the ratio of Pigment dispersion (Bk-3) to Pigment dispersion (Bk-4).
  • compositions of Preparation Examples 1 to 4 are summarized in Table 2-1.
  • Apparatus Nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-GX270; manufactured by JEOL Ltd.) Measurement method: Gated decoupling method Measurement nuclear frequency: 53.6669 MHz ( 29 Si nucleus) Spectrum width: 20000Hz Pulse width: 12 ⁇ s (45 ° pulse) Pulse repetition time: 30.0 seconds Solvent: Acetone-d6 Reference substance: Tetramethylsilane Measurement temperature: 23 ° C Sample rotation speed: 0.0 Hz.
  • ITO substrate glass substrate on which 100 nm of ITO has been formed by sputtering on a glass is a tabletop optical surface treatment device (PL16-110; Sen Special Light Company) And 100-second UV-O 3 cleaning treatment was used.
  • Patterns having a step shape were prepared by the method described in Example 1 and the conditions described in Tables 3-1 to 13-1.
  • a buzzer hot plate (HPD-3000BZN; manufactured by ASONE) was used for the prepared pattern under the conditions described in Table 3-1 to Table 13-1, under any processing atmosphere, and any post-development baking temperature and The film was heated under any post-development baking time condition and baked after development.
  • Patterns having a step shape were produced using the method described in Example 1 and the conditions described in Tables 3-1 to 13-1. Using the double-sided alignment single-side exposure apparatus (Mask Aligner PEM-6M; manufactured by Union Optics Co., Ltd.) on the prepared pattern under the conditions described in Table 3-2 to Table 13-2, under any processing atmosphere, and Active actinic radiation having an arbitrary exposure wavelength was irradiated at an arbitrary processing temperature.
  • the treatment atmosphere is a gas atmosphere containing 500 ppm, 5,000 ppm, or 50,000 ppm of oxygen in nitrogen.
  • Patterns having a step shape were produced under the method described in Example 1 and the conditions described in Tables 3-1 to 13-1.
  • a plasma cleaning apparatus (SPC-100B + H; manufactured by Hitachi High-Tech Instruments Co., Ltd.) was used for the prepared pattern under the conditions described in Table 3-2 to Table 13-2, a gas flow rate of 50 sccm and a processing pressure of 20 Pa. Then, plasma was generated under an arbitrary processing atmosphere, an arbitrary processing temperature, an arbitrary processing time, and an arbitrary high-frequency power (RF power).
  • a pattern having a step shape was heated and thermoset. Patterns having a step shape were produced using the method described in Example 1 and the conditions described in Tables 3-1 to 13-1.
  • the prepared pattern was heated and cured under the conditions described in Table 3-2 to Table 13-2 under the conditions of an arbitrary heat curing temperature and an arbitrary heat curing time under an arbitrary treatment atmosphere.
  • the processing atmosphere is a gas atmosphere containing 500 ppm, 5,000 ppm, or 50,000 ppm of oxygen in nitrogen.
  • the taper angle of the cross section is 1 to 30 °
  • the taper angle of the cross section is 31 to 45 °
  • B The taper angle of the cross section is 46-60 °
  • C The taper angle of the cross section is 61 to 70 °
  • D The taper angle of the cross section is 71-80 °
  • E The taper angle of the cross section is 81 to 179 °.
  • Judgment is made as follows, A +, A, B, and C that pass a maximum step thickness of 1.0 ⁇ m or more are accepted, and A +, A, and B are halftones that pass a maximum step thickness of 1.5 ⁇ m or more. A + and A in which the characteristics were good and the maximum step thickness was 2.0 ⁇ m or more were regarded as excellent halftone characteristics.
  • FIG. 9 shows an example of the arrangement and dimensions of the light transmitting portion, the light shielding portion, and the semi-light transmitting portion. Further, using the composition 1 described in Table 2-2, in Example 1 described in Table 3-1 and Table 3-2, using the halftone photomask described in FIG. A pattern having a step shape is shown in FIG. Moreover, the observation image of the pattern which has the level
  • Insulation surface resistivity
  • the surface resistivity ( ⁇ / ⁇ ) of the prepared pattern was measured using a high resistivity meter (“HIRESTA” UP; manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).
  • Luminescent characteristics of organic EL display (Method for producing organic EL display) 12 (1) to 12 (4) are schematic views of the used substrate.
  • an ITO transparent conductive film 10 nm was formed on the entire surface of a 38 ⁇ 46 mm non-alkali glass substrate 47 by sputtering, and etched as a first electrode 48 to form a transparent electrode.
  • An auxiliary electrode 49 was also formed at the same time to take out the second electrode (FIG. 12 (1)).
  • the obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean” (registered trademark) 56 (manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 10 minutes and then with ultrapure water.
  • a negative photosensitive resin composition was applied and pre-baked by the method described in Example 1, and had a predetermined pattern, and had a light-transmitting portion, a light-shielding portion, and a semi-light-transmitting portion.
  • a pattern having a step shape of the negative photosensitive resin composition was formed as the insulating layer 50 using a halftone photomask having With the above method, the openings having a width of 70 ⁇ m and a length of 260 ⁇ m are arranged at a pitch of 155 ⁇ m and a length of 465 ⁇ m in the width direction, and the insulating layer 50 having a shape in which each opening exposes the first electrode, It was limited to the substrate effective area (FIG. 12 (2)). Note that this opening finally becomes a light emitting pixel of the organic EL display. Further, the effective area of the substrate is 16 mm square, and the insulating layer 50 is formed with an arbitrary thickness.
  • an organic EL display was manufactured using the substrate on which the first electrode 48, the auxiliary electrode 49, and the insulating layer 50 were formed.
  • an organic EL layer 51 including a light emitting layer was formed by a vacuum deposition method (FIG. 12 (3)).
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition was 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or less, and the substrate was rotated with respect to the vapor deposition source during the vapor deposition.
  • 10 nm of the compound (HT-1) was deposited as a hole injection layer
  • 50 nm of the compound (HT-2) was deposited as a hole transport layer.
  • a compound (GH-1) as a host material and a compound (GD-1) as a dopant material were vapor-deposited on the light emitting layer to a thickness of 40 nm so that the doping concentration was 10%.
  • the compound (ET-1) and the compound (LiQ) were laminated in a volume ratio of 1: 1 to a thickness of 40 nm as an electron transport material.
  • the structure of the compound used in the organic EL layer is shown below.
  • the film thickness is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • the organic EL display produced by the above-described method was caused to emit light by direct current drive at 10 mA / cm 2 and observed for light emission defects such as a non-light emitting region and luminance unevenness.
  • non-defective elements having no problem in initial characteristics were held at 80 ° C. for 500 hours as a durability test.
  • the organic EL display was caused to emit light by direct current drive at 10 mA / cm 2 , and it was observed whether there were any changes in the light emission characteristics such as the light emission region and luminance unevenness.
  • Judgment is made as follows, and when the light emitting region area before the durability test is 100%, the light emitting region area after the durability test is 80% or more, A +, A, and B are passed, and the light emitting region area is A + and A, which are 90% or more, have good light emission characteristics, and A +, which has a light emitting region area of 95% or more, is excellent light emission characteristics.
  • a + Light emitting area after endurance test is 95-100%
  • A The light emitting area after the durability test is 90 to 94%.
  • E The light emitting area after the durability test is 0 to 49%.
  • the step shape of the negative photosensitive resin composition is changed.
  • the pattern having the step shape has a thick film portion, a thin film portion, and an opening, and the opening is surrounded by the adjacent thin film portion, and the thick film portion is adjacent to the thin film portion.
  • openings having a width of 70 ⁇ m and a length of 260 ⁇ m are arranged with a pitch of 155 ⁇ m in the width direction and a pitch of 465 ⁇ m in the length direction.
  • FIG. 13 shows a schematic diagram of the arrangement, dimensions, and dimensions of the opening, the thick film portion, and the thin film portion of the produced organic EL display.
  • the halftone photomask used to form the pattern shown in FIG. 13 has a portion where the light-transmitting portion and the semi-light-transmitting portion are adjacent to each other, and a portion where the light-shielding portion and the semi-light-transmitting portion are adjacent to each other.
  • it has a line-shaped translucent part and a square-shaped light-shielding part.
  • the ratio of the length that the outer periphery of the light transmitting part touches the outer periphery of the light shielding part is 0%.
  • the produced organic EL display emits light by DC drive at 10 mA / cm 2 , and there are no display defects such as dark spots caused by particles during vapor deposition and non-light-emitting areas and luminance unevenness caused by damage to the insulating layer.
  • the display defect occurrence rate was calculated from the number of normally emitting light among the 20 organic EL displays.
  • Judgment is made as follows, the display defect occurrence rate is 25% or less, A +, A, B and C are passed, the display defect occurrence rate is 15% or less, A +, A and B are good yield, A + and A, in which the display defect occurrence rate is 5% or less, were regarded as excellent yields.
  • Display defect occurrence rate is 66 to 100%.
  • FIG. 14 shows a schematic diagram of the arrangement, dimensions, and dimensions of the opening, the thick film portion, and the thin film portion of the organic EL display manufactured in Comparative Example 8.
  • the halftone photomask used in Comparative Example 8 has a portion where the light-transmitting portion and the semi-light-transmitting portion are in contact with each other. Does not have an adjacent location. Moreover, it has a square-shaped light-transmitting part and a rectangular-shaped light-shielding part. Furthermore, the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting part touches the outer periphery of the light-shielding part is 100%.
  • Example 1 Under a yellow light, 0.341 g of NCI-831 was weighed, 6.817 g of MBA and 4.816 g of PGMEA were added, and dissolved by stirring. Next, 5.059 g of a 30 mass% MBA solution of polyimide (PI-1) obtained in Synthesis Example 1, 1.421 g of a 50 mass% MBA solution of DPHA, and 50 mass% PGMEA of A-BPEF 0.568 g of the solution was added and stirred to obtain a mixed solution as a uniform solution.
  • PI-1 polyimide
  • the prepared composition 1 was applied onto an ITO substrate by spin coating at an arbitrary rotation number using a spin coater (MS-A100; manufactured by Mikasa), and then a buzzer hot plate (HPD-3000BZN; manufactured by ASONE). And prebaked at 110 ° C. for 120 seconds to prepare a prebaked film having a thickness of about 5 ⁇ m.
  • MS-A100 manufactured by Mikasa
  • HPD-3000BZN manufactured by ASONE
  • the prepared pre-baked film is spray-developed with a 2.38 mass% TMAH aqueous solution using a small photolithographic developing device (AD-2000; manufactured by Takizawa Sangyo Co., Ltd.), and the pre-baked film (unexposed portion) is completely dissolved. (Breaking Point; hereinafter, “BP”) was measured.
  • a pre-baked film was prepared in the same manner as described above, and the prepared pre-baked film was passed through a half-tone photomask for evaluating half-tone characteristics using a double-sided alignment single-sided exposure device (mask aligner PEM-6M; manufactured by Union Optics). Pattern exposure was performed under conditions of 23 ° C. in an air atmosphere with i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 405 nm) and g-line (wavelength 436 nm) of an ultrahigh pressure mercury lamp.
  • the transmissivity (% THT )% of the semi-translucent portion is 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, and 40% of the transmissivity (% TFT ) of the translucent portion, respectively. , 45%, or 50%.
  • the translucent part and the semi-translucent part are adjacent to each other, and the light shielding part and the semi-translucent part are adjacent to each other.
  • a pattern shape of each of the light transmitting part, the light shielding part, and the semi-transmissive part has a line shape. Moreover, both the said light transmission part and the said light-shielding part have a location which is square shape.
  • the pattern dimension of the translucent part has a location of 2 ⁇ m, 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 30 ⁇ m, 40 ⁇ m, 50 ⁇ m, or 100 ⁇ m, respectively.
  • the pattern size of the light shielding part is 10 ⁇ m.
  • the pattern size of the semi-translucent portion has a portion of 2 ⁇ m, 5 ⁇ m, 10 ⁇ m, 15 ⁇ m, 20 ⁇ m, 25 ⁇ m, 30 ⁇ m, 35 ⁇ m, 40 ⁇ m, 45 ⁇ m, 50 ⁇ m, or 100 ⁇ m, respectively.
  • thermosetting conditions were thermosetting at 250 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere.
  • Examples 2-97, Reference Examples 1-2, and Comparative Examples 1-7 In the same manner as in Example 1, compositions 2 to 18 were prepared with the compositions shown in Table 2-2. Using each of the obtained compositions, a composition was formed on a substrate in the same manner as in Example 1, pattern processability having a step shape, film characteristics of a pattern having a step shape, and light emission of an organic EL display The characteristics were evaluated. These evaluation results are summarized in Tables 3-1 to 14-1, Table 3-2 to Table 14-2, Table 4-3, Table 7-3, Table 10-3, Table 11-3, and Table. Shown in 14-3.
  • Tables 4-1 to 12-1, Table 4-2 to Table 12-2, Table 4-3, Table 7-3, Table 10-3, and Table 11-3 The evaluation result of Example 1 was described in each.
  • the evaluation results of Example 7 are shown in Table 12-1 and Table 12-2, respectively.
  • the difference between the reference product 1 and the first embodiment is that the halftone photomask is not used for exposure.
  • a pattern having a step shape was formed by exposing and developing in two steps with two photomasks.
  • a halftone photomask is used, and stepped shapes can be formed at a time, so that patterning exposure is performed.
  • the tact time can be shortened.
  • two photomasks having different translucent regions are used for exposure twice or more, and the yield is reduced due to light emission defects caused by exposure position accuracy and alignment errors. Therefore, the display defect occurrence rate increased. From the viewpoint of shortening the tact time and reducing the display defect occurrence rate, the superiority of the first embodiment can be confirmed.
  • Reference Example 2 the difference between Reference Example 2 and Example 1 is that active actinic radiation through a photomask and development with an alkaline solution are not performed.
  • a pattern having a step shape was formed by forming a film in a pattern twice by inkjet coating.
  • photolithography using a halftone photomask is performed, and pattern crosslinking is performed by irradiation with active actinic radiation during patterning exposure. Since the density is improved, the step thickness after thermosetting can be improved. In addition, the display defect occurrence rate can be reduced by suppressing the yield reduction.
  • Example 1 since a low molecular component that causes degassing is removed by a development process using an alkaline solution, the reliability of the light-emitting element can be improved.
  • the superiority of Example 1 can be confirmed from the viewpoints of improving the step thickness after thermosetting, improving the reliability of the light emitting element, and reducing the display defect occurrence rate.
  • Example 98 Metal for producing an organic EL display having no polarizing layer
  • An outline of the organic EL display to be manufactured is shown in FIG.
  • a chromium and gold laminated film was formed on a 38 ⁇ 46 mm non-alkali glass substrate 53 by an electron beam evaporation method, and a source electrode 54 and a drain electrode 55 were formed by etching.
  • ITO was deposited to a thickness of 10 nm by sputtering, and a reflective electrode 56 was formed as a first electrode by etching.
  • an amorphous IGZO film was formed by sputtering, and an oxide semiconductor layer 57 was formed between the source and drain electrodes by etching.
  • a positive photosensitive polysiloxane material SP-P2301; manufactured by Toray Industries, Inc.
  • SP-P2301 manufactured by Toray Industries, Inc.
  • An insulating layer 60 was formed.
  • a gold film was formed by an electron beam evaporation method, and a gate electrode 61 was formed by etching, whereby an oxide TFT array was obtained.
  • the composition 1 is applied and pre-baked on the oxide TFT array to form a film by the method described in Example 1 described above, and has a predetermined pattern, and has a light-transmitting portion, a light-blocking portion, and a semi-light-transmitting portion. Patterning exposure, development and rinsing through a halftone photomask having an aperture, and then opening the pixel region, followed by thermosetting to form a TFT protective layer / pixel dividing layer 62 having a stepped shape and having a light shielding property .
  • openings having a width of 70 ⁇ m and a length of 260 ⁇ m are arranged with a pitch of 155 ⁇ m in the width direction and a pitch of 465 ⁇ m in the width direction, and each of the openings exposes the reflective electrode. It was limited to the effective area. Note that this opening finally becomes a light emitting pixel of the organic EL display. Further, the effective area of the substrate is 16 mm square, and the pixel dividing layer is formed with an arbitrary thickness.
  • the compound (HT-1) as the hole injection layer, the compound (HT-2) as the hole transport layer, the compound (GH-1) as the host material, and the dopant material as The organic EL light emitting layer 63 was formed using the compound (GD-1) and the compound (ET-1) and the compound (LiQ) as electron transport materials.
  • MgAg was deposited to a thickness of 10 nm by a vapor deposition method at a volume ratio of 10: 1, and a transparent electrode 64 was formed as a second electrode by etching.
  • a sealing film 65 was formed using an organic EL sealing material (Structbond (registered trademark) XMF-T; manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) in a low-humidity nitrogen atmosphere.
  • an alkali-free glass substrate 66 was bonded onto the sealing film, and four top emission type organic EL displays each having a 5 mm square and having no polarizing layer were produced on one substrate.
  • the film thickness is a display value of a crystal oscillation type film thickness monitor.
  • Judgment is made as follows, A +, A, and B with a contrast of 0.80 or more are passed, A + and A are 0.90 or more, A + and A are good external light reflection reduction effects, and the contrast is 0 A +, which is .95 or more, was regarded as an excellent effect of reducing external light reflection.
  • the organic EL display produced by the method described above has a contrast of 0.90, and it has been confirmed that external light reflection can be reduced.
  • a + The contrast is 0.95 to 1.00
  • Contrast is 0.90 to 0.94
  • Contrast is 0.70 to 0.79
  • Contrast is 0.50 to 0.69
  • the contrast is 0.01 to 0.49.
  • the halftone photomask used in Comparative Example 8 has a portion where the light-transmitting portion and the semi-light-transmitting portion are in contact with each other. Does not have an adjacent location. Moreover, it has a square-shaped light-transmitting part and a rectangular-shaped light-shielding part. Furthermore, the ratio of the length that the outer periphery of the light-transmitting part touches the outer periphery of the light-shielding part is 100%.
  • the produced organic EL display emits light by DC drive at 10 mA / cm 2 , and there are no display defects such as dark spots caused by particles during vapor deposition and non-light-emitting areas and luminance unevenness caused by damage to the insulating layer.
  • the display defect occurrence rate was calculated from the number of normally emitting light among the 20 organic EL displays.
  • Judgment is made in the same manner as in (17) above.
  • a +, A, B, and C are acceptable when the display defect occurrence rate is 25% or less, and A +, A, and B are yields when the display defect occurrence rate is 15% or less.
  • the organic EL display produced by the above method had a display defect occurrence rate of 30% and a yield failure.
  • Example 99 Liquid repellency of pattern with step shape and inkjet organic EL compatibility evaluation
  • the pre-baked film of composition 1 was formed on the ITO substrate with a film thickness of 5 ⁇ m by the method described in Example 1, and a double-sided alignment single-sided exposure apparatus (mask aligner PEM-6M; manufactured by Union Optics) was used. Then, through the halftone photomask for halftone characteristic evaluation, the i-line (wavelength of the ultra-high pressure mercury lamp is set so that the exposure amount of the translucent portion becomes the exposure amount of sensitivity when the film thickness after pre-baking is 5 ⁇ m.
  • mask aligner PEM-6M manufactured by Union Optics
  • a +, A, B, and C are determined to be acceptable, and the contact angle of the thick film portion is 50 ° or more, and A +, A, and B are determined as follows.
  • the contact angle of the thick film part is 70 ° or more
  • A: The contact angle of the thick film part is 60 ° or more and less than 70 °
  • B: The contact angle of the thick film part is 50 ° or more and less than 60 °
  • D: Contact angle of thick film part is 20 ° or more and less than 40 °
  • E: Contact angle of thick film part is 10 ° or more and less than 20 °
  • F Contact angle of thick film part Is less than 10 ° or is not measurable.
  • the contact angle with PGMEA after thermosetting (contact angle with PGMEA of the thin film part) (CAp HT ) ° of the part having different transmittance is measured and after development.
  • the minimum contact angle (minimum contact angle with respect to PGMEA of a thin film part) (CAp HT / min ) ° of PGMEA after thermosetting of the semi-transparent part formed as a film was determined.
  • Judgment is made as follows, A +, A, B, and C are acceptable, the maximum contact angle difference is 10 ° or more, A +, A, and B are inkjet organic EL compatible, the maximum contact angle difference is 20 ° or more A + and A, in which the maximum contact angle difference is 30 ° or more, were considered excellent ink jet organic EL compatibility.
  • the cured film of composition 1 produced by the above method had a contact angle (CAp FT ) of the thick film portion of 42 ° and a minimum contact angle (CAp HT / min ) ° of the thin film portion of 28 °. It was confirmed that the angle difference was 14 ° and the inkjet organic EL compatibility was achieved.
  • the maximum contact angle difference is 40 ° or more
  • the maximum contact angle difference is 30 ° or more and less than 40 °
  • B The maximum contact angle difference is 20 ° or more and less than 30 °
  • C The maximum contact angle difference is 10 ° or more and 20 Less than °
  • D The maximum contact angle difference is 5 ° or more and less than 10 °
  • E The maximum contact angle difference is less than 10 ° or measurement is impossible.
  • Example 100 to 106 Composition 7 and 14 to 18 were used to evaluate liquid repellency and inkjet organic EL compatibility.
  • Example 100 to 105 Compositions 7 and 14 to 18 were used, and a 2.38 mass% TMAH aqueous solution was used as a developer.
  • Example 106 the composition 17 was used, and a 0.5 mass% TMAH aqueous solution was used as a developer.
  • the film formation conditions were the same as those described in Examples 7 and 92 to 97 in Table 12-1 and Table 12-2, respectively.
  • the evaluation results of Examples 99 to 106 are shown in Table 15-1.
  • the method for producing a cured film and the method for producing an organic EL display according to the present invention are suitable for producing an organic EL display in which yield reduction is suppressed and display characteristics and reliability are improved.

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Abstract

ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、段差形状を有するパターンを形成可能であって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを備える、硬化膜の製造方法を提供すること。また、前記段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイを製造することが可能な、表示装置の製造方法を提供すること。 (1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、(2)該段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、(3)該段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程、をこの順に有する、硬化膜の製造方法であって、該(1)パターンを形成する工程が、フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、を有し、該フォトマスクが、特定のパターン、並びに、透光部、遮光部及び半透光部を有するハーフトーンフォトマスクである、硬化膜の製造方法。

Description

硬化膜の製造方法、及び有機ELディスプレイの製造方法
 本発明は、硬化膜の製造方法、及び有機ELディスプレイの製造方法に関する。
 近年、スマートフォン、タブレットPC、及びテレビなど、薄型ディスプレイを有する表示装置において、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「EL」)ディスプレイを用いた製品が多く開発されている。
 一般に、有機ELディスプレイは、発光素子の光取り出し側に酸化インジウムスズ(以下、「ITO」)などの透明電極を有し、発光素子の光取り出しでない側にマグネシウムと銀の合金などの金属電極を有する。また、発光素子の画素間を分割するため、透明電極と金属電極との層間に画素分割層という絶縁層が形成される。画素分割層を形成した後、画素領域に相当する、画素分割層が開口して下地である透明電極又は金属電極が露出した領域に、蒸着マスクを介して発光材料を蒸着によって成膜し、発光層などの有機EL層が形成される。透明電極及び金属電極は、スパッタによって成膜されるのが一般的であるが、成膜された透明電極又は金属電極が断線するのを防ぐため、画素分割層には低テーパーのパターン形状が要求される。
 また、有機EL層を形成する際、蒸着マスクを画素分割層に接触させて蒸着するが、画素分割層と蒸着マスクとの接触面積が大きいと、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下の要因となる。また、蒸着マスクの付着物によって画素分割層が損傷し、水分が侵入することで、発光素子の劣化の要因となる。そこで、画素分割層の接触面積を小さくするため、画素分割層を二層に分けて成膜し、二層目の寸法幅を小さくして段差形状を有する画素分割層を形成する方法が挙げられるが、工程が煩雑になるため、プロセスタイムの増加又はパネルの歩留まり低下の要因となる課題がある。これらの課題を解決する手法として、フォトマスクとしてハーフトーンフォトマスクを用いてパターン形成する方法が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。段差形状を有する画素分割層を一層成膜で形成することで、プロセスタイムを増加させることなく、蒸着マスクとの接触面積を小さくする方法である。しかしながら、段差形状を有する画素分割層を形成するには、ナフトキノンジアジド化合物を含有するポジ型感光性樹脂組成物を用いる必要があるため、画素分割層から脱ガスが発生し、有機ELディスプレイの寿命低下の要因となる課題がある。
 そこで、ナフトキノンジアジド化合物を含有しない、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて段差形状を有する画素分割層を形成する方法が挙げられる(例えば、特許文献2参照)。ハーフトーンフォトマスクを用いた一括プロセスで段差形状を有するパターンを形成可能な特性(以下、「ハーフトーン特性」)を有する、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、パターニング露光、現像及び熱硬化をすることで、段差形状を有する画素分割層を形成する方法である。一方で、ネガ型の感光機構では、膜の表面から光硬化されるため、一般に矩形又は逆テーパーのパターン形状が形成されやすい。そのため、低テーパー形状の画素分割層を形成するためには、熱硬化工程においてパターンをリフローさせ、低テーパー化させる方法が一般的である。
特開2005-322564号公報 国際公開第2017/159876号
 しかしながら、熱硬化時のパターンリフローによって、低テーパー形状を形成する場合、段差形状を有するパターンの厚膜部もリフローしてしまう。そのため、厚膜部と薄膜部との境界の不明確化、厚膜部と薄膜部との段差膜厚の減少、又は、段差形状の消失などの課題があった。
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、段差形状を有するパターンを形成可能であって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを備える、硬化膜の製造方法を提供すること、及び、該段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイを製造することが可能な、表示装置の製造方法を提供することにある。
 上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る硬化膜の製造方法は、以下の構成を有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
(2)該段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
(3)該段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程、をこの順に有する、硬化膜の製造方法であって、
該(1)パターンを形成する工程が、(1-2)前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、を有し、
該フォトマスクが、透光部及び遮光部を含み、該透光部と該遮光部の間に、透過率が該透光部の値より低く、かつ透過率が該遮光部の値より高い、半透光部を有するハーフトーンフォトマスクであって、
該透光部と該半透光部とが隣接する箇所を有し、かつ該遮光部と該半透光部とが隣接する箇所を有するフォトマスクである、硬化膜の製造方法。
 本発明による硬化膜の製造方法によれば、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、段差形状を有するパターンを形成可能であって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを備える、硬化膜を形成することが可能となる。
 また、本発明による硬化膜の製造方法によって有機ELディスプレイを製造すれば、厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することで、パネルの歩留まり低下を抑制するとともに、発光素子の劣化を抑制し、発光素子の信頼性に優れる有機ELディスプレイを製造することが可能となる。
図1(1)~(7)は、本発明の硬化膜の製造方法を用いた有機ELディスプレイの製造プロセスを模式的断面で例示する工程図である。 図2(1)~(12)は、本発明の硬化膜の製造方法を用いた液晶ディスプレイの製造プロセスを模式的断面で例示する工程図である。 図3は、ハーフトーンフォトマスク上の、隣接する透光部と半透光部、及び、隣接する遮光部と半透光部の一例を示す概略図である。 図4は、ハーフトーンフォトマスク上の、隣接しない透光部と半透光部、及び、隣接しない遮光部と半透光部の一例を示す概略図である。 図5は、ハーフトーンフォトマスク上の、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の透光部及び遮光部の一例を示す概略図である。 図6は、ハーフトーンフォトマスク上の、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率が、0%である一例、及び、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率が、0%超である一例を示す概略図である。 図7は、ハーフトーンフォトマスク上の、透光部及び半透光部の面積の合計に占める、前記透光部の面積の比率が、1%以上、かつ50%以下である一例を示す概略図である。 図8は、段差形状を有するパターンの断面の一例を示す断面図である。 図9は、ハーフトーン特性評価に用いたハーフトーンフォトマスクの、透光部、遮光部及び半透光部の配置、並びに、寸法の概略図である。 図10は、本発明の硬化膜の製造方法によって、ハーフトーンフォトマスクを用いて形成した、現像後の段差形状を有するパターンの観察画像である。 図11は、本発明の硬化膜の製造方法によって、ハーフトーンフォトマスクを用いて形成した、光硬化及び熱硬化後の段差形状を有するパターンの観察画像である。 図12(1)~(4)は、発光特性評価に用いた有機ELディスプレイの概略図である。 図13は、発光特性評価に用いた有機ELディスプレイの、開口部、厚膜部及び薄膜部の配置、並びに、寸法の概略図である。 図14は、比較例8において、発光特性評価に用いた有機ELディスプレイの、開口部、厚膜部及び薄膜部の配置、並びに、寸法の概略図である。 図15は、偏光層を有しない有機ELディスプレイの模式的断面を例示する概略図である。 図16は、撥液性の厚膜部と親液性の薄膜部とを有する、段差形状を含むパターンを備える有機ELディスプレイの、開口部、厚膜部、及び薄膜部の配置の概略図である。
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の構成を有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
(2)該段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
(3)該段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程、をこの順に有する、硬化膜の製造方法であって、
前記(1)パターンを形成する工程が、(1-2)前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、を有し、
該フォトマスクが、透光部及び遮光部を含み、該透光部と該遮光部の間に、透過率が該透光部の値より低く、かつ透過率が該遮光部の値より高い、半透光部を有するハーフトーンフォトマスクであって、
該透光部と該半透光部とが隣接する箇所を有し、かつ該遮光部と該半透光部とが隣接する箇所を有するフォトマスクである、硬化膜の製造方法。
 <ネガ型感光性樹脂組成物>
 本発明の硬化膜の製造方法は、(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、を有する。ネガ型感光性樹脂組成物としては、例えば、樹脂、ラジカル重合性化合物、光重合開始剤、及び着色剤などを含有する公知のネガ型感光性樹脂組成物が使用できる。樹脂としては、(A)アルカリ可溶性樹脂が好ましく含有され、例えば、ポリイミド、ポリイミド前駆体、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリシロキサン、多環側鎖含有樹脂、酸変性エポキシ樹脂、又は、アクリル樹脂などを用いることができる。また、アルカリ可溶性樹脂とは、アルカリ溶液で現像できるものを言う。後述する溶剤を除く、ネガ型感光性樹脂組成物の全固形分中に占める樹脂の含有比率は、5~95質量%が好ましい。
 (A)アルカリ可溶性樹脂としては、ハーフトーン特性向上、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフロー抑制、及び、硬化膜の耐熱性向上の観点から、(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上を含有することが好ましい。また、露光時の感度向上、及び、熱硬化時における硬化膜の段差部位でのリフロー性制御による段差形状保持の観点から、さらに、多環側鎖含有樹脂、酸変性エポキシ樹脂、及び、アクリル樹脂から選ばれる一種類以上を含有することが好ましい。また、多環側鎖含有樹脂、酸変性エポキシ樹脂、及び、アクリル樹脂としては、露光時の感度向上、現像後低テーパー形状のパターン形成、及び、熱硬化時におけるパターンリフロー抑制の観点から、エチレン性不飽和二重結合基を含有することが好ましい。
 ここでいう露光とは、活性化学線(放射線)の照射のことであり、例えば、可視光線、紫外線、電子線、又はX線などの照射が挙げられる。一般的に使用されている光源であるという観点から、例えば、可視光線や紫外線の照射が可能な超高圧水銀灯光源が好ましく、j線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)、又はg線(波長436nm)の照射がより好ましい。以降、露光とは、活性化学線(放射線)の照射をいう。
 (A)アルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性基として、フェノール性水酸基、シラノール基、ヒドロキシイミド基、ヒドロキシアミド基及びメルカプト基から選ばれる一種類以上を有することが好ましく、フェノール性水酸基及びシラノール基から選ばれる一種類以上を有することがより好ましく、フェノール性水酸基を有することがさらに好ましい。(A)アルカリ可溶性樹脂が、上記のアルカリ可溶性基を有することで、アルカリ現像時において、ハーフトーン露光部の溶解性を制御でき、ハーフトーン特性を向上できるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。そのため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程によって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。
 <(A)アルカリ可溶性樹脂>
 (A)アルカリ可溶性樹脂として、(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体、ポリシロキサン、多環側鎖含有樹脂、酸変性エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂などが挙げられる。
 特に(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上を含有することが好ましい。上記の樹脂を含有させることで、アルカリ現像時において、ハーフトーン露光部の溶解性を制御でき、ハーフトーン特性を向上させることができるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。また、(A)アルカリ可溶性樹脂としては、露光時の感度向上、及び、熱硬化時における硬化膜の段差部位でのリフロー性制御による段差形状保持の観点から、エチレン性不飽和二重結合基を含有することが好ましい。一方で、(A)アルカリ可溶性樹脂としては、エチレン性不飽和二重結合基を有しないものも好ましい。エチレン性不飽和二重結合基を有しないことで、ハーフトーンフォトマスクを用いた露光において、露光部とハーフトーン露光部との間でUV硬化度に緩やかな差が付き、アルカリ現像時における膜減りの勾配が付くと考えられる。そのため、アルカリ現像時において、ハーフトーン露光部の溶解性を制御でき、ハーフトーン特性を向上できるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。そのため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程によって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。
 (A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体は、単一の樹脂又はそれらの共重合体のいずれであっても構わない。
 <(A1-1)ポリイミド及び(A1-2)ポリイミド前駆体>
 (A1-2)ポリイミド前駆体としては、例えば、ポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリアミド酸アミド、又はポリイソイミドが挙げられる。
(A1-1)ポリイミドとしては、例えば、上述したポリアミド酸、ポリアミド酸エステル、ポリアミド酸アミド、又はポリイソイミドを、加熱、又は酸若しくは塩基などを用いた反応により、脱水閉環させることによって得られる公知のものが挙げられ、テトラカルボン酸及び/又はその誘導体残基と、ジアミン及び/又はその誘導体残基を有する。
具体的には、(A1-1)ポリイミドとしては、硬化膜の耐熱性向上の観点から、下記一般式(1)で表される構造単位を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 一般式(1)において、Rは、4~10価の有機基を表し、Rは、2~10価の有機基を表す。R及びRは、それぞれ独立して、フェノール性水酸基、スルホン酸基、メルカプト基、又は一般式(5)若しくは一般式(6)で表される置換基を表す。pは、0~6の整数を表し、qは、0~8の整数を表す。
一般式(1)のRは、テトラカルボン酸及び/又はその誘導体残基を表し、Rは、ジアミン及び/又はその誘導体残基を表す。テトラカルボン酸誘導体としては、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸二塩化物、又はテトラカルボン酸活性ジエステルが挙げられる。ジアミン誘導体としては、ジイソシアネート化合物又はトリメチルシリル化ジアミンが挙げられる。
 一般式(1)において、Rは、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する4~10価の有機基が好ましい。また、Rは、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する2~10価の有機基が好ましい。qは、1~8が好ましい。上述した脂肪族構造、脂環式構造、及び芳香族構造は、ヘテロ原子を有してもよく、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 一般式(5)及び(6)において、R19~R21は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~6のアシル基、又は炭素数6~15のアリール基を表す。上述したアルキル基、アシル基、及びアリール基は、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
 (A1-2)ポリイミド前駆体としては、公知のものを含有させることができ、具体的には下記一般式(3)で表される構造単位を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 一般式(3)において、Rは、4~10価の有機基を表し、R10は、2~10価の有機基を表す。R11は、上述した一般式(5)又は一般式(6)で表される置換基を表し、R12は、フェノール性水酸基、スルホン酸基、又はメルカプト基を表し、R13は、フェノール性水酸基、スルホン酸基、メルカプト基、又は上述した一般式(5)若しくは一般式(6)で表される置換基を表す。tは、2~8の整数を表し、uは、0~6の整数を表し、vは、0~8の整数を表し、2≦t+u≦8である。
一般式(3)のRは、テトラカルボン酸及び/又はその誘導体残基を表し、R10は、ジアミン及び/又はその誘導体残基を表す。テトラカルボン酸誘導体としては、テトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸二塩化物、又はテトラカルボン酸活性ジエステルが挙げられる。ジアミン誘導体としては、ジイソシアネート化合物又はトリメチルシリル化ジアミンが挙げられる。
 一般式(3)において、Rは、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する4~10価の有機基が好ましい。また、R10は、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する2~10価の有機基が好ましい。vは、1~8が好ましい。上述した脂肪族構造、脂環式構造、及び芳香族構造は、ヘテロ原子を有してもよく、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
 <(A1-3)ポリベンゾオキサゾール及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体>
(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体としては、公知のものを含有させることができ、例えば、ポリヒドロキシアミドが挙げられる。
具体的には一般式(4)で表される構造単位を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 一般式(4)において、R14は、2~10価の有機基を表し、R15は、芳香族構造を有する4~10価の有機基を表す。R16は、フェノール性水酸基、スルホン酸基、メルカプト基、又は上述した一般式(5)若しくは一般式(6)で表される置換基を表し、R17は、フェノール性水酸基を表し、R18は、スルホン酸基、メルカプト基、又は上述した一般式(5)若しくは一般式(6)で表される置換基を表す。wは、0~8の整数を表し、xは、2~8の整数を表し、yは、0~6の整数を表し、2≦x+y≦8である。
一般式(4)のR14は、ジカルボン酸及び/又はその誘導体残基を表し、R15は、ビスアミノフェノール化合物及び/又はその誘導体残基を表す。ジカルボン酸誘導体としては、ジカルボン酸無水物、ジカルボン酸塩化物、ジカルボン酸活性エステル、トリカルボン酸無水物、トリカルボン酸塩化物、トリカルボン酸活性エステル、ジホルミル化合物が挙げられる。
 一般式(4)において、R14は、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する2~10価の有機基が好ましい。また、R15は、炭素数6~30の芳香族構造を有する4~10価の有機基が好ましい。上述した脂肪族構造、脂環式構造、及び芳香族構造は、ヘテロ原子を有してもよく、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
 (A1-3)ポリベンゾオキサゾールとしては、公知のものを含有させることができ、具体的には、一般式(2)で表される構造単位を含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 一般式(2)において、Rは、2~10価の有機基を表し、Rは、芳香族構造を有する4~10価の有機基を表す。R及びRは、それぞれ独立して、フェノール性水酸基、スルホン酸基、メルカプト基、又は上述した一般式(5)若しくは一般式(6)で表される置換基を表す。rは、0~8の整数を表し、sは、0~6の整数を表す。
一般式(2)のRは、ジカルボン酸及び/又はその誘導体残基を表し、Rは、ビスアミノフェノール化合物及び/又はその誘導体残基を表す。ジカルボン酸誘導体としては、ジカルボン酸無水物、ジカルボン酸塩化物、ジカルボン酸活性エステル、トリカルボン酸無水物、トリカルボン酸塩化物、トリカルボン酸活性エステル、ジホルミル化合物が挙げられる。
 一般式(2)において、Rは、炭素数2~20の脂肪族構造、炭素数4~20の脂環式構造、及び炭素数6~30の芳香族構造から選ばれる一種類以上を有する2~10価の有機基が好ましい。また、Rは、炭素数6~30の芳香族構造を有する4~10価の有機基が好ましい。sは、1~8が好ましい。上述した脂肪族構造、脂環式構造、及び芳香族構造は、ヘテロ原子を有してもよく、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
 <テトラカルボン酸及びジカルボン酸並びにそれらの誘導体>
 テトラカルボン酸としては、例えば、芳香族テトラカルボン酸、脂環式テトラカルボン酸、又は脂肪族テトラカルボン酸が挙げられる。これらのテトラカルボン酸は、カルボキシ基の酸素原子以外にヘテロ原子を有してもよい。
(A1-3)ポリベンゾオキサゾール及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体中のジカルボン酸及びその誘導体としては、トリカルボン酸及び/又はその誘導体を用いても構わない。ジカルボン酸及びトリカルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸、脂環式ジカルボン酸、脂環式トリカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、又は脂肪族トリカルボン酸が挙げられる。これらジカルボン酸及びトリカルボン酸は、カルボキシ基の酸素原子以外に、酸素原子以外のヘテロ原子を有してもよい。
テトラカルボン酸、ジカルボン酸、及びトリカルボン酸、並びにそれらの誘導体としては、例えば、国際公開第2016/158672号に記載の化合物が挙げられる。
 <ジアミン及びその誘導体>
 ジアミン及びその誘導体としては、例えば、芳香族ジアミン、ビスアミノフェノール化合物、脂環式ジアミン、脂環式ジヒドロキシジアミン、脂肪族ジアミン、又は脂肪族ジヒドロキシジアミンが挙げられる。これらのジアミン及びその誘導体は、アミノ基及びその誘導体が有する窒素原子、酸素原子以外に、ヘテロ原子を有してもよい。
ジアミン及びその誘導体としては、例えば、国際公開第2016/158672号に記載の化合物が挙げられる。
 <フッ素原子を有する構造単位>
 (A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上は、フッ素原子を有する構造単位を、全構造単位の10~100mol%で含有することが好ましい。
(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上が、フッ素原子を有する構造単位を含有することで、透明性が向上し、ハーフトーン露光部の光硬化を促進し、ハーフトーン特性を向上できるとともに、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができる。
 (A1-1)ポリイミド及び/又は(A1-2)ポリイミド前駆体が含有する、フッ素原子を有する構造単位としては、フッ素原子を有するテトラカルボン酸及び/又はその誘導体に由来する構造単位、又はフッ素原子を有するジアミン及び/又はその誘導体に由来する構造単位が挙げられる。
(A1-3)ポリベンゾオキサゾール及び/又は(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体が含有する、フッ素原子を有する構造単位としては、フッ素原子を有するジカルボン酸及び/又はその誘導体に由来する構造単位、又はフッ素原子を有するビスアミノフェノール化合物及び/又はその誘導体に由来する構造単位が挙げられる。
 <末端封止剤>
 (A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上は、樹脂の末端が、モノアミン、ジカルボン酸無水物、モノカルボン酸、モノカルボン酸塩化物、又はモノカルボン酸活性エステルなどの末端封止剤で封止されていても構わない。樹脂の末端が、末端封止剤で封止されることで、(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上を含有する樹脂組成物の塗液の保管安定性を向上させることができる。
 ポリシロキサンとしては、例えば、三官能オルガノシラン、四官能オルガノシラン、二官能オルガノシラン、及び一官能オルガノシランから選ばれる一種類以上を加水分解し、脱水縮合させて得られるポリシロキサンが挙げられる。
 ポリシロキサンとしては、硬化膜の耐熱性向上及び現像後の解像度向上の観点から、三官能オルガノシラン単位及び/又は四官能オルガノシラン単位を含有することが好ましい。三官能オルガノシランとしては、一般式(7)で表されるオルガノシラン単位が好ましい。四官能オルガノシラン単位としては、一般式(8)で表されるオルガノシラン単位が好ましい。また、パターン形状の低テーパー化及び硬化膜の機械特性向上の観点から、二官能オルガノシラン単位を含有しても構わない。二官能オルガノシランとしては、一般式(9)で表されるオルガノシラン単位が好ましい。また、樹脂組成物の塗液の保管安定性向上の観点から、一官能オルガノシラン単位を含有しても構わない。一官能オルガノシラン単位としては、一般式(10)で表されるオルガノシラン単位が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(7)~(10)において、R22~R27は、それぞれ独立して、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、又はアリール基を表す。一般式(7)~(10)において、R22~R27は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~10のアルキル基、炭素数4~10のシクロアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基、又は炭素数6~15のアリール基が好ましい。上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、及びアリール基は、ヘテロ原子を有してもよく、無置換体又は置換体のいずれであっても構わない。
一般式(7)、一般式(8)、一般式(9)、又は一般式(10)で表されるオルガノシラン単位を有するオルガノシランとしては、例えば、国際公開第2016/158672号に記載の化合物が挙げられる。
 多環側鎖含有樹脂としては、例えば、“ADEKA ARKLS”(登録商標) WR-101若しくは同 WR-301(以上、いずれもADEKA社製)、OGSOL(登録商標) CR-1030、同 CR-TR1、同 CR-TR2、同 CR-TR3、同 CR-TR4、同 CR-TR5、同 CR-TR6、同 CR-TR7、同 CR-TR8、同 CR-TR9、若しくは同 CR-TR10(以上、いずれも大阪ガスケミカル社製)、又はTR-B201若しくはTR-B202(以上、いずれもTRONLY社製)が挙げられる。
 酸変性エポキシ樹脂としては、例えば、“KAYARAD”(登録商標) PCR-1222H、同 CCR-1171H、同 TCR-1348H、同 ZAR-1494H、同 ZFR-1401H、同 ZCR-1798H、同 ZXR-1807H、同 ZCR-6002H、若しくは同 ZCR-8001H(以上、いずれも日本化薬社製)、又は“NK OLIGO”(登録商標) EA-6340、同 EA-7140、若しくは同 EA-7340(以上、いずれも新中村化学工業社製)が挙げられる。
 アクリル樹脂としては、例えば、酸性基を有する共重合成分、(メタ)アクリル酸エステルに由来する共重合成分、及びその他の共重合成分から選ばれる一種類以上の共重合成分を、ラジカル共重合させて得られるアクリル樹脂が挙げられる。酸性基を有する共重合成分、(メタ)アクリル酸エステルに由来する共重合成分、及びその他の共重合成分としては、例えば、国際公開第2016/158672号に記載の化合物が挙げられる。
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、(A)アルカリ可溶性樹脂として、さらに、その他のアルカリ可溶性基を含有しても構わない。その他のアルカリ可溶性樹脂としては、アルカリ可溶性基として、フェノール性水酸基を有する樹脂として、ハーフトーン特性向上の観点から、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、及びポリヒドロキシスチレンからなる群より選ばれる一種類以上を含有することが好ましく、ノボラック樹脂を含有することがより好ましい。ノボラック樹脂、レゾール樹脂、及びポリヒドロキシスチレンは、単一の樹脂又はそれらの共重合体のいずれであっても構わない。
 ノボラック樹脂としては、例えば、フェノール化合物と、アルデヒド化合物又はケトン化合物とを酸触媒下で反応させて得られるノボラック樹脂が挙げられ、フェノール化合物に由来する芳香族構造を有する。ノボラック樹脂としては、アルカリ可溶性基としてフェノール性水酸基を有する。レゾール樹脂としては、上述したノボラック樹脂の性状と、重合触媒を除き同様の性状を有するものをいう。レゾール樹脂としては、酸触媒の代わりにアルカリ触媒を用いて得られるレゾール樹脂が挙げられる。
 ポリヒドロキシスチレンとしては、例えば、ヒドロキシスチレン化合物の共重合成分、スチレン化合物の共重合成分、及びその他の共重合成分からなる群より選ばれる一種類以上の共重合成分を、ラジカル共重合させて得られるポリヒドロキシスチレンが挙げられ、ヒドロキシスチレン化合物の共重合成分に由来する芳香族構造を有する。ポリヒドロキシスチレンとしては、アルカリ可溶性基としてフェノール性水酸基を有する。
 ノボラック樹脂、レゾール樹脂、及びポリヒドロキシスチレンとしては、その他の酸性基を有しても構わない。酸性基としては、pH6未満の酸性度を示す基が好ましい。pH6未満の酸性度を示す基としては、例えば、カルボキシ基、カルボン酸無水物基、スルホン酸基、又はヒドロキシイミド基が挙げられる。アルカリ現像液でのパターン加工性向上及び現像後の解像度向上の観点から、カルボキシ基、カルボン酸無水物基が好ましい。また、ノボラック樹脂、レゾール樹脂、及びポリヒドロキシスチレンとしては、エチレン性不飽和二重結合基を有することが好ましい。エチレン性不飽和二重結合基を有することで、露光時の感度を向上できるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成できる。
 <(B)ラジカル重合性化合物>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、(B)ラジカル重合性化合物を含有することが好ましい。(B)ラジカル重合性化合物とは、分子中に複数のエチレン性不飽和二重結合基を有する化合物をいう。露光時、後述する(C1)光重合開始剤から発生するラジカルによって、(B)ラジカル重合性化合物のラジカル重合が進行し、樹脂組成物の膜の露光部がアルカリ現像液に対して不溶化することで、ネガ型のパターンを形成することができる。
(B)ラジカル重合性化合物を含有させることで、露光時のUV硬化が促進されて、露光時の感度を向上させることができる。加えて、熱硬化後の架橋密度が向上し、硬化膜の硬度を向上させることができる。
 (B)ラジカル重合性化合物としては、公知のものを含有することができ、ラジカル重合の進行しやすい、(メタ)アクリル基を有する化合物が好ましい。露光時の感度向上及び硬化膜の硬度向上の観点から、(メタ)アクリル基を分子中に2つ以上有する化合物がより好ましい。
 (B)ラジカル重合性化合物としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(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、ペンタエリスリトールテトラ(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、トリペンタエリスリトールオクタ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス[4-(3-(メタ)アクリロキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル]プロパン、1,3,5-トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌル酸、若しくは1,3-ビス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌル酸、又はそれらの酸変性体が挙げられる。また、現像後の解像度向上の観点から、分子中に2つ以上のグリシドキシ基を有する化合物とエチレン性不飽和二重結合基を有する不飽和カルボン酸とを開環付加反応させて得られる化合物に、多塩基酸カルボン酸又は多塩基カルボン酸無水物を反応させて得られる化合物も好ましい。
 (B)ラジカル重合性化合物としては、現像後低テーパー形状のパターン形成の観点から、9,9-ビス[4-(2-(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[4-(3-(メタ)アクリロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス(4-(メタ)アクリロキシフェニル)フルオレン、9,9-ビス[4-(2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロキシプロポキシ)フェニル]フルオレン、9,9-ビス[3,4-ビス(2-(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]フルオレン、1,1-ビス[4-(2-(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]インダン、1,1-ビス(4-(メタ)アクリロキシフェニル)インダン、1,1-ビス[4-(2-ヒドロキシ-3-(メタ)アクリロキシプロポキシ)フェニル]インダン、1,1-ビス[3,4-ビス(2-(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]インダン、2,2-ビス[4-(2-(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]インダン、又は2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシフェニル)インダンが好ましい。
 (B)ラジカル重合性化合物としては、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフロー抑制、及び、段差膜厚向上の観点から、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、δ-バレロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、γ-ブチロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、β-プロピオラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性グリセリントリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性1,3,5-トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌル酸、ε-カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性グリセリンジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性1,3-ビス((メタ)アクリロキシメチル)イソシアヌル酸、又はε-カプロラクトン変性1,3-ビス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌル酸が好ましい。
 ネガ型感光性樹脂組成物に占める(B)ラジカル重合性化合物の含有量は、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(B)ラジカル重合性化合物の合計を100質量部とした場合において、15~65質量部が好ましい。含有量が上記範囲内であると、露光時の感度を向上でき、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成できるとともに、硬化膜の耐熱性を向上させることができる。
 (B)ラジカル重合性化合物としては、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物を含有することが好ましい。(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物とは、分子中に複数のエチレン性不飽和二重結合基、及び、オキシアルキレン鎖などの親水性骨格とを有する化合物をいう。(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物としては、(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来する構造、(II)少なくとも3つのエチレン性不飽和二重結合基、及び、(III)少なくとも1つの親水性骨格、を有する化合物が好ましい。(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物を含有させることで、露光時の感度を向上できるとともに、現像後の残渣発生を抑制できる。また、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。これは、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低く、活性化学線の照射後においても、未反応の(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が残存していると推定される。さらに親水性骨格を有するため、現像時に(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が薄膜部から溶出すると考えられる。そのため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンにおける厚膜部は光硬化する一方、薄膜部は光硬化による架橋度向上が阻害され、その後の熱硬化時におけるパターンリフローによって、低テーパー化すると推定される。
 (B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が有する親水性骨格としては、熱硬化後における厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターン形成の観点、及び薄膜部における熱硬化後に低テーパー形状のパターン形成の観点から、オキシアルキレン鎖、ラクトン変性鎖、ラクタム変性鎖、及びヒドロキシアルキレン鎖から選ばれる一種類以上を有することが好ましく、ラクトン変性鎖、及びラクタム変性鎖から選ばれる一種類以上を有することがより好ましい。(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物としては、分子中に一般式(24)で表される基と3個以上の一般式(25)で表される基とを有する化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 一般式(24)において、R125は、水素、ヒドロキシ基又は炭素数1~10のアルキル基を表す。Z17は、一般式(29)で表される基又は一般式(30)で表される基を表す。aは、1~10の整数を表し、bは、1~4の整数を表し、cは、0又は1を表し、dは、1~4の整数を表し、eは、0又は1を表す。cが0の場合、dは1である。一般式(25)において、R126~R128は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~10のアルキル基、又は炭素数6~15のアリール基を表す。一般式(30)において、R129は、水素又は炭素数1~10のアルキル基を表す。一般式(24)において、cは1が好ましく、eは1が好ましい。一般式(25)において、R126は、水素、ヒドロキシ基又は炭素数1~4のアルキル基が好ましく、水素又はメチル基がより好ましい。R127及びR128は、それぞれ独立して、水素又は炭素数1~4のアルキル基が好ましく、水素がより好ましい。一般式(30)において、R129は、水素又は炭素数1~4のアルキル基が好ましく、水素又はメチル基がより好ましい。上述した一般式(24)において、cが、0であって、eが、1であって、Z17が、一般式(29)であると、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が、オキシアルキレン鎖を有する。一方、一般式(24)において、cが、1であって、eが、1であると、ラクトン変性鎖、及びラクタム変性鎖から選ばれる一種類以上を有する。また、一般式(24)において、cが、0であって、eが、1であって、Z17が、一般式(29)であって、R125が、ヒドロキシ基であると、オキシアルキレン鎖を有する。
 (B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物としては、前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来する構造として、前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来するヒドロキシ基を有することが好ましい。上述した構造を有することで、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。これは同様に、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物の親水性に起因すると推測される。前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来するヒドロキシ基としては、前記(II)少なくとも3つのエチレン性不飽和二重結合基、及び、前記(III)少なくとも1つの親水性骨格が結合していない、ヒドロキシ基が挙げられる。例えば、前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物が、分子中に4つのヒドロキシ基を有する場合、分子中の3つのヒドロキシ基が結合に使用され、結合に使用されていない1つのヒドロキシ基が残存する場合などが挙げられる。
 (B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物としては、フェノール性水酸基、カルボキシ基、及びカルボン酸無水物基から選ばれる一種類以上を有することが好ましい。上述した基を有することで、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。これは同様に、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物の親水性に起因すると推測される。前記フェノール性水酸基、カルボキシ基、及びカルボン酸無水物基としては、上述した(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来するヒドロキシ基が、前記フェノール性水酸基、カルボキシ基、又はカルボン酸無水物基を有する化合物と反応して結合して得られる、フェノール性水酸基、カルボキシ基、又はカルボン酸無水物基が挙げられる。例えば、前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来する1つのヒドロキシ基が、ヒドロキシ基と反応可能な基、及びフェノール性水酸基を有する化合物と反応して得られるフェノール性水酸基が挙げられる。また、前記(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来する1つのヒドロキシ基が、カルボン酸無水物基と反応して得られるカルボキシ基が挙げられる。
 <(C1)光重合開始剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、(C)感光剤として、(C1)光重合開始剤を含有することが好ましい。(C1)光重合開始剤とは、露光によって結合開裂及び/又は反応してラジカルを発生する化合物をいう。(C1)光重合開始剤を含有させることで、上述した(B)ラジカル重合性化合物のラジカル重合が進行し、樹脂組成物の膜の露光部がアルカリ現像液に対して不溶化することで、ネガ型のパターンを形成することができる。また、露光時のUV硬化が促進されて、感度を向上させることができる。
 (C1)光重合開始剤としては、例えば、ベンジルケタール系光重合開始剤、α-ヒドロキシケトン系光重合開始剤、α-アミノケトン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤、アクリジン系光重合開始剤、チタノセン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、芳香族ケトエステル系光重合開始剤、又は安息香酸エステル系光重合開始剤が好ましく、露光時の感度向上の観点から、α-ヒドロキシケトン系光重合開始剤、α-アミノケトン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤、アクリジン系光重合開始剤、又はベンゾフェノン系光重合開始剤がより好ましく、α-アミノケトン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキシド系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤がさらに好ましい。
 (C1)光重合開始剤としては、一般式(15)で表される基、一般式(16)で表される基、一般式(17)で表される基及び一般式(18)で表される基から選ばれる一種類以上を有することが好ましい。(C1)光重合開始剤が、上記の基を有することで、紫外領域の吸光度が向上し、露光時における膜の深部でのラジカル硬化が促進され、露光時の感度を向上できるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。また、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができ、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 一般式(15)~(18)において、R55~R58は、それぞれ独立して、炭素数1~10のアルキル基、炭素数4~10のシクロアルキル基、炭素数6~15のアリール基、炭素数1~10のアルコキシ基、炭素数1~10のヒドロキシアルキル基、又は環を形成する基を表す。複数のR55~R58で形成する環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、シクロペンタン環、又はシクロヘキサン環が挙げられる。aは0~7の整数であり、bは0~2の整数であり、c及びdはそれぞれ独立して、0~3の整数である。複数のR55~R58で形成する環としては、ベンゼン環又はナフタレン環が好ましい。
 ネガ型感光性樹脂組成物に占める(C1)光重合開始剤の含有量は、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(B)ラジカル重合性化合物の合計を100質量部とした場合において、1~20質量部が好ましい。含有量が上記範囲内であると、露光時の感度を向上させることができるとともに、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。また、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができる。
 <(D)着色剤、(Da)黒色剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、公知の(D)着色剤を含有してもよい。(D)着色剤としては、顔料、染料などを使用でき、特に可視光に遮光性が必要な場合は、(Da)黒色剤を含有することが好ましい。(D)着色剤とは、特定波長の光を吸収する化合物であり、特に、可視光線の波長(380~780nm)の光を吸収することで、着色する化合物をいう。(D)着色剤を含有させることで、ネガ型感光性樹脂組成物から得られる膜を着色させることができ、樹脂組成物の膜を透過する光、又は、樹脂組成物の膜から反射する光を、所望の色に着色させる、着色性を付与することができる。また、樹脂組成物の膜を透過する光、又は、樹脂組成物の膜から反射する光から、(D)着色剤が吸収する波長の光を遮光する、遮光性を付与することができる。
 (Da)黒色剤とは、可視光線の波長の光を吸収することで、黒色に着色する公知の化合物をいう。例えば、(D1a)黒色顔料、(D2a-1)黒色染料などが挙げられる。(Da)黒色剤を含有させることで、樹脂組成物の膜が黒色化するため、樹脂組成物の膜を透過する光、又は、樹脂組成物の膜から反射する光を遮光する、遮光性を向上させることができる。このため、カラーフィルタのブラックマトリックス又は液晶ディスプレイのブラックカラムスペーサーなどの遮光膜や、有機ELディスプレイの画素分割層又はTFT平坦化層など、外光反射の抑制によって高コントラスト化が要求される用途に好適である。
 一般に、ネガ型感光性樹脂組成物では、(Da)黒色剤を含有する場合、紫外領域の波長(例えば、400nm以下)の光も遮光されるため、パターニング露光時の膜の硬化が不足する場合が多い。そのため、熱硬化時のパターンリフローにより、段差形状を有するパターンにおける厚膜部と薄膜部が一体化して境界部が消失するため、段差形状が消失してしまう場合がある。本発明の硬化膜の製造方法によれば、上記のような(Da)黒色剤を含有するネガ型感光性樹脂組成物においても、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、溶剤を除く、ネガ型感光性樹脂組成物の全固形分中に占める(D)着色剤の含有比率は、5~70質量%が好ましい。
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、後述する(F)撥インク剤、及び(D)着色剤として(Da)を含有することが好ましい。(F)撥インク剤、及び(D)着色剤として(Da)を含有させることで、膜の撥液性を向上できるとともに、遮光性を向上できる。加えて、現像後の残渣発生を抑制できる。(D)着色剤として顔料を含有する場合、顔料起因の現像後の残渣発生を抑制できる観点で好ましく、特に、(Da)黒色剤として(D1a)黒色顔料を含有する場合により好ましい。これは、一般に膜表面において、酸素阻害によるUV硬化不足によって、現像時に硬化部の膜が剥がれ、開口部の付着することで現像残渣が発生する場合がある。このような場合において、(F)撥インク剤が膜表面に偏在することで、膜表面においてアルカリ現像液の浸透が抑制され、現像残渣の発生が抑制されたと推測される。特に、顔料や(D1a)黒色顔料を含有する場合において、現像残渣の発生を抑制できる。
 (D1a)黒色顔料としては、例えば、アントラキノン系黒色顔料、ベンゾフラノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、アニリン系黒色顔料、アゾ系黒色顔料、アゾメチン系黒色顔料、又はカーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックとしては、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、グラファイト若しくは銀スズ合金、又は、チタン、銅、鉄、マンガン、コバルト、クロム、ニッケル、亜鉛、カルシウム、若しくは銀などの金属における、微粒子、酸化物、複合酸化物、硫化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、窒化物、炭化物、若しくは酸窒化物や、赤、橙、黄、緑、青、又は紫色の公知の顔料から選ばれる二色以上の顔料を組み合わせることで、擬似的に黒色に着色する、着色顔料混合物などが挙げられる。
 (D1b)黒色以外の顔料としては、青色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントブルー15、15:3、15:4、15:6、22、60、又は64が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。赤色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントレッド9、48、97、122、123、144、149、166、168、177、179、180、190、192、209、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、又は250が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。黄色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントイエロー12、13、17、20、24、83、86、93、95、109、110、117、120、125、129、137、138、139、147、148、150、151、153、154、166、168、175、180、181、185、192、又は194が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。紫色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントバイオレット19、23、29、30、32、37、40、又は50が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。橙色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントオレンジ12、36、38、43、51、55、59、61、64、65、71、又は72が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。緑色に着色する顔料としては、例えば、ピグメントグリーン7、10、36、又は58が挙げられる(数値はいずれもC.I.ナンバー)。
 <(D1a-1a)ベンゾフラノン系黒色顔料>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、上述した(D1a)黒色顔料が、(D1a-1a)ベンゾフラノン系黒色顔料であることが好ましい。(D1a-1a)ベンゾフラノン系黒色顔料は、一般的な有機顔料と比較して、樹脂組成物中の顔料の単位含有比率当たりの遮光性に優れ、紫外領域の波長(例えば、400nm以下)の透過率が高い。そのため、少ない含有比率で同等の遮光性を付与することができ、露光時の感度を向上させることができる。また、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができ、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。加えて、発光素子の信頼性を向上させることができる。
 (D1a-1a)ベンゾフラノン系黒色顔料とは、分子中にベンゾフラン-2(3H)-オン構造又はベンゾフラン-3(2H)-オン構造を有する、可視光線の波長の光を吸収することで黒色に着色する化合物をいう。(D1a-1a)ベンゾフラノン系黒色顔料としては、例えば、“IRGAPHOR”(登録商標) BLACK S0100CF(BASF社製)、国際公開第2010/081624号記載の黒色顔料、又は国際公開第2010/081756号記載の黒色顔料が挙げられる。
 <(D1a-3a)特定の着色顔料混合物>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、上述した(D1a)黒色顔料が、(D1a-3a)特定の着色顔料混合物であることが好ましい。(D1a-3a)特定の着色顔料混合物とは、以下の(I)~(IV)のいずれかであることが好ましい。
(I)青色顔料、赤色顔料、及び黄色顔料を含む着色顔料混合物
(II)紫色顔料、及び黄色顔料を含む着色顔料混合物
(III)青色顔料、赤色顔料、及び橙色顔料を含む着色顔料混合物
(IV)青色顔料、紫色顔料、及び橙色顔料を含む着色顔料混合物
 (D1a-3a)特定の着色顔料混合物は、一般的な有機顔料と比較して、樹脂組成物中の顔料の単位含有比率当たりの遮光性に優れ、紫外領域の波長(例えば、400nm以下)の透過率が高い。そのため、少ない含有比率で同等の遮光性を付与することができ、露光時の感度を向上させることができる。また、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程による、段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができ、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。加えて、発光素子の信頼性を向上させることができる。
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、上述した(D1a-3a)特定の着色顔料混合物において、上述した青色顔料が、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー15:6、及びC.I.ピグメントブルー60からなる群より選ばれる一種類以上であることが好ましく、上述した赤色顔料が、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド179、及びC.I.ピグメントレッド190からなる群より選ばれる一種類以上であることが好ましく、上述した黄色顔料が、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー192、及びC.I.ピグメントイエロー194からなる群より選ばれる一種類以上であることが好ましく、上述した紫色顔料が、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントバイオレット29、及びC.I.ピグメントバイオレット37からなる群より選ばれる一種類以上であることが好ましく、上述した橙色顔料が、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントオレンジ64、及びC.I.ピグメントオレンジ72からなる群より選ばれる一種類以上であることが好ましい。
 <(D2)染料>
染料としては、例えば、直接染料、反応性染料、硫化染料、バット染料、酸性染料、含金属染料、含金属酸性染料、塩基性染料、媒染染料、酸性媒染染料、分散染料、カチオン染料、又は蛍光増白染料が挙げられる。ここで分散染料とは、水に不溶又は難溶であり、スルホン酸基、カルボキシ基などのアニオン性イオン化基を持たない染料をいう。
(D2)染料としては、アントラキノン系染料、アゾ系染料、アジン系染料、フタロシアニン系染料、メチン系染料、オキサジン系染料、キノリン系染料、インジゴ系染料、インジゴイド系染料、カルボニウム系染料、スレン系染料、ペリノン系染料、ペリレン系染料、トリアリールメタン系染料、又はキサンテン系染料が挙げられる。後述する溶剤への溶解性及び耐熱性の観点から、アントラキノン系染料、アゾ系染料、アジン系染料、メチン系染料、トリアリールメタン系染料、キサンテン系染料が好ましい。
<(F)撥インク剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、(F)撥インク剤を含有することが好ましい。(F)撥インク剤とは、撥水性の構造、及び/又は撥油性の構造を有する化合物をいう。(F)撥インク剤を含有させることで、膜の撥液性を向上できるため、膜の純水に対する接触角、及び/又は膜の有機溶剤に対する接触角を高めることができる。撥水性の構造、及び/又は撥油性の構造としては、フッ素原子を有する構造が好ましく、シリル基又はシロキサン結合を有する構造も好ましい。フッ素原子を有する構造としては、2つ以上のフッ素原子を有するアルキル基、2つ以上のフッ素原子を有するシクロアルキル基、2つ以上のフッ素原子を有するアリール基、2つ以上のフッ素原子を有するアルキレン鎖、2つ以上のフッ素原子を有するシクロアルキレン鎖、又は2つ以上のフッ素原子を有するアリーレン鎖が好ましい。シリル基又はシロキサン結合を有する構造としては、2つ以上のジメチルシリル構造を有するアルキル基、2つ以上のジメチルシロキサン結合を有するアルキル基、2つ以上のジメチルシロキサン結合を有するポリジメチルシロキサン構造、2つ以上のジメチルシリル構造を有するアルキレン鎖、又は2つ以上のジメチルシロキサン結合を有するアルキレン鎖が好ましい。
 (F)撥インク剤としては、光重合性基、及び/又は熱架橋性基を有することが好ましく、分子中に2つ以上の光重合性基、及び/又は分子中に2つ以上の熱架橋性基を有することが好ましい。光重合性基としては、エチレン性不飽和二重結合基を有する基が好ましい。エチレン性不飽和二重結合基を有する基としては、(メタ)アクリル基、ビニル基、アリル基、又はマレイミド基が好ましく、(メタ)アクリル基がより好ましい。熱架橋性基としては、エポキシ基、アルコキシメチル基、メチロール基、オキセタニル基、又はブロックイソシアネート基が好ましい。
 (F)撥インク剤が光重合性基を有することで、露光時、上述した(C1)光重合開始剤から発生するラジカル、及び/又は上述した(B)ラジカル重合性化合物から発生するラジカルによって、(B)ラジカル重合性化合物とUV硬化させて架橋させることができる。そのため、現像時における(F)撥インク剤の膜からの溶出を抑制し、膜に固定化することができるため、現像後においても膜の撥液性を向上できる。また、(F)撥インク剤が熱架橋性基を有することで、熱硬化時、上述した(A)アルカリ可溶性樹脂の主鎖及び/又は側鎖と反応して架橋させることができる。そのため、熱硬化時における(F)撥インク剤の膜からの揮発を抑制し、膜に固定化することができるため、熱硬化後においても膜の撥液性を向上できる。また、(F)撥インク剤が揮発してパターン開口部に付着すると、パターン開口部に撥液性が付与されてしまうため、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程において、インクの濡れ性が低下し、有機EL層の成膜不良の要因となる。従って、(F)撥インク剤が熱架橋性基を有することで、有機EL層の成膜不良を抑制できる。加えて、(F)撥インク剤の熱分解による脱ガス発生又は昇華物発生を抑制し、パターン開口部への残渣の付着を防止できるため、有機EL層の成膜不良の抑制が可能となる。
 また、本発明の硬化膜の製造方法において、(F)撥インク剤が光重合性を有することで、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、(F)撥インク剤のUV硬化が促進されるため、熱硬化後においても膜の撥液性を向上できるとともに、有機EL層の成膜不良を抑制できる。従って、本発明の硬化膜の製造方法としては、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。
 (F)撥インク剤としては、ポリマー鎖を有することも好ましく、ポリマー鎖の繰り返し単位の側鎖に撥水性の構造、及び/又は撥油性の構造を有することも好ましい。また、(F)撥インク剤としては、ポリマー鎖を有することも好ましく、ポリマー鎖の繰り返し単位の側鎖に光重合性、及び/又は熱架橋性基を有することで、分子中に2つ以上の光重合性基、及び/又は分子中に2つ以上の熱架橋性基を有することも好ましい。ポリマー鎖を有する(F)撥インク剤としては、アクリル樹脂系撥インク剤、ポリオキシアルキレンエーテル系撥インク剤、ポリエステル系撥インク剤、ポリウレタン系撥インク剤、ポリオール系撥インク剤、ポリエチレンイミン系撥インク剤、又はポリアリルアミン系撥インク剤が挙げられる。アルカリ現像液でのパターン加工性の観点から、アクリル樹脂系撥インク剤、ポリオキシアルキレンエーテル系撥インク剤、ポリエステル系撥インク剤、ポリウレタン系撥インク剤、又はポリオール系撥インク剤が好ましく、アクリル樹脂系撥インク剤がより好ましい。
 ネガ型感光性樹脂組成物に占める(F)撥インク剤の含有量は、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(B)ラジカル重合性化合物の合計を100質量部とした場合において、1~20質量部が好ましい。含有量が上記範囲内であると、膜の撥液性を向上させることができるとともに、現像後の残渣発生を抑制できる。また、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、有機EL層の成膜不良を抑制できる。
 <溶剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、溶剤を含有することが好ましい。溶剤とは、樹脂組成物中に含有させる各種樹脂及び各種添加剤を溶解させることができる化合物をいう。溶剤を含有させることで、樹脂組成物中に含有させる各種樹脂及び各種添加剤を均一に溶解させ、硬化膜の透過率を向上させることができる。また、樹脂組成物の粘度を任意に調整することができ、基板上に所望の膜厚で成膜することができる。加えて、樹脂組成物の表面張力又は塗布時の乾燥速度などを任意に調整することができ、塗布時のレベリング性及び塗膜の膜厚均一性を向上させることができる。
 溶剤としては、各種樹脂及び各種添加剤の溶解性の観点から、アルコール性水酸基を有する化合物、カルボニル基を有する化合物、又はエーテル結合を3つ以上有する化合物が好ましい。加えて、大気圧下の沸点が、110~250℃である化合物がより好ましい。沸点を110℃以上とすることで、塗布時に適度に溶剤が揮発して塗膜の乾燥が進行するため、塗布ムラを抑制し、膜厚均一性を向上させることができる。一方、沸点を250℃以下とすることで、塗膜中に残存する溶剤量を低減することができる。そのため、熱硬化時の膜収縮量を低減させることができ、硬化膜の平坦性を高め、膜厚均一性を向上させることができる。
 (D)着色剤として、(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料を含有させる場合、溶剤としては、カルボニル基又はエステル結合を有する溶剤が好ましい。カルボニル基又はエステル結合を有する溶剤を含有させることで、(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料の分散安定性を向上させることができる。また、分散安定性の観点から、溶剤としては、アセテート結合を有する溶剤がより好ましい。アセテート結合を有する溶剤を含有させることで、(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料の分散安定性を向上させることができる。
 <その他の添加剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、他の樹脂若しくはそれらの前駆体、又は、他の添加剤を含有しても構わない。他の樹脂又はそれらの前駆体としては、例えば、ポリアミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ウレア樹脂、若しくはポリウレタン、又はそれらの前駆体が挙げられる。他の添加剤としては、(C2)光酸発生剤、(E)分散剤、増感剤、連鎖移動剤、重合禁止剤、架橋剤、シランカップリング剤又は界面活性剤が挙げられる。
 <(C2)光酸発生剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、(C)感光剤として、(C2)光酸発生剤を含有しても構わない。(C2)光酸発生剤とは、露光によって結合開裂を起こして酸を発生する化合物をいう。(C2)光酸発生剤を含有させることで、露光時のUV硬化が促進されて、感度を向上させることができる。また、樹脂組成物の熱硬化後の架橋密度が向上し、硬化膜の耐薬品性を向上させることができる。加えて、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制することができる。(C2)光酸発生剤としては、トリオルガノスルホニウム塩系化合物、スルホン酸エステル化合物又はスルホンイミド化合物が好ましい。
 <(E)分散剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、(E)分散剤を含有することが好ましい。(E)分散剤とは、上述した(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料などの表面と相互作用する表面親和性基と、(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料の分散安定性を向上させる分散安定化構造とを有する化合物をいう。(E)分散剤の分散安定化構造としては、ポリマー鎖及び/又は静電荷を有する置換基などが挙げられる。
 (E)分散剤を含有させることで、ネガ型感光性樹脂組成物が、(D1)顔料及び/又は(D2)染料として分散染料を含有する場合、それらの分散安定性を向上させることができ、現像後の解像度を向上させることができる。
 表面親和性基としては、例えば、塩基性基、塩基性基及び酸性基、酸性基、塩基性基及び/又は酸性基が、酸及び/又は塩基と塩形成した構造が挙げられる。ポリマー鎖を有する(E)分散剤としては、アクリル樹脂系分散剤、ポリオキシアルキレンエーテル系分散剤、ポリエステル系分散剤、ポリウレタン系分散剤、ポリオール系分散剤、ポリエチレンイミン系分散剤、又はポリアリルアミン系分散剤が挙げられる。アルカリ現像液でのパターン加工性の観点から、アクリル樹脂系分散剤、ポリオキシアルキレンエーテル系分散剤、ポリエステル系分散剤、ポリウレタン系分散剤、又はポリオール系分散剤が好ましい。
 <増感剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、増感剤を含有することが好ましい。増感剤とは、露光によるエネルギーを吸収し、内部転換及び項間交差によって励起三重項の電子を生じ、上述した(C1)光重合開始剤などへのエネルギー移動を介することが可能な化合物をいう。増感剤を含有させることで、露光時の感度を向上させることができる。増感剤としては、チオキサントン系増感剤が好ましい。
 <連鎖移動剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、連鎖移動剤を含有することが好ましい。連鎖移動剤とは、露光時のラジカル重合により得られるポリマー鎖の、ポリマー生長末端からラジカルを受け取り、他のポリマー鎖へのラジカル移動を介することが可能な化合物をいう。連鎖移動剤を含有させることで、露光時の感度を向上させることができる。連鎖移動剤としては、チオール系連鎖移動剤が好ましい。
 <重合禁止剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、重合禁止剤を含有することが好ましい。重合禁止剤とは、露光時に発生したラジカル、又は、露光時のラジカル重合により得られるポリマー鎖の、ポリマー生長末端のラジカルを捕捉し、安定ラジカルとして保持することで、ラジカル重合を停止することが可能な化合物をいう。重合禁止剤を適量含有させることで、現像後の残渣発生を抑制し、現像後の解像度を向上させることができる。重合禁止剤としては、フェノール系重合禁止剤が好ましい。
 <架橋剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤とは、樹脂と結合可能な架橋性基を有する化合物をいう。架橋剤を含有させることで、硬化膜の硬度及び耐薬品性を向上させることができるとともに、熱硬化後に低テーパー形状のパターン形成が可能となる。架橋剤としては、アルコキシメチル基、メチロール基、エポキシ基、又はオキセタニル基などの熱架橋性を、分子中に2つ以上有する化合物が好ましい。
 <シランカップリング剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、シランカップリング剤を含有することが好ましい。シランカップリング剤とは、加水分解性のシリル基又はシラノール基を有する化合物をいう。シランカップリング剤を含有させることで、樹脂組成物の硬化膜と下地の基板界面における相互作用が増大し、下地の基板との密着性及び硬化膜の耐薬品性を向上させることができる。シランカップリング剤としては、三官能オルガノシラン、四官能オルガノシラン、又はシリケート化合物が好ましい。
 <界面活性剤>
 ネガ型感光性樹脂組成物としては、さらに、界面活性剤を含有しても構わない。界面活性剤とは、親水性の構造及び疎水性の構造を有する化合物をいう。界面活性剤を適量含有させることで、樹脂組成物の表面張力を任意に調整することができ、塗布時のレベリング性が向上し、塗膜の膜厚均一性を向上させることができる。界面活性剤としては、フッ素樹脂系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、ポリオキシアルキレンエーテル系界面活性剤、又はアクリル樹脂系界面活性剤が好ましい。
 <硬化膜の製造方法>
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)、(2)及び(3)の工程を、この順に有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
(2)該段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
(3)該段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程。
 前記(1)パターンを形成する工程により、段差形状を有するパターンを形成することで、有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1)パターンを形成する工程は、さらに、以下の(1-1)、(1-2)及び(1-3)の工程を有することが好ましい。
(1-1)基板上に、前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜を成膜する工程、
(1-2)前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、及び、
前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程の後、さらに、(1-3)アルカリ溶液を用いて現像する工程。
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する方法としては、例えば、インクジェット印刷などで異なる寸法のパターン状に、二回以上パターン状に塗布成膜する方法、ハーフトーンフォトマスクを用いたフォトリソグラフィーにより、直接パターン加工する方法、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いて二回以上露光し、フォトリソグラフィーによりパターン加工する方法、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いて、フォトレジストを用いて二回以上エッチングしてパターン加工する方法、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用い、二層成膜をすることで、フォトリソグラフィー又はエッチングによりパターン加工する方法が挙げられるが、工程数の削減による生産性の向上及びプロセスタイム短縮の観点から、ハーフトーンフォトマスクを用いたフォトリソグラフィーにより、直接パターン加工する方法が好ましい。
 <第1電極を形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、ネガ型樹脂組成物の塗膜を成膜する基板として、第1電極を形成する工程、を有することが好ましい。後述する有機ELディスプレイにおいて、第1電極と、後述する第2電極として、透明電極と非透明電極とを組み合わせることにより、発光層における発光を片側に取り出すことができる。有機ELディスプレイにおける透明電極及び非透明電極には、電気特性に優れること、陽極として用いる場合には効率良く正孔を注入できること、陰極として用いる場合には効率良く電子を注入できることなどの複合的な特性が求められる。
 第1電極としては、ボトムエミッション方式の有機ELディスプレイであれば透明電極、トップエミッション方式の有機ELディスプレイであれば非透明電極を選択する。電極の形成方法としては、例えば、第1電極を形成する材料を成膜した後、パターン加工する方法が挙げられる。成膜方法としては、例えば、スパッタリング法、蒸着法、化学気相蒸着(CVD)法、スピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法又は印刷法などが挙げられる。パターン加工方法としては、シャドーマスクやフォトマスクなどを用いたエッチング法などが挙げられる。一般的には、スパッタ法により成膜し、フォトレジストを用いたエッチング法によりパターン加工を行う。
 <塗膜を成膜する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1)パターンを形成する工程として、(1-1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜を成膜する工程、を有することが好ましい。ネガ型感光性樹脂組成物を成膜する方法としては、例えば、基板上に、上述した樹脂組成物を塗布する方法、又は、基板上に、上述した樹脂組成物をパターン状に塗布する方法が挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法を用いて有機ELディスプレイを製造する場合、前記(1-1)塗膜を成膜する工程における基板は、第1電極基板であって、前記(1-1)塗膜を成膜する工程は、(1-1)第1電極基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜と成膜する工程である。また、後述するパターン加工する方法により、ネガ型感光性樹脂組成物のパターンを形成することで、有機ELディスプレイにおける、画素分割層(絶縁層)を形成することができる。
 基板としては、例えば、ガラス上に、電極又は配線として、インジウム、スズ、亜鉛、アルミニウム、及びガリウムから選ばれる一種類以上を有する酸化物、金属(モリブデン、銀、銅、アルミニウム、クロム、若しくはチタンなど)、又はCNT(Carbon Nano Tube)が形成された基板などが用いられる。インジウム、スズ、亜鉛、アルミニウム、及びガリウムから選ばれる一種類以上を有する酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化アルミニウム亜鉛(AZO)、酸化ガリウム亜鉛(GZO)、酸化アルミニウムスズ(ATO)、酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)、又は酸化亜鉛(ZnO)が挙げられる。
 <基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布する方法>
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布する方法としては、例えば、マイクログラビアコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、又はスリットコーティングが挙げられる。塗布膜厚は、塗布方法、樹脂組成物の固形分濃度や粘度などによって異なるが、通常は塗布及びプリベーク後の膜厚が0.1~30μmになるように塗布する。
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布した後、プリベークして成膜することが好ましい。プリベークは、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置などを使用することができる。プリベーク温度としては、50~150℃が好ましい。プリベーク時間としては、30秒~数時間が好ましい。80℃で2分間プリベークした後、120℃で2分間プリベークするなど、二段又はそれ以上の多段でプリベークしても構わない。
 <基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物をパターン状に塗布する方法>
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物をパターン状に塗布する方法としては、例えば、凸版印刷、凹版印刷、孔版印刷、平版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、オフセット印刷、又はレーザー印刷が挙げられる。塗布膜厚は、塗布方法、ネガ型感光性樹脂組成物の固形分濃度や粘度などによって異なるが、通常は塗布及びプリベーク後の膜厚が0.1~30μmになるように塗布する。
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物をパターン状に塗布した後、プリベークして成膜することが好ましい。プリベークは、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置などを使用することができる。プリベーク温度としては、50~150℃が好ましい。プリベーク時間としては、30秒~数時間が好ましい。80℃で2分間プリベークした後、120℃で2分間プリベークするなど、二段又はそれ以上の多段でプリベークしても構わない。
 前記パターン状に塗布する方法において、パターン寸法の二つ以上のパターン状に塗布することで、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成することが可能となる。一方で、ハーフトーンフォトマスクを用いたフォトリソグラフィーにより、直接パターン加工する方法の場合、パターニング露光時の活性化学線の照射により、パターンの架橋密度が向上するため、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができ、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、その後のアルカリ溶液を用いた現像工程により、脱ガス起因となるパターン中の低分子成分が除去されるため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。
 <基板上に成膜した塗膜をパターン加工する方法>
 基板上に成膜した、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜をパターン加工する方法としては、例えば、フォトリソグラフィーにより直接パターン加工する方法又はエッチングによりパターン加工する方法が挙げられる。工程数の削減による生産性の向上及びプロセスタイム短縮の観点から、フォトリソグラフィーにより直接パターン加工する方法が好ましい。
 <フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1)パターンを形成する工程として、(1-2)前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、を有する。該(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程を有することで、ネガ型感光性樹脂組成物のパターンの解像度を向上させることができる。そのため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置において、発光素子を高密度に集積及び配置することが可能となり、表示装置の解像度を向上させることができる。必要に応じて、所望のパターンを有するフォトマスクを介して露光することが好ましい。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する方法としては、例えば、ステッパー、スキャナー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、又はパラレルライトマスクアライナー(PLA)などの露光機を用いてパターニング露光する方法が挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、活性化学線の露光波長は、10nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましく、200nm以上がさらに好ましい。一方、活性化学線の露光波長は、450nm以下が好ましく、420nm以下がより好ましく、380nm以下がさらに好ましい。また、水銀灯のj線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)、若しくはg線(波長436nm)、又は、i線、h線及びg線の混合線が特に好ましい。露光波長が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物が、(C)感光剤として、(C1)光重合開始剤及び/又は(C2)光酸発生剤を含有する場合、露光波長に対するネガ型感光性樹脂組成物の感度を向上できるとともに、パターニング露光時のタクトタイムを短縮することができる。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、パターニング露光時に照射する活性化学線としては、例えば、紫外線、可視光線、電子線、X線、XeF(波長351nm)レーザー、XeCl(波長308nm)レーザー、KrF(波長248nm)レーザー、又はArF(波長193nm)レーザーなどが挙げられる。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程において、活性化学線の照射に用いられるランプとしては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Xeエキシマランプ、KrFエキシマランプ、又はArFエキシマランプなどが挙げられる。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、活性化学線の露光量は、i線照度値で、100J/m(10mJ/cm)以上が好ましく、200J/m(20mJ/cm)以上がより好ましく、400J/m(40mJ/cm)以上がさらに好ましく、1,000J/m(100mJ/cm)以上がさらにより好ましい。露光量が上記範囲内であると、基板面内における開口寸法幅などの面内均一性を向上できる。一方、活性化学線の露光量は、i線照度値で、30,000J/m(3,000mJ/cm)以下が好ましく、20,000J/m(2,000mJ/cm)以下がより好ましく、10,000J/m(1,000mJ/cm)以下がさらに好ましい。露光量が上記範囲内であると、パターニング露光時のタクトタイムを短縮することができる。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、パターニング露光時の処理雰囲気としては、例えば、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、真空下、水中又は有機溶媒中が挙げられる。パターニング露光時のタクトタイム短縮の観点から、空気下が好ましい。また、パターニング露光時の感度向上によるタクトタイム短縮、及び、現像後低テーパー形状のパターン形成の観点から、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、真空下、又は、水中が好ましい。一方、解像度向上の観点から、水中が好ましい。酸素を含有するガスとしては、酸素を1,000ppm以下で含有するガスがより好ましく、100ppm以下で含有するガスがさらに好ましい。
 前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、パターニング露光時の基板温度は、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、40℃以上が特に好ましい。一方、基板温度は、100℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、60℃以下がさらに好ましく、40℃以下が特に好ましい。基板温度が上記範囲内であると、解像度を向上できるとともに、パターニング露光時のタクトタイムを短縮することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程におけるフォトマスクは、透光部及び遮光部を含むパターンを有するフォトマスクであって、該透光部と該遮光部の間に、透過率が該透光部の値より低く、かつ透過率が該遮光部の値より高い、半透光部を有するハーフトーンフォトマスクである。ハーフトーンフォトマスクを用いて露光することで、現像後に段差形状を有するパターンを形成することができる。なお、段差形状を有するパターンにおいて、該透光部を介して活性化学線を照射した露光部から形成した箇所は、厚膜部に相当し、該半透光部を介して活性化学線を照射したハーフトーン露光部から形成した箇所は、薄膜部に相当する。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクは、前記透光部と前記半透光部とが隣接する箇所を有する。該透光部と該半透光部とが隣接する箇所を有することで、現像後にフォトマスク上の該透光部に相当する前記厚膜部と、フォトマスク上の該半透光部に相当する前記薄膜部とを有するパターンを形成することができる。さらに、ハーフトーンフォトマスクとしては、前記遮光部と前記半透光部とが隣接する箇所を有する。現像後にフォトマスク上の該遮光部に相当する開口部と、フォトマスク上の該半透光部に相当する前記薄膜部とを有するパターンを形成することができる。ハーフトーンフォトマスクが、上記の箇所を有することで、現像後に該厚膜部、該薄膜部及び該開口部を含む、段差形状を有するパターンを形成することができる。
 ハーフトーンフォトマスクとして、透光部と半透光部とが隣接する箇所を有する例を、図3に示す。同様に、ハーフトーンフォトマスクとして、遮光部と半透光部とが隣接する箇所を有する例を、図3に示す。一方、ハーフトーンフォトマスクとして、透光部と半透光部とが隣接する箇所を有しない例を、図4に示す。同様に、ハーフトーンフォトマスクとして、遮光部と半透光部とが隣接する箇所を有しない例を、図4に示す。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクとしては、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の透光部を有することが好ましい。該形状の透光部を有することで、現像後に該形状の厚膜部を有するパターンを形成することができる。多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状としては、例えば、円形、正方形、長方形、正五角形、五角形、正六角形、六角形、正八角形若しくは八角形、又は、一部の辺が円弧で形成された四角形若しくは長方形などの多角形や楕円、真円が挙げられる。該形状の厚膜部は、薄膜部と隣接する箇所において、閉じた多角形の形状の柱状パターンとして存在する。従って、例えば、有機ELディスプレイの製造プロセスにおいて、後述する、有機EL層を形成する工程における、蒸着マスクの支持台として機能するため、好適である。また、ハーフトーンフォトマスクとしては、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の遮光部を有することが好ましい。該形状の遮光部を有することで、現像後に該形状の開口部を有するパターンを形成することができる。該形状の開口部は、薄膜部と隣接する箇所において、閉じた多角形形状の開口パターンとして存在する。従って、例えば、有機ELディスプレイの製造プロセスにおいて、後述する、有機EL層を形成する工程において、有機EL層が形成される発光画素部として機能するため、好適である。また、前記遮光部と前記半透光部とが隣接する箇所を有することで、有機ディスプレイにおける、発光画素部と隣接する画素分割層として機能し、電極を形成する際の断線が抑制され、パネルの歩留まり低下を抑制することができるため、好適である。
 ハーフトーンフォトマスクとして、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の透光部を有する例を、図5に示す。同様に、ハーフトーンフォトマスクとして、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の遮光部を有する例を、図5に示す。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクとしては、前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率は、0%以上が好ましい。一方、前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率は、30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
 前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率が、0%である場合、フォトマスク上の前記遮光部はフォトマスク上の前記半透光部にのみ隣接することが好ましい。多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の前記遮光部としては、前記遮光部の全外周が、前記半透光部に隣接することが好ましい。加えて、前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率が、0%である場合、フォトマスク上の前記透光部はフォトマスク上の前記半透光部にのみ隣接することが好ましい。多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の透光部としては、前記透光部の全外周が、前記半透光部に隣接することが好ましい。前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成することが可能となり、パネルの歩留まり低下を抑制することができるため、好適である。
 前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率が、30%以下である場合、現像後に形成されるフォトマスク上の前記遮光部に相当する開口部に隣接する、フォトマスク上の前記半透光部に相当する前記薄膜部が、熱硬化後に低テーパー化するため、透明電極又は反射電極などの電極を形成する際の断線防止によって、パネルの歩留まり低下を抑制できる。また、電極のエッジ部における電界集中抑制によって、発光素子の劣化を抑制することができる。加えて、現像後に形成されるフォトマスク上の前記半透光部に相当する前記薄膜部の領域を広く確保することができる。前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上させることができるため、好適である。
 ハーフトーンフォトマスクとして、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率が、0%である例を、図6に示す。同様に、ハーフトーンフォトマスクとして、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率が、0%超である例を、図6に示す。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクとしては、前記透光部及び前記半透光部の面積の合計に占める、前記透光部の面積の比率は、1%以上が好ましく、3%以上がより好ましく、5%以上がさらに好ましく、10%以上が特に好ましい。前記透光部の面積の比率が1%以上であると、有機EL層を形成する際の蒸着マスクを精度良く配置することができるため、高精度な蒸着パターンを形成できることで、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。一方、前記透過部の面積の比率は、50%以下が好ましく、40%以下がより好ましく、30%以下がさらに好ましく、25%以下が特に好ましい。前記透光部の面積の比率が50%以下であると、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 ハーフトーンフォトマスクとして、透光部及び半透光部の面積の合計に占める、前記透光部の面積の比率が、1%以上、かつ50%以下である例を、図7に示す。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクにおける、前記透光部の最小パターン寸法としては、30μm以下のパターンを含むことが好ましく、20μm以下のパターンを含むことがより好ましく、15μm以下のパターンを含むことがさらに好ましく、10μm以下のパターンを含むことが特に好ましい。透光部の最小パターン寸法が、30μm以下のパターンを含む場合、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上させることができる。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。一方、最小パターン寸法としては、3μm以上のパターンを含むことが好ましく、5μm以上のパターンを含むことがより好ましく、7μm以上のパターンを含むことがさらに好ましく、10μm以上のパターンを含むことが特に好ましい。透光部の最小パターン寸法が、3μm以上のパターンを含む場合、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクにおける、前記半透光部の最小パターン寸法としては、30μm以下のパターンを含むことが好ましく、20μm以下のパターンを含むことがより好ましく、15μm以下のパターンを含むことがさらに好ましく、10μm以下のパターンを含むことが特に好ましい。半透光部の最小パターン寸法が、30μm以下のパターンを含む場合、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上させることができる。一方、最小パターン寸法としては、3μm以上のパターンを含むことが好ましく、5μm以上のパターンを含むことがより好ましく、7μm以上のパターンを含むことがさらに好ましく、10μm以上のパターンを含むことが特に好ましい。半透光部の最小パターン寸法が、3μm以上のパターンを含む場合、熱硬化時のパターンリフローによる厚膜部と薄膜部との境界の不明確化を抑制できるとともに、段差形状の消失を抑制することができるため、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記ハーフトーンフォトマスクにおける、前記透光部の透過率を(%TFT)%とするとき、前記半透光部の透過率(%THT)%は、(%TFT)%の10%以上が好ましく、15%以上がより好ましく、20%以上がさらに好ましく、25%以上が特に好ましい。半透光部の透過率(%THT)%が上記範囲内であると、段差形状を有するパターン形成時の露光量を低減できることで、タクトタイム短縮が可能となる。一方、半透光部の透過率(%THT)%は、(%TFT)%の60%以下が好ましく、55%以下がより好ましく、50%以下がさらに好ましく、45%以下が特に好ましい。半透光部の透過率(%THT)%が上記範囲内であると、厚膜部と薄膜部の膜厚差、および任意の段差の両側で隣接する薄膜部間の膜厚差を十分に大きくできることで、発光素子の劣化を抑制することができる。また、段差形状を有するパターン一層で十分な膜厚差を有するため、プロセスタイム短縮が可能となる。
 ハーフトーンフォトマスクを介して活性化学線を照射して得られる、段差形状を有するパターンにおいて、半透光部の透過率(%THT)%が、(%TFT)%の30%である場合の薄膜部の膜厚を(THT30)μm、及び、半透光部の透過率(%THT)%が、(%TFT)の20%である場合の薄膜部の膜厚を(THT20)μmとした場合、(THT30)と(THT20)との膜厚差(ΔTHT30-HT20)μmは、0.3μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、0.7μm以上がさらに好ましく、0.8μm以上が特に好ましい。膜厚差が上記範囲内であると、厚膜部と薄膜部の膜厚差、および任意の段差の両側で隣接する薄膜部間の膜厚差を十分に大きくできることで、発光素子の劣化を抑制することができる。また、段差形状を有するパターン一層で十分な膜厚差を有するため、プロセスタイム短縮が可能となる。一方、膜厚差(ΔTHT30-HT20)μmは、1.5μm以下が好ましく、1.4μm以下がより好ましく、1.3μm以下がさらに好ましく、1.2μm以下が特に好ましい。膜厚差が上記範囲内であると、装置等に起因する僅かな露光量のぶれによる膜厚バラつきの発生を低減できることで、膜厚均一性及び有機ELディスプレイ製造における歩留まりを向上させることができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程におけるフォトマスクは、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いても構わない。透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いて、二回以上に分けて露光することで、ハーフトーンフォトマスクを用いた場合の露光部とハーフトーン露光部に相当する、二つ以上の露光部を形成することができる。そのため、現像後に段差形状を有するパターンを形成することが可能となる。一方で、ハーフトーンフォトマスクを用いた場合、段差形状を一括形成可能であるため、パターニング露光時のタクトタイムを短縮することができる。また、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いて、二回以上に分けて露光する場合の露光位置精度やアライメント誤差に起因する発光不良が無いため、パネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 露光後、露光後ベークをしても構わない。露光後ベークを行うことによって、現像後の解像度向上又は現像条件の許容幅増大などの効果が期待できる。露光後ベークは、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置などを使用することができる。露光後ベーク温度としては、50~180℃が好ましく、60~150℃がより好ましい。露光後ベーク時間は、10秒~数時間が好ましい。露光後ベーク時間が10秒~数時間であると、反応が良好に進行し、現像時間を短くできる場合がある。
 <アルカリ溶液を用いて現像してパターンを形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1)パターンを形成する工程として、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程の後、さらに、(1-3)アルカリ溶液を用いて現像する工程、を有する。前記(1-3)現像する工程を有することで、ネガ型感光性樹脂組成物のパターンの開口部における現像残渣発生を抑制することができる。そのため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。
 フォトマスクを介して活性化学線を照射した後、アルカリ溶液を用いて現像する方法としては、例えば、自動現像機を用いて現像する方法が挙げられる。ネガ型感光性樹脂組成物は、ネガ型の感光性を有するため、現像後、未露光部が現像液で除去され、レリーフ・パターンを形成することができる。
 前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンとしては、段差形状を有するパターンである。前記段差形状を有するパターンの薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角は、1°以上が好ましく、5°以上がより好ましく、10°以上がさらに好ましく、12°以上がさらにより好ましく、15°以上が特に好ましい。テーパー角が1°以上であると、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上させることができる。一方、前記薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角は、60°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、40°以下がさらに好ましく、35°以下がさらにより好ましく、30°以下が特に好ましい。テーパー角が60°以下であると、前記薄膜部が現像後に低テーパー形状であるため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。従って、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、透明電極又は反射電極などの電極を形成する際の断線防止によって、パネルの歩留まり低下を抑制できるため、好適である。
 前記(1-3)現像する工程における、現像液としては、アルカリ溶液が好ましい。アルカリ溶液としては、例えば、有機系のアルカリ溶液又はアルカリ性を示す化合物の水溶液が好ましく、環境面の観点から、アルカリ性を示す化合物の水溶液すなわちアルカリ水溶液がより好ましい。
 有機系のアルカリ溶液又はアルカリ性を示す化合物としては、例えば、2-アミノエタノール、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、ジエタノールアミン、メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、酢酸(2-ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸(2-ジメチルアミノ)エチル、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、又は炭酸カリウムが挙げられる。
 また、段差形状を有するパターン中の金属不純物低減及び表示装置の表示不良抑制の観点から、本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-3)現像する工程におけるアルカリ溶液は、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、トリメチルアミン及びトリエチルアミンから選ばれる一種類以上を含むことが好ましく、水酸化テトラメチルアンモニウム又は水酸化テトラエチルアンモニウムを含むことがより好ましい。上記化合物を含むアルカリ溶液を用いることで、金属不純物を低減でき、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。さらに、パネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 前記(1-3)現像する工程における、アルカリ溶液のアルカリ濃度としては、0.01質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上が特に好ましい。一方、アルカリ濃度としては、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、3質量%以下が特に好ましい。アルカリ濃度が上記範囲内であると、解像度を向上できるとともに、現像時のタクトタイムを短縮することができる。
 また、アルカリ濃度としては、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましい。一方、アルカリ濃度としては、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。アルカリ濃度が上記範囲内であると、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程におけるフォトマスクが、ハーフトーンフォトマスクである場合、フォトマスク上の半透光部に相当する薄膜部において、現像後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。これは、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低く、加えて、膜表面は酸素阻害によってUV硬化度がより低下していると推定される。上記範囲内のアルカリ濃度のアルカリ溶液を用いて現像することで、フォトマスク上の遮光部に相当する開口部がアルカリ溶液に溶解する間に、半透光部の溶解が適度な速度で進行すると考えられる。そのため、酸素阻害の影響を受けている膜表面及びテーパー部が優先的に溶解するため、現像後に低テーパー化すると推定される。
 また、アルカリ濃度が上記範囲内であると、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。これは、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低く、活性化学線の照射後においても、未反応の(B)ラジカル重合性化合物や未反応の(C)光重合開始剤が残存していると推定される。UV硬化度が低いため、上記範囲内のアルカリ濃度のアルカリ溶液を用いて現像することで、これらの未反応の化合物が薄膜部から溶出すると考えられる。そのため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンにおける厚膜部は光硬化する一方、薄膜部は光硬化による架橋度向上が阻害され、その後の熱硬化時におけるパターンリフローによって、低テーパー化すると推定される。特に、前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成できるとともに、パネルの歩留まり低下を抑制することができるため、好適である。さらに、有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 また、ネガ型感光性樹脂組成物が、上述した(F)撥インク剤を含有する場合、アルカリ濃度が上記範囲内であると、厚膜部の撥液性を向上できるとともに、薄膜部の親液性を向上できる。すなわち、厚膜部の接触角と薄膜部の接触角との差が十分に大きい段差形状を有するパターンを形成できる。これは、前記透光部を介して活性化学線を照射して形成した厚膜部はUV硬化度が高いため、現像時における(F)撥インク剤の膜からの溶出が抑制され、厚膜部の撥液性が向上すると推測される。一方、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低いため、上記範囲内のアルカリ濃度のアルカリ溶液を用いて現像することで、現像時に(F)撥インク剤が膜から溶出し、薄膜部の親液性が向上すると考えられる。従って、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、薄膜部の親液性によって、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、有機EL層の成膜不良を抑制できるとともに、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できる。
 前記(1-3)現像する工程における、現像液としては、有機溶媒を用いても構わない。現像液としては、有機溶媒とネガ型感光性樹脂組成物に対する貧溶媒の、両方を含有する混合溶液を用いても構わない。
 前記(1-3)現像する工程において、現像方法としては、例えば、パドル現像、スプレー現像、又はディップ現像が挙げられる。パドル現像としては、例えば、露光後の膜に上述した現像液をそのまま塗布した後、任意の時間放置する方法、又は、露光後の膜に上述した現像液を任意の時間の間、霧状に放射して塗布した後、任意の時間放置する方法が挙げられる。スプレー現像としては、露光後の膜に上述した現像液を霧状に放射して、任意の時間当て続ける方法が挙げられる。ディップ現像としては、露光後の膜を上述した現像液中に任意の時間浸漬する方法、又は、露光後の膜を上述した現像液中に浸漬後、超音波を任意の時間照射し続ける方法が挙げられる。現像時の装置汚染抑制及び現像液の使用量削減によるプロセスコスト削減の観点から、現像方法としては、パドル現像が好ましい。現像時の装置汚染を抑制することで、現像時の基板汚染を抑制することができ、表示装置の表示不良を抑制することができる。一方、現像後の残渣発生の抑制の観点から、現像方法としては、スプレー現像が好ましい。また、現像液の再利用による現像液の使用量削減及びプロセスコスト削減の観点から、現像方法としては、ディップ現像が好ましい。
 前記(1-3)現像する工程における、現像時間は、5秒以上が好ましく、10秒以上がより好ましく、30秒以上がさらに好ましく、1分以上が特に好ましい。現像時間が上述した範囲内であると、アルカリ現像時の残渣発生を抑制することができる。一方、現像時のタクトタイム短縮の観点から、現像時間は、30分以下が好ましく、15分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下が特に好ましい。
 前記(1-3)現像する工程における、現像後、得られたレリーフ・パターンを、リンス液で洗浄することが好ましい。リンス液としては、現像液としてアルカリ水溶液を用いた場合、水が好ましい。リンス液としては、例えば、エタノール若しくはイソプロピルアルコールなどのアルコール類の水溶液、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類の水溶液、又は炭酸ガス、塩酸、若しくは酢酸などの酸性を示す化合物の水溶液を用いても構わない。リンス液としては、有機溶媒を用いても構わない。
 <エッチングによりパターンを形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1)パターンを形成する工程として、前記ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜をエッチングによりパターンを形成する工程、を有しても構わない。必要に応じて、所望のパターンを有するフォトマスクを用いても構わない。
 基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を塗布及びプリベークした後、必要に応じて、加熱して熱硬化させても構わない。樹脂組成物の塗膜上に、上記と同様の方法でフォトレジストを塗布して成膜した後、上記と同様の方法で、プリベークすることが好ましい。樹脂組成物の塗膜上に、フォトレジストを塗布及びプリベークした後、上記と同様の方法で露光及び現像することで、フォトリソグラフィーにより、樹脂組成物の塗膜上に、フォトレジストのパターンを形成することができる。現像後、得られたパターンを加熱して熱硬化させることが好ましい。熱硬化は、オーブン、ホットプレート又は赤外線などを使用することができる。
 現像及び熱硬化後、フォトレジストのパターンをエッチングマスクとして、パターン下層の、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜をエッチングすることで、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜をパターン加工することができる。エッチングする方法としては、例えば、エッチング液を用いるウェットエッチング又はエッチングガスを用いるドライエッチングが挙げられる。
 ウェットエッチングの方法としては、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板に、上記のエッチング液をそのまま塗布する若しくは上記のエッチング液を霧状にして放射する、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板を、上記のエッチング液中に浸漬する、又はネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板を、上記のエッチング液中に浸漬後に超音波を照射するなどの方法が挙げられる。ウェットエッチング後、ウェットエッチングによってパターン加工したネガ型感光性樹脂組成物の塗膜を、リンス液で洗浄することが好ましい。
 ドライエッチングの方法としては、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板に、上記のエッチングガスを暴露させる反応性ガスエッチング、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板に、電磁波によってイオン化若しくはラジカル化させたエッチングガスを暴露させるプラズマエッチング、又はネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストのパターンを形成した基板に、電磁波によってイオン化若しくはラジカル化させたエッチングガスを、バイアスを印加して加速させて衝突させる反応性イオンエッチングなどが挙げられる。
 エッチング後、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上に残存するフォトレジストを除去することで、ネガ型感光性樹脂組成物のパターンを形成することができる。フォトレジストを除去する方法としては、例えば、レジスト剥離液を用いる除去又はアッシングによる除去が挙げられる。
 レジスト剥離液を用いる除去方法としては、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストが残存した基板に、上記のレジスト剥離液をそのまま塗布する若しくは上記のレジスト剥離液を霧状にして放射する、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストが残存した基板を、上記のレジスト剥離液中に浸漬する、又はネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストが残存した基板を、上記のレジスト剥離液中に浸漬後に超音波を照射するなどの方法が挙げられる。レジスト剥離液を用いる除去後、得られたネガ型感光性樹脂組成物のパターンを、リンス液で洗浄することが好ましい。
 アッシングによる除去方法としては、例えば、ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストが残存した基板に、上記のガスを暴露させて紫外線を照射する光励起アッシング、又はネガ型感光性樹脂組成物の塗膜上にフォトレジストが残存した基板に、電磁波によってイオン化若しくはラジカル化させた上記のガスを暴露させるプラズマアッシングなどが挙げられる。
 前記エッチングによりパターン加工する工程において、透光部の領域が異なる二つ以上のフォトマスクを用いて、フォトレジストを用いたエッチングによるパターン加工を二回以上することで、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成することが可能となる。
 <パターンを現像後ベークする工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1-3)現像する工程の後、かつ前記(2)パターンを光硬化させる工程の前、さらに、(1c)前記段差形状を有するパターンを現像後ベークする工程を有することが好ましい。
 前記(1c)パターンを現像後ベークする工程により、段差形状を有するパターンを加熱することで、現像後ベーク後に、UV硬化度の低い薄膜部を低テーパー化することができる。また、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 なお、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における、現像後ベークする加熱温度は、後述する(2c)前記段差形状を有するパターンをミドルベークする工程におけるミドルベークする加熱温度以下の温度であり、かつ後述する(3)前記段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程における熱硬化させる加熱温度よりも低い温度である。
 前記(1c)パターンを現像後ベークする工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを現像後ベークする方法としては、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置を用いて加熱する方法が挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における、現像後ベークする加熱温度は、100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上がさらに好ましい。現像後ベークする加熱温度が上記範囲内であると、現像後ベーク後に、薄膜部において低テーパー形状のパターンを形成でき、また、平坦性を向上することができるとともに、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できる。これは、上述した通り、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低いため、現像後ベーク時のパターンリフローによって低テーパー化すると考えられる。一方、厚膜部では、現像後ベーク時のパターンリフローの影響は小さく、薄膜部のみを低テーパー化できる。前記薄膜部が現像後ベーク後に低テーパー形状であるため、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、透明電極又は反射電極などの電極を形成する際の断線防止によって、パネルの歩留まり低下を抑制できるため、好適である。また、発光素子の信頼性を向上させることができる。
 一方、現像後ベークする加熱温度は、150℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、130℃以下がさらに好ましい。現像後ベークする加熱温度が上記範囲内であると、厚膜部と薄膜部との境界の不明確化抑制をしつつ、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。
 前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における、現像後ベークする加熱時間は、10秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましく、1分以上がさらに好ましく、3分以上が特に好ましく、5分以上が最も好ましい。現像後ベークする処理時間が上記範囲内であると、現像後ベーク後に、薄膜部において低テーパー形状のパターンを形成できる。また、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。一方、現像後ベークする加熱時間は、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下が特に好ましい。現像後ベークする加熱時間が上記範囲内であると、現像後ベーク時のタクトタイムを短縮することができる。また、100℃で5分間現像後ベークした後、150℃で5分間現像後ベークするなど、二段又はそれ以上の多段で現像後ベークしても構わない。
 前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における、現像後ベークする処理雰囲気としては、例えば、空気、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、又は、真空下が挙げられる。現像後ベーク時のタクトタイム短縮の観点から、空気下が好ましい。
 <パターンを光硬化させる工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)、(2)及び(3)の工程を有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
前記(1)パターンを形成する工程の後、(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
前記(2)パターンを光硬化させる工程の後、さらに、(3)前記段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程。
 前記(2)パターンを光硬化させる工程により、段差形状を有するパターンを光硬化させることで、パターンの架橋密度が向上し、脱ガス起因となる低分子成分が減量するため、発光素子の信頼性を向上させることができる。そのため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。また、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 また、ネガ型感光性樹脂組成物が、上述した(F)撥インク剤を含有する場合、厚膜部の撥液性を向上できるとともに、薄膜部の親液性を向上できる。すなわち、厚膜部の接触角と薄膜部の接触角との差が十分に大きい段差形状を有するパターンを形成できる。これは、前記透光部を介して活性化学線を照射して形成した厚膜部はUV硬化度が高いため、現像時における(F)撥インク剤の膜からの溶出が抑制され、厚膜部の撥液性が向上すると推測される。一方、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低いため、現像時に(F)撥インク剤が膜から溶出し、薄膜部の親液性が向上すると考えられる。従って、後述する(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、薄膜部の親液性によって、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、有機EL層の成膜不良を抑制できるとともに、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できる。
 <パターンに活性化学線を照射する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2)パターンを光硬化させる工程は、(2-1)前記段差形状を有するパターンに活性化学線を照射する工程、を有することが好ましい。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程により、段差形状を有するパターンを光硬化させることで、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。加えて、発光素子の信頼性を向上させることができる。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンに活性化学線を照射する方法としては、例えば、ステッパー、スキャナー、ミラープロジェクションマスクアライナー(MPA)、又はパラレルライトマスクアライナー(PLA)などの露光機を用いてブリーチング露光する方法が挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、活性化学線の露光波長は、10nm以上が好ましく、100nm以上がより好ましく、200nm以上がさらに好ましい。一方、活性化学線の露光波長は、450nm以下が好ましく、420nm以下がより好ましく、380nm以下がさらに好ましく、340nm以下が特に好ましい。また、水銀灯のj線(波長313nm)、i線(波長365nm)、h線(波長405nm)、若しくはg線(波長436nm)、又は、i線、h線及びg線の混合線が特に好ましい。露光波長が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物が、(C)感光剤として、(C1)光重合開始剤及び/又は(C2)光酸発生剤を含有する場合、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、ブリーチング露光時のタクトタイムを短縮することができる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、段差膜厚向上及び信頼性向上の観点から、露光波長は、310nm以下が好ましく、270nm以下がより好ましく、230nm以下がさらに好ましく、200nm以下が特に好ましい。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、ブリーチング露光時に照射する活性化学線としては、例えば、紫外線、可視光線、電子線、X線、XeF(波長351nm)レーザー、XeCl(波長308nm)レーザー、KrF(波長248nm)レーザー、又はArF(波長193nm)レーザーなどが挙げられる。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程において、活性化学線の照射に用いられるランプとしては、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、Xeエキシマランプ、KrFエキシマランプ、又はArFエキシマランプなどが挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、活性化学線の露光量は、i線照度値で、100J/m(10mJ/cm)以上が好ましく、300J/m(30mJ/cm)以上がより好ましく、1,000J/m(100mJ/cm)以上がさらに好ましく、2,000J/m(200mJ/cm)以上がさらにより好ましい。露光量が上記範囲内であると、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、基板面内における、厚膜部と薄膜部の膜厚差などの面内均一性を向上でき、それにより、有機ELディスプレイ製造における歩留まりを向上させることができる。加えて、発光信頼性を向上させることができる。一方、活性化学線の露光量は、i線照度値で、50,000J/m(5,000mJ/cm)以下が好ましく、30,000J/m(3,000mJ/cm)以下がより好ましく、10,000J/m(1,000mJ/cm)以下がさらに好ましい。露光量が上記範囲内であると、ブリーチング露光時のタクトタイムを短縮することができる。また、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成することが可能となる。そのため、パネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、活性化学線の露光量を(EBLEACH)mJ/cmとし、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、フォトマスクの透過部における露光量を(EEXPO)mJ/cmとするとき、露光量比(EBLEACH)/(EEXPO)は、0.1以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.5以上がさらに好ましく、0.7以上がさらにより好ましく、1以上が特に好ましい。露光量比が上記範囲内であると、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、基板面内における、厚膜部と薄膜部の膜厚差などの面内均一性を向上でき、それにより、有機ELディスプレイ製造における歩留まりを向上させることができる。また、段差膜厚向上、歩留まり向上及び信頼性向上の観点から、露光量比は、0.5以上が好ましく、0.7以上がより好ましく、1以上がさらに好ましい。一方、露光量比(EBLEACH)/(EEXPO)は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下がさらに好ましく、5以下がさらにより好ましく、4未満が特に好ましい。露光量比が上記範囲内であると、ブリーチング露光時のタクトタイムを短縮することができる。また、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成することが可能となる。そのため、パネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。また、平坦性向上及び歩留まり向上の観点から、露光量比は、4未満が好ましく、3.5未満がより好ましく、3未満がさらに好ましい。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、ブリーチング露光時の処理雰囲気としては、例えば、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、真空下、水中又は有機溶媒中が好ましく、ブリーチング露光時のタクトタイム短縮の観点から、空気下がより好ましい。また、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフロー抑制、及び、それによって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成する観点、並びに、信頼性向上の観点から、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、真空下、又は、水中が好ましい。酸素を含有するガスとしては、酸素を1,000ppm以下で含有するガスがより好ましく、100ppm以下で含有するガスがさらに好ましい。
 前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、ブリーチング露光時の基板温度は、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、40℃以上がさらにより好ましく、60℃以上が特に好ましい。一方、基板温度は、200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましく、100℃以下が特に好ましい。基板温度が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。また、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、段差膜厚向上、歩留まり向上及び信頼性向上の観点から、基板温度は、40℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、80℃以上がさらに好ましい。
 <パターンを活性ガス紫外線処理する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2)パターンを光硬化させる工程は、(2-2)前記段差形状を有するパターンを活性ガス紫外線処理する工程、及び/又は、(2-3)前記段差形状を有するパターンをプラズマ処理する工程、を有することがより好ましい。
 前記(2)パターンを光硬化させる工程としては、前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程、を有し、さらに、前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程、及び/又は、前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程、を有しても構わない。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程により、段差形状を有するパターンを光硬化させることで、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。加えて、発光素子の信頼性を向上させることができる。これは、紫外線照射によるパターンの光硬化に加えて、紫外線照射によって発生した活性原子の作用により、パターンリフロー起因や脱ガス起因となる低分子成分がパターン中から除去されるため、段差膜厚向上や発光素子の信頼性向上の効果が得られると推測される。後述する、活性ガス紫外線処理に用いられるガスとして、酸素又はオゾンを用いた場合、上記の効果はオゾン分子や、そこから発生する活性酸素原子が作用すると考えられる。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを活性ガス紫外線処理する方法としては、例えば、ガスを暴露させて紫外線を照射する方法が挙げられる。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程における、活性ガス紫外線処理に用いられるガスとしては、酸素、オゾン、フッ素又は塩素から選ばれる一種類以上を50~100質量%含有するガスが挙げられる。ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフロー抑制、及び、それによって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成する観点、並びに、信頼性向上の観点から、酸素又はオゾンを50~100質量%含有するガスが好ましい。段差膜厚向上の観点から、酸素を含有するガスとしては、酸素を60質量%以上含有するガスが好ましく、酸素を70質量%以上含有するガスがより好ましく、酸素を80質量%以上含有するガスがさらに好ましい。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程における、活性ガス紫外線処理時に照射する紫外線の露光波長としては、10nm以上が好ましく、20nm以上がより好ましく、50nm以上がさらに好ましく、100nm以上が特に好ましい。一方、照射する紫外線の露光波長としては、450nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましく、350nm以下がさらに好ましく、300nm以下が特に好ましい。また、波長185nm又は波長254nmの紫外線が特に好ましい。露光波長が上記範囲内であると、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、活性ガス紫外線処理時のタクトタイムを短縮することができる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、発光信頼性を向上させることができる。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程における、紫外線照度は、3mW/cm以上が好ましく、5mW/cm以上がより好ましく、10mW/cm以上がさらに好ましく、30mW/cm以上が特に好ましい。一方、紫外線照度は、2,000mW/cm以下が好ましく、1,500mW/cm以下がより好ましく、1,000mW/cm以下がさらに好ましく、700mW/cm以下が特に好ましい。紫外線照度が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、発光信頼性を向上させることができる。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程における、活性ガス紫外線処理時の基板温度は、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、40℃以上が特に好ましい。一方、基板温度は、200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましく、100℃以下が特に好ましい。基板温度が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。また、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。加えて、発光信頼性を向上させることができる。
 前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程における、活性ガス紫外線処理の処理時間は、10秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましく、1分以上がさらに好ましく、3分以上がさらにより好ましく、5分以上が特に好ましい。処理時間が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。一方、処理時間は、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下が特に好ましい。処理時間が上記範囲内であると、活性ガス紫外線処理時のタクトタイムを短縮することができる。
 <パターンをプラズマ処理する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2)パターンを光硬化させる工程は、(2-2)前記段差形状を有するパターンを活性ガス紫外線処理する工程、及び/又は、(2-3)前記段差形状を有するパターンをプラズマ処理する工程、を有することがより好ましい。
 前記(2)パターンを光硬化させる工程としては、前記(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程、を有し、さらに、前記(2-2)パターンを活性ガス紫外線処理する工程、及び/又は、前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程、を有しても構わない。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程により、段差形状を有するパターンを光硬化させることで、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。加えて、発光素子の信頼性を向上させることができる。これは、プラズマ発生の過程で生成する励起原子や励起分子からの発光又は電磁波によるパターンの光硬化に加えて、プラズマ処理によって発生した電子、イオン又はラジカルの作用により、パターンリフロー起因や脱ガス起因となる低分子成分がパターン中から除去されるため、段差膜厚向上や発光素子の信頼性向上の効果が得られると推測される。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンをプラズマ処理する方法としては、例えば、電磁波の照射によってイオン化又はラジカル化させたガスを暴露させる方法が挙げられる。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、プラズマ処理に用いられるガスとしては、酸素、オゾン、アルゴン、フッ素又は塩素から選ばれる一種類以上を成分として含有するガスが挙げられる。ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフロー抑制、及び、それによって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成する観点、並びに、信頼性向上の観点から、酸素又はオゾンを成分として含有するガスが好ましい。酸素を成分として含有するガスとしては、酸素を10~100質量%含有するガスが好ましい。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、高周波電力は、100W以上が好ましく、200W以上がより好ましく、300W以上がさらに好ましく、500W以上が特に好ましい。一方、高周波電力は、10,000W以下が好ましく、5,000W以下がより好ましく、3,000W以下がさらに好ましく、2,000W以下が特に好ましい。高周波電力が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、発光信頼性を向上させることができる。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、ガス流量は、10sccm(standard cc/min)以上が好ましく、20sccm以上がより好ましく、30sccm以上がさらに好ましく、50sccm以上が特に好ましい。一方、ガス流量は、200sccm以下が好ましく、150sccm以下がより好ましく、100sccm以下がさらに好ましい。ガス流量が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、処理圧力は、1Pa以上が好ましく、3Pa以上がより好ましく、5Pa以上がさらに好ましく、10Pa以上が特に好ましい。一方、処理圧力は、100Pa以下が好ましく、50Pa以下がより好ましく、30Pa以下がさらに好ましい。処理圧力が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。加えて、膜表面のリフロー性維持により平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、プラズマ処理時の基板温度は、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、40℃以上が特に好ましい。一方、基板温度は、200℃以下が好ましく、150℃以下がより好ましく、120℃以下がさらに好ましく、100℃以下が特に好ましい。基板温度が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。また、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。加えて、発光信頼性を向上させることができる。
 前記(2-3)パターンをプラズマ処理する工程における、プラズマ処理の処理時間は、10秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましく、1分以上がさらに好ましく、3分以上がさらにより好ましく、5分以上が特に好ましい。処理時間が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。一方、処理時間は、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下が特に好ましい。処理時間が上記範囲内であると、プラズマ処理時のタクトタイムを短縮することができる。
 <パターンをミドルベークする工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(2)パターンを光硬化させる工程の後、さらに、(2c)前記段差形状を有するパターンをミドルベークする工程を有することが好ましい。
 前記(2c)パターンをミドルベークする工程により、段差形状を有するパターンを加熱することで、パターンの架橋密度が向上し、脱ガス起因となる低分子成分が減量するため、発光素子の信頼性を向上させることができる。そのため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。また、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 なお、前記(2c)パターンをミドルベークする工程における、ミドルベークする加熱温度は、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における現像後ベークする加熱温度以上の温度であり、かつ後述する(3)前記段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程における熱硬化させる加熱温度よりも低い温度である。
 前記(2c)パターンをミドルベークする工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンをミドルベークする方法としては、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置を用いて加熱する方法が挙げられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2c)パターンをミドルベークする工程における、ミドルベークする加熱温度は、100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましく、140℃以上がさらに好ましい。一方、ミドルベークする加熱温度は、200℃未満が好ましく、180℃以下がより好ましく、160℃以下がさらに好ましい。ミドルベークする加熱温度が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。
 前記(2c)パターンをミドルベークする工程における、ミドルベークする加熱時間は、10秒以上が好ましく、30秒以上がより好ましく、1分以上がさらに好ましく、3分以上が特に好ましく、5分以上が最も好ましい。ミドルベークする処理時間が上記範囲内であると、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンの熱硬化時におけるパターンリフローを抑制できる。一方、ミドルベークする加熱時間は、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、10分以下がさらに好ましく、5分以下が特に好ましい。ミドルベークする加熱時間が上記範囲内であると、ミドルベーク時のタクトタイムを短縮することができる。また、100℃で5分間ミドルベークした後、150℃で5分間ミドルベークするなど、二段又はそれ以上の多段でミドルベークしても構わない。
 前記(2c)パターンをミドルベークする工程における、ミドルベークする処理雰囲気としては、例えば、空気、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、又は、真空下が挙げられる。ミドルベーク時のタクトタイム短縮の観点から、空気下が好ましい。
 <パターンを加熱して熱硬化させる工程>
 本発明の硬化膜の製造方法は、以下の(1)、(2)及び(3)の工程を有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
前記(1)パターンを形成する工程の後、(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
前記(2)パターンを光硬化させる工程の後、さらに、(3)前記段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程。
 前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程により、段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させることで、パターンの架橋が進行して耐熱性が向上するため、熱分解起因による脱ガス発生を抑制でき、発光素子の信頼性を向上させることができる。そのため、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おいて、発光信頼性を向上させることができる。また、熱硬化時におけるパターン裾のリフローによって、低テーパー形状のパターンを形成することができる。加えて、熱硬化時における膜表面のリフローによって平坦性が向上するため、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成することが可能となる。そのため、パネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 なお、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度は、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程における現像後ベークする加熱温度よりも高い温度であり、かつ前記(2c)パターンをミドルベークする工程におけるミドルベークする加熱温度よりも高い温度である。
 前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを熱硬化させる方法としては、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置を用いて加熱する方法が挙げられる。
 前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程で形成されるパターンとしては、段差形状を有するパターンであることが好ましく、前記段差形状を有するパターンの薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角は、1°以上が好ましく、5°以上がより好ましく、10°以上がさらに好ましく、12°以上がさらにより好ましく、15°以上が特に好ましい。テーパー角が1°以上であると、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上させることができる。一方、前記薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角は、60°以下が好ましく、45°以下がより好ましく、40°以下がさらに好ましく、35°以下がさらにより好ましく、30°以下が特に好ましい。テーパー角が60°以下であると、透明電極又は反射電極などの電極を形成する際の断線防止によって、パネルの歩留まり低下を抑制できる。また、電極のエッジ部における電界集中抑制によって、発光素子の劣化を抑制することができる。
 また、前記(1-3)現像する工程で形成される、段差形状を有するパターンの薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角が、60°以下である場合、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程で形成される、段差形状を有するパターンの薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角は、45°以下が好ましく、40°以下がより好ましく、35°以下がさらに好ましく、30°以下が特に好ましい。テーパー角が45°以下であると、薄膜部は熱硬化時のパターンリフローによって、さらに低テーパー化するため、前記(2)パターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果は厚膜部にのみ作用することとなり、組み合わせることに好適である。従って、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。特に、前記薄膜部は、有機ELディスプレイにおける画素分割層として機能し、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成できるとともに、パネルの歩留まり低下を抑制することができるため、好適である。さらに、有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記(1)パターンを形成する工程の後、前記(2)パターンを光硬化させる工程、を有するため、前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンが光硬化によって架橋度が向上する。そのため、架橋度低下や耐熱性低下を抑制しつつ、その後の熱硬化工程における加熱温度を、通常よりも低温化することが可能となる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度は、150℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましく、170℃以上がさらに好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、耐熱性が向上するため、発光素子の信頼性を向上できるとともに、低テーパー形状のパターンを形成でき、また、平坦性を向上することができる。一方、熱硬化させる加熱温度は、200℃未満が好ましく、190℃以下がより好ましく、180℃以下がさらに好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。加えて、熱硬化時のタクトタイムを短縮することができる。これは、上述した通り、前記半透光部を介して活性化学線を照射して形成した薄膜部はUV硬化度が低く、熱硬化時のパターンリフローによって低テーパー化する一方、前記(2)パターンを光硬化させる工程において、厚膜部は光硬化による架橋度向上によって、熱硬化時のパターンリフローが抑制されたためと考えられる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(2)パターンを光硬化させる工程の後、熱硬化工程における加熱温度を通常の温度とすることで、パターンが熱硬化によってさらに架橋度が向上する。そのため、さらに耐熱性を向上させることができる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度は、200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましく、250℃以上がさらに好ましく、270℃以上が特に好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、耐熱性が向上するため、発光素子の信頼性を向上できるとともに、低テーパー形状のパターンを形成でき、また、平坦性を向上することができる。従って、前記パターンを備える有機ELディスプレイなどの表示装置おける、発光信頼性を向上ができるとともに、パネルの歩留まり低下を抑制でき、また、発光素子の劣化を抑制することができる。一方、熱硬化させる加熱温度は、500℃以下が好ましく、450℃以下がより好ましく、400℃以下がさらに好ましく、350℃以下が特に好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、発光素子の信頼性を向上できるとともに、熱硬化時のタクトタイムを短縮することができる。
 特に、前記ネガ型感光性樹脂組成物が、(A)アルカリ可溶性樹脂として、(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上(以下、「(Ax)特定の樹脂」)を含有する場合、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度は、200℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましく、250℃以上がさらに好ましく、270℃以上が特に好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成できるとともに、薄膜部において、熱硬化後に低テーパー形状のパターンを形成することができる。また、耐熱性が向上するため、発光素子の信頼性を向上できるとともに、平坦性を向上することができる。
 これは、以下のように推定される。前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程において、(B)ラジカル重合性化合物がUV硬化して形成されたポリマー鎖(以下、「(Bx)脂肪族ポリマー鎖」)は、エチレン性不飽和二重結合基が重合した脂肪族鎖を主鎖として有する。また、一般に、前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖は、側鎖に(B)ラジカル重合性化合物由来の(メタ)アクリル酸エステル構造を多く有する。一方、前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンにおいて、現像液として使用したアルカリ溶液由来の、有機系のアルカリ溶液又はアルカリ性を示す化合物が、パターン中に残存していると考えられる。そのため、その後の、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において、前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖中の(メタ)アクリル酸エステル構造が、前記有機系のアルカリ溶液又は前記アルカリ性を示す化合物を触媒とした、加熱による加水分解反応を起こして低分子量化する。加えて、(A)アルカリ可溶性樹脂として、前記(Ax)特定の樹脂を用いて、現像後に段差形状を形成する場合、前記(Ax)特定の樹脂中のアルカリ可溶性基、又は、前記(Ax)特定の樹脂構造によるUV硬化阻害などの作用によって、厚膜部及び薄膜部において、UV硬化度が制御されていると推定される。そのため、上述した、熱硬化時における加水分解反応による低分子量化の寄与が大きくなることで、厚膜部における熱硬化時のパターンリフローが顕在化し、厚膜部と薄膜部との段差膜厚が減少してしまうと推定される。従って、前記(2)パターンを光硬化させる工程により、前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンを光硬化させて架橋度を向上させることが、上述した厚膜部におけるパターンリフロー抑制に対して、顕著な効果を示していると考えられる。なお、例えば、(A)アルカリ可溶性樹脂として、アクリル樹脂のような脂肪族鎖を主鎖として有する樹脂を主成分として用いた場合、上述した、UV硬化阻害などの作用による、厚膜部及び薄膜部におけるUV硬化度制御は起こらないため、上述した厚膜部における熱硬化時のパターンリフローは顕在化しないと推定される。ただし、アクリル樹脂を用いた場合においても、前記(2)パターンを光硬化させる工程によって、厚膜部において熱硬化時のパターンリフローを抑制し、段差膜厚を向上させることは可能である。
 また、以下のようにも推定される。上述した通り、前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖は、エチレン性不飽和二重結合基が重合した脂肪族鎖を主鎖として有する。一方、前記(Ax)特定の樹脂は、一般に、ポリイミド由来の芳香族構造、又はポリベンゾオキサゾール由来の芳香族構造を主鎖として有する。そのため、前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンにおいて、前記(Ax)特定の樹脂と前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖とが、微視的レベルで相分離していると考えられる。そのため、その後の、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において、相分離した前記(Ax)特定の樹脂と前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖とが、疎水性相互作用により、膜全体の安定化構造を形成するために膜流動する。その結果、厚膜部における熱硬化時のパターンリフローが顕在化し、厚膜部と薄膜部との段差膜厚が減少してしまうと推定される。従って、前記(2)パターンを光硬化させる工程により、前記(1-3)現像する工程で形成されるパターンを光硬化させて架橋度を向上させることが、上述した厚膜部におけるパターンリフロー抑制に対して、顕著な効果を示していると考えられる。なお、例えば、(A)アルカリ可溶性樹脂として、アクリル樹脂のような脂肪族鎖を主鎖として有する樹脂を主成分として用いた場合、上述した、前記(Bx)脂肪族ポリマー鎖との相分離は起こらないため、上述した厚膜部における熱硬化時のパターンリフローは顕在化しないと推定される。ただし、アクリル樹脂を用いた場合においても、前記(2)パターンを光硬化させる工程によって、厚膜部において熱硬化時のパターンリフローを抑制し、段差膜厚を向上させることは可能である。
 一方、熱硬化させる加熱温度は、500℃以下が好ましく、450℃以下がより好ましく、400℃以下がさらに好ましく、350℃以下が特に好ましい。熱硬化させる加熱温度が上記範囲内であると、発光素子の信頼性を向上できるとともに、熱硬化時のタクトタイムを短縮することができる。
 前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱時間は、1分以上が好ましく、5分以上がより好ましく、10分以上がさらに好ましく、30分以上が特に好ましい。熱硬化させる加熱時間が上記範囲内であると、耐熱性が向上するため、発光素子の信頼性を向上できるとともに、低テーパー形状のパターンを形成でき、また、平坦性を向上することができる。一方、熱硬化させる加熱時間は、300分以下が好ましく、250分以下がより好ましく、200分以下がさらに好ましく、150分以下が特に好ましい。熱硬化させる加熱時間が上記範囲内であると、発光素子の信頼性を向上できるとともに、熱硬化時のタクトタイムを短縮することができる。また、150℃で30分間熱硬化させた後、250℃で30分間熱硬化させるなど、二段又はそれ以上の多段で熱硬化させても構わない。
 前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる処理雰囲気としては、例えば、空気、酸素、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、又は、真空下が挙げられる。熱硬化時のタクトタイム短縮の観点から、空気下が好ましい。また、発光素子の信頼性向上の観点から、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン若しくはキセノン雰囲気下、酸素を1~10,000ppm(0.0001~1質量%)含有するガス雰囲気下、又は、真空下が好ましい。酸素を含有するガスとしては、酸素を1,000ppm以下で含有するガスがより好ましく、100ppm以下で含有するガスがさらに好ましい。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-3)現像する工程で形成される、段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT1)μmと薄膜部の膜厚(THT1)μmとの膜厚差を(ΔTDEV)μmとし、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において形成される、段差形状を有するパターン段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT2)μmと薄膜部の膜厚(THT2)μmとの膜厚差を(ΔTCURE)μmとするとき、段差膜厚残存率((ΔTCURE)/(ΔTDEV)×100)%は、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、85%以上がさらにより好ましく、90%以上が特に好ましい。段差膜厚残存率が、60%以上であると、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。一方、段差膜厚残存率((ΔTCURE)/(ΔTDEV)×100)%は、100%以下が好ましく、99%以下がより好ましく、97%以下がさらに好ましく、95%以下が特に好ましい。段差膜厚残存率が、100%以下であると、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、電極を形成する際の断線が抑制され、基板面内において均一な電極を形成できるとともに、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。
 なお、本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-3)現像する工程を有しない場合、前記(1)パターンを形成する工程で形成される、段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT1)μmと薄膜部の膜厚(THT1)μmとの膜厚差を(ΔTFORM)μmとし、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において形成される、段差形状を有するパターン段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT2)μmと薄膜部の膜厚(THT2)μmとの膜厚差を(ΔTCURE)μmとし、段差膜厚残存率は((ΔTCURE)/(ΔTFORM)×100)%とする。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1-3)現像する工程の後、かつ前記(2)パターンを光硬化させる工程の前、さらに、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程を有する場合、現像後ベーク後に、UV硬化度の低い薄膜部が低テーパー化する。その際、薄膜部のパターンリフローに伴って、現像後の膜厚よりも薄膜化し、現像後よりも段差膜厚が増加する場合がある。その後の、前記(2)パターンを光硬化させる工程において、厚膜部は熱硬化時におけるパターンリフローが抑制されるため、現像後ベーク後の段差膜厚が熱硬化後においても維持される場合がある。その結果、前記段差膜厚残存率は、100%を超える場合がある。そのため、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程を有する場合、前記段差膜厚残存率((ΔTCURE)/(ΔTDEV)×100)%は、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、85%以上がさらにより好ましく、90%以上が特に好ましい。段差膜厚残存率が、60%以上であると、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。一方、段差膜厚残存率((ΔTCURE)/(ΔTDEV)×100)%が、100%を超える場合、150%以下が好ましく、140%以下がより好ましく、130%以下がさらに好ましく、120%以下が特に好ましい。段差膜厚残存率が、150%以下であると、熱硬化時における膜表面のリフロー性を維持できるため平坦性が向上し、パネルの歩留まり低下を抑制することができる。また、段差膜厚残存率が100%を超えない場合、平坦性向上及び歩留まり向上の観点から、100%以下が好ましく、99%以下がより好ましく、97%以下がさらに好ましく、95%以下が特に好ましい。
 <パターンの光学濃度>
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1)パターンを形成する工程、及び/又は、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、前記段差形状を有するパターンとしては、膜厚1μm当たりの光学濃度が、0.3以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、0.7以上であることがさらに好ましく、1.0以上であることが特に好ましい。膜厚1μm当たりの光学濃度が0.3以上であると、遮光性を向上させることができるため、有機ELディスプレイ又は液晶ディスプレイなどの表示装置において、電極配線の可視化防止又は外光反射低減が可能となり、画像表示におけるコントラストを向上させることができる。そのため、本発明の硬化膜の製造方法は、カラーフィルタのブラックマトリックス又は液晶ディスプレイのブラックカラムスペーサーなどの遮光膜や、有機ELディスプレイの画素分割層又はTFT平坦化層など、外光反射の抑制によって高コントラスト化が要求される用途のパターンの製造する方法として好適である。一方、膜厚1μm当たりの光学濃度は、5.0以下であることが好ましく、4.0以下であることがより好ましく、3.0以下であることがさらに好ましい。膜厚1μm当たりの光学濃度が5.0以下であると、露光時の感度を向上できるとともに、低テーパー形状のパターンを形成することができる。パターンの、膜厚1μm当たりの光学濃度は、上述した(D)着色剤の組成及び含有比率により調節することができる。
 一般に、ネガ型感光性樹脂組成物では、ハーフトーン特性が不足する場合が多く、さらに、(D)着色剤によって光学濃度を高めた場合には、パターニング露光時の膜の硬化が不足する場合が多い。そのため、熱硬化時のパターンリフローにより、段差形状を有するパターンにおける厚膜部と薄膜部が一体化して境界部が消失するため、段差形状が消失してしまう場合がある。本発明の硬化膜の製造方法によれば、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制し、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することができる。また、前記パターンを備える有機ELディスプレイの製造において、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。
 <パターンの接触角>
 本発明の硬化膜の製造方法によれば、厚膜部と薄膜部とで十分な接触角差がある段差形状を有し、低テーパー形状を有するパターンを形成することが可能である。そのため、厚膜部と薄膜部とで十分な接触角差がある段差形状を一括形成するための用途に好適であり、画素分割層、TFT平坦化層、又はTFT保護層として好ましく、画素分割層としてより好ましい。中でも、有機ELディスプレイにおける画素分割層の、撥液性の厚膜部と親液性の薄膜部とを有する段差形状を一括形成するための用途において、特に好適である。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において形成される前記段差形状を有するパターンとしては、厚膜部の純水に対する接触角は、90°以上が好ましく、100°以上がより好ましい。接触角が上記範囲内であると、厚膜部の撥液性を向上できるため、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、インク同士の混色を防止できる。また、前記段差形状を有するパターンとしては、薄膜部の純水に対する接触角は、70°以下が好ましく、60°以下がより好ましい。接触角が上記範囲内であると、薄膜部の親液性を向上できるため、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、有機EL層の成膜不良を抑制できる。
 一方、前記段差形状を有するパターンとしては、厚膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する接触角は、40°以上が好ましく、50°以上がより好ましい。接触角が上記範囲内であると、厚膜部の撥液性を向上できるため、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、インク同士の混色を防止できる。また、前記段差形状を有するパターンとしては、薄膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する接触角は、30°以下が好ましく、20°以下がより好ましい。接触角が上記範囲内であると、薄膜部の親液性を向上できるため、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、有機EL層の成膜不良を抑制できる。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において形成される前記段差形状を有するパターンとして、厚膜部の純水に対する接触角を(CAwFT)°、及び、薄膜部の純水に対する接触角を(CAwHT)°とするとき、前記(CAwFT)°と(CAwHT)°との接触角差(ΔCAwFT-HT)°は、20°以上が好ましく、30°以上がより好ましく、40°以上がさらに好ましく、50°以上が特に好ましい。接触角差が上述した範囲内であると、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、インク同士の混色を防止できるとともに、有機EL層の成膜不良を抑制できる。一方、有機EL層の成膜不良抑制の観点から、接触角差(ΔCAwFT-HT)°は、90°以下が好ましく、80°以下がより好ましく、70°以下がさらに好ましい。
 一方、前記段差形状を有するパターンとして、厚膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する接触角を(CApFT)°、及び、薄膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに対する接触角を(CApHT)°とするとき、前記(CApFT)°と(CApHT)°との接触角差(ΔCApFT-HT)°は、10°以上が好ましく、20°以上がより好ましく、30°以上がさらに好ましい。接触角差が上述した範囲内であると、後述する(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程における、インク同士の混色を防止できるとともに、有機EL層の成膜不良を抑制できる。一方、有機EL層の成膜不良抑制の観点から、接触角差(ΔCApFT-HT)°は、70°以下が好ましく、60°以下がより好ましく、50°以下がさらに好ましい。
 <段差形状を有するパターン>
 本発明の硬化膜の製造方法によれば、厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有し、低テーパー形状を有するパターンを形成することが可能である。そのため、段差形状を一括形成するための用途に好適であり、画素分割層、TFT平坦化層、TFT保護層、層間絶縁層、又はゲート絶縁層として好ましく、画素分割層、TFT平坦化層、又はTFT保護層としてより好ましい。中でも、有機ELディスプレイにおける画素分割層の、段差形状を一括形成するための用途において、特に好適である。
 本発明の硬化膜の製造方法による、段差形状を有するパターンの断面の一例を、図8に示す。ハーフトーンフォトマスクを用いてパターニング露光をした場合、段差形状における厚膜部34は、パターニング露光における、前記透光部を介して活性化学線を照射した露光部に相当し、パターンの最大の膜厚を有する。一方、段差形状における薄膜部35a、35b,35cは、パターニング露光における、前記半透光部を介して活性化学線を照射したハーフトーン露光部に相当し、厚膜部34の厚さより小さい膜厚を有する。段差形状を有するパターンの断面における傾斜辺36a,36b,36c,36d,36eのそれぞれのテーパー角θ,θ,θ,θ,θは、いずれも低テーパーであることが好ましい。
 ここでいうテーパー角θ,θ,θ,θ,θとは、図8に示すように、パターンが形成される下地の基板の水平辺37、又は薄膜部35a,35b,35cの水平辺と、薄膜部35a,35b,35cの水平辺と交差する段差形状を有するパターンの断面における傾斜辺36a,36b,36c,36d,36eとが成す、段差形状を有するパターンの断面内部の角をいう。ここで、順テーパーとは、テーパー角が0°より大きく90°未満の範囲内であることをいい、逆テーパーとは、テーパー角が90°より大きく180°未満の範囲内であることをいう。また、矩形とは、テーパー角が90°であることをいい、低テーパーとは、テーパー角が0°より大きく60°の範囲内であることをいう。
 本発明の硬化膜の製造方法による、段差形状を有するパターンの下側表面の平面及び上側表面の平面間の厚さにおいて、最も大きい厚さを有する領域を厚膜部34、厚膜部34の厚さより小さい厚さを有する領域を薄膜部35とする。厚膜部34の膜厚を(TFT)μmとし、厚膜部34に少なくとも1つの段差形状を介して配置された薄膜部35a,35b,35cの膜厚を(THT)μmとする。
 本発明の硬化膜の製造方法において、前記(1)パターンを形成する工程、及び/又は、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、前記段差形状を有するパターンとして、厚膜部の膜厚を(TFT)μm、及び、薄膜部の膜厚を(THT)μmとするとき、前記(TFT)μmと(THT)μmとの膜厚差(ΔTFT-HT)μmは、1.0μm以上が好ましく、1.5μm以上がより好ましく、2.0μm以上がさらに好ましく、2.5μm以上がさらにより好ましく、3.0μm以上が特に好ましい。膜厚差が上述した範囲内であると、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。また、段差形状を有するパターン一層で十分な膜厚差を有するため、プロセスタイム短縮が可能となる。一方、膜厚差(ΔTFT-HT)μmは、10.0μm以下が好ましく、9.5μm以下がより好ましく、9.0μm以下がさらに好ましく、8.5μm以下がさらにより好ましく、8.0μm以下が特に好ましい。膜厚差が上述した範囲内であると、段差形状を有するパターン形成時の露光量を低減できることで、タクトタイム短縮が可能となる。
 厚膜部34の膜厚(TFT)は、2.0μm以上が好ましく、2.5μm以上がより好ましく、3.0μm以上がさらに好ましく、3.5μm以上がさらにより好ましく、4.0μm以上が特に好ましい。膜厚(TFT)が上記範囲内であると、発光素子の劣化を抑制することができるとともに、プロセスタイム短縮が可能となる。一方、厚膜部34の膜厚(TFT)は、10.0μm以下が好ましく、9.5μm以下がより好ましく、9.0μm以下がさらに好ましく、8.5μm以下がさらにより好ましく、8.0μm以下が特に好ましい。膜厚(TFT)が上記範囲内であると、段差形状を有するパターン形成時の露光量を低減できることで、タクトタイム短縮が可能となる。
 厚膜部34に少なくとも1つの段差形状を介して配置された薄膜部35a、35b、35cの膜厚(THT)は、0.10μm以上が好ましく、0.15μm以上がより好ましく、0.20μm以上がさらに好ましく、0.25μm以上がさらにより好ましく、0.30μm以上が特に好ましい。膜厚(THT)が上記範囲内であると、発光素子の劣化を抑制することができるとともに、プロセスタイム短縮が可能となる。一方、薄膜部35a、35b、35cの膜厚(THT)は、7.5μm以下が好ましく、7.0μm以下がより好ましく、6.5μm以下がさらに好ましく、6.0μm以下がさらにより好ましく、5.5μm以下が特に好ましい。膜厚(THT)が上記範囲内であると、段差形状を有するパターン形成時の露光量を低減できることで、タクトタイム短縮が可能となる。
 厚膜部34の膜厚(TFT)μm及び薄膜部35a,35b,35cの膜厚(THT)μmは、一般式(α)~(γ)で表される関係を満たすことが好ましい。
 2.0≦(TFT)≦10.0 (α)
 0.20≦(THT)≦7.5 (β)
 0.10×(TFT)≦(THT)≦0.75×(TFT) (γ)
 厚膜部34の膜厚(TFT)μm及び薄膜部35a,35b,35cの膜厚(THT)μmは、一般式(δ)~(ζ)で表される関係をさらに満たすことが好ましい。
 2.0≦(TFT)≦10.0 (δ)
 0.30≦(THT)≦7.0 (ε)
 0.15×(TFT)≦(THT)≦0.70×(TFT) (ζ)
 厚膜部34の膜厚(TFT)μm及び薄膜部35a,35b,35cの膜厚(THT)μmが上述した範囲内であると、発光素子の劣化を抑制することができるとともに、プロセスタイム短縮が可能となる。
 <パターン形状とパターン寸法>
 本発明の硬化膜の製造方法において、ネガ型感光性樹脂組成物のパターンは、ラインパターン及び/又はドットパターンを含むことが好ましく、前記パターンのパターン寸法幅として、ライン寸法幅又はドット寸法幅は、0.1μm以上のパターンを含むことが好ましくい。一方、ライン寸法幅又はドット寸法幅は、30μm以下のパターンを含むことが好ましい。
 ラインパターンとは、最も長い線(以下、「長軸」)と同じ方向(以下、「長軸方向」)に平行する線と、を有する多角形、又は、一部の辺が円弧で形成された閉じた多角形のパターンをいう。ラインパターンとしては、例えば、長方形、六角形若しくは八角形、又は、一部の辺が円弧で形成された長方形などの多角形が挙げられる。ドットパターンとは、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形をいう。ドットパターンとしては、例えば、円形、正方形、正六角形若しくは正八角形、又は、一部の辺が円弧で形成された四角形などの多角形や楕円、真円が挙げられる。
 ライン寸法幅とは、長軸と長軸方向に平行する線との間の長さをいい、特に長軸方向と直交する方向(以下、「短軸」)の長さをいう。ドット寸法幅とは、パターンが円形の場合、円の直径をいう。パターンが多角形の場合、頂点と頂点の間の最も長い対角線の長さをいう。パターンが一部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の場合、頂点と頂点の間の長さ又は頂点と円の間の長さのうち、最も長い長さをいう。また、ライン寸法幅及びドット寸法幅とは、基板と接するパターンの底部から底部までの長さ、及びパターンの頂上部から頂上部までの長さの平均値をいう。
 ライン寸法幅又はドット寸法幅は、SEMを用いて測定することで求めることができる。拡大倍率を10,000~150,000倍として、ライン寸法幅又はドット寸法幅を直接測定する。ライン寸法幅又はドット寸法幅は、基板内の上下左右と中心など、五点を測定した値の平均値をいう。
 本発明の硬化膜の製造方法において、フォトマスク上の透光部及び遮光部のパターン形状、及び、ハーフトーンフォトマスク上の透光部、半透光部及び遮光部のパターン形状としては、表示装置のデバイス設計の観点から、ラインパターン及び/又はドットパターン形状が好適である。
 本発明の硬化膜の製造方法において、フォトマスク上の透光部及び遮光部のパターン寸法幅、及び、ハーフトーンフォトマスク上の透光部、半透光部及び遮光部のパターン寸法幅としては、パターン寸法幅としては、表示装置の画素又は素子の高集積化、及び、解像度向上の観点から、ライン寸法幅又はドット寸法幅は、0.1μm以上のパターンを含むことが好ましく、1μm以上のパターンを含むことがより好ましく、3μm以上のパターンを含むことがさらに好ましく、5μm以上のパターンを含むことが特に好ましい。一方、ライン寸法幅又はドット寸法幅は、30μm以下のパターンを含むことが好ましく、20μm以下のパターンを含むことがより好ましく、15μm以下のパターンを含むことがさらに好ましく、10μm以下のパターンを含むことが特に好ましい。
 <有機ELディスプレイの製造方法>
 本発明の硬化膜の製造方法は、有機ELディスプレイを製造する、表示装置の製造方法として用いることが好ましい。本発明の硬化膜の製造方法によれば、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、段差形状を有するパターンを形成可能であって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを備える、有機ELディスプレイを製造することが可能となる。加えて、本発明の硬化膜の製造方法によれば、厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することで、パネルの歩留まり低下を抑制するとともに、発光素子の劣化を抑制し、発光素子の信頼性に優れる有機ELディスプレイを製造することが可能となる。従って、本発明の硬化膜の製造方法は、有機ELディスプレイを製造する方法として好適である。
 本発明の硬化膜の製造方法を用いて、有機ELディスプレイの画素分割層、電極絶縁層、配線絶縁層、層間絶縁層、TFT平坦化層、電極平坦化層、配線平坦化層、TFT保護層、電極保護層及び配線保護層から選ばれる一種類以上を形成する工程として、前記(1)~(3)の工程を有する。
(1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
(3)前記段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程。
 特に、有機ELディスプレイの画素分割層として、段差形状を有する画素分割層を形成する工程であることが好ましく、さらに、以下の(4)及び(5)の工程を有する。
前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程の後、さらに、(4)有機EL層を形成する工程、及び、
前記(4)有機EL層を形成する工程の後、さらに、(5)第2電極を形成する工程。
 <有機EL層を形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法を用いて有機ELディスプレイを製造する場合、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程の後、さらに、(4)有機EL層を形成する工程、を有することが好ましい。有機ELディスプレイにおける、有機EL層の構成としては、例えば、(1)正孔輸送層/発光層、(2)正孔輸送層/発光層/電子輸送層、又は、(3)発光層/電子輸送層などが挙げられる。有機EL層の構成については、正孔と電子の注入や輸送、発光層における発光効率などを総合的に高めるために種々検討されており、好ましい構成としては、特開平8-109373号公報に記載された有機EL素子などが挙げられる。画素分割層の開口部に相当する領域に有機EL層が形成されることで、発光画素部に相当する領域を形成することができる。
 有機EL層を形成する方法としては、マスク蒸着法やインクジェット法が挙げられる。マスク蒸着法としては、蒸着マスクを用いて有機化合物を蒸着してパターニングする方法が挙げられ、所望のパターンを開口部とした蒸着マスクを、基板の蒸着源側に配置して蒸着を行う方法が挙げられる。高精度の蒸着パターンを形成するためには、平坦性の高い蒸着マスクを基板に密着させることが好ましく、一般的に、蒸着マスクに張力をかける技術や、基板背面に配置した磁石によって蒸着マスクを基板に密着させる技術などが用いられる。蒸着マスクの製造方法としては、エッチング法、機械的研磨法、サンドブラスト法、焼結法、レーザー加工法又は感光性樹脂の利用などが挙げられるが、微細パターン形成が必要な場合、加工精度に優れるエッチング法や電鋳法を用いることが多い。
 <インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法を用いて有機ELディスプレイを製造する場合、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程の後、さらに、(4)有機EL層を形成する工程として、(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程、を有することが好ましい。画素分割層の開口部に相当する領域に有機EL層を形成する化合物を含むインクを、インクジェット塗布によって成膜することで、発光画素部に相当する領域を形成できる。(4)有機EL層を形成する工程として、(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程を有することで、一般的な蒸着マスクを使用した、有機化合物を蒸着によってパターニングして有機EL層を形成する方法と比較して、タクトタイムを短縮できる。インクに含まれる有機EL層を形成する化合物としては、低分子化合物、又は高分子化合物が挙げられる。
 (4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程において、画素分割層における発光画素部として機能する開口部に隣接する領域は、親液性を有することが好ましく、特に、インクに含まれる溶剤に対する親液性を有することがより好ましい。親液性を有することで、インクジェット塗布でインクを成膜する際における、インクの膜厚均一性を向上できるため、有機EL層の成膜不良を抑制できる。また、画素分割層としては、段差形状を有し、薄膜部は、発光画素部として機能する開口部に隣接する領域のため、親液性を有することが好ましい。一方、厚膜部は、開口部に隣接する領域の薄膜部同士を分割する仕切りとして機能するため、撥液性を有することが好ましく、特に、インクに含まれる溶剤に対する撥液性を有することがより好ましい。撥液性を有することで、インクジェット塗布でインクを成膜する際における、インクの過剰な濡れ広がりによる隣接画素領域へのインク流出を抑制可能となるため、インク同士の混色を防止できる。インクに含まれる溶剤としては、例えば、3-メトキシ-n-ブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシ-n-ブチルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノールアセテート、プロピレングリコールジアセテート、又は1,4-ブタンジオールジアセテートが挙げられる。
 上述したネガ型感光性樹脂組成物が、(F)撥インク剤を含有する場合、厚膜部の撥液性を向上できるとともに、薄膜部の親液性を向上できるため、厚膜部の接触角と薄膜部の接触角との差が十分に大きい段差形状を有するパターンを形成できる。そのため、本発明の硬化膜の製造方法において、上述した(2)前記段差形状を有するパターンを光硬化させる工程において、段差形状を有するパターンのUV硬化度を高め、熱硬化時におけるパターンリフローを抑制する効果と組み合わせることに好適である。従って、本発明による硬化膜の製造方法によって有機ELディスプレイを製造すれば、厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差があり、かつ厚膜部の接触角と薄膜部の接触角との差が十分に大きい、段差形状を有するパターンを形成することで、薄膜部の親液性によって、インクジェット塗布での有機EL層の成膜不良を抑制できるとともに、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できる。従って、本発明に用いられるネガ型感光性樹脂組成物としては、厚膜部と薄膜部とで十分な接触角差がある段差形状を一括形成するための用途に好適であり、画素分割層、TFT平坦化層、又はTFT保護層として好ましく、画素分割層としてより好ましい。中でも、有機ELディスプレイにおける画素分割層の、撥液性の厚膜部と親液性の薄膜部とを有する段差形状を一括形成するための用途において、特に好適である。
 インクの塗布膜厚は、インクの固形分濃度や粘度などによって異なるが、通常は塗布及びベーク後の膜厚が0.01~10μmになるように塗布する。基板上に、インクをインクジェット塗布によってパターン状に塗布した後、ベークして成膜することが好ましい。ベークは、オーブン、ホットプレート、赤外線、フラッシュアニール装置、又はレーザーアニール装置などを使用することができる。ベーク温度としては、50~200℃が好ましい。ベーク時間としては、30秒~数時間が好ましい。80℃で2分間プリベークした後、120℃で2分間ベークするなど、二段又はそれ以上の多段でベークしても構わない。
 <第2電極を形成する工程>
 本発明の硬化膜の製造方法を用いて有機ELディスプレイを製造する場合、前記(4)有機EL層を形成する工程の後、さらに、(5)第2電極を形成する工程、を有することが好ましい。上述のように、有機ELディスプレイにおいて、第1電極と第2電極として、透明電極と非透明電極とを組み合わせることにより、有機EL層における発光を片側に取り出すことができる。有機ELディスプレイにおける透明電極及び非透明電極には、電気特性に優れること、陽極として用いる場合には効率良く正孔を注入できること、陰極として用いる場合には効率良く電子を注入できることなどの複合的な特性が求められる。
 透明電極を形成する材料としては、例えば、透明導電性酸化物又は金属などが挙げられる。陽極として用いる場合には、ITO、IZO、AZO、GZO又はATOなどが好ましく、陰極として用いる場合には、リチウム、マグネシウム、銀又はアルミニウムなどが好ましい。また、非透明電極を形成する材料としては、例えば、炭素又は金属などが挙げられる。非透明電極の耐腐食性向上、及び、有機ELディスプレイの信頼性向上の観点から、銀、アルミニウム、炭素、クロム、銅、モリブデン、ニッケル又はチタンを主成分とすることが好ましく、銀、アルミニウム又は銅を主成分とすることがより好ましい。ここでいう主成分とは、非透明電極を形成する材料中に最も多く含まれる成分をいう。これらを含む電極材料としては、例えば、AgIn合金、AgZn合金、AgZnBi合金、Alグラフェン合金、AlMn合金、AlNd合金、AlGaNi合金、CuZn合金若しくはCuZnMg合金などの合金、又は、Agナノフィラー(ワイヤー)若しくはAgナノ粒子などが挙げられる。
 また、複合的な特性を両立するため、非透明電極を多層構造とすることも好ましい。例えば、非透明電極を多層構造とし、基板側に密着性や耐腐食性を向上させる下地層や、反射率を調整する反射調整層を有することもできる。また、非透明電極を多層構造とし、勇気EL層側の最表面層に透明導電性酸化物材料を積層することにより、有機EL層との界面における仕事関数差を調整することも好ましい。透明導電性酸化物材料としては、高透過率で低抵抗率であることから、ITO、IZO、AZO、GZO又はATOなどが好ましい。
 第2電極としては、ボトムエミッション方式の有機ELディスプレイであれば非透明電極、トップエミッション方式の有機ELディスプレイであれば透明電極を選択する。電極の形成方法としては、有機EL層へのダメージ低減の観点から、蒸着マスクを用いたマスク蒸着法により、第2電極を形成することが好ましい。
 以上の方法により、第1電極と第2電極が交差し、かつ画素分割層が存在しない部分が発光する、有機ELディスプレイを製造可能である。有機ELディスプレイにおける、発光画素と呼ばれる領域は、対向配置された第1電極と第2電極とが交差して重なる部分であって、さらに、第1電極上の画素分割層によって区画される領域である。アクティブマトリックス型ディスプレイにおいては、スイッチング手段が形成される部分が発光画素の一部を占有するように配置されることがあり、発光画素の形状は矩形状ではなく、一部分が欠落したような形でも構わない。しかしながら、発光画素の形状はこれらに限定されるものではなく、例えば円形であっても構わず、画素分割層の形状によって変化させても構わない。
 その後、有機EL層を保護する目的で封止を行うことが好ましい。有機EL層を酸素や水分に接触させないように封止することが好ましく、真空中又は絶乾雰囲気中にて、ガラス、金属の封止缶又はガスバリアフィルムを接着することが好ましい。同時に、乾燥剤や吸湿剤を封入しても構わない。
 発光画素の領域において、赤色、緑色及び青色領域に、それぞれの発光ピーク波長を有する有機EL層を配列したものや、全面に白色発光する有機EL層を作製して、別途、赤色、緑色及び青色のカラーフィルタと組み合わせて使用するようなものを、カラーディスプレイと呼ぶ。カラーディスプレイにおいて、通常、表示される赤色領域の光のピーク波長は560~700nm、緑色領域の光のピーク波長は500~560nm、青色領域の光のピーク波長は420~500nmである。
 <有機ELディスプレイ>
 本発明の硬化膜の製造方法によれば、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを備える、有機ELディスプレイを製造することが可能である。そのため、段差形状を有する画素分割層を形成できるため、有機EL層を形成する際の蒸着マスクとの接触面積を小さくできることで、パーティクル発生によるパネルの歩留まり低下を抑制できるとともに、発光素子の劣化を抑制することができる。また、段差形状を有する画素分割層、電極絶縁層、配線絶縁層、層間絶縁層、TFT平坦化層、電極平坦化層、配線平坦化層、TFT保護層、電極保護層又は配線保護層を形成できるため、段差形状を有する複雑な積層構造を一括形成することが可能であり、プロセスタイムを短縮することができる。
 本発明の硬化膜の製造方法は、発光素子の光取り出し側に、偏光板及び1/4波長板を有しない、有機ELディスプレイを製造する、表示装置の製造方法として用いることが好ましい。本発明の硬化膜の製造方法によれば、(Da)黒色剤として、(D1a)黒色顔料などを含有する、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを備える、有機ELディスプレイを製造することが可能である。前記パターンを備えることで、発光素子の光取り出し側に、偏光板及び1/4波長板を形成することなく、有機ELディスプレイの画像表示におけるコントラストを向上させることができる。
 本発明の硬化膜の製造方法は、フレキシブル基板上の積層構造として、段差形状を有するパターンを備える、フレキシブル有機ELディスプレイを製造する、表示装置の製造方法として用いることが好ましい。本発明の硬化膜の製造方法によれば、(Da)黒色剤として、(D1a)黒色顔料などを含有する、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイを製造することが可能である。前記パターンを備えることで、フレキシブル性に乏しい偏光板及び1/4波長板を形成することなく、有機ELディスプレイの画像表示におけるコントラストを向上できるため、それによって、有機ELディスプレイのフレキシブル性を向上させることができる。
 本発明の硬化膜の製造方法は、フレキシブル有機ELディスプレイとして、曲面の表示部を有する、有機ELディスプレイの製造方法として用いることが好ましい。この曲面の曲率半径は、曲面からなる表示部における断線等に起因する表示不良抑制の観点から、0.1mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましい。また曲面の曲率半径は、表示装置の小型化及び高解像化の観点から、10mm以下が好ましく、7mm以下がより好ましく、5mm以下がさらに好ましい。
 本発明の硬化膜の製造方法は、段差形状を有するパターンを備え、該段差形状を有するパターンの厚膜部の純水に対する接触角と、薄膜部の純水に対する接触角とが、十分な接触角差を有する有機ELディスプレイを製造する、表示装置の製造方法として用いることが好ましい。また、本発明の製造方法は、段差形状を有するパターンを備え、該段差形状を有するパターンの厚膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの有機溶剤に対する接触角と、薄膜部のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどの有機溶剤に対する接触角とが、十分な接触角差を有する有機ELディスプレイを製造する、表示装置の製造方法として用いることも好ましい。本発明の硬化膜の製造方法によれば、画素分割層の開口部に相当する領域に有機EL層を形成する化合物を含むインクを、インクジェット塗布によって成膜して発光画素部に相当する領域を形成できるため、タクトタイムを短縮できる。加えて、薄膜部の親液性によって、インクジェット塗布での有機EL層の成膜不良を抑制できるとともに、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できるため、発光素子の信頼性に優れる有機ELディスプレイを製造することが可能となる。従って、本発明の硬化膜の製造方法としては、厚膜部と薄膜部とで十分な接触角差がある段差形状を一括形成するための用途に好適であり、画素分割層、TFT平坦化層、又はTFT保護層として好ましく、画素分割層としてより好ましい。中でも、インクジェット塗布によって有機EL層を含む層を成膜して、発光画素部に相当する領域を形成した有機ELディスプレイにおける画素分割層の、撥液性の厚膜部と親液性の薄膜部とを有する段差形状を一括形成するための用途において、特に好適である。
 段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイとしては、有機ELディスプレイの信頼性向上、及び表示特性向上の観点から、該段差形状を有するパターンの開口部の外周に占める、該段差形状を有するパターンの厚膜部の外周が接する長さの比率は、0%が好ましい。該開口部の外周に占める、該厚膜部の外周が接する長さの比率が0%である場合、該開口部の外周は、該段差形状を有するパターンの薄膜部にのみ隣接することが好ましい。開口部の外周が、該薄膜部にのみ隣接することで、薄膜部の親液性によって、インクジェット塗布での有機EL層の成膜不良を抑制できるため、有機ELディスプレイの信頼性を向上できる。また、該開口部の外周に占める、該厚膜部の外周が接する長さの比率が0%である場合、該厚膜部の外周は、該段差形状を有するパターンの薄膜部にのみ隣接することが好ましい。厚膜部の外周が、該薄膜部にのみ隣接することで、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できるため、有機ELディスプレイの表示特性を向上できる。
 段差形状を有するパターンを備える有機ELディスプレイとしては、該段差形状を有するパターンの厚膜部の最小パターン寸法、及び/又は該段差形状を有するパターンの厚膜部の最小パターン寸法は、30μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。厚膜部の最小パターン寸法、及び/又は薄膜部の最小パターン寸法が30μm以下の場合、発光素子を高密度に集積及び配置できることで、表示装置の解像度を向上できる。一方、該段差形状を有するパターンの厚膜部の最小パターン寸法は、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、7μm以上がさらに好ましく、10μm以上が特に好ましい。厚膜部の最小パターン寸法が3μm以上の場合、厚膜部の撥液性によってインク同士の混色を防止できるため、有機ELディスプレイの表示特性を向上できる。また、該段差形状を有するパターンの薄膜部の最小パターン寸法は、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、7μm以上がさらに好ましく、10μm以上が特に好ましい。薄膜部の最小パターン寸法が3μm以上の場合、薄膜部の親液性によって、インクジェット塗布での有機EL層の成膜不良を抑制できるため、有機ELディスプレイの信頼性を向上できる。
 厚膜部の接触角と薄膜部の接触角との差が十分に大きい段差形状として、撥液性の厚膜部と親液性の薄膜部とを有する、段差形状を含むパターンを備える有機ELディスプレイの、開口部、厚膜部、及び薄膜部の配置の概略図を、図16に示す。なお、図16に示すパターンは、厚膜部と薄膜部とが隣接する箇所を有し、かつ開口部と薄膜部とが隣接する箇所を有する。また、ライン形状の厚膜部と、四角形形状の開口部とを有する。さらに、開口部の外周に占める、厚膜部の外周が接する長さの比率は、0%である。
 <有機ELディスプレイの製造プロセス>
 本発明の硬化膜の製造方法における、ネガ型感光性樹脂組成物を用いたプロセスとして、該組成物の段差形状を有するパターンを、有機ELディスプレイの段差形状を有する遮光性の画素分割層として用いたプロセスを例に、図1に模式的断面図を示して説明する。なお、各工程における好ましい条件は上述した通りであり、公知の材料、装置及び条件を用いることができる。
 まず、(1)ガラス基板1上に、電子ビーム蒸着法により、クロムと金の積層膜を成膜し、フォトレジストを用いたエッチングによりソース電極とドレイン電極を形成する。次に、スパッタ法により、アモルファス酸化インジウムガリウム亜鉛(以下、IGZO)を成膜し、フォトレジストを用いたエッチングにより、ソース・ドレイン電極間に酸化物半導体層を形成する。その後、スピンコート法により、ポジ型ポリシロキサン組成物を成膜し、所望のパターンを有するマスクを介して活性化学線を照射し、アルカリ溶液を用いて現像する、フォトリソグラフィーによってパターン加工し、熱硬化させてゲート絶縁層を形成する。その後、電子ビーム蒸着法により、金を成膜し、エッチングによりゲート電極を形成し、薄膜トランジスタ(以下、「TFT」)2を形成する。TFT平坦化膜用の感光性材料として、ポジ型ポリシロキサン組成物を塗布及びプリベークして成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させてTFT平坦化用の硬化膜3を約2.0μmの膜厚で形成する。次に、(2)銀‐パラジウム‐銅合金(以下、「APC」)をスパッタにより、約100nmの膜厚で成膜し、フォトレジストを用いてエッチングによりパターン加工してAPC層を形成する。さらに、APC層の上層に酸化インジウムスズ(以下、「ITO」)をスパッタにより、約10nmの膜厚で成膜し、フォトレジストを用いたエッチングによりパターン加工し、第1電極として反射電極4を形成する。その後、(3)ネガ型黒色ポリイミド組成物を、スピンコート法により塗布及びプリベークして、プリベーク膜5aを形成する。次いで、(4)透光部、遮光部及び半透光部(透光部の20%透過率)を含む、所望のパターンを有するハーフトーンフォトマスク6を介して、活性化学線7として、g線、h線及びi線を照射する。次に、(5)水酸化テトラメチルアンモニウム(以下、「TMAH」)水溶液をアルカリ溶液として用いて、現像してパターン加工をした後、活性化学線として、g線、h線及びi線を照射してブリーチング露光をし、その後、必要に応じてミドルベークし、熱硬化させることで、遮光性の画素分割層として、所望のパターンを有し、かつ段差形状を有する硬化パターン5bを形成する。その後、(6)EL発光材料を、マスクを介した蒸着によって成膜してEL発光層8を形成し、マグネシウム‐銀合金(以下、「MgAg」)を蒸着により、約10nm成膜し、フォトレジストを用いてエッチングによりパターン加工し、第2電極として透明電極9を形成する。次に(7)平坦化膜用の感光性材料として、ポジ型ポリシロキサン組成物を塗布及びプリベークして成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させて平坦化用の硬化膜10を形成し、次に、低湿窒素雰囲気下、有機EL封止用の材料を成膜し、硬化させて封止膜を形成する。その後、カバーガラス11を接合させることで、ネガ型黒色ポリイミド組成物を、段差形状を有する遮光性の画素分割層として有する有機ELディスプレイが製造される。
 <有機ELディスプレイ以外の表示装置の製造方法>
 本発明の硬化膜の製造方法は、前記ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを、カラーフィルタ、カラーフィルタのブラックマトリックス、液晶ディスプレイのブラックカラムスペーサー又は半導体のゲート絶縁層として備える、表示装置の製造方法として用いても構わない。
 本発明の硬化膜の製造方法は、有機ELディスプレイ以外の表示装置の製造方法として用いても構わない。有機ELディスプレイ以外の表示装置としては、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイ、LEDディスプレイ又はマイクロLEDディスプレイが挙げられる。
 <液晶ディスプレイの製造プロセス>
 本発明の硬化膜の製造方法における、ネガ型感光性樹脂組成物を用いた別のプロセスとして、該組成物の段差形状を有するパターンを、液晶ディスプレイの段差形状を有するブラックカラムスペーサー(以下、「BCS」)として用いたプロセスを例に、図2に模式的断面図を示して説明する。まず、(1)ガラス基板12上に、公知の方法で、バックライトユニット(以下、「BLU」)13を形成し、BLUを有するガラス基板14を形成する。
 また、(2)別のガラス基板15上に、電子ビーム蒸着法により、クロムと金の積層膜を成膜し、フォトレジストを用いたエッチングによりソース電極とドレイン電極を形成する。次に、スパッタ法により、アモルファス酸化インジウムガリウム亜鉛(以下、IGZO)を成膜し、フォトレジストを用いたエッチングにより、ソース・ドレイン電極間に酸化物半導体層を形成する。その後、スピンコート法により、ポジ型ポリシロキサン組成物を成膜し、所望のパターンを有するマスクを介して活性化学線を照射し、アルカリ溶液を用いて現像する、フォトリソグラフィーによってパターン加工し、熱硬化させてゲート絶縁層を形成する。その後、電子ビーム蒸着法により、金を成膜し、エッチングによりゲート電極を形成し、TFT16を形成する。TFT平坦化膜用の感光性材料として、ポジ型ポリシロキサン組成物を塗布及びプリベークして成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させてTFT平坦化用の硬化膜17を約2.0μmの膜厚で形成する。次に、(3)ITOをスパッタにより、約100nmの膜厚で成膜し、フォトレジストを用いてエッチングによりパターン加工し、透明電極18を形成する。その上に、平坦化膜用の感光性材料として、ポジ型ポリシロキサン組成物を塗布及びプリベークして成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させて平坦化膜19を形成し、さらに、公知の方法で、配向膜20を形成する。その後、(4)ネガ型黒色ポリイミド組成物を、スピンコート法により塗布及びプリベークして、プリベーク膜21aを形成する。次いで、(5)透光部、遮光部及び半透光部(透光部の20%透過率)を含む、所望のパターンを有するハーフトーンフォトマスク22を介して、活性化学線23として、g線、h線及びi線を照射する。次に、(6)TMAH水溶液をアルカリ溶液として用いて、現像してパターン加工をした後、活性化学線として、g線、h線及びi線を照射してブリーチング露光をし、その後、必要に応じてミドルベークし、熱硬化させることで、遮光性のBCSとして、所望のパターンを有する硬化パターン21b、及び、所望のパターンを有し、かつ段差形状を有する硬化パターン21cを形成し、段差形状を有するBCSを有するガラス基板24を形成する。次いで、(7)上述したガラス基板14と該ガラス基板24と、を接合させることで、BLU及び段差形状を有するBCSを有するガラス基板25を形成する。
 さらに、(8)別のガラス基板26上に、カラーフィルタ用の感光性材料として、ネガ型着色アクリル組成物を塗布及びプリベークして成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させて、赤色、緑色、青色の三色のカラーフィルタ27を形成する。その後、(9)平坦化用の感光性材料として、ポジ型ポリシロキサン組成物を成膜し、フォトリソグラフィーによってパターン加工した後、熱硬化させて平坦化用の硬化膜28を形成し、その上に、公知の方法で、配向膜29を形成することで、カラーフィルタ基板30を形成する。次いで、(10)前記BLU及び段差形状を有するBCSを有するガラス基板25と該カラーフィルタ基板30と、を接合させることで、(11)BLU、段差形状を有するBCS及びカラーフィルタを有するガラス基板31を形成する。次に、(12)公知の方法で、液晶を注入して液晶層32を形成することで、ネガ型黒色ポリイミド組成物を、段差形状を有するBCSとして有する液晶ディスプレイが製造される。
 以上のように、本発明の硬化膜の製造方法によれば、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを備える、有機ELディスプレイ及び液晶ディスプレイを製造することが可能である。また、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを、フォトリソグラフィーにより一括形成可能である。従って、フォトレジストを用いたプロセスと比較して、工程数を削減することができるため、有機ELディスプレイ及び液晶ディスプレイの生産性の向上、プロセスタイム短縮及びタクトタイム短縮が可能となる。
 本発明の硬化膜の製造方法によれば、ネガ型感光性樹脂組成物を用いて、段差形状を有するパターンを形成可能であって、熱硬化後においても厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを備える、有機ELディスプレイを製造することが可能となる。加えて、本発明の硬化膜の製造方法によれば、厚膜部と薄膜部とで十分な膜厚差がある段差形状を有するパターンを形成することで、パネルの歩留まり低下を抑制するとともに、発光素子の劣化を抑制し、発光素子の信頼性に優れる有機ELディスプレイを製造することが可能となる。従って、本発明の硬化膜の製造方法は、有機ELディスプレイを製造する方法として好適である。また、段差形状を有する画素分割層、電極絶縁層、配線絶縁層、層間絶縁層、TFT平坦化層、電極平坦化層、配線平坦化層、TFT保護層、電極保護層又は配線保護層を形成できるため、段差形状を有する複雑な積層構造を一括形成することが可能であり、プロセスタイムを短縮することができる。
 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの範囲に限定されない。なお、用いた化合物のうち略語を使用しているものについて、名称を以下に示す。
5CPL-1:オキシペンチレンカルボニル構造を分子内に5個有する、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート)
6FDA:2,2-(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物;4,4’-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル-ビス(1,2-フタル酸無水物)
A-BPEF:“NK ESTER”(登録商標) A-BPEF(新中村化学工業社製;9,9-ビス[4-(2-アクリロキシエトキシ)フェニル]フルオレン)
APC:Argentum‐Palladium‐Cupper(銀‐パラジウム‐銅合金)
BAHF:2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン
BFE:1,2-ビス(4-ホルミルフェニル)エタン
BGPF:9,9-ビス(4-グリシドキシフェニル)フルオレン
Bk-S0100CF:“IRGAPHOR”(登録商標) BLACK S0100CF(BASF社製;一次粒子径40~80nmのベンゾフラノン系黒色顔料)
CF:四フッ化炭素
cyEpoTMS:2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン
D.BYK-167:“DISPERBYK”(登録商標)-167(ビックケミー・ジャパン社製;アミン価を有する分散剤)
DFA:N,N-ジメチルホルムアミドジメチルアセタール
DPCA-60:“KAYARAD”(登録商標) DPCA-60(日本化薬社製;オキシペンチレンカルボニル構造を分子中に6個有する、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
DPHA:“KAYARAD”(登録商標) DPHA(日本化薬社製;ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)
GL-02R:シリル基又はシロキサン結合を有する構造として、2つ以上のジメチルシロキサン結合を有するポリジメチルシロキサン構造、及び光重合性基として、アクリル基を有する、アクリル樹脂系撥インク剤(共栄社化学社製)
GMA:メタクリル酸グリシジル
HA:N,N’-ビス[5,5’-ヘキサフルオロプロパン-2,2-ジイル-ビス(2-ヒドロキシフェニル)]ビス(3-アミノ安息香酸アミド)
IGZO:酸化インジウムガリウム亜鉛
ITO:酸化インジウムスズ
KOH:水酸化カリウム
MAA:メタクリル酸
MAP:3-アミノフェノール;メタアミノフェノール
MBA:3-メトキシ-n-ブチルアセテート
MeTMS:メチルトリメトキシシラン
MgAg:Magnesium‐Argentum(マグネシウム‐銀合金)
NA:5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物;ナジック酸無水物
NCI-831:“アデカアークルズ”(登録商標)NCI-831((株)ADEKA製;オキシムエステル系光重合開始剤)
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
ODPA:ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物;オキシジフタル酸二無水物
P.B.60:C.I.ピグメントブルー60
P.R.179:C.I.ピグメントレッド179
P.Y.192:C.I.ピグメントイエロー192
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
PHA:フタル酸無水物
PhTMS:フェニルトリメトキシシラン
RS-72-K:“メガファック”(登録商標)RS-72-K(DIC社製;フッ素原子を有する構造として、パーフルオロアルキレン鎖(2つ以上のフッ素原子を有するアルキレン鎖)、及び光重合性基として、アクリル基を有する、アクリル樹脂系撥インク剤)
S-20000:“SOLSPERSE”(登録商標) 20000(Lubrizol社製;ポリエーテル系分散剤)
SiDA:1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン
STR:スチレン
TCDM:メタクリル酸トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン-8-イル;ジメチロール-トリシクロデカンジメタアクリレート
TEA:トリエチルアミン
TMAH:水酸化テトラメチルアンモニウム
TMOS:テトラメトキシシラン
TPK-1227:スルホン酸基を導入する表面処理がされたカーボンブラック(CABOT社製)
 合成例(A)
 三口フラスコに、BAHFを18.31g(0.05mol)、プロピレンオキシドを17.42g(0.3mol)、アセトンを100mL秤量して溶解させた。ここに、アセトン10mLに塩化3-ニトロベンゾイルを20.41g(0.11mol)溶かした溶液を滴下した。滴下終了後、-15℃で4時間反応させ、その後室温に戻した。析出した白色固体をろ取し、50℃で真空乾燥させた。得られた固体30gを、300mLのステンレスオートクレーブに入れ、2-メトキシエタノール250mLに分散させ、5%パラジウム-炭素を2g加えた。ここに水素を風船で導入して、室温で2時間反応させた。2時間後、風船がこれ以上しぼまないことを確認した。反応終了後、ろ過して触媒であるパラジウム化合物を除去し、減圧留去させて濃縮し、下記構造のヒドロキシ基含有ジアミン化合物(HA)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 合成例1 ポリイミド(PI-1)の合成
 乾燥窒素気流下、三口フラスコに、BAHFを31.13g(0.085mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して77.3mol%)、SiDAを1.24g(0.0050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して4.5mol%)、末端封止剤として、MAPを2.18g(0.020mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して18.2mol%)、NMPを150.00g秤量して溶解させた。ここに、NMP50.00gにODPAを31.02g(0.10mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対して100mol%)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌し、次いで50℃で4時間攪拌した。その後、キシレン15gを添加し、水をキシレンとともに共沸しながら、150℃で5時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水3Lに投入し、析出した固体沈殿をろ過して得た。得られた固体を水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、ポリイミド(PI-1)を得た。得られたポリイミドのMwは27,000、酸当量は350であった。
 合成例2 ポリイミド前駆体(PIP-1)の合成
 乾燥窒素気流下、三口フラスコに、6FDAを44.42g(0.10mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対して100mol%)、NMPを150g秤量して溶解させた。ここに、NMP50gにBAHFを14.65g(0.040mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して32.0mol%)、HAを18.14g(0.030mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して24.0mol%)、SiDAを1.24g(0.0050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して4.0mol%)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌し、次いで50℃で2時間攪拌した。次に、末端封止剤として、NMP15gにMAPを5.46g(0.050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して40.0mol%)溶かした溶液を添加し、50℃で2時間攪拌した。その後、NMP15gにDFAを23.83g(0.20mol)溶かした溶液を投入した。投入後、50℃で3時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を室温に冷却した後、反応溶液を水3Lに投入し、析出した固体沈殿をろ過して得た。得られた固体を水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、ポリイミド前駆体(PIP-1)を得た。得られたポリイミド前駆体のMwは20,000、酸当量は450であった。
 合成例3 ポリベンゾオキサゾール(PBO-1)の合成
 トルエンを満たしたディーンスターク水分離器及び冷却管を付けた500mL丸底フラスコに、BAHFを34.79g(0.095mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して95.0mol%)、SiDAを1.24g(0.0050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して5.0mol%)、NMPを75.00g秤量して、溶解させた。ここに、NMP25.00gに、BFEを19.06g(0.080mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対し66.7mol%)、末端封止剤として、NAを6.57g(0.040mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対し33.3mol%)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌し、次いで50℃で1時間攪拌した。その後、窒素雰囲気下、200℃以上で10時間加熱攪拌し、脱水反応を行った。反応終了後、反応溶液を水3Lに投入し、析出した固体沈殿をろ過して得た。得られた固体を水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール(PBO-1)を得た。得られたポリベンゾオキサゾールのMwは25,000、酸当量は330であった。
 合成例4 ポリベンゾオキサゾール前駆体(PBOP-1)の合成
 トルエンを満たしたディーンスターク水分離器及び冷却管を付けた500mL丸底フラスコに、BAHFを34.79g(0.095mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して95.0mol%)、SiDAを1.24g(0.0050mol;全アミン及びその誘導体に由来する構造単位に対して5.0mol%)、NMPを70.00g秤量して、溶解させた。ここに、NMP20.00gに、BFEを19.06g(0.080mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対し66.7mol%)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌し、次いで50℃で2時間攪拌した。次に、末端封止剤として、NMP10gにNAを6.57g(0.040mol;全カルボン酸及びその誘導体に由来する構造単位に対し33.3mol%)溶かした溶液を添加し、50℃で2時間攪拌した。その後、窒素雰囲気下、100℃で2時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を水3Lに投入し、析出した固体沈殿をろ過して得た。得られた固体を水で3回洗浄した後、80℃の真空乾燥機で24時間乾燥し、ポリベンゾオキサゾール前駆体(PBOP-1)を得た。得られたポリベンゾオキサゾール前駆体のMwは20,000、酸当量は330であった。
 合成例5 ポリシロキサン溶液(PS-1)の合成
 三口フラスコに、MeTMSを20.43g(30mol%)、PhTMSを49.57g(50mol%)、cyEpoTMSを12.32g(10mol%)、TMOSを7.61g(10mol%)、PGMEAを83.39g仕込んだ。フラスコ内に空気を0.05L/分で流し、混合溶液を攪拌しながらオイルバスで40℃に加熱した。混合溶液をさらに攪拌しながら、水28.38gにリン酸0.270gを溶かしたリン酸水溶液を投入した。投入後、40℃で30分間攪拌して、シラン化合物を加水分解させた。加水分解終了後、バス温を70℃にして1時間攪拌した後、続いてバス温を115℃まで昇温した。昇温開始後、約1時間後に溶液の内温が100℃に到達し、そこから2時間加熱攪拌した(内温は100~110℃)。2時間加熱攪拌して得られた樹脂溶液を氷浴にて冷却し、ポリシロキサン溶液(PS-1)を得た。得られたポリシロキサンのMwは4,500であった。
 合成例6 多環側鎖含有樹脂溶液(CR-1)の合成
 三口フラスコに、BGPFを46.25g(0.10mol)、MBAを54.53g秤量して溶解させた。ここに、MBA10.00gにMAAを17.22g(0.20mol)、ジベンジルアミンを0.135g(0.0010mol)、4-メトキシフェノールを0.037g(0.0003mol)溶かした溶液を添加し、90℃で4時間攪拌した。その後、MBA30.00gにODPAを27.92g(0.090mol)、末端封止剤として、PHAを2.96g(0.020mol)溶かした溶液を添加し、20℃で1時間攪拌した。その後、窒素雰囲気下、150℃で5時間攪拌して、多環側鎖含有樹脂溶液(CR-1)を得た。得られた多環側鎖含有樹脂のMwは4,700、カルボン酸当量は470g/molであり、二重結合当量は470g/molであった。
 合成例7 アクリル樹脂溶液(AC-1)の合成
 三口フラスコに、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)を0.821g(1mol%)、PGMEAを29.29g仕込んだ。次に、MAAを21.52g(50mol%)、TCDMを22.03g(20mol%)、STRを15.62g(30mol%)仕込み、室温でしばらく攪拌して、フラスコ内をバブリングによって十分に窒素置換した後、70℃で5時間攪拌した。次に、得られた溶液に、PGMEAを59.47gにGMAを14.22g(20mol%)、ジベンジルアミンを0.676g(1mol%)、4-メトキシフェノールを0.186g(0.3mol%)溶かした溶液を添加し、90℃で4時間攪拌して、アクリル樹脂溶液(AC-1)を得た。得られたアクリル樹脂のMwは15,000、カルボン酸当量は490g/molであり、二重結合当量は740g/molであった。
 以上説明した合成例1~7の組成を、まとめて表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 調製例1 顔料分散液(Bk-1)の調製
 分散剤として、S-20000を34.5g、溶剤として、MBAを782.0g秤量して混合し、10分間攪拌して拡散した後、着色剤として、Bk-S0100CFを103.5g秤量して混合して30分間攪拌し、0.40mmφのジルコニアビーズが充填された横型ビーズミルを用いて、数平均粒子径が100nmとなるように湿式メディア分散処理を行い、固形分濃度15質量%、着色剤/分散剤=75/25(質量比)の顔料分散液(Bk-1)を得た。得られた顔料分散液中の顔料の数平均粒子径は100nmであった。
 調製例2 顔料分散液(Bk-2)の調製
 樹脂として、合成例1で得られた、ポリイミド(PI-1)の30質量%のMBA溶液を92.0g、分散剤として、S-20000を27.6g、溶剤として、MBAを717.6g秤量して混合し、10分間攪拌して拡散した後、着色剤として、Bk-S0100CFを82.8g秤量して混合して30分間攪拌し、0.40mmφのジルコニアビーズが充填された横型ビーズミルを用いて、数平均粒子径が100nmとなるように湿式メディア分散処理を行い、固形分濃度15質量%、着色剤/樹脂/分散剤=60/20/20(質量比)の顔料分散液(Bk-2)を得た。得られた顔料分散液中の顔料の数平均粒子径は100nmであった。
 調製例3~4 顔料分散液(Bk-3)~顔料分散液(Bk-4)の調製
 表2-1に記載の着色剤、(A)アルカリ可溶性樹脂及び(E)分散剤の種類並びにこれらの比率にて、調製例2と同様に顔料分散をして、顔料分散液(Bk-3)~顔料分散液(Bk-4)を得た。
 調製例1~4の組成を、まとめて表2-1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 各実施例で使用した、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物として、DPCA-60(オキシペンチレンカルボニル構造を分子内に6個有する、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート)、及び5CPL-1(オキシペンチレンカルボニル構造を分子内に5個有する、ε-カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールペンタアクリレート)の構造を、それぞれ以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 各実施例及び比較例における評価方法を以下に示す。
 (1)樹脂の重量平均分子量
 GPC分析装置(HLC-8220;東ソー社製)を用い、流動層としてテトラヒドロフラン又はNMPを用いて、「JIS K7252-3(2008)」に基づき、常温付近での方法により、ポリスチレン換算の重量平均分子量を測定して求めた。
 (2)酸価、酸当量
 電位差自動滴定装置(AT-510;京都電子工業社製)を用い、滴定試薬として0.1mol/Lの水酸化ナトリウム/エタノール溶液、滴定溶剤としてキシレン/N,N-ジメチルホルムアミド=1/1(質量比)を用いて、「JIS K2501(2003)」に基づき、電位差滴定法により、酸価(単位はmgKOH/g)を測定して求めた。測定した酸価の値から、酸当量(単位はg/mol)を算出した。
 (3)二重結合当量
 電位差自動滴定装置(AT-510;京都電子工業社製)を用い、ヨウ素供給源として一塩化ヨウ素溶液(三塩化ヨウ素=7.9g、ヨウ素=8.9g、酢酸=1,000mLの混合溶液)、未反応ヨウ素の捕捉水溶液として100g/Lのヨウ化カリウム水溶液、滴定試薬として0.1mol/Lのチオ硫酸ナトリウム水溶液を用いて、JIS K0070:1992「化学製品の酸価、けん化価、エステル価、よう素価、水酸基価、及び不けん化物の試験方法」の「第6項よう素価」に記載の方法に基づき、ウィイス法により、樹脂のヨウ素価を測定した。測定したヨウ素価(単位はgI/100g)の値から、二重結合当量(単位はg/mol)を算出した。
 (4)ポリシロキサン中の各オルガノシラン単位の含有比率
 29Si-NMRの測定を行い、オルガノシランに由来するSi全体の積分値に対する、特定のオルガノシラン単位に由来するSiの積分値の割合を算出して、それらの含有比率を計算した。試料(液体)は、直径10mm の“テフロン”(登録商標)製NMRサンプル管に注入して測定に用いた。29Si-NMR測定条件を以下に示す。
装置:核磁気共鳴装置(JNM-GX270;日本電子社製)
測定法:ゲーテッドデカップリング法
測定核周波数:53.6693MHz(29Si核)
スペクトル幅:20000Hz
パルス幅:12μs(45°パルス)
パルス繰り返し時間:30.0秒
溶媒:アセトン-d6
基準物質:テトラメチルシラン
測定温度:23℃
試料回転数:0.0Hz。
 (5)顔料の数平均粒子径
 ゼータ電位・粒子径・分子量測定装置(ゼータサイザーナノZS;シスメックス社製)を用い、希釈溶媒としてPGMEAを用いて、顔料分散液を1.0×10-5~40体積%の濃度に希釈し、希釈溶媒の屈折率をPGMEAの屈折率に、測定対象の屈折率を1.6に設定して、波長633nmのレーザー光を照射して顔料分散液中の顔料の数平均粒子径を測定した。
 (6)基板の前処理
 ガラス上に、ITOをスパッタにより100nm成膜したガラス基板(ジオマテック社製;以下、「ITO基板」)は、卓上型光表面処理装置(PL16-110;セン特殊光源社製)を用いて、100秒間UV-O洗浄処理をして使用した。
 (7)段差形状を有するパターンを現像後ベーク
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、ブザーホットプレート(HPD-3000BZN;アズワン社製)を用いて、表3-1~表13-1に記載の条件にて、任意の処理雰囲気下、任意の現像後ベーク温度及び任意の現像後ベーク時間の条件下で加熱し、現像後ベークした。
 (8)段差形状を有するパターンに活性化学線の照射
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、両面アライメント片面露光装置(マスクアライナー PEM-6M;ユニオン光学社製)を用いて、表3-2~表13-2に記載の条件にて、任意の処理雰囲気下、及び、任意の処理温度下、任意の露光波長の活性化学線を照射した。なお、実施例32、33又は34において、処理雰囲気としては、窒素中に、酸素を500ppm、5,000ppm又は50,000ppm含むガス雰囲気である。
 (9)段差形状を有するパターンを活性ガス紫外線処理
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、卓上型光表面処理装置(PL16-110;セン特殊光源(株)製、紫外線照度:18mW/cm(測定波長254nm))を用いて、表3-2~表13-2に記載の条件にて、任意の処理雰囲気下、任意の処理温度下、及び、任意の処理時間、任意の露光波長の紫外線を照射した。
 (10)段差形状を有するパターンをプラズマ処理
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、プラズマ洗浄装置(SPC-100B+H;(株)日立ハイテクインスツルメンツ製)を用いて、表3-2~表13-2に記載の条件にて、50sccmのガス流量及び20Paの処理圧力の条件下、任意の処理雰囲気下、任意の処理温度下、及び、任意の処理時間、任意の高周波電力(RF電力)でプラズマを発生させて処理した。
 (11)段差形状を有するパターンをミドルベーク
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、ブザーホットプレート(HPD-3000BZN;アズワン社製)を用いて、表3-2~表13-2に記載の条件にて、任意の処理雰囲気下、任意のミドルベーク温度及び任意のミドルベーク時間の条件下で加熱し、ミドルベークした。
 (12)段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化
 下記、実施例1記載の方法、及び、表3-1~表13-1に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。作製したパターンに、表3-2~表13-2に記載の条件にて、任意の処理雰囲気下、任意の熱硬化温度及び任意の熱硬化時間の条件下で加熱し、熱硬化させた。なお、実施例60、61又は62において、処理雰囲気としては、窒素中に、酸素を500ppm、5,000ppm又は50,000ppm含むガス雰囲気である。
 (13)パターン断面形状
 電界放出型走査電子顕微鏡(S-4800;(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、前記(1)パターンを形成する工程、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程、及び、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、段差形状を有するパターンの断面を観察し、断面のテーパー角を測定した。下記のように判定し、断面のテーパー角が60°以下となる、A+、A及びBを合格とし、断面のテーパー角が45°以下となる、A+及びAをパターン形状良好とし、断面のテーパー角が30°以下となる、A+をパターン形状優秀とした。
A+:断面のテーパー角が1~30°
A:断面のテーパー角が31~45°
B:断面のテーパー角が46~60°
C:断面のテーパー角が61~70°
D:断面のテーパー角が71~80°
E:断面のテーパー角が81~179°。
 (14)ハーフトーン特性/段差膜厚
 表面粗さ・輪郭形状測定機(SURFCOM1400D;(株)東京精密製)を用いて、測定倍率を10,000倍、測定長さを1.0mm、測定速度を0.30mm/sとして、前記(1)パターンを形成する工程、前記(1c)パターンを現像後ベークする工程、及び、前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、段差形状を有するパターンの厚膜部の膜厚(TFT)μm、及び、薄膜部の膜厚(THT)μmを測定した。ハーフトーン特性の指標として、段差膜厚を下記式により算出した。
段差膜厚=(TFT)-(THT)。
 下記のように判定し、最大段差膜厚が1.0μm以上となる、A+、A、B及びCを合格とし、最大段差膜厚が1.5μm以上となる、A+、A及びBをハーフトーン特性良好とし、最大段差膜厚が2.0μm以上となる、A+及びAをハーフトーン特性優秀とした。
A+:最大段差膜厚が2.5μm以上
A:最大段差膜厚が2.0μm以上かつ2.5μm未満
B:最大段差膜厚が1.5μm以上かつ2.0μm未満
C:最大段差膜厚が1.0μm以上かつ1.5μm未満
D:最大段差膜厚が0.5μm以上かつ1.0μm未満
E:最大段差膜厚が0.1μm以上かつ0.5μm未満
F:最大段差膜厚が0.1μm未満又は現像後に残膜せず測定不能。
 なお、ハーフトーンフォトマスクの一例として、透光部、遮光部及び半透光部の配置、並びに、寸法の一例を、図9に示す。また、表2-2記載の組成物1を用いて、表3-1及び表3-2記載の実施例1において、図9に記載のハーフトーンフォトマスクを用いて形成された、現像後の段差形状を有するパターンを、図10に示す。また、光硬化及び熱硬化後の段差形状を有するパターンの観察画像を、図11に示す。
 (15)遮光性(光学濃度(以下、「OD」)値)
 下記、実施例1記載の方法、上記(7)~(12)記載の方法、並びに、表3-1~表13-1、及び、表3-2~表13-2に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。透過濃度計(X-Rite 361T(V);X-Rite社製)を用いて、作製したパターンの入射光強度(I)及び透過光強度(I)をそれぞれ測定した。遮光性の指標として、OD値を下記式により算出した。
OD値=log10(I/I)。
 (16)絶縁性(表面抵抗率)
 下記、実施例1記載の方法、上記(7)~(12)記載の方法、並びに、表3-1~表13-1、及び、表3-2~表13-2に記載の条件にて、段差形状を有するパターンを作製した。高抵抗抵抗率計(“ハイレスタ”UP;三菱化学社製)を用いて、作製したパターンの表面抵抗率(Ω/□)を測定した。
 (17)有機ELディスプレイの発光特性
 (有機ELディスプレイの作製方法)
 図12(1)~(4)に、使用した基板の概略図を示す。まず、38×46mmの無アルカリガラス基板47に、スパッタ法により、ITO透明導電膜10nmを基板全面に形成し、第1電極48としてエッチングし、透明電極を形成した。また、第2電極を取り出すため補助電極49も同時に形成した(図12(1))。得られた基板を“セミコクリーン”(登録商標)56(フルウチ化学社製)で10分間超音波洗浄し、超純水で洗浄した。次に、この基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物を実施例1に記載された方法で塗布及びプリベークし、所定のパターンを有し、かつ、透光部、遮光部及び半透光部を有するハーフトーンフォトマスクを用いて、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを絶縁層50として形成した。以上の方法で、幅70μm及び長さ260μmの開口部が、幅方向にピッチ155μm及び長さ方向にピッチ465μmで配置され、それぞれの開口部が第1電極を露出せしめる形状の絶縁層50を、基板有効エリアに限定して形成した(図12(2))。なお、この開口部が、最終的に有機ELディスプレイの発光画素となる。また、基板有効エリアは、16mm四方であり、絶縁層50の厚さは、任意の膜厚で形成した。
 次に、第1電極48、補助電極49及び絶縁層50を形成した基板を用いて、有機ELディスプレイの作製を行った。前処理として、窒素プラズマ処理を行った後、真空蒸着法により、発光層を含む有機EL層51を形成した(図12(3))。なお、蒸着時の真空度は、1×10-3Pa以下であり、蒸着中は蒸着源に対して基板を回転させた。まず、正孔注入層として、化合物(HT-1)を10nm、正孔輸送層として、化合物(HT-2)を50nm蒸着した。次に、発光層に、ホスト材料として、化合物(GH-1)とドーパント材料として、化合物(GD-1)を、ドープ濃度が10%になるように40nmの厚さに蒸着した。その後、電子輸送材料として、化合物(ET-1)と化合物(LiQ)を、体積比1:1で40nmの厚さに積層した。有機EL層で用いた化合物の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 次に、化合物(LiQ)を2nm蒸着した後、MgAgを体積比10:1で100nm蒸着して第2電極52とし、反射電極を形成した(図12(4))。その後、低湿窒素雰囲気下、エポキシ樹脂系接着剤を用いて、キャップ状ガラス板を接着することで封止をし、1枚の基板上に5mm四方のボトムエミッション型有機ELディスプレイを4つ作製した。なお、ここでいう膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。
 (発光特性評価)
 上述した方法で作製した有機ELディスプレイを、10mA/cmで直流駆動にて発光させ、非発光領域や輝度ムラなどの発光不良がないかを観察した。作製した有機ELディスプレイのうち、初期特性に問題が無かった良品素子について、耐久性試験として、80℃で500時間保持した。耐久性試験後、有機ELディスプレイを、10mA/cmで直流駆動にて発光させ、発光領域や輝度ムラなどの発光特性に変化がないかを観察した。下記のように判定し、耐久試験前の発光領域面積を100%とした場合の、耐久試験後の発光領域面積が80%以上となる、A+、A、及びBを合格とし、発光領域面積が90%以上となる、A+及びAを発光特性良好とし、発光領域面積が95%以上となる、A+を発光特性優秀とした。
A+:耐久試験後の発光領域面積が95~100%
A:耐久試験後の発光領域面積が90~94%
B:耐久試験後の発光領域面積が80~89%
C:耐久試験後の発光領域面積が70~79%
D:耐久試験後の発光領域面積が50~69%
E:耐久試験後の発光領域面積が0~49%。
 (表示不良発生率評価)
 上記(17)記載の方法で、所定のパターンを有し、かつ、透光部、遮光部及び半透光部を有するハーフトーンフォトマスクを用いて、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを絶縁層50として形成し、38×46mmの無アルカリガラス基板5枚から、有機ELディスプレイを5枚×4=20個作製した。前記段差形状を有するパターンは、厚膜部、薄膜部及び開口部を有し、前記開口部は隣接する前記薄膜部に囲まれており、前記厚膜部は前記薄膜部に隣接している。前記開口部については、幅70μm及び長さ260μmの開口部が、幅方向にピッチ155μm及び長さ方向にピッチ465μmで配置されている。薄膜部と厚膜部については、前記幅70μmの開口部と開口部の間の85μm(ピッチ155μm-幅70μm=85μm)は、厚膜部25μmと、前記開口部に隣接する薄膜部30μmが、前記厚膜部の両側に配置されている。また、前記長さ260μmの開口部と開口部の間の205μm(ピッチ465μm-長さ260μm=205μm)は、厚膜部65μmと、前記開口部に隣接する薄膜部70μmが、前記厚膜部の両側に配置されている。
 作製した有機ELディスプレイの、前記開口部、前記厚膜部及び前記薄膜部の配置、並びに、寸法の概略図を、図13に示す。なお、図13に示すパターンを形成するために用いたハーフトーンフォトマスクは、透光部と半透光部とが隣接する箇所を有し、かつ遮光部と半透光部とが隣接する箇所を有する。また、ライン形状の透光部と、四角形形状の遮光部とを有する。さらに、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率は、0%である。
 作製した有機ELディスプレイを、10mA/cmで直流駆動にて発光させ、蒸着時のパーティクルに起因するダークスポット、及び、絶縁層の損傷に起因する非発光領域や輝度ムラなどの表示不良がないかを観察し、20個の有機ELディスプレイのうち、正常に発光する個数から表示不良発生率を算出した。
 下記のように判定し、表示不良発生率が25%以下となる、A+、A、B及びCを合格とし、表示不良発生率が15%以下となる、A+、A及びBを歩留まり良好とし、表示不良発生率が5%以下となる、A+及びAを歩留まり優秀とした。
A+:表示不良発生率が0%
A:表示不良発生率が1~5%
B:表示不良発生率が6~15%
C:表示不良発生率が16~25%
D:表示不良発生率が26~35%
E:表示不良発生率が36~65%
F:表示不良発生率が66~100%。
 なお、比較例8において作製した有機ELディスプレイの、前記開口部、前記厚膜部及び前記薄膜部の配置、並びに、寸法の概略図を、図14に示す。なお、図14に示すパターンを形成するために、比較例8において用いたハーフトーンフォトマスクは、透光部と半透光部とが接する箇所を有する一方、遮光部と半透光部とは隣接する箇所を有しない。また、四角形形状の透光部と、四角形形状の遮光部とを有する。さらに、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率は、100%である。
 [実施例1]
 黄色灯下、NCI-831を0.341g秤量し、MBAを6.817g、PGMEAを4.816g添加し、攪拌して溶解させた。次に、合成例1で得られたポリイミド(PI-1)の30質量%のMBA溶液を5.059g、DPHAの50質量%のMBA溶液を1.421g、A-BPEFの50質量%のPGMEA溶液を0.568g添加して攪拌し、均一溶液として調合液を得た。次に、調製例1で得られた顔料分散液(Bk-2)を9.149g秤量し、ここに、上述した方法によって得られた調合液を15.851g添加して攪拌し、均一溶液とした。その後、得られた溶液を0.45μmφのフィルターでろ過し、組成物1を調製した。
 調製した組成物1を、ITO基板上にスピンコーター(MS-A100;ミカサ社製)を用いて任意の回転数でスピンコーティングにより塗布した後、ブザーホットプレート(HPD-3000BZN;アズワン社製)を用いて110℃で120秒間プリベークし、膜厚約5μmのプリベーク膜を作製した。
 作製したプリベーク膜を、フォトリソ用小型現像装置(AD-2000;滝沢産業社製)を用いて、2.38質量%TMAH水溶液でスプレー現像し、プリベーク膜(未露光部)が完全に溶解する時間(Breaking Point;以下、「B.P.」)を測定した。
 上述と同様にプリベーク膜を作製し、作製したプリベーク膜を、両面アライメント片面露光装置(マスクアライナー PEM-6M;ユニオン光学社製)を用いて、ハーフトーン特性評価用のハーフトーンフォトマスクを介して、超高圧水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)及びg線(波長436nm)で、空気雰囲気下、23℃の条件下でパターニング露光した。露光後、フォトリソ用小型現像装置(AD-2000;滝沢産業社製)を用いて、2.38質量%TMAH水溶液で、23℃の条件下で現像し、水で30秒間リンスすることで、段差形状を有するパターンを作製した。現像時間は、B.P.の1.5倍とした。
 ハーフトーンフォトマスクとしては、透光部、遮光部、及び、前記透光部と前記遮光部の間に半透光部を有するフォトマスクを用いた。前記半透光部の透過率(%THT)%はそれぞれ、前記透光部の透過率(%TFT)の10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、又は50%である箇所を有する。前記透光部と前記半透光部とは隣接しており、前記遮光部と前記半透光部は隣接している。前記透光部、前記遮光部及び前記半透過部のパターン形状が、いずれもライン形状である箇所を有する。また、前記透光部及び前記遮光部が、いずれも四角形形状である箇所を有する。前記透光部のパターン寸法は、それぞれ、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、又は100μmである箇所を有する。また、前記遮光部のパターン寸法は10μmである。一方、前記半透光部のパターン寸法は、それぞれ、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、又は100μmである箇所を有する。
 現像後、上述した(8)記載の方法で、両面アライメント片面露光装置(マスクアライナー PEM-6M;ユニオン光学社製)を用いて、超高圧水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)及びg線(波長436nm)で、空気雰囲気下、23℃の条件下でブリーチング露光し、段差形状を有するパターンを光硬化させた。その後、上述した(12)の方法で、高温イナートガスオーブン(INH-9CD-S;光洋サーモシステム社製)を用いて、250℃で熱硬化させ、段差形状を有する硬化パターンを作製した。熱硬化条件は、窒素雰囲気下、250℃で60分間熱硬化させた。
 [実施例2~97、参考例1~2及び比較例1~7]
 実施例1と同様に、組成物2~18を表2-2に記載の組成にて調製した。得られた各組成物を用いて、実施例1と同様に、基板上に組成物を成膜し、段差形状を有有するパターン加工性、段差形状を有するパターンの膜特性及び有機ELディスプレイの発光特性の評価を行った。これらの評価結果をまとめて、表3-1~表14-1、表3-2~表14-2、表4-3、表7-3、表10-3、表11-3、及び表14-3に示す。なお、比較しやすくするために、表4-1~表12-1、表4-2~表12-2、表4-3、表7-3、表10-3、及び表11-3のそれぞれに、実施例1の評価結果を記載した。また、表12-1、及び表12-2のそれぞれに、実施例7の評価結果を記載した。
 なお、参考製1について、実施例1との相違点は、ハーフトーンフォトマスクを用いて露光していない点である。参考例1においては、二つのフォトマスクで二回に分けて露光し、現像することで段差形状を有するパターンを形成した。前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程において記載した通り、実施例1においては、ハーフトーンフォトマスクを用いており、段差形状を一括形成可能であるため、パターニング露光時のタクトタイムを短縮することができる。また、参考例1においては、透光部の領域が異なる二つのフォトマスクを用いて、二回以上に分けて露光しており、露光位置精度やアライメント誤差に起因する発光不良のため歩留まりが低下するため、表示不良発生率が増加した。タクトタイム短縮及び表示不良発生率低下の観点で、実施例1の優位性を確認することができる。
 また、参考例2について、実施例1との相違点は、フォトマスクを介する活性化学線の照射と、アルカリ溶液での現像をしていない点である。参考例2においては、インクジェット塗布で二回パターン状に成膜することで、段差形状を有するパターンを形成した。前記(1-1)塗膜を成膜する工程において記載した通り、実施例1においては、ハーフトーンフォトマスクを用いたフォトリソグラフィーであり、パターニング露光時の活性化学線の照射により、パターンの架橋密度が向上するため、熱硬化後の段差膜厚を向上させることができる。加えて、歩留まり低下抑制により、表示不良発生率を低下することができる。また、アルカリ溶液を用いた現像工程により、脱ガス起因となる低分子成分が除去されるため、発光素子の信頼性を向上させることができる。熱硬化後の段差膜厚向上、発光素子の信頼性向上、及び、表示不良発生率低下の観点で、実施例1の優位性を確認することができる。
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 [実施例98]
 (偏光層を有しない有機ELディスプレイの製造方法)
 作製する有機ELディスプレイの概略を図15に示す。まず、38×46mmの無アルカリガラス基板53上に、電子ビーム蒸着法により、クロムと金の積層膜を成膜し、エッチングによりソース電極54とドレイン電極55を形成した。次に、APC(銀/パラジウム/銅=98.07/0.87/1.06(質量比))をスパッタにより100nm成膜し、エッチングによりパターン加工してAPC層を形成し、さらに、APC層の上層にITOをスパッタにより10nm成膜し、エッチングにより、第1電極として反射電極56を形成した。電極表面を酸素プラズマで洗浄した後、スパッタ法により、アモルファスIGZOを成膜し、エッチングによりソース・ドレイン電極間に酸化物半導体層57を形成した。次に、スピンコート法により、ポジ型感光性ポリシロキサン系材料(SP-P2301;東レ社製)を成膜し、フォトリソグラフィーにより、ビアホール58と画素領域59を開口した後、熱硬化させてゲート絶縁層60を形成した。その後、電子ビーム蒸着法により、金を成膜し、エッチングによりゲート電極61を形成することで、酸化物TFTアレイとした。
 上述した実施例1記載の方法によって、組成物1を、酸化物TFTアレイ上に塗布及びプリベークして成膜し、所定のパターンを有し、かつ、透光部、遮光部及び半透光部を有するハーフトーンフォトマスクを介してパターニング露光、現像及びリンスして画素領域を開口した後、熱硬化させて、段差形状を有し、遮光性を有するTFT保護層/画素分割層62を形成した。以上の方法で、幅70μm及び長さ260μmの開口部が、幅方向にピッチ155μm及び長さ方向にピッチ465μmで配置され、それぞれの開口部が反射電極を露出せしめる形状の画素分割層を、基板有効エリアに限定して形成した。なお、この開口部が、最終的に有機ELディスプレイの発光画素となる。また、基板有効エリアは、16mm四方であり、画素分割層の厚さは、任意の膜厚で形成した。
 次に、上述した(17)記載の方法で、正孔注入層として化合物(HT-1)、正孔輸送層として化合物(HT-2)、ホスト材料として化合物(GH-1)、ドーパント材料として化合物(GD-1)、電子輸送材料として化合物(ET-1)と化合物(LiQ)を用いて、有機EL発光層63を形成した。
 その後、蒸着法により、MgAgを体積比10:1で10nm成膜し、エッチングにより、第2電極として透明電極64を形成した。次いで、低湿窒素雰囲気下、有機ELシール材(ストラクトボンド(登録商標)XMF-T;三井化学社製)を用いて封止膜65を形成した。さらに、無アルカリガラス基板66を、封止膜上に貼りあわせ、1枚の基板上に5mm四方の、偏光層を有しないトップエミッション型有機ELディスプレイを4つ作製した。なお、ここでいう膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。
 (発光特性評価)
 上述した方法で作製した有機ELディスプレイを、10mA/cmで直流駆動にて発光させ、外光を画素分割層部に照射した場合の輝度(Y’)、外光を照射しない場合の輝度(Y)を測定した。外光反射低減の指標として、コントラストを下記式により算出した。
コントラスト=Y/Y’。
 下記のように判定し、コントラストが0.80以上となる、A+、A、及びBを合格とし、コントラストが0.90以上となる、A+及びAを外光反射低減効果良好とし、コントラストが0.95以上となる、A+を外光反射低減効果優秀とした。上述した方法で作製した有機ELディスプレイは、コントラストが0.90であり、外光反射低減が可能であることを確認した。
A+:コントラストが0.95~1.00
A:コントラストが0.90~0.94
B:コントラストが0.80~0.89
C:コントラストが0.70~0.79
D:コントラストが0.50~0.69
E:コントラストが0.01~0.49。
 [比較例8]
 (表示不良発生率評価)
 上記(17)記載の方法で、所定のパターンを有し、かつ、透光部、遮光部及び半透光部を有するハーフトーンフォトマスクを用いて、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを絶縁層50として形成し、38×46mmの無アルカリガラス基板5枚から、有機ELディスプレイを5枚×4=20個作製した。作製した有機ELディスプレイの、前記開口部、前記厚膜部及び前記薄膜部の配置、並びに、寸法の概略図を、図14に示す。なお、図14に示すパターンを形成するために、比較例8において用いたハーフトーンフォトマスクは、透光部と半透光部とが接する箇所を有する一方、遮光部と半透光部とは隣接する箇所を有しない。また、四角形形状の透光部と、四角形形状の遮光部とを有する。さらに、遮光部の外周に占める、透光部の外周が接する長さの比率は、100%である。
 作製した有機ELディスプレイを、10mA/cmで直流駆動にて発光させ、蒸着時のパーティクルに起因するダークスポット、及び、絶縁層の損傷に起因する非発光領域や輝度ムラなどの表示不良がないかを観察し、20個の有機ELディスプレイのうち、正常に発光する個数から表示不良発生率を算出した。
 上記(17)と同様に判定し、表示不良発生率が25%以下となる、A+、A、B及びCを合格とし、表示不良発生率が15%以下となる、A+、A及びBを歩留まり良好とし、表示不良発生率が5%以下となる、A+及びAを歩留まり優秀とした。上記の方法で作製した有機ELディスプレイは、表示不良発生率が30%であり、歩留まり不良であった。
 [実施例99]
 (段差形状を有するパターンの撥液性、及びインクジェット有機EL適合性評価)
 上述した、実施例1記載の方法で、ITO基板上に組成物1のプリベーク膜を5μmの膜厚で成膜し、両面アライメント片面露光装置(マスクアライナー PEM-6M;ユニオン光学社製)を用いて、ハーフトーン特性評価用のハーフトーンフォトマスクを介して、透光部の露光量が、プリベーク後の膜厚が5μmの場合の感度の露光量となるように超高圧水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)、及びg線(波長436nm)でパターニング露光し、フォトリソ用小型現像装置(AD-2000;滝沢産業社製)を用いて、2.38質量%TMAH水溶液で現像した。現像後、両面アライメント片面露光装置(マスクアライナー PEM-6M;ユニオン光学社製)を用いて、超高圧水銀灯のi線(波長365nm)、h線(波長405nm)及びg線(波長436nm)で、空気雰囲気下、23℃の条件下でブリーチング露光し、段差形状を有するパターンを光硬化させた。その後、高温イナートガスオーブン(INH-9CD-S;光洋サーモシステム社製)を用いて、組成物1の硬化膜を作製した。成膜条件は、表12-1、及び表12-2の実施例1に記載の条件と同じ成膜条件で作製した。
 接触角測定装置(DMs-401;協和界面科学社製)を用いて、段差形状を有するパターン上に1μLのPGMEAを滴下し、JIS R3257:1999「基板ガラス表面ぬれ性試験方法」の「第6項静滴法」に記載の方法に基づき、23℃の条件下、撥液性の指標として、透光部の熱硬化後のPGMEAに対する接触角(厚膜部のPGMEAに対する接触角)(CApFT)°を測定した。
 下記のように判定し、厚膜部の接触角が40°以上となる、A+、A、B及びCを合格とし、厚膜部の接触角が50°以上となる、A+、A及びBを撥液性良好とし、厚膜部の接触角が60°以上となる、A+及びAを撥液性優秀とした。上記の方法で作製した組成物1の硬化膜は、厚膜部の接触角(CApFT)が42°であり、撥液性を有することを確認した。
A+:厚膜部の接触角が70°以上
A:厚膜部の接触角が60°以上かつ70°未満
B:厚膜部の接触角が50°以上かつ60°未満
C:厚膜部の接触角が40°以上かつ50°未満
D:厚膜部の接触角が20°以上かつ40°未満
E:厚膜部の接触角が10°以上かつ20°未満
F:厚膜部の接触角が10°未満又は測定不能
 また、半透光部について、透過率の異なる箇所の、熱硬化後のPGMEAに対する接触角(薄膜部のPGMEAに対する接触角)(CApHT)°を測定し、現像後に残膜した半透光部の、熱硬化後のPGMEAに対する最小接触角(薄膜部のPGMEAに対する最小接触角)(CApHT/min)°を求めた。インクジェット有機EL適合性の指標として、最大接触角差を下記式により算出した。
最大接触角差=(CApHT)-(CApHT/min)。
 下記のように判定し、最大接触角差が10°以上となる、A+、A、B及びCを合格とし、最大接触角差が20°以上となる、A+、A及びBをインクジェット有機EL適合性良好とし、最大接触角差が30°以上となる、A+及びAをインクジェット有機EL適合性優秀とした。上記の方法で作製した組成物1の硬化膜は、厚膜部の接触角(CApFT)が42°、薄膜部の最小接触角(CApHT/min)°が28°であったため、最大接触角差が14°であり、インクジェット有機EL適合性を有することを確認した。
A+:最大接触角差が40°以上
A:最大接触角差が30°以上かつ40°未満
B:最大接触角差が20°以上かつ30°未満
C:最大接触角差が10°以上かつ20°未満
D:最大接触角差が5°以上かつ10°未満
E:最大接触角差が10°未満又は測定不能。
 同様の方法で、実施例100~106として、組成物7、及び14~18を用いて、撥液性及びインクジェット有機EL適合性を評価した。実施例100~105は、組成物7、及び14~18を用いて、現像液として2.38質量%TMAH水溶液を使用した。実施例106は、組成物17を用いて、現像液として0.5質量%TMAH水溶液を使用した。成膜条件は、表12-1、及び表12-2の、それぞれ、実施例7、及び92~97に記載の条件と同じ成膜条件で作製した。実施例99~106の評価結果を表15-1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000044
 本発明による硬化膜の製造方法、及び有機ELディスプレイの製造方法は、歩留まり低下を抑制し、表示特性や信頼性が向上された有機ELディスプレイの製造に適している。
 1,12,15,26 ガラス基板
 2,16 TFT
 3,17 TFT平坦化用の硬化膜
 4 反射電極
 5a,21a プリベーク膜
 5b,21c 段差形状を有する硬化パターン
 6,22 ハーフトーンフォトマスク
 7,23 活性化学線
 8 EL発光層
 9,18,64 透明電極
 10,28 平坦化用の硬化膜
 11 カバーガラス
 13 BLU
 14 BLUを有するガラス基板
 19 平坦化膜
 20,29 配向膜
 21b 硬化パターン
 24 段差形状を有するBCSを有するガラス基板
 25 BLU及び段差形状を有するBCSを有するガラス基板
 27 カラーフィルタ
 30 カラーフィルタ基板
 31 BLU、段差形状を有するBCS及びカラーフィルタを有するガラス基板
 32 液晶層
 34 厚膜部
 35a,35b,35c 薄膜部
 36a,36b,36c,36d,36e 硬化パターンの断面における傾斜辺
 37 下地の基板の水平辺
 47,53,66 無アルカリガラス基板
 48 第1電極
 49 補助電極
 50 絶縁層
 51 有機EL層
 52 第2電極
 54 ソース電極
 55 ドレイン電極
 56 反射電極
 57 酸化物半導体層
 58 ビアホール
 59 画素領域
 60 ゲート絶縁層
 61 ゲート電極
 62 段差形状を有し、遮光性を有するTFT保護層/画素分割層
 63 有機EL発光層
 65 封止膜

Claims (20)

  1.  (1)基板上に、ネガ型感光性樹脂組成物の段差形状を有するパターンを形成する工程、
     (2)該段差形状を有するパターンを光硬化させる工程、及び、
     (3)該段差形状を有するパターンを加熱して熱硬化させる工程、をこの順に有する、硬化膜の製造方法であって、
     該(1)パターンを形成する工程が、(1-2)該ネガ型感光性樹脂組成物の塗膜にフォトマスクを介して活性化学線を照射する工程、を有し、
     該フォトマスクが、透光部及び遮光部を含み、該透光部と該遮光部の間に、透過率が該透光部の値より低く、かつ透過率が該遮光部の値より高い、半透光部を有するハーフトーンフォトマスクであって、
     該透光部と該半透光部とが隣接する箇所を有し、かつ該遮光部と該半透光部とが隣接する箇所を有するフォトマスクである、硬化膜の製造方法。
  2.  前記ネガ型感光性樹脂組成物が、(B)ラジカル重合性化合物として、(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物を含有し、
     該親水性骨格として、オキシアルキレン鎖、ラクトン変性鎖、ラクタム変性鎖及びヒドロキシアルキレン鎖から選ばれる一種類以上を有する、請求項1に記載の硬化膜の製造方法。
  3.  前記(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が、
     (I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来する構造、
     (II)少なくとも3つのエチレン性不飽和二重結合基、及び、
     (III)少なくとも1つの親水性骨格、
    を有する化合物を含有し、
     さらに、該(B1)親水性骨格含有ラジカル重合性化合物が、該(I)分子中に少なくとも3つのヒドロキシ基を有する化合物に由来するヒドロキシ基を有する、請求項2に記載の硬化膜の製造方法。
  4.  前記(1)パターンを形成する工程における、前記段差形状を有するパターンの、膜厚1μm当たりの光学濃度が、0.3~5.0である、請求項1~3のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  5.  前記フォトマスクが、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の透光部と、多角形、又は、一部の辺若しくは全部の辺が円弧で形成された閉じた多角形の形状の遮光部とを有するフォトマスクである、請求項1~4のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  6.  前記フォトマスクにおける、前記遮光部の外周に占める、前記透光部の外周が接する長さの比率が、0~30%である、請求項5に記載の硬化膜の製造方法。
  7.  前記(1)パターンを形成する工程が、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程の後、さらに、(1-3)アルカリ溶液を用いて現像する工程、を有し、
     該(1-3)現像する工程において形成されるパターンが、段差形状を有するパターンであって、
     該(1-3)現像する工程で形成される該段差形状を有するパターンが、薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角が、1~60°である、請求項1~6のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  8.  前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程で形成されるパターンが、段差形状を有するパターンであって、
     該段差形状を有するパターンの薄膜部の断面における端部の傾斜辺のテーパー角が、1~45°である、請求項7に記載の硬化膜の製造方法。
  9.  前記(1-3)現像する工程において形成されるパターンが、段差形状を有するパターンであって、該段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT1)μmと薄膜部の膜厚(THT1)μmとの膜厚差を(ΔTDEV)μmとし、
     前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程において形成されるパターンが、段差形状を有するパターンであって、該段差形状を有するパターンにおける、厚膜部の膜厚(TFT2)μmと薄膜部の膜厚(THT2)μmとの膜厚差を(ΔTCURE)μmとするとき、
     段差膜厚残存率((ΔTCURE)/(ΔTDEV)×100)%が、60~100%である、請求項7又は8に記載の硬化膜の製造方法。
  10.  前記(1-3)現像する工程におけるアルカリ溶液のアルカリ濃度が、1~5質量%である、請求項7~9のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  11.  前記ネガ型感光性樹脂組成物が、(A)アルカリ可溶性樹脂を含有し、
     該(A)アルカリ可溶性樹脂が、アルカリ可溶性基として、フェノール性水酸基を有する、請求項7~10のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  12.  前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度が、150~200℃未満である、請求項1~11のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  13.  前記ネガ型感光性樹脂組成物が、(A)アルカリ可溶性樹脂として、(A1-1)ポリイミド、(A1-2)ポリイミド前駆体、(A1-3)ポリベンゾオキサゾール、及び(A1-4)ポリベンゾオキサゾール前駆体から選ばれる一種類以上を含有し、
     前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程における、熱硬化させる加熱温度が、200~500℃である、請求項7~11のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  14.  前記(1-3)現像する工程の後、かつ前記(2)パターンを光硬化させる工程の前に(1c)前記段差形状を有するパターンを現像後ベークする工程を有し、
     該(1c)パターンを現像後ベークする工程における、現像後ベークする加熱温度が、100~180℃である、請求項1~13のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  15.  前記(2)パターンを光硬化させる工程が、(2-1)前記段差形状を有するパターンに活性化学線を照射する工程を有し、
     該(2-1)パターンに活性化学線を照射する工程における、該活性化学線の露光量を(EBLEACH)mJ/cmとし、前記(1-2)フォトマスクを介して活性化学線を照射する工程における、フォトマスクの透過部における露光量を(EEXPO)mJ/cmとするとき、
     露光量比(EBLEACH)/(EEXPO)が、0.5以上4未満である、請求項1~14のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  16.  前記(2)パターンを光硬化させる工程が、(2-2)前記段差形状を有するパターンを活性ガス紫外線処理する工程、及び/又は、(2-3)前記段差形状を有するパターンをプラズマ処理する工程、を有する、請求項1~15のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  17.  前記ネガ型感光性樹脂組成物が、(F)撥インク剤を含有する、請求項1~16のいずれかに記載の硬化膜の製造方法。
  18.  前記ネガ型感光性樹脂組成物が、さらに、(Da)黒色剤を含有する、請求項17に記載の硬化膜の製造方法。
  19.  有機ELディスプレイの製造方法であって、請求項1~18のいずれかに記載の硬化膜の製造方法を有し、
     前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程の後、さらに、(4)有機EL層を形成する工程、及び、
     該(4)有機EL層を形成する工程の後、さらに、(5)第2電極を形成する工程、を有する、有機ELディスプレイの製造方法。
  20.  有機ELディスプレイの製造方法であって、請求項17又は18に記載の硬化膜の製造方法を有し、
     前記(3)パターンを加熱して熱硬化させる工程の後、さらに、(4)有機EL層を形成する工程、及び、
     該(4)有機EL層を形成する工程の後、さらに、(5)第2電極を形成する工程、を有し、
     該(4)有機EL層を形成する工程が、(4-1)インクジェット塗布で有機EL層を形成する工程を有する、有機ELディスプレイの製造方法。
     
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